Изобретение относится к области обеспечения жизнедеятельности людей и может быть использовано в различных системах кондиционирования помещений.The invention relates to the field of human life and can be used in various air conditioning systems.
Известен внутренний блок системы кондиционирования, содержащий батареи отопления, выполненные в виде замкнутой внутренней полости для циркуляции воды и развитой внешней поверхностью для теплообмена с воздухом помещения. Батареи соединены с магистралью центрального водяного отопления помещения. Горячая вода, поступающая во внутреннюю полость, отдает свое тепло корпусу батареи. Теплые батареи нагревают воздух, циркулирующий внутри помещения. Развитая внешняя поверхность позволяет более эффективно осуществить передачу тепла в воздушное пространство помещения. Решая задачу отопления, известное устройство практически не оказывает влияния не процесс очистки воздуха от аэрозольных частиц.Known indoor unit of the air conditioning system, containing heating batteries, made in the form of a closed internal cavity for water circulation and a developed external surface for heat exchange with room air. The batteries are connected to the central water heating line of the room. Hot water entering the internal cavity transfers its heat to the battery case. Warm batteries heat indoor air. The developed external surface allows more efficient heat transfer to the airspace of the room. Solving the heating problem, the known device has practically no effect on the process of air purification from aerosol particles.
Для очистки воздуха от аэрозольных частиц в системах кондиционирования используется целый ряд известных устройств. Так, например, сепарацией примесей за счет сил инерции путем отклонения направления движения газового потока от прямолинейного, решается задача удаления крупных примесей (более 1 мкм). (См. А.Г.Касаткин "Основные процессы и аппараты химической технологии" ГНТИ химической литературы. М.-Л., 1950 г., стр125-129.) Очистка газов путем фильтрации (см. там же, стр135-138) позволит удалить из потока даже самые малые примеси. Вместе с тем, метод очистки фильтрацией требует постоянного обслуживания, замену фильтров.For air purification from aerosol particles in air conditioning systems, a number of known devices are used. So, for example, by separation of impurities due to inertia forces by deviating the direction of gas flow from a straight line, the problem of removing large impurities (more than 1 μm) is solved. (See A.G. Kasatkin "Main processes and apparatuses of chemical technology" of the State Scientific and Technical Institute for Chemical Literature. M.-L., 1950, pp. 125-129.) Purification of gases by filtration (see ibid., Pp. 135-138) will allow remove even the smallest impurities from the stream. At the same time, the method of cleaning by filtration requires constant maintenance, replacement of filters.
Наиболее близким техническим устройством к предлагаемому устройству является внутренний блок системы кондиционирования фирмы DAIKIN. См. прайс-лист на кондиционеры DAIKIN (www.daichi.ru). Блок включает в себя теплообменник, содержащий герметичный контур для циркуляции хладоагента, внешняя поверхность которого установлена в воздушном канале с входным и выходным отверстиями. Для вывода из системы сконденсированной влаги блок снабжен соответствующим устройством. Устройство установлено в нижней части теплообменника и соединено с дренажной трубкой. Хладоагент, поступающий из внешнего блока, проходит по внутреннему контуру циркуляции внутреннего блока и охлаждает его, охлаждая при этом проходящий у внешней поверхности теплообменника воздушный поток. При охлаждении воздуха часть содержащейся в нем влаги конденсируется на стенках наружной поверхности теплообменника. Сконденсированная влага через дренажную трубку удаляется из системы. Таким образом, известное устройство обеспечивает охлаждение воздуха в системе кондиционирования. Кроме того, конденсация влаги осуществляется, как известно, на содержащихся в воздухе аэрозольных частицах, чем обеспечивается помимо охлаждения и очистка воздуха. Однако конденсация осуществляется лишь на частицах, которые по своим размерам и лиофильности способны стать в имеющихся условиях пересыщения влаги центрами конденсации. Значительная же часть аэрозольных частиц воздуха в процессе конденсации не участвует и от воздушного потока не отделяется. Вследствие чего в систему кондиционирования вынуждены вводить дополнительные устройства очистки воздуха от мелкодисперсных аэрозолей.The closest technical device to the proposed device is the indoor unit of the air conditioning system of DAIKIN. See the price list for DAIKIN air conditioners (www.daichi.ru). The unit includes a heat exchanger containing a sealed circuit for the circulation of the refrigerant, the outer surface of which is installed in