Устройство для двухступенчатого испарительного охлаждения воздуха - RU2001355C1

Код документа: RU2001355C1

Чертежи

Описание

выступов, фиксирующих размер щелей, а увлажняющая насадка снабжена набивкой из газонаполненного материала, например полимера, с открытыми порами.

Отличительные признаки устройства являются следствием устранения технического противоречия, которое становится явным препятствием на пути повышения эффективности известных устройств без существенного изменения их конструкций. Техническое противоречие состоит в том. что для повышения эффективности необходимо увеличение расхода воды и вспомогательного потока воздуха и, одновременно их расход необходимо уменьшить, так как образование неустойчивостей в пленке воды изменяет ее течение на струйное и приводит к срыву капель, а также неполному смачиванию стенок орошаемых каналов тепломассообменных блоков.

Благодаря новому взаимному расположению подводящих и отводящих формирующихотсековотносительно тепломассообменного блока вспомогательный поток воздуха выглаживает воздух по стенкам его каналов, а возникающая при этом эжекция воды способствует авторегуляции ее расхода.

Дополнительную устойчивость пленочному течению воды придает микропористый слой на стенках орошаемых каналов Использование непосредственно материала плоских труб (стенок каналов) для формирования этого слоя улучшает теплопередачу от стенок труб к пленке воды. В аналогах микропористые слои выполнены из пластмасс. ткани и др. материалов, отличных от непроницаемых стенок каналов. Между разнородными материалами неминуемо образуются зазоры, понижающие теплопроводность этой слоистой структуры. Ситуация еще более ухудшается при склеивании слоев.

Использование решеток-турбулизато- рое вместо выступов и ребер позволяет также устранить второе техническое противоречие в известных устройствах, заключающееся в том, что выступающие элементы в сухих каналах должны являться частью их стенок (увеличивают поверхность ) и, одновременно, стенки орошаемых каналов должны быть гладкими (исключают образование неустойчивостей в пленочном течении и углублений - микроводоемов с застоявшейся водой).

Предлагаемые варианты конструкций каналов щелевого водораспределителя обеспечивают устранение первого технического противоречия благодаря совмещению полостей каналов со щелями. В прототипе же выполнение каналов в виде отдельных

перфорированных трубок исю ючазт работу щелевого водораспределителя как эжектора .

Применение в увлажняющей насадке

набивки из газонаполненного материала с открытыми порами также позволяет устранить первое техническое противооечие, т.к случайным образом меняющиеся в трех измерениях наклоны и формы микроповерх0 ности в набивке исключают образование таких регулярных структур, как водяные струи.

Вышеизложенное показывает, что цель изобретения достигается путем устранения

5 технических противоречий при наличии причинно-следственной связи между отличительными признаками предлагаемого техническое решения.

На чертежах схематично изображены

0 два вариаь га предлагаемого устройства, от личающее /t тем, что в первом из них (фиг 1) вентилятор вспомогательного потока работает в режиме всасывания, a DO втором (фиг 4) - в режиме нагнетания. На фиг.2 и 5

5 показаны сечения соответствующих вариантов устройства, а на фиг.З. 6а и 66 - различные исполнения теплробмениы/ элем ЧТОБ

Устройство для K.v,oehho испаритель0 ного охлаждения воздуха (Фиг 1 и 2) состоит из корпуса 1 с двухсекционными поддоном 2 и патрубками 3 jxoAa наружного основного потока воздуха, 4 - забора основного потока из помещения. 5 - входа вспомогэ5 тельного потока, 6 - выхода основного потока 7 - выхода вспомогательного потока В средней части устройства над основной секцией 8 поддона 2 расположен тепломассо- обменный блок, состоящий из

0 теплообменных элементов, выполненных в виде плоских труб 9, закрепленных мзжду трубными решетками 10 (фиг.2). Между теп- ломассообменным блоком, верхней поверхностью корпуса 1 и зеркалом воды в

5 основной секции 8 поддона 2 размещены соответственно, подводящий и отводящий формирующие отсеки 11 и 12, соединенные с патрубком 5 и переходным каналом 13 Последний находится в камере 14 смещения

0 частей основного потока воздуха, где также установлен вентилятор 15 с раструбом 16 и заслонка 17, регулирующая соотношение между частями основного потока воздуха. поступающими через патрубки 3 и А Венти5 лятор вспомогательного потока располагается в патрубке 7 и на фиг 1 не показан Передняя часть устройства содержит, кроме патруо. ов 6 и 4. увлажняющую насадку, состоящую из водораспределительной гребенки 18, набички 19 из газонаполненного

материала, например полимера, с открытыи попами и дополнительной секции 20 под- ( L з 2. При этом площадь сечения насадки на выходе потока воздуха меньше, чем на рлоде за счет использования направляюще- . о экрана 21, а зеркало воды в секции 20

«-vpwro распределительной перегородкой .. камера 14 соединена с патрубком 4 дву- мн боковыми и нижними транспортными каналами 23 и 24.

