WO2018070893A1 - Supply and exhaust system - Google Patents

Supply and exhaust system Download PDF

Info

Publication number
WO2018070893A1
WO2018070893A1 PCT/RU2016/000680 RU2016000680W WO2018070893A1 WO 2018070893 A1 WO2018070893 A1 WO 2018070893A1 RU 2016000680 W RU2016000680 W RU 2016000680W WO 2018070893 A1 WO2018070893 A1 WO 2018070893A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
air
channel
supply
room
expander
Prior art date
Application number
PCT/RU2016/000680
Other languages
French (fr)
Russian (ru)
Inventor
Владислав Русланович ЦЫПЛАКОВ
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "ДЕТА Инжиниринг"
Мирай Интекс Сагл
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "ДЕТА Инжиниринг", Мирай Интекс Сагл filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "ДЕТА Инжиниринг"
Priority to PCT/RU2016/000680 priority Critical patent/WO2018070893A1/en
Publication of WO2018070893A1 publication Critical patent/WO2018070893A1/en

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24FAIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F5/00Air-conditioning systems or apparatus not covered by F24F1/00 or F24F3/00, e.g. using solar heat or combined with household units such as an oven or water heater
    • F24F5/0085Systems using a compressed air circuit
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B9/00Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point
    • F25B9/002Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point characterised by the refrigerant
    • F25B9/004Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point characterised by the refrigerant the refrigerant being air
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B9/00Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point
    • F25B9/06Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point using expanders
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24FAIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F11/00Control or safety arrangements
    • F24F11/70Control systems characterised by their outputs; Constructional details thereof
    • F24F11/80Control systems characterised by their outputs; Constructional details thereof for controlling the temperature of the supplied air
    • F24F11/83Control systems characterised by their outputs; Constructional details thereof for controlling the temperature of the supplied air by controlling the supply of heat-exchange fluids to heat-exchangers

