КОНДИЦИОНЕР Российский патент 2003 года по МПК F24F5/00 

Изобретение относится к холодильной технике и может быть использовано для искусственного создания благоприятных климатических условий /оптимальной температуры, влажности, очистки от пыли воздуха/ в жилых домах, зрелищных предприятиях, в административных и общественных учреждениях, в железнодорожном и автомобильном транспорте.

Известные кондиционеры выполнены в двух модификациях: индивидуальные установки и кондиционеры для группы помещений.

Индивидуальная установка для кондиционирования воздуха содержит: нагреватели, небольшие холодильные установки, вентилятор, приборы для автоматического регулирования, фильтры.

Кондиционер воздуха для группы помещений содержит: калорифер для подогрева воздуха, автоматический клапан, фильтры, заслонки, клапан на трубопроводе, оросительную камеру, насос, испарители, холодильную установку, вентилятор, регулятор температуры, воздуховоды, звукоглушители.

Известны домашние холодильники, выполненные в форме шкафа для хранения в домашних условиях скоропортящихся продуктов и приготовленных блюд, а также для получения льда.

Холодильники работают с использованием Пельтье явлений. Холодильник изготовлен из термомодулей, состоящих из двух металлов - теллура и висмута, склеенных диэлектрическим лаком, обладающим высокими адгезионными и электротехническими свойствами. При подведении к такому термомодулю электрического тока, на поверхности металлов возникает разность температур до 72^oC, в замкнутой цепи один из контактов нагревается, другой охлаждается. При изменении направления тока эффект меняет знак. Количество выделяющейся или поглощенной теплоты Q пропорционально электрическому заряду q, проходящему через контакт Q= Пq, где П - коэффициент Пельтье, зависящий от природы контактирующих веществ.

Известен сушильный шкаф, содержащий теплоизоляционные стены, дверку и вентиляционные отверстия с заслонками. Сушильный шкаф имеет нагревательные устройства /электрические, газовые и др./, снабженные терморегуляторами и термометрами, шкалы которых выведены наружу, и вентиляторами для циркуляции воздуха.

Известные кондиционеры имеют низкую производительность, сложны, громоздки, не долговечны и не надежны, при работе не рационально используется энергия.

Целью изобретения является повышение производительности, упрощение конструкции, повышение надежности и долговечности, рациональное использование энергии, расширение функциональных возможностей /использование отводящего тепла для работы сушильной камеры, отводящего холода для работы холодильника/.

Поставленная цель достигается тем, кондиционер что содержит устройство для охлаждения и нагревания воздуха /жидкости/, вентилятор /насос/, регулятор температуры и влажности, воздуховоды. Устройства для охлаждения и нагревания воздуха и воздуховод выполнены в форме круглой, четырехгранной или многогранной трубы или змеевика труб, расположены на потолке одной или нескольких комнат, выполненных из термомодулей из теллура и висмута, склеенных диэлектрическим лаком, обладающим адгезионными и электротехническими свойствами, где пластины теллура соединены между собой и источником тока, пластины висмута также соединены между собой и источником тока при помощи электрической цепи. Обе трубы жестко закреплены к стенам и потолкам и соединены с сушильным шкафом и холодильником, снабжены вентиляторами. Сушильный шкаф содержит змеевики труб, снабженные термомодулями, расположенными на его боковых стенках и потолках, и выполнены с возможностью нагрева помещения сушильного шкафа и отвода холода по стальной трубе в жилые комнаты /в летний период/. Холодильник снабжен змеевиками труб, содержащими термомодули, выполненные с возможностью охлаждения камер холодильника и отвода тепла по стальной трубе в жилые комнаты /в зимний период/ и отвода тепла из трубы, снабженной термомодулями, расположенными в жилых комнатах, в сушильный шкаф и охлаждения комнат /в летний период/ или нагрева комнат зимой и отвода холода в холодильник. Обе трубы снабжены вентиляторами. Холодильник и сушильный шкаф содержат патрубки, соединенные с наружным атмосферным воздухом. Оросительные камеры установлены перед приточным воздуховодом и выполнены в форме бесконечного, тонкого, гигроскопического фильтра из редко сплетенных нитей. Фильтр натянут на барабаны, верхний барабан снабжен электрическим приводом, а нижний барабан расположен в емкости, наполненной жидкостью, выполнен с возможностью увлажнения и очистки поступающего воздуха и промывки фильтра. Змеевики труб сушильной камеры и холодильника расположены в комнатах, снабжены электрическими насосами и соединены через емкость и выполнены с возможностью циркуляции по трубам хладоносителя.

