Изобретение относится к устройствам для охлаждения жидкостей (воды), преимущественно для водяных оборотных систем. Башенно-вентиляторная градирня включает корпус оросительной системы с ветровой перегородкой, вытяжную башню, бассейн, каплеуловитель, вентилятор, воздуховходные окна, форсунки, трубопроводы для подачи и отвода воды и осадка, парные центробежные форсунки левого и правого исполнения, направленные друг к другу для мелкодисперстного распыления исходной воды в горизонтальном направлении...
Область деятельности(техники), к которой относится описываемое изобретение
Изобретение относится к технике оборотного водоснабжения.
Цель изобретения - повышение охлаждающей мощности оборудования при прямом испарительном охлаждении воды в потоке воздуха.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Известно контактное устройство для охлаждения воды в системе оборотного водоснабжения энергопотребляющего оборудования (конденсаторы холодильных машин, термопластоавтоматы и др.), в частности вентиляторная градирня /1, с.286/.
Конструктивно она представляет колонный аппарат прямоугольного или круглого сечения с насадкой. В качестве насадочных тел могут применяться керамические кольца (кольца Рашига), седла, сетки, гравий и др.
Насадка располагается в виде сплошного слоя на опорной решетке. Она служит для создания межфазной поверхности между жидкостью (водой) и воздухом. Вода подается при помощи насоса на верх насадки и с помощью форсунки распыливается по ее сечению. Воздух подается снизу опорной решетки при помощи вентилятора. При противоточном движении водной и воздушной фазы происходит прямой испарительный процесс охлаждения воздуха и воды.
Воздух, отдавая тепло воде, понижает свою температуру, вода использует полученное тепло для частичного испарения, и ее пары увлажняют воздух. Температуры воздуха и воды снижаются примерно до температуры мокрого термометра воздуха. Увлажненный воздух из верхней части градирни выбрасывают в атмосферу, а воду с пониженной температурой из нижней части градирни собирают в бак и используют в качестве охлаждающей среды, например, с помощью насоса подают в конденсатор холодильной компрессорной машины (или др. потребителю) для конденсации паров хладагента. Нагретую воду от потребителя вновь направляют на распыление в градирню, где она охлаждается в потоке воздуха и повторно используется в замкнутом цикле: градирня - потребитель - градирня, т.е. в оборотном водоснабжении. Это позволяет уменьшить расход потребляемой воды организацией (предприятием) на охлаждение энергопотребляющего оборудования. Расход свежей воды из водопровода здесь связан с возмещением незначительной части (˜ до 3%) испарившейся воды в потоке воздуха, выбрасываемого из градирни в атмосферу.
Недостатком данной конструкции является относительно невысокая охлаждающая мощность градирни. Так, температура охлажденной воды, выводимой из градирни, практически всегда выше температуры мокрого термометра на несколько градусов. В современных компактных вентиляторных градирнях наименьшая достижимая температура охлажденной воды - tw превышает температуру мокрого термометра окружающего воздуха на 3°С, т.е. tw≥t м+3.
rnrnrnrnrnrnrnrnrn
В то же время снижение начальной температуры воды позволяет повысить охлаждающую мощность оборудования и, соответственно, уменьшить требуемую поверхность теплопередачи узла охлаждения при заданной тепловой нагрузке.
Из уравнения теплопередачи
где F - поверхность теплопередачи, м2;
Q - тепловая нагрузка (отводимое тепло), Вт;
К - коэффициент теплопередачи, Вт/(м2·К);
Δt ср - средний перепад температур между теплоносителями, °С.
Здесь одной из рабочих сред является вода, поступающая из градирни. С уменьшением начальной температуры охлаждающей воды движущая сила процесса Δt ср увеличивается, соответственно, F уменьшается согласно уравнению (1).
Уменьшение поверхности теплопередачи способствует уменьшению металлоемкости (снижается расход цветных металлов - меди, алюминия, из которых изготавливаются элементы (трубки) конденсаторов холодильных машин и др.), снижению стоимости оборудования.
