RU2464056C1

RU2464056C1 - Air regeneration system

Info

Publication number: RU2464056C1
Application number: RU2011132734/12A
Authority: RU
Inventors: Дмитрий Евгеньевич Евдомашко (RU); Дмитрий Евгеньевич Евдомашко; Руслан Александрович Печеник (RU); Руслан Александрович Печеник; Сергей Иванович Гачков (RU); Сергей Иванович Гачков; Андрей Дмитриевич Пинтюшенко (RU); Андрей Дмитриевич Пинтюшенко; Анатолий Макарович Костыря (RU); Анатолий Макарович Костыря; Лев Ефимович Герцман (RU); Лев Ефимович Герцман
Original assignee: Лев Ефимович Герцман
Priority date: 2011-08-03
Filing date: 2011-08-03
Publication date: 2012-10-20

Abstract

FIELD: fire fighting means.

SUBSTANCE: invention is designed for air regeneration systems of civil defense structures during work of the latter in the third mode (isolation mode). The air regeneration system comprises an oxygen generator (OG), a gas-liquid ejector, a central conditioner (CC) with the nozzle chamber. The ejector is connected by the pipeline to the acid generator. The ejector is connected through the pump to another pipeline to supply water from the tray of the nozzle chamber of the central conditioner (CC) to the nozzles. Output of liquid-gas ejector is connected by the pipeline to the nozzle chamber to supply air to the room. The room is connected by the air duct to the device for gas treatment. Output of the device for gas treatment is connected by the air duct to the regenerative cartridge RC-100 for carbon dioxide absorbtion. The output of the RC-100 is connected to the suction pipe of the CC fan. The device for gas treatment is connected by the pipeline to a heat exchanger - the source of coolant (water). The heat exchanger is connected by the pipeline to the evaporator of the chilling machine.

EFFECT: invention provides refilling the oxygen demand in air, as well as absorbs carbon dioxide and purifies air from dust and moisture.

1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к системам регенерации воздуха сооружений гражданской обороны при работе последних в третьем режиме (режим изоляции) с регенерацией воздуха.The invention relates to systems for air regeneration of civil defense structures when the latter work in the third mode (isolation mode) with air regeneration.

Известна регенеративная установка РУ-150/6, предназначенная для регенерации воздуха в убежище по кислороду и диоксиду углерода, приведенная в книге Каммерера Ю.Ю. и др. «Защитные сооружения гражданской обороны». - М.: Энергоатомиздат, 1985 (стр.39-43), содержащая регенеративные патроны РП-100, поглощающие диоксид углерода. В состав установки входят также баллоны А-40, содержащие сжатый кислород.Known regenerative installation RU-150/6, designed for air regeneration in the shelter for oxygen and carbon dioxide, is given in the book of Kammerer Yu.Yu. and others. Protective structures of civil defense. - M .: Energoatomizdat, 1985 (pp. 39-43), containing RP-100 regenerative cartridges that absorb carbon dioxide. The installation also includes A-40 cylinders containing compressed oxygen.

Недостатком такой системы регенерации воздуха является то, что при поглощении диоксида углерода патронами РП-100 выделяются водяные пары и тепло, а кроме того, патроны РП-100 не могут задерживать частицы пыли и продукты метаболизма, выделяемые людьми, находящимися в обслуживаемом помещении.The disadvantage of such an air regeneration system is that during the absorption of carbon dioxide by RP-100 cartridges, water vapor and heat are released, and in addition, RP-100 cartridges cannot trap dust particles and metabolic products emitted by people in the served room.

Известна приточно-вытяжная система вентиляции помещения с агрессивной и взрывопожароопасной средой (патент РФ №2323392, 2006 г.) - ближайший аналог. Система содержит генератор кислорода и жидкостно-газовый эжектор, соединенный трубопроводом с генератором кислорода, кроме того, к эжектору подключен через насос трубопровод от насоса, обеспечивающего подачу воды из поддона форсуночной камеры центрального кондиционера (ЦК) на форсунки, а выход эжектора соединен трубопроводом с форсуночной камерой ЦК. Эта система является по сути системой регенерации воздуха по кислороду. Ее недостатком является невозможность поглощения диоксида кислорода, т.к. она не имеет в своем составе необходимых для этого средств.Known supply and exhaust ventilation system of a room with an aggressive and explosive atmosphere (RF patent No. 2323392, 2006) is the closest analogue. The system contains an oxygen generator and a liquid-gas ejector connected by a pipeline to an oxygen generator, in addition, a pipeline is connected to the ejector via a pump from a pump that supplies water from the pan of the nozzle chamber of the central air conditioner (CC) to the nozzles, and the outlet of the ejector is connected by a pipe to the nozzle CC camera. This system is essentially an oxygen regeneration system. Its disadvantage is the inability to absorb oxygen dioxide, because it does not have the necessary means for this.

