RU2760419C2 - Method for countering accumulation of icing on heat regenerator installed in air purification unit - Google Patents
Method for countering accumulation of icing on heat regenerator installed in air purification unit Download PDFInfo
- Publication number
- RU2760419C2 RU2760419C2 RU2019128646A RU2019128646A RU2760419C2 RU 2760419 C2 RU2760419 C2 RU 2760419C2 RU 2019128646 A RU2019128646 A RU 2019128646A RU 2019128646 A RU2019128646 A RU 2019128646A RU 2760419 C2 RU2760419 C2 RU 2760419C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- air
- temperature
- flow
- heat regenerator
- heat exchanger
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
- F24F11/00—Control or safety arrangements
- F24F11/30—Control or safety arrangements for purposes related to the operation of the system, e.g. for safety or monitoring
- F24F11/41—Defrosting; Preventing freezing
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
- F24F11/00—Control or safety arrangements
- F24F11/70—Control systems characterised by their outputs; Constructional details thereof
- F24F11/80—Control systems characterised by their outputs; Constructional details thereof for controlling the temperature of the supplied air
- F24F11/873—Control systems characterised by their outputs; Constructional details thereof for controlling the temperature of the supplied air by controlling refrigerant heaters
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
- F24F12/00—Use of energy recovery systems in air conditioning, ventilation or screening
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
- F24F12/00—Use of energy recovery systems in air conditioning, ventilation or screening
- F24F12/001—Use of energy recovery systems in air conditioning, ventilation or screening with heat-exchange between supplied and exhausted air
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
- F24F12/00—Use of energy recovery systems in air conditioning, ventilation or screening
- F24F12/001—Use of energy recovery systems in air conditioning, ventilation or screening with heat-exchange between supplied and exhausted air
- F24F12/002—Use of energy recovery systems in air conditioning, ventilation or screening with heat-exchange between supplied and exhausted air using an intermediate heat-transfer fluid
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
- F24F12/00—Use of energy recovery systems in air conditioning, ventilation or screening
- F24F12/001—Use of energy recovery systems in air conditioning, ventilation or screening with heat-exchange between supplied and exhausted air
- F24F12/006—Use of energy recovery systems in air conditioning, ventilation or screening with heat-exchange between supplied and exhausted air using an air-to-air heat exchanger
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
- F24F13/00—Details common to, or for air-conditioning, air-humidification, ventilation or use of air currents for screening
- F24F13/22—Means for preventing condensation or evacuating condensate
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
- F24F2110/00—Control inputs relating to air properties
- F24F2110/10—Temperature
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
- F24F2110/00—Control inputs relating to air properties
- F24F2110/20—Humidity
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
- F24F2140/00—Control inputs relating to system states
- F24F2140/20—Heat-exchange fluid temperature
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
- F24F2140/00—Control inputs relating to system states
- F24F2140/30—Condensation of water from cooled air
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
- F24F2203/00—Devices or apparatus used for air treatment
- F24F2203/10—Rotary wheel
- F24F2203/104—Heat exchanger wheel
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B30/00—Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
- Y02B30/56—Heat recovery units
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Air-Conditioning For Vehicles (AREA)
- Air Conditioning Control Device (AREA)
- Sorption Type Refrigeration Machines (AREA)
- Air Supply (AREA)
- Control Of Turbines (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
Abstract
Description
Область техникиTechnology area
[0001] Настоящее изобретение относится к способу использования его в блоке очистки воздуха, который снабжен регенератором тепла какого-либо вида для рекуперации энергии из потока отработанного воздуха и передачи этой энергии в поток впускного воздуха. Задача состоит в предотвращении в каждом режиме эксплуатации накопления наледи на поверхности регенератора тепла, но при максимальном использовании при этом регенератора тепла, предпочтительно посредством минимального количества датчиков, сводя таким образом к минимуму потери энергии, возникающие при необходимости размораживания регенератора тепла.[0001] The present invention relates to a method of using it in an air purification unit that is equipped with a heat recovery unit of some kind for recovering energy from an exhaust air stream and transferring this energy to an intake air stream. The objective is to prevent, in each operating mode, the accumulation of ice on the surface of the heat exchanger, but while maximizing the use of the heat exchanger, preferably by means of a minimum number of sensors, thus minimizing the energy losses that occur when the heat exchanger needs to be defrosted.
Уровень техникиState of the art
[0002] Хорошо известная проблема в технологии очистки воздуха состоит в том, что на поверхностях регенератора тепла легко происходит накопление наледи при определенных условиях, таких как высокое влагосодержание в отработанном воздухе в сочетании с низкой температурой наружного воздуха, причем во многих случаях наружный воздух практически не нагретым достигает регенератора тепла. Поскольку накопление наледи на поверхностях регенератора тепла отрицательно воздействует на скорость повторного использования, желательно либо полностью предотвратить накопление наледи, либо допустить определенное замерзание или накопление льда с последующей его разморозкой различными способами и устройствами. Известные способы обычно включают проведение множества измерений, которые указывают на накопление наледи или риск ее накопления. Например, один способ состоит в измерении температуры и влагосодержания отработанного воздуха, а также входной наружной температуры регенератора тепла, и обеспечения возможности их использования в качестве индикатора, определяющего необходимость уменьшения рекуперации тепла, тем самым проводя размораживание накопленной наледи или не допуская ее накопления. Другой известный среди прочих способ состоит в измерении перепада давления на регенераторе тепла для регистрации начала накопления наледи или инея на регенераторе тепла с последующим постепенным увеличением перепада давления по сравнению с предыдущим значением. Последнее весьма распространено, и наиболее распространенный и относительно простой способ состоит в размораживании регенератора тепла при накоплении наледи или инея, причем размораживание происходит либо за счет уменьшения рекуперации тепла, либо за счет того, что батарея предварительного подогрева нагревает внешний воздух, достигающий регенератора тепла, так что отсутствует возможность замерзания конденсированной воды. Это не энергоэффективно, причем требования к энергоэффективности постоянно растут. Требования к энергоэффективности также недавно привели к увеличению числа блоков очистки воздуха, имеющих так называемое регулирование VAV. VAV означает «Переменный объем воздуха (Variable Air Volume)» и означает управляемую по требованию вентиляцию, т.е. для неиспользуемых помещения или пространства вентиляционный поток снижают до минимума, а затем возвращают к нормальной работе или работе в форсированном режиме при использовании помещения. В целом, это влияет на поток и перепад давления на компонентах блока очистки воздуха. Измерить перепад давления и использовать его в качестве индикатора накопления наледи в таком случае сложно или даже невозможно. Во многих случаях должны быть использованы решения с батареей предварительного подогрева, что обычно означает, что электрическая нагревательная батарея с относительно высокой потребляемой мощностью и, таким образом, с высоким энергопотреблением, установлена перед регенератором во внешнем потоке воздуха для размораживания. Как упомянуто выше, высокое потребление энергии нежелательно. Другая проблема, связанная с известными решениями, состоит в измерении температуры в характерном месте, например, на теплообменнике, внутри или после него, для определения того, существует ли в самой холодной части теплообменника риск образования инея или накопления наледи. Накопление наледи обычно происходит на поверхностях регенератора тепла, но по практическим причинам температуру воздуха обычно измеряют внутри или после теплообменника. Для так называемых пластинчатых теплообменников, таких как перекрестноточный или противоточный, самая критическая температура имеет место в так называемом в технике «холодном углу», который затем представляет собой место, в котором наблюдают или ожидают самую низкую температуру и в котором, таким образом, температура должна быть измерена. Для роторного теплообменника существует еще одна проблема - температура в целом изменчива по всему поперечному сечению ротора. Выбор наиболее характерной для проведения измерения точки проблематичен, поскольку, во-первых, нежелательно иметь много разных датчиков для регистрации наиболее критического места в каждом рабочем случае, и, во-вторых, «оптимальное» место может быть разным в зависимости от рабочего случая, который преобладает в данный момент времени. При известной технологии измерения должны быть проведены либо во многих точках, либо в точке, которую можно полагать характерной, но которая, таким образом, в действительности представляет собой компромисс, поскольку место может претерпевать изменение в зависимости от количества оборотов ротора в минуту, размера ротора, потока воздуха, температурных условий и т.