RU2797625C1 - Ventilation unit with heat recovery - Google Patents

Ventilation unit with heat recovery Download PDF

Info

Publication number
RU2797625C1
RU2797625C1 RU2022118195A RU2022118195A RU2797625C1 RU 2797625 C1 RU2797625 C1 RU 2797625C1 RU 2022118195 A RU2022118195 A RU 2022118195A RU 2022118195 A RU2022118195 A RU 2022118195A RU 2797625 C1 RU2797625 C1 RU 2797625C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
pipes
air
box
room
outlet
Prior art date
Application number
RU2022118195A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Михайлович Мартынов
Геннадий Петрович Юхин
Алексей Анатольевич Катков
Азамат Минигалеевич Калимуллин
Расул Анварович Хамматов
Игорь Рамилевич Газеев
Гульнара Флуровна Латыпова
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Башкирский государственный аграрный университет"
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Башкирский государственный аграрный университет" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Башкирский государственный аграрный университет"
Application granted granted Critical
Publication of RU2797625C1 publication Critical patent/RU2797625C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: climate control in premises.
SUBSTANCE: device can be used to organize air exchange and ensure moisture and heat balance in premises with significant moisture and heat emissions. The unit is placed indoors and comprises an inlet and outlet chambers, an adjustable inlet louvre, parallel pipes fixed in tube sheets, one or more fans installed in the outlet chamber, adjustable louvres located in the inlet and outlet chambers from the side of the premise. The pipes are placed in a box and placed in such a way that between each four adjacent pipes of a larger diameter, pipes of a smaller diameter are equidistant with a gap and parallel to them. The bottom of the box is a tray equipped with a condensate drainage system. The box on the side of the outlet chamber is provided with an inlet channel connected to the fan, and on the reverse side with two outlet channels, one of them is equipped with a control valve and is connected to the exhaust ventilation system of the premise.
EFFECT: improved efficiency of the unit.
1 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к вентиляции и может применяться для организации воздухообмена и обеспечения влаготеплового баланса в помещениях со значительными выделениями влаги и тепла, в частности животноводческих помещениях.The invention relates to ventilation and can be used to organize air exchange and ensure moisture and heat balance in rooms with significant moisture and heat emissions, in particular livestock buildings.

Известна система вентиляции помещений (патент РФ 2076282 F24F 7/00), включающая приточный и вытяжной вентиляторы, приточный канал с заборным отверстием, приточный воздуховод с ламинарными эжекционными воздухораспределителями, вытяжной воздуховод, утилизационный теплообменник, выполненный в виде закрепленных в трубных решетках параллельных труб, и размещенный под теплообменником поддон.A well-known ventilation system for premises (patent RF 2076282 F24F 7/00), including supply and exhaust fans, supply duct with an intake opening, supply air duct with laminar ejection air distributors, exhaust air duct, utilization heat exchanger, made in the form of parallel pipes fixed in tube sheets, and tray placed under the heat exchanger.

Данная система позволяет в холодные периоды года производить в утилизационном теплообменнике перекрестного тока подогрев приточного воздуха за счет тепла рециркулируемого (направляемого в воздушную завесу) воздуха. При прохождении внутреннего влажного и теплого воздуха внутри труб теплообменника и обдувании их снаружи холодным приточным воздухом, образуется конденсат с выделением скрытой теплоты конденсации, тем самым обеспечивается осушка воздуха с эффектом сохранения теплового баланса в помещении.This system makes it possible during cold periods of the year to heat the supply air in the utilization cross-flow heat exchanger using the heat of the recirculated (sent to the air curtain) air. When internal moist and warm air passes through the heat exchanger tubes and blows them from the outside with cold supply air, condensate is formed with the release of latent heat of condensation, thereby ensuring air drying with the effect of maintaining the heat balance in the room.