the air channel with inlet and outlet openings. To remove condensed moisture from the system, the unit is equipped with an appropriate device. The device is installed in the lower part of the heat exchanger and connected to a drainage tube. The refrigerant coming from the external unit passes through the internal circulation circuit of the internal unit and cools it, while cooling the air flow passing at the external surface of the heat exchanger. When cooling the air, part of the moisture contained in it condenses on the walls of the outer surface of the heat exchanger. Condensed moisture is removed through the drain pipe from the system. Thus, the known device provides cooling air in the air conditioning system. In addition, moisture condensation is carried out, as is known, on aerosol particles contained in air, which ensures, in addition to cooling and air purification. However, condensation is carried out only on particles that, by their size and lyophilicity, can become condensation centers under existing conditions of moisture supersaturation. A significant part of the aerosol particles of air in the condensation process is not involved and is not separated from the air stream. As a result, additional air purification devices from fine aerosols are forced to introduce into the air conditioning system.
Целью настоящего изобретения является повышение степени очистки воздуха от мелкодисперсных аэрозольных частиц.The aim of the present invention is to increase the degree of purification of air from fine aerosol particles.
Для достижения цели изобретения известный внутренний блок системы кондиционирования, включающий устройство для сбора сконденсированной влаги и установленный в воздушном канале теплообменник, герметичный контур циркуляции хладоагента которого соединен с наружным блоком, снабжен парогенератором с системой регулирования объема подаваемого пара, выход которого соединен с воздушным каналом, и установленной внутри воздушного канала системой генерации коронного разряда с коронирующим электродом, выполненной с возможностью контроля концентрации электрических зарядов в воздушном канале и повышения напряжения высоковольтного источника питания коронного разряда при падении концентрации частиц до уровня 105 1/см3.To achieve the objective of the invention, the known indoor unit of the air conditioning system, including a device for collecting condensed moisture and a heat exchanger installed in the air channel, the hermetic refrigerant circulation circuit of which is connected to the outdoor unit, is equipped with a steam generator with a system for controlling the volume of supplied steam, the output of which is connected to the air channel, and a corona discharge generation system installed inside the air channel with a corona electrode, configured to monitor the centering of electric charges in the air channel and increasing the voltage of the high-voltage corona discharge power source when the particle concentration drops to the level of 105 1 / cm3 .
Сущность предлагаемого изобретения состоит в следующем. Подлежащий охлаждению воздух проходит через область коронного разряда. Подбор параметров системы генерации коронного разряда (напряжение высоковольтного источника, мощность его, размеры коронирующих электродов, зазор между коронирующими электродами и заземленной поверхностью) производится по известным методикам расчета (см., например, Капцов Н.А. Электроника. - М., ГИТТЛ, 1956, 459 с.), исходя из условия обеспечения концентрации электрических зарядов в воздушном потоке не менее 105 1/см3. Учитывая, что уровень концентрации электрических зарядов в значительной степени зависит от параметров воздуха, в предлагаемом устройстве предусмотрена возможность контроля концентрации электрических зарядов в воздушном канале и повышения напряжения высоковольтного источника питания коронного разряда при падении концентрации частиц до уровня 105 1/см3.The essence of the invention is as follows. The air to be cooled passes through the corona discharge region. The selection of the parameters of the corona discharge generation system (voltage of a high-voltage source, its power, dimensions of the corona electrodes, the gap between the corona electrodes and the grounded surface) is carried out according to well-known calculation methods (see, for example, N.A. Kaptsov Electronics. - M., GITTL, 1956, 459 pp.), Based on the condition for ensuring the concentration of electric charges in the air stream at least 105 1 / cm3 . Given that the level of concentration of electric charges largely depends on the parameters of the air, the proposed device provides the ability to control the concentration of electric charges in the air channel and increase the voltage of a high-voltage corona discharge power source when the particle concentration drops to the level of 105 1 / cm3 .
