RU2138742C1

RU2138742C1 - Gas (air) stream heat recovery method

Info

Publication number: RU2138742C1
Application number: RU97115330A
Authority: RU
Inventors: А.Г. Аверкин; А.И. Еремкин; С.И. Мишанин
Original assignee: Пензенская государственная архитектурно-строительная академия
Priority date: 1997-09-09
Filing date: 1997-09-09
Publication date: 1999-09-27

Abstract

FIELD: ventilation and air conditioning systems. SUBSTANCE: put out air is directed into contact device with recirculating water for adiabatic humidification to relative humidity of about 95%. During direct contact of air stream with sprinkled water, wet cleaning of air from dust is provided together with air humidification. Then air whose parameters are close to saturated state is fed to surface heat exchanger-recuperator with intermediate heat carrier for utilization of heat of removed air (gas). EFFECT: reduced heat transfer surface of recuperative heat exchanger with intermediate heat carrier, possibility of cleaning air (gas) from dust and finely divided particles. 2 dwg

Description

Изобретение относится к способу утилизации теплоты от газовых, в т.ч. воздушных, потоков и может быть использовано в системах вентиляции и кондиционирования воздуха, а также в других отраслях промышленности. The invention relates to a method for heat recovery from gas, including air flow and can be used in ventilation and air conditioning systems, as well as in other industries.

В настоящее время в системах вентиляции и кондиционирования воздуха для утилизации низкопотенциального тепла удаляемого воздуха из помещений применяются теплообменники теплоутилизаторы, которые устанавливают в воздуховодах. Наиболее универсальными устройствами являются рекуперативные теплообменники с промежуточным теплоносителем, в качестве которых применяются вода или водный раствор хлористого кальция. Обычно устанавливают два теплообменника: один в воздуховоде удаляемого воздуха, другой - на пути подачи наружного воздуха в помещение (в приточной камере или центральном кондиционере). Трубные пространства обоих теплообменников соединены между собой трубопроводами, образуя замкнутый контур для промежуточного теплоносителя. В этом же контуре находится насос для циркуляции промежуточного теплоносителя. (Внутренние санитарно-технические устройства. Вентиляция и кондиционирование. Справочник проектировщика. /Под ред. Павлова Н.Н. и Шиллера Ю.И. М.: Стройиздат, 1992, кн. 2, ч. 3, 319 с.). Currently, in ventilation and air conditioning systems, heat exchangers, which are installed in air ducts, are used to utilize low potential heat of removed air from rooms. The most universal devices are recuperative heat exchangers with an intermediate heat carrier, which are used as water or an aqueous solution of calcium chloride. Usually two heat exchangers are installed: one in the exhaust air duct, the other on the path of supplying external air to the room (in the supply chamber or central air conditioner). The tube spaces of both heat exchangers are interconnected by pipelines, forming a closed loop for the intermediate heat transfer medium. In the same circuit is a pump for the circulation of the intermediate coolant. (Internal sanitary-engineering devices. Ventilation and air conditioning. Designer guide. / Under the editorship of Pavlov N.N. and Schiller Yu.I. M .: Stroyizdat, 1992, book 2, part 3, 319 pp.).

Процесс теплоутилизации осуществляется следующим способом. Удаляемый воздух из помещения, содержащий вредности (теплоту, водяные пары, газо- и пылеобразные вещества), обдувает снаружи оребренные трубы теплообменника-теплоутилизатора, отдавая часть теплоты промежуточному теплоносителю. При этом температура промежуточного теплоносителя повышается, а температура, и соответственно, энтальпия удаляемого воздуха уменьшается. Охлажденный воздух после утилизатора обычно выбрасывается в атмосферу. В то же время промежуточный теплоноситель за счет напора, создаваемого насосом, поступает в трубное пространство другого теплообменника, имеющего наружное оребрение, для нагрева наружного воздуха, температура которого в зимний период года обычно ниже 0^oC. Затем охлажденный промежуточный теплоноситель поступает обратно в теплообменник-теплоутилизатор удаляемого воздуха для отнятия теплоты и т.д.The heat recovery process is carried out in the following way. The exhausted air from the room containing harmful substances (heat, water vapor, gas and dusty substances) blows outside the finned tubes of the heat exchanger-heat exchanger, giving up part of the heat to the intermediate heat carrier. In this case, the temperature of the intermediate coolant rises, and the temperature, and, accordingly, the enthalpy of the removed air decreases. Cooled air after the utilizer is usually released into the atmosphere. At the same time, the intermediate heat carrier, due to the pressure created by the pump, enters the pipe space of another heat exchanger having external fins to heat the outdoor air, whose temperature in the winter season is usually below 0 ^o C. Then, the cooled intermediate heat carrier goes back to the heat exchanger heat exchanger of removed air to take away heat, etc.