Новизна заявленного технического решения по сравнению с известным кондиционером обусловлена тем, что за счет изготовления термомодулей в форме трубы из теллура и висмута, склеенных диэлектрическим лаком, создается разность температур до 72^oС. За счет снабжения труб электрическим вентилятором и соединения этих труб с сушильным шкафом и холодильником производится отвод тепла за пределы помещения через сушильный шкаф и отвод холода - через холодильник. При этом повышается производительность, упрощается конструкция, повышается надежность и долговечность, улучшается рациональное использование энергии, расширяются функциональные возможности, отводящее тепло из труб кондиционера используется для сушки овощей, фруктов и ягод, а отводящий холод из кондиционера используется для охлаждения и хранения скоропортящихся продуктов, приготовленных блюд, а также получения льда. При исследовании заявленного технического решения по патентным, научным и научно-техническим материалам не обнаружена такая совокупность признаков, что позволяет судить о новизне существенных признаков.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где:
на фиг.1 изображены варианты изготовления термомодулей для охлаждения и нагрева;
на фиг.2 изображен холодильник;
на фиг. 3 изображены варианты расположения в квартирах стальных труб и труб, снабженных термомолулями;
на фиг.4 изображен кодиционер, снабженный холодильной установкой и сушильным шкафом, соединенными между собой при помощи стальной трубы и трубы, снабженной термомодулями;
на фиг.5 - то же, вариант исполнения.

В одной или нескольких комнатах на их потолках жестко закреплены стальная труба 1 и труба 2, которая выполнена из термомодулей 3 из теллура и висмута, склеенных диэлектрическим лаком, обладающим адгезионными и электротехническими свойствами, выполненными с возможностью создания разности температур на наружной и внутренней поверхностях трубы. Труба может иметь сечение круглой, овальной, квадратной или многогранной формы. Трубы могут быть изготовлены из теллура, покрыты диэлектрическим лаком и на его поверхности плотно наматывают в форме спирали ленту, изготовленную из висмута, или труба изготовлена из висмута, ее покрывают диэлектрическим лаком, обладающим адгезионными и электротехническими свойствами, на ее поверхность наматывают по спирали ленту, изготовленную из теллура. Труба может быть изготовлена во втором варианте. Изготовляют термомодули в форме полукруглых желобков, покрывают их диэлектрическим лаком, обладающим адгезионными и электротехническими свойствами: два желобка соединяют друг с другом, плотно прижимают друг к другу, эти желобки монтируют в трубе, изготовленной из диэлектрического материала, между термомодулями устанавливают диэлектрические прокладки 5. Труба может быть изготовлена в третьем варианте. Третий вариант, такой же, как второй, отличается от него тем, что термомодули изготовлены в форме уголков.

Термомодули могут быть выполнены в четвертом варианте. Четвертый вариант, такой же как первый, отличается от него тем, что труба, изготовленная из теллура, покрыта диэлетрическим лаком, наружная поверхность покрыта лентой, изготовленной из висмута, термомодули установлены в трубу 4, между термомодулями расположены изоляторы 6. Термомодули 3 соединяют друг с другом при помощи электрической цепи. Трубы 1 и 2 соединены с сушильным шкафом 6 и холодильником 7. Трубы 1 и 2 снабжены вентилятором 8. Сушильный шкаф 6 снабжен змеевиками труб 9, расположенными на стенах и потолке шкафа 6, выполнены с возможностью нагрева помещения сушильного шкафа 6 и отвода холода по стальной трубе 1 в жилые комнаты /в летний период/. При этом в сушильном шкафу понижается содержание влаги и можно производить консервирование методом сушки для длительного хранения плоды, овощи, ягоды. В зимний период этот сушильный шкаф может выполнять функцию холодильника, для этого изменяют направления электрического тока. При этом термомодули будут охлаждать помещение шкафа и отводить тепло из шкафа по стальной трубе 1 при помощи вентилятора 8 в жилые комнаты. Холодильник 7 снабжен змеевиками труб 10, содержащими термомодули 3, выполненными с возможностью охлаждения помещения камер холодильника 7 и отвода тепла из холодильника 7 по стальной трубе 1 в жилые комнаты /в зимний период/, а летом за пределы помещения по патрубкам 11. Трубы 1, 2 и патрубки 11 снабжены вентилями 12, выполнены с возможностью регулировки подачи теплого воздуха в сушильный шкаф 6, а холодного воздуха - в холодильник 7 и в жилые помещения. В помещении комнат, в холодильнике 7 и сушильном шкафу 6 установлены регуляторы температуры 13. Оросительные камеры 14 установлены перед приточным воздуховодом 15. Оросительная камера 14 выполнена в форме бесконечного, тонкого, гигроскопического фильтра 16 из редко сплетенных нитей, фильтр 16 натянут на барабаны 17 и 18. Верхний барабан 17 соединен с электрическим двигателем 19, а нижний барабан 18 расположен в емкости 20, наполненной жидкостью, выполнен с возможностью увлажнения и очистки поступающего воздуха и промывки фильтров 16 от пылевидных частиц.