Также известны конструкции систем кондиционирования воздуха (СКВ), работающие по схеме двухступенчатого (прямого и косвенного) охлаждения воздуха /1, с.130-132/. Схема двухступенчатого испарительного охлаждения воздуха приведена на фиг.1.
rnrnrnrnrnrnrnrnrn
Схема двухступенчатого испарительного охлаждения воздуха
Воздух охлаждается вначале в поверхностном теплообменнике 2 (1 ступень), затем охлаждается в контактном аппарате - форсуночной камере 3 с помощью рециркуляционной воды (2 ступень).
На первой ступени происходит косвенное охлаждение воздуха за счет воды, охлажденной в результате испарительного процесса в градирне 5. Воду из градирни 5 с помощью насоса 4 направляют внутрь оребренных труб теплообменника 2. Снаружи оребренных труб движется воздух, который, отдавая тепло воде, охлаждается при сохранении начального влагосодержания (происходит сухое охлаждение воздуха). Вода, принимая тепло от воздуха, нагревается и, пройдя теплообменник 2, вновь направляется в градирню 5 для охлаждения в потоке воздуха.
После теплообменника 2 воздух поступает в контактный аппарат - форсуночную камеру 3, где он подвергается прямому испарительному охлаждению (происходит адиабатическое охлаждение и увлажнение воздуха). Данный процесс происходит за счет распыления рециркуляционной воды через механические форсунки 6 в объеме камеры 3 при помощи насоса 7. Схема двухступенчатого охлаждения воздуха применяется для более глубокого охлаждения воздуха. Температура воздуха, выходящего из кондиционера 1 (после форсуночной камеры 3), ниже, чем температура воздуха, уходящего из градирни 5.
Принцип двухступенчатого охлаждения воздуха можно использовать для более глубокого охлаждения воды при оборотном водоснабжении. Температура рециркуляционной воды, как в градирне 5, так и в другом контактном аппарате, - форсуночной камере 3 зависит от температуры поступающего в них воздуха. В пределе она стремится принять температуру мокрого термометра воздуха, поступающего в контактный аппарат. Поскольку температура воздуха, поступающего в форсуночную камеру 3 ниже, чем температура воздуха на входе в градирню 5, то также ниже будет численное значение температуры мокрого термометра для воздушного потока на входе в форсуночную камеру 3 по сравнению с аналогичной величиной для воздуха на входе в градирню 5.
Следовательно, температура рециркуляционной воды в контактном аппарате (форсуночной камере) 3 всегда ниже, чем температура рециркуляционной воды на входе на выходе из градирни 5.
Таким образом, воду из контура контактного аппарата 3, охлажденную до температуры ниже, чем в обычных известных градирнях, можно использовать в качестве охлаждающей среды в оборотном водоснабжении. Более наглядно можно продемонстрировать изменения параметров воздуха (и температуры рециркуляционной воды) на (J-d) диаграмме влажного воздуха, которая представлена на фиг.2.
rnrnrnrnrnrnrnrnrn
Более наглядно можно продемонстрировать изменения параметров воздуха (и температуры рециркуляционной воды) на (J-d) диаграмме влажного воздуха
Физический смысл приведенных отрезков (лучей процессов обработки воздуха) следующий:
ПК - охлаждение наружного воздуха в поверхностном теплообменнике 2 (фиг.1) (косвенное охлаждение);
КО - прямое испарительное охлаждение воздуха в форсуночной камере 3 (фиг.1) (адиабатическое увлажнение воздуха);
НО/ - адиабатическое увлажнение воздуха в форсуночной камере без предварительного охлаждения наружного воздуха в теплообменнике.
Аналогичным образом изменились бы параметры воздуха в градирне 5 (фиг.1) при подаче рециркуляционной воды в градирню, минуя теплообменник 2.
