RU2088854C1

RU2088854C1 - Air-conditioning system

Info

Publication number: RU2088854C1
Application number: RU95103091A
Authority: RU
Inventors: А.Б. Федоров; А.Е. Алейников; В.А. Мережко
Original assignee: Федоров Александр Борисович
Priority date: 1995-03-01
Filing date: 1995-03-01
Publication date: 1997-08-27
Also published as: RU95103091A

Abstract

FIELD: ventilation and air-conditioning systems. SUBSTANCE: heat-exchanger- air cooler of central air conditioner is additionally connected with water cooler of circulating water supply system by means of connecting lines. Additional connecting lines are provided with shut-off adjusting fittings to ensure regulation and disconnection. EFFECT: enhanced reliability.

Description

Изобретение относится к вентиляции и кондиционированию воздуха. The invention relates to ventilation and air conditioning.

Известна система кондиционирования воздуха помещения [1 и 2] содержащая вентиляторы, установленные на приточном и вытяжном воздуховодах, центральный кондиционер, состоящий из теплообменника и камеры орошения и сообщенный с приточным воздуховодом, местный неавтономный кондиционер, размещенный в помещении, источник тепла, связанный с теплообменником центрального кондиционера посредством трубопроводной обвязки, холодильную машину, состоящую из конденсатора, испарителя, трубопроводной обвязки контура испарителя, связывающей испаритель с камерой орошения центрального с местным неавтономным кондиционером, водоохладитель оборотного водоснабжения, соединенный с конденсатором холодильной машины при помощи трубопроводной обвязки. A known air conditioning system of a room [1 and 2] comprising fans installed on the supply and exhaust ducts, a central air conditioner consisting of a heat exchanger and an irrigation chamber and connected to a supply air duct, a local non-autonomous air conditioner located in the room, a heat source connected to a central heat exchanger the air conditioner by piping, a refrigeration machine consisting of a condenser, an evaporator, piping piping of the evaporator circuit connecting the evaporator with a central irrigation chamber with local non-autonomous air conditioning, a water recycling water chiller connected to the condenser of the refrigeration machine using piping.

Подача холодной воды на местный неавтономный кондиционер и в камеру орошения центрального кондиционера этой системы производится исключительно от испарителя холодильной машины. Это определяет необоснованные затраты электроэнергии на охлаждение воды в холодный период года. The cold water supply to the local non-autonomous air conditioner and to the irrigation chamber of the central air conditioner of this system is carried out exclusively from the evaporator of the refrigeration machine. This determines the unreasonable costs of electricity for cooling water in the cold season.

Этот недостаток в значительной степени преодолен в системе кондиционирования воздуха, принятой за прототип [3] содержащей вентиляторы, установленные на приточном и вытяжном воздуховодах, центральный кондиционер, состоящий из теплообменников и камеры орошения и сообщенный с приточным воздуховодом, местный неавтономный кондиционер, размещенный в помещении, источник тепла, связанный с теплообменником воздухонагревателем центрального кондиционера посредством трубопроводной обвязки, холодильную машину, состоящую из конденсатора, испарителя, трубопроводной обвязки контура испарителя, соединяющей испаритель с теплообменником-воздухоохладителем центрального кондиционера и местным кондиционером, водоохладитель оборотного водоснабжения, связанный с конденсатором холодильной машины при помощи трубопроводной обвязки, перемычки с запорно-регулирующей арматурой, соединяющей контуры испарителя и конденсатора холодильной машины. This disadvantage is largely overcome in the air conditioning system adopted for the prototype [3] containing fans installed on the supply and exhaust ducts, a central air conditioner consisting of heat exchangers and an irrigation chamber and connected to the supply duct, a local non-autonomous air conditioner located in the room, a heat source connected to the heat exchanger by the air conditioner of the central air conditioner by piping, a refrigeration machine consisting of a condenser, vapor of Tell, the piping of the evaporator circuit, connecting the evaporator-air cooler heat exchanger central air and local air-conditioning, water recycling water cooler, connected to a condenser of the chiller using the piping, bridges with shut-off and control valves, connecting the evaporator and condenser circuits of the chiller.

