RU2450213C2 - Device for heat and moisture treatment of air - Google Patents
Device for heat and moisture treatment of air Download PDFInfo
- Publication number
- RU2450213C2 RU2450213C2 RU2010134685/12A RU2010134685A RU2450213C2 RU 2450213 C2 RU2450213 C2 RU 2450213C2 RU 2010134685/12 A RU2010134685/12 A RU 2010134685/12A RU 2010134685 A RU2010134685 A RU 2010134685A RU 2450213 C2 RU2450213 C2 RU 2450213C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- nozzle
- air
- mixing chamber
- stage
- heat
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Nozzles (AREA)
- Air Humidification (AREA)
- Central Air Conditioning (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к системам вентиляции и кондиционирования воздуха с режимами регенеративной теплоутилизации и может быть использовано для создания комфортных условий микроклимата в бытовых, административных и производственных помещениях.The invention relates to ventilation and air conditioning systems with regenerative heat recovery modes and can be used to create comfortable microclimate conditions in domestic, administrative and industrial premises.
Наиболее близким техническим решением к заявляемому объекту является устройство для обработки воздуха по патенту РФ №2319906, кл. F24F 5/00 от 13.10.06 (прототип), содержащее камеру смешения, подогреватель и блок орошения.The closest technical solution to the claimed object is a device for air treatment according to the patent of the Russian Federation No. 2319906, class.
Недостатком прототипа является сравнительно невысокая эффективность процесса тепловлажностной обработки воздуха за счет недостаточной эффективности очистки рециркуляционного воздуха от тонкой пыли и невозможности подмеса воздуха других параметров уже после обработки рециркуляционного ввиду отсутствия вихревой камеры смешения.The disadvantage of the prototype is the relatively low efficiency of the process of heat-moisture treatment of air due to the insufficient efficiency of cleaning recirculated air from fine dust and the inability to mix air with other parameters after processing the recirculation due to the absence of a vortex mixing chamber.
Технический результат - повышение эффективности тепловлажностной обработки воздуха, экономия энергоресурсов, упрощение конструкции систем кондиционирования воздуха, их монтажа и обслуживания.The technical result is an increase in the efficiency of heat-moisture treatment of air, energy saving, simplification of the design of air conditioning systems, their installation and maintenance.
Это достигается тем, что в устройстве для тепловлажностной обработки воздуха, содержащем камеру смешения, подогреватель и блок орошения, предусмотрено две ступени, причем первая ступень представляет собой многофункциональный аппарат со встречными закрученными потоками, предназначена для очистки от пыли рециркуляционного воздуха, поступающего из помещения и имеющего положительную температуру, а также для увлажнения воздуха и включает в себя корпус с емкостью для сбора жидкости, в которой расположен насос с фильтром для осуществления рециркуляции жидкости по трубопроводу и подачи ее в блок орошения, который выполнен в виде, по крайней мере, двух круговых трубчатых коллекторов с равномерно распределенными по внутренней поверхности центробежными форсунками, причем в нижней части корпуса расположен нижний входной патрубок, а в верхней части - верхний входной патрубок, а в патрубках установлены соответственно нижний тангенциальный закручиватель и верхний тангенциальный закручиватель, при этом выхлопной патрубок соединяет первую ступень устройства со второй ступенью устройства, предназначенной для смешения потоков воздуха, поступающих из первой ступени, с потоком наружного воздуха, причем вторая ступень устройства выполнена в виде тепломассообменного аппарата смешения и включает в себя входной патрубок камеры смешения, центробежную камеру смешения, диффузор, конфузор, раскручиватель, выходной патрубок, при этом корпус каждой из форсунок выполнен полым, осесимметричным, его ось перпендикулярна оси отверстия трубы коллектора, а по форме корпус выполнен в виде тела вращения, образованного кривой второго порядка, например сферическим, в виде усеченного эллипсоида или параболоида вращения, а со стороны проточного отверстия трубы коллектора в форсунке установлен спрямляющий элемент, выполненный в виде кольца, имеющего центральную втулку, с которой жестко соединены радиально расположенные, по крайней мере, три лопасти, соединенные с корпусом форсунки, причем корпус выполнен с двумя противоположно расположенными перпендикулярно оси форсунки уступами, посредством которых через хомуты с замками форсунка закрепляется на коллекторе, при этом в нижней части корпуса форсунки выполнено коническое дроссельное отверстие, соединенное с камерой смешения, которая расположена между дроссельным отверстием и спрямляющим элементом, а на внутренней поверхности камеры смешения имеются винтообразные канавки.This is achieved by the fact that