Устройство снабжено двумя насосами 25 и 26 подключенными своими входами к секциям 8 и 20 поддона 2, а выходами - к каналам 27 щелевого водораспределителя 1 еплообменныхэлементов 9 и к гребенке 18, 1,оитветственно. Каналы 27 образованы с помощью продольных перегородок 28. Над ними в стенках 29 труб 9 выполнены тонкие шел и 30, верхние кромки 31 которых отогну- гы наружу. Ширина 32 щелей 30 составляет примерно 0,5 мм. Пространство под планками 28 занимают сухие каналы 33 с решеткаin-турбулизаторами , состоящими из вертикальных стержней 34 и лент 35. Наружные поверхности труб 9 имеют микропо- ристое покрытие, изготовленное, г сшример, путем анодного оксидирования и

, idjyio i межд собой орошаемые каналы ju д/ч вспомогательного потока воздуха.

, L фи(.4 изображен второй вариант устроисша , работающего по тому же принцип/ для упрощения на чеотеже не показана

г ь схемы устройства, отвечающая за ре , воздуха помещения и образоtiHHjfl на фиг.1 патрубком 4,

(, споргными каналами 23 и 24, камерой ч .i заслонкой 17 Вентиляторы основного

г-и.омога ельного потоков входят, соот| ., t ы-нно, в состав патрубков 3 и 5. В сухих ,. 33 труб 9 отсутствуют решетки тур- миаторы. что возможно при раздельных

веншляторах основного и вспомогательно; поiоков, благодаря чему турбулизация

i ,jHoro потока осуществляется получе ,1нм числа Рейнольдса выше критического

хочгнил путем соответствующего подбора

, корости потока и ширины каналов 33. На

,., б изображены два варианта теплооб онных элементов, реализующих тот же

. инцим образования каналов 27 щелевого

распределителя, что и на фиг.З. На

«.- 00 показан пример использования лис ioru материала труб 9 для указанной цели

i стадии их изготовления. Замыкание труб

производят путем неразъемного соедине ч их С екок (точечной сваркой или пайкой) . и отовкой встык с последующим отгибом

ободных кромок 37 в противоположные стппоны и вниз. Кромки 37 образуют с на- ,/жными поверхностями труб 9 щели, ширине 32 которых составляет примерно 0,5 мм.

Другой пример образования каналов 33 изображен не фиг.ба и заключается в закреплении на трубах 9 продольных колпаков 38 с помощью своих выступов 39, фиксирующих размеры 32 щелей.

Устройство (фиг. 1) работает следующим образом.

0 Включены электроприводы вентилятора 15 основного потока воздуха, вентилятора вспомогательного потока (в патрубке 7) и насосы 26 и 26. Основной поток воздуха снаружи (широкая белая стрелка) проходит

5 через патрубок 3 и проникает, если не закрыта заслонка 17, в камеру 14. Туда же попадает воздух из помещения (широкая черная стрелка), проходя через патрубок 4 и транспортные каналы 23 и 24 (поток изобра0 жен жирными точками в кружках). В камере 14 эти потоки смешиваются, засасываются вентилятором 15 и нагнетаются через раструб 16 в сухие каналы 33 плоских труб 9 тепломассобменного блока (черно-белые

5 широкие стрелки), откуда попадают в помещение через набивку 19 увлажняющей насадки и патрубок 6. В каналах 33 смешанный поток турбулизируется, взаимодействуя со стержнями 34 и лентами 35 ре0 шетки-турбулизатора, благодаря чему все частички воздуха входят в контакт со стенками трубы 9, отдавая им свое тепло. В набивке 19 смешанный поток многократно соприкасается с водяной пленкой, стекаю5 щей по порам от гребенки 18 в дополнительную секцию 20 поддона 2. Оттуда вода насосом 26 подается снова к водораспределительной гребенке 18.

Вспомогательный поток воздуха (длин0 ные тонкие стрелки) засасывается с двух сторон устройства через патрубки 5, подводящий формирующий отсек 11, орошаемые каналы 36 тепломассообменного блока, отводящий формирующий отсек 12, переход5 ной канал 13 и выбрасывается наружу через патрубок 7. Во втором варианте устройства (фиг.4, 5) вспомогательный поток (на фиг.5 изображен крестиками в кружках) нагнетается в подводящий формирующий отсек 11

0 и выбрасывается через боковые патрубки (на чертеже не показаны). При этом вода из каналов 27 щелевого водораспределителя дополнительно эжектируется и выглаживается вспомогательным потоком по стенкам

5 труб 9 в виде пленки 40. Таким образом, осуществляется саморегуляция расхода воды увеличение или уменьшение его синхронно с изменением расхода вспомогательного потока воздуха, что исключает необходимость калибровки ширины