Definitions

  • the invention relates to supply and exhaust devices, intended mainly for creating and maintaining a microclimate in rooms and air conditioning, however, which are also used in other areas of technology.
  • the fixed assets used for air conditioning can be divided into four main types:
  • Air conditioners are designed to cool indoor air. Built on a vapor compression cycle with direct cooling, or with an intermediate coolant (water, solutions of glycols, salts). Usually they work on complete recirculation of indoor air without mixing fresh air. The heating function is usually not provided.
  • Reversible air conditioners with heat pump function designed for both cooling and heating. Such devices operate with 100% recirculation, and in this case, in heating mode, they are operable only to an ambient temperature of at least -15 ° C.
  • Heating systems local or central, operate using coolants, most often hot water.
  • the heat source is local heating devices of various types, heating boilers, central heating systems. Sufficiently complex communications are required to supply the coolant from heat-producing devices to heated rooms.
  • fuel is required, for central systems, it is necessary to have special enterprises (boiler houses, thermal power plants, etc.) and an extensive heating network. Due to the large extent of the heating mains, there are significant heat losses, especially with damaged insulation.
  • Central air conditioners are designed to create a microclimate in rooms with a large area or for several rooms. In general, they consist of a supply and exhaust ventilation with a different share of recirculation (from 0 to 100%), external sources that provide cooling and heating of the air supplied to the premises. For such devices, it is necessary to have external sources of cooling and heat supply, appropriate networks for supplying coolants to the central air conditioner, pump units, etc.
  • the first two types are not able to provide both cooling, heating, and ventilation at the same time, or are capable, but with significant limitations.
  • the second two types are structurally complex, requiring a large and branched infrastructure, and therefore their scope is significantly limited.
  • Such installations should include at least one compressor-expander unit, at least one heat exchanger and an air intake system from the room and from the outside (hereinafter, the term “from the outside” is equivalent to the terms “from the street”, “outside” and means space, located outside the room in which the microclimate is created, and where fresh air is located).
  • Fresh air from the street is supplied to the heat exchanger, where compressed and hot air from the room heats it, after which the heated fresh air passes through a dehumidifier.
  • Humidifier increases the humidity of fresh air and is fed into the room.
  • the exhaust air from the room after passing through the expander is thrown out.
  • fresh air is supplied to the compressor, where it is compressed and heated, after which it is supplied to the heat exchanger.
  • the air from the room is fed to a heat exchanger, where it cools compressed hot air from the street. After that, the exhaust air from the room is thrown out, and the air from the street enters the expander. On the expander, air expands from the street, as a result of which it cools. Cooled air is supplied to the room.
  • a simple ventilation mode is also described. This device, as the closest to the claimed is taken as a prototype.
  • the objective of the present invention was to eliminate the disadvantages of the prototype - low efficiency in cooling mode and the passage of supply air through the compressor-expander unit before being fed into the room in cooling mode.
  • the purpose of the invention was to create a highly efficient installation for year-round creation of a microclimate in a room, operating in a combined cycle without passing the air supplied to the room through the compressor-expander unit.
  • the technical result can be formulated as improving the cooling efficiency, the possibility of the installation in cooling and heating mode, improving the air quality in the room, due to 100% supply of fresh air (lack of recirculation).
  • the invention consists in that:
  • Supply and exhaust device including:
  • the first and second shutters installed between the air intake channel from the room and, respectively, the expander and compressor, the third and fourth shutters installed between the air exhaust channel to the outside and, respectively, the compressor and expander, the fifth and sixth shutters installed between the second channel of the heat exchanger and, respectively, the compressor and the expander, the seventh and eighth valves installed between the second channel of the heat exchanger and, respectively, the compressor and the expander.
  • a supply and exhaust device also characterized in that the electric motor is cooled by external air, which is taken through the cooling air intake channel and discharged through the air discharge channel to the outside.
  • Supply and exhaust device also characterized in that filters are installed in front of all external air intake channels.
  • a supply and exhaust device also characterized in that in front of the channel for supplying air to the room, in front of the channel for discharging air to the outside, and also after the channel for taking air from the room, silencers are installed.
  • a supply and exhaust device also characterized in that a dehumidifier is installed in front of the air supply channel into the room.
  • the supply and exhaust device also characterized in that the dehumidifier is connected to water spray nozzles installed in the heat exchanger.
  • Supply and exhaust device also characterized in that the air is taken in through the air intake channel using supply fan.
  • the supply and exhaust device also cast by the fact that it contains an additional moisture trap installed in the supply channel.
  • FIG. 1 shows preferred embodiments of a circuit of the claimed invention.
  • Black arrows indicate air flow in heating mode, dotted arrows - in cooling mode.
  • the claimed circuit in a preferred embodiment includes an external air supply channel (1) for collecting fresh air from the street.
  • Channel (1) is connected in series through the supply air filter (2) to the supply fan (3).
  • the supply fan (3) is connected through a moisture separator (5) and the first silencer (6) to the supply air supply channel (7) to the room.
  • a line for supplying outdoor air to the room is formed.
  • the external air passes through the first channel of the heat exchanger (4).
  • the scheme also includes an exhaust channel (8) located in the room and designed to collect the "exhaust" air from the room.
  • Channel (8) through a filter (9) and a second silencer (10) is connected to two shutters (11) and (19).
  • the line that goes through the shutter (I) is connected with the expander (12), and through it with two shutters (13) and (22).
  • the line that goes from the exhaust channel (8) to the shutter (19), then through the shutter (19) is connected to the compressor (15), through which it is connected to two shutters (16) and (20).
  • the compressor (15) and the expander (12) are mounted on the same shaft of the electric motor (23), which obviously gives the advantages of energy saving.
  • the cooling of the electric motor (23) is carried out through a line formed by the channel (24) for intake of cooling air from the outside, a filter (25), a fan (26). After cooling the electric motor, cooling air is discharged through the channel line (18).
  • the device in a preferred embodiment operates as follows.
  • Exhaust air from the serviced room through the exhaust air channel (8) is cleaned of dust in the exhaust air filter (9) through a noise attenuator (10) and a damper (11) to a turbine expander (12).
  • a turboexpander (12) the exhaust air is cooled by expansion and is supplied through a damper (13) to a heat exchanger (4), in which it cools the outside air.
  • the exhaust air through the damper (14) enters the turbocharger (15), where it overheats due to compression and is discharged through the damper (16) and the muffler (17) into the atmosphere through the exhaust air channel (18).
  • Warm exhaust air from the serviced room through the exhaust air channel (8) is cleaned of dust in the exhaust air filter (9) and is fed through a muffler (10) and a damper (19) to the turbocharger (15).
  • the exhaust air is overheated by compression and is supplied through a damper (20) to a heat exchanger (4), in which it heats the outside air.
  • the exhaust air through the damper (21) enters the turbo expander (12), where it is cooled by expansion and is discharged through the damper (22) and the silencer (17) into the atmosphere through the exhaust air channel (18).
  • cold outside air through the channel (1) of the outside air is supplied by the supply fan (3) to the heat exchanger (4) through the supply air filter (2).
  • the supply air is heated to a predetermined temperature and through the silencer (6) is supplied to the serviced room through the supply air channel (7).
  • a pressure circuit is implemented, which is preferable in the mode of operation for heating.
  • the air that is supplied to the room also does not pass through the compressor-expander unit.
  • An air circuit is used to remove heat from the main drive electric motor (23) (both in cooling mode and in heating mode). Air is supplied by the cooling air fan (26) to the main drive electric motor (23) through the cooling air channel (24) and the cooling air filter (25), after which it is vented to the atmosphere through the silencer (17) and the exhaust air channel (18).

Abstract

The invention relates to the field of air conditioning. The invention is based on the use of a compressor and an expander. The essence of the invention consists in the design of a combined indoor air-cooling and air-heating circuit, in which heating is carried out through a pressure circuit, and cooling through a vacuum circuit. Additionally, the air entering indoors does not pass through a compressor and an expander. The technical result consists in increased effectiveness of operation and improved purity and quality of the air entering indoors. The invention may be used for producing and maintaining a microclimate indoors all year round.

