SK286594B6 - Zariadenie na výrobu studenej vody na chladenie priestorov - Google Patents

Abstract

Je opísané zariadenie na výrobu studenej vody na chladenie priestorov najmä chladiacimi plochami (11) a chladičmi vo vybaveniach budov. Zariadenie zahŕňa chladiaci okruh (1) chladiaceho zariadenia a odparovací chladič (14), cez ktorý preteká chladiaca kvapalina a prúd vzduchu. Do chladiaceho prúdu vzduchu odparovacieho chladiča (14) sa môže vstrekovať voda a chladiaca kvapalina (4) prúdi cez tepelný výmenník (23) alebo priamo do medzizásobníka (9), alebo priamo k chladiacej ploche (11).

Description

Oblasť techniky

Vynález sa týka zariadenia na výrobu studenej vody na chladenie priestorov podľa predvýznakovej časti patentového nároku 1. Takéto zariadenie je známe z dokumentu DE-A-3 228 124.

Doterajší stav techniky

Výroba studenej vody na chladiace plochy pomocou chladiaceho zariadenia je známa. Taktiež je pritom známe, ako ochladiť kondenzátor, resp. skvapalňovač s výmenníkom tepla, cez ktorý prúdi vzduch. Tiež je známe, že vstrekovaním vody do výmenníka tepla sa môže zlepšiť odvod tepla (mokrá chladiaca veža).

Úlohou vynálezu je zlepšenie výkonu zariadenia spôsobom spomenutým v úvode, pri nízkych zriaďovacích nákladoch.

Podstata vynálezu

Odstránenie nedostatkov a zlepšenie existujúceho stavu zabezpečuje riešenie podľa vynálezu, ktorého podstata spočíva v tom, že zariadenie na výrobu studenej vody na chladenie priestorov chladiacimi plochami a chladičmi vo vybaveniach budov, najmä pre chladiace plochy s chladiacim zariadením a s pred ním umiestneným odparovacím chladičom, cez ktorý preteká chladiaca kvapalina a vzduch, je riešené tak, že do chladiaceho prúdu vzduchu odparovacieho chladiča je vstrekovaná voda a chladiaca kvapalina je vedená cez tepelný výmenník a kondenzátor alebo priamo do medzizásobníka, alebo priamo k chladiacej ploche - spotrebiču, pričom pred kondenzátor je zapojený vzduchový kondenzátor, ktorý je umiestnený v kanáli na odvod vzduchu odpaľovacieho chladiča. Odparovací chladič je platňový tepelný výmenník z polypropylénu.

Podstata riešenia ďalej spočíva v tom, že v chladiacom okruhu chladiaceho zariadenia je pred expanzný ventil zaradený tepelný výmenník, cez ktorý prúdi voda, skôr ako sa voda privedie cez rozdeľovači systém odpaľovacieho chladiča do vonkajšieho prúdu vzduchu.

Ďalej podstata riešenia spočíva v tom, že všetky časti chladiaceho zariadenia, odpaľovacieho chladiča, ako aj riadenia/regulácie sú umiestnené v jednej skrini, pričom skriňa pozostáva z viacerých prenosných jednotiek.

Podstata riešenia spočíva tiež v tom, že ku kondenzátoru chladiaceho zariadenia je pripojený preklenovací obtok, spúšťaný ventilom.

Úloha je prostredníctvom vynálezu riešená tak, že sa do chladiaceho vzduchu výmenníka tepla vstrekne voda a že chladiaca kvapalina alternatívne prúdi cez kondenzátor chladiaceho zariadenia, alebo priamo k chladiacej ploche (spotrebiču), alebo do obidvoch súčasne. Vstrekovaním vody do výmenníka tepla na vzduchovej strane sa jednoduchým a úsporným spôsobom efektívnejšie aktivuje požadovaný chladiaci výkon. Toto je výhodné obzvlášť vtedy, keď sú požadované väčšie výkony - napríklad v lete. Vstrekovaním vody do výmenníka tepla, a tým podmieneným ochladzovaním vzduchu sa dosiahne odvod nahromadeného tepla pri nižšej úrovni teploty. Pri nižšej kondenzačnej teplote dosahuje chladiace zariadenie priaznivý výkon.

Ako výhodné riešenie sa navrhuje, aby odparovací chladič bol platňový tepelný výmenník z polypropylénu. Pretože sa vo výmenníku tepla odparovacieho chladiča pracuje s vodou, hrá veľkú úlohu materiál, z ktorého je platňový tepelný výmenník vyrobený. Polypropylén je materiál, na ktorom - z dôvodu použitia vody - nedochádza k usadzovaniu pevných častíc.

