Кондиционер с двухроторной системой осушительного и испарительного охлаждения

Кондиционер с двухроторной системой осушительного и испарительного охлаждения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Заявляемое решение относится к области кондиционеров, обслуживающих производственные помещения как металлургических комбинатов и литейных заводов, так и заводов, которые имеют заводскую котельную и агрегаты для сушки различных материалов, выбрасывающих в атмосферу отходящие дымовые газы. В кондиционерах используется горячий воздух с температурой в холодный период года и температурой в теплый период года, необходимой при нагревании и охлаждении приточного воздуха, и получаемый с использованием отходящих дымовых газов.

Кондиционеры предназначены для обслуживания производственных помещений с высокой относительной влажностью воздуха в рабочей зоне (ϕ_р.з.>75%), а также производственных помещений с «нормальной» относительной влажностью (ϕ_р.з.=50%), в случае смешения кондиционированного воздуха, имеющего высокую относительную влажность (ϕ_к>75%) с более сухим очищенным в рукавном фильтре рециркулируемым воздухом (ϕ_р.з.=50%), при работе как в теплый период года в диапазоне изменения температуры наружного воздуха t₁=11÷32°C, так и в холодный период года при изменении температуры наружного воздуха в диапазоне t₁=10÷(-30)°C.

Кондиционеры используют вытяжной воздух, забираемый из рабочей зоны производственного помещения:

- с температурой , относительной влажностью и влагосодержанием сух. возд. в холодный период года;

- с температурой , относительной влажностью и влагосодержанием г/кг сух. возд. в теплый период года.

Кондиционеры используют горячий воздух, имеющий температуру:

- , применяемую в холодный период года для нагревания приточного воздуха с последующим его адиабатическим увлажнением, обеспечивающим косвенное охлаждение приточного воздуха до заданной конечной температуры;

- , применяемую в теплый период года для нагревания приточного воздуха, обеспечивающего увеличенный перепад температур воздушных потоков на входах в рекуператор-охладитель и, как следствие, охлаждение приточного воздуха до заданного значения температуры, необходимой для последующего адиабатического увлажнения и дополнительного косвенного охлаждения приточного воздуха до заданной конечной температуры.

Заявляемое решение может быть использовано в различных отраслях промышленности (металлургической, мусоросжигающей, мукомольной, текстильной, табачной, целлюлозно-бумажной, фанерной, спичечной, деревообрабатывающей, химической, производства древесно-стружечных плит и лекарственных препаратов).

Из источников научно-технической и патентной информации известно большое количество модификаций кондиционеров. Среди них выбраны кондиционеры с осушительным и испарительным охлаждением воздуха, которые не обеспечивают нулевое энергопотребление при нагревании приточного воздуха в холодный период года, и нулевое энергопотребление при охлаждении приточного воздуха в теплый период года, что обеспечивает возможность их усовершенствования в направлении, указанном в формуле изобретения заявляемого решения.

Известна принципиальная схема кондиционера, реализующего технологию охлаждения DEC, описанная в статье Н.В. Шилкина «Климатический центр Klimahaus в Бремерхафене», которая опубликована в журнале «АВОК» №2, 2012 г., с. 84-93, и в Интернет на сайте http://www.abok.ru/for_spec/articles.php?nid=5181, принятая за прототип.

