SK17196A3 - Device for cooling supply air in an air-conditioning installation - Google Patents

Description

Prístroj na chladenie vstupného vzduchu v klimatizačných zariadeniach

Oblasť techniky

Tento vynález sa týka usporiadania prístroja na chladenie vstupného vzduchu v klimatizačných zariadeniach, a skladá sa z:

- -tepelného výmeníka na prenos tepla medzi vstupným·- vzduchom a výstupným vzduchom pomocou povrchov, ktoré slúžia na prenos tepla; a

-' zvlhčovacieho zariadenia na navlhčovanie povrchov slúžiacich na prenos tepla, na tej ich strane., ktorá prichádza do styku s výstupným vzduchom.

Doterajší stav techniky

Úsilie, ktoré bolo vedené potrebou znižovať využívanie freónov, prinútilo časť priemyslu vyrábajúceho klimatizačné zariadenia hladať alternatívne chladiace systémy, ktoré by nahradili kompresorové chladenie, ktoré freóny využíva. Najlepšie známy systém je takzvaný systém nepriameho odparovacieho chladenia, popísaný napr. vo Fínskej patentovej prihláške 67259. Pri tejto metóde je výstupný vzduch zvlhčovaný v odparovacom zvlhčovači umiestnenom vo výstupnom kanáli, kde voda, ktorá sa odparuje, na seba viaže teplo, takže teplota výstupného vzduchu sa znižuje do blízkosti bodu nasýtenia. Chlad v ochladzovacom výstupnom vzduchu je regenerovaný do vzduchu vstupného pomocou tepelného výmeníka, ktorý je v súčasnosti široko využívaný pri získavaní tepla v zime; inými slovami, vstupný vzduch je chladený.

Nevýhodou tohoto .systému je jeho obmedzený chladiaci výkon. Obzvlášť v prípade, ked je výstupný vzduch a/alebo vonkajší vzduch teplý a vlhký, je tento výkon nedostatočný. K tomu dochádza z dôvodu skutočnosti, že vlhký vzduch nie je schopný prijať akékoľvek väčšie množstvo vodnej pary a tak aj jeho teplota nasýtenia je vysoká .·' Naviac, odparovacie zvlhčovače nie sú obvykle schopné navlhčiť' vzduch až do oblasti rosného bodu. Zvlhčovači pomer bol definovaný ako hmotnostný pomer medzi množstvom vody, ktoré sa môže do vzduchu teoreticky odpariť a medzi množstvom vody, ktoré sa do vzduchu skutočne odparilo. Zvlhčovači pomer najlepších odparovacích zvlhčovačov sa mení v intervale od 80 % do 90 %. Naviac k tomuto, je chladiaci výkon znižovaný účinnosťou tepelného výmeníka, ktorá je obvykle definovaná ako pomer medzi poklesom teploty vstupného vzduchu a medzi rozdielom počiatočných teplôt vstupného vzduchu a výstupného vzduchu. Tento pomer, zvaný teplotná účinnosť, sa pohybuje medzi 70 % až 80 % pri najlepších tepelných výmeníkoch. Celkovo ale zostáva pomer medzi, skutočným dosiahnuteľným chladiacim výkonom a medzi teoretickým chladiacim výkonom obvykle pod hodnotou 70 %. Ani teoretický výkon by ale vo všetkých prípadoch nebol dostatočný.

Eoli uskutočnené rôzne ' pokusy kompenzovať obmedzenie chladiaceho výkonu. Najjednodušším spôsobom je dodanie chýbajúceho výkonu použitím kompresorového chladenia, ktorého zaradenie ale má za následok doda8 točné výlohy a prevádzkové náklady. Aj kéd sa rovnako znižuje využitie freónov, nie je možné sa ich použi tiU celkom vyhnút. .............. ......r..:· ...............

Ďalší spôsob je popi saný ... vo Fínske j patentovej prihláške 88431. Dodatočné chladenie sa realizuje využitím studenej vody z vodovodného potrubia, ešte pred jej dodávkou dalej do budovy, do domovnej sieti vodovodného potrubia. Nevýhodou tejto metódy' je ale to, že v mnohých prípadoch je spotreba studenej vody v budove veľmi nízka a mení sa v. takom rozsahu, že .táto spotreba je schopná uspokoj i ť·požiadavky' na dodatočné chladenie len pri obmedznom množstve budov. A vypúšťanie chladiacej vody.priamo do odpadu môže ľahko viesť k neodôvodniteľnému narastaniu prevádzkových nákladov. Naviac musí byť v budove zabudované dodatočné potrubie na studenú pitnú vodu, čo sa tiež samozrejme prejaví na zvýšení investičných nákladov . Práve z tohoto dôvodu môže byť studená voda z vodovodného potrubia použitá k dodatočnému chladeniu pri maximálnom špičkovom zaťažení systému len v niektorýchbudovách.

