КОНДИЦИОНЕР Российский патент 1997 года по МПК F24F3/14 

Изобретение относится к области вентиляции и кондиционирования воздуха в промышленных, общественных зданиях и сооружениях.

Известен целый ряд устройств по косвенно-испарительному охлаждению (КИО) воздуха (а.с. N 924457, 1439356), в которых используются чередующиеся между собой сухие и мокрые пластинчатые каналы для прохождения соответственно основного потока охлаждаемого воздуха и вспомогательного потока воздуха, обычно увлажняемого в смачиваемых мокрых каналах. Смачиваемость стенок пластин мокрых каналов осуществляется за счет капиллярных сил, поднимающих воду из поддона, где установлен пакет из пластин. Основной недостаток этих устройств - подъем воды на незначительную высоту пакета.

Известны устройства КИО (а.с. N 1571364, 16862270), содержащие корпус с непромокаемыми и орошаемыми каналами, поддон, водораспределитель. С целью увеличения смачиваемой высоты пластины подача воды осуществляется сверху через отверстия. Недостаток этих устройств явление "захлебывания" каналов, что объясняется чрезмерным количеством подаваемой воды, ограничение которого практически неосуществимо предусмотренными мероприятиями.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявленному устройству является кондиционер по а.с. N 1188461, МКИ F 24 F 3/06, 1983 г. содержащий корпус, разделенный перегородками на секции, размещенные в них воздушный патрубок, воздухоохладитель, теплообменник, воздушные решетки и расположенный в нижней части корпуса поддон с водой. Вохдухоохладитель выполнен в виде увлажняющей насадки, в верхний слой которой подается вода из поддона.

Недостатками этого устройства является невысокая эффективность из-за появления "захлебывания" и возможности получения охлаждения наружного воздуха только до температуры "мокрого" термометра (температуры, которую принимает влажный воздух при достижении насыщенного состояния и сохранении постоянной энтальпии, равной начальной), сложность конструкции из-за наличия водораспределительного устройства и насоса, большая энергоемкость из-за существенного аэродинамического сопротивления.

Задача изобретения повышение эффективности обработки воздуха за счет получения более низкой температуры наружного воздуха, чем температура его по "мокрому" термометру, снижение энергоемкости, упрощение конструкции кондиционера.

Обычно для глубокого охлаждения воздуха используется холодильная машина с применением фреона. Технический результат предлагаемого кондиционера - глубокое охлаждение воздуха достигается в результате двухступенчатого охлаждения: сухого охлаждения и адиабатического увлажнения. Это позволяет охладить наружный воздух в кондиционерах промышленного и гражданского назначения "безфреоновым" экологически чистым способом, без использования холодильной машины.

Данная конструкция дает возможность расширить область применения кондиционера, который можно использовать также для регенерации тепла вытяжного воздуха и воды низкого потенциала в холодный период года.

Сущность изобретения заключается в том, что в кондиционере, включающем корпус с поддоном и разделительные перегородки, теплообменник и орошающее устройство, теплообменник выполнен из двух пакетов, установленных по центру корпуса под прямым углом друг к другу, каждый пакет выполнен из горизонтально уложенных друг на друга пластин из смачиваемого материал, покрытых с одной из сторон влагонепроницаемым слоем, а с другой стороны имеющих ребра жесткости, и установленных в каркасе пакета так, что ребра жесткости выше расположенной пластины перпендикулярны ребрам жесткости ниже расположенной, вертикальные разделительные перегородки установлены по всему сечению корпуса до теплообменника, снабженного примыкающими с одной стороны пакета коробами. Кроме того, на входе вспомогательного потока по центру до теплообменника установлены форсунки.

Смачивание форсункой горизонтально расположенных пластин исключает захлебывание и обеспечивает наибольшую глубину (высоту) смачивания пакета, так как при горизонтально расположенных пластинах смачивание происходит только за счет действия капиллярных сил в отличие от вертикально расположенных пластин, при которых сила тяжести водяной пленки значительно уменьшает высоту смачивания пакета.

Из источников научно-технической литературы и патентной информации не известны устройства с аналогичной совокупностью отличительных существенных признаков.

На чертеже представлен общий вид устройства в аксонометрии.