Кондиционер-прототип состоит из приточной и вытяжной камер, разделенных между собой горизонтальной промежуточной перегородкой с двумя окнами, охладителя приточного воздуха, выполненного в виде системы осушительного и испарительного охлаждения - Desiccative and Evaporative Cooling (DEC), состоящей из двух роторных рекуператоров (рекуператора-осушителя и рекуператора-охладителя приточного воздуха), встроенных в окна горизонтальной промежуточной перегородки и имеющих противоположно направленные линии вытяжки и притока, регенеративного нагревателя вытяжного воздуха, размещенного между роторными рекуператорами, и двух адиабатических увлажнителей вытяжного и приточного воздуха с подводящим водопроводом, приточная и вытяжная камеры содержат воздухоочистители, установленные на входе в камеры, и вентиляторные блоки, установленные на выходе из камер. Подводящие водопроводы деминерализованной воды к адиабатическим увлажнителям на принципиальной схеме кондиционера не показаны. При этом рекуператор-осушитель приточного воздуха выполнен роторным регенератором адсорбционного типа, а рекуператор-охладитель приточного воздуха - роторным теплообменником. Инвертор и контроллер к электроприводу роторного рекуператора-охладителя на принципиальной схеме кондиционера не показаны. Адиабатический увлажнитель вытяжного воздуха установлен на входе в роторный теплообменник, а адиабатический увлажнитель приточного воздуха - на выходе из роторного теплообменника. Роторный регенератор адсорбционного типа имеет ячейки аккумулирующей матрицы ротора, покрытые композитным материалом, в который внедрен активный Selicagel, являющийся сорбентом влаги, содержащейся в наружном воздухе. При этом аккумулирующая матрица адсорбционного ротора нагревается потоком вытяжного воздуха. Приточный воздух, проходя через нагретые ячейки адсорбционного ротора нагревается в них и одновременно осушивается за счет адсорбции содержащейся в нем влаги. При повороте адсорбционного ротора ячейки аккумулирующей матрицы, сорбирующая поверхность которых наполнена влагой, поступают в зону вытяжки. При этом нагретый поток вытяжного воздуха, проходя через ячейки аккумулирующей матрицы ротора, осуществляет десорбцию содержащейся в них влаги, а по отношению к сорбенту - его регенерацию, одновременно увлажняясь, после чего выбрасывается в атмосферу вытяжным вентиляторным блоком. Процесс нагревания и осушки приточного воздуха осуществляется при сухой эффективности рекуперации теплоты роторного рекуператора-осушителя, равной (в долях ед.).

Роторный рекуператор-охладитель охлаждает приточный воздух при постоянном влагосодержании. Теплота, снятая аккумулирующей матрицей роторного теплообменника с приточного воздуха, передается при повороте ротора вытяжному воздуху. Адиабатический увлажнитель вытяжного воздуха обеспечивает косвенное адиабатическое охлаждение вытяжного воздуха ~ на 6°C, и предназначен для увеличения перепада температур на входах в роторный рекуператор , что обеспечивает увеличение фактического перепада температур на выходах из роторного рекуператора-теплообменника:

- на охлаждение приточного воздуха ;

- на нагревание вытяжного воздуха .

При этом в теплый период года

,

где - - сухая эффективность рекуперации теплоты роторного теплообменника, (в долях ед.), - температура вытяжного (удаляемого) воздуха на выходе из адиабатического увлажнителя, т.е. на входе в рекуператор-охладитель, °C, , t_вх - температура приточного воздуха на входе в рекуператор-охладитель, °C, t_вх=t₂.

В статье рассматривается режим охлаждения приточного воздуха, который в соответствии с приведенным графиком процесса на i-d-диаграмме осуществляется при постоянных значениях температуры наружного воздуха t₁=31°C и вытяжного воздуха t₅=25°C, имеющих влагосодержание d₁=11,9 г/кг сух. возд. и d₅=10,3 г/кг сух. возд.

Система охлаждения DEC, используемая в кондиционере-прототипе, обеспечивает при t₁=31°C и t₅=25°C получение заданных значений температуры приточного воздуха t₄=19°C и относительной влажности ϕ₄=60% на выходе из адиабатического увлажнителя (нагревание приточного воздуха в вентиляторе не учитывается).