Ďalší spôsob je popísaný vo Fínskej patentovej prihláške 57478. Namiesto použitia oddeleného zvlhčovača je vzduch zvlhčovaný týra, . že vode určenej na zvlhčovanie je umožnené pretekať po povrchu prenášajúcom teplo na boku prívodu v doskovom tepelnom výmeníku. Pri tejto patentovej prihláške je uskutočnený pokus zvýšiť výkon použitím dvojfázového chladenia, 'pri ktorom je tak-zvaný prídavný vzduch, ktorý je zložený zo vzduchu výstupného alebo vstupného, je najskôr ochladzovaný v prídavnom tepelnom výmeníku a potom je zvlhčovaný a použitý ako chladiaci výstupný vzduch.

·.· / <

Z dôvodu vysokých investičných nákladov a prevádzkových nákladov, nie je toto dvojfázové chladenie príliš využívané. Z dôvodu, že skutočný zisk mohol-byt odvodený, je vyžadovaný další prídavný tepelný výmeník, rovnako ako dúchadlo alebo obdobné zariadenie, ktoré má pomôct pretiahnúť prídavný vzduch cez uvedený tepelný výmeník. Chladenie vzduchu ako také, neposkytne očakávaný výsledok v prípade, že sa budú meniť hmotnostné pomery. Chladenie vzduchu tak môže byt úspešne použité v prípade, že z nejakých zvláštnych príčin je množstvo výstupného vzduchu asi dvakrát väčšie, ako·, množstvo vzduchu vstupného. Naviac dochádza k tomu, že chladiaci výkon je v druhej fáze podstatne nižší, ako chladiaci výkon vo fáze prvej.

Namiesto toho boli skonštruované zvlhôovacie tepelné výmeníky. Teoreticky by mali pracovať takým spôsobom, že teplota zvlhčovacieho filmu na vonkajšom povrchu tepelného výmeníka sa bude zhodovať s teplotou nasýtenia vzduchu. Proces starosti o vzduch by mal byť teoreticky uskutočnený tak, ako je znázornené na krivke príkladu v diagrame h-x na obr. 1, t.j. nasledujúcim spôsobom:

Teplota vstupného vzduchu (= vonkajšieho vzduchu) je predpokladaná na hodnotu S7 °C a relatívna vlhkosť vzduchu je 40%, teda bod A na obr. 1. Teplota vzduchu výstupného (= vzduchu vychádzajúceho z miestnosti, či vzduchu obsiahnutého v miestnosti), je predpokladaná na hodnotu S4 C, relatívna vlhkosť je 50%, teda bod B na obr. 1. Teoreticky by povrch tepelného výmeníka na boku výstupného vzduchu mal byt na rosnom bode, čo znamená, že by mal byt na teplote zodpovedajúcej rela4 tívnej vlhkosti 100%, t.j. 17 °C, bod C na obr. 1. Za oddeleným odparovacím zvlhčovačom by mala.teplota výstupného vzduchu byt málo nad hodnotou zvlhčovacieho pomeru, -s® zvlhóovacím pomerom s hodnotou 0.88, napríklad okolo 18 °C, teda bod 0' na obr. 1. Rozdiel teplôt tak dosiahne hodnotu 1 °C.

Ked je jeden z povrchov tepelného výmeníka, aspoň teoreticky, na teplote rosného bodu, nevyskytujú sa tu na tejto strane žiadne povrchové odpory, ktoré by bránili prenosu tepla. Inými slovami, malo by tu nastať rozhodujúce vylepšenie.súčiniteľa tepelného prenosu a tak aj teplotnej účinnosti. Relatívne komplikovaná teória tepelného prenosu tu nebude nijak bližšie vysvetľovaná, ale bude asi postačovať, ked sa zmienime o tom, že účinnosť 0.7, zodpovedajúca napríklad suchému tepelnému prenosu, by mala byť zvýšená na hodnotu okolo 0.84. Zodpovedajúci pokles teploty vstupného vzduchu potom je delta ts = etaA.(ía - te), kde eta = teplotná účinnosť = 0.84 t a = vstupná teplota vstupného vzduchu = 27 °C tB = povrchová teplota na výstupnej strane = 17 °C (tA a tB = teploty v bodoch A a B) čo robí delta ts = 0.84.(27 - 17)