В этой системе кондиционирования воздуха в холодный период года, когда температура воды от водоохладителя оборотного водоснабжения достаточна для поглощения теплоизбытков в помещении (это соответствует состоянию наружного воздуха, когда его теплосодержание J_н ≅ J_овз фиг. 2), подача ее производится прямо к местному кондиционеру по перемычкам, соединяющим контуры испарителя и конденсатора, минуя холодильную машину. Подача холодной воды на теплообменник-воздухоохладитель центрального кондиционера производится исключительно от испарителя холодильной машины, так как потребность в холоде для тепловлажностной обработки наружного воздуха (фиг. 2) начинается с его теплосодержания J_н J_пз, которое превышает значение J_овз. В теплый период года, когда теплосодержание наружного воздуха J_н > J_пз, а его влагосодержание d_н < d_пз, для тепловлажностной обработки наружного воздуха в теплообменнике-воздухоохладителе центрального кондиционера (процесс АВ) требуется температура холодной воды большего значения, чем для тепловлажностной обработки рециркуляционного воздуха в местном неавтономном кондиционере (процесс Д₃П₃). При этом в указанный период года возможно такое состояние наружного воздуха, когда для его тепловлажностной обработки требуемая температура воды может быть обеспечена испарительным охлаждением в водоохладителе оборотного водоснабжения без использования холодильных машин. Поэтому подача холодной воды на теплообменник-воздухоохладитель центрального кондиционера для тепловлажностной обработки наружного воздуха исключительно от испарителя холодильной машины не использует в полной мере возможности испарительного охлаждения наружным воздухом и является существенным недостатком прототипа.In this air conditioning system in the cold season, when the water temperature from the water recycling water cooler is sufficient to absorb heat in the room (this corresponds to the state of the outdoor air when its heat content is J _n ≅ J _ovs Fig. 2), it is supplied directly to the local air conditioner on jumpers connecting the evaporator and condenser circuits, bypassing the refrigeration machine. The supply of cold water to the heat exchanger-air cooler of the central air conditioner is carried out exclusively from the evaporator of the refrigeration machine, since the need for cold for the heat-moisture treatment of outdoor air (Fig. 2) begins with its heat content J _n J _pz , which exceeds the value of J _ovz . In the warm season, when the heat content of the outdoor air is J _n > J _pz , and its moisture content is d _n <d _pz , a higher temperature is required for heat and humidity treatment of outdoor air in the heat exchanger-air cooler of the central air conditioner (process AB) than for heat and moisture treatment recirculation air in a local non-autonomous air conditioner (process D ₃ P ₃ ). Moreover, in the indicated period of the year, such a state of outside air is possible when, for its heat-moisture treatment, the required water temperature can be provided by evaporative cooling in a circulating water cooler without using refrigeration machines. Therefore, the supply of cold water to the heat exchanger-air cooler of the central air conditioner for heat-moisture treatment of outdoor air exclusively from the evaporator of the refrigeration machine does not fully utilize the possibilities of evaporative cooling with outside air and is a significant disadvantage of the prototype.

Задача изобретения сокращение эксплуатационных затрат при обеспечении процессов тепловлажностной обработки наружного воздуха в теплый период года. The objective of the invention is the reduction of operating costs while ensuring the processes of heat-moisture treatment of outdoor air in the warm season.

Для этого теплообменник-воздухоохладитель центрального кондиционера дополнительно соединен с водоохладителем оборотного водоснабжения при помощи соединительных линий, снабженных запорно-регулирующей арматурой. For this, the heat exchanger-air cooler of the central air conditioner is additionally connected to the water cooler of the circulating water supply using connecting lines equipped with shut-off and control valves.

