УСТАНОВКА ОХЛАЖДЕНИЯ ВОЗДУХА С ИСПАРЕНИЕМ РЕЦИРКУЛИРУЮЩЕЙ ВОДЫ
AIR COOLING PLANT WITH RECIRCULATING WATER EVAPORATION

Изобретение относится к технике кондиционирования воздуха и вентиляции, в частности к установкам охлаждения воздуха с испарением рециркулирующей воды.
Наиболее близким техническим решением к заявляемому объекту является установка охлаждения воздуха с испарением рециркулирующей воды по патенту РФ №2359176, кл. F24F 3/06, содержащая корпус, на котором смонтирован центробежный вентилятор, центробежный насос, камера охлаждения воздуха, в которой на перфорированных решетках установлены перфорированные контейнеры с фарфоровыми кольцами, орошаемые рециркуляционной водой посредством распылительных форсунок.
Недостатком его является сравнительно невысокая эффективность процесса водораспыления.
Технический результат - повышение эффективности и надежности процесса создания микроклимата в горячих цехах.
Это достигается тем, что в установке охлаждения воздуха с испарением рециркулирующей воды, содержащей корпус, на котором смонтирован центробежный вентилятор, центробежный насос, камера охлаждения воздуха, в которой на перфорированных решетках установлены перфорированные контейнеры с фарфоровыми кольцами, орошаемые рециркуляционной водой посредством распылительных форсунок, на выходе из камеры охлаждения воздуха на перфорированной решетке размещен слой фарфоровых колец, который служит каплеуловителем, а форсунки выполнены в виде корпуса, корпус каждой из которых выполнен с впускным отверстием, выполненным в виде конфузора и соосного с ним дроссельного отверстия, а камера завихрения выполнена в виде цилиндрического стакана, ось которого в плоскости чертежа перпендикулярна оси впускного и дроссельного отверстий, при этом ось впускного и дроссельного отверстий в профильной плоскости расположена касательно по отношению к камере завихрения, причем соосно камере завихрения расположен сопловый вкладыш, внутри которого выполнены последовательно расположенные и соосные друг другу и цилиндрической поверхности камеры завихрения три калиброванных отверстия: коническое, цилиндрическое и фасонное в виде цилиндрической части с фаской округления на выходе, при этом диаметр цилиндрического отверстия соплового вкладыша равен диаметру верхнего основания усеченного конуса конического отверстия и диаметру цилиндрической части фасонного отверстия.
На фиг.1 изображена схема предлагаемой установки охлаждения воздуха с испарением рециркулирующей воды, на фиг.2 изображен общий вид форсунки для распыливания жидкости.
Установка охлаждения воздуха с испарением рециркулирующей воды (фиг.1) содержит корпус, на котором смонтирован центробежный вентилятор 1, центробежный насос 2, камера 3 охлаждения воздуха. Патрубок 4 соединяет выход вентилятора 1 с входом камеры 3. В камере 3 на перфорированных решетках установлены перфорированные контейнеры с фарфоровыми кольцами 5, которые орошаются рециркуляционной водой распылительными форсунками 7 для орошения слоя колец 5. На выходе из камеры 3 на перфорированной решетке размещен слой фарфоровых колец 6, который служит каплеуловителем.
В нижней части корпуса установки размещен бак 8 для стока неиспарившейся воды, в котором имеется сетчатый фильтр 9 для очистки воды, всасываемой насосом 2 и подаваемой по трубопроводу к форсункам 7. Патрубок 10 размещен над камерой 3 и имеет прямоугольное отверстие 11, переходящее в круглое сечение воздуховода 12 для выпуска охлажденного воздуха.
1
1
Широкофакельная центробежная форсунка (фиг.2) состоит из корпуса 13 длиной L с впускным отверстием 16, выполненным в виде конфузора длиной L, соосного с ним дроссельного отверстия 15 диаметром d, камеры завихрения 14, выполненной в виде цилиндрического стакана, ось которого в плоскости чертежа перпендикулярна оси впускного 16 и дроссельного 15 отверстий. При этом ось впускного 16 и дроссельного 15 отверстий в профильной плоскости расположена касательно по отношению к камере завихрения 14, т.е. имеет место тангенциальный ввод.
1
Соосно камере завихрения 14 расположен сопловый вкладыш 17 с внешним диаметром D, выполненный из твердых материалов: карбида вольфрама, рубина, сапфира. Внутри вкладыша выполнены последовательно расположенные и соосные друг другу и цилиндрической поверхности камеры завихрения 14 три калиброванных отверстия: коническое отверстие 18 с диаметром D нижнего основания усеченного конуса, цилиндрическое отверстие 19 и фасонное отверстие 20 в виде цилиндрической части с фаской скругления на выходе. При этом диаметр d цилиндрического отверстия 19 соплового вкладыша 17 равен диаметру верхнего основания усеченного конуса конического отверстия 18 и диаметру цилиндрической части фасонного отверстия 20.
1
1
1
1
1
1
Для работы форсунки в оптимальном режиме предусмотрены следующие соотношения ее параметров: отношение диаметра d цилиндрического отверстия 19 соплового вкладыша 17 к диаметру d дроссельного отверстия 15 корпуса 1 форсунки лежит в оптимальном интервале величин: d/d=1,4÷2,2; отношение внешнего диаметра D соплового вкладыша 17 к диаметру D нижнего основания усеченного конуса конического отверстия 18 вкладыша 17 лежит в оптимальном интервале величин: D/D=1,2÷1,8; отношение длины L корпуса 13 форсунки к длине L конфузора впускного отверстия 16 лежит в оптимальном интервале величин: L/L=2,0÷2,5.
Установка охлаждения воздуха с испарением рециркулирующей воды работает следующим образом.
2
Эффект обдувания достигается за счет движения воздуха, что допустимо при сравнительно невысокой его температуре. При температуре в помещении выше 28°С и интенсивности облучения более 210 ккал/мч необходимо охлаждение воздуха. В предлагаемой установке для охлаждения воздуха используется испарение рециркулирующей воды. Воздух под давлением вдувается в установку и проходит орошаемый слой фарфоровых колец 5, где увлажняется, а затем сухой слой колец 6, который служит каплеуловителем. Скорость обдувающего воздуха зависит от давления вентилятора 1, а температура и влажность выходящего из установки воздуха - от высоты слоя колец (которую можно регулировать).
Широкофакельная центробежная форсунка для распыливания жидкостей работает следующим образом.
1
1
Жидкость подается по впускному отверстию 16, выполненному в виде конфузора длиной L, затем проходит через соосное с ним дроссельное отверстие 15 диаметром d и поступает по тангенциальному вводу в камеру завихрения 14, выполненную в виде цилиндрического стакана. Вращающийся поток жидкости из камеры завихрения 14 проходит через калиброванное коническое отверстие 18 соплового вкладыша 17, цилиндрическое отверстие 19 и фасонное отверстие 20 вкладыша 17, в результате чего образуется факел распыленной жидкости, корневой угол которого определяется величиной радиуса фаски скругления на выходе фасонного отверстия 20.
Предложенная конструкция широкофакельной форсунки с диаметром выходного отверстия 9 мм при рабочих давлениях жидкости 150…250 кПа обеспечивает угол раскрытия водяного факела до 140° и сохраняет устойчивость факела при давлении жидкости перед форсунками от 40 кПа и выше, при этом производительность форсунки зависит от давления жидкости на входе впускного отверстия 16.