Установка для кондиционирования воздуха
Патент 504324
Авторы
Установка для кондиционирования воздуха
Иллюстрации
Реферат
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
<1 >504324
Союз Советских
Социалистических
Реслублик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 20.03.74 (21) 2008613 40-23 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (43) Опубликовано 28.02.79. Бюллетень № 8 (45) Дата опубликования описания 03.05.79 (51)М.Кл. Г 25 В 7/00//
//А 62 В 15/00 уосударстееииый,комитет
СССР ао делам изобретений
И ОтКР1ИтИВ (53) УДК 628.84 (088.8) (72) Авторы изобретения А. И. Лавочкин, М. А. Сионов, Г. П. Ильин и А. М. Ивченко
Ташкентский политехнический институт им. А. P. Беруни (71) Заявитель (54) УСТАНОВКА ДЛЯ КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ ВОЗДУХА
Изобретение относится к средствам обработки воздуха, подаваемого в устройства защиты человека, находящегося в непригодной для обитания среде.
Известные установки такого назначения содержат компрессионную холодильную машину с двухсекционным конденсатором и двумя воздухоохладителя ми-исп ар ителями, которые последовательно установлены в оборудованном фильтром воздухоподающем канале между вентилятором и потребителем и снабжены пропорциональными регуляторами температуры.
Такого рода установки не обеспечивают требуемого регулирования температуры и влажности подаваемого воздуха при значительных колебаниях этих параметров.
Цель изобретения — расширение диапазона регулирования указанных параметров подаваемого воздуха.
Это достигается установкой одной из секций конденсатора в имеющей подвижное ограждение перепускной линии воздухоподающего канала после испарителей и установкой регулируемой дренажной заслонки между первым испарителем и фильтром.
На чертеже дана схема предлагаемой установки.
Установка состоит из вентилятора 1, приводимого в движение электродвигате- З0 лем 2. Нагнетательная сторона вентилятора
1 фланцевым соединением 3 соединена с подающим воздушным каналом 4, имеющим регулируемую дренажную заслонку 5, предназначенную для изменения направления движения части воздушного потока и расположенную перед фильтром б, установленным в подающем воздушном канале 4. Перед фильтром расположена секция воздухоохладителя-испарителя 7. За фильтром б расположена секция воздухоохладителя-испарителя 8. Испарители 7 и 8 на подающей стороне снабжены соответственно пропорциональными регуляторами 9 и 10 температур, причем чувствительный элемент 11 пропорционального регулятора 9 температуры расположен на паровой линии, отходящей от испарителя 8, а чувствительный элемент 12 пропорционального регулятора
10 температуры — в воздухоподающем ка.нале 4. Испаритель 7 паровым магистральным трубопроводом соединен с регенеративным теплообменником 18. Испаритель 8 паровым трубопроводом соединен через регенеративный теплообменник 14 с дефлегматором 15, расположенным в исчерпывающей части колонны 1б, кубовая часть которой одним жидкостным трубопроводом соединена через регенеративный теплообменник 18 с пропорциональным регулято504324 ром 9 температуры, другим жидкостным трубопроводом через регулирующий вентиль 17 — с испарительной частью испарителя-конденсатора 18. Испаритель-конденсатор 18 паровым трубопроводом с одной стороны соединен с исчерпывающей частью колонны 16, с другой — через регенеративный теплообменник 14 жидкостным трубопроводом с пропорциональным регулятором 10 температуры. Регенеративный теплообменник 13, дефлегматор 15, испарительная часть испарителя-конденсатора 18 соединены паровым магистральным трубопроводом со всасывающей стороной компрессора 19.
Нагнетательная сторона компрессора 19 соединена с секцией 20 воздушного конденсатора, охлаждаемого в зависимости от режима работы установки вентилятором 21.
Секция 20 конденсатора последовательно соединена с секцией 22 конденсатора, расположенной в воздухоподающем канале 4.
Секция 22 служит воздухонагревателем и заключена в имеющую теплоизолированное подвижное ограждение 23 перепускную линию. Ограждение предназначено для изменения направления движения потока воздуха. Секция 22 конденсатора может обдуваться воздушным потоком в зависимости от режима работы. Секция 22 конденсатора подающим трубопроводом соединена с колонной 16. Воздухоподающий канал 4 имеет шланги 24, регулиру|ощне подачу воздуха потребителю.
Установка работает следующим образом.