Недостатком системы вентиляции является возможное образование инея и льда на внутренней поверхности труб теплообменника, что приводит к снижению эффективности теплообмена между приточным и рециркулируемым воздухом и даже к забиванию труб. Перекрестный ток теплоносителей по сравнению с противотоком менее эффективен. Система вентиляции конструктивно сложна, так как предотвращение обдувания холодными струями достигается благодаря смешиванию приточного воздуха с теплым внутренним воздухом в специальных эжекционных аппаратах.The disadvantage of the ventilation system is the possible formation of frost and ice on the inner surface of the heat exchanger pipes, which leads to a decrease in the efficiency of heat exchange between the supply and recirculated air and even to clogging of the pipes. The cross flow of heat carriers is less efficient than the counter flow. The ventilation system is structurally complex, since the prevention of blowing cold jets is achieved by mixing the supply air with warm internal air in special ejection devices.

Наиболее близким по совокупности признаков к предлагаемому техническому решению является приточно-рециркуляционная установка (патент РФ 2643420 F24F 7/00), включающая закрепленные в трубных решетках параллельные трубы, размещенный под ними поддон с системой отвода конденсата, приемную камеру с регулируемой приточной жалюзийной решеткой, выпускную камеру с вентиляторами, обе камеры со стороны помещения снабжены регулируемыми жалюзийными решетками, а в трубных решетках выполнены отверстия, причем в решетке приемной камеры они выполнены с возможностью регулирования проходного сечения.The closest in terms of set of features to the proposed technical solution is a supply and recirculation unit (RF patent 2643420 F24F 7/00), including parallel pipes fixed in tube sheets, a tray placed under them with a condensate removal system, a receiving chamber with an adjustable supply louvre, an outlet a chamber with fans, both chambers on the side of the room are equipped with adjustable louvered grilles, and holes are made in the tube grilles, and in the intake chamber grille they are made with the possibility of adjusting the flow area.

Данная приточно-рециркуляционная установка осуществляет осушку воздуха с выделением теплоты фазового превращения, регулируемую принудительную подачу приточного и подмешиваемого внутреннего воздуха и их смешение в разных пропорциях в зависимости от времени года с регулируемым воздухообменом от минимального в холодный период до максимального в теплый период, благодаря чему исключается обледенение пучка труб теплообменника и обдувание холодными струями вводимого в помещение воздуха.This air handling unit performs air drying with the release of heat of phase transformation, controlled forced supply of supply and mixed internal air and their mixing in different proportions depending on the season with controlled air exchange from minimum in the cold period to maximum in the warm period, which eliminates icing of the tube bundle of the heat exchanger and blowing with cold jets of air introduced into the room.

Недостатком прототипа является недостаточный массообмен для конденсации водяного пара из воздуха вследствие низких коэффициентов тепло- и массообмена снаружи труб из-за невысокой скорости воздуха, омывающего эти трубы в помещении. В прототипе не предусмотрена вытяжная система вентиляции, совмещенная с рассматриваемым устройством, поэтому теплота удаляемого воздуха из помещения не используется для обогрева приточного воздуха. Этими недостатками объясняется невысокая эффективность работы прототипа.The disadvantage of the prototype is insufficient mass transfer to condense water vapor from the air due to low heat and mass transfer coefficients outside the pipes due to the low speed of the air washing these pipes in the room. The prototype does not provide for an exhaust ventilation system combined with the device in question, so the heat of the exhaust air from the room is not used to heat the supply air. These shortcomings explain the low efficiency of the prototype.

Техническая задача заявляемого изобретения - повышение эффективности работы установки.The technical task of the claimed invention is to improve the efficiency of the installation.