д. Известные способы и решения представляют собой «обобщения», используемые с относительно большими допусками безопасности, причем это решение часто состоит в размораживании, а не в предотвращении накопления наледи, и, если использует последнее, то с большим допуском, поскольку затруднительно провести правильные измерения и в правильном месте. Поэтому существует необходимость в более точном способе, который работает в случае переменного перепада давления на установке и с максимально возможной рекуперацией для соответствия будущим целям энергосбережения.[0002] A well-known problem in air purification technology is that ice build-up easily occurs on the surfaces of the heat exchanger under certain conditions, such as high moisture content in the exhaust air combined with a low outside temperature, and in many cases the outside air is practically non-existent. reaches the heat exchanger when heated. Since the accumulation of ice on the surfaces of the heat regenerator negatively affects the rate of reuse, it is desirable either to completely prevent the accumulation of ice, or to allow some freezing or accumulation of ice, followed by its defrosting by various methods and devices. Known methods typically involve multiple measurements that indicate the build-up of ice or the risk of ice build-up. For example, one method is to measure the temperature and moisture content of the exhaust air, as well as the inlet outside temperature of the heat exchanger, and enable them to be used as an indicator to determine the need to reduce heat recovery, thereby defrosting or preventing accumulated ice from accumulating. Another known, among others, method is to measure the pressure drop across the heat exchanger to detect the beginning of the accumulation of ice or frost on the heat exchanger, followed by a gradual increase in the pressure drop compared to the previous value. The latter is very common, and the most common and relatively simple method is to defrost the heat exchanger when ice or frost accumulates, and the defrosting occurs either by reducing the heat recovery, or due to the fact that the preheating battery heats the outside air reaching the heat exchanger, so that there is no possibility of freezing of condensed water. It is not energy efficient, and energy efficiency requirements are constantly increasing. Energy efficiency requirements have also recently led to an increase in the number of air purification units featuring so-called VAV regulation. VAV stands for Variable Air Volume and stands for Demand-Controlled Ventilation, i.e. for an unused room or space, the ventilation flow is reduced to a minimum and then returned to normal or forced operation when the room is in use. In general, this affects the flow and pressure drop across the AHU components. In this case, it is difficult or even impossible to measure the pressure drop and use it as an indicator of ice accumulation. In many cases, preheating battery solutions have to be used, which usually means that an electric heating battery with a relatively high power consumption and thus a high energy consumption is installed upstream of the regenerator in an external defrosting air flow. As mentioned above, high power consumption is undesirable. Another problem with the prior art is to measure the temperature at a specific location, for example, on the heat exchanger, inside or after it, to determine whether there is a risk of frost or ice accumulation in the coldest part of the heat exchanger. Ice build-up usually occurs on the surfaces of the heat exchanger, but for practical reasons the air temperature is usually measured inside or after the heat exchanger. For so-called plate heat exchangers, such as cross-flow or counter-flow, the most critical temperature takes place in the so-called "cold corner" in the art, which then represents the place where the lowest temperature is observed or expected and in which, therefore, the temperature must be measured. Another problem with a rotary heat exchanger is that the temperature is generally variable across the entire rotor cross-section. The choice of the most characteristic point for the measurement is problematic, since, firstly, it is undesirable to have many different sensors to register the most critical point in each working case, and, secondly, the "optimal" place can be different depending on the working case, which prevails at a given time. With the known technology, measurements have to be made either at many points or at a point that can be considered representative, but which, therefore, is in fact a compromise, since the location can undergo a change depending on the number of rotor revolutions per minute, the size of the rotor, air flow, temperature conditions, etc. Known methods and solutions are "generalizations" used with relatively large safety margins, and this solution often consists in defrosting, rather than preventing the accumulation of ice, and, if using the latter, then with a large tolerance, since it is difficult to make correct measurements in the right place. Therefore, there is a need for a more accurate method that works in the case of variable differential pressures across the plant and with the greatest possible recuperation to meet future energy conservation goals.
Раскрытие сущности изобретенияDisclosure of the essence of the invention
[0003] Согласно настоящему способу вышеуказанные проблемы в блоке очистки воздуха решены посредством ограничительной части п. 1 формулы, в которой решение вышеуказанных проблем выполнено посредством способа, непрерывного или прерывистого, состоящего в первоначальном измерении температуры и влагосодержания отработанного воздуха в одном месте, предпочтительно непосредственно перед теплообменником, и затем расчете текущей температуры Tdp точки росы отработанного воздуха на основе измеренных значений. После этого для текущего режима эксплуатации и на основе измеренных и рассчитанных значений определяют либо посредством расчета, либо посредством измерения так называемую температуру Tv подтверждения. Для различных типов регенераторов тепла температура подтверждения будет определена по-разному, поэтому на данном этапе говорят об «определении» температуры подтверждения. Наиболее предпочтительно вычисление температуры подтверждения, поскольку для большинства различных типов регенераторов тепла количество датчиков может быть минимизировано, и этот датчик становится независимым оттого, в каком месте должно быть проведено измерение, поскольку измерение излишне. Таким образом, идея состоит в расчете момента возникновения риска накопления наледи, причем начинать действия не следует слишком рано или слишком поздно, а скорее «сопровождать» текущие эксплуатационные данные для оптимальной рекуперации как можно большей энергии и в течение наибольшего времени без накопления наледи на теплообменнике, причем без слишком больших допусков безопасности. Во многих случаях температура подтверждения может совпадать с «критической температурой», т.е., температурой, при которой происходит образование конденсата или точка замерзания пройдена, а в других случаях она выбрана с определенным допуском относительно точки замерзания и/или точки конденсации для этого рабочего случая. В некоторых видах применения для определения температуры подтверждения может быть уместным проведение измерения вместо вычисления, например, в случае так называемых аккумуляторных теплообменников, где измерение температуры воды на входе в батарею для отработанного воздуха может быть выполнено вместо расчета, поскольку это относительно простое, экономически эффективное, безопасное и характерное измерение, проводимое на регенераторах тепла с жидкостной связью. Как упоминалось выше, другие регенераторы тепла, такие как ротор, имеют изменяющиеся температуры практически по всей поверхности, поэтому датчик трудно разместить в характерном месте. В дополнение к температуре подтверждения также определяют так называемую температуру Tf накопления наледи, которая представляет собой значение, зависящее от одного или более свойств или характеристик рассматриваемого применения, и в текущем рабочем случае, например, от типа регенератора тепла, эффективности температуры регенератора и, в случае необходимости, его эффективности влагосодержания, влагосодержания и температуры отработанного воздуха, температуры наружного воздуха и, возможно, от скоростей впускного воздуха и отработанного воздуха. Таким образом, это значение Tf представляет собой функцию одной или более из этих характеристик и может быть получено либо эмпирически, либо аналитически. Таким образом, температура накопления наледи может быть постоянной или быть подчинена уравнению, описывающему прямую линию или кривую, или другой модели, основанной на эмпирически определенных данных для всех возможных режимов эксплуатации, или основана на алгоритмах. Например, для пластинчатого теплообменника это значение может быть постоянным, а аккумуляторный теплообменник может быть описан интервалом (линией).[0003] According to the present method, the above problems in the air purification unit are solved by the restrictive part of
[0004] Для выполнения надлежащим образом действия с целью предотвращения накопления наледи, установленную температуру Tv подтверждения проверяют относительно по меньшей мере двух критериев K1, K2:[0004] In order to properly perform the action to prevent the accumulation of ice, the set confirmation temperature T v is checked against at least two criteria K 1 , K 2 :
K1: Tv≤Tf, иK 1 : T v ≤T f , and
K2: Tv≤Tdp+Δ1°C, где Δ1≥0.K 2 : T v ≤T dp + Δ 1 ° C, where Δ 1 ≥0.