Вследствие повышенного содержания электрически заряженных частиц и воздействия на поток электрического поля аэрозольные частицы получают электрический заряд. Вокруг электрически заряженных частиц вследствие малого радиуса кривизны их поверхности создается сильно неоднородное электрическое поле, которое притягивает к аэрозольным частицам дипольные молекулы воды. Аэрозольные частицы даже самых малых размеров, значение которых составляет сотые доли микрона, при незначительном пересыщении паров при охлаждении воздуха на теплообменнике обводняются и превращаются в капли жидкости - конденсат. Образуемые на поверхности теплообменника капли жидкости - конденсат, содержащие аэрозольные частицы, стекают вниз в устройство для сбора сконденсированной влаги, удаляются из системы. В известном устройстве активными к конденсации могли стать только лишь крупные частицы и имеющие сродство к воде (см., например, «Химия нижней атмосферы», изд. «МИР», 1967 г., стр.26-35). В предлагаемом же устройстве активными центрами конденсации могут стать аэрозольные частицы практически любого размера, даже самые мелкие и независимо от их сродства к воде. Необходимо лишь обеспечить получение этими частицами электрического заряда, и в воздушном потоке должно быть достаточное количество влаги для достижения необходимого уровня пересыщения.Due to the increased content of electrically charged particles and exposure to the flow of an electric field, aerosol particles receive an electric charge. Around the electrically charged particles, due to the small radius of curvature of their surface, a highly inhomogeneous electric field is created, which attracts dipole water molecules to the aerosol particles. Aerosol particles of even the smallest size, whose value is hundredths of a micron, with a slight supersaturation of vapors during cooling of the air on the heat exchanger, they are flooded and turn into liquid droplets - condensate. Liquid droplets formed on the surface of the heat exchanger — condensate containing aerosol particles flow down into the device for collecting condensed moisture and are removed from the system. In the known device, only large particles and having an affinity for water could become active to condensation (see, for example, Chemistry of the Lower Atmosphere, ed. MIR, 1967, pp. 26-35). In the proposed device, aerosol particles of almost any size, even the smallest and regardless of their affinity for water, can become active centers of condensation. It is only necessary to ensure that these particles receive an electric charge, and there must be sufficient moisture in the air stream to achieve the required level of supersaturation.
Добавлением в воздушный поток паров воды из парогенератора с системой регулирования объема подаваемого пара достигаются необходимые условия пересыщения, обеспечивающие активность к конденсации аэрозольных частиц. Объем добавляемого в систему пара определяют на стадии проектирования устройства, исходя из условия достижения требуемого уровня очистки, с одной стороны, и из условия требуемого уровня влажности воздуха в кондиционируемом помещении для осредненных параметров обрабатываемого воздуха. Все изменения в параметрах воздуха отрабатываются системой регулирования объема подаваемого пара. Система регулирования объема подаваемого пара может быть построена по известным методикам проектирования систем автоматического или автоматизированного проектирования.By adding water vapor to the air stream from a steam generator with a control system for the volume of supplied steam, the necessary conditions of supersaturation are achieved, which ensure the activity of aerosol particle condensation. The amount of steam added to the system is determined at the design stage of the device, based on the conditions for achieving the required level of purification, on the one hand, and on the condition of the required level of humidity in the air-conditioned room for the averaged parameters of the treated air. All changes in the air parameters are worked out by the system for regulating the volume of supplied steam. The control system for the volume of steam supplied can be built according to well-known techniques for designing systems of automatic or computer-aided design.
Схема внутреннего блока системы кондиционирования представлена на чертеже.A diagram of the indoor unit of the air conditioning system is shown in the drawing.