Konečná teplota vstupného vzduchu by tak bola tD = 27 - 8.4 = 18.6 °C (bod D, na obr. 1). Výkon dostupný pre chladenie je reprezentovaný rozdielom medzi vstupnou teplotou výstupného vzduchu a konečnou teplo5 tou vstupného vzduchu, čo je delta t j = 24 -18.6 = 5.4 °C.'

Pri systémoch, ktoré zahrňujú oddelený zvlhčovač, potom platí tento nasledujúci vzťah:

delta ts' = 0.7.(87 - 18) = 6.3 C, a konečná teplota vstupného vzduchu íd = 27 - 6.3 = = 20.7 °C (bod D' na obr. 1).

Výkon dostupný pre chladenie je potom:

delta t< = 24 - 20.7 = 3.3 °C.

Výkon dostupný pre chladenie (pre odobratie teplotných zaťažení) by tak narástol veľmi významne, čo robí, vyjadrené pomerom, delta tj / delta tj' = 5.4 / 3.3 = 1.6.

Podľa tejto úvahy je teda nárast výkonu významný a nezanedbateľný.

V skutočnosti ale toto nie je pravda. Bolo potvrdené, že konečná teplota vstupného vzduchu zostáva jasne nad hodnotou, na ktorú by mohla klesnúť podľa vyššie uvedenej teórie. V porovnaní s oddelenými zvlhčovačmi je v praxi nárast výkonu len okolo 10 až 25%. Faktom zostáva, že stavová zmena vstupného vzduchu nastáva v smere krivky, nakreslenej prerušovanou čiarou na obr. 1, a to smerom k teplote nad rosným bodom.

K tomu dochádza z dôvodu faktu, že procesy prenosu tepla a odparovania sú 'dynamické procesy, ktoré sa obvykle •odohrávajú pri- -špecifických rýchlostiach.

. Pri prezkúmavaní vrstvy vlhkosti na povrchu tepelného výmeníka môže byt vidieť, že teplo je privedené do tejto vrstvy zo vstupného vzduchu a je z nej potom odobrané vo vzduchu výstupnom, čiastočne procesom vedenia tepla, čiástočne naviazaním na odparenú vodnú paru. Aby \sa teplota vrstvy vlhkosti zhodovala s teplotou rosného bodu, malo by byť teplo naviazané len v odparenej vodnej pare. K tomu ale v skutočnosti nedochádza, pretože povrch, z ktorého sa voda odparuje, je obvykle príliš malý. Pokiaľ to 'porovnáme napríklad so zvlhčovacími článkami pri vyššie uvedených odparovacích zvlhčovačoch, je plocha vrstvy vlhkosti, vytvorená na doskovom tepelnom výmeníku, len dielčia. Odparovací pomer pri príliš malom povrchu kvapaliny je jednoducho príliš nízky na to, aby bolo možné udržiavať túto vrstvu vlhkosti na teplote zodpovedajúcej rosnému bodu. Tepelný prenos nastáva čiastočne vedením tepla a preto k stavovej zmene dochádza pozdĺž krivky, nakreslenej prerušovanou čiarou na obr. 1.

. Doskový tepelný · výmeník, popísaný vo Fínskej patantovej prihláške 57478 má ešte dalšiu nevýhodu. Ľahko dochádza k bakteriálnej kontaminácii vlhkých povrchov pri tých teplotných rozsahoch, ako bolo uvedené vyššie.Pokiaľ sú doskové tepelné výmeníky veľké,z pohľadu ich rozmerov, je obtiažne ich vyrobiť vodotesné; v praxi dochádza k menším výtokom, čo je možné považovať za následky postupujúcej korózie, teplotnej rozťažnosti, vibrácií, rozdielov tlaku, a podobne. Voda, ktorá sa presiakla na bok vstupného vzduchu sa odparuje, a tak sú prípadné baktérie zapúzdrené a sú strhnuté prúdom vstupného vzduchu. Výsledkom je veľmi vysoký stupeň ohrozenia zdravia, takže od použitia tepelných yýmeníkov so zvlhčovacou doskou bolo úplne odstúpené. .

