ПРЯМОТОЧНАЯ СИСТЕМА КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ ВОЗДУХА

Полезная модель относится к области теплотехники и может быть использована в качестве прямоточной системы кондиционирования воздуха в различных помещениях.
Известна прямоточная система кондиционирования воздуха, содержащая последовательно соединенные воздухозаборник, фильтр, первый калорифер, смеситель, второй калорифер, вентилятор с трехфазным асинхронным двигателем и схемой его питания, помещение и выходное устройство [1]. Данная система проста, надежна, сравнительно недорога, поэтому она нашла широкое применение для обеспечения нормальных условий в помещениях и отсеках различных сооружений. Недостатком системы является низкое быстродействие, вызванное сравнительно невысокой частотой вращения двигателя вентилятора [2…4].
Техническим результатом полезной модели является быстродействие системы кондиционирования воздуха.
Требуемый технический результат достигается тем, что в прямоточной системе кондиционирования воздуха, содержащей последовательно соединенные воздухозаборник, фильтр, первый калорифер, смеситель, второй калорифер, вентилятор с трехфазным асинхронным двигателем и схемой его питания, помещение и выходное устройство, помещение снабжено первым, вторым, третьим и четвертым датчиками давления, размещенными в углах помещения, при этом каждый из датчиков содержит один замыкающий и один размыкающий контакты, трехфазный асинхронный двигатель выполнен высокочастотным, схема питания содержит источник постоянного напряжения, шины постоянного напряжения, первый инвертор, параллельно ему включенный второй инвертор и выходные шины, при этом шины постоянного напряжения подключены к источнику постоянного напряжения, а первый и второй инверторы подключены к шинам постоянного напряжения, причем плюсовой вход первого инвертора подключен к плюсовой шине шин постоянного напряжения непосредственно, а минусовой вход - подключен к соответствующей шине шин постоянного напряжения через последовательно соединенные замыкающие контакты датчиков давления; плюсовой вход второго инвертора подключен к плюсовой шине шин постоянного напряжения через последовательно соединенные размыкающие контакты датчиков давления, а минусовой вход второго инвертора соединен с соответствующей шиной шин постоянного напряжения непосредственно, при этом оба инвертора подключены к выходным шинам, соединенным с обмоткой статора указанного двигателя, причем частота напряжения первого инвертора составляет половину частоты напряжения второго инвертора.
На фиг.1 изображена структурная схема системы. На фиг.2 показана схема питания высокочастотного трехфазного асинхронного двигателя вентилятора.
Система содержит (фиг.1) воздухозаборник 1, фильтр 2, первый калорифер 3, смеситель 4, второй калорифер 5, вентилятор 6 с трехфазным асинхронным высокочастотным двигателем 6-1 (фиг.2), помещение 7, в углах которого размещены датчики давления 8, 9, 10 и 11, снабженные замыкающими контактами 8-1, 9-1, 10-1 и 11-1 и размыкающими контактами 8-2, 9-2, 10-2 и 11-2 (фиг.2), соответственно, схему питания, содержащую источник постоянного напряжения 12, шины постоянного напряжения 13, первый инвертор 14, параллельно включенный ему второй инвертор 15, выходные шины 16, при этом плюсовой вход 14-1 первого инвертора 14 подключен к плюсовой шине шин постоянного напряжения 13 непосредственно, а минусовой вход 14-1 того же инвертора подключен к минусовой шине шин постоянного напряжения 13 через последовательно включенные замыкающие контакты 8-1…11-1 датчиков давления 8…11; плюсовой вход 15-1 второго инвертора 15 подключен к плюсовой шине шин постоянного напряжения 13 через последовательно соединенные размыкающие контакты 8-2…11-2 датчиков давления 8…11, а минусовой вход 15-1 второго инвертора 15 подключен к соответствующей шине шин постоянного напряжения 13 непосредственно, причем оба инвертора 14 и 15 подключены к выходным шинам 16, соединенными с обмоткой статора указанного двигателя 6-1 вентилятора 6 (фиг.1), а частота напряжения первого инвертора 14 составляет половину частоты напряжения второго инвертора 15. Все элементы системы серийно выпускаются отечественной промышленностью.
Система работает следующим образом.
В обычном режиме, когда давление воздуха в помещении равно заданному, все датчики давления 8, 9, 10 и 11 находятся в состоянии, при котором их замыкающие и размыкающие контакты (фиг.2) находятся в положении, указанном на чертеже, при этом воздух поступает (фиг.1) через воздухозаборник 1, очищается в фильтре 2, нагревается в первом калорифере 3, смешивается в смесителе 4, повторно нагревается во втором калорифере 5, нагнетается вентилятором 6 и поступает в помещение 7, при этом высокочастотный трехфазный асинхронный двигатель 6-1 вентилятора 6 (фиг.2) подключен к второму инвертору 15, подключенному по цепи: источник постоянного напряжения 12, шины постоянного напряжения 13, при этом плюсовая шина 15-1 второго инвертора 15 соединена с плюсовой шиной шин постоянного напряжения 13 через последовательно соединенные размыкающие контакты 8-2, 9-2, 10-2 и 11-2 соответствующих реле давления. Поскольку частота напряжения второго инвертора 15 выше частоты напряжения первого инвертора, то индуктивное сопротивление обмотки статора будет равно
Ввиду того, что индуктивное сопротивление обмотки велико, токи фаз статорной обмотки будут уменьшены, и двигатель 6-1 будет вращаться со скоростью, равной минимальной. Если давление воздуха в помещении 7 (фиг.1) станет меньше расчетного значения, то датчики давления 8…11 сработают и их размыкающие контакты (фиг.2) 8-2…11-2 разомкнутся и цепь питания второго инвертора 15 разорвется, а замыкающие контакты 8-1…11-1 замкнутся, при этом включается первый инвертор 14, при частоте которого индуктивное сопротивление фазы обмотки статора будет равно
1
2
L1
Поскольку L=L, то индуктивное сопротивление X будет в два раза меньше индуктивного сопротивления по равенству (1), при этом токи фаз статора увеличиваются и его скорость возрастет почти в 2 раза. Если давление воздуха в помещении 7 возрастет до минимального значения, то датчики давления снова включают второй инвертор 15. Далее процесс смены инверторов продолжится в зависимости от давления воздуха.
Таким образом требуемый технический результат достигается за счет увеличения скорости вращения двигателя вентилятора.
Источники, принятые во внимание:
[1]. Даниленко О.Г., Шувалов В.Д., Чикига С.А. Оценка теплоэнергетической эффективности систем кондиционирования воздуха. М., МО СССР, 1989, стр.20, рис.3.1.
[2]. Ефимов А.Л., Косенков В.И., Яковлев И.В. Система кондиционирования воздуха. М., МЭИ, 2002, 48 с.
[3]. Архипов Л.И., Косенков В.И., Сынков И.В. Центральные системы кондиционирования воздуха. М., МЭИ, 2005, 80 с.
[4].Беккер А. Системы вентиляции. Перевод с немецкого. М., Техносфера-Евроклимат, 2007,239 с.