Указанные параметры приточного воздуха (t₄=19°C и ϕ₄=60%) при заданных температурах наружного воздуха t₁=31°C и t₅=25°C вытяжного воздуха, имеющих влагосодержания d₁=11,9 и d₅=10,3 г/кг сух. возд. в статье предлагается осуществлять:

1) при косвенном охлаждении приточного и вытяжного воздуха адиабатическими увлажнителями на перепад температур Δt_охл=6°C, который обеспечивает получение температур:

- вытяжного воздуха на входе в рекуператор-охладитель приточного воздуха

,

- приточного воздуха на выходе из рекуператора-охладителя

,

2) при значениях сухой эффективности рекуперации теплоты рекуператора-осушителя приточного воздуха и рекуператора-охладителя приточного воздуха , которые обеспечивают получение температур:

- приточного воздуха на выходе из рекуператора-осушителя:

,

- вытяжного воздуха на выходе из рекуператора-охладителя приточного воздуха, который одновременно нагревает вытяжной воздух с температуры t₆ до t₇

,

- вытяжного воздуха на выходе из регенеративного воздухонагревателя

,

- вытяжного воздуха на выходе из рекуператора-осушителя приточного воздуха

.

Несмотря на большое количество совпадающих признаков прототипа и заявляемого решения отсутствие в прототипе отличительных признаков последнего не обеспечивает получение технического результата - обеспечение нулевого энергопотребления на нагревание и охлаждение приточного воздуха по следующим причинам.

1. Кондиционер-прототип имеет одну линию вытяжки с температурой вытяжного воздуха производственного помещения в холодный период года t₅=18°C и влагосодержанием d₅=6,42 г/кг сух. возд., которая требует для нагревания приточного воздуха в DEC-системе до конечной температуры t₄=15°C и его относительной влажности ϕ₄=0,868÷0,832 при изменении температуры наружного воздуха в диапазоне t₁=10÷(-30)°C наличия регенеративного воздухонагревателя вытяжного воздуха, т.е. не обеспечивает нулевое энергопотребление на нагревание приточного воздуха в холодный период года.

2. Кондиционер-прототип имеет одну линию вытяжки с температурой вытяжного воздуха производственного помещения в теплый период года t₅=18÷24°C и влагосодержанием d₅=6,42÷9,33 г/кг сух. возд., которая требует для охлаждения приточного воздуха в DEC-системе до конечной температуры t₄=21°C и его относительной влажности ϕ₄=0,784÷0,932 при изменении температуры наружного воздуха в диапазоне t₁=11÷32°C наличия регенеративного воздухонагревателя вытяжного воздуха, т.е. не обеспечивает нулевое энергопотребление на охлаждение приточного воздуха в теплый период года.

По п. 1 недостатков кондиционера-прототипа.

Необходимость наличия регенеративного воздухонагревателя в линии вытяжки кондиционера-прототипа в холодный период года обусловлена тем, что конечная температура нагретого приточного воздуха t₄=15°C, получаемая в кондиционере при температуре вытяжного воздуха t₅=18°C и наружного воздуха t₁=10÷(-30)°C обеспечивается за счет дополнительного нагревания вытяжного воздуха в регенеративном нагревателе до температуры t₈=70°C, т.е. на перепад температур .

При t₈=70°C расчетная мощность регенеративного воздухонагревателя N_p, кВт прямо пропорциональна перепаду температур на нагревание вытяжного воздуха и массовому потоку сухого вытяжного воздуха , кг/ч.

Наличие только одной линии вытяжки в кондиционере-прототипе с ее последовательным проходом через рекуператор-охладитель и рекуператор-осушитель не позволяет при подаче в рекуператор-осушитель вытяжного воздуха с температурой t₈=70°C и влагосодержанием d₈=6,42 г/кг сух. возд. обеспечить получение конечной температуры приточного воздуха t₄=15°C и относительной влажности ϕ₄=0,868÷0,832% при изменении температуры наружного воздуха в диапазоне t₁=10÷(-30)°C без применения воздухонагревателя вытяжного воздуха.

По п. 2 недостатков кондиционера-прототипа.

Необходимость наличия регенеративного воздухонагревателя в линии вытяжки кондиционера-прототипа в теплый период года обусловлена тем, что конечная температура охлажденного приточного воздуха t₄=21°C, получаемая в кондиционере при температуре вытяжного воздуха t₅=18÷24°C и наружного воздуха t₁=11÷32°C обеспечивается за счет дополнительного нагревания вытяжного воздуха в регенеративном нагревателе до температуры t₈=70°C, т.е. на перепад температур .

