RU1809255C - Способ тепловлажностной обработки воздуха - Google Patents

Abstract

Сущность изобретени : раздел ют воздух на два обменивающихс  воздушных потока. Провод т тепловую обработку в первом воздушном потоке, тепловлажност- ную обработку - во втором воздушном пото- ке и смешивают потоки. Тепловую обработку провод т при атмосферном давлении , тепловлажностную - при давлении, соответствующем заданным услови м хранени  сельскохоз йственной продукции. Перед смешиванием потоков понижают давление потока до значени  давлени  хранени , 3 ил.

Description

Изобретение относитс  к технике кондиционировани , о частности к кондиционированию воздуха в гипобарических хранилищах сельскохоз йственной продукции .

Прототипом предлагаемого изобретени   вл етс  способ тепловлажностной обработки воздуха, включающий разделение его на два обменивающихс  теплом воздушных потока, тепловую обработку в первом воздушном потоке, тепловлажностную обработку во втором воздушном потоке и смешение потоков.

Дл  анализа недостатков прототипа воспользуемс  схематическим представлением процессов тепловлажностной обработки воздуха на Id-диаграмме (см.фиг.1) применительно к услови м гипобарическо- го хранени  сельскохоз йственной продукции , где

dx - влагосодержание воздуха в гипо- барическом хранилище;

tx - заданна  температура хранени ;

Рх - заданное давление хранени  в ги- побарическом хранилище;

(р - относительна  влажность воздуха;

da - влагосодержание атмосферного воздуха.

Т.О. характеризует состо ние среды в гипобарическом хранилище, т.1 и т.2 - состо ние атмосферного воздуха в зимний и летний период времени.

Первый вариант. Зимний период времени . Тепловлажностна  подготовка воздуха происходит при атмосферном давлении.

Нагрев воздуха в первом воздушном потоке описываетс  линией 1-3, тепловлажно- стна  обработка воздуха во втором потоке - линией 1-4, процесс смешени  потоков лини  3-4 и состо ние воздуха после смешени  - т.5. В результате влагосодержание воздуха соответствует впагосодержанию в услови х хранени , Чтобы получить задан-. ную температуру хранени  необходимо воздух охладить. Можно охладить при Р 1 атм (процесс 5-6), далее понизить давление в т.6

ел

00

о

Ю. СП

ел

и снова охладить до температуры tx (процесс 6-0).

Недостатки: повышенный расход энергии (сначала воздух нагрели, а затем охладили ), сложность процесса охлаждени  - требуетс  наличие дополнительных узлов в воздушном тракте, так как частично процесс охлаждени  протекает при пониженном давлении при d const, то требуютс  дополнительные развити  поверхностей теплообмена по отношению к атмосферным услови м, где интенсивность однофазного теплообмена значительно выше.

Второй вариант. Зимний период времени . Тепловлажностна  подготовка воздуха происходит при пониженном давлении среды .

Нагрев воздуха в первом воздушном потоке можно провести в процессе, описанном линией 1-7, а тепловлажностную обработку второго воздушного потока - по линии 1-8. Процесс смешени  потоков лини  7-8. Состо ние воздуха после смешени  - точка О,

Недостатки: при проведении процесса 1-7 потребуютс  дополнительные развити  поверхностей теплообмена по отношению к атмосферным услови м, что может привести к увеличению габаритов оборудовани . Кроме того усложнитс  само проведение процесса тепловой обработки воздуха, так как при низких температурах атмосферного воздуха (т.1) может произойти обмерзание поверхностей нагрева. В услови х пониженных давлений эксплуатаци  и контроль таких поверхностей затруднены..

Третий вариант. Летний период. Тепловлажностна  подготовка воздуха происходит при атмосферном давлении.

Аналогичен уже рассмотренному первому варианту. Недостатки те же.

Четвертый вариант. Летний период. Тепловлажностна  подготовка воздуха происходит при пониженном давлении.

В основном аналогичен уже рассмотренному второму варианту. Недостатки те же.

Таким образом, известный способ тепловлажностной обработки воздуха характеризуетс  повышенными энергетическими затратами, требуютс  значительные поверхности теплообмена, усложнена эксплуатаци  оборудовани , с помощью которого реализуетс  известный способ.

Целью изобретени   вл етс  снижение энергетических затрат и упрощение условий его реализации применительно к гипо- барическомухранению сельскохоз йственной продукции.