in the device for heat-moisture treatment of air containing a mixing chamber, a heater and an irrigation unit, two stages are provided, the first stage being a multifunctional device with counter-swirling flows, designed to clean the dust from the recirculated air coming from the room and having positive temperature, as well as for humidification of air and includes a housing with a container for collecting liquid, in which there is a pump with a filter for liquid circulation through the pipeline and its supply to the irrigation unit, which is made in the form of at least two circular tubular collectors with centrifugal nozzles evenly distributed on the inner surface, with a lower inlet pipe located in the lower part of the body, and an upper inlet in the upper part pipe, and in the pipes are installed respectively the lower tangential twist and the upper tangential twist, while the exhaust pipe connects the first stage of the device with the second stage at a device designed to mix the air flows coming from the first stage with the external air stream, the second stage of the device being a heat and mass mixing apparatus and includes an inlet to the mixing chamber, a centrifugal mixing chamber, a diffuser, a confuser, a straightener, an outlet pipe, wherein the body of each nozzle is hollow, axisymmetric, its axis is perpendicular to the axis of the hole of the manifold pipe, and the shape of the body is made in the form of a body of revolution formed by the curve of the second order, for example, spherical, in the form of a truncated ellipsoid or paraboloid of revolution, and on the side of the flow opening of the manifold pipe, a straightening element is installed in the nozzle, made in the form of a ring having a central sleeve to which at least three blades radially spaced are rigidly connected, nozzles connected to the body, and the body is made with two steps opposite each other, perpendicular to the axis of the nozzle, by means of which, through clamps with locks, the nozzle is fixed to the manifold, when The volume in the lower part of the nozzle body has a conical throttle hole connected to the mixing chamber, which is located between the throttle hole and the straightening element, and there are helical grooves on the inner surface of the mixing chamber.
На фиг.1 представлен общий вид устройства для тепловлажностной обработки воздуха, на фиг.2 - схема форсунки, на фиг.3 - расходная характеристика форсунки.Figure 1 presents a General view of a device for heat and moisture treatment of air, figure 2 is a diagram of the nozzle, figure 3 is a flow chart of the nozzle.
Устройство для тепловлажностной обработки воздуха состоит из двух ступеней: первая ступень представляет собой многофункциональный аппарат со встречными закрученными потоками, предназначена для очистки от пыли рециркуляционного воздуха, поступающего из помещения и имеющего положительную температуру, а также для увлажнения воздуха и включает в себя корпус 1 с емкостью 2 для сбора жидкости, в которой расположен насос 20 с фильтром 19 для осуществления рециркуляции жидкости по трубопроводу 21 и подачи ее в блок орошения 5, который выполнен в виде, по крайней мере, двух круговых трубчатых коллекторов с равномерно распределенными по внутренней поверхности центробежными форсунками. В нижней части корпуса 1 расположен нижний входной патрубок 18, а в верхней части - верхний входной патрубок 17. Для интенсификации процесса тепловлажностной обработки воздуха в патрубках установлены соответственно нижний тангенциальный закручиватель 3 и верхний тангенциальный закручиватель 4.A device for heat-moisture treatment of air consists of two stages: the first stage is a multifunctional device with counter-flow swirling flows, designed to remove dust from the recirculated air coming from the room and having a positive temperature, as well as to humidify the air and includes a
Выхлопной патрубок 6 соединяет первую ступень устройства со второй ступенью устройства, предназначенной для смешения потоков воздуха, поступающих из первой ступени, с потоком наружного воздуха, имеющего в летний период положительную температуру, а в зимний - отрицательную. Вторая ступень устройства выполнена в виде тепломассообменного аппарата смешения и включает в себя: входной патрубок камеры смешения 7, центробежную камеру смешения 8, диффузор 9, конфузор 10, раскручиватель 11, выходной патрубок 12. Потоки воздуха 13 и 14 - это рециркуляционные потоки воздуха, 15 - поток наружного воздуха, 16 - поток обработанного воздуха. Центробежная камера смешения 8 выполнена по габаритному внешнему размеру - диаметру D, больше, чем габаритный внешний размер корпуса 1 многофункционального аппарата - диаметр D1.An