Наличие только одной линии вытяжки в кондиционере-прототипе с ее последовательным проходом через рекуператор-охладитель и рекуператор-осушитель не позволяет при подаче в рекуператор-осушитель вытяжного воздуха с температурой t₈=70°C и влагосодержанием d₈=6,42÷9,33 г/кг сух. возд. обеспечить получение конечной температуры приточного воздуха t₄=21°C и относительной влажности ϕ₄=0,784÷0,932% при изменении температуры наружного воздуха в диапазоне t₁=11÷32°C без применения воздухонагревателя вытяжного воздуха.

Задача создания кондиционера с двухроторной системой осушительного и испарительного охлаждения - Desiccative and Evaporative Cooling (DEC), обеспечивающей энергосберегающие режимы нагревания и охлаждения приточного воздуха до заданных значений температуры и относительной влажности в производственных помещениях заводов, на осуществление которой направлено заявляемое решение, состояла в дальнейшем усовершенствовании известной конструкции кондиционера с DEC-системой охлаждения приточного воздуха, и получении технического результата - обеспечение нулевого энергопотребления на нагревание и охлаждение приточного воздуха:

- на нагревание приточного воздуха в холодный период года до конечной температуры t₅=15°C и его относительной влажности ϕ₅=0,868÷0,832 при температуре вытяжного воздуха, удаляемого из производственного помещения t₆=18°C, влагосодержании d₆=6,42 г/кг сух. возд. и изменении температуры наружного воздуха в диапазоне t₁=10÷(-30)°C без адиабатического увлажнения вытяжного воздуха;

- на охлаждение приточного воздуха в теплый период года до конечной температуры t₅=21°C и его относительной влажности ϕ₅=0,784÷0,801 при температуре вытяжного воздуха, удаляемого из производственного помещения t₆=18°C, влагосодержании d₆=6,42 г/кг сух. возд. и изменении температуры наружного воздуха в диапазоне t₁=11÷25°C без адиабатического увлажнения вытяжного воздуха;

- на охлаждение приточного воздуха в теплый период года до конечной температуры t₅=21°C и его относительной влажности ϕ₅=0,848÷0,932 при температуре вытяжного воздуха, удаляемого из производственного помещения t₁₃=19÷24°C, влагосодержании d₁₃=6,84÷9,33 г/кг сух. возд. и изменении температуры наружного воздуха в диапазоне t₁=26÷32°C.

Достижение вышеуказанного технического результата обеспечивается тем, что кондиционер с двухроторной системой осушительного и испарительного охлаждения, содержащий приточную камеру и основную вытяжную камеру удаляемого из производственного помещения воздуха, разделенные между собой горизонтальной промежуточной перегородкой с основным и дополнительным окнами, охладитель приточного воздуха, выполненный в виде системы осушительного и испарительного охлаждения, состоящей из двух рекуператоров - адсорбционного роторного регенератора и роторного рекуператора-теплообменника, встроенных в окна горизонтальной промежуточной перегородки и имеющих противоположно направленные линии притока и вытяжки, и двух адиабатических увлажнителей приточного и вытяжного воздуха с индивидуальными подводящими водопроводами, один из которых размещен в линии притока, а другой - в линии вытяжки, приточная и вытяжная камеры содержат входной и выпускной патрубки, воздухоочистители, установленные на входах в приточную и вытяжную камеры, и вентиляторные блоки, при этом роторный рекуператор-теплообменник снабжен инвертором с контроллером, а основное окно в горизонтальной промежуточной перегородке размещено на входе приточного воздуха в систему осушительного и испарительного охлаждения, отличается тем, что кондиционер снабжен дополнительной вытяжной камерой, которая размещена над горизонтальной промежуточной перегородкой и разделена с основной вытяжной камерой вертикальной поперечной перегородкой, герметично установленной между роторными рекуператорами, содержит входной и выпускной патрубки, воздухоочиститель и вентиляторный блок и имеет дополнительную линию вытяжки горячего воздуха, полученного с применением отходящих дымовых газов, противоположно направленную линии притока, при этом роторный рекуператор-теплообменник встроен в основное окно горизонтальной перегородки, а адсорбционный роторный регенератор - в дополнительное окно горизонтальной промежуточной перегородки, имеет линию основной вытяжки удаляемого из производственного помещения воздуха, противоположно направленную линии притока, и обеспечивают возможность подачи в дополнительную вытяжную камеру кондиционера горячего воздуха с любым значением влагосодержания и совмещения функций осушения и охлаждения приточного воздуха в адсорбционном роторном регенераторе.