Температура рециркуляционной воды в контуре контактных теплообменников при отсутствии отбора воды на сторону стабилизируется и равна температуре воздуха по мокрому термометру /1, с.47/.
Задачей является повышение охлаждающей мощности градирни и снижение температуры воды ниже температуры по мокрому термометру воздуха.
Задача решается тем, что устройство для охлаждения воды содержит корпус, блок насадки, коллекторы с разбрызгивающими устройствами, каплеуловитель и бак с вентилятором. Согласно изобретению сверху блока насадки установлен поверхностный воздухо-воздушный теплообменник, расположенный на пути движения наружного воздуха и воздуха из блока насадки.
В данном устройстве использован принцип двухступенчатого охлаждения воздуха.
Устройство для охлаждения воды содержит корпус 1 прямоугольного или круглого сечения, внутри которого расположена в виде вертикального слоя насадка 2. Сверху насадки установлено разбрызгивающее устройство, например механическая форсунка 3 для распыления воды. Над форсункой в верхней части корпуса расположен каплеуловитель 4, предотвращающий вынос капель воды. Сверху за каплеуловителем установлен поверхностный теплообменник 5.
Снизу данного устройства расположен бак для воды 6, насос 7 для подачи воды и вентилятор 8 для подачи воздуха.
Вентилятор соединен при помощи воздуховодов с теплообменником 5 и с нижней частью корпуса (градирни) 1.
Устройство для охлаждения воды работает следующим образом
Наружный воздух за счет разряжения создаваемым вентилятором 8 проходит через теплообменник 5, затем направляется в градирню под слой насадки 2.
Проходя насадку, воздух подвергается прямому испарительному охлаждению и увлажнению за счет контакта с пленкой воды, стекающей сверху вниз по насадке. После насадки увлажненный воздух проходит каплеуловитель 4, теплообменник 5 и выбрасывается в атмосферу.
Из-за разницы температур воздух, уходящий из градирни (поток У), принимает теплоту от наружного воздуха (потока Н) и нагревается, наружный воздух при этом охлаждается (процесс соответствует лучу НК на фиг.2). Поверхностный теплообменник 5 работает по принципу рекуперативного воздухо-воздушного теплообменника. Конструктивно он может быть выполнен в виде пластинчатого теплообменника.
Таким образом, через слой насадки 2 проходит воздух предварительно охлажденный в поверхностном теплообменнике 5. Данная воздушная среда формирует режим прямого испарительного охлаждения при контактировании с пленкой воды, стекающей сверху вниз по насадке. Как указывалось выше, с понижением температуры воздушного потока температура воды соответственно снижается. Если циркуляция воды будет осуществляться по замкнутому контуру (используется рециркуляционная вода): бак 6 - насос 7 - форсунка 3 - насадка 2 - бак 6, процесс охлаждения воздуха в насадке будет адиабатическим и соответствовать лучу КО (фиг.2). Температура воды будет соответствовать tмк (фиг.2). При этом температура воздуха в результате адиабатического охлаждения понизится до ˜t0. В данный момент времени (условно назовем этот период II стадией) движущая сила косвенного охлаждения наружного воздуха в теплообменнике 5 Δt=(t н-t0) возрастает, т.е. повысится охлаждающая мощность воздушного потока, поступающего из насадки. Наружный воздух будет охлажден в теплообменнике 5 до температуры еще ниже, чем tk, т.е. t<tk(фиг.2), что, соответственно, вызовет дальнейшее понижение температуры рециркуляционной воды в системе.
Таким образом, при организации двухступенчатого охлаждения наружного воздуха в предлагаемом устройстве (косвенного и прямого охлаждения) создаются условия для устойчивого понижения температуры воды до значений ниже температуры мокрого термометра воздуха.
При использовании этой воды в системе оборотного водоснабжения, например, в конденсаторах холодильных машин и т.п. температурно-влажностный режим работы предлагаемого устройства будет отличаться от изоэнтальпийного (адиабатического) увлажнения и охлаждения воздуха в насадке данного устройства в соответствии с указаниями, приведенными в /1, с.131-132/.
