Установка для обеспечения объекта теплом и холодом

(51) 5 Е ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ИЗОБРЕТЕН ИЕТЕЛЬСТВУ ИСАНИ К А 8 ТОРСКОМ о-производственого машиностр(71) Балашихинское научнное объединение криогеннения им, 40-летия Октября"(54) УСТАНОВКА ДЛЯ ОБЕЕКТА ТЕПЛОМ И ХОЛОДО 2 (57) Изобретение относится к холодильнонагревательной технике и может быть использовано для обеспечения внутренних полостей потребителя теплом и холодом, Сущность изобретения заключается в том, что воздух, имеющий 100-ную влажность, через клапан 12 подается в одну из полостей мембранного аппарата 13, где проходя вдоль мембраны, осушается до требуемой температуры точки росы. При этом пары влаги через мембрану переходят в другую полость мембранного аппарата 13, из которой откачиваются вакуум-насосом 14, установленным ва одном валу с турбодетандером 11. 1 ил,510 15 20 25 30 35 40 45 50 Изобретение относится к холодильнонагревательной технике и может быть ис- польэовано для одновременного получениятепла и холода с целью термостатированияпромышленных объектов на разных температурных уровнях, а также в различных технологических процессах, где требуетсянепрерывная долговременная подача воздуха с аналогичными диапазонами параметров.Известна установка для обеспеченияобъекта теплом и холодом, содержащаякомпрессор, турбодетандер, теплообменники на линии высокого давления,Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой является установкадля обеспечения объекта теплом и холодом,в которой воздух окружающей среды поступает в компрессор, где сжимается и нагревается до 160 С, Охлаждение воздухапроизводится в четырех последовательноустановленных теплообменниках сначалавоздухом, подасаемым в установку с температурой 70 С, а затем до 35 С и, наконец,в д ух последовательно установленных теплообменниках до 2 С встречным потоомхолодного воздуха. При осушке сжатогодавлении вся влага из него отделяется ввиде конденсата в двух конденсатосборниках, а при осушке до более низких температур точки росы - в адсорбере, Осушенныйвоздух поступает для охлаждения при расширении в турбодетандер, а затем, пройдячерез второй теплообменник, потребителюс температурой до -10 С,Недостатком такой установки являетсяограниченное время работь в режиме осушки воздуха до температуры точки росы ниже-10 С, определяемое влагоемкостью адсорбера и необходимостью регенерации адсорбера с, использованием резервнойустановки и средств нагрева воздуха (до150 С), подаваемого на регенерацию, Время регенерации Составляет 8-10 ч, а времяохлаждения 30-40 ч, т,е. в течение 40 - 50 чустановка не может подавать воздух потребителю, что приводит к уменьшению экономичности устройства.Целью изобретения является. повьшение экономичности путем обеспечения непрерывной работы в режиме осушкивоздуха до температуры точки росы ниже-10 С.Поставленная цель достигается тем, чтоустановка для обеспечения объекта тепломи холодом, содержащая компрессор, турбодетандер и установленные на линии высокого давления теплообменники, снабженамембранным аппаратом, разделенным селективной к парам воды мембраной на две полости и установленным между теплообменником и турбодетандером, причем входами одна полость мембранного аппарата соединена с линией высокого давления после теплообменника, другая - с дополнительным вакуум-насосом, установленным на одном валу с турбодетандером,Использование мембранного аппарата с селективной мембраной, через которую происходит диффузия паров воды в отдельную полость, позволяет осуществить процесс непрерывной осушки воздуха до температуры точки росы ниже -10 С, что исключает необходимость проведения процесса регенерации, как это имеет место для адсорбера, применяемого в прототипе и работающего в режиме накопления влаги до момента насыщения.Вакуумный насос позволяет проводить постоянный отвод паров влаги из ниэконапорной полости мембранного аппарата в атмосферу.