Доказательство существенности отличий заявляемого кондиционера и связь отличительных признаков с достигаемым техническим результатом раскрывается в следующем порядке.

1. Обеспечение нулевого энергопотребления на нагревание приточного воздуха в холодный период года до конечной температуры приточного воздуха t₅=15°C и его относительной влажности ϕ₅=0,868÷0,832 при температуре вытяжного воздуха, удаляемого из производственного помещения t₆=18°C, его влагосодержании d₆=6,42 г/кг сух. возд. и изменении температуры наружного воздуха в диапазоне t₁=10÷(-30)°C без адиабатического увлажнения вытяжного воздуха.

2. Обеспечение нулевого энергопотребления на охлаждение приточного воздуха в теплый период года до конечной температуры приточного воздуха t₅=21°C и его относительной влажности ϕ₅=0,784÷0,801 при температуре вытяжного воздуха, удаляемого из производственного помещения t₆=18°C, его влагосодержании d₆=6,42 г/кг сух. возд. и изменении температуры наружного воздуха в диапазоне t₁=11÷25°C без адиабатического увлажнения вытяжного воздуха.

3. Обеспечение нулевого энергопотребления на охлаждение приточного воздуха в теплый период года до конечной температуры приточного воздуха t₅=21°C и его относительной влажности ϕ₅=0,848÷0,932 при температуре вытяжного воздуха, удаляемого из производственного помещения t₁₃=19÷24°C, его влагосодержании d₁₃=6,84÷9,33 г/кг сух. возд. и изменении температуры наружного воздуха в диапазоне t₁=26÷32°C.

Для обоснования нулевого энергопотребления в заявляемом кондиционере на нагревание и охлаждение приточного воздуха разработаны алгоритмы расчета параметров воздушных потоков с формулами для их расчета и результатами расчетов, представленных в табл. 1 и табл. 2. Расчеты, приведенные в табл. 1 и 2, выполнены с применением температур вытяжного воздуха производственного помещения в холодный и теплый период года, характерных для деревообрабатывающих цехов металлургических комбинатов.

В табл. 1 представлены расчеты для холодного периода года (режим 1), а в табл. 2 - расчеты для теплого периода года (режимы 2, 3, 4).

В заявляемом кондиционере в качестве рекуператора-осушителя (рекуператора №1) применен адсорбционный роторный регенератор Woods, работающий без инвертора и имеющий значения эффективности рекуперации:

а) по передаваемой теплоте ;

б) по передаваемой влаге .

Приведенные значения и приняты по данным статьи: С.А. Панфилов. Woods «Два колеса - Twin Wheel лучше, чем одно», опубликованной в журнале АВОК №5, 2014 г., с. 52-54 и на сайте http:/www.abok.ru/for_spec/articles.php?nid=5896.

На рис. 2 указанной статьи приведена принципиальная схема действующей Twin Wheel System, на которой представлены параметры приточного и вытяжного воздуха в различных зонах вентиляционной установки (температура t_i, °C, влагосодержание d_i, г/кг сух. возд.; относительная влажность ϕ_i, %) при охлаждении приточного воздуха до конечной температуры t₄=15°C при температуре наружного воздуха t₁=32°C. При этом приточный и вытяжной воздух на входе и выходе из адсорбционного ротора имели следующие параметры:

а) приточный воздух на входе в адсорбционный ротор: t₁=32°C, d₁=15 г/кг сух. возд., ϕ₁=50%;

б) вытяжной воздух на входе в адсорбционный ротор: t₆=19,8°C, d₆=9,3 г/кг сух. возд., ϕ₆=64,7%;

в) приточный воздух на выходе из адсорбционного ротора: t₂=22,7°C, d₂=10,6 г/кг cух. возд., ϕ₂=61,6%.