Description

Приточно-вытяжное устройство  Supply and exhaust device
Изобретение относится к приточно-вытяжным устройствам, предназначенным в основном для создания и поддержания микроклимата в помещениях и кондиционирования воздуха, однако находящих применение и в иных областях техники. The invention relates to supply and exhaust devices, intended mainly for creating and maintaining a microclimate in rooms and air conditioning, however, which are also used in other areas of technology.
На сегодняшний день, основные средства, применяемые для кондиционирования воздуха можно условно поделить на четыре основных типа: To date, the fixed assets used for air conditioning can be divided into four main types:
1) Кондиционеры предназначены для охлаждения воздуха в помещениях. Построены на парокомпрессионном цикле с непосредственным охлаждением, или с промежуточным теплоносителем (вода, растворы гликолей, солей). Обычно работают на полной рециркуляции воздуха в помещении без подмешивания свежего воздуха. Функция отопления обычно не предусмотрена. 1) Air conditioners are designed to cool indoor air. Built on a vapor compression cycle with direct cooling, or with an intermediate coolant (water, solutions of glycols, salts). Usually they work on complete recirculation of indoor air without mixing fresh air. The heating function is usually not provided.
2) Реверсивные кондиционеры с функцией теплового насоса: предназначены как для охлаждения, так и для отопления. Такие устройства работают со 100% рециркуляцией, и при этом в режиме отопления работоспособны только до температуры окружающей среды не ниже -15°С. 2) Reversible air conditioners with heat pump function: designed for both cooling and heating. Such devices operate with 100% recirculation, and in this case, in heating mode, they are operable only to an ambient temperature of at least -15 ° C.
3) Системы отопления, локальные или центральные, работают с применением теплоносителей, чаще всего горячей воды. Источником тепла являются локальные нагревательные приборы различного типа, котлы отопления, системы центрального отопления. Требуются достаточно сложные коммуникации для подачи теплоносителя от теплопроизводящих устройств до отапливаемых помещений. Для локальных систем требуется топливо, для центральных систем - необходимо наличие специальных предприятий (котельные, ТЭЦ и др.) и разветвленная тепловая сеть. Из-за большой протяженности теплотрасс имеются значительные потери тепла, особенно при нарушенной теплоизоляции. 3) Heating systems, local or central, operate using coolants, most often hot water. The heat source is local heating devices of various types, heating boilers, central heating systems. Sufficiently complex communications are required to supply the coolant from heat-producing devices to heated rooms. For local systems, fuel is required, for central systems, it is necessary to have special enterprises (boiler houses, thermal power plants, etc.) and an extensive heating network. Due to the large extent of the heating mains, there are significant heat losses, especially with damaged insulation.
4) Центральные кондиционеры предназначены для создания микроклимата в помещениях со значительной площадью или для нескольких помещений. В общем случае состоят из приточно-вытяжной вентиляции с различной долей рециркуляции (от 0 до 100%), внешних источников, обеспечивающих охлаждение и подогрев подаваемого в помещения воздуха. Для таких устройств обязательно наличие внешних источников холодоснабжения и теплоснабжения, соответствующие сети для подачи теплоносителей к центральному кондиционеру, блоки насосов и др. 4) Central air conditioners are designed to create a microclimate in rooms with a large area or for several rooms. In general, they consist of a supply and exhaust ventilation with a different share of recirculation (from 0 to 100%), external sources that provide cooling and heating of the air supplied to the premises. For such devices, it is necessary to have external sources of cooling and heat supply, appropriate networks for supplying coolants to the central air conditioner, pump units, etc.
Как видно, первые два типа не способны обеспечить одновременно и охлаждение, и отопление, и вентиляцию помещений, или способны, но с существенными ограничениями. Вторые два типа являются конструктивно сложными, требующими большой и разветвленной инфраструктуры и поэтому область их применения существенно ограниченна. Таким образом, существует потребность в простой и универсальной по своему применению установки для создания и поддержания микроклимата, которая обеспечивала бы все требуемые режимы работы и простое переключение между ними при помощи штатных средств. As you can see, the first two types are not able to provide both cooling, heating, and ventilation at the same time, or are capable, but with significant limitations. The second two types are structurally complex, requiring a large and branched infrastructure, and therefore their scope is significantly limited. Thus, there is a need for a simple and universal in its application installation for creating and maintaining a microclimate that would provide all the required operating modes and simple switching between them using standard means.
Одним из возможных решений данной проблемы являются установки, работающие по принципу воздушной холодильной машины. Такие установки должны включать в себя по меньшей мере один компрессорно- детандерный блок, по меньшей мере один теплообменник и систему забора воздуха из помещения и извне (здесь и далее термин "извне" равнозначен терминам "с улицы", "снаружи" и означает пространство, находящееся вне помещения в котором создается микроклимат, и где находится свежий воздух). One of the possible solutions to this problem are installations operating on the principle of an air-cooled machine. Such installations should include at least one compressor-expander unit, at least one heat exchanger and an air intake system from the room and from the outside (hereinafter, the term “from the outside” is equivalent to the terms “from the street”, “outside” and means space, located outside the room in which the microclimate is created, and where fresh air is located).
Такие установки известны из уровня техники. Так, в патенте US6484528 (В1) раскрыта система обогрева помещения, в которой воздух забирается из помещения, подается на компрессор, сжимается. Сжатый, как следствие горячий, воздух из помещения взаимодействует в теплообменнике с воздухом, взятым снаружи, после чего нагретый внешний воздух подается в помещение, а отработанный воздуха из помещения проходит через детандер и выбрасывается наружу. В патенте US6539744 (В1) описывается аналогичная схема, но воздух в ней направлен условно в противоположную сторону и реализуется охлаждение помещения. Полные тексты описаний данных патентов включены в настоящую заявку в качестве ссылок. Наиболее удачным, из известных заявителю решений, в котором была бы реализована возможность как отопления, так и охлаждения помещения при одновременной вентиляции является воздушный кондиционер, раскрытый в патенте ЕР1164339 (А1), патентообладатель - DAIKIN IND LTD, дата публикации 19.12.2001. В данном патенте раскрыто несколько вариантов осуществления воздушного кондиционера. Наиболее близким по своим функциональным возможностям к заявленному объекту является воздушный кондиционер по пятому варианту, раскрытому в данном патенте. Предусмотрена работа в двух режимах, переключение между которыми осуществляется при помощи двух четырех-ходовых