RU2581982C2 - Device for heat and moisture treatment of air - Google Patents

Device for heat and moisture treatment of air Download PDF

Info

Publication number
RU2581982C2
RU2581982C2 RU2014116692/12A RU2014116692A RU2581982C2 RU 2581982 C2 RU2581982 C2 RU 2581982C2 RU 2014116692/12 A RU2014116692/12 A RU 2014116692/12A RU 2014116692 A RU2014116692 A RU 2014116692A RU 2581982 C2 RU2581982 C2 RU 2581982C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
air
water
heat
chamber
nozzle
Prior art date
Application number
RU2014116692/12A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2014116692A (en
Inventor
Александр Григорьевич Аверкин
Александр Иванович Еремкин
Юрий Александрович Аверкин
Эдуард Михайлович Иванов
Сергей Олегович Киселев
Станислав Владимирович Семков
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Пензенский государственный университет архитектуры и строительства"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Пензенский государственный университет архитектуры и строительства" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Пензенский государственный университет архитектуры и строительства"
Priority to RU2014116692/12A priority Critical patent/RU2581982C2/en
Publication of RU2014116692A publication Critical patent/RU2014116692A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2581982C2 publication Critical patent/RU2581982C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Air Humidification (AREA)

Abstract

FIELD: ventilation.
SUBSTANCE: invention relates to devices for heat and moisture treatment of air flows and may be used in ventilation and air condition systems for moistening and cooling air. Device consists of arranged in an air channel with fan sprinkling chamber lower part (tray) which serves as a water tank, a pump, a cellular nozzle unit of corrugated hygroscopic sheets, a water distributor, made in form of a perforated plate with through-holes for water and located on top of nozzle. Cellular nozzle unit is mounted on posts, from below is supported by springs secured at bottom of tray chamber by means of fastening elements is rigidly connected to housing of a centrifugal vibration exciter with an electric motor.
EFFECT: effectiveness of heat and moisture air treatment is achieved due to considerable increase in surface of heat-mass exchange between air and water at simultaneous reduction of specific water consumption for processing, and coefficient of irrigation.
1 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к технике вентиляции и кондиционирования воздуха и может быть использовано для увлажнения и охлаждения воздуха в адиабатических условиях.The invention relates to techniques for ventilation and air conditioning and can be used for humidification and cooling of air in adiabatic conditions.

Известен контактный аппарат для тепловлажностной обработки воздуха, в частности блок-камера форсуночного орошения [1]. Конструктивно она выполняется в виде прямоугольного параллелепипеда (короба), внутри располагаются горизонтальные и вертикальные трубопроводы (стояки), на последних крепятся механические форсунки. Нижняя часть камеры выполнена в виде поддона и служит в качестве сборника для воды. Камера снабжена центробежным вентилятором для подачи воздуха и насосом для подачи воды.Known contact apparatus for heat-moisture treatment of air, in particular the block chamber of the nozzle irrigation [1]. Structurally, it is made in the form of a rectangular parallelepiped (duct), horizontal and vertical pipelines (risers) are located inside, mechanical nozzles are mounted on the latter. The lower part of the chamber is made in the form of a tray and serves as a collector for water. The chamber is equipped with a centrifugal fan for supplying air and a pump for supplying water.

При адиабатном увлажнении воздуха используется рециркуляционная вода. Вода из поддона забирается насосом под давлением ~150…300 кПа подается по трубопроводам к форсункам и в распыленном виде вводится в воздушный поток. При этом образуется развитая (большая) поверхность тепломассообмена между воздухом и водой, которая определяется суммарной поверхностью капель распыленной воды. Часть распыленной влаги испаряется в воздухе и увлажняет его, другая масса капель подает вниз обратно в поддон, откуда с помощью насоса снова направляется к механическим форсункам для распыления и т.д. Производительность механических форсунок и размер образующихся капель воды зависит от создаваемого насосом давления воды перед ними: чем выше давление, тем выше производительность, тем на большее количество мелких капель дробиться выходящая из них вода.With adiabatic humidification, recirculation water is used. Water from the sump is taken by the pump at a pressure of ~ 150 ... 300 kPa, it is supplied through pipelines to the nozzles and is sprayed into the air stream. In this case, a developed (large) surface of heat and mass transfer between air and water is formed, which is determined by the total surface of the droplets of sprayed water. Part of the sprayed moisture evaporates in the air and moisturizes it, another mass of droplets feeds back down to the pallet, from where it is again sent to the mechanical nozzles for spraying, etc. using a pump. The performance of the mechanical nozzles and the size of the water droplets formed depends on the water pressure created by the pump in front of them: the higher the pressure, the higher the productivity, the greater the number of small droplets that break out of them.