Целью предлагаемого изобретения является создание системы регенерации воздуха, обеспечивающей не только пополнение недостатка кислорода в воздухе помещений и взрывопожаробезопасность, но и эффективную работу средств поглощения диоксида углерода, позволяющую производить предварительную очистку регенерируемого воздуха от пыли, влаги и продуктов метаболизма, выделяемых в помещениях, в которых находятся люди.The aim of the invention is the creation of an air regeneration system that provides not only replenishment of the lack of oxygen in the indoor air and explosion and fire safety, but also the effective operation of carbon dioxide absorption means, allowing preliminary cleaning of the regenerated air from dust, moisture and metabolic products released in rooms in which there are people.

Поставленная цель достигается за счет того, что система регенерации воздуха, содержащая генератор кислорода (ГК), жидкостно-газовый эжектор, соединенный трубопроводом с ГК и через насос соединенный другим трубопроводом, обеспечивающим подачу воды из поддона форсуночной камеры центрального кондиционера (ЦК) на форсунки, а выход жидкостно-газового эжектора соединен трубопроводом с форсуночной камерой ЦК, подающего воздух в обслуживаемое помещение, которое соединено воздуховодом с устройством для обработки газа, выход которого соединен воздуховодом с регенеративным патроном РП-100, предназначенным для поглощения диоксида углерода, выход РП-100 соединен с всасывающим патрубком вентилятора центрального кондиционера, при этом устройство для обработки газа соединено трубопроводом с теплообменником - источником хладоносителя (воды), а теплообменник присоединен трубопроводом к испарителю холодильной машины (ХМ).This goal is achieved due to the fact that the air regeneration system containing an oxygen generator (GC), a liquid-gas ejector connected by a pipeline to the GC and through a pump connected by another pipeline, which provides water from the nozzle chamber of the central air conditioner (CC) to the nozzles, and the outlet of the liquid-gas ejector is connected by a pipeline to the nozzle chamber of the Central Committee supplying air to the serviced room, which is connected by an air duct to a gas processing device, the outlet of which is connected with an air duct with a RP-100 regenerative cartridge designed to absorb carbon dioxide, the RP-100 outlet is connected to the suction pipe of the central air conditioning fan, while the gas treatment device is connected by a pipe to a heat exchanger - a source of coolant (water), and the heat exchanger is connected by a pipe to a refrigeration evaporator cars (XM).

Таким образом, при реализации данного технического решения достигается технический результат, заключающийся как в пополнении недостатка кислорода в воздухе помещений и обеспечении взрывопожаробезопасности, но и в эффективной работе средств поглощения диоксида углерода (патронов РП-100) за счет предварительной очистки регенерируемого воздуха от пыли, влаги и продуктов метаболизма благодаря применению для этой цели устройства для обработки газа.Thus, when implementing this technical solution, a technical result is achieved consisting in both replenishing the lack of oxygen in the indoor air and ensuring explosion and fire safety, but also in the effective operation of carbon dioxide absorption means (RP-100 cartridges) due to preliminary cleaning of the regenerated air from dust and moisture and metabolic products due to the use of gas treatment devices for this purpose.