[0005] При удовлетворении по меньшей мере одного из двух критериев предпринимают действие, влияющее на режим эксплуатации регенератора тепла для предотвращения накопления наледи на регенераторе тепла, пока по меньшей мере один критерий больше не будет выполнен или больше не будет выполнен с определенным допуском или после определенного периода времени. Первый критерий связан с проверкой того, ниже ли температура подтверждения так называемой температуры накопления наледи, а второй - с тем, ниже ли температура подтверждения точки конденсации (точки росы). Для последнего можно выбрать «коэффициент безопасности» Δ1, который установлен равным нулю или больше. Другими словами, существует изменяемый допуск, который необходимо ввести в блок управления до выполнения действия с целью предотвращения образования наледи/накопления наледи или остановки действия. При выборе равного 0 значения коэффициента безопасности достигнута минимальная потеря энергии, но на практике, вероятно, будет выбран определенный допуск, предпочтительно небольшой допуск, для принятия мер по предотвращению образования и накопления наледи. Таким образом, при удовлетворении по меньшей мере одного из критериев происходит активация действия, в результате которого происходит воздействие на режим эксплуатации регенератора тепла. Это происходит либо посредством снижения эффективности регенератора тепла и/или посредством повышения температуры поступающего в регенератор тепла потока наружного воздуха. В предпочтительном варианте реализации упомянутая степень эффективности представляет собой температурную эффективность регенератора тепла, но для изменения температурной эффективности также изменяют эффективность влагосодержания, и поэтому термин эффективность используют для обозначения обоих типов. Посредством этого способа также можно выбрать, насколько точным должен быть контроль для предотвращения накопления наледи и, таким образом, это управление очень точно следует текущим рабочим условиям с оптимальным использованием рекуперации тепла, в отличие от известных решений, которые обладают лишь приблизительным и общим управлением мерами по разморозке и/или защите от накопления наледи.[0005] When at least one of the two criteria is met, action is taken to influence the operating mode of the heat exchanger to prevent the accumulation of ice on the heat exchanger until at least one criterion is no longer met or is no longer met with a certain tolerance or after a certain period of time. The first criterion is related to checking whether the confirmation temperature of the so-called ice accumulation temperature is lower, and the second - to whether the confirmation temperature of the dew point (dew point) is lower. For the latter, a “safety factor” Δ 1 can be selected, which is set to zero or more. In other words, there is a variable tolerance that must be entered into the control unit prior to performing an action in order to prevent frost / ice build-up or stop the action. Choosing 0 for the safety factor achieves a minimum energy loss, but in practice it is likely that a certain tolerance, preferably a small tolerance, will be chosen to take measures to prevent the formation and accumulation of ice. Thus, when at least one of the criteria is met, the action is activated, as a result of which the operating mode of the heat regenerator is influenced. This occurs either by reducing the efficiency of the heat exchanger and / or by increasing the temperature of the outside air flow entering the heat exchanger. In a preferred embodiment, said efficiency is the temperature efficiency of the heat exchanger, but moisture efficiency is also changed to change the temperature efficiency, and therefore the term efficiency is used to denote both types. Through this method, it is also possible to choose how precise the control should be to prevent the accumulation of ice and thus very closely follows the current operating conditions with the optimal use of heat recovery, in contrast to the known solutions, which have only approximate and general control of measures for defrosting and / or protection against ice accumulation.
[0006] В соответствии с предпочтительным вариантом реализации настоящего изобретения регенератор тепла представляет собой регенератор тепла с жидкостной связью, который содержит по меньшей мере одну батарею для отработанного воздуха в первом потоке воздуха и по меньшей мере одну батарею для впускного воздуха во втором потоке воздуха. При этом между указанными батареями регулируемый (относительно расхода) поток жидкости циркулирует в контуре жидкости (системе трубопроводов), и этот поток жидкости передает энергию между потоками воздуха для повторного использования. При наличии такого теплообменника в блоке очистки воздуха способ в соответствии с предпочтительным вариантом реализации настоящего изобретения включает дополнительные этапы измерения температуры жидкости для контролируемой жидкости, поступающей в батарею для отработанного воздуха, и определения температуры подтверждения, которая должна быть равна измеренной температуре жидкости, поступающей в батарею для отработанного воздуха. Далее при удовлетворении по меньшей мере одного из критериев K1 или K2 выполняют действие, влияющее на режим эксплуатации теплообменника, посредством снижения его эффективности. Последнее достигают тем, что управляющий сигнал, который различными способами управляет потоком жидкости, изменяют либо посредством управления циркуляционным насосом для увеличения или уменьшения потока через батарею, либо посредством регулировки сигнала в клапане, включенном в циркуляционный контур, в результате чего происходит изменение потока через батарею. Комбинация циркуляционного насоса и регулирующего клапана также может быть использована для управления потоком. Посредством регулирования температуры входящей жидкости согласно любому действию происходит изменение эффективности для предотвращения накопления наледи на батарее для отработанного воздуха. В этом случае на практике достаточно измерить температуру входящей жидкости, а не рассчитывать ее. Это связано с тем, что достаточно использовать один датчик, который предназначен для измерения либо непосредственно в потоке жидкости, либо снаружи трубки. Такое измерение надежно, а место измерения до того, как жидкость перетечет в батарею для отработанного воздуха, определенно представляет собой самое холодное место. Тем не менее, это не исключает возможности использования расчетного значения вместо измеренного для определения температуры подтверждения. Предлагаемый способ на регенераторе с жидкостной связью обеспечивает более точное управление с максимальным использованием рекуперации тепла без накопления наледи по сравнению с известными способами.[0006] In accordance with a preferred embodiment of the present invention, the heat regenerator is a liquid-coupled heat exchanger that includes at least one battery for exhaust air in a first air stream and at least one battery for intake air in a second air stream. In this case, between these batteries, a controlled (relative to the flow rate) fluid flow circulates in the fluid circuit (piping system), and this fluid flow transfers energy between the air streams for reuse. With such a heat exchanger in the air purification unit, the method according to a preferred embodiment of the present invention includes the additional steps of measuring the temperature of the liquid to be monitored entering the exhaust air stack and determining the confirmation temperature, which should be equal to the measured temperature of the liquid entering the stack. for exhaust air. Further, when at least one of the criteria K 1 or K 2 is satisfied, an action is performed that affects the mode of operation of the heat exchanger by reducing its efficiency. The latter is achieved in that the control signal, which controls the fluid flow in various ways, is changed either by controlling the circulation pump to increase or decrease the flow through the battery, or by adjusting the signal in a valve included in the circulation loop, as a result of which a change in the flow through the battery occurs. The combination of a circulation pump and a control valve can also be used to control flow. By adjusting the temperature of the inlet liquid according to any action, the efficiency is changed to prevent the accumulation of ice on the exhaust air battery. In this case, in practice, it is sufficient to measure the temperature of the incoming liquid, and not to calculate it. This is due to the fact that it is sufficient to use one sensor, which is designed to measure either directly in the liquid flow or outside the tube. This measurement is reliable and the measurement point is definitely the coldest place before liquid flows into the exhaust air battery. However, this does not exclude the possibility of using the calculated value instead of the measured one to determine the confirmation temperature. The proposed method on a liquid-coupled regenerator provides more accurate control with maximum use of heat recovery without accumulation of ice in comparison with the known methods.
[0007] Согласно другому предпочтительному варианту реализации настоящего изобретения регенератор тепла представляет собой регенератор тепла с жидкостной связью, который содержит по меньшей мере одну батарею для отработанного воздуха в первом потоке воздуха и по меньшей мере одну батарею для впускного воздуха во втором потоке воздуха. При этом между указанными батареями в системе трубопроводов циркулирует управляемый, относительно расхода, поток жидкости, передающий энергию между потоками воздуха, как описано выше. Кроме того, блок очистки воздуха также содержит устройство предварительного нагрева, которое расположено в другом потоке воздуха в направлении потока перед батареей для отработанного воздуха. Способ также включает этапы, на которых, как и в ранее представленном случае, измеряют температуру жидкости, входящей в батарею для отработанного воздуха, и, кроме того, определяют температуру подтверждения, которая должна быть равна измеренной температуре жидкости, входящей в батарею для отработанного воздуха. Кроме того, при удовлетворении по меньшей мере одного из критериев K1 или K2 происходит действие, влияющее на режим эксплуатации теплообменника посредством повышения температуры отработанного воздуха перед батареей для впускного воздуха. Это выполнено посредством изменения управляющего сигнала, подаваемого на устройство предварительного нагрева, для увеличения, тем самым, выходной мощности от него и, тем самым, предотвращения накопления наледи в батарее для отработанного воздуха. Благодаря комбинированному управлению рекуперацией тепла и устройством предварительного нагрева, а также постоянному слежению за температурой подтверждения по критериям K1 и K2, достигнута оптимальная работа при низком энергопотреблении, несмотря на предотвращение накопления наледи и, таким образом, нет необходимости в энергоемкой последовательности операций размораживания покрытого льдом регенератора, как в известном уровне техники.[0007] According to another preferred embodiment of the present invention, the heat reclaimer is a liquid-coupled heat reclaimer that includes at least one battery for exhaust air in a first air stream and at least one battery for intake air in a second air stream. At the same time, between the said batteries in the pipeline system, a flow controlled, relative to the flow rate, circulates, transmitting energy between the air flows, as described above. In addition, the air purification unit also contains a pre-heating device that is located in a different air flow in the direction of flow in front of the exhaust air battery. The method also includes the steps in which, as in the previously presented case, the temperature of the liquid entering the exhaust air bank is measured and, in addition, the confirmation temperature is determined, which should be equal to the measured temperature of the fluid entering the exhaust air bank. In addition, when at least one of the criteria K 1 or K 2 is satisfied, an action is taken to influence the operating mode of the heat exchanger by increasing the temperature of the exhaust air in front of the intake air stack. This is done by changing the control signal supplied to the preheater to thereby increase the power output therefrom and thereby prevent the accumulation of ice in the exhaust air battery. Thanks to the combined heat recovery control and preheating device, as well as the constant monitoring of the confirmation temperature according to the K 1 and K 2 criteria, optimal operation is achieved with low energy consumption, despite the prevention of ice build-up and thus there is no need for an energy-intensive defrosting sequence. an ice regenerator as in the prior art.
