SU1566180A1

SU1566180A1 - Apparatus for cooling air

Info

Publication number: SU1566180A1
Application number: SU884388733A
Authority: SU
Inventors: Юрий Владимирович Антонов; Геннадий Павлович Бирюков; Виктор Алексеевич Калюжный; Владимир Емельянович Каль; Николай Владимирович Кирсанов; Борис Александрович Кононов
Original assignee: Предприятие П/Я А-1701
Priority date: 1988-03-04
Filing date: 1988-03-04
Publication date: 1990-05-23

Abstract

Изобретение относитс к холодильной технике, а именно к устройствам дл охлаждени и осушки воздуха с использованием вихревого эффекта Ранка. Целью изобретени вл етс получение воздуха с пониженной степенью влажности дл охлаждени приборов и упрощени эксплуатации. Воздух сжимают в компрессоре 1, охлаждают в воздушном теплообменнике 2 и через каплеотделитель 3 подают в вихревую трубу 4, где осуществл етс процесс вихревого энергоразделени с образованием холодного потока воздуха. Последний через холодный конец 8 вихревой трубы 4 и трубопровод 10 попадает в охлаждающую полость 9 теплообменника 2. За счет теплообмена со сжатым в компрессоре 1 воздухе воздух в полости 9 несколько подогреваетс и степень его влажности понижаетс . Из полости 9 воздух подают к объекту охлаждени . 1 з.п. ф-лы, 1 ил.The invention relates to refrigeration engineering, in particular, to devices for cooling and drying air using the Ranque vortex effect. The aim of the invention is to produce air with a reduced degree of humidity to cool the instruments and simplify operation. The air is compressed in the compressor 1, cooled in the air heat exchanger 2 and fed through the droplet separator 3 into the vortex tube 4, where the process of vortex energy separation is carried out with the formation of cold air flow. The latter through the cold end 8 of the vortex tube 4 and the pipe 10 enters the cooling cavity 9 of the heat exchanger 2. Due to the heat exchange with the air compressed in the compressor 1, the air in the cavity 9 is somewhat heated and the degree of its humidity decreases. From cavity 9, air is supplied to the cooling object. 1 hp f-ly, 1 ill.

Description

Изобретение относится к холодильной технике, а именно к устройствам для охлаждения и осушки воздуха с использованием вихревого эффекта Ранка.The invention relates to refrigeration, and in particular to devices for cooling and drying air using the vortex Rank effect.

Цель изобретения — получение воздуха с пониженной степенью влажности для охлаждения приборов и упрощение эксплуатации.The purpose of the invention is the production of air with a reduced degree of humidity for cooling devices and simplifying operation.

На чертеже схематично изображено устройство для охлаждения воздуха.The drawing schematically shows a device for cooling air.

Устройство содержит последовательно установленные компрессор 1 для сжатия воздуха, воздушный теплообменник 2, конденсатосборник 3, установленный на линии подачи сжатого воздуха между теплообменником 2 и вихревой трубой 4, соединенные воздушными трубопроводами 5 высокого давления. Горячий конец 6 вихревой трубы 4 заключен в охлаждающую, рубашку 7, а холодный конец 8 через охлаждающую полость 9 теплообменника 2 соединен трубопроводом 10 низкого давления с объектом 1 Г охлаждения, например блоком приборов, для работы которых требуется отвод выделяемого ими тепла. Для исключения коррозии влажность воздуха должна быть пониженной. Водяная- полость конденсатосборника 3 сообщена трубопроводом 12 с охлаждающей рубашкой 7 вихревой трубы 4. Устройство снабжено емкостью 13 для дистиллированной воды, подключенной параллельно конденсатосборнику 3. Емкость 13 имеет мерник 14 и патрубок 15 с запорным вентилем 16, а также трубопровод 17 и вентиль 18 для слива воды в сосуд 19. На охлаждающей рубашке 7 установлен регулировочный вентиль 20. Теплообменник 2 снабжен байпасной линией 21 и регулировочным вентилем 22.The device comprises sequentially installed compressor 1 for compressing air, an air heat exchanger 2, a condensate collector 3 mounted on a compressed air supply line between the heat exchanger 2 and the vortex tube 4, connected by high pressure air pipelines 5. The hot end 6 of the vortex tube 4 is enclosed in a cooling jacket 7, and the cold end 8 is connected through the cooling cavity 9 of the heat exchanger 2 by a low pressure pipe 10 to the cooling object 1 G, for example, a unit of devices that require the heat generated by them to be removed. To prevent corrosion, air humidity should be lowered. The water cavity of the condensate collector 3 is communicated by a pipe 12 with a cooling jacket 7 of the vortex tube 4. The device is equipped with a tank 13 for distilled water connected in parallel with the condensate collector 3. The tank 13 has a meter 14 and a pipe 15 with a shut-off valve 16, as well as a pipe 17 and a valve 18 for draining water into the vessel 19. On the cooling jacket 7 is installed control valve 20. The heat exchanger 2 is equipped with a bypass line 21 and the control valve 22.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Подводимый в компрессор 1 сжатый воздух охлаждается и по трубопроводу 5 подается в воздуховоздушный теплообменник 2. Выделившийся из сжатого воздуха в процессе охлаждения конденсат отделяется в конденсатосборнике 3 и собирается в виде дистиллята в его нижней части.The compressed air supplied to the compressor 1 is cooled and fed through the pipe 5 to the air-air heat exchanger 2. The condensate released from the compressed air during the cooling process is separated in the condensate collector 3 and collected in the form of a distillate in its lower part.