Недостатком данной конструкции является повышенный расход электроэнергии на привод насоса, связанный с распылением воды через механические форсунки. Водяная линия характеризуется высоким гидравлическим сопротивлением.The disadvantage of this design is the increased energy consumption for the pump drive associated with the spraying of water through mechanical nozzles. The water line is characterized by high hydraulic resistance.

Также известна конструкция контактного аппарата - блок-камера сотового увлажнения, характеризующаяся пониженным расходом электроэнергии на образование поверхности контакта (тепломассообмена) между воздухом и водой [1].Also known is the design of the contact apparatus - a block chamber of cellular humidification, characterized by a reduced energy consumption for the formation of the contact surface (heat and mass transfer) between air and water [1].

Конструктивно она также выполняется в виде прямоугольного параллелепипеда, снабжена вентилятором для воздуха. По высоте блок-камеры установлены сотовые насадки, собираемые из гофрированных гигроскопичных листов. Сверху насадки смонтирован оросительный водораспределитель в виде перфорированной пластины со сквозными отверстиями для равномерного распределения воды по сечению камеры (насадки). Нижняя часть сотовой насадки располагается над поддоном камеры, который служит баком для воды. Камера оборудована насосом, который обеспечивает рециркуляцию воды: вода из поддона через шланг подается на оросительный водораспределитель, откуда поступает на гофрированные гигроскопичные листы сотовой насадки. Вода смачивает листы насадки и в виде водной пленки под действием силы тяжести стекает в поддон камеры. За счет работы вентилятора воздух проходит в зазорах между листами насадки, контактируя со стекающей водной пленкой, увлажняется и выходит из камеры наружу. Поверхность тепломассообмена между воздухом и влажной поверхностью определяется размерами увлажненного материала в слое насадки.Structurally, it is also made in the form of a rectangular parallelepiped, equipped with a fan for air. The height of the block camera has cellular nozzles assembled from corrugated hygroscopic sheets. An irrigation water distributor is mounted on top of the nozzle in the form of a perforated plate with through holes for uniform distribution of water over the section of the chamber (nozzle). The lower part of the honeycomb nozzle is located above the pan of the chamber, which serves as a water tank. The chamber is equipped with a pump that provides water recirculation: water from the pan through the hose is supplied to the irrigation water distributor, from where it enters the corrugated hygroscopic sheets of the honeycomb nozzle. Water wets the nozzle sheets and, in the form of an aqueous film, drains into the chamber pan under the action of gravity. Due to the operation of the fan, air passes in the gaps between the sheets of the nozzle, in contact with the flowing water film, is moistened, and leaves the chamber. The heat and mass transfer surface between air and a moist surface is determined by the dimensions of the moistened material in the nozzle layer.