На основании приведенных в статье С.А. Панфилова значений параметров приточного воздуха на входе и выходе из адсорбционного ротора и входе вытяжного воздуха в адсорбционный ротор были рассчитаны значения эффективностей рекуперации по передаваемой теплоте и передаваемой влаге адсорбционного ротора Woods по известным формулам.

Эффективность рекуперации адсорбционного ротора Woods по передаваемой теплоте составила

.

Эффективность рекуперации адсорбционного ротора Woods по передаваемой влаге составила

.

Полученные значения и для адсорбционного ротора были приняты для расчета параметров воздушных потоков по зонам заявляемого кондиционера, приведенных в табл. 1 и 2.

Нулевое энергопотребление на нагревание приточного воздуха в холодный период года до конечной температуры t₅=15°C и его относительной влажности ϕ₅=0,868÷0,832 при температуре вытяжного воздуха t₆=18°C, его влагосодержании d₆=6,42 г/кг сух. возд., и изменении температуры наружного воздуха в диапазоне t₁=10÷(-30)°C без адиабатического увлажнения вытяжного воздуха обеспечивается следующими преимуществами заявляемого решения перед прототипом.

1. Заявляемый кондиционер снабжен дополнительной вытяжной камерой, имеющей дополнительную линию вытяжки горячего воздуха, полученного с использованием отходящих дымовых газов, ранее выбрасывавшихся в атмосферу, и имеющего в холодный период года температуру на входе в дополнительную вытяжную камеру , не требующего наличия регенеративного воздухонагревателя в дополнительной вытяжной камере, который необходим в кондиционере-прототипе.

2. В заявляемом кондиционере роторный рекуператор-теплообменник (рекуператор №1) установлен на входе в DEC-систему, а адсорбционный роторный регенератор (рекуператор №2) - на выходе из DEC-системы, что обеспечивает возможность подачи в дополнительную вытяжную камеру кондиционера горячего воздуха с любым значением влагосодержания и совмещение функций увлажнения и охлаждения приточного воздуха в адсорбционном роторном регенераторе (рекуператор №2).

Указанные преимущества заявляемого кондиционера перед кондиционером-прототипом обеспечивают передачу теплоты горячего вытяжного воздуха, поступающего на вход в роторный рекуператор-теплообменник, приточному воздуху, обеспечивающей его нагревание до расчетных значений температуры на входе в адсорбционный роторный регенератор, равных t₂=31,0÷41,5°C, при изменении температуры наружного воздуха в диапазоне t₁=10÷(-30)°C без применения воздухонагревателя в кондиционере и без адиабатического увлажнения вытяжного воздуха производственного помещения, а также без изменения влагосодержания наружного воздуха при проходе через роторный рекуператор-теплообменник, равного d₂=d₁=6,34÷0,194 г/кг сух. возд., позволяющих получать:

1) на выходе из рекуператора №2:

- увеличенные значения влагосодержания d₃=6,4÷5,0 г/кг сух. возд. по сравнению с влагосодержанием на его входе d₂=6,34÷0,194 г/кг сух. возд., т.е. увлажнение приточного воздуха;

- уменьшенные значения температуры приточного воздуха t₃=21,1÷23,6°C по сравнению с температурой на его входе t₂=31,0÷41,5°C, т.е. охлаждение приточного воздуха;

2) на выходе из адиабатического увлажнителя приточной камеры постоянные значения заданной конечной температуры приточного воздуха t₅=15°C в заявляемом диапазоне изменения температуры наружного воздуха t₁=10÷(-30)°C.

Значения температуры приточного воздуха t₂=31,0÷41,5°C рассчитаны по формуле , приведенной в п. 32 табл. 1, и полученной по обратному расчетному алгоритму для конечной температуры приточного воздуха t₅=15°C.