Úlohou tohoto vynálezu je preto poskytnúť systém,ktorý umožní dosiahnutie teoretických hodnôt mokrých tepelných výmeníkov a zároveň sa umožní vyhnúť akémukoľvek ohrozeniu ľudského zdravia.

Podstata vynálezu

Tejto úlohy je dosiahnuté umiestnením systému podľa vynálezu, ktorý sa vyznačuje tým, že

- povrchy slúžiace na prenos tepla na boku vstupného vzduchu, respektíve výstupného vzduchu, sú rozdelené do oddelených tepelných výmeníkov; a

- povrchy slúžiace na prenos tepla, sú vybrané takým spôsobom, že povrchová teplota týchto plôch prenášajúcich teplo na boku výstupného vzduchu je blízka teplote rosného bodu výstupného vzduchu.

Systém podľa vynálezu tiež umožňuje dodávanie prídavného chladiaceho výkonu z vody vo vodovodnom potrubí, z podzemia vody, či z ľubovoľného energetického zdroja, ktorý má teplotu len málo odlišnú od požadovanej teploty vstupného vzduchu. Rovnako môže byť využitý chladiaci výkon zvlhčovacej vody, a rovnako tak môže byť k rovnakému účelu využitá aj voda z vodovodného potrubia a to trochu ekonomickejším spôsobom, ako bolo uvedené skôr·.

--...... Vynález je založený na skutočnosti, že ked je pio- ^: cha povrchu, z ktorého sa odparuje voda, pri 1 iš, malá mala by byť zväčšená. Aj ked by bolo ignorované na-T-'ľ rastanie investičných nákladov, je nutné poznamenať, že aj ked budú plochy povrchov, ktoré prenášajú teplo.,..-, zväčšené na obidvoch bokoch, to je na boku vstupného vzduchu a tiež na boku vzduchu výstupného, nebude- sa'·' ; meniť podstata procesu tepelného prenosu, čo znamená,;.·', že . pomery medzí tepelnými tokmi zostanú nezmenené -a '--. vrstva vlhkosti bude stále udržiavaná na hodnote .tep-ý.·' loty nad rosným bodom. Teplotná účinnosť sa samozrejrae zvysi.

- ..tšZákladnou ideou vynálezu je skutočnosť, že pomery medzi povrchmi prenášajúcimi teplo sú zmenené, to je že sa zväčší odparovacia plocha, takže sa priblíži- . me k hodnote teploty rosného bodu. Ked je použitý dos-.' kový tepelný výmeník, je toto zložité a nákladné. Ďalším základným konceptom vynálezu je tak to, že tepelné povrchy sú oddelené jeden od druhého takým spôsobom, ktorý je všeobecne známy a pri ktorom je použitý princíp prenosu tepla zo vstupnej strany oddeleným tepelným výmeníkom do prostrednej (prechodovej) kvapaliny.-'a nakoniec z tejto kvapaliny pomocou dalšieho tepelného výmeníka do výstupného vzduchu. Teraz môže byť. po-·, mer medzi tepelnými tokmi vybraný voľne, takže.sa na' výstupnom boku priblíži k rosnému bodu.

Ako pomocou oddelených tepelných výmeníkov-dočhá- dza k tepelnému prenosu, sú zároveň eliminované hyg-·. ienické riziká. Naviac majú oddelené .tepelné výmeníky;

dalšiu, už tretiu veľkú výhodu: môžu byt s nimi postavené oddelené systémy. Prístroje na vstupný vzduch a na výstupný vzduch (prístroj na dodávku vzduchu a prístroj na odsávanie vzduchu) nemusia byt nutne umiestnené na rovnakom mieste. Naviac tu môžu existovať dva, alebo viac prístrojov na výstupný vzduch, na jeden prístroj na vzduch vstupný, alebo naopak tu môžu byt dva alebo viac prístrojov na vzduch vstupný a tie môžu pracovať spoločne len s jedným prístrojom na vzduch výstupný.

- Trochu dôležitejšou výhodou je zvlášť . pri systéme popísanom vo Fínskej patentovej prihláške 915511 to, že prídavná energia môže byť dodávaná do systému priamo cez obvod tepelného prenosu, alebo aspoň použitím malých tepelných výmeníkov typu kvapalina/kvapalina, ktoré stoja len zlomok nákladov na tepelné výmeníky typu kvapalina/vzduch. Rovnako môže byť využitý nadmerný“ chladiaci výkon zvlhčovačej vody. Prídavná energia, pochádzajúca napríklad z vody vo vodovodnom potrubí, môže byt využitá dvakrát tak, ako je popísané dalej: najprv v prídavnom chladiacom vstupnom vzduchu a potom ešte raz pri znižovaní teploty vrstvy vlhkosti na boku výstupnom.