Кондиционер содержит корпус 1 с поддоном 2, разделенными перегородками 3 для разделения потока наружного воздуха на вспомогательный и основной, теплообменник 4, состоящий из двух пакетов 5 горизонтально уложенных пластин 6, с образованием чередующихся между собой сухих 7 и мокрых 8 каналов. Смачивание мокрых каналов производится форсункой тонкого распыла 9, установленной на входе вспомогательного потока воздуха с направлением водяного факела ему навстречу. Вспомогательный поток после теплообменника 4 отводится через сборный короб 10, стенка которого является также стенкой теплообменника 4. На выходе основного потока после теплообменника установлена форсунка 11. Направления факелов форсунок 9 и 11 могут изменяться.

Кондиционер работает следующим образом. В теплый период года кондиционер используют для охлаждения воздуха, в холодный период для утилизации тепла.

Кондиционер имеет две ступени понижения температуры наружного воздуха. Первая ступень понижения температуры воздуха происходит в сухих каналах теплообменника, вторая ступень при адиабатическом увлажнении основного потока воздуха с помощью форсунки, которая устанавливается на выходе воздуха из теплообменника.

Наружный воздух поступает в корпус 1 кондиционера, разделяясь перегородками 3, и одновременно в сухие каналы 7 (основной поток) и мокрые каналы 8 (вспомогательный поток) теплообменника 4, перед которым наружный воздух адиабатически понижает температуру за счет испарения воды, распыляемой форсункой 9. Последняя также смачивает стенки мокрых каналов 8 за счет выноса мелких капель вспомогательным потоком наружного воздуха. В мокрых каналах происходит испарение воды теплом, поступающим через стенки из сухого канала 7, что позволяет увеличить эффективность теплообмена. Основной поток охлаждается в сухих каналах 7, отдавая тепло через водонепроницаемый слой стенок (первая ступень охлаждения). Дополнительное охлаждение (вторая ступень) основного потока осуществляется с помощью форсунок 11, распыляющих воду из водопроводной сети, испарение которой идет адиабатически.

Вспомогательный поток воздуха после теплообменника 4, состоящего из двух пакетов 5, собранных из горизонтально уложенных пластин 6, имеющих ребра жесткости 12, отводится через два сборных короба 10, расположенных за теплообменником 4. В нижней части кондиционера имеется поддон 2. Форсунки 11 установлены за теплообменником на выходе основного потока воздуха с направлением факела вдоль движения воздуха с целью дополнительного охлаждения. При направлении факела в противоположную сторону имеет место дополнительное смачивание пластин. Такой вид смачивания пластин обеспечивается практически вне зависимости от высоты пакета, что позволяет использовать косвенно-испарительное охлаждение в центральных кондиционерах промышленных и общественных зданий.

Использование: в области вентиляции и кондиционирования воздуха в промышленных, общественных зданиях и сооружениях. Сущность изобретения: кондиционер содержит корпус 1 с поддоном 2, разделенными перегородками 3 для разделения потока наружного воздуха на вспомогательный и основной, теплообменник 4, состоящий из двух пакетов 5 горизонтально уложенных пластин 6, с образованием чередующихся между собой сухих 7 и мокрых 8 каналов. Смачивание мокрых каналов производится форсункой тонкого распыла 9, установленной на входе вспомогательного потока воздуха с направлением водяного факела ему навстречу. Вспомогательный поток после теплообменника 4 отводится через сборный короб 10, стенка которого является также стенкой теплообменника 4. На выходе основного потока после теплообменника установлена форсунка 11. Направления факелов форсунок 9 и 11 могут изменяться. 1 ил.

Кондиционер, включающий корпус с поддоном и разделительными перегородками, теплообменник и орошающее устройство, отличающийся тем, что теплообменник выполнен из двух пакетов горизонтально уложенных одна на другую пластин из смачиваемого материала, покрытых с одной стороны влагонепроницаемым слоем, имеющих ребра жесткости с другой стороны, установленных в корпусе по центру под прямым углом, и в каркасе пакета так, что ребра жесткости вышерасположенной пластины перпендикулярны ребрам жесткости нижерасположенной, вертикальные разделительные перегородки установлены по всему сечению корпуса до теплообменника, снабженного примыкающими с одной стороны пакета двумя сборными коробами, отводящими вспомогательный поток воздуха, а на входе вспомогательного потока воздуха и на выходе основного потока воздуха установлено орошающее устройство в виде форсунок с регулируемым направлением факела.