На фиг. 1 показана предлагаемая система кондиционирования воздуха. In FIG. 1 shows a proposed air conditioning system.

Система кондиционирования воздуха включает приточную 1 и вытяжную 2 вентиляционные сети с вентиляторами, центральный кондиционер, состоящий из теплообменника-воздухонагревателя 3, теплообменника-воздухоохладителя 4, камеры орошения 5, размещенный в помещении местный кондиционер 6, источник тепла 7, связанный с теплообменником-воздухонагревателем центрального кондиционера при помощи трубопроводной обвязки 8 с установленной на ней запорно-регулирующей арматурой 9, холодильную машину, содержащую конденсатор 10, испаритель 11, трубопроводную обвязку 12 контура испарителя с запорно-регулирующей арматурой 13, 14, связывающую его с теплообменником-воздухоохладителем центрального кондиционера и местным неавтономным кондиционером, водоохладитель оборотного водоснабжения 15, связанный с конденсатором холодильной машины при помощи трубопроводной обвязки 16, перемычки 17 с запорно-регулирующей арматурой 18 23, соединяющей контуры испарителя и конденсатора холодильной машины, соединительные линии 24 с запорно-регулирующей арматурой 25 27, связывающие водоохладитель оборотного водоснабжения с теплообменником-воздухоохладителем центрального кондиционера. The air conditioning system includes a supply 1 and exhaust 2 ventilation networks with fans, a central air conditioner, consisting of a heat exchanger-air heater 3, a heat exchanger-air cooler 4, an irrigation chamber 5, a local air conditioner 6 located in the room, a heat source 7 connected to a central air heat exchanger-air heater air conditioning using piping 8 with installed on it shut-off and control valves 9, a refrigeration machine containing a condenser 10, an evaporator 11, piping piping 12 of the evaporator circuit with shut-off and control valves 13, 14, connecting it to the heat exchanger-air cooler of the central air conditioner and a local non-autonomous air conditioner, water recycling water chiller 15, connected to the condenser of the refrigeration machine using piping 16, jumpers 17 with shut-off and control valves 18 23, connecting the circuits of the evaporator and condenser of the refrigeration machine, connecting lines 24 with shut-off and control valves 25 27, connecting the water cooler circulating water supply with a heat exchanger-air cooler of the central air conditioner.

Система кондиционирования воздуха работает следующим образом. The air conditioning system operates as follows.

Наружный воздух после тепловлажностной обработки в центральном кондиционере по приточной вентиляционной сети 1 подается в кондиционируемое помещение, в котором совместно с работой местного неавтономного кондиционера обеспечивается расчетный температурновлажностный режим. Удаление воздуха происходит посредством вытяжной вентиляционной сети 2. Характер тепловлажностной обработки наружного воздуха зависит от его начального теплосодержания. After heat-moisture treatment in the central air conditioner, the outdoor air is supplied through an air-supply ventilation network 1 to an air-conditioned room, in which, together with the operation of a local non-self-contained air conditioner, a calculated temperature-humidity mode is provided. The air is removed by means of an exhaust ventilation network 2. The nature of the heat-moisture treatment of the outdoor air depends on its initial heat content.

В период года, когда теплосодержание наружного воздуха меньше теплосодержания приточного воздуха, его тепловлажностная обработка обеспечивается нагреванием в теплообменнике-воздухонагревателе 3 за счет подачи теплой воды от источника тепла 7 по трубопроводной обвязке 8 и работой камеры орошения 5 в режиме адиабатного увлажнения. Запорно-регулирующая арматура 9 находится в открытом положении, а 13, 25, 26 и 27 в закрытом. In the period of the year when the heat content of the outdoor air is less than the heat content of the supply air, its heat-moisture treatment is provided by heating in the heat exchanger-air heater 3 by supplying warm water from the heat source 7 through the piping 8 and the operation of the irrigation chamber 5 in adiabatic humidification mode. Shut-off and control valves 9 are in the open position, and 13, 25, 26 and 27 in the closed.