Анализ аналогов показал, что заявляемая система регенерации воздуха является новой. Новизна решения заключается в том, что регенерируемый воздух, поступающий в систему регенерации из помещения, предварительно очищается от пыли, влаги и продуктов метаболизма, выделяющихся в помещении людьми, перед поступлением на регенеративный патрон типа РП-100, в устройстве для обработки газа, хладоносителем для которого служит вода, которая поступает от теплообменника предварительно охлажденной в холодильной машине. После поглощения диоксида углерода воздух поступает к всасывающему патрубку вентилятора центрального кондиционера, в котором воздух не только подвергается температурно-влажностной обработке, но и пополняется кислородом от генератора кислорода, причем взрывопожаробезопасность кислорода обеспечивается за счет его охлаждения в жидкостно-газовом эжекторе и в форсуночной камере ЦК.Analysis of analogues showed that the inventive system of air regeneration is new. The novelty of the solution lies in the fact that the regenerated air entering the regeneration system from the room is preliminarily cleaned of dust, moisture and metabolic products released by people in the room before entering the RP-100 regenerative cartridge, in a gas processing device, with a coolant for which is water that comes from a heat exchanger pre-cooled in a refrigeration machine. After the absorption of carbon dioxide, the air enters the suction pipe of the fan of the central air conditioner, in which the air is not only subjected to temperature-humidity treatment, but also replenished with oxygen from an oxygen generator, and the explosion and fire safety of oxygen is ensured by cooling it in the liquid-gas ejector and in the nozzle chamber of the Central Committee .

Таким образом, заявляемое техническое решение характеризуется новой совокупностью существенных признаков, дающих положительный эффект и обладает признаками соответствия критерию «изобретательский уровень».Thus, the claimed technical solution is characterized by a new set of essential features that give a positive effect and has signs of compliance with the criterion of "inventive step".

На чертеже (фиг.1) приведена предлагаемая система регенерации воздуха. Система, обслуживающая помещение 1, включает в себя генератор кислорода (ГК) 2, жидкостно-газовый эжектор 3, соединенный с ГК трубопроводом 4 и с насосом 5, с помощью трубопровода 6, через который на эжектор 3 поступает вода. От эжектора 3 охлажденный кислород поступает по трубопроводу 7 в поддон 8 форсуночной камеры 9 центрального кондиционера (ЦК) 10. Помещение 1 соединено с ЦК 10 воздуховодом 11. К последнему присоединен воздуховод 12, соединяющий помещение 1 с входом устройства для обработки газа 13, выполненное, например, по патенту РФ №2092228, выход которого соединен воздуховодом 14 с регенеративным патроном 15 (типа РП-100). Выход РП-100 воздуховодом 16 присоединен к всасывающему патрубку вентилятора 17 ЦК 10. Нагнетающий патрубок вентилятора 17 с помощью воздуховода 18 соединен с помещением 1. Теплообменник 19 является источником хладоносителя (воды), поступающей от него по трубопроводу 20 в устройство для обработки газа 13. Теплообменник 19 связан трубопроводами 21 и 22 с испарителем (на фиг.1 не показан) холодильной машины (ХМ) 23. Устройство для обработки газа 13 связано трубопроводами 24 и 25 через насос 26 с теплообменником 19. Клапаны 27, 28, 29, 30 предназначены для регулирования расходов воды, а клапаны 32 и 33 для открытия слива воды в канализацию. Клапан 27 регулирует подачу кислорода от ГК 2 к эжектору 3, а клапан 34 - подачу воздуха к устройству для обработки газа 13.In the drawing (figure 1) shows the proposed system of air regeneration. The system serving the room 1 includes an oxygen generator (GC) 2, a liquid-gas ejector 3 connected to the GC by a pipe 4 and with a pump 5, using a pipe 6 through which water enters the ejector 3. From the ejector 3, the cooled oxygen enters through the pipe 7 into the pan 8 of the nozzle chamber 9 of the central air conditioner (CC) 10. The room 1 is connected to the CC 10 by the duct 11. The duct 12 is connected to the latter, connecting the room 1 to the input of the gas processing device 13, for example, according to the patent of the Russian Federation No. 2092228, the output of which is connected by an air duct 14 to a regenerative cartridge 15 (type RP-100). The outlet RP-100 is connected by a duct 16 to the suction pipe of the fan 17 of the central heating station 10. The discharge pipe of the fan 17 is connected to the room 1 via the duct 18. The heat exchanger 19 is a source of coolant (water) coming from it through a pipe 20 to the gas processing device 13. The heat exchanger 19 is connected by pipelines 21 and 22 to the evaporator (XM not shown) of a refrigeration machine (XM) 23. The gas processing device 13 is connected by pipelines 24 and 25 through a pump 26 to a heat exchanger 19. Valves 27, 28, 29, 30 are designed for regulation water consumption, and valves 32 and 33 to open the drain of water into the sewer. Valve 27 controls the oxygen supply from the HA 2 to the ejector 3, and valve 34 controls the air supply to the gas processing device 13.