клапанов. В первом режиме "на обогрев" воздух из помещения проходит через влагоуловитель (вращающийся роторный абсорбер), после чего подается на компрессор, где сжимается, в следствие чего нагревается и подается на теплообменник. Свежий воздух с улицы подается на теплообменник, где сжатый и горячий воздух из помещения нагревает его, после чего нагретый свежий воздух проходит через влагоуловитель. На влагоуловителе повышается влажность свежего воздуха и он подается в помещение. Отработанный воздух из помещения после прохождения через детандер выбрасывается наружу. Во втором режиме "на охлаждение" свежий воздух подается на компрессор, где сжимается и нагревается, после чего подается на теплообменник. Воздух из помещения подается на теплообменник, где охлаждает сжатый горячий воздух с улицы. После этого, отработанный воздух из помещения выбрасывается наружу, а воздух с улицы попадает на детандер. На детандере происходит расширение воздуха с улицы, в следствие чего он охлаждается. Охлажденный воздух подается в помещение. Также описан режим простой вентиляции. Данное устройство, как наиболее близкое к заявленному принимается за прототип. Such installations are known in the art. So, in the patent US6484528 (B1) a room heating system is disclosed in which air is taken from the room, fed to a compressor, compressed. Compressed, as a result, hot, the air from the room interacts in the heat exchanger with the air taken from the outside, after which the heated external air is supplied to the room, and the exhaust air from the room passes through the expander and is thrown out. In the patent US6539744 (B1) a similar scheme is described, but the air in it is conditionally directed in the opposite direction and the room is cooled. The full descriptions of these patents are incorporated into this application by reference. The most successful of the solutions known to the applicant in which the possibility of both heating and cooling the room with simultaneous ventilation would be realized is an air conditioner, disclosed in patent EP1164339 (A1), patent holder - DAIKIN IND LTD, publication date 12/19/2001. This patent discloses several embodiments of an air conditioner. The closest in functionality to the claimed object is an air conditioner according to the fifth embodiment, disclosed in this patent. There are two modes of operation, switching between which is carried out using two four-way valves. In the first “for heating” mode, the air from the room passes through a dehumidifier (rotating rotary absorber), after which it is supplied to the compressor, where it is compressed, as a result of which it is heated and fed to the heat exchanger. Fresh air from the street is supplied to the heat exchanger, where compressed and hot air from the room heats it, after which the heated fresh air passes through a dehumidifier. Humidifier increases the humidity of fresh air and is fed into the room. The exhaust air from the room after passing through the expander is thrown out. In the second “cooling” mode, fresh air is supplied to the compressor, where it is compressed and heated, after which it is supplied to the heat exchanger. The air from the room is fed to a heat exchanger, where it cools compressed hot air from the street. After that, the exhaust air from the room is thrown out, and the air from the street enters the expander. On the expander, air expands from the street, as a result of which it cools. Cooled air is supplied to the room. A simple ventilation mode is also described. This device, as the closest to the claimed is taken as a prototype.
Несмотря на относительную простоту конструкции, не требовательность к инфраструктуре и обеспечение всех требуемых режимов работы, прототипу присущи некоторые недостатки. Despite the relative simplicity of the design, not demanding on the infrastructure and providing all the required operating modes, the prototype has some drawbacks.
Первое что можно отметить - в режиме охлаждения приточный воздух проходит через установку (подача воздуха в помещение происходит после детандера), при этом могут возникнуть режимы, в которых в потоке приточного воздуха образуется туман. The first thing to note is that in the cooling mode, the supply air passes through the unit (air is supplied to the room after expander), in this case, modes may arise in which fog is formed in the supply air stream.
Другим важным недостатком устройства прототипа является его низкая эффективность в режиме охлаждения, обусловленная работой по напорному циклу. Так, из ряда научных работ (см. например: Scott, Т. С. and Davis, G. L., "The rmodynamics of Air/Water-Cycle Air-Conditioning Systems" (1976). International Compressor Engineering Conference. Paper 229. http://docs.lib.purdue.edu/icec/229) известно, что для охлаждения помещений напорный цикл существенно уступает по эффективности вакуумному циклу с использованием испарения влаги в контуре низкого давления. Another important disadvantage of the prototype device is its low efficiency in cooling mode, due to the work on the pressure cycle. So, from a number of scientific papers (see, for example, Scott, T. C. and Davis, GL, "The rmodynamics of Air / Water-Cycle Air-Conditioning Systems" (1976). International Compressor Engineering Conference. Paper 229. http: //docs.lib.purdue.edu/icec/229) it is known that for cooling the pressure cycle, the pressure cycle is significantly inferior in efficiency to the vacuum cycle using the evaporation of moisture in the low pressure circuit.
Таким образом, задачей настоящего изобретения являлось устранение недостатков прототипа - низкой эффективности работы в режиме охлаждения и прохода приточного воздуха через компрессорно- детандерный агрегат перед подачей в помещение в режиме охлаждения. Обобщая, можно сказать, что целью изобретения являлось создать высокоэффективную установку для круглогодичного создания микроклимата в помещении, работающую по комбинированному циклу без прохождения подаваемого в помещение воздуха через компрессорно- детандерный агрегат. Thus, the objective of the present invention was to eliminate the disadvantages of the prototype - low efficiency in cooling mode and the passage of supply air through the compressor-expander unit before being fed into the room in cooling mode. Summarizing, we can say that the purpose of the invention was to create a highly efficient installation for year-round creation of a microclimate in a room, operating in a combined cycle without passing the air supplied to the room through the compressor-expander unit.
Технический результат может быть сформулирован как повышение эффективности охлаждения, возможность работы установки в режиме охлаждения и нагрева, повышение качества воздуха в помещении, за счет 100 %-ой подачи приточного воздуха (отсутствия рециркуляции). The technical result can be formulated as improving the cooling efficiency, the possibility of the installation in cooling and heating mode, improving the air quality in the room, due to 100% supply of fresh air (lack of recirculation).
Сущность изобретения заключается в том, что: The invention consists in that:
Приточно-вытяжное устройство, включающее: Supply and exhaust device, including:
- агрегат, состоящий из установленных на валу электродвигателя компрессора и детандера; - an assembly consisting of a compressor and an expander mounted on a shaft of an electric motor;
- теплообменник; - heat exchanger;
