RU2011127C1

RU2011127C1 - Plant for recovery of thermal energy in air-conditioning systems

Info

Publication number: RU2011127C1
Authority: RU
Inventors: В.П. Богданцев; В.В. Ляшенко; Ф.А. Чегринцев; Д.А. Кузнецов
Original assignee: Центральный научно-исследовательский и проектный институт "Тайфун"
Priority date: 1987-09-01
Filing date: 1987-09-01
Publication date: 1994-04-15

Abstract

FIELD: ventilation and air-conditioning systems. SUBSTANCE: plant has plenum and exhaust air ducts, air distributing devices with control system, two units connected in parallel and filled with heat accumulating checker. Air distributing device is made in form of cylindrical housing with two slots of diametral ports to which branch pipes are connected at acute angle relative to axis of air-distributing device; branch pipes are connected with air ducts. Arranged coaxially in housing is swivel sleeve which is kinematically linked with common drive of control system and is provided with two diametral ports whose geometry corresponds to ports of housing. EFFECT: enhanced efficiency. 2 dwg

Description

Изобретение относится к вентиляции и кондиционированию воздуха и может быть использовано преимущественно в судовых установках для утилизации тепловой энергии в системах кондиционирования и вентиляции воздуха. The invention relates to ventilation and air conditioning and can be used mainly in ship installations for the utilization of thermal energy in air conditioning and ventilation systems.

Известна установка переключающегося регенеративного теплообменника для утилизации тепловой энергии из кн: "Рекомендации по расчету оборудования для утилизации тепла и холода в системах вентиляции и кондиционирования воздуха", Ташкент, ТашЗВНИИЭП, 1979 г. , с. 15, которая содержит воздуховоды приточного и вытяжного воздуха и подключенные к этим воздуховодам через переключающие клапаны с системой управления параллельно два блока, заполненные теплоаккумулирующей насадкой. A known installation of a switching regenerative heat exchanger for the recovery of thermal energy from the book: "Recommendations on the calculation of equipment for the recovery of heat and cold in ventilation and air conditioning systems", Tashkent, TashZVNIIEP, 1979, p. 15, which contains the supply and exhaust air ducts and two blocks parallel to these ducts through switching valves with a control system, filled with a heat storage nozzle.

Недостатком известной установки является низкая эффективность поддержания температуры приточного воздуха после блока, обусловленная цикличными колебаниями температуры и влажности приточного воздуха, а также прекращением подачи приточного воздуха в помещение на некоторое время после срабатывания переключающихся клапанов. A disadvantage of the known installation is the low efficiency of maintaining the supply air temperature after the unit, due to cyclical fluctuations in the temperature and humidity of the supply air, as well as the cessation of supply air supply to the room for some time after the switching valves are activated.

Указанные недостатки частично устранены в известной установке для утилизации тепловой энергии преимущественно в системах вентиляции и кондиционирования, которая содержит воздуховоды приточного и вытяжного воздуха и подключенные к этим воздуховодам через переключающие клапаны с системой управления параллельно один другому два блока, заполненные теплоаккумулирующей насадкой. Установка снабжена по меньшей мере одним дополнительным блоком с теплоаккумулирующей насадкой, подсоединенным к воздуховодам параллельно основным блокам через переключающие клапаны. These drawbacks were partially eliminated in the known installation for the recovery of thermal energy mainly in ventilation and air conditioning systems, which contains supply and exhaust air ducts and two blocks filled with a heat storage nozzle connected to these ducts through switching valves with a control system in parallel to one another. The installation is equipped with at least one additional unit with a heat storage nozzle connected to the air ducts in parallel to the main units through the switching valves.

Основным недостатком известной установки является сложность конструкции, обусловленная наличием дополнительных блоков с теплоаккумулирующей насадкой, соответственно разветвленной системой воздуховодов. Предусмотренный в устройстве сдвиг по времени переключения клапанов приводит к необходимости нескольких систем управления переключением клапанов. The main disadvantage of the known installation is the design complexity due to the presence of additional blocks with a heat storage nozzle, respectively branched duct system. The shift in valve switching time provided for in the device makes several valve switching control systems necessary.

