АГРЕГАТНЫЙ ТЕПЛООБМЕННИК ДЛЯ УСТАНОВКИ КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ ВОЗДУХА Российский патент 1995 года по МПК F24H3/00 

Изобретение относится к установкам кондиционирования воздуха, а именно к агрегатным теплообменникам, используемым для установки кондиционирования воздуха.

В обычном теплообменнике теплообменник и печь для сжигания устанавливаются параллельно, что увеличивает объем и вес теплообменника, в силу чего установка кондиционирования воздуха не может быть уменьшенной в размерах. Также электродвигатель воздухозаборника становится больше, что увеличивает расход энергии, который не является экономически выгодным. Более того теплообменник соединяется с печью для сжигания топлива через соединительную трубу, в силу чего путь потока горячих газообразных продуктов сгорания от печи для сжигания до теплообменника является длинным и сложным. Возникает проблема, состоящая в том, что требуется слишком много времени для того, чтобы горячие газообразные продукты сгорания подавались к теплообменнику, что ухудшает эффективность теплообмена в теплообменнике.

Целью изобретения является разработка агрегатного теплообменника для установки кондиционирования воздуха, который обладает способностью сведения к минимуму ее размеров, веса и потребления энергии и повышения теплового КПД во время операции кондиционирования воздуха.

Для этого агрегатный теплообменник, имеющий электродвигатель форсунки и форсунку печи для сжигания топливной смеси, содержит воздухозаборный элемент для ввода комнатного воздуха, печь для сжигания топлива с воздухом, введенным через воздухозаборный элемент, чтобы получить горячие газообразные продукты сгорания, теплообменные средства для пропускания горячих газообразных продуктов сгорания от печи для сжигания через эти средства и нагревания свежего комнатного воздуха, подаваемого вентилятором, и элемент для выпуска воздуха и выпуска горячих газообразных продуктов сгорания из теплообменных средств.

На фиг. 1 представлена предлагаемая установка, вид спереди; на фиг. 2 то же, вид спереди с частичным разрезом (передняя панель удалена); на фиг. 3 агрегатный теплообменик, вид спереди (вариант осуществления изобретения); на фиг. 4 сечение А-А на фиг. 3; на фиг. 5 перспективное изображение установки в разобранном виде.

Вариант осуществления изобретения.

Установка 20 кондиционирования воздуха выполнена с боковыми пластинами 21а и 21в на ее левой и правой боковых сторонах. Нижняя пластина 22 или верхняя пластина 23 крепится к нижней или верхней части между боковыми пластинами 21а и 21в установки 20. Передняя панель, которая собирается с боковыми пластинами 21а и 21в, нижней пластиной 22 и верхней пластиной 23, включает верхнюю панель 25, пульт управления 29, обеспеченный блоком управления 29в работой установки на одном конце, воздухозаборную панель 30 для ввода комнатного воздуха, исходя из работы вентилятора 35, приводимого в действие электродвигателем вентилятора 34, который монтируется на опорном элементе (не показан), и нижнюю панель. Верхняя 25 и нижняя 31 панели формируются аналогичным образом. Верхняя панель 25 обеспечивается верхним отверстием 26, в котором с поворотом устанавливается совокупность регулирующих направление ветра пластин 27а для направления горячего-холодного ветра в направлениях вверх или вниз во время операции кондиционирования воздуха. Нижняя панель 31 также обеспечивается нижним отверстием 33, в котором совокупность регулирующих направление ветра пластин с поворотом устанавливается для направления горячего-холодного ветра в правом или левом направлениях.

Позиция 37 показывает местоположение для установки системы охлаждения воздуха. Во внутреннем пространстве нижней панели 31 устанавливается агрегатный теплообменник (фиг. 2).

Главный корпус 40 теплообменника (фиг. 2 и 3) содержит приводной элемент теплообменника для приведения в действие этого теплообменника, дроссельный элемент для впуска и выпуска газообразных продуктов сгорания, печь для сжигания топлива 55, теплообменник 46, имеющий совокупность теплообменных трубок 46а заборной стороны и теплообменных трубок 46в выпускной стороны из нержавеющей стали или меди, камеру теплого воздуха 60 в цилиндрической форме, образованной со сквозными отверстиями 60а для поддержания одних концов трубок 46а и 46в с замкнутой поверхностью 44 на противоположном торце. Дроссельный элемент теплообменника 46 содержит впускной-выпускной дроссели 47 и 48, воздухозаборную трубу 49, воздухозаборную трубу 43 и выпускную трубу 51.