Vynález tiež umožňuje, aby klimatizačné prístroje boli konštruované trochu ekonomickejším spôsobom, pretože rýchlosť vzduchu na prednom povrchu tepelného výmeníka, alebo pri zvlhôovacej oblasti nie je tým faktorom, ktorý určuje rozmery klimatizačného prístroja v prípade,' že tepelné výmeníky sú umiestnené tak, ako bude popísané dalej. S výnimkou tepelných výmeníkov môže byt veľkosť klimatizačného prístroja zmenšená o celých 35% zároveň aj so zodpovedajúcimi úsporami na nákladoch. '- o

Ďalšie výhody zostávajú nezmenené oddelený priestor znižuje náklady, potrebu·údržby.

zvlhčovacieho Napríklad nie na zvlhčovanie, redukuje tlakové tepelného. _: výmeníka je .potrebný žiadny, čo tiež samozrejme, straty a znižuje

Naviac •žiadne filtre isté uskutočnenia výstupného vzduchu.

vynálezu nevyžadujú

Prehľad obrázkov na výkresoch

Na nasledujúcich riadkoch bude vynález popísaný bližšie, a to s odkazom k pripojeným nákresom na obrázkoch, na ktorých

Obr. 1 je h-x diagram pre teplotu vzduchu;

Obr. S schematicky vykresluje prvé uskutočnenie systému podľa uvedeného vynálezu; a

Obr. 3 až obr. 5 vykresluje alternatívy .uskutočnenia systému podľa vynálezu. ý _:

Príklady uskutočnenia vynálezu

Systém, ukázaný na obr. S sa skladá z tepelného výmeníka 1 pre vstupný vzduch A; tepelný výméník 2 je pre výstupný vzduch B; dalej je tu prepojovaciepotrubie 3, cez ktoré je čerpadlom 4 cirkulovaná .kvapalina; slúžiaca na prenos tepla; dalej sa systém 'skladá zo zvlhčovacieho potrubia 5, z ktorého môže zvlhčovaciä voda pretekat cez zvlhčovaciu rohožku 6 na povrchy prenášajúce teplo pri tepelnom výmeníku 8 na výstupnom boku. Pri systéme, -ukázanom na- obr. S nie -je zvlhčovacia voda cirkulovaná, ale konštantné množstvo vody je vzaté z vodovodného potrubia 7 a prebytočná zvlhčovacia voda, ktorá sa nevyparí do výstupného vzduchu, je vypustená cez prepadovú trubku 8 do odpadu. Pri zložitejších usporiadaniach systému je takto vypustené do odpadu len obmedzené, obvykle konštantné množstvo zvlhčovačej vody, čo zabraňuje koncentrovaniu nečistôt, baktérií, a podobne. Zostatok.je vrátený do zvlhčovacej etapy procesu pomocou špeciálneho obehového čerpadla. Týmto spôsobom je spotrebované menšie množstvo zvlhčovačej vody.

Ako vyplýva z obr. 8, nie je žiadna zvlhčovacia voda privádzaná do zvlhčovacieho potrubia 5 priamo, ale táto voda obieha cez 'tepelný výmeník typu kvapalina/ /kvapalina 9, ktorým je vybavené potrubie 3, ktoré vedie do tepelného výmeníka 1 na vstupný vzduch. Teplota vody vo vodovodnom potrubí je obvykle pod hodnotou 10 ’C. v tepelnom výmeníku 9 je chladiaci výkon, ktorý sa nachádza pod hodnotou rosného bodu a ktorý by inak bol takmer všetok stratený, prenášaný priamo do kvapaliny na prenos tepla, ktorá ochladzuje vstupný vzduch. Použitím konvenčných . prepadov a konvenčných účinností výmeníka môže byt prenesený do vstupného vzduchu dodatočný chladiaci výkon, zodpovedajúci teplotnému rozdielu okolo 0.5 ‘C. Náklady na uvedený malý tepelný výmeník 9 typu kvapalina/kvapalina sú zanedbateľné.