- первую линию, образованную последовательно соединенными каналом забора наружного воздуха, первым каналом теплообменника, каналом подачи воздуха в помещение; - the first line formed by series-connected channel of external air intake, the first channel of the heat exchanger, channel air supply to the room;
- вторую линию, образованную каналом забора воздуха из помещения, который связан с компрессором и детандером, которые в свою очередь через второй канал теплообменника связаны друг с другом и каналом сброса воздуха наружу; - the second line formed by the channel of air intake from the room, which is connected to the compressor and the expander, which, in turn, are connected through the second channel of the heat exchanger to each other and to the air discharge channel to the outside;
- первую и вторую заслонки, установленные между каналом забора воздуха из помещения и соответственно детандером и компрессором, третью и четвертую заслонки, установленные между каналом сброса воздуха наружу и соответственно компрессором и детандером, пятую и шестую заслонки, установленные между вторым каналом теплообменника и соответственно компрессором и детандером, седьмую и восьмую заслонки, установленные между вторым каналом теплообменника и соответственно компрессором и детандером. - the first and second shutters installed between the air intake channel from the room and, respectively, the expander and compressor, the third and fourth shutters installed between the air exhaust channel to the outside and, respectively, the compressor and expander, the fifth and sixth shutters installed between the second channel of the heat exchanger and, respectively, the compressor and the expander, the seventh and eighth valves installed between the second channel of the heat exchanger and, respectively, the compressor and the expander.
Приточно-вытяжное устройство, также отличающееся тем, что охлаждение электродвигателя осуществляется наружным воздухом, который забирается через канал забора охлаждающего воздуха и сбрасывается через канал сброса воздуха наружу. A supply and exhaust device, also characterized in that the electric motor is cooled by external air, which is taken through the cooling air intake channel and discharged through the air discharge channel to the outside.
Приточно-вытяжное устройство, также отличающееся тем, что перед всеми каналами забора наружного воздуха установлены фильтры. Supply and exhaust device, also characterized in that filters are installed in front of all external air intake channels.
Приточно-вытяжное устройство, также отличающееся тем, что перед каналом подачи воздуха в помещение, перед каналом сброса воздуха наружу, а также после канала забора воздуха из помещения установлены шумоглушители. A supply and exhaust device, also characterized in that in front of the channel for supplying air to the room, in front of the channel for discharging air to the outside, and also after the channel for taking air from the room, silencers are installed.
Приточно-вытяжное устройство, также отличающееся тем, что перед каналом подачи воздуха в помещение установлен влагоуловитель. A supply and exhaust device, also characterized in that a dehumidifier is installed in front of the air supply channel into the room.
Приточно-вытяжное устройство, также отличающееся тем, что влагоуловитель связан с форсунками распыления воды, установленными в теплообменник. The supply and exhaust device, also characterized in that the dehumidifier is connected to water spray nozzles installed in the heat exchanger.
Приточно-вытяжное устройство, также отличающееся тем, что забор воздуха через канал забора наружного воздуха осуществляется при помощи приточного вентилятора. Supply and exhaust device, also characterized in that the air is taken in through the air intake channel using supply fan.
Приточно-вытяжное устройство, также отливающееся тем, что содержит дополнительный влагоуловитель, установленный в приточном канале. The supply and exhaust device, also cast by the fact that it contains an additional moisture trap installed in the supply channel.
Вышеописанные черты и преимущества настоящего изобретения, а также средства и методы их достижения будут более ясными и понятными на основании дальнейшего описания различных способов и форм реализации изобретения со ссылками на фигуры чертежей, на которых: The above features and advantages of the present invention, as well as the means and methods for their achievement will be more clear and understandable on the basis of the further description of various methods and forms of implementation of the invention with reference to the figures of the drawings, on which:
На Фиг. 1 представлен предпочтительный варианты схемы заявленного изобретения. Черными стрелками показан ток воздуха в режиме отопления, пунктирными стрелками - в режиме охлаждения. In FIG. 1 shows preferred embodiments of a circuit of the claimed invention. Black arrows indicate air flow in heating mode, dotted arrows - in cooling mode.
Заявленная схема в предпочтительном варианте осуществления включает в себя канал подачи наружного воздуха (1), предназначенный для забора свежего воздуха с улицы. Канал (1) последовательно через фильтр приточного воздуха (2) соединен с приточным вентилятором (3). Через один из каналов теплообменника (4) приточный вентилятор (3) соединяется через влагоотделитель (5) и первый шумоглушитель (6) с каналом (7) подачи приточного воздуха в помещение. Таким образом, образуется линия подачи наружного воздуха в помещение. При этом наружный воздух проходит через первый канал теплообменника (4). The claimed circuit in a preferred embodiment includes an external air supply channel (1) for collecting fresh air from the street. Channel (1) is connected in series through the supply air filter (2) to the supply fan (3). Through one of the channels of the heat exchanger (4), the supply fan (3) is connected through a moisture separator (5) and the first silencer (6) to the supply air supply channel (7) to the room. Thus, a line for supplying outdoor air to the room is formed. In this case, the external air passes through the first channel of the heat exchanger (4).
Схема также включает вытяжной канал (8), расположенный в помещении и предназначенный для забора "отработанного" воздуха из помещения. Канал (8) через фильтр (9) и второй шумоглушитель (10) связан с двумя заслонками (11) и (19). Линия, которая идет через заслонку (И), связана с детандером (12), а через него с двумя заслонками (13) и (22). Линия, которая идет от вытяжного канала (8) на заслонку (19), далее через заслонку (19) связана с компрессором (15), через который связана с двумя заслонками (16) и (20). Каналы, которые идут через заслонки (16) и (22) и ведут через третий шумоглушитель (17) к каналу отработанного воздуха (18), через который отработанный воздух выбрасывается наружу. The scheme also includes an exhaust channel (8) located in the room and designed to collect the "exhaust" air from the room. Channel (8) through a filter (9) and a second silencer (10) is connected to two shutters (11) and (19). The line that goes through the shutter (I) is connected with the expander (12), and through it with two shutters (13) and (22). The line that goes from the exhaust channel (8) to the shutter (19), then through the shutter (19) is connected to the compressor (15), through which it is connected to two shutters (16) and (20). The channels that go through the shutters (16) and (22) and lead through the third muffler (17) to the exhaust air channel (18), through which the exhaust air is ejected out.