Данная задача решается за счет того, что заявленная вентиляционная установка с утилизацией тепла, размещенная в помещении и содержащая закрепленные в трубных решетках параллельные трубы, размещенный под ними поддон с системой отвода конденсата, приемную камеру с регулируемой приточной жалюзийной решеткой, выпускную камеру с вентиляторами, причем обе камеры со стороны помещения снабжены регулируемыми жалюзийными решетками, трубы размещены в коробе, дно которого совмещено с поддоном, между каждыми четырьмя смежными трубами равноудаленно с зазором и параллельно им закреплены в трубных решетках трубы меньшего диаметра, а короб со стороны выпускной камеры снабжен входным каналом, присоединенным к вентилятору, а с обратной стороны - двумя выходными каналами, причем один из них снабжен регулирующим клапаном и соединен к вытяжной системе вентиляции помещения.This problem is solved due to the fact that the claimed ventilation unit with heat recovery, located in the room and containing parallel pipes fixed in tube sheets, a tray with a condensate removal system placed under them, an intake chamber with an adjustable supply louvre, an exhaust chamber with fans, and both chambers from the side of the room are equipped with adjustable louvered gratings, the pipes are placed in a box, the bottom of which is aligned with the pallet, between each four adjacent pipes, equidistantly with a gap and parallel to it, pipes of a smaller diameter are fixed in the tube grates, and the box on the side of the outlet chamber is equipped with an inlet channel, attached to the fan, and on the reverse side - two output channels, one of them is equipped with a control valve and is connected to the exhaust ventilation system of the room.

На фиг. 1 изображен продольный разрез вентиляционной установки с утилизацией тепла, на фиг. 2 - поперечный разрез.In FIG. 1 shows a longitudinal section of a ventilation unit with heat recovery, FIG. 2 - cross section.

Установка размещена в помещении 1 и содержит регулируемую приточную жалюзийную решетку 2, приемную камеру 3 с регулируемыми жалюзийными решетками 4, одноходовой теплообменник, выполненный в виде закрепленных в трубных решетках 5 и 6 труб 7 и 8, установленных с зазором 8 относительно друг друга, выпускную камеру 9 с регулируемыми жалюзийными решетками 10, один или несколько вентиляторов 11, установленных в выпускной камере 9. Трубы размещены в коробе 12, снабженном со стороны выпускной камеры 9 входным каналом 13 с вентилятором 14, а со стороны приемной камеры - рециркуляционным каналом 15 и выходным каналом 16 с регулирующим клапаном 17. Выходной канал 16 соединен к вытяжной системе вентиляции помещения, а поддон 18 короба снабжен системой 19 отвода конденсата. Рециркуляционный канал 15 может быть присоединен к воздушной завесе ворот. В предпочтительном варианте трубы и короб с целью предотвращения коррозии могут быть выполнены из полимерного материала.The installation is located in room 1 and contains an adjustable supply louvre 2, a receiving chamber 3 with adjustable louvres 4, a single-pass heat exchanger made in the form of pipes 7 and 8 fixed in tube sheets 5 and 6, installed with a gap 8 relative to each other, an outlet chamber 9 with adjustable louvres 10, one or more fans 11 installed in the outlet chamber 9. The pipes are placed in a box 12, provided on the side of the outlet chamber 9 with an inlet channel 13 with a fan 14, and on the side of the receiving chamber with a recirculation channel 15 and an outlet channel 16 with a control valve 17. The outlet channel 16 is connected to the exhaust ventilation system of the room, and the tray 18 of the box is equipped with a condensate removal system 19. The recirculation channel 15 can be connected to the air curtain of the gate. Preferably, the pipes and duct can be made of a polymeric material to prevent corrosion.

Установка работает следующим образом.The installation works as follows.