Значения t₂=31,0÷41,5°C, необходимые при температуре наружного воздуха, изменяющейся в диапазоне t₁=10÷(-30)°C, обеспечиваются инвертором роторного рекуператора-теплообменника, управляемого контроллером, который изменяет частоту вращения ротора рекуператора №1 в соответствии с требуемой эффективностью рекуперации теплоты горячего воздуха рекуператором №1, определяемой при изменении температуры наружного воздуха t₁ на каждый °C по формуле , которая составляет:

1) для t₁₀=70°C

- при t₁=10°C

- при t₁=(-30)°C

2) для t₁₀=110°C

- при t₁=10°C

- при t₁=(-30)°C

Полученные в заявляемом кондиционере значения при t₁₀=70°C и при t₁₀=110°C и t₁=10÷(-30)°C являются технически достижимыми для роторных рекуператоров-теплообменников, каким является рекуператор №1.

Движение воздушных потоков в заявляемом кондиционере в холодный период года (режим №1) проиллюстрировано на фиг. 2.

Отсутствие в заявляемом кондиционере регенеративного воздухонагревателя вытяжного воздуха, вызывающего энергозатраты, обеспечение нагрева приточного воздуха рекуператором №1 с температуры наружного воздуха, изменяющейся в диапазоне t₁=10÷(-30)°C, до температуры t₂=31,0÷41,5°C на входе в рекуператор №2 за счет подачи в рекуператор №1 горячего воздуха, имеющего температуру t₁₀=70÷110°C, и полученного с использованием отходящих дымовых газов, ранее выбрасывавшихся в атмосферу, а также работа рекуператоров №1 и 2 в технически достижимом диапазоне эффективности рекуперации теплоты обеспечивают нулевое энергопотребление на нагревание приточного воздуха в холодный период года до температуры t₅=15°C без адиабатического увлажнения вытяжного воздуха.

Указанные преимущества заявляемого кондиционера перед кондиционером-прототипом обеспечиваются всей совокупностью существенных признаков заявляемого решения.

Нулевое энергопотребление на охлаждение приточного воздуха в теплый период года до конечной температуры t₅=21°C и его относительной влажности ϕ₅=0,784÷0,801 при температуре вытяжного воздуха, удаляемого из производственного помещения t₆=18°C, его влагосодержании d₆=6,34 г/кг сух. возд. и изменении температуры наружного воздуха в диапазоне t₁=11÷25°C без адиабатического увлажнения вытяжного воздуха обеспечивается следующими преимуществами заявляемого решения перед прототипом.

1. Заявляемый кондиционер снабжен дополнительной вытяжной камерой, имеющей дополнительную линию вытяжки горячего воздуха, полученного с использованием отходящих дымовых газов, ранее выбрасывавшихся в атмосферу, и имеющего в теплый период года при

температуре наружного воздуха, изменяющейся в диапазоне t₁=11÷25°C, температуру на входе в дополнительную вытяжную камеру , не требующую наличия регенеративного воздухонагревателя в дополнительной вытяжной камере, который необходим в кондиционере-прототипе.

2. В заявляемом кондиционере роторный рекуператор-теплообменник (рекуператор №1) установлен на входе в DEC-систему, а адсорбционный роторный регенератор (рекуператор №2) - на выходе из DEC-системы, что обеспечивает возможность подачи в дополнительную вытяжную камеру кондиционера горячего воздуха с любым значением влагосодержания и совмещение функций осушения и охлаждения приточного воздуха в адсорбционном роторном регенераторе (рекуператор №2).