Недостатками данного способа утилизации теплоты удаляемого воздуха являются: возможность загрязнения наружной оребренной поверхности теплообменника-теплоутилизатора механическими частицами (пылью), содержащимися в удаляемом воздухе. Большие габариты теплообменника-теплоутилизатора (большой расход металла, большая масса, высокая стоимость) из-за низкой величины коэффициента теплопередачи от газового потока к промежуточному теплоносителю. The disadvantages of this method of utilizing the heat of the removed air are: the possibility of contamination of the outer fin surface of the heat exchanger-heat exchanger with mechanical particles (dust) contained in the removed air. Large dimensions of the heat exchanger-heat exchanger (high metal consumption, large mass, high cost) due to the low value of the heat transfer coefficient from the gas stream to the intermediate coolant.

Задачей изобретения является устранение указанных выше недостатков. The objective of the invention is to remedy the above disadvantages.

Техническим результатом является уменьшение поверхности теплопередачи теплообменника-теплоутилизатора за счет повышения коэффициента теплопередачи и совмещение процесса теплоутилизации удаляемого воздуха с его мокрой очисткой от пыли. The technical result is to reduce the heat transfer surface of the heat exchanger-heat exchanger by increasing the heat transfer coefficient and combining the heat recovery process of the removed air with its wet cleaning from dust.

Технический результат достигается тем, что газовый (воздушный) поток пропускают через теплообменник-рекуператор с промежуточным теплоносителем, при этом предварительно поток направляют в контактный аппарат с рециркуляционной водой для адиабатического увлажнения до относительной влажности ~ 95%. The technical result is achieved by the fact that the gas (air) stream is passed through a heat exchanger-recuperator with an intermediate heat carrier, while the stream is first sent to a contact apparatus with recirculated water for adiabatic humidification to a relative humidity of ~ 95%.

Предлагаемый способ утилизации теплоты воздушного потока может быть реализован при наличии блока тепломассообмена (БТМ), выпускаемого промышленностью для центральных кондиционеров марки КТЦЗ 1. The proposed method of heat recovery of the air flow can be implemented in the presence of heat and mass transfer unit (BMT), manufactured by the industry for central air conditioners of the KTTsZ 1 brand.

На фиг.1 приведена схема БТМ, на фиг.2 - схема реализации предложенного способа. Figure 1 shows the scheme of the BMP, figure 2 is a diagram of the implementation of the proposed method.

Блок тепломассообмена содержит бак 1 для воды, оросительную секцию 2, оребренный теплообменник 3, потолок 4, форсунки для воды 5, направляющие пластины 6, дверку 7. The heat and mass transfer unit contains a tank 1 for water, an irrigation section 2, a finned heat exchanger 3, a ceiling 4, nozzles for water 5, guide plates 6, a door 7.

Данный БТМ предлагается присоединить к воздуховоду удаляемого воздуха из помещения. Причем, входным участком будет являться область БТМ с оросительной секцией, а выходным - участок, состоящий из оребренного поверхностного теплообменника. Как видно, направление движения воздушного потока в БТМ будет противоположным стандартному, т.е. заводскому исполнению. This BTM is proposed to be connected to the duct of the removed air from the room. Moreover, the input section will be the BTM area with an irrigation section, and the output section will be a section consisting of a finned surface heat exchanger. As you can see, the direction of air flow in the BTM will be the opposite of the standard, i.e. factory execution.