Внутренний блок содержит воздушный канал 1, внутри которого установлен вентиляторный модуль 2 и теплообменник с развитой поверхностью теплообмена 3, герметичный контур с системой испарения и циркуляции хладагента которого, входом 4 и выходом 5 соединен с наружным блоком (не показан).The indoor unit contains an air channel 1, inside which a fan module 2 and a heat exchanger with a developed heat exchange surface 3 are installed, a sealed circuit with a refrigerant vaporization and circulation system, which is connected to an outdoor unit (not shown) by input 4 and output 5.
На входе воздушного канала 1 (направление движения воздушного потока на чертеже условно показано стрелками, В1 - вход, В2- выход) установлена система генерации коронного разряда, включающая установленные на изоляторах 6 в промежутках между заземленными поверхностями 7 коронирующие электроды 8, соединенные электрическим кабелем с высоковольтным источником питания 9. Система генерации коронного разряда выполнена с возможностью контроля концентрации электрических зарядов в воздушном канале и повышения напряжения высоковольтного источника питания коронного разряда при падении концентрации частиц до уровня 105 1/см3.At the entrance of the air channel 1 (the direction of movement of the air flow in the drawing is conventionally shown by arrows, B1 is the input, B2 is the output), a corona discharge generation system is installed, including corona electrodes 8 mounted on insulators 6 in the intervals between grounded surfaces 7, connected by an electric cable with a high-voltage power source 9. The corona discharge generation system is configured to control the concentration of electric charges in the air channel and increase the voltage of the high-voltage source and the power of corona discharge at falling of the particle concentration to a level May10 1 / cm3.
В воздушном канале, в промежутке между системой генерации коронного разряда и теплообменником установлен штуцер 10, соединенный с выходом парогенератора 11 с системой регулирования объема подаваемого пара (не показан). В нижней части воздушного канала, в области установки теплообменника выполнен приемник конденсата 12 с дренажным отверстием 13.In the air channel, between the corona discharge generation system and the heat exchanger, a fitting 10 is installed connected to the output of the steam generator 11 with a system for controlling the volume of supplied steam (not shown). In the lower part of the air channel, in the area of installation of the heat exchanger, a condensate receiver 12 with a drainage hole 13 is made.
Работу внутреннего блока осуществляется следующим образом. Вентиляторным модулем 2 воздух прокачивается через воздушный канал 1. При прохождении воздушного потока в области пространства, прилегающей к коронирующим проводам, содержащиеся в нем аэрозольные частицы получают электрический заряд. В процессе работы устройства осуществляют контроль концентрации электрических зарядов в воздушном канале, и при падении концентрации электрически заряженных частиц до уровня 105 1/см3 производится повышение напряжения высоковольтного источника питания 9. Процесс заряжания аэрозольных частиц в области коронного разряда достаточно подробно описан в научно-технической литературе. См, например, Балабанов Е.М. Дисперсные системы в электрическом поле коронного разряда. - Дис. на соиск. уч. ст. д.т.н., М., 1953, 460 л., А.Г.Касаткин. Основные процессы и аппараты химической технологии. М.-Л., ГНТИ химической литературы. 1950 г., стр.138-148. Воздушный поток, аэрозольные частицы которого снабжены электрическими зарядами, попадает в область теплообменника и охлаждается, отдавая свое тепло через развитую поверхность теплообмена 3. С помощью хладагента, циркулирующего в герметичном контуре, тепло выносится на внешний блок системы кондиционирования. Отдавая тепло поверхности теплообмена 3, воздух охлаждается до температуры, значение которой определено системой управления кондиционера. Для упрощения на чертеже не представлены элементы устройств системы автоматического регулирования температуры охлаждения воздуха. Выполнены они могут быть по аналогии с известными схемами управления, например, см. кондиционеры фирмы Daikin. При понижении температуры в воздухе создаются условия пересыщения содержащихся в нем паров воды. Избыточные пары конденсируются на электрически заряженных аэрозольных частицах. Процесс конденсации интенсифицируется добавлением в