Другие линии образованы соответственно через теплообменник (4) при помощи заслонок (13), (14), (20), (21). Со стороны заслонок (13) и (20) в теплообменнике (4) установлены форсунки распыления воды (27). Other lines are formed respectively through the heat exchanger (4) with the help of dampers (13), (14), (20), (21). From the flaps (13) and (20) to heat exchanger (4) mounted nozzles for spraying water (27).
Компрессор (15) и детандер (12) установлены на одном валу электродвигателя (23), что очевидно дает преимущества энергосбережения. Охлаждение электродвигателя (23) осуществляется через линию, образованную каналом (24) забора охлаждающего воздуха снаружи, фильтра (25), вентилятора (26). После охлаждения электродвигателя, охлаждающий воздух выбрасывается через линию канала (18). The compressor (15) and the expander (12) are mounted on the same shaft of the electric motor (23), which obviously gives the advantages of energy saving. The cooling of the electric motor (23) is carried out through a line formed by the channel (24) for intake of cooling air from the outside, a filter (25), a fan (26). After cooling the electric motor, cooling air is discharged through the channel line (18).
Устройство в предпочтительном варианте осуществления работает следующим образом. The device in a preferred embodiment operates as follows.
В режиме охлаждения. In cooling mode.
Вытяжной воздух из обслуживаемого помещения через канал (8) вытяжного воздуха очищается от пыли в фильтре (9) вытяжного воздуха подается через шумоглушитель (10) и заслонку (11) в турбодетандер (12). В турбодетандере (12) вытяжной воздух охлаждается за счет расширения и через заслонку (13) подается в теплообменник (4), в котором охлаждает наружный воздух. После теплообменника (4) отработанный воздух через заслонку (14) поступает в турбокомпрессор (15), где перегревается за счет сжатия и через заслонку (16) и шумоглушитель (17) отводится в атмосферу через канал (18) отработанного воздуха. В тоже время, теплый наружный воздух через канал (1) наружного воздуха подается приточным вентилятором (3) на теплообменник (4) через фильтр (2) приточного воздуха. В теплообменнике (4) приточный воздух охлаждается до заданной температуры и поступает в влагоотделитель (5). После осушения в влагоотделителе (5) приточный воздух через шумоглушитель (6) подается в обслуживаемое помещение через канал (7) приточного воздуха. Влага после теплообменника (4) и влагоотделителя (5) подается на форсунки (27) распределения воды в теплообменник (4). Таким образом, реализуется вакуумная схема работы воздушной холодильной машины, которая является более эффективной, нежели напорная в режиме охлаждения. При этом в помещение подается лишь чистый воздух, который берется с улицы и не проходит через компрессор и детандер. Обеспечивается повышение эффективности охлаждения, а также качество воздуха. В режиме обогрева. Exhaust air from the serviced room through the exhaust air channel (8) is cleaned of dust in the exhaust air filter (9) through a noise attenuator (10) and a damper (11) to a turbine expander (12). In a turboexpander (12), the exhaust air is cooled by expansion and is supplied through a damper (13) to a heat exchanger (4), in which it cools the outside air. After the heat exchanger (4), the exhaust air through the damper (14) enters the turbocharger (15), where it overheats due to compression and is discharged through the damper (16) and the muffler (17) into the atmosphere through the exhaust air channel (18). At the same time, warm outside air through the channel (1) of the outside air is supplied by the supply fan (3) to the heat exchanger (4) through the supply air filter (2). In the heat exchanger (4), the supply air is cooled to a predetermined temperature and enters the moisture separator (5). After dehumidification in the dehumidifier (5), the supply air through the silencer (6) is supplied to the serviced room through the supply air channel (7). Moisture after the heat exchanger (4) and the moisture separator (5) is supplied to the nozzles (27) of the water distribution in the heat exchanger (4). Thus, a vacuum operation scheme of an air-cooled machine is realized, which is more efficient than a pressure one in cooling mode. In this case, only clean air is supplied to the room, which is taken from the street and does not pass through the compressor and expander. Enhanced cooling efficiency as well as air quality. In heating mode.
Теплый вытяжной воздух из обслуживаемого помещения через канал (8) вытяжного воздуха очищается от пыли в фильтре (9) вытяжного воздуха и подается через шумоглушитель (10) и заслонку (19) в турбокомпрессор (15). В турбокомпрессоре (15) вытяжной воздух перегревается за счет сжатия и через заслонку (20) подается в теплообменник (4), в котором нагревает наружный воздух. После теплообменника (4) отработанный воздух через заслонку (21) поступает в турбодетандер (12), где охлаждается за счет расширения и через заслонку (22) и шумоглушитель (17) отводится в атмосферу через канал (18) отработанного воздуха. В тоже время, холодный наружный воздух через канал (1) наружного воздуха подается приточным вентилятором (3) на теплообменник (4) через фильтр (2) приточного воздуха. В теплообменнике (4) приточный воздух нагревается до заданной температуры и через шумоглушитель (6) подается в обслуживаемое помещение через канал (7) приточного воздуха. Таким образом, реализуется напорная схема, которая предпочтительней в режиме работы на обогрев. При этом воздух, который подается в помещение также не проходит через компрессорно-детандерный агрегат. Warm exhaust air from the serviced room through the exhaust air channel (8) is cleaned of dust in the exhaust air filter (9) and is fed through a muffler (10) and a damper (19) to the turbocharger (15). In the turbocharger (15), the exhaust air is overheated by compression and is supplied through a damper (20) to a heat exchanger (4), in which it heats the outside air. After the heat exchanger (4), the exhaust air through the damper (21) enters the turbo expander (12), where it is cooled by expansion and is discharged through the damper (22) and the silencer (17) into the atmosphere through the exhaust air channel (18). At the same time, cold outside air through the channel (1) of the outside air is supplied by the supply fan (3) to the heat exchanger (4) through the supply air filter (2). In the heat exchanger (4), the supply air is heated to a predetermined temperature and through the silencer (6) is supplied to the serviced room through the supply air channel (7). Thus, a pressure circuit is implemented, which is preferable in the mode of operation for heating. At the same time, the air that is supplied to the room also does not pass through the compressor-expander unit.
Для отвода теплоты от главного приводного электродвигателя (23) используется воздушная схема (как в режиме охлаждения, так и в режиме отопления). Воздух подается вентилятором (26) охлаждающего воздуха на главный приводной электродвигатель (23) через канал (24) охлаждающего воздуха и фильтр (25) охлаждающего воздуха, после чего через шумоглушитель (17) и канал (18) отработанного воздуха отводится в атмосферу. An air circuit is used to remove heat from the main drive electric motor (23) (both in cooling mode and in heating mode). Air is supplied by the cooling air fan (26) to the main drive electric motor (23) through the cooling air channel (24) and the cooling air filter (25), after which it is vented to the atmosphere through the silencer (17) and the exhaust air channel (18).