При работе вентиляторов 11 за счет создаваемого ими разряжения через регулируемую жалюзийную решетку 2 приточный наружный воздух поступает в приемную камеру 3 и движется по трубам 7 и 8. В холодные периоды года эти трубы через канал 13 снаружи противотоком обдуваются при помощи вентилятора 14 теплым и влажным воздухом из помещения. В результате теплообмена холодный приточный воздух нагревается, часть охлажденного воздуха, нагнетаемого из помещения, направляется в регулируемый при помощи заслонки 17 канал 16 для вытяжки из помещения, а другая часть через канал 15 возвращается вновь в помещение, например, в воздушную завесу ворот животноводческого помещения. Контакт теплого и влажного воздуха, движущегося в межтрубном пространстве, с холодными трубами 7 и 8 приводит к его охлаждению ниже точки росы и выпадению конденсата на поверхности труб с выделением скрытой теплоты парообразования. Эта теплота воспринимается приточным воздухом, что способствует сохранению теплового баланса помещения 1. Возвращаемый в помещение по каналу 15 рециркулируемый воздух поступает охлажденным, но осушенным, что способствует снижению потребного воздухообмена в помещении со значительными влаговыделениями. Размещение между трубами 7 большого диаметра труб 8 меньшего диаметра позволяет увеличить поверхность тепломассообмена вентиляционной установки примерно на 25-30%, скорость воздуха в межтрубном пространстве и тем самым интенсифицировать тепломассобмен и уменьшить габариты установки. Подогретый приточный воздух поступает из труб 7 и 8 в выпускную камеру 9, где к нему за счет имеющегося в этой камере разряжения подмешивается через регулируемые жалюзийные решетки 10 воздух помещения. В результате температура воздуха, нагнетаемого в помещение 1 вентиляторами 11, близка к температуре воздуха в помещении. Размещение нескольких вентиляторов 11 в выпускной камере 9 способствует достижению более равномерного вакуумметрического давления во всем ее объеме. Образовавшийся на поверхности пучка труб 7 и 8 конденсат собирается в поддоне 18 и отводится по системе 19, например, в канализацию.During the operation of fans 11, due to the vacuum created by them through an adjustable louvre 2, the supply air enters the receiving chamber 3 and moves through pipes 7 and 8. In the cold periods of the year, these pipes through the channel 13 are blown from the outside with a counterflow by means of a fan 14 with warm and humid air from the premises. As a result of heat exchange, the cold supply air is heated, part of the cooled air blown from the room is sent to the channel 16 regulated by the damper 17 for exhaust from the room, and the other part through the channel 15 returns back to the room, for example, to the air curtain of the gate of the livestock building. The contact of warm and humid air moving in the annular space with cold pipes 7 and 8 leads to its cooling below the dew point and condensation on the surface of the pipes with the release of latent heat of vaporization. This heat is perceived by the supply air, which helps to maintain the heat balance of room 1. The recirculated air returned to the room through channel 15 is cooled, but dehumidified, which helps to reduce the required air exchange in the room with significant moisture emissions. Placement between pipes 7 of large diameter pipes 8 of smaller diameter allows you to increase the heat and mass transfer surface of the ventilation unit by about 25-30%, the air velocity in the annular space and thereby intensify heat and mass transfer and reduce the dimensions of the unit. The heated supply air enters from pipes 7 and 8 into the outlet chamber 9, where, due to the vacuum present in this chamber, room air is mixed in through adjustable louvres 10. As a result, the temperature of the air blown into the room 1 by the fans 11 is close to the air temperature in the room. The placement of several fans 11 in the outlet chamber 9 contributes to the achievement of a more uniform vacuum pressure throughout its entire volume. The condensate formed on the surface of the tube bundle 7 and 8 is collected in the sump 18 and discharged through the system 19, for example, into the sewer.

При температуре наружного воздуха ниже минус 10-15°С для исключения обледенения поверхности труб 7 и 8 и снижения воздухообмена приоткрывают жалюзийные решетки 4. Это приводит к снижению поступления приточного воздуха и подмешиванию к нему теплого воздуха из помещения 1. При более сильном похолодании имеется возможность еще уменьшить поступление приточного воздуха путем прикрытия жалюзийной решетки 2.When the outside air temperature is below minus 10-15°C, to prevent icing on the surface of pipes 7 and 8 and reduce air exchange, the louvered grilles 4 are slightly opened. This leads to a decrease in the intake of fresh air and mixing warm air from room 1 into it. further reduce the intake of fresh air by covering the louvre 2.