После конденсатосборника 3 сжатый воздух по трубопроводу 5 направляется в вихревую трубу 4, где осуществляется процесс вихревого энергоразделения с образованием холодного потока воздуха, который через холодный конец 8 вихревой трубы 4 направляется по трубопроводу 10. Горячий воздух попадает в горячий конец 6 вихревой трубы 4 и отдает тепло конденсату, стекаемому в рубашку 7 из нижней части конденсатосборника 3. Образующийся при выпаривании конденсата водяной пар удаляется из рубашки через регулировочный вентиль 20, настроенный таким образом, чтобы обеспечивать давление в рубашке 7, не превышающее давление в конденсатосборнике 3.After the condensate collector 3, compressed air is sent through a pipeline 5 to a vortex tube 4, where a vortex energy separation process is carried out with the formation of a cold air stream, which is sent through a pipeline 10 through the cold end 8 of the vortex tube 4. Hot air enters the hot end 6 of the vortex tube 4 and gives off heat to the condensate draining into the jacket 7 from the bottom of the condensate collector 3. The water vapor generated by the evaporation of the condensate is removed from the jacket through the control valve 20 thus configured in order to provide a pressure in the jacket 7 not exceeding the pressure in the condensate collector 3.

Холодный воздух из трубопровода 10 попадает в охлаждающую полость 9 тепло обменника 2 и охлаждает сжатый воздух, идущий от компрессора 1. При этом охлаждающий воздух несколько подогревается и степень влажности его понижается. С помощью регулировочного вентиля 22 и байпасной линии 21 регулируется температура воздуха, подаваемого к объекту 11, а также температура, а следовательно, и степень осушки сжатого воздуха на выходе из полости 9 теплообменника 2. При открытии вентиля 22 и пропускании через байпасную линию 21 части холодного воздуха как за счет уменьшения расхода холодного воздуха через теплообменник 2, так и за счет снижения коэффициента теплоотдачи величина охлаждения сжатого воздуха уменьшается, что приводит к повышению температуры сжатого воздуха на входе в вихревую трубу и снижению количества конденсата, отделяемого от сжатого воздуха в конденсатосборнике 3. Регулирование подачи холодного воздуха в теплообменник 2 позволяет избежать его замораживания.Cold air from the pipeline 10 enters the cooling cavity 9 heat of the exchanger 2 and cools the compressed air coming from the compressor 1. At the same time, the cooling air is slightly heated and its degree of humidity decreases. Using the control valve 22 and the bypass line 21, the temperature of the air supplied to the object 11, as well as the temperature and, consequently, the degree of drying of the compressed air at the outlet of the cavity 9 of the heat exchanger 2 are regulated. When opening the valve 22 and passing part of the cold through the bypass line 21 air both by reducing the flow rate of cold air through the heat exchanger 2, and by reducing the heat transfer coefficient, the cooling amount of compressed air decreases, which leads to an increase in the temperature of the compressed air at the inlet vortex tube and lower condensate amounts, separated from the compressed air into the condensate 3. Regulation of feeding cool air to the heat exchanger 2 allows to avoid freezing.