Целью изобретения является упрощение конструкции. The aim of the invention is to simplify the design.

Поставленная цель достигается тем, что в установке для утилизации тепловой энергии в системах кондиционирования воздуха, содержащей воздуховоды приточного и вытяжного воздуха, воздухораспределительные устройства с системой управления, два параллельно подключенных блока, заполненных теплоаккумулирующей насадкой, каждое из воздухораспределительных устройств выполнено в виде цилиндрического корпуса с двумя парами диаметрально расположенных окон, к которым под острым углом к оси воздухораспределительного устройства подсоединены патрубки соединения с воздуховодами, а внутри корпуса коаксиально размещен кинематически связанный с общим приводом системы управления поворотный стакан с двумя диаметрально расположенными окнами, имеющими геометрию, соответствующую окнам корпуса. This goal is achieved by the fact that in the installation for heat energy recovery in air conditioning systems containing supply and exhaust air ducts, air distribution devices with a control system, two parallel connected units filled with a heat storage nozzle, each of the air distribution devices is made in the form of a cylindrical body with two pairs of diametrically located windows, to which are connected at an acute angle to the axis of the air distribution device felling compound with air, and inside the housing coaxially disposed kinematically connected to a common drive control system of the rotary cup with two diametrically arranged windows, having a geometry corresponding to the windows of the housing.

Сопоставительный анализ предлагаемого технического решения и установки для утилизации тепловой энергии по прототипу показал, что отличия характеризуются следующей совокупностью признаков: каждое из воздухораспределительных устройств выполнено в виде цилиндрического корпуса с двумя парами диаметрально расположенных окон, к которым под острым углом к оси воздухораспределительного устройства подсоединены патрубки соединения с воздуховодами, а внутри корпуса коаксиально размещен кинематически связанный с общим приводом системы управления поворотный стакан с двумя диаметрально расположенными окнами, имеющими геометрию, соответствующую окнам корпуса. A comparative analysis of the proposed technical solution and installation for thermal energy utilization according to the prototype showed that the differences are characterized by the following set of features: each of the air distribution devices is made in the form of a cylindrical body with two pairs of diametrically arranged windows, to which connection pipes are connected at an acute angle to the axis of the air distribution device with air ducts, and inside the housing is coaxially placed kinematically connected to the common drive of the control system A rotary cup with two diametrically located windows having a geometry corresponding to the windows of the housing.

Выполнение каждого из воздухораспределительных устройств в виде цилиндрического корпуса с двумя парами диаметрально расположенных окон, внутри которых коаксиально размещен поворотный стакан с окнами, имеющими геометрию, соответствующую окнам корпуса, позволяет исключить прекращение подачи приточного воздуха в помещение во время переключения теплоносителей и обеспечивает равномерное поле температур и расходов перед блоком с теплоаккумулирующей насадкой, что исключает необходимость применения дополнительных блоков с теплоаккумулирующей насадкой, существенно упрощает разветвленную систему воздуховодов и систему управления. The implementation of each of the air distribution devices in the form of a cylindrical case with two pairs of diametrically arranged windows, inside of which a rotary glass with windows having a geometry corresponding to the case windows is coaxially placed, eliminates the interruption in the supply of fresh air to the room during the switching of the coolants and ensures a uniform temperature field and costs in front of a block with a heat storage nozzle, which eliminates the need for additional blocks with a heat storage filling nozzle, greatly simplifies the branched duct system and control system.

За счет подсоединения под острым углом к оси воздухораспределительных устройств патрубков соединения с воздуховодами происходит равномерное слияние потоков, уменьшение гидравлического сопротивления, что дает возможность обеспечить равномерное поле температур и расходов на выходе воздухораспределительных устройств без применения соответствующих дополнительных устройств. Due to the connection of connecting pipes with air ducts at an acute angle to the axis of the air distribution devices, there is a uniform merging of flows, a decrease in hydraulic resistance, which makes it possible to ensure a uniform temperature and flow field at the outlet of the air distribution devices without the use of corresponding additional devices.