воздушный поток паров воды через штуцер 10 из парогенератора 11. Объем пара, подаваемого в воздушный поток, задается системой регулирования (не показана). Сконденсированная влага, содержащая удаляемые аэрозольные частицы, осаждается на стенках теплообменника и при накоплении ее до размеров крупных капель стекает вниз, в приемник конденсата 12 и через дренажное отверстие 13 выводится из системы. В известном блоке в процесс конденсации вовлекались пары воды, содержащиеся в воздушном потоке, и конденсация осуществлялась только на крупных частицах, способных в условиях формируемых в блоке пересыщения паров стать центрами активной конденсации. В предлагаемом же устройстве осуществляется добавление регулированного объема паров воды в очищаемый воздух, повышается пересыщение паров, что в сочетании с наличием на частицах электрических зарядов интенсифицирует процесс конденсации. Более интенсивная конденсация обеспечивает очистку воздуха практически от всех, даже самых малых частиц.The operation of the indoor unit is as follows. By the fan module 2, air is pumped through the air channel 1. When the air stream passes in the area of space adjacent to the corona wires, the aerosol particles contained in it receive an electric charge. In the process of operation of the device, the concentration of electric charges in the air channel is monitored, and when the concentration of electrically charged particles drops to the level of 105 1 / cm3 , the voltage of the high-voltage power supply 9 is increased. The process of charging aerosol particles in the corona discharge region is described in sufficient detail in the scientific technical literature. See, for example, Balabanov E.M. Dispersed systems in the electric field of a corona discharge. - Dis. for a job. student Art. Doctor of Technical Sciences, M., 1953, 460 L., A.G. Kasatkin. Basic processes and apparatuses of chemical technology. M.-L., GNTI chemical literature. 1950, pp. 138-148. The air flow, the aerosol particles of which are provided with electric charges, enters the heat exchanger region and cools, giving its heat through the developed heat exchange surface 3. Heat is transferred to the external air conditioning unit using a refrigerant circulating in the sealed circuit. Giving heat to the heat exchange surface 3, the air is cooled to a temperature the value of which is determined by the air conditioning control system. For simplicity, the drawing does not show the elements of devices of the automatic control system for cooling air temperature. They can be made by analogy with well-known control circuits, for example, see Daikin air conditioners. With a decrease in temperature in air, conditions for supersaturation of the water vapor contained in it are created. Excess vapors condense on electrically charged aerosol particles. The condensation process is intensified by adding water vapor to the air stream through the nozzle 10 from the steam generator 11. The volume of steam supplied to the air stream is set by a control system (not shown). Condensed moisture containing removed aerosol particles is deposited on the walls of the heat exchanger and when it accumulates to the size of large droplets, it flows down into the condensate receiver 12 and is discharged from the system through the drain hole 13. In the known unit, water vapor contained in the air stream was involved in the condensation process, and condensation was carried out only on large particles capable of becoming centers of active condensation under the conditions of vapor formation in the supersaturation unit. In the proposed device, the addition of a regulated volume of water vapor to the cleaned air is carried out, the vapor supersaturation is increased, which, in combination with the presence of electric charges on the particles, intensifies the condensation process. More intense condensation provides air purification from almost all, even the smallest particles.
Таким образом, предлагаемое техническое решение обладает отличительными признаками и в совокупности с известными позволяет решить задачу повышения степени очистки воздуха от мелкодисперсных аэрозольных частиц и достичь цели предлагаемого изобретения.Thus, the proposed technical solution has distinctive features and in combination with the known allows to solve the problem of increasing the degree of air purification from fine aerosol particles and to achieve the purpose of the invention.