Указанные преимущества заявляемого кондиционера перед кондиционером-прототипом обеспечивают передачу теплоты горячего воздуха, поступающего на вход в роторный рекуператор-теплообменник, приточному воздуху, обеспечивающей его нагревание до расчетных значений температуры на входе в адсорбционный роторный регенератор, равных t₂=89,0÷81,8°C, при изменении температуры наружного воздуха в диапазоне t₁=11÷25°C без применения воздухонагревателя в кондиционере и без адиабатического увлажнения вытяжного воздуха производственного помещения, а также без изменения влагосодержания наружного воздуха при проходе через роторный рекуператор-теплообменник, равного d₂=d₁=5,87÷9,91 г/кг сух. возд., позволяющих получать:

1) на выходе из рекуператора №2:

- уменьшенные значения влагосодержания d₃=6,29÷7,21 г/кг сух. возд. по сравнению с влагосодержанием на его входе d₂=5,87÷9,91 г/кг сух. возд., т.е. осушение приточного воздуха;

- уменьшенные значения температуры приточного воздуха t₃=34,9÷33,2°C по сравнению с температурой на его входе t₂=89,0÷81,8°C, т.е. охлаждение приточного воздуха;

2) на выходе из адиабатического увлажнителя приточной камеры постоянные значения заданной конечной температуры приточного воздуха t₅=21°C в заявленном диапазоне изменения температуры наружного воздуха t₁=11÷25°C.

Значения температуры приточного воздуха t₂=89,0÷81,8°C рассчитаны по формуле , приведенной в п. 35 табл. 2, и полученной по обратному расчетному алгоритму для конечной температуры приточного воздуха t₅=21°C.

Значения t₂=89,0÷81,8°C, необходимые при температуре наружного воздуха, изменяющейся в диапазоне t₁=11÷25°C, обеспечиваются инвертором роторного рекуператора-теплообменника, управляемого контроллером, который изменяет частоту вращения ротора рекуператора №1 в соответствии с требуемой эффективностью рекуперации теплоты горячего воздуха рекуператором №1, при изменении температуры наружного воздуха t₁, на каждый °C по формуле , которая составляет для t₁₀=110°C:

- при t₁=11°C

- при t₁=25°C .

Полученные в заявляемом кондиционере значения при t₁₀=110°C и t₁=11÷25°C являются технически достижимыми для роторных рекуператоров-теплообменников, каким является роторный рекуператор №1.

Движение воздушных потоков в заявляемом кондиционере в теплый период года (режим №2) проиллюстрировано на фиг. 2.

Отсутствие в заявляемом кондиционере регенеративного воздухонагревателя вытяжного воздуха, вызывающего энергозатраты, обеспечение нагрева приточного воздуха рекуператором №1 с температуры наружного воздуха, изменяющейся в диапазоне t₁=11÷25°C, до температуры t₂=89,0÷81,8°C на входе в рекуператор №2 за счет подачи в рекуператор №1 горячего воздуха, имеющего температуру t₁₀=110°C, и полученного с использованием отходящих дымовых газов, ранее выбрасывавшихся в атмосферу, а также работа рекуператоров №1 и 2 в технически достижимом диапазоне эффективности рекуперации теплоты обеспечивают нулевое энергопотребление на охлаждение приточного воздуха в теплый период года до температуры t₅=21°C при температуре наружного воздуха, изменяющейся в диапазоне t₁=11÷25°C без адиабатического увлажнения вытяжного воздуха.

Получение указанных преимуществ в заявляемом кондиционере обеспечивается всей совокупностью существенных признаков заявляемого решения.

Нулевое энергопотребление на охлаждение приточного воздуха в теплый период года до конечной температуры t₅=21°C и его относительной влажности ϕ₅=0,848÷0,932 при температуре вытяжного воздуха, удаляемого из производственного помещения t₆=19÷24°C, его влагосодержании d₆=6,84÷9,33 г/кг сух. возд. и изменении температуры наружного воздуха в диапазоне t₁=26÷32°C обеспечивается следующими преимуществами заявляемого решения перед прототипом.

1. Заявляемый кондиционер снабжен дополнительной вытяжной камерой, имеющей дополнительную линию вытяжки горячего воздуха, полученного с использованием отходящих дымовых газов, ранее выбрасывавшихся в атмосферу, и имеющего в теплый период года при температуре наружного воздуха, изменяющейся в диапазоне t₁=26÷32°C, температуру на входе в дополнительную вытяжную камеру