При температуре наружного воздуха выше минус 5°С прикрывают регулируемые жалюзийные решетки 4 и 10, что приводит к увеличению воздухообмена, снижению температуры проходящего через трубы 7 и 8 воздуха, что способствует выпадению конденсата на наружной поверхности этих труб и осушке воздуха внутри помещения 1.When the outside air temperature is above minus 5°C, adjustable louvered grilles 4 and 10 are covered, which leads to an increase in air exchange, a decrease in the temperature of the air passing through pipes 7 and 8, which contributes to condensation on the outer surface of these pipes and drying the air inside room 1.

В теплый период регулируемые жалюзийные решетки 4 и 10 полностью закрывают, а вентилятор 14 отключают. Устройство работает с максимальной подачей приточного воздуха без рециркуляции внутреннего воздуха и его осушки.During the warm period, adjustable louvres 4 and 10 are completely closed, and the fan 14 is turned off. The device operates with the maximum supply of supply air without recirculating the internal air and drying it.

Производительность вытяжной системы вентиляции помещения должна соответствовать производительности приточной вентиляции. В случае чрезмерного закрытия заслонки 17 или при выключении вентилятора 14 вытяжка воздуха из помещения может достигаться через дополнительно смонтированные вытяжные шахты или каналы.The performance of the exhaust ventilation system of the room must correspond to the performance of the supply ventilation. In the event of excessive closing of the damper 17 or when the fan 14 is turned off, the air can be extracted from the room through additionally mounted exhaust shafts or ducts.

Таким образом, вентиляционная установка с утилизацией тепла обеспечивает эффективную работу благодаря теплообмену между приточным и удаляемым воздухом, осушке рециркулируемого воздуха с выделением теплоты фазового превращения, принудительной подаче приточного и рециркулируемого воздуха, регулируемому подмешиванию в разных пропорциях в зависимости от времени года к приточному воздуху внутреннего воздуха, регулируемому воздухообмену от минимального в холодный период до максимального в теплый период, исключению обледенения труб теплообменника и обдувания холодными струями вводимого в помещение воздуха.Thus, the ventilation unit with heat recovery ensures efficient operation due to heat exchange between the supply and exhaust air, drying of the recirculated air with the release of heat of phase transformation, forced supply of supply and recirculated air, adjustable mixing in different proportions depending on the season to the supply air of the internal air , controlled air exchange from the minimum in the cold period to the maximum in the warm period, the exclusion of icing of the heat exchanger pipes and the blowing of cold jets of air introduced into the room.

Claims (1)

Вентиляционная установка с утилизацией тепла, размещенная в помещении и содержащая закрепленные в трубных решетках параллельные трубы, размещенный под ними поддон с системой отвода конденсата, приемную камеру с регулируемой приточной жалюзийной решеткой, выпускную камеру с вентиляторами, причем обе камеры со стороны помещения снабжены регулируемыми жалюзийными решетками, отличающаяся тем, что трубы размещены в коробе, дно которого совмещено с поддоном, между каждыми четырьмя смежными трубами равноудаленно с зазором и параллельно им закреплены в трубных решетках трубы меньшего диаметра, а короб со стороны выпускной камеры снабжен входным каналом, присоединенным к вентилятору, а с обратной стороны - двумя выходными каналами, причем один из них снабжен регулирующим клапаном и соединен к вытяжной системе вентиляции помещения.Ventilation unit with heat recovery, placed indoors and containing parallel pipes fixed in tube grids, a tray with a condensate removal system placed under them, an intake chamber with an adjustable supply louvre, an exhaust chamber with fans, both chambers from the side of the room are equipped with adjustable louvres , characterized in that the pipes are placed in a box, the bottom of which is aligned with the pallet, between each four adjacent pipes equidistantly with a gap and parallel to it, they are fixed in tube sheets of pipes of a smaller diameter, and the box on the side of the outlet chamber is equipped with an inlet channel connected to the fan, and on the reverse side - two outlet channels, one of them is equipped with a control valve and is connected to the exhaust ventilation system of the room.
RU2022118195A 2022-07-04 Ventilation unit with heat recovery RU2797625C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2797625C1 true RU2797625C1 (en) 2023-06-07