Указанна  цель достигаетс  тем, что в за вл емом способе тепловлажностной обработки воздуха, включающем разделение его на два обменивающихс  теплом воздушных потока, тепловую обработку в первом воздушном потоке, тепловлажностную обработку во втором воздушном потоке и смешени  потоков, тепловую обработку первого воздушного потока провод т при

атмосферном давлении, тепловлажностную обработку второго воздушного потока - при давлении, соответствующем заданным услови м хранени  сельскохоз йственной продукции, а перед смешиванием потоков

понижают давление первого воздушного потока до значени  давлени  хранени .

При таком проведении способа тепловлажностной обработки воздуха достижение положительного эффекта

обеспечиваетс  исход  из следующего.

Проведение тепловой обработки первого воздушного потока при атмосферном давлении позвол ет оптимально спроектировать теплообменник, работающий в ат- мосферных услови х, о.бычным путем обслуживать теплообменник без вхождени  в область пониженных давлений воздуха.

Проведение тепловлажностной обработки второго воздушного потока при пониженном давлении среды, как и смешение двух воздушных потоков при пониженном давлении среды позвол ет снизить энергетические затраты на кондиционирование воздуха, в частности, в гипобарических хранилищах сельскохоз йственной продукции. Имеет место возможность в процессе смешени  получить параметры воздуха, непосредственного равные услови м в гипобарическом хранилище. В этом случае

энергетические затраты  вл ютс  наиболее оптимальными.

В результате использовани  предлагаемого способа тепловлажностной обработки воздуха снижаютс  энергетические затраты

на проведение процесса кондиционировани  воздуха, упрощаетс  эксплуатаци  оборудовани , в котором реализуетс  предлагаемый способ.

Сравнительный анализ предлагаемого

способа с прототипом показывает, что за вл емый способ характеризуетс  наличием новых элементов - теплова  обработка первого воздушного потока при атмосферном давлении, а Тепловлажностна  обработка

второго воздушного потока при давлении хранени ;

понижение давлени  первого воздушного потока перед смешением до значени  давлени  хранени .

Существенные отличительные признаки предлагаемого способа теплова  обработка первого воздушного потока при атмосферном давлении, тепловлажностна  обработка второго воздушного потока при атмосферном давлении и перед смешением потоков понижени  давлени  первого воздушного потока до значени  давлени  хранени  - обеспечивают достижение положительного эффекта,  вл ющегос  целью изобретени .

На фиг.2 представлена схема Id-диаграммы влажного воздуха дл  пониженных давлений с нанесением процессов тепло- влажностной обработки воздуха в гипобэри- ческом хранилище сельскохоз йственной продукции.

Предлагаемый способ тепловлажност- ной обработки воздуха осуществл етс  следующим образом. При тепловлажностной обработке воздуха его раздел ют на два воздушных потока, обменивающихс  теплом. При этом в первом воздушном потоке провод т только тепловую обработку воздуха, а во втором воздушном потоке тепловлажно- стную обработку. Тепловую обработку первого воздушного потока провод т при атмосферном давлении. В холодный период года это процесс 1-3; в теплый период года это процесс 2-5. Тепловлажностную обработку второго воздушного потока провод т при давлении соотвествующем заданным услови м хранени  сельскохоз йственной продукции. С этой целью после разделени  потоков понижают давление второго воздушного потока до величины давлени  хранени  Рх.

В зимний период года понижение давлени  реализуетс  в т. 1; в летний.период года - в точке 2. В зимний период года процесс теплозлажностной обработки второго воздушного потока протекает по линии 1-4; в летний период года - по линии 2-6. После тепловой обработки первого воздуш- .ного потока понижают его давление до значени  давлени  хранени  Рх. В зимний период года это осуществл етс  в точке 3, в летний в точке 5, Затем оба потока смешиваютс . Это осуществл етс  таким образом, что общий воздушный поток приобретает параметры, характерные дл  т.О, то есть соответствующие услови м хранени  в гипо- барическом хранилище. С этими параметрами воздушный поток поступает в гипобарическое хранилище.

8 гипобарическом хранилище сельскохоз йственной продукции предлагаемый способ тепловлажностной обработки воздуха может быть реализован с помощью, например , устройства1представленного на фиг.З.