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2002107304/06ARU2302587C2 (en) | 2002-03-25 | 2002-03-25 | Inner unit of conditioning system |
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2002107304/06ARU2302587C2 (en) | 2002-03-25 | 2002-03-25 | Inner unit of conditioning system |
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2002107304A RU2002107304A (en) | 2003-09-20 |
| RU2302587C2true RU2302587C2 (en) | 2007-07-10 |
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2002107304/06ARU2302587C2 (en) | 2002-03-25 | 2002-03-25 | Inner unit of conditioning system |
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2302587C2 (en) |
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2352867C1 (en)* | 2007-06-14 | 2009-04-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "ПРОСТОР" | Internal block of conditioning system |
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1682725A1 (en)* | 1988-12-12 | 1991-10-07 | Тбилисское Научно-Производственное Объединение "Аналитприбор" | Wet air generator |
| US5170637A (en)* | 1991-04-25 | 1992-12-15 | Norm Pacific Automation Corp. | Air conditioner with oxygen generator |
| US5648046A (en)* | 1992-04-28 | 1997-07-15 | Desostar Holland Bvio | Method and a system for disinfecting air in air conditioning ducts |
| JP2000320865A (en)* | 1999-05-12 | 2000-11-24 | Sanki Eng Co Ltd | Pollutant gas removal air conditioner |
| RU2175880C2 (en)* | 1998-06-17 | 2001-11-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Простор Плюс-М" | Method for vapor condensation |
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1682725A1 (en)* | 1988-12-12 | 1991-10-07 | Тбилисское Научно-Производственное Объединение "Аналитприбор" | Wet air generator |
| US5170637A (en)* | 1991-04-25 | 1992-12-15 | Norm Pacific Automation Corp. | Air conditioner with oxygen generator |
| US5648046A (en)* | 1992-04-28 | 1997-07-15 | Desostar Holland Bvio | Method and a system for disinfecting air in air conditioning ducts |
| RU2175880C2 (en)* | 1998-06-17 | 2001-11-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Простор Плюс-М" | Method for vapor condensation |
| JP2000320865A (en)* | 1999-05-12 | 2000-11-24 | Sanki Eng Co Ltd | Pollutant gas removal air conditioner |
| Title |
|---|
| Прайс-лист на кондиционеры DAJKIN (www.daichi.ru).* |
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8491703B2 (en) | Supply air device and method for purification of air in a supply air device | |
| US6110256A (en) | Apparatus and method for removing particulates and corrosive gases from a gas stream | |
| US3261147A (en) | Arrangement for the purification of air in installations for the ventilation and airconditioning of operating theatres and similar premises | |
| CN108087969A (en) | Air processor | |
| JP2910946B2 (en) | Air purification harmony device | |
| US20130168235A1 (en) | System capable of air cleaning and dehumidifying | |
| WO2018058716A1 (en) | All-in-one fresh air purifier | |
| CN110898582A (en) | Dust removal system of casting furnace | |
| CN112406476B (en) | Blower and ventilation system | |
| RU2302587C2 (en) | Inner unit of conditioning system | |
| CN210544086U (en) | Wet dust filter | |
| WO2025018722A1 (en) | Air purification device and air purification system comprising same | |
| JP2627575B2 (en) | Method for preventing sea salt particle contamination in clean room for semiconductor manufacturing | |
| CN108087968A (en) | Air processor | |
| JP2012139667A (en) | Outside air treatment device | |
| CN217410296U (en) | Intelligent dehumidifier with drainage-free function | |
| JP3183898B2 (en) | Blow-up type cleaning device with demister | |
| KR20200075798A (en) | A Bus Air Cleaner with a Structure of Having an Electrical Dust Collecting Filter for Removing a Micro Particle | |
| RU2352867C1 (en) | Internal block of conditioning system | |
| KR19990070053A (en) | Wet air cleaner with cooling condenser | |
| KR102136162B1 (en) | Water filter unit and air conditioning apparatus including the same | |
| CN210625387U (en) | Tunnel cave tail gas processing apparatus | |
| KR102389530B1 (en) | Hybrid Dust Collector | |
| RU2288021C2 (en) | Method of condensation of the steam from the gas and the device for its realization | |
| CN112916205A (en) | High-voltage electrostatic defogging system |
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right | Effective date:20111003 | |
| PD4A | Correction of name of patent owner | ||
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees | Effective date:20120326 | |
| NF4A | Reinstatement of patent | Effective date:20130410 | |
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees | Effective date:20170326 |