УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОДГОТОВКИ ВОЗДУХА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ТЕПЛОВОГО НАСОСА
AIR PREPARATION DEVICE INCORPORATING HEAT PUMP

Изобретение может быть использовано в любой отрасли промышленности, где требуется очистка и подогрев газовых потоков, в частности в сушильных установках химической и пищевой отраслей промышленности, а также в вентиляционных системах зданий.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является устройство непрерывного действия для подготовки воздуха в системах воздухообмена [Патент РФ №2367870 С1, опубл. 20.09.09, Бюл. №26], включающее очистку и охлаждение отработавшего сушильного агента с передачей от него теплоты используемому для очистки маслу, а также воздушному потоку, используемому в технологическом процессе, корпус с расположенным внутри него цепным конвейером с пружинными сетками, воздуховод для подачи и отвода воздуха, ванну для масла, разделенную поперечными перегородками переменной высоты на секции с коническим днищем, при этом коническое днище каждой секции снабжено запорным устройством, фильтрующее устройство с системой циркуляции масла, включающее насос, фильтр для очистки масла, фильтр контрольной очистки и калорифер предварительного подогрева приточного воздуха.
Недостатком известного устройства является невысокая эффективность очистки воздуха и недостаточная утилизации теплоты отработанных газов.
Технической задачей изобретения является повышение эффективности очистки воздуха и утилизация теплоты отработанных газов.
Техническая задача изобретения достигается тем, что в устройстве для подготовки воздуха с использованием теплового насоса, включающем калорифер для обогрева приточного воздуха, воздуховоды для подачи и отвода с маслозаборным устройством, в нижней части корпуса ванна для масла, разделенная поперечными воздуха, корпус с расположенным внутри него цепным конвейером, на котором установлены рамки перегородками переменной высоты на секции с коническим днищем, обеспечивающими переток масла навстречу потоку воздуха, при этом нижние части секций ванны соединены с фильтром для очистки масла, из которых нагретое масло через тепловой насос охлажденным возвращается в последнюю секцию ванны, при этом днище каждой секции ванны представляет собой сборник осадка, стенки которого наклонены к выпускному патрубку через запорное устройство, соединенное с коллектором, связанным через фильтр с системой циркуляции масла, а также основной и контрольный фильтр, основной и вспомогательный калорифер для подогрева, новым является то, что рамки представляют собой натянутые на каркас сетки, при этом в верней части рамки по всей ее ширине установлено маслозаборное устройство, представляющее собой открытую сверху емкость для масла, в нижней части снабженную отверстием для слива масла, патрубок подачи масла, расположенный после контрольного фильтра присоединен к охлаждающему контуру теплового насоса, выходной патрубок которого через насос присоединяется ко входу в ванну, а нагревательный контур теплового насоса соединен со входом и выходом вспомогательного калорифера, в верхней части корпуса установлена направляющая, по которой перемещаются нижние части рамок, находящиеся в горизонтальном положении.
Технический результат изобретения заключается в повышении эффективности очистки воздуха и утилизации теплоты отработанного воздуха.
На фиг. 1 представлена схема предлагаемого устройства для подготовки воздуха с использованием теплового насоса.
Устройство для подготовки воздуха с использованием теплового насоса содержит корпус устройства 1 с размещенным внутри цепным конвейером 2, на котором шарнирно закреплены рамки с маслозаборным устройством 3. В нижней части корпуса расположена ванна с маслом 4, разделенная на секции поперечными перегородками 7, каждая секция снабжена коническим днищем с патрубком, снабженным запорным устройством 8, патрубки присоединены к трубопроводу 9, подключенному к основному фильтр для масла 10, и контрольному фильтру для масла 11, запорные устройства 12 и 15 предназначены для отключения системы очистки масла при ее ремонте, в этом случае отработанное масло может поступать в тепловой насос 14 по трубопроводу 13 или непосредственно в тепловой насос 14.
Охлажденное в тепловом насосе масло через насос 16 подается в последнюю секцию ванны 4.
Высота перегородок в различных секциях ванны различна и обеспечивает возможность перетока масла по секциям, поэтому масло, поступившее из теплового насоса, затем перетекает по секциям противотоком с воздухом.
По ходу свежего воздуха в подводящем воздуховоде 17 установлен вспомогательный 18 и основной 19 калориферы для подогрева воздуха.
Тепловой насос представляет собой обращенную холодильную машину, а его использование позволяет преобразовать теплоту нагретого в результате очистки масла, а затем с более низкой температурой подать его в последнюю секцию ванны, что будет способствовать охлаждению выбрасываемого воздуха т.е. утилизации тепла.
При этом часть тепла от нагретого масла будет передаваться воздуху, подаваемому во вспомогательный калорифер, и способствавать его предварительному нагреву, что экономически целесообразно.
Устройство для подготовки воздуха с использованием теплового насоса работает следующим образом.
Нагретый запыленный воздух поступает по воздуховоду в корпус 1, где проходит последовательно через несколько рамок 3 с маслозаборным устройством, размещенных на цепном конвейере 2.
Рамки представляют собой натянутые на каркас сетки, при этом в верней части рамок по всей их ширине установлены маслозаборные устройства, представляющие собой открытую сверху емкость, в которую заливается масло, в нижней ее части находится отверстие для слива масла по сетке при опускания рамок, что увеличивает площадь контакта масла с загрязненным воздухом.
При этом масло, стекая по рамкам в ванну, при контакте с воздухом нагревается и перетекает в следующую секцию, где контактирует с еще более нагретой рамкой, т.к. температура воздуха при подаче в устройство велика.
Пыль прилипает к масляной пленке на пластине и опускается в ванну при движении в слое масла.
При поднятии сетки с рамкой 3 в верхней звездочке 5 сетки переходят в горизонтальное положение, при этом нижняя часть рамок скользит по направляющей 6 (холостая ветвь).
Пыль постепенно оседает на дно секций, откуда она периодически отводится на фильтры очистки. Для этого днища секций 4 имеют коническую форму, а к их нижней части присоединены патрубки с запорными устройствами 8, присоединенными к трубопроводу 9, подключенному на фильтр для масла 10 и контрольному фильтру 11.
В случае ремонта или замены фильтров масло отводится по трубопроводу 13 в тепловой насос 14, где происходит охлаждение масла. Впоследствии очищенное и охлажденное в тепловом насосе масло через насос 16 возвращается в ванну 4 (последнюю секцию) для дальнейшей очистки воздуха.
Тепловой насос используется также для предварительного нагрева чистого воздуха, который подается по трубопроводу 17 и будет использован в производственном процессе (например, для сушки продуктов). Горячее масло из теплового насоса 14 подается во вспомогательный калорифер 18, затем охлажденным направляется снова в тепловой насос. В дальнейшем воздух будет дополнительно подогреваться в основном калорифере 19.
Предложенное устройство для подготовки воздуха с использованием теплового насоса позволяет: повысить эффективность очистки воздуха и повысить возможность утилизации теплоты отработанного воздуха.