Устройство содержит два отсека 1 и 2, отделенные перегородкой 3, предназначен- 5 ные соответственно дл  первого и второго воздушных потоков. Отсек 2 частично заполнен жидким теплоносителем 4 с возможностью его нагрева или охлаждени  с помощью проточного теплообменника 5. В

0 жидкий теплоноситель 4 частично погружены тепловые трубы 6, которые размещены в двух отсеках 1 и 2. Отсеки 1 и 2 снабжены с противоположных торцов входными 7. 8 и выходными 9, 10 патрубками. На патрубке 8

5 установлен вентиль понижени  давлени  11, а на патрубке 9 вентиль перепада давлений 12. Смешение двух воздушных потоков происходит в камере смешени  13.

Устройство в составе гипобарического

0 хранилища сельскохоз йственной продукции работает следующим образом.

Воздух под воздействием разр жени  в гипобарическом хранилище, создаваемом вакуумным насосом (на фиг.З не показан),

5 поступает через входной патрубок 7 в отсек 1 и через вентиль понижени  давлени  11 и патрубок 8 в отсек 2. Проход  через вентиль понижени  давлени  11 воздух понижает давление от атмосферного до значени  дав0 лени  хранени  Рх. В отсеке 2 воздух, соприкаса сь с жидким теплоносителем 4 (нагретым или охлажденным с помощью проточного теплообменника 5), измен ет свою температуру и насыщаетс  влагой. В

5 отсеке воздух омывает поверхности тепловых труб 6 и измен ет свою температуру без изменени  влагосодержани . Далее воздух из отсека 1 через выходной патрубок 9 и. вентиль перепада давлени  12 поступает в

0 камеру смешени  13. На вентиле перепада давлени  12 воздух понижает свое давление до значени  РХ. Из отсека 2 воздух через выходной патрубок 10 также поступает в камеру смешени  13. В камере 13 два воз5 душных потока перемешиваютс . В зависимости от соотношени  количества воздуха, прошедшего через отсеки 1 и 2, можно получить воздух любой температуры и относительной влажности. При данном способе

0 тепловлажностной обработки воздуха с помощью вентилей 11 и 12 можно установить такое соотношение воздушных потоков, чтобы в камере смешени  13 получить воздух с заданными параметрами хранени 

5 (т.О, фиг.2).

Рассмотрим с энергетической точки зрени  проведени  процессов тепловлажностной обработки воздуха в прототипе (первый вариант) и предлагаемом изобретении . Согласно Id-диаграмме (фиг. 1)избыточна  теплота, сообщаема  воздуху, может быть равной Д I Is-lo. В предлагаемом изобретении (фиг.2) состо ние воздуха после смешени  характеризуетс  т.О и, следо- вательно. воздуху не сообщена после процесса смешени  избыточна  теплота. Раскроем значение Д I

Д I Is-lo cats + dx(p + ctsHCBtx + dx (r+cts).Ј1)

После преобразований имеем Д I - (ts-txXcB + dxC).(2)

Таким образом, чем больше разность температур (ts-tx), тем выше величина Д I. То же самое имеет место при росте значени  dx. Чем больше величина dx при прочих равных услови х (имеет место при уменьшении абсолютного давлени  хранени  Рх), тем выше значение Д I.

Таким образом при использовании прототипа в гипобарическом хранилище с понижением давлени  хранени  Рх растет величина избыточной теплоты Д I; в результате чего производительно повышаютс  энергетические затраты.

Предлагаемый способ тепловлажност- ной обработки воздуха рекомендуетс  использовать в гипобарических хранилищах сельскохоз йственной продукции при поддержании а услови х хранени  относительной влажности воздуха меньше 100% и вла- госодержании среды в услови х хранени  большем, чем в атмосферном воздухе.

Таким образом, предлагаемый способ тепловлажностной обработки воздуха, направл емого, в частности, в гипобариче- ские хранилища сельскохоз йственной продукции , характеризуетс  оптимальными

затратами энергии на его подготовку, упрощением эксплуатации установки кондиционировани  и простотой управлени .

Claims (1)

1. Формула изобретени , Способ тепловлажностной обработки

   воздуха, включающий разделение его на два обменивающихс  теплом воздушных потока , тепловую обработку в первом воздушном потоке, тепловлажностную обработку во втором воздушном потоке и смещение

   потоков, отличающийс  тем, что, с цел1,ю снижени  энергетических затрат и упрощени  применительно к гипобариче- скому хранению сельскохоз йственной про-, дукции, тепловую обработку первого

   воздушного потока провод т при атмосферном давлении, тепловлажностную обработку второго воздушного потока - при давлении, соответствующем заданным условием хранени  сельскохоз йственной

   продукции, и перед смешиванием потоков понижают давление первого воздушного потока до значени  давлени  хранени .