Claims

Формула Formula
1. Приточно-вытяжное устройство, включающее: 1. Supply and exhaust device, including:
- агрегат, состоящий из установленных на валу электродвигателя (23) компрессора (15) и детандера (12); - an assembly consisting of a compressor (15) and an expander (12) mounted on the shaft of an electric motor (23);
- теплообменник (4); - heat exchanger (4);
- первую линию, образованную последовательно соединенными каналом (1) забора наружного воздуха, первым каналом теплообменника (4), каналом (7) подачи воздуха в помещение; - the first line formed in series with the channel (1) for intake of external air, the first channel of the heat exchanger (4), the channel (7) for supplying air to the room;
- вторую линию, образованную каналом (8) забора воздуха из помещения, который связан с компрессором (15) и детандером (12), которые в свою очередь через второй канал теплообменника (4) связаны друг с другом и каналом сброса воздуха наружу (18); - the second line formed by the channel (8) of air intake from the room, which is connected to the compressor (15) and the expander (12), which, in turn, are connected through the second channel of the heat exchanger (4) to each other and to the air discharge channel to the outside (18) ;
- первую и вторую заслонки (19, 11) установленные между каналом (8) забора воздуха из помещения и соответственно детандером (12) и компрессором (15), третью и четвертую заслонки (16, 22) установленные между каналом (18) сброса воздуха наружу и соответственно компрессором (15) и детандером (12), пятую и шестую заслонки (20, 13), установленные между вторым каналом теплообменника (4) и соответственно компрессором (15) и детандером (12), седьмую и восьмую заслонки (14, 21) установленные между вторым каналом теплообменника (4) и соответственно компрессором (15) и детандером (12). - the first and second shutters (19, 11) installed between the channel (8) of the air intake from the room and, respectively, the expander (12) and the compressor (15), the third and fourth shutters (16, 22) installed between the channel (18) of the outward air and, accordingly, a compressor (15) and an expander (12), a fifth and a sixth flap (20, 13) installed between the second channel of the heat exchanger (4) and a compressor (15) and an expander (12), a seventh and an eighth flap (14, 21 ) installed between the second channel of the heat exchanger (4) and, respectively, the compressor (15) and the expander ( 12).
2. Приточно-вытяжное устройство по п. 1, отличающееся тем, что охлаждение электродвигателя (23) осуществляется наружным воздухом, который забирается через канал (24) забора охлаждающего воздуха и сбрасывается через канал (18) сброса воздуха наружу. 2. The supply and exhaust device according to claim 1, characterized in that the cooling of the electric motor (23) is carried out by external air, which is taken in through the cooling air intake channel (24) and discharged outwardly through the air discharge channel (18).
3. Приточно-вытяжное устройство по п. 1 и 2, отличающееся тем, что перед всеми каналами (1, 9, 25) забора наружного воздуха установлены фильтры. 3. The supply and exhaust device according to p. 1 and 2, characterized in that filters are installed in front of all the channels (1, 9, 25) of the outdoor air intake.
4. Приточно-вытяжное устройство по п. 1, отличающееся тем, что перед каналом (7) подачи воздуха в помещение, перед каналом (18) сброса воздуха наружу, а также после канала (8) забора воздуха из помещения установлены шумоглушители. 4. The supply and exhaust device according to claim 1, characterized in that in front of the channel (7) for supplying air to the room, in front of the channel (18) for discharging air outward, and also after the channel (8) for air intake from the room, silencers are installed.
5. Приточно-вытяжное устройство по п. 1, отличающееся тем, что перед каналом (7) подачи воздуха в помещение установлен влагоуловитель (5). 5. The supply and exhaust device according to claim 1, characterized in that a moisture trap (5) is installed in front of the air supply channel (7) to the room.
6. Приточно-вытяжное устройство по п. 5, отличающееся тем, что влагоуловитель (5) связан с форсунками (27) распыления воды, установленными в теплообменник (4). 6. The supply and exhaust device according to claim 5, characterized in that the moisture trap (5) is connected to nozzles (27) for spraying water installed in the heat exchanger (4).
7. Приточно-вытяжное устройство по п. 1, отличающееся тем, что забор воздуха через канал (1) забора наружного воздуха осуществляется при помощи приточного вентилятора (3). 7. The supply and exhaust device according to claim 1, characterized in that the air is taken in through the channel (1) for intake of outside air by the supply fan (3).
8. Приточно-вытяжное устройство по п. 1, отливающееся тем, что содержит дополнительный влагоуловитель (5), установленный в приточном канале. 8. The supply and exhaust device according to claim 1, cast in that it contains an additional moisture trap (5) installed in the supply channel.
PCT/RU2016/000680 2016-10-10 2016-10-10 Supply and exhaust system WO2018070893A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/RU2016/000680 WO2018070893A1 (en) 2016-10-10 2016-10-10 Supply and exhaust system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/RU2016/000680 WO2018070893A1 (en) 2016-10-10 2016-10-10 Supply and exhaust system