[0008] Согласно другому предпочтительному варианту реализации настоящего изобретения регенератор тепла представляет собой пластинчатый теплообменник (либо в виде перекрестноточного теплообменника, либо противоточного теплообменника), который выполнен с возможностью обмена энергией между первым и вторым потоками воздуха. Таким образом, способ включает этап измерения температуры Тсс в так называемом «холодном углу» пластинчатого теплообменника. Холодный угол представляет собой известный термин в отношении пластинчатых теплообменников и соответствует наиболее холодному месту, где происходит встреча воздуха с вытяжным воздухом. Кроме того, способ включает этап, на котором устанавливают температуру подтверждения равной температуре Тсс, измеренной в холодном углу, что полагают безопасным и экономически эффективным способом измерения температуры, т.е. при правильно установленном датчике температуры в «холодном углу». Это связано с тем, что это место, безусловно, является самым холодным, в отличие от неопределенности, которая преобладает при измерении, например, посредством роторного теплообменника. В этом случае на режим эксплуатации теплообменника влияет снижение эффективности пластинчатого теплообменника посредством изменения управляющего сигнала, подаваемого на устройства управления дросселем, которые обычно расположены на стороне наружного воздуха пластинчатого теплообменника и в так называемой «обходной секции». При этом происходит пропускание воздуха через рециркуляционную часть регенератора тепла за счет обхода по меньшей мере некоторой части наружного воздуха, причем эффективность снижена для предотвращения накопления наледи в регенераторе тепла. Посредством указанного способа управляют температурой подтверждения в соответствии с вышеуказанными критериями с целью постоянного предотвращения накопления наледи, но с одновременной максимально возможной рекуперацией тепла, т.е., при такой близости к пределу накопления наледи, насколько это необходимо для существующей установки, что экономит энергию и устраняет необходимость в повторяемых последовательностях операций размораживания, таких как в известном уровне техники в пластинчатых теплообменниках.[0008] In another preferred embodiment of the present invention, the heat exchanger is a plate heat exchanger (either a cross-flow heat exchanger or a counter-flow heat exchanger) that is configured to exchange energy between the first and second air streams. Thus, the method includes the step of measuring the temperature T cc in the so-called "cold corner" of the plate heat exchanger. Cold corner is a well-known term for plate heat exchangers and corresponds to the coldest place where the air meets the extract air. In addition, the method includes the step of setting the confirmation temperature to be equal to the temperature Tcc measured in the cold corner, which is believed to be a safe and cost effective way to measure the temperature, i. E. with a correctly installed temperature sensor in the "cold corner". This is because this location is by far the coldest, in contrast to the uncertainty that prevails when measuring, for example, with a rotary heat exchanger. In this case, the mode of operation of the heat exchanger is affected by a decrease in the efficiency of the plate heat exchanger by changing the control signal applied to the throttle control devices, which are usually located on the outside air side of the plate heat exchanger and in the so-called "bypass section". In this case, air is passed through the recirculation part of the heat regenerator by bypassing at least some of the outside air, and the efficiency is reduced to prevent the accumulation of ice in the heat regenerator. By means of this method, the confirmation temperature is controlled in accordance with the above criteria in order to continuously prevent the accumulation of ice, but with the simultaneous maximum possible recovery of heat, i.e., with as close to the limit of the accumulation of ice as is necessary for the existing installation, which saves energy and eliminates the need for repeatable defrosting sequences such as in the prior art in plate heat exchangers.
[0009] Согласно другому предпочтительному варианту реализации настоящего изобретения рециклер тепла также выполнен в этом варианте реализации в виде пластинчатого теплообменника, который выполнен с возможностью обмена энергией между первым и вторым потоками воздуха. Таким образом, способ включает этап измерения температуры Тсс в так называемом «холодном углу» пластинчатого теплообменника, как упомянуто выше. Способ также включает этап, на котором устанавливают температуру подтверждения равной измеренной температуре в холодном углу, что полагают безопасным и экономически эффективным способом измерения температуры, то есть при правильно установленном датчике температуры в «холодном углу». Режим эксплуатации теплообменника в этом случае зависит от того, что блок очистки воздуха также содержит устройство предварительного нагрева, которое расположено в первом потоке воздуха в направлении потока перед пластинчатым теплообменником. Затем способ включает этап воздействия на режим эксплуатации регенератора тепла посредством увеличения температуры наружного воздуха перед пластинчатым теплообменником посредством изменения управляющего сигнала, подаваемого на устройство предварительного нагрева, для увеличения его выходной мощности с целью предотвращения накопления наледи в теплообменнике. Благодаря комбинированному управлению рекуперацией тепла и устройством предварительного нагрева и постоянному слежению за температурой подтверждения в соответствии с критериями K1 и K2 достигнута оптимальная работа при низком потреблении энергии, несмотря на предотвращение накопления наледи. Таким образом, нет необходимости в энергоемкой последовательности операций размораживания покрытого льдом регенератора, как в известном уровне техники.[0009] According to another preferred embodiment of the present invention, the heat recycler is also in this embodiment in the form of a plate heat exchanger, which is configured to exchange energy between the first and second air streams. Thus, the method includes the step of measuring the temperature T cc in the so-called "cold corner" of the plate heat exchanger, as mentioned above. The method also includes the step of setting the confirmation temperature to be equal to the measured temperature in the cold corner, which is believed to be a safe and cost effective way to measure the temperature, that is, with the temperature sensor in the "cold corner" properly installed. The mode of operation of the heat exchanger in this case depends on the fact that the air purification unit also contains a pre-heating device, which is located in the first air flow in the direction of flow in front of the plate heat exchanger. The method then includes the step of influencing the operating mode of the heat exchanger by increasing the outside air temperature in front of the plate heat exchanger by changing the control signal supplied to the preheater to increase its power output in order to prevent the accumulation of ice in the heat exchanger. Thanks to the combined heat recovery control and preheating device and the constant monitoring of the confirmation temperature in accordance with the K 1 and K 2 criteria, optimum operation is achieved with low energy consumption, despite avoiding ice build-up. Thus, there is no need for the energy-intensive defrosting sequence of the ice-covered regenerator as in the prior art.
[0010] Согласно другому предпочтительному варианту реализации настоящего изобретения регенератор тепла в этом варианте реализации представляет собой пластинчатый теплообменник с возможностью обмена энергией между первым и вторым потоками воздуха. При этом способ включает этапы измерения потока отработанного воздуха, потока впускного воздуха, температуры и влагосодержания отработанного воздуха и температуры и влагосодержания в отработанном воздухе перед пластинчатым теплообменником. При использовании этих значений точка росы, а также эффективность пластинчатого теплообменника, рассчитана известным способом для текущего режима эксплуатации. Затем, согласно этому варианту реализации температуру подтверждения определяют теоретическим расчетом температуры самой холодной точки на основе измеренных и рассчитанных значений вместо использования по меньшей мере немного более неопределенного измеренного значения. Это приводит к значению температуры, используемому для управления, а температуру подтверждения сверяют с установленной температурой накопления наледи и/или точкой росы, как описано ранее. Наконец, предпринимают действия, влияющие на режим эксплуатации регенератора тепла, и это также достигают в этом варианте реализации посредством снижения эффективности пластинчатого теплообменника с помощью измененного управляющего сигнала для устройств управления дросселем, как описано выше. При этом снижена эффективность предотвращения накопления наледи в теплообменнике.[0010] According to another preferred embodiment of the present invention, the heat exchanger in this embodiment is a plate heat exchanger capable of exchanging energy between the first and second air streams. The method includes the steps of measuring the exhaust air flow, the intake air flow, the temperature and moisture content of the exhaust air, and the temperature and moisture content in the exhaust air before the plate heat exchanger. Using these values, the dew point as well as the efficiency of the plate heat exchanger are calculated in a known manner for the current operating conditions. Then, in this embodiment, the confirmation temperature is determined by theoretically calculating the coldest point temperature based on the measured and calculated values, instead of using at least a slightly more uncertain measured value. This results in a temperature value used for control and the confirmation temperature is checked against the set ice build-up temperature and / or dew point as previously described. Finally, actions are taken to influence the operating mode of the heat exchanger, and this is also achieved in this embodiment by reducing the efficiency of the plate heat exchanger by using a modified control signal for the throttle control devices as described above. At the same time, the efficiency of preventing the accumulation of ice in the heat exchanger is reduced.