В случае, когда влажность сжатого воздуха высокая и в конденсатосборнике 3 образуется избыточное количество отделяемой влаги, она перетекает в емкость 13, расходуясь из нее по мере необходимости при подаче в рубашку 7.In the case when the humidity of the compressed air is high and an excess amount of separated moisture is formed in the condensate collector 3, it flows into the container 13, diverging from it as necessary when supplied to the jacket 7.

Об уровне жидкости в емкости 13 судят с помощью мерника 14. При заполнении емкости 13 конденсатом, для исключения ее переполнения, последний, при открытии вентиля 18 сливается по трубопроводу 17 в сосуд 19. Из сосуда 19, по мере необходимости, конденсат расходуется для пополнения емкости 13. Для этого используется патрубок 15 с запорным вентилем 16.The liquid level in the tank 13 is judged using a measuring device 14. When filling the tank 13 with condensate, to prevent its overflow, the latter, when the valve 18 is opened, is drained through the pipe 17 into the vessel 19. From the vessel 19, as necessary, the condensate is consumed to replenish the tank 13. For this, a pipe 15 with a shut-off valve 16 is used.

Предлагаемое устройство обеспечивает осушку воздуха, подаваемого к объекту, за счет связи холодного конца вихревой трубы с объектом через полость теплообменника 2, где холодный поток несколько подогревается за счет контакта с горячим воздухом, идущим от компрессора. При этом относительная влажность воздуха уменьшается. Расположение конденсатосборника на линии подачи сжатого воздуха после теплообменника перед вихревой трубой обеспечивает осушку воздуха, так как способствует понижению точки росы охлажденного и расширенного воздуха после вихревой трубы. Сообщение водяной полости конденсатосборника с охлаждающей рубашкой вихревой трубы обеспечивает сокращение количества коммуникаций, необходимых для обеспечения подачи охлаждающего агента к горячему концу вихревой трубы (например, подключения к системе сжатого воздуха, водопровода, канализации).The proposed device provides drying of the air supplied to the object due to the connection of the cold end of the vortex tube with the object through the cavity of the heat exchanger 2, where the cold stream is somewhat heated by contact with hot air coming from the compressor. In this case, the relative humidity decreases. The location of the condensate collector on the compressed air supply line after the heat exchanger in front of the vortex tube ensures air drying, since it helps to lower the dew point of the cooled and expanded air after the vortex tube. The communication of the water cavity of the condensate collector with the cooling jacket of the vortex tube ensures a reduction in the number of communications required to ensure the supply of a cooling agent to the hot end of the vortex tube (for example, connecting to a compressed air system, water supply system, sewage system).

Подключение параллельно конденсатосборнику емкости для дистиллированной воды позволяет эксплуатировать устройство в районах с сухим климатом с изменяющейся влажностью воздуха в течение суток, когда при пониженной влажности воздуха количество влаги в конденсатосборнике уменьшено.и дистиллят в охлаждающую рубашку поступает из емкости 13.Connecting a container for distilled water in parallel with the condensate collector allows the device to be operated in areas with a dry climate with changing air humidity during the day, when the amount of moisture in the condensate collector is reduced at low air humidity. And the distillate enters the cooling jacket from the tank 13.

Claims

Claim

1. A device for cooling air containing a compressor for compressing air ^ a heat exchanger, a condensate collector and a vortex tube, the hot end of which is enclosed in a cooling jacket, and the cold end is connected by a pipe for supplying air to the cooling object, characterized in that, in order to receive air with low humidity for cooling 15 devices and simplifying operation, a condensate collector is installed on the compressed air supply line between the heat exchanger and the vortex tube, while the water cavity is condensate The heat sink is in communication with the cooling jacket of the vortex tube, and the cold end of the latter is connected to the cooling object through the cooling cavity of the heat exchanger.

2. The device according to π. 1, characterized in that to simplify operation, the device is equipped with a container for distilled water connected in parallel to the condensate collector, the bottom of which is located below the bottom of the latter.

Compiled by I. Shabalin Editor N. Tupitsa Order 1213 Tehred I. Veres Corrector V. Kabatsii Circulation 460 Subscribed

VNIIIPI of the State Committee for Inventions and Discoveries at the State Committee for Science and Technology

113035, Moscow, Zh-35, Raushskaya nab., D. 4/5

Production and Publishing Plant "Patent", Uzhhorod, st. Gagarina, 101