Система регенерации работает следующим образом. При переходе сооружения гражданской обороны на третий режим (режим изоляции) поступление наружного воздуха в сооружение прекращается. Находящиеся в помещениях люди при дыхании поглощают кислород и выделяют двуокись углерода, а также выделяют продукты метаболизма - в основном газы. При достижении допустимых предельных значений содержание двуокиси углерода в воздухе помещения, а также при понижении содержания кислорода до допустимых значений включается система регенерации воздуха. Система автоматики, управляющая системой регенерации, в предмет изобретения не входит и на фиг.1 не представлена. При этом открывается клапан 34, через который по воздуховоду 12 часть воздуха из помещения 1 поступает на центральный кондиционер 10, а другая часть (≈10÷15%) - на устройство для обработки газа 13, выполненное по патенту РФ №2092228, в которое от теплообменника 19 по трубопроводу 20 поступает хладоноситель (вода), предварительно охлажденный в холодильной машине 23. Теплообменник 19 присоединен трубопроводами 21 и 22 с испарителем холодильной машины 23. Отработанный хладоноситель (вода) возвращается в теплообменник 19 с помощью насоса 26 по трубопроводам 24 и 25, а конденсат, образовавшийся при работе устройства 13, сливается в канализацию через открытый клапан 32. В соответствии с описанием патента РФ №2092228 устройство для обработки газа позволяет осуществлять эффективную обработку последнего за счет удаления влаги и твердых нерастворимых в воде пылевых частиц. Кроме того, на скоагулированных каплях влаги и образующихся из них пленок жидкости, стекающих в поддон, растворяются газообразные продукты метаболизма, выделяемые находящимися в помещении людьми. В результате на вход регенеративных патронов РП-100 поступает воздух, в значительной мере очищенный от влаги и твердых пылевых частиц, а также продуктов метаболизма, что улучшает работу патронов РП-100 при поглощении ими двуокиси углерода из проходящего через них воздуха. Таким образом, к всасывающему патрубку вентилятора ЦК поступает воздух, очищенный от двуокиси углерода, влаги, пыли и продуктов метаболизма, и далее этот воздух поступает в помещение, обслуживаемое ЦК. При поступлении сигнала о снижении содержания кислорода в воздухе помещения ниже допустимого значения включается генератор кислорода 2, представляющий собой шкаф, в котором размещены патроны с химическим составом, который при подаче на патрон электрического импульса включает в действие химическую реакцию, протекающую с выделением кислорода и большого количества тепла. Температура кислорода достигает 150°C. Поэтому кислород необходимо охладить, что осуществляется с помощью жидкостно-газового эжектора 3, на который поступает кислород через открытый вентиль 28 от генератора 2 и вода, подаваемая от насоса 5, подсасывающая кислород от генератора 2. В результате кислород значительно охлаждается и далее по трубопроводу 7 поступает в поддон 8 оросительной камеры 9, где дополнительно охлаждается и смешивается с воздухом, обрабатываемым в ЦК, откуда воздух, очищенный от двуокиси углерода и продуктов метаболизма и пополненный кислородом, подается в помещение 1 вентилятором 17 центрального кондиционера.The regeneration system operates as follows. When the civil defense structure switches to the third mode (isolation mode), the supply of outdoor air to the structure stops. People on the premises absorb oxygen when they breathe and emit carbon dioxide, and also release metabolic products - mainly gases. Upon reaching the permissible limit values, the content of carbon dioxide in the room air, as well as when the oxygen content is reduced to acceptable values, the air regeneration system is activated. The automation system that controls the regeneration system is not included in the subject of the invention and is not shown in FIG. 1. This opens the valve 34, through which through the duct 12 part of the air from the room 1 enters the central air conditioner 10, and the other part (≈10 ÷ 15%) - to the gas processing device 13, made according to the patent of the Russian Federation No. 2092228, in which the heat exchanger 19 through the pipe 20 enters the coolant (water), pre-cooled in the refrigeration machine 23. The heat exchanger 19 is connected by pipelines 21 and 22 with the evaporator of the refrigeration machine 23. The spent coolant (water) is returned to the heat exchanger 19 using the pump 26 through pipelines 24 and 25, and the condensate formed during the operation of the device 13 is discharged into the sewer through an open valve 32. In accordance with the description of the patent of the Russian Federation No. 2092228, the gas processing device allows for the efficient processing of the latter by removing moisture and solid water-insoluble dust particles. In addition, gaseous metabolic products released by people in the room dissolve on the coagulated drops of moisture and the liquid films formed from them, flowing into the tray. As a result, RP-100 regenerative cartridges are supplied with air that is substantially free of moisture and solid dust particles, as well as metabolic products, which improves the performance of RP-100 cartridges when they absorb carbon dioxide from the air passing through them. Thus, air purified from carbon dioxide, moisture, dust, and metabolic products enters the suction pipe of the Central Committee fan, and then this air enters the room served by the Central Committee. When a signal is received about a decrease in the oxygen content in the room air below the permissible value, the oxygen generator 2 is turned on, which is a cabinet in which cartridges with a chemical composition are placed, which, when an electric pulse is applied to the cartridge, activates a chemical reaction that proceeds with the release of oxygen and a large amount heat. The temperature of oxygen reaches 150 ° C. Therefore, oxygen must be cooled, which is carried out using a liquid-gas ejector 3, which receives oxygen through an open valve 28 from the generator 2 and water supplied from the pump 5, sucks in oxygen from the generator 2. As a result, the oxygen is cooled significantly further through the pipeline 7 enters the pan 8 of the irrigation chamber 9, where it is additionally cooled and mixed with the air processed in the Central Committee, from where the air, purified from carbon dioxide and metabolic products and replenished with oxygen, is supplied to the room 1 fan 17 central air conditioning.