Nárastom množstva prepadovej vody je dosiahnutý lacný a jednoduchý chladiaci systém na báze ,vody vo vodovodnom potrubí. Investičné náklady sú .nízkej''zatiaľ -čo prevádzkové náklady rapídne narastajú v -prípade, že je zvýšený prietok prepadovej - vody·. Na druhú stranu ·. je teplota povrchu na výstupnom boku nižšia. j. j .

Obr. 3 ukazuje ešte pokročílejší.systém.vynálezu. Tepelnývýmeník na vstupný vzduch je rozdelený na dve oddelenia 1 ' a 1'' . pri ktorých oddelenie .!' pracuje pre tú časť budovy, ktorá je vystavená ťažkému 'tepelnému zaťaženiu, napríklad jej južná strana .zatiaľ čo časť. 1 '' pracuje pre tú časť budovy,ktorá /je-tepelné-. mu zaťaženiu vystavená menej ťažko; Tepelný výmeník .9, určený na zvlhôovaciu vodu a vodu z vodovodného potrubia, je umiestnený na vstupnom potrubí 3 tepelného výmeníka H, ktorý slúži tej časti budovy, - ktorá je ťažko zaťažená tepelným žiarením. Týmto spôsobom môže byť celý chladiaci výkon nasmerovaný do tej.časti budovy, kde je viac potrebný.

Pri riešení ukázanom na obr. 3 nie je vedená do zvlhčovacieho potrubia 5 všetka voda, ale len množstvo požadované na zvlhčovacie účely a minimálny prepad. Zostatok je zavedený do prídavného tepelného .'výmeníka -.10. kde je tento zostatok použitý, na chladenie kvapaliny prenášajúcej teplo, ktorá sa vracia z tepelného výmeníka 1 na vstupný vzduch, do ..tepelného výmeníka 2 na výstupný vzduch. Napríklad pokiaľ je .požiadavka na chladenie kvapaliny prenášajúcej teplo, vstupujúcej do tepelného výmeníka J/, rovná hodnote 4' °C, je'dosiahnuté takmer rovnakého zníženia prakticky ža'nič, a to pri teplote kvapaliny prenášajúcej teplo pretekajúcej od tepelného výmeníka 1' do tepelného výmeníka 2 na vstupný vzduch.. Toto vedie k zníženiu teplotných rozdielov pri tepelnom výmeníku 2 na vstupný vzduch, -ktorého - pomocou ' ..'sa -krivka-, nakreslená prerušovanou čiarou na obr. -1, presunuje bližšie ku krivke teoretickej B-C', to je prenos tepla pri tepelnom výmeníku 2 sa zlepšuje. Z tepelného výmeníka 10 môže byt voda zavedená do odpadu, alebo môže byt použitá inde v budove.' Pokiaľ je použitá ako teplá voda z vodovodu, riešenie na obr. 3· rovnako významne znižuje požiadavku na tepelnú energiu. Voda z vodovodného potrubia môže byť predhriata približne na teplotu od 8°C do 25 °C, to je ušetrené náklady sú okolo 35% pôvodných nákladov na ohriatie vody, aj ked len behom špičkového zaťaženia. Behom celej chladiacej periódy je dosiahnutá teplota okolo 20 °C, čo zodpovedá ušetreným nákladom okolo 25%, a to je úspora asi 6% z celkových ročných nákladov, ako bolo vypočítané z ročnej spotreby.

Obr. 3 tiež ukazuje další spôsob znižovania povrchovej teploty tepelného výmeníka na vstupný vzduch. Pomocou tryskového potrubia 11 je voda rozstrekovaná do ovzdušia vo forme veľmi malých kvapôčok , ktoré významne zvyšujú povrch určený na prenos tepla a znižujú teplotu vzduchu a povrchovú teplotu na konci protiprúdovej klimatizačnej batérie.. Toto zníženie je v skutočnosti veľmi žiadané. Tryskové potrubie 11 môže byt umiestnené relatívne blízko pri tepelnom výmeníku 2, pretože jemne rozprášená voda je unášaná relatívne hlboko do tepelného výmeníka 2 medzi jeho povrchy na prenos tepla'ešte pred tým, ako sa kvapôčky vody vyparia alebo prídu do styku s uvedenými povrchmi na prenos tepla. Stavová zmena vzduchu sa presunuje veľmi blízko k teoretickej zmene, v podobe krivky B-C' na obr. 1 a teplota vody vracajúca sa cez čerpadlo 4, sa presúva blízko k teoretickej hodnote, to je k teplote rosného bodu vzduchu . -----.. ./.72