Впускной-выпускной дроссели 47 и 48 представляют конусообразный элемент и расположены один в другом. В этот элемент комнатный воздух вводится через впускной дроссель 47, сжигается с топливом внутри печи для сжигания топлива 55, чтобы получать горячие газообразные продукты сгорания, и эти горячие газообразные продукты сгорания пропускаются через трубки 46а и вводятся в камеру теплого воздуха 60, затем горячие газообразные продукты сгорания пропускаются через выпускные трубки 46а, расположенные внутри впускных трубок, чтобы выпускаться наружу.

Воздухозаборная труба 49 имеет большой диаметр и ее один торец воздухонепроницаемо крепится, например, посредством сварки к отверстию 47в, образованному на наклонной поверхности впускного дросселя 47, предупреждая утечку воздуха, а другой торец является открытым в атмосферу. Один торец воздухозаборной трубы 43 воздухонепроницаемо крепится, например, сваркой к отверстию 47а, образованному на наклонной поверхности впускного дросселя 47 перпендикулярно к воздухозаборной трубе 49, а другой торец воздухозаборной трубы 43 воздухонепроницаемо соединяется со сквозным отверстием 42а опорной панели 42 приводного элемента теплообменника.

Выпускная труба 51, имеющая меньший диаметр, чем диаметр заборной трубы 49, обеспечивается выпускным отверстием 51а и коаксиально устанавливается внутри заборной трубы 49. Один торец выпускной трубы воздухонепроницаемо крепится, например, сваркой к сквозному отверстию (не показано) выпускного дросселя 48, а другой торец выпускной трубы 51 является открытым в атмосферу.

Впускной дроссель 47, заборная труба 49 и заборная труба 43 составляют воздухозаборный элемент, а выпускной дроссель 48 и выпускная труба 50 элемент для выпуска воздуха. Кроме того, печь для сжигания топлива 55 содержит опорную панель 50, имеющую совокупность опорных отверстий 50а и 50в, которые принимают соответствующие одни концы теплообменных трубок 46а и 46в заборной и выпускной сторон посредством сварки, цилиндрическую часть 54, имеющую сквозное отверстие 54а на боковой поверхности, в которое пропускается воздухозаборная труба 49, и дискообразную боковую пластину 52, закрепленную на одной боковой поверхности цилиндрической части 54 и имеющую сквозное отверстие 52а для пропускания через него воздухозаборной трубы 43 и принимающую трубу 52в для того, чтобы воздухонепроницаемо принимать соединительный трубопровод 8 приводного элемента теплообменника.

Приводной элемент теплообменника содержит опорную панель 42, имеющую отверстие 42а для того, чтобы воздухонепроницаемо крепить один конец воздухозаборной трубы 43, прикрепленной к впускному дросселю 47, соединительный трубопровод 8, который уплотненно вставляется внутри принимающей трубы 52в печи для сжигания топлива 55, электродвигатель 41 форсунки, установленный на верхней стороне опорной панели 42 для впрыска топлива в печь 55 для сжигания топлива, и форсунку 6 для смешивания забираемого воздуха с топливом, впрыскиваемым электродвигателем 41 форсунки, и зажигания смеси воздуха и топлива.

Способ сборки впускного-выпускного дросселей заключается в следующем.

Во-первых (фиг. 2 и 3), впускной дроссель 47 сваривается в продопределенной части, отмеченной пунктирными линиями А и В, опорной панели 50, выпускная труба 51 сваривается в отверстии (не показано), образованном в наклонной поверхности выпускного дросселя 48, как показано стрелкой С. Воздухозаборные трубы 49 и 43 свариваются в каждом отверстии 47в и 47а, образованном в наклонной поверхности впускного дросселя 47, и затем воздухозаборная труба 49 воздухонепроницаемо крепится в сквозном отверстии 54а, образованном в цилиндрической части 54 печи 55 для сжигания топлива.

Опорная панель 50 воздухонепроницаемо сваривается с левой частью периферии цилиндрической части 54 печи 55 для сжигания топлива и боковая пластина 52, которая обеспечивается сквозным отверстием 52а, и принимающая труба 52в воздухонепроницаемо сваривается с правой частью периферии цилиндрической части 54 и печи 55 для сжигания топлива.

В процессе сборки представляется удобным, чтобы воздухозаборная труба 49 крепилась к сквозному отверстию 54а прежде, чем опорная панель 50 и боковая пластина 52 будут свариваться с противоположными частями периферии цилиндрической части 54. Более того предпочтительно, чтобы сквозные отверстия (не показаны) на наклонной поверхности выпускного дросселя 48 и отверстия 47а и 47в на наклонной поверхности впускного дросселя 47 обеспечивались резьбой для того, чтобы соединять все концы воздухозаборной и выпускной труб 49 и 51 для повышения эффективности их сборки.

Агрегатный теплообменник работает следующим образом.