В период года, когда теплосодержание наружного воздуха выше теплосодержания приточного воздуха J_пз, его тепловлажностная обработка в центральном кондиционере обеспечивается или охлаждением в теплообменнике-воздухоохладителе 4 с последующим адиабатным увлажнением в камере орошения 5 (если влагосодержание наружного воздуха d_н < d_пз) или только охлаждением в теплообменнике-воздухоохладителе 5 (если влагосодержание наружного воздуха d_н ≥ d_пз). При этом, если параметры наружного воздуха на J-d диаграмме соответствуют области, при которой возможно применение испарительного охлаждения для тепловлажностной обработки наружного воздуха, подача холодной воды на теплообменник-воздухоохладитель 4 производится непосредственно от водоохладителя 15 оборотного водоснабжения по соединительным линиям 24 при открытом положении запорно-регулирующей арматуры 26,27 и закрытом положении запорно-регулирующей арматуры 13,25 если параметры наружного воздуха на J-d диаграмме не соответствуют области, при которой возможно применение испарительного охлаждения для тепловлажностной обработки наружного воздуха, подача холодной воды на теплообменник-воздухоохладитель 4 производится от испарителя 11 холодильной машины по трубопроводной обвязке 12 при открытом положении запорно-регулирующей арматуры 13,25 и закрытом положении запорно-регулирующей арматуры 26,27.In the period of the year when the heat content of the outdoor air is higher than the heat content of the supply air J _pz , its heat-moisture treatment in the central air conditioner is provided either by cooling in the heat exchanger-air cooler 4 with subsequent adiabatic humidification in the irrigation chamber 5 (if the moisture content of the outdoor air d _n <d _pz ) or only cooling in the heat exchanger-air cooler 5 (if the moisture content of the outside air d _n ≥ d _pz ). Moreover, if the outdoor air parameters in the Jd diagram correspond to the area in which evaporative cooling can be used for heat and humidity treatment of the outdoor air, cold water is supplied to the heat exchanger-air cooler 4 directly from the water cooler 15 of the reverse water supply through the connecting lines 24 in the open position of the shut-off and control valves 26,27 and the closed position of the shut-off and control valves 13,25 if the outside air parameters on the Jd diagram do not correspond to the area, and which may use evaporative cooling for heat-moisture treatment of outside air, cold water is supplied to the heat exchanger-air cooler 4 from the evaporator 11 of the refrigeration machine through piping 12 with the open position of shut-off and control valves 13.25 and the closed position of shut-off and control valves 26,27 .