Základná koncepcia, to je oddelenie povrchov.na prenos tepla jeden od druhého, tiež umožňuje, aby boli klimatizačné prístroje konštruované·, viac ekonomicky, než ako boli doteraz. To je zvláší dôležité, pokiaľ sú toky vstupného a výstupného .vzduchu nerovnaké svojou veľkosťou. Každý prístroj j môže byť .skonštruovaný pre svoj špecifický prietok vzduchu, čo nie'· je možné napríklad pri riešení .· popísanom _; vo' Fínskej patentovej prihláške 57478, kde’ sú obidva-.prístroje skonštruované a nadimenzované len podľa vyššieho prietoku vzduchu.

Obr. 4 a obr. 5 ukazujú uprednostňovaný spôsob umiestnenia tepelného výmeníka S v skrini 1S klimatizačného zariadenia. Na obidvoch obrázkoch je základná idea pripevniť tepelný. výmeníkS v takej polohe, že jeho predný čelný povrch môže byť zväčšený. A to z toho dôvodu, že rýchlosť.na prednom povrchu tepelného výmeníka obmedzuje výber veľkosti prístroja ako z dôvodu veľkých tlakových strát na tepelnom výmeníku a tak aj z dôvodov skutočnosti, že ked rýchlosť vzduchu na prednom, povrchu .presiahne hodnotu .S.5 m.s^-1., sú kvapky strhávané prúdom vzduchu. Tepelný výmeník teraz môže byť skonštruovaný .pre rýchlosti vzduchu na prednom povrchu menšie ako 3.5 m.s^-1 a iné súčasti môžu byť konštruované pre rýchlosti okolo 4 m.s^-1, čo je určované hlavne filtrami, s ktorých pomocou sú náklady na ne samé znižované proporcionálne k rýchlosti vzduchu, čo tiež robí 35%. Samozrejme že obr. 4 a obr. 5 sú len chabé príklady. Smery toku vzduchu a kvapalín, umiestnenie súčastí, a podobne, sa môžu prirodzene tiež meniť, -rovnako ako uhly tepelných výmeníkov, prietoky môžu byť' vyrovnané a tiež môžu byť pomocou odrazných/dosiekznížené tlakové straty, atd..

Naobr. 4 a obr. 5 je zvlhčovacia rohožka 6 umiestnená na prednom povrchu tepelného výmeníka S v kanáli 1S na vstupný vzduch tak, že vzduch preteká cez zvlhčovaciu rohožku 6. Takýmto spôsobom budú povrchy na'.

prenos tepla navlhčené a teplotné rozloženie bude získaný dodatočný spoľahlivejšie a rovnomernejšie bude tiež výhodnejšie. Naviac odparovací povrch prakticky za nič, takže efekt je podobný, ako tomu bolo pri rozprašovacom zariadení 11 . Pokiaľ materiál zvlhčovacej rohože 6 je vybraný, vhodne, tak tiež dostatočne účinne filtruje zo vzduchu tuhé častice. Tak je preto možné v letných mesiacoch vybrať filtre výstupného vzduchu, ktoré ochraňujú povrchy na prenos tepla na tepelnom výmeníku S pred nečistotami a pripevniť potom späť zvlhčovacie rohože 6. Týmto spôsobom môžu byť znížené náklady na filtračné zariadenie a tlakové straty vo výstupnom systéme môžu byť tiež znížené, to znamená, že je znížená spotreba elektrickej energie, .čoho výsledkom sú úspory v nákladoch.

Nákresy a zodpovedajúce popisy k nim sú ' určené len k načrtnutiu podstaty vynálezu. Vo svojich detailoch sa môže systém uskutočnený podľa vynálezu meniť v oblasti rozsahu pôsobnosti patentových nárokov.

Claims (9)

1. NÁROKY τν ttmg·

   1,. Prístroj na chladenie vstupného vzduchu v klimatizačných zariadeniach, ktorý sa skladá zo zariadenia na prenos tepla (3), ktoré.prenáša teplo medzi vstupným vzduchom (A) a výstupným vzduchom (B) pomocou povrchov na prenos tepla; a zo zvlhčovacieho zariadenia (5), určeného na zvlhčovanie povrchov na prenos tepla na boku výstupného vzduchu; v y z n a'č u j ú c i' sa tým , že

   - povrchy slúžiace na prenos tepla na boku vstupného vzduchu (A), respektíve výstupného vzduchu (B), sú rozdelené na samostatné oddelené tepelné výmeníky (1 , 8) ; a

   - pomer medzi povrchmi na prenos tepla pri vstupnom vzduchu, respektíve výstupnom vzduchu, je vybraný tak, aby povrchová teplota plôch na prenos tepla na boku výstupného vzduchu bola blízka teplote rosného bodu na výstupný vzduch.