С целью исключения затраты дополнительной электроэнергии вакуумный насос устанавливается на одном валу с турбодетандером и приводится в действие энергией газа, вь 1 деляемой при расширении в турбодетандере,На чертеже схематично показана предлагаемая установка. В установке воздухозаборник 1 посредством трубопроводов через фильтр 2 соединен с компрессором 3, Компрессор 3 соединен трубопроводом с последовательно расположенными теплообменником 4, водяным теплообменником 5; конденсатосборником 6 и рекуперативным теплообменником 7, Теплообменник 7 трубопроводами соединен с рекуперативным тецлообменником 8 и конденсатосборником 9. Рекуперативный теплообменник 7 трубопроводом через клапан 10 соединен с турбодетандером 11, Рекуйеративный теплообменник 7 трубопроводами через клапан 12 соединен с одной иэ полостей мембранного аппарата 13. Выход из этой полости аппарата 13 трубопроводом соединен с турбодетандером 11, Другая полость мембранного аппарата 13 трубопроводом соединена с дополнительным вакуум-насосом 14, размещенным на одном валу с турбодетандером 11.Рекуперативный теплообменник 8 снабжен линией 15 подачи потребителю холодного воздуха,Установка работает следующим образом.Воздух иэ окружающей среды через эаборник 1 подается в фильтр 2, после чего он поступает в компрессор 3, где сжимается и нагревается до 160 С. Из компрессора 31749653 Составитель Г, ЧумаченкоРедактор С. Пекарь Техред М,Моргентал Корректор О. Кравцова Заказ 2584 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственноо комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 воздух подается в теплообменник 4 на охлаждение в теплообмене с частью холодного воздуха, поступающего иэ 5турбодетандера 11, После теплообменникапоток сжатого воздуха направляют в водяной теплообменник 5, где происходит егодальнейшее охлаждение водой до 35 С сотделением капельной влаги в конденсатосборнике 6. Далее сжатый воздух охлаждается в рекуперативных теплообменниках 7 и 8до 2 С с отделением капельной влаги вконденсатосборнике 9,Далее воздух, имеющий 100%-ную 15влажность, через клапан 12 (клапан 10 закрыт) подается в одну из полостей мембранного аппарата 13, где, проходя вдольмембраны, осушается до требуемой температуры точки росы, при этом пары влаги 20через мембрану переходят в другую полостьмембранного аппарата 13, из которой откачиваются вакуум-насосом 14, установленным на одном валу с турбодетандером 11.Осушенный воздух после мембранного 25аппарата 13 подается в турбодетандер 11,где охлаждается при расширении до требуемой температуры и далее поступает в рекуперативный теплообменник 8, Изтеплообменника 8 воздух с температурой 30(-10) - (-50) С по линии 15 холодного воздухавыдается потребителю.Когда потребителю необходим осушенный воздухдо температуры точки росы выше -10 С, то тогда осушенный воздух после 35рекуперативного теплообменника 7 черезклапан 10 (клапан 12 закрыт) подаегся втурбодетандер 11, расширяется в турбодетандере 11, проходит рекуперативный теплообменник 8 и с температурой до -10 С по 40линии 15 холодного воздуха выдается потребителю,В известной установке регенерация адсорбера после его насыщения влагой производится путем подачи в него сухого воздуха от аналогичной установки, при работе которой потребляется мощность 1500 кВт. При этом время работы при регенерации составляет 8-10 ч,При эксплуатации существующей системы обеспечения объекта теплом и холодом производится регенерация установок 1 раз в месяц.Реализация предлагаемого технического решения позволит установке для обеспечения объекта теплом и холодом работать непрерывно, так как отпадает необходимость установки устройства для регенерации,Формула изобретения Установка для обеспечения обьекта теплом и холодом, содержащая компрессор, турбодетандер и установленные на линии высокого давления теплообменники, о т л ич а ю щ э я с я тем, что, с целью повышения экономичности путем обеспечения непрерывной работы в режиме осушки воздуха до температуры точки росы ниже минус 10 С, она дополнительно снабжена выкуум-насосом и мембранным аппаратам с селективной к парам водымембраной, установленной с возможностью обеспечения разделения аппарата на две полости, при этом мембранный аппарат установлен между теплообменником и турбодетандером, одна полость мембранного аппарата соединена с линией высокого давления после теплообменника, а другая - с вакуум-на- . сосом, размещенным на одном валу с турбодетандером.