[0011] В соответствии с другим вариантом реализации регенератора тепла теплообменника пластинчатого типа температуру подтверждения рассчитывают теоретически вместо ее измерения, как описано выше. Однако в этом случае это действие предпринимают вместо использования устройства предварительного нагрева, который в этом варианте реализации расположен в первом потоке воздуха в направлении потока перед пластинчатым теплообменником. Затем способ включает, как описано выше, этап воздействия на режим эксплуатации теплообменника посредством повышения температуры наружного воздуха перед пластинчатым теплообменником посредством изменения управляющего сигнала, подаваемого на устройство предварительного нагрева, для увеличения выходной мощности от нагревателя с целью предотвращения накопления наледи в регенераторе тепла.[0011] According to another embodiment of the plate type heat exchanger heat exchanger, the confirmation temperature is calculated theoretically instead of being measured as described above. However, in this case, this action is taken instead of using a preheating device, which in this embodiment is located in the first air flow in the direction of flow in front of the plate heat exchanger. The method then includes, as described above, the step of influencing the operating mode of the heat exchanger by increasing the outside air temperature in front of the plate heat exchanger by changing the control signal supplied to the preheater to increase the power output from the heater to prevent ice build-up in the heat exchanger.
[0012] В соответствии с другим предпочтительным вариантом реализации настоящего изобретения регенератор тепла представляет собой роторный регенератор тепла, и способ включает при этом этапы, выполняемые известным образом, для измерения потока отработанного воздуха, потока впускного воздуха, температуры и влагосодержания отработанного воздуха и температуры и влагосодержания отработанного воздуха перед роторным регенератором тепла. При использовании этих значений точку росы, а также эффективность регенератора тепла рассчитывают известным образом для текущего режима эксплуатации. Затем, согласно этому варианту реализации температуру подтверждения определяют посредством расчета, основанного на измеренных и рассчитанных значениях. Как упомянуто в описании известного уровня техники, измерение должно, в соответствии с известной технологией, быть выполнено либо во многих точках, либо в одной точке, которую можно полагать характерной для обеспечения возможности измерения в самой холодной точке. В действительности следует прибегнуть к компромиссу, поскольку это место может быть разным в зависимости от количества оборотов ротора в минуту, размера ротора, потока воздуха, температурных условий и т.д., и поэтому во многих случаях выбирают надежные допуски безопасности для своевременного начала размораживания или используют большую мощность для сокращения времени размораживания. Для предотвращения использования большого количества датчиков или необходимости рисковать при размещении одного или нескольких датчиков, подход, как упоминалось, состоит в теоретическом расчете температуры в самой холодной точке для текущего случая и использовании ее вместо неопределенного значения измерения. Посредством этого получена безопасная температура для управления извне, причем температуру подтверждения затем сверяют с установленной температурой накопления наледи и/или точкой росы, как описано ранее. Наконец, задают действие для воздействия на режим эксплуатации теплообменника, причем в этом варианте реализации это достигнуто посредством снижения его эффективности посредством изменения управляющего сигнала, управляющего скоростью роторного регенератора тепла, для оптимальной рекуперации и в то же время предотвращения накопления наледи на роторном теплообменнике. Посредством этого способа избегают использования большого количества датчиков или в высокой степени неопределенного размещения и измерения характерной температуры подтверждения, что представляет собой преимущество по сравнению с известными способами.[0012] In accordance with another preferred embodiment of the present invention, the heat recovery unit is a rotary heat recovery unit, and the method includes steps in a known manner to measure exhaust air flow, intake air flow, temperature and moisture content of exhaust air, and temperature and moisture content. exhaust air in front of the rotary heat exchanger. Using these values, the dew point as well as the efficiency of the heat exchanger are calculated in a known manner for the current operating conditions. Then, according to this embodiment, the confirmation temperature is determined by a calculation based on the measured and calculated values. As mentioned in the description of the prior art, the measurement should, in accordance with known technology, be performed either at many points or at a single point that can be considered representative to allow measurement at the coldest point. In fact, a compromise has to be made as this location can be different depending on rotor RPM, rotor size, air flow, temperature conditions, etc., and therefore in many cases good safety tolerances are chosen to start defrosting on time or use more power to shorten the defrosting time. To prevent the use of a large number of sensors or the need to take risks when placing one or more sensors, the approach, as mentioned, is to theoretically calculate the temperature at the coldest point for the current case and use it instead of the undefined measurement value. A safe temperature for external control is thereby obtained, the confirmation temperature then being compared with the set ice accumulation temperature and / or dew point as previously described. Finally, an action is set to influence the mode of operation of the heat exchanger, and in this embodiment this is achieved by reducing its efficiency by changing the control signal that controls the speed of the rotary heat exchanger for optimal recovery and at the same time preventing the accumulation of ice on the rotary heat exchanger. This method avoids the use of a large number of sensors or a highly uncertain placement and measurement of the characteristic confirmation temperature, which is an advantage over the known methods.
[0013] Возможная альтернатива только что описанному варианту реализации настоящего изобретения состоит в измерении температуры отработанного воздуха в характерном месте вместо ее вычисления и обеспечения возможности ее использования в качестве температуры подтверждения. В противном случае влияние на режим эксплуатации регенератора тепла будет таким же, как указано выше, и будет достигнуто посредством изменения скорости ротора.[0013] A possible alternative to the just described embodiment of the present invention is to measure the temperature of the exhaust air at a representative location instead of calculating it and enable it to be used as a confirmation temperature. Otherwise, the effect on the operating mode of the heat exchanger will be the same as indicated above and will be achieved by changing the rotor speed.
[0014] Другой вариант реализации настоящего изобретения состоит в использовании устройства предварительного нагрева также в качестве альтернативы, когда регенератор тепла представляет собой роторный регенератор тепла. Нагреватель размещают во втором потоке воздуха (впускном воздухе) в направлении потока перед роторным регенератором тепла, а способ при этом включает известные этапы измерения потока отработанного воздуха, потока впускного воздуха, температуры и влагосодержания отработанного воздуха и температуры и влагосодержания отработанного воздуха перед роторным регенератором тепла. С помощью этих значений точку росы и эффективность регенератора тепла рассчитывают известным способом. Затем температуру подтверждения определяют посредством расчета на основе измеренных и рассчитанных значений, как описано выше, и, наконец, выполняют действие, влияющее на режим эксплуатации теплообменника. Это достигают посредством изменения управляющего сигнала, подаваемого на устройство предварительного нагрева, для увеличения его выходной мощности и посредством оптимизации управления рекуперацией при предотвращении накопления наледи на роторном теплообменнике.[0014] Another embodiment of the present invention is to use a preheater also as an alternative when the heat recuperator is a rotary heat recuperator. The heater is placed in the second air flow (intake air) in the direction of flow in front of the rotary heat regenerator, and the method includes the known steps of measuring the exhaust air flow, the intake air flow, the temperature and moisture content of the exhaust air and the temperature and moisture content of the exhaust air in front of the rotary heat regenerator. Using these values, the dew point and the efficiency of the heat exchanger are calculated in a known manner. Then, the confirmation temperature is determined by calculation based on the measured and calculated values as described above, and finally, an action affecting the operating mode of the heat exchanger is performed. This is achieved by changing the control signal supplied to the preheater to increase its power output and by optimizing the recuperation control while preventing ice build-up on the rotary heat exchanger.
[0015] В соответствии с другим вариантом реализации настоящего изобретения вместо вычисления температуры подтверждения используют устройства предварительного нагрева вместе с ротором (как в самом последнем варианте) для измерения температуры вытяжного воздуха и определения ее в качестве температуры подтверждения. При проверке критериев, указывающей на необходимость выполнения действия, следует изменить, как описано выше, управляющий сигнал, подаваемый на устройство предварительного нагрева, для увеличения выходной мощности нагревателя. Управление и координация рекуперации и предварительного подогрева работают, как описано выше, для оптимальной рекуперации без необходимости удаления наледи, уже накопившейся на роторе.[0015] In accordance with another embodiment of the present invention, instead of calculating the confirmation temperature, preheaters are used together with the rotor (as in the most recent embodiment) to measure the exhaust air temperature and determine it as the confirmation temperature. When checking the criteria to indicate an action is required, the control signal to the preheater should be changed as described above to increase the output of the heater. The control and coordination of the recuperation and preheating work as described above for optimal recuperation without the need to remove any ice already accumulated on the rotor.