Family

ID=

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6176305B1 (en) * 1998-11-09 2001-01-23 Building Performance Equipment Inc. Ventilator system and method
RU2296463C1 (en) * 2005-11-08 2007-04-10 Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства (ГНУ ВИЭСХ) Electric heat recovering apparatus
RU140701U1 (en) * 2013-07-09 2014-05-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Брянский государственный технический университет" INTENSIFIED TUBE BEAM
RU143561U1 (en) * 2013-09-25 2014-07-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Брянский государственный технический университет" SHELL-TUBE HEAT EXCHANGER
RU2643420C1 (en) * 2016-11-24 2018-02-01 Владимир Михайлович Мартынов Supply-recirculation plant
RU189260U1 (en) * 2019-02-25 2019-05-17 Арман Берекович Костуганов Forced-air and exhaust ventilation with heat recovery

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6176305B1 (en) * 1998-11-09 2001-01-23 Building Performance Equipment Inc. Ventilator system and method
RU2296463C1 (en) * 2005-11-08 2007-04-10 Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства (ГНУ ВИЭСХ) Electric heat recovering apparatus
RU140701U1 (en) * 2013-07-09 2014-05-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Брянский государственный технический университет" INTENSIFIED TUBE BEAM
RU143561U1 (en) * 2013-09-25 2014-07-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Брянский государственный технический университет" SHELL-TUBE HEAT EXCHANGER
RU2643420C1 (en) * 2016-11-24 2018-02-01 Владимир Михайлович Мартынов Supply-recirculation plant
RU189260U1 (en) * 2019-02-25 2019-05-17 Арман Берекович Костуганов Forced-air and exhaust ventilation with heat recovery

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5913360A (en) Dual pass cooling plate type cross flow air to air heat exchanger with air flow damper controls
US7093452B2 (en) Air conditioner
FI81193C (en) VENTILATIONSAPPARAT MED VAERMEAOTERVINNING.
CN107560397A (en) A kind of Multi-layer belt type drying system based on multi-stage heat pump series connection
CN105222566B (en) A kind of heat pump drying system with dehumidifier and Waste Heat Reuse
US20120312035A1 (en) Air conditioning system
CN107238263B (en) Integrated high-temperature drying dehumidifier
CN106152319A (en) A kind of recuperation of heat cooling-down air conditioner device
CN107218688A (en) A kind of multifunctional new wind interchanger
US4993484A (en) Air to air heat exchanger
CN101625143B (en) Multi-functional ventilation fan
RU2797625C1 (en) Ventilation unit with heat recovery
CN112970594A (en) Livestock and poultry house cooling and heating type air conditioning system and adjusting method
RU2643420C1 (en) Supply-recirculation plant
WO2008051098A2 (en) A heat exchanger, a heat sink and a heat exchange system
RU210036U1 (en) HEAT RECOVERY UNIT WITH DEFROST SYSTEM
RU2799158C1 (en) Ventilation system for livestock buildings
CN106382830A (en) Composite cooling tower
SU1670300A1 (en) Stock farm ventilation system
RU2177115C2 (en) Air conditioning facility
RU2632230C1 (en) Heat recovery unit with adaptive recirculation
RU212349U1 (en) Automated heat recovery device
RU214992U1 (en) Compact heat recovery plant
RU212351U1 (en) Automated heat recovery device
RU2408823C1 (en) Economiser of window unit