Подача холодной воды на местный неавтономный кондиционер 6 производится круглогодично, обеспечивая в нем процесс политропного охлаждения рециркуляционного воздуха. Запорно-регулирующая арматура 14 постоянно открыта. В период года, когда потенциал холодной воды, охлажденной в водоохладителе оборотного водоснабжения 15, достаточен для избытков тепла в кондиционируемом помещении (что соответствует состоянию наружного воздуха, когда его теплосодержание J_н ≅ J_овз фиг. 2), охлажденная вода поступает в местный неавтономный кондиционер 6 по трубопроводной обвязке 16, перемычке 17, минуя холодильную машину, трубопроводным обвязкам 12, при этом запорно-регулирующая арматура 20,21 в открытом положении, а 18,19, 22, 23 в закрытом. В период года, когда потенциал холодной воды, охлажденной в водоохладителе оборотного водоснабжения 15, недостаточен для снятия избытков тепла в кондиционируемом помещении, подача этой воды производится на охлаждение конденсатора 10 холодильной машины по трубопроводной обвязке 16. Запорно-регулирующая арматура 20, 21 на перемычках 17 находится в закрытом положении, а 18, 19, 22, 23 в открытом. Холодная вода в этот период подается к местному кондиционеру 6 от испарителя холодильной машины 11 по трубопроводной обвязке 12. Подтверждением достижения поставленной задачи является сокращение энергетических затрат на процесс тепловлажностной обработки воздуха в результате соединения теплообменника-воздухоохладителя центрального кондиционера с водоохладителем оборотного водоснабжения посредством трубопроводной обвязки, с возможностью его регулировки и отключения, что позволяет в теплый период года, когда параметры наружного воздуха соответствуют на J-d диаграмме (фиг. 2) области, при которой возможно применение испарительного охлаждения для его тепловлажностной обработки, для охлаждения наружного воздуха в теплообменнике-воздухоохладителе центрального кондиционера использовать потенциал холодной воды после водоохладителя оборотного водоснабжения, подавая эту воду по трубопроводной обвязке, соединяющей водоохладитель оборотного водоснабжения, минуя холодильную машину, с теплообменником-воздухоохладителем центрального кондиционера. Данное решение позволит уменьшить в теплый период года нагрузки на холодильные машины и водоохладитель оборотного водоснабжения, а следовательно, добиться решения поставленной задачи.Cold water is supplied to the local non-autonomous air conditioner 6 all year round, providing in it a process of polytropic cooling of recirculated air. Shut-off and control valves 14 are constantly open. During the period of the year when the potential of cold water cooled in the water recycling water chiller 15 is sufficient for excess heat in the air-conditioned room (which corresponds to the state of the outdoor air when its heat content is J _n ≅ J _ovs Fig. 2), the chilled water enters the local non-autonomous air conditioner 6 through the piping 16, jumper 17, bypassing the refrigeration machine, piping 12, while the shut-off and control valves 20,21 in the open position, and 18,19, 22, 23 in the closed. In the period of the year when the potential of cold water cooled in the water recycling chiller 15 is insufficient to remove excess heat in an air-conditioned room, this water is supplied to cool the condenser 10 of the refrigeration machine through piping 16. Shut-off and control valves 20, 21 on the jumpers 17 is in the closed position, and 18, 19, 22, 23 in the open. Cold water during this period is supplied to the local air conditioner 6 from the evaporator of the refrigeration machine 11 through the piping 12. A confirmation of the achievement of the task is to reduce the energy costs of the heat-moisture treatment of the air as a result of connecting the heat exchanger-air cooler of the central air conditioner to the water circulating water cooler by piping, with the ability to adjust and disable it, which allows in the warm season, when the parameters of the outdoor air on the Jd diagram (Fig. 2) correspond to the region in which evaporative cooling can be used for its heat and moisture treatment, to use the potential of cold water after the circulating water cooler to cool the outdoor air in the heat exchanger-air cooler of the central air conditioner, supplying this water through a piping connecting water cooler for reverse water supply, bypassing the refrigerator, with a central air conditioner heat exchanger-air cooler. This solution will reduce the load on chillers and a water recycling water cooler in the warm season, and, therefore, achieve the solution to the problem.

Система кондиционирования воздуха может быть применена в зданиях и сооружениях различных типов и назначений. The air conditioning system can be applied in buildings and structures of various types and purposes.

Claims

An air conditioning system containing fans installed on the supply and exhaust air ducts, a central air conditioner consisting of a heat exchanger of an air heater, a heat exchanger-air cooler and an irrigation chamber and connected to a supply air duct, a local non-autonomous air conditioner located in the room, a heat source connected to the heat exchanger-air heater central air conditioner using piping, a refrigeration machine connected by piping to a heat exchanger a central air conditioner air cooler and a local non-autonomous air conditioner, a water recycling water chiller connected to the chiller through piping, jumpers with shut-off and regulating valves connecting piping piping of the evaporator and condenser circuits of the refrigeration machine, characterized in that the central air conditioner heat exchanger-air cooler is additionally connected to the water reverse water supply using connecting lines with the possibility of their regulation offs and offs.