32 щелей В формировании пленки 40 принимает участие также микропористый слой наружных стенок труб 9, выравнивая ее за счет капиллярных касательных сил Контактируя с водяной пленкой 40. вспомогательный поток воздуха интенсифицирует испарение воды, отнимая у нее скрытую теплоту парообразования. В результате этого происходит охлаждение водяной пленки 40 и. соответственно, отбор тепла через стенки труб 9 от основного потока воздуха в каналах 33. Неиспарившаяся часть воды стекает в основную секцию 8 поддона 2, откуда она подается насосом 25 в каналы 27 щелевого водораспределителя

Предлагаемая конструкция устройства для косвенно-испарительного охлаждения воздуха позволяет повыси i ь эффективность кондиционирования за счет удачного расппФормула изобретения

1 УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДВУХСТУЛЬНЧАЮГО ИСПЛ

РИТЕЛЬНОГО ОХЛАЖДЕНИЯ ВОЗДУХА ссдьожа идее корпус, патрубок входа потока наруж наго воздуха и патрубки выхода основного и вспомогательного потоксш воздуха вентилятор , подводящий и отводящий форми рующие отсеки вспомогательнси , потока воздуха в первой ступени мя, са слонку, а также размещенныа п каждой ступени испарительного охлаждение поддон , насос с трубопроводами контура циркуляции воды, оросители, тепг)мчссооО- менный блок с теплообменными элемента ми, отличающееся тем, что устройство дополнительно содержит каналы рециркуляционного воздуха, камеру смешения наружного и рециркуляционного воздуха завихрители, вентилятор размещенный а канале вспомогательного потпка при этом в первой ступени охлаждения воздуха подводящий и отводящий формирующие отсеки вспомогательного потока воздуха размещены соответственно сверху и снизу тепломассообменного блока, ороситель выполнен в виде щелевого водораспреде лителя, а теплообменные элементы - в ни де вертикальных плоских Тру6 г горизонтальным направление л потока воздуха и с пористым слоем с внешней стороны каждой трубы, причем заслонка укреплена внутри камеры смешения с возможностью регулирования потоков наружного и рециркуляционного воздуха, а эавихрители установлены внутри плоских труб.

2. Устройство по п.1. отличающееся тем, что дополнительный вентилятор размещен в канале вспомогательного потока

О-КРНИН подводящих и отводящих форми- р; ощих отсеков вспомогательного потока воздуха что всзою очередь позволяет осуществить подачу вспомогательного потока воздуха сверху Кроме того.образование каналов щелевого водораспределителя из стенок самой трубы приводит к снижению материалоемкости, исключению лишних деталей , что. в конечном итоге, приводит к упрощению конструкции. Одновременно использование микропористого слоя стенки трубы приводит к улучшению ее смачиваемости , а в конечном итоге - к повышению хпэдопроизоодительности устройства

(%) Авторское свидетельство СССР N-R117CF 28 С 3/08, 1979

Аг то; свидетельство СССР П 198 in --л F24 F 3/14. 1971

на obixoflt юследнего из устройства

3 Устройство по п 1. отличающееся тгч чю допопнигельный вентилятор вело- моглтепнюго потоки ьоздуха размещен на nv до последнего в устройство

1 Устройство по любому из пп 1 - 3

0лииа пцергя тем что пористый слои выпи н пут м (Лраоо м внешней поверхtir л л«т (орцдпд п,)ОГКИХ Tnyfi

V ГГСИСГЧМ 1C ЛЮб 1М ИЗ ПП 1 - 4,

1иччющ г СУ ч что завихритр ш выпол- (. :in/it. решеток турбулизасоров,

/ п.гЧ, ,j(, г оияон1зпьны11 ленто и , ь НЫ6- fOlJVHH

i /rrpi.iicTDj по любому из пп 1 - 5, о i i 1 riKJUvcr ГРМ что щелевой водорасп- ip,(r образован внутри верхней части ил1 ких труб горизонтальными ht pei орс/дками

7 Устройство по любому из пп 1 - 5, отличающееся тем, что щелевой водорасп- рд итель o6pajOB3H из плоской трубы пу м отгиба свободных кромок ее верхней ЧЯГ1И

с Устройство по любому из пп.1 - 5.

от/клюющееся тем что щелевой водораспfif u, )ге/,ь образован поодольными коль и укрепленными в верхней части

дои плоской трубы, при этом колпак за- , ,ч н поступающими элементами на

лчо ои тру-бе с образованием фиксироLfiHHi продольных щелей с обеих сторон

/гтройство по любому из пп.1 - 8, ufi. a,jt4, тем, что часть каналов ре- ци , иконного воздуха размещена в по/4/ i. x, а друггч часть примыкает к кор- г, нижней его части с двух сторон

вдоль направления движения основногоотличающееся тем, что теплообменны

потока, при этом каналы в поддонах вы-элемент тепломассообменного блока втополнены сребренными.рой ступени выполнен, например, из поя10 . Устройство по любому из пп.1 - 9,имера с открытыми порами.