Каждый из коллекторов 5 разбрызгивающего устройства имеет проточное отверстие 22 и снабжен форсунками (фиг.2). Каждая из форсунок выполнена в виде полого осесимметричного корпуса 23, ось которого перпендикулярна оси отверстия коллектора, а по форме корпус выполнен в виде тела вращения, образованного кривой второго порядка, например сферическим, в виде усеченного эллипсоида или параболоида вращения и др. Со стороны проточного отверстия 22 трубы коллектора 5 в форсунке установлен спрямляющий элемент 27, который демпфирует турбулентность потока жидкости, идущей от коллектора 5 к форсунке. Спрямляющий элемент выполнен в виде кольца, имеющего центральную втулку 27, с которой жестко соединены радиально расположенные, по крайней мере, три лопасти 28, соединенные с корпусом 23 форсунки. Корпус 23 выполнен с двумя противоположно расположенными перпендикулярно оси форсунки уступами 26, посредством которых через хомуты 24 с замками 25 форсунка закрепляется на коллекторе 5. В нижней части корпуса 23 форсунки выполнено коническое калиброванное дроссельное отверстие 30, соединенное с камерой смешения 29, которая расположена между отверстием 30 и спрямляющим элементом 27. Камера смешения 29 предназначена для образования вихревого турбулентного потока, формировавшегося на выходе из отверстия 30 форсунки. Для этой цели на внутренней поверхности камеры смешения имеются винтообразные канавки (не показано), которые могут быть образованы токарной обработкой по копиру или получены литьевым способом. В результате этого на выходе из форсунки образуется мелкодисперсный и равномерный факел распыла жидкости. Расходная характеристика форсунки представлена на фиг.3. Рекомендуемый диапазон давлений для цельнофакельной форсунки от 1,2 до 7,0 метров водяного столба. При данном диапазоне давлений обеспечивается полное раскрытие и заполнение факела форсунки капельной влагой.Each of the
Устройство для тепловлажностной обработки воздуха работает следующим образом.A device for heat and moisture treatment of air works as follows.
В многофункциональном аппарате со встречными закрученными потоками в рабочем пространстве первой ступени образуются, как и в классическом аппарате со встречными закрученными потоками, два закрученных в одну сторону, но встречно направленных потока: восходящий - в центральной части камеры и нисходящий - в периферийной части. Для тепловлажностной обработки воздуха в блок орошения 5 по трубопроводу 21 подается вода, распыляемая центробежными тангенциальными форсунками. Под действием центробежных сил капли воды отбрасываются на вертикальные стенки аппарата и по ним стекают в нижнюю часть камеры. Затем увлажненный воздух выводится из камеры через выхлопной патрубок 6, расположенный в верхней части первой ступени аппарата, и поступает в камеру смешения - вторую ступень устройства. Часть наружного воздуха, заранее подготовленная в системе кондиционирования воздуха, через тангенциальный закручиватель входного патрубка камеры смешения 7 подается в центробежную камеру смешения 8, где поток увлажненного и очищенного от пыли воздуха смешивается с наружным потоком воздуха. Увеличение диаметра D камеры смешения 8 относительно диаметра D1 корпуса 1 многофункционального аппарата первой ступени устройства, где происходит увлажнение и мокрое обеспыливание, обеспечивает падение скорости воздуха в поперечном сечении аппарата, и, как следствие, не создается существенного дополнительного аэродинамического сопротивления, что способствует предотвращению каплеуноса. На выходе из аппарата второй ступени установлен раскручиватель 11 обработанного потока воздуха.In a multifunctional apparatus with counter-swirling flows in the first stage workspace, two swirling in one direction but opposite directions are formed, as in the classic apparatus with counter-swirling flows: ascending in the central part of the chamber and descending in the peripheral part. For heat-moisture treatment of air in the
Были проведены расчеты, которые показали, что многофункциональный аппарат со встречными закрученными потоками диаметром 2000 мм, обеспечивает производительность по воздуху до 100000 м3/ч, при этом диаметр камеры смешения составляет 2500 мм, а высота ее достигает 1300 мм.Calculations were carried out that showed that a multifunctional apparatus with counter-swirling flows with a diameter of 2000 mm provides an air throughput of up to 100,000 m 3 / h, while the diameter of the mixing chamber is 2500 mm and its height reaches 1300 mm.
Оптимальные значения факторов в числовом выражении, характеризующих эффективность адиабатного процесса Еа, следующие: vρ=6,5 кг/(м2с), ε=0,6, В=0,9, αф=50°, H/Dап=2,2, h/Dап=0,9, отношение расходов воды εв=D2в/D3в=0,5 (G2в и G3в - расходы воды, распыляемой форсунками, соответственно в верхнем вводе воздуха и во всем аппарате). Потери давления Δp в аппарате при этом составили 810 Па.The optimal values of the factors in numerical terms characterizing the efficiency of the adiabatic process E a are as follows: vρ = 6.5 kg / (m 2 s), ε = 0.6, B = 0.9, α f = 50 °, H / D ap = 2.2, h / D ap = 0.9, the ratio of water flow in ε = D 2v / D 3c = 0,5 (G 2c and G 3c - water charges the spray nozzles correspondingly at the top and the air entering into all the device). The pressure loss Δp in the apparatus was 810 Pa.
