RU2042086C1

RU2042086C1 - Air dehumidification unit

Info

Publication number: RU2042086C1
Authority: RU
Inventors: М.И. Енов
Original assignee: Акционерное общество "Новатор"
Priority date: 1991-09-17
Filing date: 1991-09-17
Publication date: 1995-08-20

Abstract

FIELD: air dehumidification systems. SUBSTANCE: air dehumidification unit has the following components mounted in succession: cooler, moisture separator, moisture receiver; unit is additionally provided with centrifugal compressor and heat-insulating casing; cooler is made in form of inward-flow turbine mounted on common shaft with compressor; moisture separator is made in form of reservoir with heat-conducting walls which is brought is communication with turbine outlet branch pipe and with compressor inlet branch pipe; moisture receiver is made in form of reservoir with heat-conducting corrugated walls which is arranged in heat-insulated casing under moisture separator and is brought in communication with it by means of branch pipe. EFFECT: enhanced reliability. 1 dwg

Description

Изобретение относится к кондиционированию воздуха и может быть использовано как для получения осушенного воздуха, так и воды из воздуха. The invention relates to air conditioning and can be used both to obtain dried air and water from the air.

Известно устройство для осушки воздуха, содержащее последовательно установленные по ходу воздуха испаритель, вихревой энергоразделитель, циклон и конденсатор холодильной машины [1]
Недостаток известного устройства значительные энергозатраты в процессе осушки воздуха и низкая производительность оборудования.A device for drying air, containing sequentially installed along the air, the evaporator, vortex energy separator, cyclone and condenser of the refrigeration machine [1]
A disadvantage of the known device is significant energy consumption in the process of air drying and low productivity of the equipment.

Из известных наиболее близким по технической сущности к описываемому изобретению является устройство для осушки воздуха, содержащее последовательно установленные по ходу воздуха воздухоохладители предварительного и окончательного охлаждения и циклон, установленный на выходе воздухоохладителя предварительного охлаждения и снабженный центральной трубкой, сообщенной входом с выходом воздухоохладителя окончательного охлаждения и имеющей отверстие в боковой стенке, и расположенный на входе закручиватель [2]
Недостатками известного устройства являются сложность конструкции, низкая производительность и значительные энергозатраты в процессе эксплуатации.Of the known closest in technical essence to the described invention is a device for drying air, containing sequentially installed along the air flow of air coolers pre and final cooling and a cyclone installed at the outlet of the air cooler pre-cooling and equipped with a Central tube connected inlet with the output of the final cooling air cooler and having hole in the side wall, and a twist located at the inlet [2]
The disadvantages of the known device are the complexity of the design, low productivity and significant energy consumption during operation.

Техническая задача изобретения увеличение производительности и снижение энергозатрат при упрощении конструкции установки. The technical task of the invention is to increase productivity and reduce energy consumption while simplifying the design of the installation.

Поставленная техническая задача решается за счет того, что установка для осушки воздуха, содержащая охладитель, влагоотделитель и влагосборник, в соответствии с описываемым изобретением дополнительно содержит центробежный компрессор и теплоизолированный кожух, при этом охладитель выполнен в виде центростремительной турбины, размещенной на одном валу с компрессором, влагоотделитель выполнен в виде резервуара с теплопроводными стенками, сообщенного с выходным патрубком турбины и с входным патрубком компрессора, влагосборник выполнен в виде емкости с теплопроводными гофрированными стенками, размещенной в теплоизолированном кожухе под влагоотделителем и сообщенной с последним патрубком. The stated technical problem is solved due to the fact that the installation for drying air, containing a cooler, a moisture separator and a moisture collector, in accordance with the described invention further comprises a centrifugal compressor and a thermally insulated casing, while the cooler is made in the form of a centripetal turbine located on one shaft with a compressor, the moisture separator is made in the form of a tank with heat-conducting walls, in communication with the outlet pipe of the turbine and with the inlet pipe of the compressor, the moisture collector is made a thermally conductive container with corrugated walls, placed in heat insulated casing under moist separator and communicated with the latter pipe.