Наличие общего привода системы управления, кинематически связанного со стаканом каждого воздухораспределительного устройства позволяет обеспечить синхронное практически одновременное их переключение, что значительно проще по сравнению с устройством по прототипу, где общим приводом осуществить переключение со сдвигом воздухораспределительных устройств невозможно. The presence of a common drive of the control system kinematically connected with the glass of each air distribution device makes it possible to synchronously switch almost simultaneously at the same time, which is much simpler compared to the prototype device, where it is impossible to carry out switching with a shift of the air distribution devices with a common drive.

Таким образом, цель изобретения причинно связана с признаками объекта изобретения, каждый из которых необходим, а вместе взятые достаточны для достижения поставленной цели. Thus, the purpose of the invention is causally related to the features of the object of the invention, each of which is necessary, and taken together are sufficient to achieve the goal.

На основании изложенного можно констатировать, что предлагаемое решение соответствует критерию "новизна". Based on the foregoing, it can be stated that the proposed solution meets the criterion of "novelty."

Дополнительно проведенный поиск по источникам патентной и научно-технической информации не выявил объекты, которые имеют признаки, сходные с признаками, отличающими предложенное решение от прототипа. Поэтому можно считать, что предложенное техническое решение обладает существенными отличиями. Additionally, a search on the sources of patent and scientific and technical information did not reveal objects that have features similar to those that distinguish the proposed solution from the prototype. Therefore, we can assume that the proposed technical solution has significant differences.

На фиг. 1 изображена схема установки для утилизации тепловой энергии в системах кондиционирования воздуха; на фиг. 2 - общий вид воздухораспределительного устройства. In FIG. 1 shows a diagram of a plant for the utilization of thermal energy in air conditioning systems; in FIG. 2 is a general view of an air distribution device.

Установка для утилизации тепловой энергии в системах кондиционирования воздуха содержит воздуховоды приточного 1 и вытяжного 2 воздуха, воздухораспределительные устройства 3 с системой управления (не показана), непосредственно подсоединенные к двум параллельно подключенным блокам (матрицам) 4 и 5, заполненным теплоаккумулирующей насадкой. Каждое из воздухораспределительных устройств 3 (см. фиг. 2) выполнено в виде цилиндрического корпуса 6 с двумя парами диаметрально расположенных окон: впускных 7 и выпускных 8. Ширина перемычки на корпусе 6 между окнами 7 и 8 на порядок меньше размера окна в тангенциальном направлении, благодаря чему достигается равномерность расходов приточного и вытяжного воздуха при переключении воздухораспределительных устройств 3 за счет равенства сечений окон 7 или 8 и сечения на выходе из воздухораспределительного устройства 3. К окнам 7 и 8 под острым углом к оси воздухораспределительного устройства 3 подсоединены короткие симметричные патрубки 9 соединения с воздуховодами 1 и 2. Внутри корпуса 6 коаксиально размещен кинематически связанный с общим приводом 10 системы управления поворотный стакан 11 с двумя диаметрально расположенными окнами 12, имеющими геометрию, соответствующую окнам 7 и 8 корпуса 6. В качестве привода 10 может быть применен например, шаговый электродвигатель с системой регулируемых тяг или блоком шестерен. The installation for the recovery of thermal energy in air conditioning systems contains air ducts for supply 1 and exhaust 2 air, air distribution devices 3 with a control system (not shown), directly connected to two parallel connected blocks (matrices) 4 and 5, filled with a heat storage nozzle. Each of the air distribution devices 3 (see Fig. 2) is made in the form of a cylindrical body 6 with two pairs of diametrically located windows: inlet 7 and outlet 8. The width of the jumper on the case 6 between windows 7 and 8 is an order of magnitude smaller than the size of the window in the tangential direction, due to which the uniformity of the supply and exhaust air flow rates is achieved when switching the air distribution devices 3 due to the equality of the cross sections of the windows 7 or 8 and the cross section at the outlet of the air distribution device 3. To windows 7 and 8 under acute angle scrap to the axis of the air distribution device 3 are connected short symmetric nozzles 9 connections with ducts 1 and 2. Inside the housing 6 is coaxially placed kinematically connected to the common drive 10 of the control system of the rotary cup 11 with two diametrically located windows 12 having a geometry corresponding to the windows 7 and 8 of the housing 6. As the drive 10, for example, a stepper motor with a system of adjustable rods or a block of gears can be used.