Достоинством адиабатного увлажнения воздуха водой в орошаемых слоях является значительное снижение электроэнергии на привод водяного насоса по сравнению с энергозатратами в форсуночных оросителях. В блок-камере сотового увлажнения требуемый напор насоса зависит от высоты расположения оросительного водораспределителя над блоком насадки и кратно ниже требуемого напора насоса при распылении воды через механические форсунки. Также снижение расхода электроэнергии на привод водяного насоса в блок-камере сотового увлажнения обусловлено уменьшением коэффициента орошения, т.е. расхода воды, приходящегося на единицу расхода обрабатываемого воздуха [1, с. 46].The advantage of adiabatic humidification of air with water in the irrigated layers is a significant reduction in electricity to drive a water pump compared with energy consumption in nozzle irrigators. In the cellular humidification block chamber, the required pump head depends on the height of the irrigation water distributor above the nozzle block and is several times lower than the required pump head when spraying water through mechanical nozzles. Also, a decrease in the energy consumption for the drive of the water pump in the block chamber of the cellular humidification is due to a decrease in the irrigation coefficient, i.e. water flow per unit of flow of treated air [1, p. 46].

К недостатку адиабатного увлажнения воздуха водой в блок-камере сотового увлажнения следует отнести снижение поверхности тепломассообмена между воздухом и водой в единице объема по сравнению с блок-камерами форсуночного орошения, в которых она определяется большой суммарной поверхностью спектра капель распыленной воды. Это значимо будет определять эффективность процесса увлажнения воздуха при его больших расходах.The disadvantage of adiabatic humidification of air with water in a cell-based humidification block chamber is the reduction of the heat and mass transfer surface between air and water per unit volume compared to nozzle irrigation block chambers, in which it is determined by the large total surface area of the sprayed water droplets. This will significantly determine the effectiveness of the humidification process at its high flow rates.

Предлагаемым изобретением решается задача сохранения работоспособности устройства для тепловлажностной обработки воздуха при повышении эффективности процесса, в частности возможность увлажнения и охлаждения воздуха в адиабатических условиях при снижении удельного расхода воды на обработку воздуха (коэффициента орошения) и одновременно увеличения поверхности тепломассообмена между рабочими средами.The present invention solves the problem of maintaining the operability of a device for heat-moisture treatment of air while increasing the efficiency of the process, in particular, the possibility of humidification and cooling of air in adiabatic conditions while reducing the specific water flow rate for air treatment (irrigation coefficient) and at the same time increasing the surface of heat and mass transfer between working media.

Для достижения указанного технического результата в оросительной блок-камере сотового орошения контактный узел - блок листовой насадки - закреплен на пружинном виброосновании в поддоне камеры и жестко соединен с корпусом центробежного вибровозбудителя с электроприводом.To achieve the specified technical result in the irrigation block chamber of the cell irrigation, the contact node — the leaf nozzle block — is mounted on a spring vibration base in the chamber pan and is rigidly connected to the centrifugal exciter with an electric drive.

Известно [2, с. 212], что при использовании вибрационного воздействия на рабочие узлы, в частности целенаправленного механического колебания с относительно малой амплитудой и частотой в интервале 10…103 Гц, позволяет в массообменных процессах резко увеличить поверхность контакта фаз и уменьшить диффузионные сопротивления. Для реализации вибрационного воздействия на контактный узел блок-камеры сотового увлажнения предлагается его соединить с корпусом центробежного вибровозбудителя (механическим вибратором с электродвигателем). Данные вибровозбудители характеризуются низким электропотреблением.It is known [2, p. 212] that when using vibrational influence on the working units, in particular, targeted mechanical vibrations with a relatively small amplitude and frequency in the range of 10 ... 10 3 Hz, in mass transfer processes it is possible to sharply increase the phase contact surface and reduce diffusion resistance. To implement the vibrational effect on the contact node of the cellular humidification block camera, it is proposed to connect it to the centrifugal vibration exciter case (mechanical vibrator with an electric motor). These vibration exciters are characterized by low power consumption.

Наиболее близким к заявленному изобретению является блок-камера сотового увлажнения, описание которого приведено выше.Closest to the claimed invention is a block chamber of cellular humidification, the description of which is given above.