[0016] Настоящее изобретение обеспечивает ряд преимуществ по сравнению с известными решениями:[0016] The present invention provides a number of advantages over prior art solutions:
- предотвращение образования инея/накопления наледи на регенераторе при использовании усовершенствованного способа, не потребляющего столько энергии, сколько известные решения;- preventing the formation of frost / accumulation of ice on the regenerator when using an improved method that does not consume as much energy as the known solutions;
- устранена необходимость размораживания, поскольку не допускают накопления наледи;- the need for defrosting has been eliminated, since they do not allow the accumulation of ice;
- посредством определения разными способами температуры подтверждения и ее оценки в соответствии с различными критериями и с заданным возможным допуском, чувствительность операции размораживания может быть лучше отрегулирована, чем в известных способах, и это можно принять во внимание для оптимальной рекуперации тепла;- by determining the confirmation temperature in different ways and evaluating it according to various criteria and with a given possible tolerance, the sensitivity of the defrosting operation can be better adjusted than in known methods, and this can be taken into account for optimal heat recovery;
- этот способ хорошо работает в установках с регулируемой вентиляцией (VAV), в отличие от известных технических решений, в которых перепад давления в теплообменнике используют в качестве индикатора накопления наледи;- this method works well in installations with controlled ventilation (VAV), in contrast to the known technical solutions, in which the pressure drop in the heat exchanger is used as an indicator of the accumulation of ice;
- варианты реализации настоящего изобретения, в которых вычисляют температуру подтверждения, дают надежное значение и исключают опасность проведения измерения в неправильном месте в теплообменнике, что, в отличие от известных решений, приводит к соответствующим и надежным данным и сводит к минимуму количество датчиков. Это особенно выгодно в случае роторного регенератора тепла, поскольку затруднительно измерить существенные данные посредством одного или нескольких датчиков;- embodiments of the present invention, in which the confirmation temperature is calculated, provide a reliable value and eliminate the risk of taking a measurement in the wrong place in the heat exchanger, which, in contrast to the known solutions, leads to appropriate and reliable data and minimizes the number of sensors. This is especially advantageous in the case of a rotary heat exchanger since it is difficult to measure essential data by means of one or more sensors;
- способ работает для нескольких различных типов регенераторов тепла;- the method works for several different types of heat exchangers;
- сведена к минимуму необходимость использования нескольких датчиков в разных местах для обеспечения надежных данных.- minimized the need for multiple sensors in different locations to provide reliable data.
Краткое описание чертежейBrief Description of Drawings
[0017] На следующих чертежах:[0017] In the following drawings:
- на ФИГ. 1 схематически показан блок очистки воздуха, оснащенный регенератором тепла с жидкостной связью;- in FIG. 1 schematically shows an air purification unit equipped with a liquid-coupled heat exchanger;
- на ФИГ. 2 схематически показан блок очистки воздуха, оснащенный пластинчатым теплообменником; это может быть противоточный теплообменник или так называемый перекрестноточный теплообменник;- in FIG. 2 schematically shows an air purification unit equipped with a plate heat exchanger; it can be a counter-flow heat exchanger or a so-called cross-flow heat exchanger;
- на ФИГ. 3 схематически показан блок очистки воздуха, оснащенный роторным теплообменником.- in FIG. 3 schematically shows an air purification unit equipped with a rotary heat exchanger.
[0018] Коструктивное исполнение настоящего изобретения показано в последующем подробном описании трех вариантов реализации изобретения со ссылками на прилагаемые чертежи, показывающие предпочтительные, но не ограничивающие примеры вариантов реализации настоящего изобретения.[0018] A structural embodiment of the present invention is shown in the following detailed description of three embodiments of the invention with reference to the accompanying drawings, showing preferred but non-limiting examples of embodiments of the present invention.
Осуществление изобретенияImplementation of the invention
[0019] На ФИГ. 1 схематически показан блок 2 очистки воздуха с регенератором 1 тепла типа регенератора 1 тепла с жидкостной связью. Регенератор 1 тепла выполнен с возможностью передачи энергии между первым потоком 3 и вторым потоком 4 воздуха, причем первый поток 3 отработанного воздуха содержит в направлении потока первый отработанный воздух 5, который при прохождении через регенератор 1 тепла называют вытяжным воздухом 6. Второй поток 4 воздуха содержит в направлении потока первый отработанный воздух 7, который после его прохождения через регенератор 1 тепла называют впускным воздухом 8. Блок 2 очистки воздуха также содержит вентилятор 9 для отработанного воздуха, который перемещает первый поток 3 воздуха, и вентилятор 10 для впускного воздуха, который перемещает второй поток 4 воздуха. Для управления и контроля блока 2 очистки воздуха и его компонентов и, таким образом, для реализации предлагаемого в настоящем изобретении способа, установлено управляющее оборудование 11. Регенератор 1 тепла, в свою очередь, содержит по меньшей мере одну батарею 12 для отработанного воздуха в первом потоке 3 воздуха и по меньшей мере одну батарею 13 для впускного воздуха во втором потоке 4 воздуха. Для передачи энергии между батареями 12, 13, т.е., для рекуперации тепла (или охлаждения) циркулирует поток жидкости, который можно регулировать относительно расхода в контуре 14 жидкости между батареями 12, 13. Жидкость циркулируете использованием циркуляционного насоса 15, который в предпочтительном варианте реализации можно регулировать относительно частоты вращения для изменения потока через батареи 12, 13. Контур жидкости на чертеже также снабжен регулирующим клапаном 16, которым, альтернативно или вместе с управлением скоростью насоса 15, можно управлять для регулирования расхода через батарею 12 для отработанного воздуха. Для измерения температур воздуха и влагосодержания в разных местах схематически показаны несколько датчиков, расположенных (без обозначений) для измерения температуры T5 и влагосодержания X5 отработанного воздуха 5, температуры Т7 наружного воздуха 7 и температуры T8 впускного воздуха 8. Таким образом, в соответствии с этим способом измерены температура Т5 и влажность Х5 отработанного воздуха 5, и при этом вычислена текущая температура T5dp точки росы отработанного воздуха 5. После этого определена так называемая температура Tv подтверждения, которая при этом типе регенератора 1 тепла положена равной измеренной температуре Twi жидкости для текучей среды, входящей в батарею 12 для отработанного воздуха, которая схематически показана в виде датчика температуры на трубе.[0019] FIG. 1 schematically shows an
[0020] Температура Twi жидкости представляет собой удобную и надежную температуру, которая безопасно измеряет самую холодную температуру с достаточной точностью, поэтому ее предпочтительно использовать для получения простой установки и управления. В соответствии с этим способом также определяют так называемую температуру TF накопления наледи, которая зависит по меньшей мере от одной, но предпочтительно от нескольких характеристик и/или условий s1…s8 для текущего рабочего случая и рассматриваемого регенератора 1 тепла. Температура Tf накопления наледи основана либо на эмпирических данных, полученных посредством тестирования соответствующего регенератора тепла в большом количестве рабочих случаев, причем текущий рабочий режим дает критическое значение, то есть температуру Tf накопления наледи, в качестве альтернативы эта величина может быть определена аналитически посредством расчета. Данные, которые являются основой для функции (которая дает температуру Tf накопления наледи), как правило, следующие:[0020] The temperature T wi of the liquid is a convenient and reliable temperature that safely measures the coldest temperature with sufficient accuracy, so it is preferable to use it for easy setup and control. In accordance with this method, the so-called ice accumulation temperature T F is also determined, which depends on at least one, but preferably on several characteristics and / or conditions s1 ... s8 for the current operating case and the
s1 = тип регенератора (1) тепла,s1 = type of heat exchanger (1),
s2 = эффективность ηТ температуры,s2 = efficiency η T temperature,
s3 = эффективность ηх влагосодержания,s3 = efficiency η x moisture content,
s4 = влагосодержание x5 отработанного воздуха (5),s4 = moisture content x 5 of the exhaust air (5),
s5 = температура T5 отработанного воздуха (5),s5 = temperature T 5 of the exhaust air (5),
s6 = температура Т7 наружного воздуха (7)s6 = outdoor temperature T 7 (7)
s7 = скорость v4 воздуха для впускного воздуха (8)s7 = air speed v 4 for intake air (8)
s8 = скорость v4 воздуха для отработанного воздуха (5).s8 = air speed v 4 for exhaust air (5).