Расчет режимных параметров подтверждает, что применение данного устройства для охлаждения воды при оборотном водоснабжении позволяет снизить температуру выходящей воды до численных значений ниже, чем температура окружающего (наружного) воздуха по мокрому термометру.
С целью сокращения времени выхода устройства на стабильный рабочий режим предлагается использовать две стадии работы:
I стадия - стадия пуска.
При этом теплообменник 5 (фиг.3) отключен, наружный воздух при помощи вентилятора 8 поступает в нижнюю часть насадки 2, минуя теплообменник; шибер (б) закрыт, шибер (а) открыт; насадка орошается рециркуляционной водой при помощи насоса 7. Отбор воды на сторону (потребителю) не производится, вентиль (в) закрыт, вентиль (г) открыт. Продолжительность стадии зависит от времени достижения температуры воды tw=tмн .
II стадия - рабочая стадия. Включают в работу теплообменник 5: шибер (а) закрывают, шибер (б) открывают. Происходит отбор воды из бака 6 насосом 7 потребителю, при этом вентиль (в) открывают, вентиль (г) закрывают. Вода от потребителя непрерывно поступает через форсунку 3 на насадку 2 для охлаждения воздуха, который предварительно подвергся косвенному охлаждению наружным воздухом в теплообменнике 5 (фиг.3).
Источник информации
1. Богословский В.Н., Кокорин О.Я., Петров В.Л. Кондиционирование воздуха и холодоснабжение. М.: Стройиздат, 1985 г.
Формула изобретения
Устройство для охлаждения воды, содержащее корпус, блок насадки, коллекторы с разбрызгивающими устройствами, каплеуловитель и бак с вентилятором, отличающееся тем, что сверху блока насадки установлен поверхностный воздухо-воздушный теплообменник, расположенный на пути движения наружного воздуха и воздуха из блока насадки.
Имя изобретателя: Аверкин Александр Григорьевич (RU), Еремкин Александр Иванович (RU), Миронов Константин Вениаминович (RU), Родионов Олег Владимирович (RU) Имя патентообладателя: Пензенский государственный университет архитектуры и строительства Почтовый адрес для переписки: 440028, г.Пенза, ул. Г. Титова, 28, Пензенский государственный университет архитектуры и строительства, патентный отдел Дата начала отсчета действия патента: 17.05.2004
Разместил статью: admin
Дата публикации: 20-04-2006, 16:06
Химический тепловой насос включает реакторную часть, содержащую активное вещество, и испарительную/конденсаторную часть, содержащую ту часть летучей жидкости, которая существует в конденсированном состоянии и может быть абсорбирована активным веществом. Канал соединяет реакторную часть с испарительной/конденсаторной частью. Для нагрева реакторной части, участок ее боковой стенки выполнен в виде коллектора солнечной энергии или находится в прямом контакте с коллектором солнечной энергии....
Изобретение относится к холодильной технике, в частности к аппаратам солнечных сорбционных холодильных установок периодического действия. Реактор генератора-абсорбера гелиохолодильной установки содержит смещенную относительно оси корпуса вверх до соприкосновения с внутренней поверхностью перфорированную трубку, подключенную к хладопроводу. С верхней стороны перфорированной трубки расположены дугообразные щелевые параллельные отверстия, выполненные в виде равномерно удаленных друг от друга...
Никакого начала не было - безконечная вселенная существует изначально, априори как безконечное пространство, заполненное энергией электромагнитных волн, которые также существуют изначально и материей, которая состоит из атомов и клеток, которые состоят из вращающихся ЭМ волн.
В вашей теории есть какие-то гравитоны, которые состоят из не известно чего. Никаких гравитонов нет - есть магнитная энергия, гравитация - это магнитное притяжение.