   8. Prístroj podľa nároku 1, pri ktorom sú tepelné výmeníky (1, S) na boku vstupného vzduchu (A) a výstupného vzduchu (B) prepojené s obvyklým potrubím (3) na kvapalinu prenášajúcu teplo , vyznačujúci sa týra , že potrubie (3), na vedenie kvapaliny prenášajúcej teplo, je vybavené chladiacim zariadením (9), ktoré je spojené s vonkajším zdrojom (7) chladiacej energie, ako napríklad s vodovodnou potrubnou sieťou v budove, ktorá slúži na chladenie kvapaliny prenášajúcej teplo, ktorá sa vracia od.tepelného výmeníka (S) na boku výstupného vzduchu, do tepelného vý17 meníka (1) na bok vstupného vzduchu, s pomocou vonkajšej chladiacej energie. '
2. 3. Prístroj podľa nároku S , v y z n a č u j ú -.9-.,,-r c i sa tým, že chladiace zariadenie (9) je ÍS tepelný výmeník typu kvapalina/kvapalina. . ..I.'.' '
3. 4. Prístroj podľa nároku S alebo 3 , v y z n. a ·-.···„ čujúci sa tým , že chladiace zariadenie (9) je spojené so zvlhčovacím zariadením (5, 6) a že,., voda z vodovodného potrubia (7) je použitá .. ako'voda ''··/. na zvlhčovanie vo zvlhčovačom zariadení.
4. 5. Prístroj podľa nároku 1, kde tepelné výmeníky · (1, S) na boku vstupného vzduchu (A) a výstupného vzduchu (B), sú spojené s obvyklým potrubím (3), určeným pre kvapalinu prenášajúcu teplo , vyznaču júci sa tým, že potrubie (3) určené pre kvapalinu prenášajúcu teplo je vybavené chladiacim zariadením (9), spojeným so zvlhčovacím prístrojom (5,
5. 6), určeným na chladenie kvapaliny prenášajúcej teplo, ktorá sa vracia z tepelného výmeníka (S) na strane výstupného vzduchu do tepelného výmeníka (1) na strane vzduchu vstupného pomocou zvlhčovačej vody.

   6. Prístroj podľa nároku S alebo 5 , -v y ž na ·,čujúci sa tým , že množstvo .vody na zvlhčovanie, ktoré je použité k dodatočnému ochladzovaniu kvapaliny·. prenášajúcej teplo, je väčšie, ako množstvo požadované len procesom zvlhčovania a normálnym prepadom.
6. 7. Prístroj podľa nároku 4 alebo 5 , vyzná 18 čujúci satým , že časť vody z vodovodného potrubia (7), ktorá nie je potrebná' na zvlhčovanie po ochladení .vody prenášajúcej teplo, ktorá savracia z tepelného výmeníka (S) na strane výstupného· vzduchu, je vrátená späť. do vodovodnej sieti v budove;
7. 8. ’Prístroj podľa nároku 7,vyznačujúci sa tým, že potrubie (3) vedúce kvapalinu prenášajúcu teplo je vybavené prídavným chladiacim za-, riadením (10) na ochladzovanie kvapaliny prenášajúcej teplo, ktorá ' vstupuje do tepelného výmeníka (S) na . strane výstupného vzduchu, pomocou uvedenej zostávajúcej časti vody z vodovodnej sieti.
8. 9. Prístroj podľa akéhokoľvek z predchádzajúcich nárokov , vyznačujúci sa tým , že vodné trysky (11), alebo iné zariadenie určené na rozprašovanie vody, sú vložené do prietokového priestoru výstupného vzduchu (B), ešte pred tepelným výmeníkom (8) výstupného vzduchu .tak, ako je to vidieť na smere toku vzduchu.
9. 10. Prístroj podľa akéhokoľvek z predchádzajúcich nárokov· , v y. z n a č u j ú c i sa tým , .že tepelný výmeník (S) na strane výstupného vzduchu je odstránený z polohy ležiacej kolmo na smer toku vzduchu, z dôvodu zníženia prietokového pomeru výstupného vzduchu.