На чертеже показана схема описываемой установки для осушки воздуха. The drawing shows a diagram of the described installation for drying air.

Описываемая установка для осушки воздуха содержит охладитель, выполненный в виде центростремительной турбины 1 с входным 2 и выходным 3 патрубками и центробежный компрессор 4 с входным 5 и выходным 6 патрубками. Центростремительная турбина 1 размещена на одном валу 7 с компрессором 4. Установка содержит также мультипликатор 8 с приводом 9, установленные на подставке 10, размещенной на влагоотделителе 11, выполненном в виде резервуара с теплопроводными стенками, сообщенного с выходным патрубком 3 турбины 1 и с входным патрубком 5 компрессора 4. Под влагоотделителем 11 размещен влагосборник 12, выполненный в виде емкости с теплопроводными гофрированными стенками, сообщенной с влагоотделителем 11 через соединительный патрубок 13 с задвижкой 14. Влагосборник 12 размещен в теплоизолированном кожухе 15 с горловиной 16 и снабжен патрубком 17 с задвижкой 18. Выходной патрубок 3 турбины 1 соединен посредством трубопровода 19 с влагоотделителем 11, имеющим выходной трубопровод 20, соединенный с входным патрубком 5 компрессора 4, выходной патрубок 6 которого соединен трубопроводом 21 с теплоизолированным кожухом 15. Установка размещена на опорах 22. Движение поступающего влажного воздуха показано стрелкой 23, движение охлажденного осушенного воздуха стрелкой 24. Отделившиеся частицы влаги 25 образуют осадок 26 на дне влагоотделителя 11. Нагретый сжатием осушенный воздух 27 поступает в теплоизолированный кожух 15, откуда поступает потребителю в направлении 28 через горловину 16. The described installation for air drying contains a cooler made in the form of a centripetal turbine 1 with inlet 2 and outlet 3 nozzles and a centrifugal compressor 4 with inlet 5 and outlet 6 nozzles. A centripetal turbine 1 is placed on one shaft 7 with a compressor 4. The installation also contains a multiplier 8 with a drive 9 mounted on a stand 10 placed on a moisture separator 11, made in the form of a tank with heat-conducting walls, in communication with the outlet pipe 3 of the turbine 1 and with the inlet pipe 5 of the compressor 4. Under the dehumidifier 11, a moisture collector 12 is placed, made in the form of a container with heat-conducting corrugated walls, in communication with the dehumidifier 11 through a connecting pipe 13 with a valve 14. The moisture collector 12 is placed in a thermally insulated casing 15 with a neck 16 and is equipped with a nozzle 17 with a valve 18. The outlet pipe 3 of the turbine 1 is connected via a pipe 19 to a moisture separator 11 having an outlet pipe 20 connected to an inlet pipe 5 of the compressor 4, the outlet pipe 6 of which is connected by a pipe 21 with a heat-insulated casing 15. The installation is located on the supports 22. The movement of the incoming moist air is shown by arrow 23, the movement of the cooled, dried air by arrow 24. The separated moisture particles 25 form a precipitate 26 on not demister 11. The heated compressed dehumidified air 27 enters the cold box 15, from which the user enters in the direction 28 through the neck 16.

Описываемая установка для осушки воздуха работает следующим образом. The described installation for drying air works as follows.