Компрессор 19 отсасывает высококипящую фракцию смеси из испарителя 7 через регенеративный теплообменник 13, из испарительной части испарителя-конденсатора
18, а также пары низкокипящей фракции смеси из испарителя 8 через теплообменник
14 и дефлегматор 15, поддерживая тем самым определенное давление в установившемся режиме соответствующей части теплообменных аппаратов. При этом достигается необходимая температура поверхностей теплообменных аппаратов. Всасываемые пары высоко- и низкокипящей фракции смешиваются в компрессоре 19 и нагнетаются последним в последовательно соединенные секции конденсатора. Процесс конденсации нагнетаемой компрессором 19 смеси паров в секции 20 и 22 протекает в зависимости от режима работы установки. (Либо только в секции 20, либо в секциях
20 и 22, либо только в секции 22). Далее смесь фракций поступает по подающему трубопроводу в ректификационную колонну
16, где происходит процесс разделения смеси на фракции с определенной степенью чистоты. При этом жидкостная фракция стекает в кубовую часть колонны 16, а паровая, проходя дефлегматор 15, поступает в испаритель-конденсатор 18. Дефлегматор
15 в зависимости от температуры его по5
1О
3О
65 верхности позволяет доводить процесс разделения до необходимой оптимальной степени чистоты. Часть жидкостной высококипящей фракции из кубовой части колонны
16 через теплообменн ик 13 по жидкостному трубопроводу проходит пропорциональный регулятор 9 температуры и поступает в испаритель 7, а другая часть высококипящей жидкостной фракции по жидкостному трубопроводу проходит регулирующий вентиль
17 и поступает в испарительную часть испарителя-конденсатора 18, где кипит за счет отбора тепла конденсации от паров низкокипящей фракции смеси хладагентов.
Сконденсированная низкокипящая фракция через теплообмен|ник 14 и регулятор 10 температур,поступает в испаритель 8. Вентилятор 1 всасывает загрязненный токсичными веществами воздух; нагнетательной стороной вентилятора 1 он подается через первый воздухоохлад итель-испаритель 7, При прохождении воздушного потока через испаритель 7 происходит процесс отнятия тепла и кипения за счет этого высококипящейфракции смеси. При этом температура воздушного потока снижается до некоторой промежуточной величины. Далее поток воздуха с этой температурой поступает в фильтр б. После фильтра очищенный воздух поступает в воздухоохладитель-испаритель 8, где за счет отнятия тепла происходит кипение низкокипящей фракции смеси.
При этом температура воздуха снижается до минимально необходимой. Обработанный воздух (с определенными параметрами по чистоте, температуре и влажности) через шланги 24 поступает в подкостюмное пространство защитного средства. Образовавшиеся в испарителях 7 и 8 пары отсасываются компрессором 19. Далее цикл повторяется.
При работе установки в летнем режиме процесс конденсации смеси паров, нагнетаемых компрессором 19, происходит в секции
20 воздушного конденсатора за счет охлаждения ее воздушным потоком, создаваемым вентилятором 21. При этом секция 22 не обдувается воздушным потоком: подвижное ограждение 23 находится в крайнем опущенном положении. В секции 20 воздушного,конденсатора происходит конденсация в основном высококипящей фракции, а низкокипящая фракция в основном остается ,несконденсированной. Далее парожидкостная смесь поступает уже без изменения агрегатного состояния через секцию 22 конденсатора по подающему трубопроводу в ректификационную колонну 16, где происходит разделение смеси на высоко- и низкокипящую фракции, которые через соответствующие теплообменники поступают в испарители 7 и 8. Воздушный поток, создаваемый вентилятором 1, полностью поступает через воздухоохладитель-испаритель 7 в фильтр б. При этом щель в подающем ка504324 нале 4 перед фильтром закрыта регулируемой заслонкой 5 — крайнее ее положение.
Пройдя фильтр б, очищенный воздушный поток поступает в воздухоохладитель-испарнтель 8. Далее обработанный воздух (с определенными параметрами по чистоте, температуре и влажности) через шланги
24 поступает в подкостюмное пространство защитного средства. При увеличении тепловой нагрузки (повышении наружной температуры воздуха) чувствительный элемент
12 подает сигнал на регулятор 10, который увеличивает пропускную способность жидкостного трубопровода, увеличивая тем самым количество подаваемой низкокипящей фракции в пспари гель 8 и ее теплопоглощающую способность. Увеличение подачи низкокипящей фракции приводит к увеличению степени влажности паров, отсасывасмых из этой секции, которые, поступая через теплообменник M в дефлегматор 15, понижают температуру его поверхности до определенной, достаточной для улучшения процесса разделения. Таким образом, низкокнпящая фракция поступаст с меньшей примесью высококипягцей фракции и холодопроизводительность сскцнп увеличивается. Тем самым температура воздушного потока поддерживается в нужных пределах, При отсасываниями влажных паров из испарителя 8 температура стенок трубопровода снижается и чувствительный элем нт 11 подает сигнал на регулятор 9, который уменьILàåò пропускную способность трубопровода, уменьшая количество подаваемой высококипящей фракции, до количества, достаточного для достижения необход..мой промежуточной температуры обрабатываемого воздуха. При уменьшении теплоьой нагрузки (понижение наружной температуры) чувствительный элемент 12 подает сигнал на регулятор 10, и количество подаваемой низкокипящей фракции уменьшается. При этом отсасываемые из испарнтеля 8 пары будут несколько перегретыми. На изменение температуры отсасываемых паров среап.рует чувствительный элемент 11, и регулятор 9 увеличит подачу высококипящей фракции. Оставаясь неизменным, количество отсасываемых паров позволяет поддерживать постоянным давление всасывания.