Принципиальная схема предлагаемого способа утилизации теплоты удаляемого воздуха приведена на фиг.2. Schematic diagram of the proposed method of utilizing the heat of the removed air is shown in figure 2.

Схема содержит блок тепломассообмена (БТМ) 1 и оросительную секцию 2, теплообменник блока 3, насос 4 для промежуточного теплоносителя, теплообменник (воздухонагреватель) 5 центрального кондиционера. The scheme contains a heat and mass transfer unit (BMT) 1 and an irrigation section 2, a heat exchanger of block 3, a pump 4 for an intermediate heat carrier, a heat exchanger (air heater) 5 of the central air conditioner.

1. Удаляемый воздух из помещения проходит форсуночную (оросительную) секцию 2, где контактирует с рециркуляционной водой, распыляемой через форсунки. Одновременно с увлажнением воздуха до относительной влажности ~95% происходит его очистка от пыли, которая увлекается рециркуляционной водой. 1. The removed air from the room passes the nozzle (irrigation) section 2, where it contacts the recirculated water sprayed through the nozzles. Simultaneously with air humidification to a relative humidity of ~ 95%, it is cleaned of dust, which is carried away by recirculated water.

Из форсуночной секции удаляемый воздух проходит снаружи оребренные трубки теплообменника БТМЗ и удаляется в атмосферу. При этом теплота воздушного потока при помощи теплопередачи сообщается промежуточному теплоносителю, циркулирующему при помощи насоса 4 в замкнутом контуре между теплообменниками 3 и 5 в трубном пространстве. Как указывалось выше, перевод удаляемого воздуха в состояние насыщенного воздуха по отношению к водяным парам позволяет существенно повысить коэффициент теплоотдачи на границе воздух - поверхность теплообменника и, соответственно, увеличить общий коэффициент теплообмена - коэффициент теплопередачи. Нагретый промежуточный теплоноситель, проходя по трубкам теплообменника (воздухонагревателя) 5 центрального кондиционера, при помощи теплопередачи отдает теплоту наружному (приточному) воздуху, который проходит снаружи оребренных труб. Охладившись, промежуточный теплоноситель вновь возвращается в теплообменник 3 и т.д. From the nozzle section, the exhaust air passes outside the finned tubes of the BTMZ heat exchanger and is vented to the atmosphere. In this case, the heat of the air flow through heat transfer is communicated to the intermediate heat carrier circulating with the aid of pump 4 in a closed circuit between heat exchangers 3 and 5 in the pipe space. As indicated above, the transfer of the removed air to the saturated air state with respect to water vapor can significantly increase the heat transfer coefficient at the air-heat exchanger interface and, accordingly, increase the overall heat transfer coefficient - heat transfer coefficient. The heated intermediate coolant passing through the tubes of the heat exchanger (air heater) 5 of the central air conditioner, by means of heat transfer, transfers heat to the outside (supply) air, which passes outside the finned tubes. After cooling, the intermediate coolant returns to the heat exchanger 3, etc.

Достоинствами заявляемого изобретения являются уменьшение поверхности теплопередачи теплообменника-теплоутилизатора за счет повышения коэффициента теплопередачи. Его повышение обусловлено ростом коэффициента теплоотдачи от воздуха к стенке. В результате уменьшается количество теплообменников-теплоутилизаторов или их габариты, масса, стоимость. Возможность совмещения процесса теплоутилизации удаляемого воздуха с его мокрой очисткой от пыли. The advantages of the claimed invention are to reduce the heat transfer surface of the heat exchanger-heat exchanger by increasing the heat transfer coefficient. Its increase is due to an increase in the heat transfer coefficient from air to the wall. As a result, the number of heat exchangers, heat exchangers or their dimensions, weight, cost is reduced. The possibility of combining the process of heat recovery of the removed air with its wet cleaning from dust.

Claims

The method of heat recovery of a gas (air) stream, in which a stream is passed through a heat exchanger-recuperator with an intermediate heat carrier, characterized in that the gas (air) stream is first sent to a contact apparatus with recirculated water for adiabatic humidification to a relative humidity of ~ 95%.