Je obzvlášť výhodné, keď je do chladiaceho okruhu chladiaceho zariadenia pred expanzný ventil zaradený výmenník tepla, cez ktorý prúdi voda, skôr ako sa voda privedie do prúdu vzduchu odparovacieho chladiča. Pomocou takéhoto ochladenia chladiaceho média pred jeho vstrekom do odparovača sa jednoduchým a ekologickým spôsobom dosiahne ďalšie zlepšenie výkonu.

Ďalšie zvýšenie chladiaceho výkonu sa dosiahne tým, že sa pred vodný kondenzátor zaradí vzduchový kondenzátor, ktorý je umiestnený v kanáli na odvádzanie vzduchu.

Ďalšia výhoda spočíva v zvýšení teploty odvádzaného vzduchu a z toho vyplývajúceho zníženia relatívnej vlhkosti vzduchu. Tým sa zníži riziko vytvorenia kondenzátu v kanáli na odvádzanie vzduchu. Vyparovaním aerosólov, existujúcich v odvádzanom vzduchu za odparovacím chladičom sa zlikvidujú životné podmienky baktérií, ktoré sa vnútri môžu nachádzať - najmä Legionella pneumophilla. Pritom je zvlášť výhodné, keď je vzduchový kondenzátor umiestnený v kanáli na odvádzanie vzduchu v odparovacom chladiči.

Ďalšou výhodou je kompaktnosť zariadenia. Tým sa dá vyhnúť energetickým stratám, vznikajúcim zohrievaním potrubia chladiacej vody medzi jednotlivými časťami zariadenia, ako aj inak obvyklej spotrebe energie pre čerpadlá.

SK 286594 Β6

Prehľad obrázkov na výkresoch

Na pripojených výkresoch sú na obrázkoch schematicky znázornené a v ďalšom opísané dva rôzne príklady vyhotovenia zariadenia podľa vynálezu, pričom na obr. 1 je schematicky znázornený prvý príklad uskutočnenia vynálezu a na obr. 2 je schematicky znázornený druhý príklad uskutočnenia vynálezu.

Príklady uskutočnenia vynálezu

Príklad 1

Prístroj, resp. zariadenie má chladiace zariadenie s chladiacim okruhom 1, v ktorom je umiestnený kompresor (stláčacie zariadenie) 2. V smere prúdenia je za kompresorom 2 umiestnený kondenzátor (skvapalňovač) 3, ktorýje chladený druhým kvapalinovým okruhom 4, ktorýje detailnejšie opísaný neskôr. Z kondenzátora 3 sa dostáva chladiaca kvapalina cez expanzný ventil 5 k odparovaču 6, na ktorom je pripojený tretí kvapalinový okruh 7.

Chladiaci výkon, ktorý odovzdáva odparovač 6 do tretieho kvapalinový okruhu 7, sa privádza čerpadlom 8 do medzizásobníka 9. Z medzizásobníka 9 sa štvrtým okruhom 10 chladiaci výkon odovzdáva cez rozdeľovači systém 12 chladiacej ploche 11. Na kondenzátor 3 pripojený druhý kvapalinový okruh 4 je od čerpadla vedený cez odparovací chladič 14, ktorýje vyhotovený ako platňový výmenník tepla a je odolný proti korózii, ako aj znečisteniu. Cez odparovací chladič 14, vyhotovený ako platňový výmenník tepla, prúdi vzduch, ktorý vchádza medzi platne cez vpust 15 a cez výpust 16 je odovzdávaný do okolia. Toto prúdenie zabezpečuje ventilátor 17.

Medzi vpustom 15 a platňami tepelného výmenníka tvoriaceho odparovací chladič 14 sa cez rozdeľovači systém 18 vstrekuje do prúdu vzduchu voda, čím sa zvýši chladiaci výkon vzduchu z tepelného výmenníka, a to na základe nízkej teploty odparovania. Na dopravu vody sa v prívodnom potrubí vody nachádza čerpadlo 19.

Pri nasadení chladiaceho zariadenia s regulovaným výkonom sa môže vynechať medzizásobník 9. Tretí kvapalinový okruh 7 vedie potom priamo k rozdeľovaciemu systému 12.

V chladiacom okruhu chladiaceho zariadenia môže byť pred expanzný ventil 5 zaradený tepelný výmenník 25 na vedenie vody, cez ktorý voda prúdi, a je potom privádzaná k rozdeľovaciemu systému 18. Týmto sa umožní ďalšie zlepšenie chladiaceho výkonu.

Ďalej môže byť v chladiacom okruhu chladiaceho zariadenia pred kondenzátorom 3 (napr. vodným) umiestnený vzduchový kondenzátor 26, cez ktorý prúdi vzduch, vychádzajúci z odpaľovacieho chladiča 14. Takto zvýšený odvod tepla zväčšuje celkový výkon zariadenia. Pritom sa využije tá okolnosť, že teplo z odpaľovacieho chladiča 14 chladiaceho zariadenia, pozostávajúceho z kondenzátora 3, čerpadla 13 a odpaľovacieho chladiča 14, je ešte stále schopné prijať teplo, ktoré vychádza z toho istého chladiaceho okruhu chladiaceho zariadenia.