Было также установлено, что в аппарате достигаются высокие скорости обработки воздуха до 10 м/с без выноса капель. Исследования показали также возможность регулирования процесса обработки воздуха без изменения суммарного расхода воздуха и воды путем изменения соотношения расходов воздуха ε. Аэродинамическое сопротивление аппарата ВЗПМ изменялось в пределах 600÷900 Па.It was also found that the apparatus achieves high speeds of air treatment up to 10 m / s without dropping. Studies have also shown the possibility of regulating the air treatment process without changing the total air and water flow by changing the ratio of air flow ε. The aerodynamic drag of the VZPM apparatus varied between 600 and 900 Pa.
Форсунка разбрызгивающего устройства работает следующим образом.The nozzle of the spray device operates as follows.
Жидкость под давлением поступает со стороны проточного отверстия 22 коллектора 5 в форсунку и встречает на своем пути спрямляющий элемент 27, который демпфирует турбулентность потока жидкости, идущей от коллектора 5 к форсунке. Камера смешения 29 предназначена для образования вихревого турбулентного потока, формировавшегося на выходе из отверстия 30 форсунки. Для этой цели на внутренней поверхности камеры смешения имеются винтообразные канавки (не показано), в результате чего на выходе из форсунки образуется мелкодисперсный и равномерный факел распыла жидкости. Расходная характеристика форсунки представлена на фиг.3. Расход воды через форсунку (м3/ч) определяется по следующей формуле:Liquid under pressure enters from the
GW=2,245·√H,G W = 2.245
где Н - напор воды перед форсункой (м вод. ст.).where N is the water pressure in front of the nozzle (m water. Art.).
Превышение давления перед форсунками обычно свидетельствует об их засорении и необходимости их очистки.Excessive pressure in front of the nozzles usually indicates clogging and the need to clean them.
Основным преимуществом разработанного устройства является возможность проведения процессов увлажнения, смешения, санитарной очистки от мелкой пыли, а также возможность повторного использования тепла и влаги больших объемов рециркуляционного воздуха (до 90%). Таким образом, использование многофункционального аппарата со встречными закрученными потоками для обработки рециркуляционного воздуха, при взаимодействии с малогабаритным кондиционером (не показан) для обработки свежего воздуха (от 10%), позволяет существенным образом сократить стоимость климатического оборудования, эксплуатационные затраты, а также обеспечить более стабильную работу всей системы.The main advantage of the developed device is the possibility of carrying out humidification, mixing, sanitary cleaning of fine dust, as well as the possibility of reusing heat and moisture in large volumes of recirculated air (up to 90%). Thus, the use of a multifunctional apparatus with counter-swirling flows for processing recirculated air, when interacting with a small-sized air conditioner (not shown) for processing fresh air (from 10%), can significantly reduce the cost of HVAC equipment, operating costs, and also provide a more stable the work of the whole system.
Объем обрабатываемого в многофункциональном аппарате воздуха ограничивается только санитарными нормами, согласно которым количество наружного воздуха в рециркуляционном должно быть не менее 10% (при условии, что выполняются требования, регламентирующие количество наружного воздуха на одного работающего).The volume of air processed in the multifunctional apparatus is limited only by sanitary standards, according to which the amount of outside air in the recirculation air must be at least 10% (provided that the requirements governing the amount of outside air per worker are met).
Claims (1)
GW=2,245·√H,
где Н - напор воды перед форсункой (м вод. ст.). A device for heat-moisture treatment of air containing a mixing chamber, a heater and an irrigation unit, it consists of two stages, the first stage being a multifunctional device with counter-swirling flows and is designed to clean the dust from the recirculated air coming from the room and having a positive temperature, and also for humidification of air, and includes a housing with a container for collecting liquid, in which there is a pump with a filter for recycling liquid through the pipeline and feeding it to the irrigation unit, which is made in the form of at least two circular tubular collectors with centrifugal nozzles evenly distributed on the inner surface, with a lower inlet pipe located in the lower part of the body, and an upper inlet pipe in the upper part, and in the nozzles are installed respectively the lower tangential twist and the upper tangential twist, while the exhaust pipe connects the first stage of the device with the second stage of the device, designed which is used to mix the air flows coming from the first stage with the external air stream, the second stage of the device being made in the form of a heat and mass mixing apparatus and includes an inlet to the mixing chamber, a centrifugal mixing chamber, a diffuser, a confuser, a spinner, and an outlet pipe, characterized in that the body of each of the nozzles is hollow, axisymmetric, the axis of which is perpendicular to the axis of the hole of the manifold pipe, and in shape the body is made in the form of a body of revolution formed by the curve of the second an order, for example spherical, in the form of a truncated ellipsoid or paraboloid of revolution, and on the side of the flowing hole of the manifold pipe, a straightening element is installed in the nozzle, made in the form of a ring having a central sleeve to which at least three blades radially spaced are connected rigidly with the nozzle body, the body being made with two opposite steps, perpendicular to the axis of the nozzle, with ledges, by means of which, through clamps with locks, the nozzle is fixed to the manifold, while in the lower part of the nozzle body there is a conical throttle hole connected to the mixing chamber, which is located between the throttle hole and the straightening element, and on the inner surface of the mixing chamber there are helical grooves that are formed by turning by copying or obtained by injection molding, while the pressure range is in the optimal range of values: from 1.2 to 7.0 m water. Art., while the flow rate of water through the nozzle (m 3 / h) is determined by the following formula:
G W = 2.245
where N is the water pressure in front of the nozzle (m water. Art.).