Работает установка следующим образом. The installation works as follows.

При подготовке установки к работе, например отработанный воздух (газовая смесь), отбираемый из обслуживаемого помещения, проходит по воздуховодам 2 вытяжного воздуха через патрубки 9, и окна 7 воздухораспределительного устройства 3 в блок 4, где происходит нагрев насадки. Одновременно приточный воздух проходит через блок 5 и подается в обслуживаемое помещение. При этом впускные окна 7 открыты и выпускные 8 закрыты. When preparing the installation for operation, for example, exhaust air (gas mixture) taken from the serviced room passes through exhaust air ducts 2 through nozzles 9, and windows 7 of the air distribution device 3 to block 4, where the nozzle is heated. At the same time, the supply air passes through block 5 and is supplied to the serviced room. In this case, the inlet windows 7 are open and the outlet 8 is closed.

После достижения заданной температуры насадки блока 4 происходит одновременное переключение всех воздухорас- пределительных устройств таким образом, что впускные окна 7 закрываются, а выпускные 8 открываются, что дает возможность теплому (отработанному) воздуху проходить через блок 5, нагревая его насадку. Приточный воздух идет через блок 4 и, подогревшись, поступает в обслуживаемое помещение. В дальнейшем цикл работы повторяется. After reaching the set temperature of the nozzle of block 4, all air-distributing devices are switched simultaneously in such a way that the inlet windows 7 are closed and the exhaust 8 open, which allows warm (exhausted) air to pass through the block 5, heating its nozzle. Supply air flows through block 4 and, having warmed up, enters the served room. In the future, the work cycle is repeated.

При работе установки пульсаций теплоносителей по расходу не происходит. Так, например, при переброске приточного холодного воздуха с линии вытяжного воздуха на линию приточного воздуха на сколько закрываются впускные окна 7 приточной системы блока 5, на столько открываются выпускные окна 8 вытяжной системы блока 4. То же самое происходит с теплым воздухом. В момент смены потоков происходит частичное перемешивание теплоносителей в объеме блока с насадкой, но для систем вентиляции и кондиционирования это можно считать несущественным. When the installation of pulsation of the coolant flow rate does not occur. So, for example, when transferring the supply cold air from the exhaust air line to the supply air line, the inlet windows 7 of the supply system of unit 5 are closed as much as the exhaust windows 8 of the exhaust system of unit 4 are opened. The same thing happens with warm air. At the time of the change of flows, partial mixing of the coolants in the volume of the block with the nozzle occurs, but for ventilation and air conditioning this can be considered insignificant.

Благодаря отличительным признакам предложенного технического решения достигается упрощение конструкции установки для утилизации тепловой энергии в системах кондиционирования воздуха за счет уменьшения числа блоков с теплоаккумулирующей насадкой, разветвленной сети воздуховодов, системы управления воздухораспределительными устройствами. Due to the distinguishing features of the proposed technical solution, a simplification of the design of the installation for heat energy recovery in air conditioning systems is achieved by reducing the number of units with a heat storage nozzle, an extensive network of air ducts, and a control system for air distribution devices.

(56) Авторское свидетельство СССР N 1037024, кл. F 24 F 5/00, 1985. (56) Copyright certificate of the USSR N 1037024, cl. F 24 F 5/00, 1985.

Claims

INSTALLATION FOR DISPOSAL OF HEAT ENERGY IN AIR CONDITIONING SYSTEMS, comprising supply and exhaust air ducts, air distribution devices with a control system, two parallel-connected units filled with a heat storage nozzle, characterized in that, in order to simplify the design, the air distribution device is designed as two pairs of diametrically located windows to which are connected at an acute angle to the axis of the air distribution device nozzles connected to air ducts, and in the housing coaxially disposed kinematically connected to a common drive control system of the rotary cup with two diametrically arranged windows, having a geometry corresponding to the windows of the housing.