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2018070893A1 true WO2018070893A1 (en) 2018-04-19

Family

ID=57960800

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2016/000680 WO2018070893A1 (en) 2016-10-10 2016-10-10 Supply and exhaust system

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2018070893A1 (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4444021A (en) * 1980-07-25 1984-04-24 The Garrett Corporation Heat pump systems for residential use
EP1022521A1 (en) * 1997-09-29 2000-07-26 Sharp Kabushiki Kaisha Air cycling type air-conditioner
EP1164339A1 (en) 1999-03-05 2001-12-19 Daikin Industries, Ltd. Air conditioner
US6360557B1 (en) * 2000-10-03 2002-03-26 Igor Reznik Counter flow air cycle air conditioner with negative air pressure after cooling
US6484528B1 (en) 1998-12-16 2002-11-26 Daikin Industries, Ltd. Air-conditioner
US6539744B1 (en) 1998-12-16 2003-04-01 Daikin Industries, Ltd. Air-conditioning apparatus

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4444021A (en) * 1980-07-25 1984-04-24 The Garrett Corporation Heat pump systems for residential use
EP1022521A1 (en) * 1997-09-29 2000-07-26 Sharp Kabushiki Kaisha Air cycling type air-conditioner
US6484528B1 (en) 1998-12-16 2002-11-26 Daikin Industries, Ltd. Air-conditioner
US6539744B1 (en) 1998-12-16 2003-04-01 Daikin Industries, Ltd. Air-conditioning apparatus
EP1164339A1 (en) 1999-03-05 2001-12-19 Daikin Industries, Ltd. Air conditioner
US6360557B1 (en) * 2000-10-03 2002-03-26 Igor Reznik Counter flow air cycle air conditioner with negative air pressure after cooling

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
SCOTT, T. C.; DAVIS, G. L.: "The thermodynamics of Air/Water-Cycle Air-Conditioning Systems", INTERNATIONAL COMPRESSOR ENGINEERING CONFERENCE, 1976, pages 229, Retrieved from the Internet <URL:http://docs.lib.purdue.edu/icec/229>

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110360612B (en) Kitchen air conditioning system
US20120216558A1 (en) Packaged HVAC System For Indoor Installation
KR20110076737A (en) A heat recovery ventilation system with integrated cooling and heating funtion
WO2009073073A1 (en) Split-air stream air conditioning with desiccant dehumidification
CN110657523A (en) Kitchen air conditioning system
KR20150141064A (en) Desiccant cooling system
KR20110105037A (en) A heat recovery ventilation system with integrated cooling and heating funtion
KR100357285B1 (en) Absorption humidifying simultaneous heating using waste heat of adsorptive rotary air conditioner
KR101794730B1 (en) Desiccant cooling system
KR101655370B1 (en) Desiccant cooling system
CN211625460U (en) Kitchen air conditioning system
WO2018070893A1 (en) Supply and exhaust system
KR101784135B1 (en) Ventilating system for reducing fire damage
CN210861492U (en) Kitchen air conditioning system
CN207688348U (en) The anti-new wind turbine of overheat
CN112178831A (en) Kitchen air conditioning system
CN111076302A (en) Fresh air conditioner indoor unit, fresh air conditioner and control method of fresh air conditioner
JP2018017461A (en) Heat exchange type ventilation device
CN206669914U (en) A kind of integral type subway air-conditioner set
TWI825309B (en) Portable all-outdoor energy conversion device
KR200197787Y1 (en) Absorption humidifying simultaneous heating using waste heat of adsorptive rotary air conditioner
CN210861497U (en) Kitchen air conditioning system
IES20130198A2 (en) An air handling system
TWM603938U (en) Portable total external air energy conversion device
CN203907862U (en) Multi-split fresh air dehumidification system driven by air source heat pump

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 16834057

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 16834057

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1