На фиг. 1 изображена схема контактного узла - блок-камера сотового увлажнения для адиабатного увлажнения воздуха водой, на фиг. 2 изображен корпус блок-камеры сотового увлажнения, на фиг. 3 изображен контактный узел с сотовой насадкой, на фиг. 4 изображен корпус центробежного вибровозбудителя с электродвигателем.In FIG. 1 shows a diagram of the contact node - a block chamber of cellular humidification for adiabatic humidification of air with water, FIG. 2 shows the housing of a cellular humidification block camera; FIG. 3 shows a contact node with a honeycomb nozzle; FIG. 4 shows the body of a centrifugal exciter with an electric motor.

Позиции на фиг. 1 обозначают:The positions in FIG. 1 denote:

1 - корпус камеры; 2 - насос для воды; 3 - радиальный вентилятор.1 - camera body; 2 - pump for water; 3 - radial fan.

Позиции на фиг. 2 обозначают:The positions in FIG. 2 denote:

1 - корпус камеры; 4 - поддон (бак для воды); 5 - водораспределитель.1 - camera body; 4 - pallet (water tank); 5 - water distributor.

Позиции на фиг. 3 обозначают:The positions in FIG. 3 indicate:

6 - стойки; 7 - пружины; 8 - блок сотовой насадки; 9 - крепежные элементы; 10 - корпус центробежного вибровозбудителя с электроприводом.6 - racks; 7 - springs; 8 - block cellular nozzles; 9 - fasteners; 10 - body of a centrifugal vibration exciter with electric drive.

Позиции на фиг. 4 обозначают:The positions in FIG. 4 indicate:

10 - корпус центробежного вибровозбудителя с электродвигателем;10 - the body of a centrifugal vibration exciter with an electric motor;

11 - вал электродвигателя;11 - motor shaft;

12 - дебалансная масса.12 - unbalanced mass.

Устройство для тепловлажностной обработки воздуха содержит корпус камеры 1, в котором смонтирована водяная линия с насосом 2. Камера через воздуховод соединена с радиальным вентилятором 3. Нижняя часть камеры (поддон) 4 служит баком для воды. Вверху камеры расположен водораспределитель 5, выполненный в виде перфорированной пластины со сквозными отверстиями для прохода воды. Внутри камеры на стойках 6 закреплен контактный узел, состоящий из блока сотовой насадки 8 - гофрированных листов гигроскопичного материала. Стойки 6 снизу опираются на пружины 7, которые закреплены на дне поддона камеры. Блок сотовой насадки при помощи крепежных элементов 9 жестко соединен с корпусом центробежного вибровозбудителя 10.A device for heat-moisture treatment of air includes a housing of a chamber 1 in which a water line with a pump 2 is mounted. The chamber is connected through a duct to a radial fan 3. The lower part of the chamber (pallet) 4 serves as a water tank. At the top of the chamber is a water distributor 5, made in the form of a perforated plate with through holes for the passage of water. Inside the chamber, on the racks 6, a contact assembly is fixed, consisting of a block of a cellular nozzle 8 — corrugated sheets of absorbent material. Racks 6 from the bottom are supported by springs 7, which are fixed on the bottom of the chamber pan. The cell nozzle block by means of fasteners 9 is rigidly connected to the centrifugal vibration exciter 10 case.

Устройство для тепловлажностной обработки воздуха работает следующим образом.A device for heat and moisture treatment of air works as follows.

Воздух при помощи радиального вентилятора 3 поступает в воздушный канал камеры 1, где проходит через увлажненный блок сотовой насадки 8, находящейся в режиме механической вибрации за счет вращения дебалансной массы 12, закрепленной на валу электродвигателя в корпусе центробежного вибратора 10. Гофрированные листы сотовой насадки из гигроскопичного материала постоянно орошаются рециркуляционной водой, поступающей из поддона камеры 4 через водораспределитель 5, с помощью насоса 2. При этом воздух увлажняется за счет пленочного контакта воздушного потока с влажным гигроскопичным материалом сотовой насадки 8 и дополнительно - за счет испарения ореола водных капель, образующихся при механической вибрации влажных листов сотовой насадки.The air through a radial fan 3 enters the air channel of the chamber 1, where it passes through a humidified block of the honeycomb nozzle 8, which is in mechanical vibration due to the rotation of the unbalanced mass 12, mounted on the motor shaft in the housing of the centrifugal vibrator 10. Corrugated sheets of the honeycomb nozzle from hygroscopic the material is constantly irrigated with recirculation water coming from the chamber pan 4 through the water distributor 5, by means of a pump 2. In this case, the air is moistened due to the film contact of the air ear flow with moist absorbent material of the honeycomb nozzle 8 and additionally due to the evaporation of the halo of water droplets formed during mechanical vibration of the wet sheets of the honeycomb nozzle.