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010134685/12A RU2450213C2 (en) | 2010-08-20 | 2010-08-20 | Device for heat and moisture treatment of air |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010134685/12A RU2450213C2 (en) | 2010-08-20 | 2010-08-20 | Device for heat and moisture treatment of air |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2010134685A RU2010134685A (en) | 2012-02-27 |
RU2450213C2 true RU2450213C2 (en) | 2012-05-10 |
Family
ID=45851694
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2010134685/12A RU2450213C2 (en) | 2010-08-20 | 2010-08-20 | Device for heat and moisture treatment of air |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2450213C2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2522069C1 (en) * | 2013-03-19 | 2014-07-10 | Олег Савельевич Кочетов | Device for steam treatment of air |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2363896C1 (en) * | 2008-04-30 | 2009-08-10 | Олег Савельевич Кочетов | Instrument for heat and humidity treatment of air |
RU2391142C1 (en) * | 2009-04-29 | 2010-06-10 | Олег Савельевич Кочетов | Kochetov's nozzle for systems of water evaporation cooling systems |
-
2010
- 2010-08-20 RU RU2010134685/12A patent/RU2450213C2/en active
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2363896C1 (en) * | 2008-04-30 | 2009-08-10 | Олег Савельевич Кочетов | Instrument for heat and humidity treatment of air |
RU2391142C1 (en) * | 2009-04-29 | 2010-06-10 | Олег Савельевич Кочетов | Kochetov's nozzle for systems of water evaporation cooling systems |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2522069C1 (en) * | 2013-03-19 | 2014-07-10 | Олег Савельевич Кочетов | Device for steam treatment of air |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2010134685A (en) | 2012-02-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN102657991B (en) | Integrated Venturi air washing device | |
RU2607870C1 (en) | Air heat and moisture treatment device with heat recovery | |
RU2482901C1 (en) | Device for cleaning and recovery of off-gases | |
RU2391142C1 (en) | Kochetov's nozzle for systems of water evaporation cooling systems | |
CN104815569B (en) | Liquid air mixer and the gas-liquid retracting device for using this mixer | |
RU2450213C2 (en) | Device for heat and moisture treatment of air | |
CN106000013A (en) | Wet desulfurization flue gas ultra-clean emission treatment system | |
RU2363896C1 (en) | Instrument for heat and humidity treatment of air | |
CN202666616U (en) | All-in-one Venturi air washing device | |
RU2339436C1 (en) | Multi-functional apparatus with counter swirling flow | |
CN100368666C (en) | Humidification method of eddy flow spray and humidification tower | |
CN108211747A (en) | A kind of shaped Venturi dedusting and desulphurization washer with spiral stream guidance body structure | |
CN208032248U (en) | A kind of eddy flow tower | |
CN107445232A (en) | A kind of Waste water concentrating device | |
CN107352609A (en) | A kind of evaporator for waste water evaporation | |
CN207404877U (en) | A kind of Waste water concentrating device | |
RU2512892C2 (en) | Method for air heat-moisture treatment with heat utilisation | |
RU2671690C1 (en) | Air conditioner with vortex elements | |
RU2363894C1 (en) | Method of heat and humidity air-handling and device for its implementation | |
RU2450214C2 (en) | Device for heat and moisture treatment of air | |
RU2363893C1 (en) | Conditioner with vortex elements | |
RU2473018C1 (en) | Device for heat and moisture treatment of air | |
RU2411062C1 (en) | Scrubber | |
RU2493501C1 (en) | Air handling unit with heat recovery | |
RU2522069C1 (en) | Device for steam treatment of air |