Prístroj, resp. zariadenie bude predovšetkým pracovať v troch rôznych stupňoch:

1. Ak je vzduch dostatočne chladný, nie je potrebné, aby chladiace zariadenie pracovalo, a tiež sa môže vynechať vstrekovanie vody v platňovom tepelnom výmenníku. Chladiaca kvapalina prúdi potrubím 21, tepelným výmenníkom 23, potrubím 22 a cez odparovač 6 naspäť do medzizásobníka 9.

2. Ak je teplota vzduchu taká vysoká, že voľné chladenie nepostačuje, môže sa chladiaci výkon zvýšiť vstrekovaním vody do odpaľovacieho chladiča 14.

3. Pri ďalšom náraste teploty vzduchu a pri eventuálnej zvýšenej potrebe chladenia, pripojí sa chladiace zariadenie. Vstrekovanie vody do tepelného výmenníka 25 na vedenie vody a tým podmienený pokles kondenzačnej teploty zlepší výkon chladiaceho zariadenia a redukuje tým spotrebu prúdu. Celkový výkon systému sa zvýši pomocou vzduchového kondenzátora 26.

Chladiaca kvapalina v potrubí 21 môže cirkulovať buď cez tepelný výmenník 23 a ďalej cez odparovač 6 chladiaceho zariadenia alebo - prepnutím ventilu 24 - iba cez odparovač 6.

Všetky časti zariadenia, resp. prístroja, tzn. všetky časti chladiaceho zariadenia, odpaľovacieho chladiča a riadenia a regulácie, ako aj všetky kvapaliny a vedenia vedúce prúd, sú kompaktným spôsobom uložené v jednej skrini 20. Skriňa 20 môže pritom pozostávať z viacerých ľahko prenosných jednotiek.

Príklad 2

V ďalšom možnom vyhotovení je k vodnému kondenzátoru 3 zaradený preklenovací obtok (BYPASS) 28, ktorýje súčasťou druhého kvapalinového okruhu 4, ktorýje čiastočne zaťažený, keď je otvorený ventil (trojcestný ventil) 27. Tým sa dosiahne kondenzácia iba vo vzduchovom kondenzátore 26. Pritom kompresor 2 pracuje vo viacerých etapách. To má tú výhodu, že druhý kvapalinový okruh 4 nie je termicky zaťažovaný, takže sa zníži spotreba energie celého systému.

Claims (6)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Zariadenie na výrobu studenej vody na chladenie priestorov chladiacimi plochami a chladičmi vo vybaveniach budov, najmä pre chladiace plochy (11) s časťou chladiaceho zariadenia pozostávajúcou z kompresora (2) kondenzátora (3), expanzného ventila (5) a odparovača (6), a s pred ňou umiestneným odpaľovacím chladičom (14), na pretekanie chladiacej kvapaliny a vzduchu, a na

   - zaťaženie chladiaceho prúdu vzduchu odpaľovacieho chladiča (14) vodou,

   - vedenie chladiacej kvapaliny cez tepelný výmenník (23) a kondenzátor (3) alebo priamo k medzizásobníku (9), alebo priamo k chladiacej ploche (11), vyznačujúce sa tým, že

   - pred kondenzátor (3) je predradený vzduchový kondenzátor (26),

   - vzduchový kondenzátor (26) je umiestnený v kanáli na odvod vzduchu odpaľovacieho chladiča (14).
2. 2. Zariadenie podľa nároku 1,vyznačujúce sa tým, že odparovací chladič (14) je platňový tepelný výmenník z polypropylénu.
3. 3. Zariadenie podľa nároku 1 alebo 2, vyznačujúce sa tým, že v chladiacom okruhu (1) chladiaceho zariadenia je pred expanzný ventil (5) zaradený tepelný výmenník (25) na vedenie vody a za ním je zaradený rozdeľovači systém (18) odpaľovacieho chladiča (14) na vedenie vody do vonkajšieho prúdu vzduchu.
4. 4. Zariadenie podľa jedného z predchádzajúcich nárokov, vyznačujúce sa tým, že všetky časti chladiaceho zariadenia, odpaľovacieho chladiča (14), ako aj riadenia/regulácie sú umiestnené v jednej skrini (20).
5. 5. Zariadenie podľa jedného z predchádzajúcich nárokov, vyznačujúce sa tým, že skriňa (20) pozostáva z viacerých prenosných jednotiek.
6. 6. Zariadenie podľa jedného z predchádzajúcich nárokov, vyznačujúce sa tým, že ku kondenzátoru (3) chladiaceho zariadenia je pripojený preklenovací obtok (28), spúšťaný ventilom (27).