Влажный воздух 23 через входной патрубок 2 поступает в центростремительную турбину 1, где расширяется, в результате чего давление и температура его снижаются. Влажный воздух 23 разделяется во влагоотделителе 11 на охлажденный осушенный воздух 24 и капли влаги 25 (или частицы льда), которые выпадают в осадок 26 на дне влагоотделителя 11. Охлажденный осушенный воздух 24 забирается через трубопровод 20 и патрубок 5 центробежным компрессором 4, где нагревается при адиабатном сжатии до атмосферного давления, а осушенный нагретый воздух 27 через патрубок 6 и трубопровод 21 поступает в теплоизолированный кожух 15, где, двигаясь сверху вниз, нагревает во влагосборнике 12 воду, поступившую из влагоотделителя 11 через соединительный патрубок 13 с задвижкой 14. В результате этого температура воздуха 27 снижается и через горловину 16 кожуха 15 воздух 28 поступает потребителю. В случае заполнения влагоотделителя 11 льдом и жидкостью работа установки прекращается, после чего подогретая вода через патрубок 17 с открытой задвижкой 18 отбирается потребителем. Затем открывается задвижка 14 и по патрубку 13 вода из влагоотделителя 11 поступает во влагосборник 12. Эта вода образуется во влагоотделителе 11 в результате таяния осадка 26 за счет передачи ему тепла от наружного воздуха через теплопроводные стенки влагоотделителя 11. После этого установку вновь можно включать в работу. При этом воздушный холодильный цикл можно считать замкнутым, а паровой тепловой цикл неполным. Wet air 23 through the inlet pipe 2 enters the centripetal turbine 1, where it expands, as a result of which its pressure and temperature decrease. Wet air 23 is separated in the water separator 11 into cooled, dried air 24 and moisture drops 25 (or ice particles) that precipitate 26 at the bottom of the moisture separator 11. The cooled, dried air 24 is drawn through line 20 and pipe 5 by a centrifugal compressor 4, where it is heated at adiabatic compression to atmospheric pressure, and the dried-up heated air 27 through the pipe 6 and the pipe 21 enters the heat-insulated casing 15, where, moving from top to bottom, heats the water coming from the dehumidifier 11 through the dehumidifier 12 through Interconnect outlet 13 with valve 14. As a result, the air temperature 27 is reduced through the neck 16 and the housing 15, the air 28 is supplied to the consumer. In the case of filling the dehumidifier 11 with ice and liquid, the operation of the installation ceases, after which the heated water through the pipe 17 with the open valve 18 is selected by the consumer. Then the valve 14 opens and through the nozzle 13, water from the moisture separator 11 enters the moisture collector 12. This water is formed in the moisture separator 11 as a result of the sludge 26 melting due to the transfer of heat from the outside air through the heat-conducting walls of the moisture separator 11. After that, the installation can be turned back on . Moreover, the air refrigeration cycle can be considered closed, and the steam heat cycle incomplete.

Описываемая установка не имеет теплообменника и для ее работы не требуется холодильной машины, вследствие чего значительно упрощается конструкция, уменьшаются габаритно-весовые показатели, снижаются энергозатраты. За счет того, что в описываемой установке охлаждение воздуха производится непосредственно при его расширении во влагоотделителе без использования хладагента, минимальная температура в воздушном холодильном цикле будет выше, максимальная ниже по сравнению с соответствующими температурами в известных установках, а работы затрачивается в два с лишним раза меньше. The described installation does not have a heat exchanger and its operation does not require a refrigeration machine, as a result of which the design is greatly simplified, overall weight and weight indicators are reduced, and energy costs are reduced. Due to the fact that in the described installation the air is cooled directly when it expands in the dehumidifier without the use of refrigerant, the minimum temperature in the air refrigeration cycle will be higher, the maximum lower than the corresponding temperatures in known installations, and the work takes more than two times less .

Использование описываемой установки позволяет увеличить производительность и снизить энергозатраты при осушке воздуха. Using the described installation allows to increase productivity and reduce energy consumption during air drying.

Claims

INSTALLATION FOR DRYING AIR, containing a sequentially placed cooler, dehumidifier and moisture collector, characterized in that it further comprises a centrifugal compressor and a heat-insulated casing, while the cooler is made in the form of a centripetal turbine located on the same shaft with the compressor, the dehumidifier is made in the form of a tank with heat-conducting walls connected with the outlet pipe of the turbine and the inlet pipe of the compressor, the moisture collector is made in the form of a tank with heat-conducting corrugated walls, placed in heat insulated casing under moist separator and communicated with the latter pipe.