После приведения в действие электродвигателя форсунки 41 комнатный воздух вводится в впускное отверстие 49а воздухозаборной трубы 49, пропускается через впускной дроссель 47, воздухозаборную трубу 43, соединительный трубопровод 8 и вводится в печь 55 для сжигания топлива. Воздух смешивается с топливом, чтобы оно могло зажигаться внутри печи 55 для сжигания топлива.

Горячие газообразные продукты сгорания, образованные от действия сжигания внутри печи 55 для сжигания топлива, растекаются в совокупность теплообменных трубок 46а заборной стороны, которые крепятся к опорному отверстию 50а, образованному вокруг внешней части опорной панели 50. Во время проточного движения газообразных продуктов сгорания через трубки 46а комнатный воздух, поданный нагнетательным действием вентилятора 35, нагревается благодаря конвективной теплопередаче.

После теплообмена через теплообменник 46 горячие газообразные продукты сгорания, температура которых может до некоторой степени понижаться, подаются в камеру теплого воздуха 60 и вводятся в группу теплообменных трубок 46в выпускной стороны и пропускаются через них в направлении выпускного дросселя 48. В это время свежий комнатный воздух, поданный вентилятором 35, снова нагревается благодаря конвективной теплопередаче потоком горячих газообразных продуктов сгорания через трубки 4в. Затем горячие газообразные продукты сгорания в трубках 46а, температура которых может значительно понижаться, проводятся потоком через выпускной дроссель 48 в выпускную трубу 51, имеющую выпускное отверстие 51а на конце, и выпускаются в направлении внешней среды.

Между тем комнатный воздух, поданный вентилятором 36, нагревается до высокой температуры благодаря теплообменному действию между трубками 46а и 46в теплообменника 46 и выпускается через нижнее отверстие 33, образованное в нижней панели 31, чтобы повышать комнатную температуру.

Впускной-выпускной дроссели устанавливаются внутри печи для сжигания топлива и воздухозаборная и выпускная трубы располагаются коаксиально, в силу чего воздухозаборная-выпускная система имеет компактную конструкцию, легкую по весу и сведенную до минимума в размерах. Более того расход энергии может понижаться благодаря меньшему размеру конструкции данного теплообменника.

Тепловой КПД этого теплообменника может повышаться, так как подаваемый вентилятором комнатный воздух повторно нагревается посредством теплообменных трубок заборной и выпускной сторон, а также укорачивается расстояние между печью для сжигания топлива и теплообменником.

Использование: в установках кондиционирования воздуха. Сущность изобретения: теплообменник содержит печь для сжигания топливной смеси, снабженную форсункой, воздухозаборный элемент, теплообменные средства для пропускания через них продуктов сгорания и элемент для впуска последних. Теплообменные средства выполнены в виде групп трубопроводов, установленных соосно пламенной печи, последовательно между собой с образованием противоположно направленного движения продуктов сгорания. 3 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. АГРЕГАТНЫЙ ТЕПЛООБМЕННИК ДЛЯ УСТАНОВКИ КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ ВОЗДУХА, содержащий электродвигатель форсунки и форсунку печи для сжигания топливной смеси, пламенную печь для сжигания топлива с воздухом, поданным через воздухозаборный элемент, для получения газообразных продуктов сгорания, теплообменные средства для пропускания череез них последних для нагревания комнатного воздуха, подаваемого вентилятором, и элемент для выпуска газообразных продуктов из теплообменных средств, отличающийся тем, что теплообменные средства выполнены в виде групп трубопроводов, установленных соосно с пламенной печью, при этом первая группа трубопроводов сообщена своими входными участками с пламенной печью, вторая группа трубопроводов сообщена своими входными участками с выходными участками первой группы, а выходные участки второй группы сообщены с пламенной печью для образования в двух группах трубопроводов противоположно направленного движения продуктов сгорания. 2. Теплообменник по п.1, отличающийся тем, что воздухозаборный элемент содержит впускную перегородку, воздуховпускную трубу для подачи комнатного воздуха, один конец которого соединен с впускной перегородкой, а другой размещен на дополнительно установленной несущей панели. 3. Теплообменник по п. 1, отличающийся тем, что выпускной элемент содержит выпускную отражательную перегородку, соединенную с теплообменными средствами с возможностью приема от нее горячих газообразных продуктов сгорания, и выпускную трубу, один конец которой соединен с выпускной отражательной перегородкой для удаления горячих продуктов сгорания в атмосферу. 4. Теплообменник по п.1, отличающийся тем, что выходные участки первой группы труб сообщены с входными участками второй группы труб через промежуточную камеру, а их входные и выходные участки соответственно сообщены с пламенной печью через отверстия в дополнительно установленной опорной панели.