Никакого начала не было - вселенная, заполненная энергией ЭМ волн , существует изначально.
То есть, никакой энергетической проблемы не решилось от слова совсем. Так как для производства металлического алюминия, тратится уймище энергии. Производят его из глины, оксида и гидроксида алюминия, понятно что с дико низким КПД, что бы потом его сжечь для получения энергии, с потерей ещё КПД ????
Веселенькое однако решение энергетических проблем, на такие решения никакой энергетики не хватит.
Вместо трудновыполнимых колец, я буду использовать,цилиндрические магниты, собранные в кольцевой пакет, в один, два или три ряда. На мой взгляд получиться фрактал 1 прядка. Мне кажется, что так будет эффективней, в данном случае. И в место катушек, надо попробывать бифиляры или фрактальные катушки. Думаю, хороший будет эксперимент.
Проблема в том, что человечество зомбировано религией, что бог создал всё из ничего. Но у многих не хватает ума подумать, а кто создал бога? Если бога никто не создавал - значит он существует изначально. А почему самому космосу и самой вселенной как богу-творцу - нельзя существовать изначально?
Единственным творцом материального мира, его составной субстанцией, источником движения и самой жизни является энергия космоса, носителем которой являются ЭМ волны, которыми как и полагается богу заполнено всё космическое пространство, включая атомы и клетки.
От углеводородов кормится вся мировая финансовая элита, по этому они закопают любого, кто покусится на их кормушку. Это один. Два - наличие дешевого источника энергии сделает независимым от правительств стран все население планеты. Это тоже удар по кормушке.
Вначале было то, что существует изначально и никем не создавалось. А это
- безграничное пространство космоса
- безграничное время протекания множества процессов различной длительности
- электромагнитная энергия, носителем которой являются ЭМ волны, которыми как и положено творцу (богу) материального мира, заполнено всё безграничное пространство космоса, из энергии ЭМВ состоят атомы и клетки, то есть материя.
Надо различать материю и не материю. Материя - это то, что состоит из атомов и клеток и имеет массу гравитации, не материя - это энергия ЭМ волн, из которых и состоит материя
Изобретение относится к устройствам для охлаждения жидкостей (воды), преимущественно для водяных оборотных систем. Башенно-вентиляторная градирня включает корпус оросительной системы с ветровой перегородкой, вытяжную башню, бассейн, каплеуловитель, вентилятор, воздуховходные окна, форсунки, трубопроводы для подачи и отвода воды и осадка, парные центробежные форсунки левого и правого исполнения, направленные друг к другу для мелкодисперстного распыления исходной воды в горизонтальном направлении...
Химический тепловой насос включает реакторную часть, содержащую активное вещество, и испарительную/конденсаторную часть, содержащую ту часть летучей жидкости, которая существует в конденсированном состоянии и может быть абсорбирована активным веществом. Канал соединяет реакторную часть с испарительной/конденсаторной частью. Для нагрева реакторной части, участок ее боковой стенки выполнен в виде коллектора солнечной энергии или находится в прямом контакте с коллектором солнечной энергии....
Изобретение относится к холодильной технике, в частности к аппаратам солнечных сорбционных холодильных установок периодического действия. Реактор генератора-абсорбера гелиохолодильной установки содержит смещенную относительно оси корпуса вверх до соприкосновения с внутренней поверхностью перфорированную трубку, подключенную к хладопроводу. С верхней стороны перфорированной трубки расположены дугообразные щелевые параллельные отверстия, выполненные в виде равномерно удаленных друг от друга...
Никакого начала не было - безконечная вселенная существует изначально, априори как безконечное пространство, заполненное энергией электромагнитных волн, которые также существуют изначально и материей, которая состоит из атомов и клеток, которые состоят из вращающихся ЭМ волн.В вашей теории есть какие-то гравитоны, которые состоят из не известно чего. Никаких гравитонов нет - есть магнитная энергия, гравитация - это магнитное притяжение.