Неиспарившиеся капельки воды падают обратно вниз в поддон, откуда вода с помощью насоса 2 поступает через водораспределитель 5 на гофрированные листы сотовой насадки, т.е. в камере осуществляется рециркуляция водной фазы. Ее температура стабилизируется на уровне температуры мокрого термометра воздуха. Тепловлажностная обработка воздуха в данных условиях соответствует режиму его адиабатического увлажнения и охлаждения.Unevaporated droplets of water fall back down into the sump, from where water is pumped through the water distributor 5 through the water distributor 5 to the corrugated sheets of the honeycomb nozzle, i.e. In the chamber, the aqueous phase is recycled. Its temperature stabilizes at the temperature of the wet air thermometer. The heat-moisture treatment of air under these conditions corresponds to the regime of adiabatic humidification and cooling.

Таким образом, к достоинству заявляемого изобретения - устройства для тепловлажностной обработки воздуха следует отнести: повышение эффективности тепловлажностной обработки воздуха в режиме адиабатического увлажнения и охлаждения при снижении удельного расхода воды на его обработку (коэффициента орошения) и одновременно увеличении поверхности тепломассообмена между рабочими средами.Thus, the merit of the claimed invention - a device for heat-moisture treatment of air should include: increasing the efficiency of heat-moisture treatment of air in the adiabatic humidification and cooling mode while reducing the specific water consumption for its processing (irrigation coefficient) and at the same time increasing the surface of heat and mass transfer between working media.

Источники информацииInformation sources

1. Кокорин О.Я. Отечественное оборудование для создания систем вентиляции и кондиционирования воздуха / О.Я. Кокорин. - М.: ЗАО «Типография «Экстра Печать», 2005. - 97 с.1. Kokorin O.Ya. Domestic equipment for creating ventilation and air conditioning systems / O.Ya. Kokorin. - M .: CJSC Printing House Extra Printing, 2005. - 97 p.

2. Варсанофьев В.Д. Вибрационная техника в химической промышленности / В.Д. Варсанофьев, Э.Э. Кольман-Иванов. - М.: Химия, 1985. - 240 с.2. Varsanofiev V.D. Vibration technology in the chemical industry / V.D. Varsanofiev, E.E. Colman-Ivanov. - M .: Chemistry, 1985 .-- 240 p.

Claims (1)

Устройство для тепловлажностной обработки воздуха, содержащее размещенную в воздушном канале с вентилятором камеру орошения с поддоном для воды, оснащенную водяным коллектором с насосом, водораспределителем, контактным узлом, который выполнен в виде блока листовой насадки из гигроскопического материала и расположен между водораспределителем и поддоном камеры, отличающееся тем, что блок листовой насадки закреплен на пружинном виброосновании в поддоне камеры и жестко соединен с корпусом центробежного вибровозбудителя с электроприводом. A device for heat-moisture treatment of air, comprising an irrigation chamber with a water tray located in the air duct with a fan, equipped with a water collector with a pump, a water distributor, a contact node, which is made in the form of a sheet nozzle block of hygroscopic material and located between the water distributor and the chamber tray the fact that the sheet attachment block is mounted on a spring vibration base in the chamber pan and is rigidly connected to the centrifugal vibration exciter case with an electric drive th.
RU2014116692/12A 2014-04-24 2014-04-24 Device for heat and moisture treatment of air RU2581982C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014116692/12A RU2581982C2 (en) 2014-04-24 2014-04-24 Device for heat and moisture treatment of air