[0021] В зависимости от типа регенератора 1 тепла используют различное количество данных из вышеперечисленных данных при определении температуры Tf накопления наледи. Для регенератора 1 тепла с жидкостной связью предпочтительно используют данные s1, s2, s4, s5 и s6. Другими данными, которые могут оказывать влияние, являются s7 и s8, которые могут быть добавлены в качестве важных параметров в расчетах. При определенных значениях температуры Tv подтверждения и температуры TF накопления наледи проводят сравнение температуры Tv подтверждения по меньшей мере с одним из двух критериев K1, K2, где K1: Tv≤Tf, т.е. проверяют равно или ниже значение температуры подтверждения температуре накопления наледи. Кроме того, второй критерий K2 также может быть проверен в соответствии с K2: Tv≤T5dp+Δ1°C, т.е. проверяют равна или ниже температура подтверждения расчетной точки росы. Этот критерий также содержит необязательную константу Δ1 для добавления к вычислению, что дает определенный допуск того, насколько близко к точке росы должно быть значение, при котором Δ1≥0. При выполнении по меньшей мере одного из критериев K1 или K2, в соответствии с одной альтернативой эффективность ηT температуры регенератора тепла снижена посредством изменения потока жидкости через батарею 12 для отработанного воздуха, посредством управления скоростью циркуляционного насоса 15 или посредством управления клапаном 16, так что происходит повышение температуры Twi жидкости, входящей в батарею 12 для отработанного воздуха. При этом происходит изменение режима эксплуатации регенератора 1 тепла, так что по меньшей мере любой из критериев K1, K2 больше не выполнен. Другой вариант представляет собой повышение температуры Т7 наружного воздуха 7 посредством устройства 17 предварительного нагрева, которое в этом случае размещено во втором потоке 4 воздуха (всасываемый воздух), перед регенератором 1 тепла, причем режим эксплуатации регенератора 1 тепла изменен настолько, что по меньшей мере один из критериев K1, K2 больше не выполнен, для оптимальной рекуперации и в то же время противодействию накоплению наледи на регенераторе 1 тепла. Оба этих варианта выполнены посредством управляющего сигнала от управляющего оборудования 11 к циркуляционному насосу 15 и/или к управляющему клапану 16, или, в качестве варианта, к устройству 17 предварительного нагрева.[0021] Depending on the type of
[0022] На ФИГ. 2 схематически показан блок 2 очистки воздуха с регенератором 1 тепла теплообменника пластинчатого типа, который может быть в форме перекрестноточного теплообменника или противоточного теплообменника. Пластинчатый теплообменник 1 снабжен в соответствии с известной технологией несколькими управляемыми дроссельными устройствами 18, которыми можно управлять для полного или частичного закрытия или открытия регенератора 1 тепла для пропускания наружного воздуха 7 в сочетании с открытием и закрытием так называемого перепускного дросселя, предназначенного для обхода, при необходимости, определенной части наружного воздуха 7. Это представляет собой возможность регулирования регенератора 1 тепла через управляющее оборудование 11. Блок 2 очистки воздуха сконструирован таким же образом, как описано выше, с первым и вторым потоком 3, 4 воздуха, вентиляторами 9, 10, отработанным воздухом 5, вытяжным воздухом 6, наружным воздухом 7 и впускным воздухом 8. Разница в том, что уникально для типа регенератора 1 тепла. Для измерения температуры воздуха и влагосодержания в разных местах аналогично тому, как показано на ФИГ. 1, расположено несколько датчиков (без обозначений) для измерения температуры T5 и влагосодержания X5 отработанного воздуха 5 и температуры Т7 наружного воздуха 7 и температуры T8 впускного воздуха 8. Таким же образом, как указано выше, температура T5dp текущей точки росы отработанного воздуха 5 основана на данных измерений отработанного воздуха 5. После этого здесь также определяют температуру Tv подтверждения, которая для этого типа регенератора 1 тепла установлена равной измеренной температуре Тсс в так называемом «холодном углу». Это место хорошо известно и его легко определить как самое холодное место в пластинчатых теплообменниках, причем это место встречи холодного наружного воздуха 7 с вытяжным воздухом 6. Температура Тсс в холодном углу представляет собой удобную и надежную температуру, которая может быть измерена с достаточной точностью, поэтому ее предпочтительно использовать для получения простой установки и управления. Однако также может быть выбрано использование рассчитанной температуры, которая более подробно описана в связи с роторным теплообменником, причем при этом также должен быть выполнен ряд других измерений (см. дополнительное описание расчета температуры подтверждения для роторного регенератора тепла, ФИГ. 3). Температура накопления наледи определена так же, как описано выше, посредством функции, зависящей по меньшей мере от одной, но предпочтительно от ряда характеристик и/или условий s1…s8 для текущего рабочего случая и для текущего регенератора 1 тепла. Для пластинчатых регенераторов 1 тепла предпочтительно используют характеристики s1, s2, s4, s5 и s6. Другими способными оказать влияние характеристиками являются s7 и s8, которые могут быть добавлены в качестве важных параметров в расчетах. Далее в этом случае способ продолжают таким же образом, так что при определенных значениях температуры Tv подтверждения и температуры Tf накопления наледи проверяют температуру Tv подтверждения по двум критериям K1, K2 и принимают меры, если по меньшей мере один из них удовлетворен. Как описано выше, при использовании другого варианта регенератора 1 тепла происходит уменьшение эффективности ηТ температуры, но в этом случае это происходит посредством управляющего сигнала от управляющего оборудования 11, которое обеспечивает замену дроссельных устройств 18 для уменьшения рекуперации тепла. При этом происходит изменение режима эксплуатации регенератора 1 тепла, так что по меньшей мере один из критериев K1, K2 больше не выполнен. Во втором варианте реализации повышают температуру Т7 наружного воздуха 7 посредством устройства 17 предварительного нагрева, которое расположено во втором потоке 4 воздуха (всасываемый воздух) перед регенератором 1 тепла, в результате чего режим эксплуатации регенератора 1 тепла изменен настолько, что по меньшей мере один из критериев K1, K2 более не выполнен, для оптимальной рекуперации и в то же время противодействия накоплению наледи на регенераторе 1 тепла. Выходная мощность устройства 17 предварительного нагрева изменена в результате того, что управляющий сигнал подан от управляющего оборудования 11 к нагревателю 17.[0022] FIG. 2 schematically shows an
[0023] На ФИГ. 3 схематически показан блок 2 очистки воздуха с регенератором 1 тепла регенератора 1 тепла роторного типа. Блок 2 очистки воздуха выполнен таким же образом, как описано выше, с первым и вторым потоками 3, 4 воздуха, вентиляторами 9, 10, отработанным воздухом 5, вытяжным воздухом 6, наружным воздухом 7 и впускным воздухом 8. Отлично здесь также то, что уникально для данного типа регенератора 1 тепла, в данном случае для роторного теплообменника 1. Для измерения температуры воздуха и влагосодержания в разных местах схематически аналогично тому, как на ФИГ. 1 и ФИГ. 2, расположен ряд датчиков (без обозначений) для измерения температуры T5 и влагосодержания X5 отработанного воздуха 5, температуры Т7 наружного воздуха 7 и температуры T8 впускного воздуха 8. Таким же образом, как указано выше, температура T5dp текущей точки росы отработанного воздуха 5 основана на данных измерений для отработанного воздуха 5. В дополнение к этим данным измерений, на управляющее оборудование 11 также собраны данные измерений, относящихся к текущему потоку V4 впускного воздуха, текущему потоку V3 вытяжного воздуха и температуре Т7 наружного воздуха 7 и влагосодержанию Х7 в месте перед роторным теплообменником 1. Кроме того, эффективность η1 роторного регенератора 1 тепла рассчитана для текущего режима эксплуатации. После этого определяют температуру Tv подтверждения, которую при этом типе регенератора 1 тепла полагают равной расчетной температуре, полностью основанной на ряде только что перечисленных измеренных значений. При проведении вычислений вместо измерения можно избежать компромиссного подхода к измеренному значению от (мы надеемся, характерного) выхода датчика, который все же ненадежен, поскольку оптимальное место меняется в зависимости от количества оборотов ротора в минуту, размера ротора, потока воздуха, температурных условий, и т.д., что особенно проблематично, например, в системах с переменным объемом воздуха (VAV). Таким образом, рассчитана вычисляемая температура Tv подтверждения, которая представляет собой самую низкую температуру, и именно она затем проверена относительно определенной температуры Tf накопления наледи и/или точки T5dp росы, как описано ранее. Для роторного теплообменника 1 предпочтительно используют величины s1-s6, а другие величины, способные влиять на использование, представляют собой величины s7 и s8, которые могут быть добавлены в качестве значимых параметров в расчетах для определения температуры TF накопления наледи. Затем при выполнении по меньшей мере одного или обоих критериев K1, K2 для выполнения действия, это действие выполняют для воздействия на режим эксплуатации роторного регенератора 1 тепла. Доступные для этого варианты реализации, как и прежде, состоят в уменьшении эффективности η регенератора 1 тепла посредством изменения управляющего сигнала, который управляет скоростью роторного теплообменника 1, для оптимальной рекуперации и в то же время предотвращения накопления наледи на роторном регенераторе 1 тепла. Еще один вариант реализации состоит в использовании устройства 17 предварительного нагрева во внешнем воздухе 7 для его нагрева в месте во втором потоке 4 воздуха (впускном воздухе) перед роторным регенератором 1 тепла. При этом управляющий сигнал обеспечит увеличение выходной мощности нагревателя 17. Альтернатива к вычислению температуры Tv подтверждения может состоять в измерении, вместо вычисления, температуры в вытяжном воздухе Т6, немного в стороне от ротора, и присвоения этого значения температуры температуре Tv подтверждения. Датчик температуры для этой альтернативы показан как пунктирный датчик в вытяжном воздухе на ФИГ. 3.[0023] FIG. 3 schematically shows an