Предлагаемая система регенерации воздуха является промышленно применимой, так как включает в себя применяемую систему по патенту РФ №2323392, а также применяемое устройство для обработки газа по патенту РФ №2092228, а регенеративный патрон РП-100 и центральный кондиционер много лет используются в сооружениях гражданской обороны.The proposed air regeneration system is industrially applicable, since it includes the applied system according to the patent of the Russian Federation No. 2323392, as well as the used gas processing device according to the patent of the Russian Federation No. 2092228, and the regenerative cartridge RP-100 and central air conditioning have been used for many years in civil defense structures .

Предлагаемая система регенерации воздуха по принципу действия, обеспечиваемому новой совокупностью существенных признаков, позволяет создать систему регенерации воздуха, обеспечивающую как пополнение недостатка кислорода в воздухе помещения, но и эффективную работу патронов РП-100 (поглощающих диоксид углерода) за счет предварительной очистки поступающего на них воздуха из помещений от частиц пыли и влаги, а также произвести очистку воздуха от газообразных продуктов метаболизма, выделяемых находящимися в обслуживаемом помещении людьми.The proposed air regeneration system according to the principle of action provided by a new set of essential features, allows you to create an air regeneration system that provides both replenishment of the lack of oxygen in the room air, but also the effective operation of RP-100 cartridges (absorbing carbon dioxide) due to the preliminary cleaning of the air entering them dust and moisture particles from the premises, as well as to purify the air from gaseous metabolic products emitted by people in the serviced room E.

Claims

An air regeneration system comprising an oxygen generator (GC), a liquid-gas ejector connected by a pipeline to the GC and through a pump connected to another pipe that supplies water from the nozzle chamber of the central air conditioner (CC) to the nozzles, and the output of the liquid-gas ejector is connected a pipeline with a nozzle chamber of the Central Committee supplying air to the serviced room, characterized in that the serviced room is connected by an air duct to a gas processing device, the outlet of which is connected to the air one with a regenerative cartridge of the RP-100 type, designed to absorb carbon dioxide, the outlet of the RP-100 is connected by an air duct to the suction pipe of the CC fan, while the gas processing device is connected by a pipeline to a heat exchanger - a source of coolant (water), and the heat exchanger is connected by a pipe to the evaporator refrigeration machine (XM).