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014116692/12A RU2581982C2 (en) 2014-04-24 2014-04-24 Device for heat and moisture treatment of air

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2014116692A RU2014116692A (en) 2015-10-27
RU2581982C2 true RU2581982C2 (en) 2016-04-20

Family

ID=54362708

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014116692/12A RU2581982C2 (en) 2014-04-24 2014-04-24 Device for heat and moisture treatment of air

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2581982C2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU206986U1 (en) * 2021-04-28 2021-10-05 Акционерное общество "Опытное Конструкторское Бюро Машиностроения" (АО "ОКБМ Африкантов") Recirculating cooling unit
RU2789138C1 (en) * 2022-02-07 2023-01-30 Руслан Рамильевич Богдалов Solar evaporative air cooling device

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115845424B (en) * 2023-02-24 2023-05-02 东营海瑞宝新材料有限公司 Diethyl toluenediamine purification device with uniform heating function and use method

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU896331A1 (en) * 1980-05-14 1982-01-07 Ремонтно-Наладочное Управление По Вентиляции,Кондиционированию Воздуха И Газоочистке Device for air heating and humidifying
WO1993010404A1 (en) * 1991-11-14 1993-05-27 Edison Miraziz Ultrasonic atomising, cooling and air-conditioning
RU2204766C2 (en) * 2000-12-26 2003-05-20 Юрманов Борис Николаевич Device for evaporative air cooling

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU896331A1 (en) * 1980-05-14 1982-01-07 Ремонтно-Наладочное Управление По Вентиляции,Кондиционированию Воздуха И Газоочистке Device for air heating and humidifying
WO1993010404A1 (en) * 1991-11-14 1993-05-27 Edison Miraziz Ultrasonic atomising, cooling and air-conditioning
RU2204766C2 (en) * 2000-12-26 2003-05-20 Юрманов Борис Николаевич Device for evaporative air cooling

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU206986U1 (en) * 2021-04-28 2021-10-05 Акционерное общество "Опытное Конструкторское Бюро Машиностроения" (АО "ОКБМ Африкантов") Recirculating cooling unit
RU2789138C1 (en) * 2022-02-07 2023-01-30 Руслан Рамильевич Богдалов Solar evaporative air cooling device

Also Published As

Publication number Publication date
RU2014116692A (en) 2015-10-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2013039329A3 (en) Forced evaporative humidifier using nanosteam
KR101653863B1 (en) The air cleaner to equip a dehumidifing and humidifing function
KR101403960B1 (en) Natural vaporizing humidifier
CN202613623U (en) Evaporative cooling air conditioning unit adopting high-pressure atomizing fan wall
RU2581982C2 (en) Device for heat and moisture treatment of air
CN1833151A (en) System and method of cooling
JP5276074B2 (en) Hybrid spray system.
JP3635295B2 (en) Air conditioner
CN206626731U (en) A kind of air humidifier for simulating steam natural evaporation
JP2019527327A5 (en)
JP2006519353A (en) Evaporative cooler
JP5430284B2 (en) Air conditioning apparatus and air conditioning system provided with the same
KR101698318B1 (en) humidifier with air cleaning function
CN202835632U (en) Wet membrane humidifier
JP6169432B2 (en) humidifier
RU2334930C1 (en) Mechanical-draft tower
CN105546703B (en) Humidify piece and humidifier
CN210568976U (en) Cold and warm fresh air system utilizing industrial waste heat and cold source
RU2472947C1 (en) Thermal power plant of kochstar type
CN207350570U (en) Dehumidifier and the cool-down dehumidification joint control and regulation system with the dehumidifier
KR200468188Y1 (en) Humidifying device
KR101219071B1 (en) Agricultural sprinkler which sprays much anion and little ozonized wet air of agricultural chemicals
JPS5854577Y2 (en) Simple cooling device
CN205481513U (en) Humidification piece and humidifier
CN210154004U (en) Quick humidifying equipment

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20160514