Список обозначенийList of designations
1 = регенератор тепла1 = heat recovery
2 = блок очистки воздуха2 = air purification unit
3 = первый поток воздуха3 = first air flow
4 = второй поток воздуха4 = second air stream
5 = отработанный воздух5 = exhaust air
6 = вытяжной воздух6 = extract air
7 = наружный воздух7 = outside air
8 = впускной воздух8 = intake air
9 = вытяжной вентилятор9 = exhaust fan
10 = вентилятор для впускного воздуха10 = fan for intake air
11 = управляющее оборудование11 = control equipment
12 = батарея для отработанного воздуха12 = battery for exhaust air
13 = батарея для впускного воздуха13 = battery for intake air
14 = контур жидкости14 = fluid circuit
15 = циркуляционный насос15 = circulation pump
16 = регулирующий клапан16 = control valve
17 = устройство предварительного нагрева17 = pre-heater
18 = дроссельные устройства18 = throttle devices
Т = температураT = temperature
х = влагосодержаниеx = moisture content
F = функцияF = function
К = критерийK = criterion
η = эффективностьη = efficiency
V = потокV = flow
v = скоростьv = speed
s = конкретное свойствоs = specific property
Claims (124)
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SE1750396-2 | 2017-03-31 | ||
SE1750396A SE540735C2 (en) | 2017-03-31 | 2017-03-31 | Method for counteracting the build-up of frost on a heat recycler arranged at an air treatment unit |
PCT/SE2018/050199 WO2018182479A1 (en) | 2017-03-31 | 2018-03-01 | Method to counteract build-up of frost on a heat reclaimer arranged in an air treatment unit |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2019128646A RU2019128646A (en) | 2021-04-30 |
RU2019128646A3 RU2019128646A3 (en) | 2021-09-15 |
RU2760419C2 true RU2760419C2 (en) | 2021-11-24 |
Family
ID=63677931
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2019128646A RU2760419C2 (en) | 2017-03-31 | 2018-03-01 | Method for countering accumulation of icing on heat regenerator installed in air purification unit |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP3601894A4 (en) |
RU (1) | RU2760419C2 (en) |
SE (1) | SE540735C2 (en) |
WO (1) | WO2018182479A1 (en) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109945467A (en) * | 2019-03-26 | 2019-06-28 | 珠海格力电器股份有限公司 | Air conditioner and control method thereof |
CN110260467B (en) * | 2019-05-28 | 2021-09-21 | 青岛海尔空调电子有限公司 | Air conditioner and anti-freezing protection control method and control device thereof |
FR3113941B1 (en) * | 2020-09-04 | 2023-06-09 | Aereco | Improved heat exchanger for double flow ventilation |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU66178A1 (en) * | 1945-03-07 | 1945-11-30 | Н.З. Бруштейн | Method for preventing regenerators from freezing in air separation plants and device for its implementation |
WO2006071117A1 (en) * | 2004-12-30 | 2006-07-06 | Nederlandse Organisatie Voor Toegepast-Natuurwetenschappelijk Onderzoek Tno | Ventilation system |
EP2508814A1 (en) * | 2011-04-08 | 2012-10-10 | Zehnder Verkaufs- und Verwaltungs AG | Ventilation unit |
US20160290675A1 (en) * | 2013-11-26 | 2016-10-06 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Supply and exhaust ventilation device |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FI92868C (en) * | 1993-07-07 | 1996-02-06 | Abb Installaatiot Oy | Method and apparatus for controlling the heat transfer in an air-exchange or air-conditioning system |
CN100465555C (en) * | 2005-07-26 | 2009-03-04 | 三菱电机株式会社 | Refrigerating air conditioner |
US7886986B2 (en) * | 2006-11-08 | 2011-02-15 | Semco Inc. | Building, ventilation system, and recovery device control |
WO2008102999A1 (en) * | 2007-02-22 | 2008-08-28 | Kyungdong Everon Co., Ltd. | Device for preventing dew condensation of heat exchange type ventilator and control method thereof |
SE537165C2 (en) * | 2011-09-30 | 2015-02-24 | Voltair Systems Ab | Method and system for controlling the defrosting of a heat exchanger |
KR101440723B1 (en) * | 2013-03-14 | 2014-09-17 | 정인숙 | A heat exchanger, a heat recovery ventilator comprising the same and a method for defrosting and checking thereof |
WO2015146018A1 (en) * | 2014-03-28 | 2015-10-01 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | Heat exchange ventilator |
JP2016153701A (en) * | 2015-02-20 | 2016-08-25 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | Heat exchange type ventilation device |
-
2017
- 2017-03-31 SE SE1750396A patent/SE540735C2/en unknown
-
2018
- 2018-03-01 WO PCT/SE2018/050199 patent/WO2018182479A1/en active Application Filing
- 2018-03-01 RU RU2019128646A patent/RU2760419C2/en active
- 2018-03-01 EP EP18777332.0A patent/EP3601894A4/en active Pending
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU66178A1 (en) * | 1945-03-07 | 1945-11-30 | Н.З. Бруштейн | Method for preventing regenerators from freezing in air separation plants and device for its implementation |
WO2006071117A1 (en) * | 2004-12-30 | 2006-07-06 | Nederlandse Organisatie Voor Toegepast-Natuurwetenschappelijk Onderzoek Tno | Ventilation system |
EP2508814A1 (en) * | 2011-04-08 | 2012-10-10 | Zehnder Verkaufs- und Verwaltungs AG | Ventilation unit |
US20160290675A1 (en) * | 2013-11-26 | 2016-10-06 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Supply and exhaust ventilation device |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP3601894A4 (en) | 2020-12-23 |
SE1750396A1 (en) | 2018-10-01 |
SE540735C2 (en) | 2018-10-23 |
RU2019128646A (en) | 2021-04-30 |
RU2019128646A3 (en) | 2021-09-15 |
EP3601894A1 (en) | 2020-02-05 |
WO2018182479A1 (en) | 2018-10-04 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10495248B2 (en) | Controller, method of operating a water source heat pump and a water source heat pump | |
RU2760419C2 (en) | Method for countering accumulation of icing on heat regenerator installed in air purification unit | |
JP4762797B2 (en) | Multi-type air conditioning system | |
US20130037249A1 (en) | Retro-fit energy exchange system for transparent incorporation into a plurality of existing energy transfer systems | |
US20140026608A1 (en) | Retro-fit energy exchange system for transparent incorporation into a plurality of existing energy transfer systems | |
CN110260416B (en) | Partitioned heat exchanger assembly, air conditioner and control method of partitioned heat exchanger assembly | |
CN109668356B (en) | Defrosting control method and system of heat pump unit | |
EP3698088B1 (en) | An air handling unit for a ventilation system in a building and a method for performing a defrosting operation of an air handling unit | |
US11287191B2 (en) | Heat exchanger having plume abatement assembly bypass | |
CN110470022B (en) | Control method and device for defrosting of air conditioner and air conditioner | |
CN110470009B (en) | Control method and device for defrosting of air conditioner and air conditioner | |
EP3207315A1 (en) | Adaptive defrosting of an air treatment system | |
US6826917B1 (en) | Initial pull down control for a multiple compressor refrigeration system | |
CN110470023B (en) | Control method and device for defrosting of air conditioner and air conditioner | |
CN110470008B (en) | Control method and device for defrosting of air conditioner and air conditioner | |
CN201047687Y (en) | Hot gas bypass back-out concurrent heating defrost constant temperature hot-water system | |
CN110470017A (en) | Control method and device, air-conditioning for air-conditioner defrosting | |
CN110470010A (en) | Control method and device, air-conditioning for air-conditioner defrosting | |
US5782099A (en) | Method for controlling an absorption system | |
CN110470005A (en) | Control method and device, air-conditioning for air-conditioner defrosting | |
CN110470004B (en) | Control method and device for defrosting of air conditioner and air conditioner | |
FI129621B (en) | Controlling the frost protection system of a heat recovery machine | |
US11644141B2 (en) | Controller, method of operating a water source heat pump and a water source heat pump | |
CN102901165B (en) | Air treatment equipment water system | |
CN110470002B (en) | Control method and device for defrosting of air conditioner and air conditioner |