Уменьшение подачи низкокипящей фракции смеси приводит и к понижению степени влажности паров, отсасываемых из этой секции, которые, поступая в дефлегматор
15, повышают температуру его поверхности и улучшают процесс разделения, т. е. низкокипящая фракция поступает с большей примесью высокакипящего компонента.
При работе установки в весенне-осеннее время процесс обработки воздуха происходит следующим образом. Вентилятор 1 подает воздушный поток на испаритель 7.
Температура:воздушного потока понижается. Далее воздушный поток поступает в
65 фильтр 6. При этом гцель в подающем канале 4 перед фильтром закрыта регулируемой заслонкой 5. Пройдя фильтр 6, воздушный поток поступает в воздухоохладительиспаритель 8, где охлаждается п осушается до определенной необходимой величины.
Образовавшиеся в результате отнятия тепла у воздушного потока пары отсасываются через соответствующие теплообмешгики компрессором 19. Далее сжатые в компрессоре 19 пары нагнетаются в последовательно соединенные секции 20 и 22 конденсатора. Через поверхности секций 20 н 22 отводится тепло конденсации и тепло работы сжатия, прпчем часть суммарного тепла отВо,ItTñÿ через секцию 20 за счет охлаж jcния ее наружным воздушным потоком, создаваемым вентилятором 21, а часть тепла через секцию 22 передается воздушному потоку, выходящему из воздухоохладителя.
При этом подвижное ограждение 28 находится либо в промежуточном, либо I3 конечно-открытом положении в зависимости от необходимой степени нагрева воздушного потока. Сконденсировавшаяся в секциях 20 и 22 конденсатора в основном высококппящая фракция вместе с паровой фракцией поступает по подающему трубопроводу в ректификационную колонну 16. Из колонны
16, разделившись с определенной степенью чистоты, высоко- и низкокипящн" фракции через соответствующие теплообмепныс аппараты, проходя регуляторы 9 и 10, поступают в соответствующие испарнтели 7 н 8, где и кипят. Далее цикл повторяется. Ооработанный и доведенный до конднц;ш воздушный поток с помощью подвижного ограждения 28 направляется через шлангн
24 к потребителю.
В зимнее время установка работает по принципу теплового насоса. Вентилятор 1 нагнетаег воздушный поток по подающему
:каналу 4 в воздухоохладитель-испаритель
7, где за счет теплообмена кипит смесь хладагентов. Пройдя секцшо 7, часть охлажденного воздушного потока сбрасывается через имеющуюся в подающем канале 4 щель, пропускная способность которой меняется с помощью регулируемой заслонки
5. Оставшаяся в количестве, достаточном для потребителя, часть воздушного потока проходит фильтр 6 и идет дале: в воздухоохладитель-испаритель 8. При этом чувствительный элемент 12 .подает сигнал регулятору 10, H подача низкокипящей фракции в испаритель 8 прекращается. Регулятор 10 закрыт. При этом закрывается и регулнруюьций вентиль 17 на испарителе-конденсаторе 18, На изменение температуры стенок трубопровода реагирует чувствительный элемент 11 регулятора 9, и подача смеси осуществляется только в испаритель 7. В этом случае вентилятор 21 отключен и секция 20 не обдувается. Все тепло отводится воздушным потоком, направленным к сек594324
Формула изобретения
Составитель В, Ферапонтов
Техред А. Камышникова
Редактор Е. Месропова
Корректор С Файн
Заказ 35/171 Изд. № 185 Тираж 620 Подписное
НПО Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва K-35, Раушская наб., д, 4/5
Тип. Харьк. фил. пред. <Патент» ции 22 с помощью подвижного ограждения
23. При этом температура воздушного потока повышается до необходимой величины за счет преобразования низкопотенциального тепла, отбираемого от охлаждаемого и осушаемого воздуха, проходящего через воздухоохладитель-испаритель 7, в том числе от воздуха, сбрасываемого через регулирующую заслонку 5. При этом необходимое количество обработанного воздуха обеспечивается за счет изменения скорости вращения вентилятора 1. Сконденсировавшаяся смесь паров, высоко- и низкокипящей фракций по подающему трубопроводу поступает в колонну 16. Из куба колонны 1б вся смесь, обогащенная низкокипящей фракцией, проходя теплообменник 18 и регулятор 9, поступает в испаритель 7. Обработанный и доведенный до кондиции воздушный поток, направляемый с помощью подвижного ограждения 28, через регулируемые шланги 24 поступает к потребителю. Далее цикл повторяется.
Установка для конднционирования воздуха, содержащая компрессионную холодильную машину с д вухсекционным конденсатором и двумя воздухоохладителями-ис10 парителями, которые последовательно установлены в оборудованном фильтром воздухоподающем канале между вентилятором и потребителем и снабжены пропорциональными регуляторами температуры, о т л и—
15 ч а ю щ а я с я тем, что, с целью расширения диапазона регулирования по температуре и влажности, одна из секций конденсатора установлена после испарителей .в имеющей под|вижное ограждение перепускной
20 линии указанного канала, снабженного на участке между первым испарителем и фильтром регулируемой дренажной заслонкой.