Кондиционер может быть выполнен в пятом варианте. Пятый вариант такой же, как 1, 2, 3, 4 варианты, отличается от них тем, что сушильный шкаф и холодильник расположены рядом, трубы 9 соединены с полостью холодильника, а труба 10 холодильника соединена с полостью сушильного шкафа 6. При этом отвод холода из сушильного шкафа 6 производится в помещение холодильника, а отвод тепла из холодильника 7 производится в помещение сушильного шкафа 6. Отвод холода в зимний период из помещения комнат от трубы 2 производится в холодильник. Отвод тепла в летний период из помещения комнат от трубы 2 производится в сушильный шкаф.

Кондиционер может быть выполнен в шестом варианте. Шестой вариант такой же, как пятый вариант, отличается от него тем, что холодильник 7 и сушильный шкаф 6 совмещены. По мере необходимости он может работать как сушильный шкаф 6 для консервирования методом сушки плодов, овощей и ягод, а в остальной период он служит холодильником. Для совмещения функций сушильного шкафа и холодильника на термомодулях 3 на пластинах теллура и висмута изменяют направление тока в электрической цепи.

Кодиционер может быть выполнен в седьмом варианте. Седьмой вариант такой же, как 1-6 варианты, отличается от них тем, что снабжен насосами 21 и дополнительной емкостью 22, наполненной жидкостью - хладоносителем.

Устройство работает следующим образом. Лето. Температура воздуха в тени более +35^oС. Замыкаем электрическую цепь, питающую электрический двигатель 19, электрический насос 8, термомодули, расположенные в холодильнике 7, в змеевике труб 10, в сушильном шкафу 6, в змеевике труб 9 и в трубах 2, расположенных в комнатах. При этом в трубах 10, 2 создается разность температур на наружной поверхности трубы -36^oС, на внутренней поверхности трубы +36^oС. В змеевиках труб 9, расположенных в сушильном шкафу 6, на наружной поверхности труб температура +36^oС, а на внутренней поверхности -36^oС. Электрический насос 8 производит отвод тепла из змеевиков труб 10, из холодильника 7 и из трубы 2, расположенной в одной или нескольких комнатах, и производит перемещение теплого воздуха из этих труб в помещение сушильного шкафа 6. В летний период в сушильном шкафу 6 производят консервирование плодов, овощей и ягод методом сушки. При этом теплый поток воздуха поступает в нижнее основание сушильного шкафа 6 и перемещается снизу вверх. Разложенные на сетчатых полках овощи, плоды, ягоды и зеленые стебли растений, предварительно до того, как их разложить на полки, сортируют, моют, очищают, удаляют грубые несъедобные части у картофеля, лука, корнеплодов - удаляют кожицу, у яблок, груш - удаляют семенные камеры, подвергают обварке или пропаривают, затем охлаждают в холодной воде. Виноград и некоторые плоды обваривают в кипяченом растворе щелочи, затем охлаждают и промывают, затем раскладывают на полки. Сухой теплый воздух, циркулирующий через сетчатые полки, где разложены тонким слоем овощи, фрукты, ягоды и зеленые стебли овощей, перемещается снизу вверх, увлажняется, охлаждается и удаляется через патрубки 11 за пределы помещения комнаты, унося с собой влагу. Готовность сушки продуктов определяют визуально по внешнему виду. Сушеные плоды должны содержать воды 18-20%, сушеные овощи не более 14%, сухой картофель до 12%. В сухом продукте хорошо сохраняются витамины В₁, В₂, частично витамин С, провитамин А /каротин/ и др. Сушеные плоды занимают меньший объем, в 6-10 раз требуется меньше тара. Эти сухие продукты можно долго хранить и перевозить на большие расстояния при любой температуре воздуха.

При работе термомодулей в холодильнике создается температура -36^oС, температуру можно регулировать и устанавливать надлежащую температуру. Как только температура воздуха в помещении холодильника достигнет заданнных параметров, регулятор 13 температуры разомкнет электрическую цепь, питающую термомодули 3, расположенные в змеевиках труб 10. Работа термомодулей 3 в змеевиках труб прекращается. Как только температура воздуха повысится выше предусмотренных параметров, регулятор 13 температуры замыкает электрическую цепь, питающую термомодули в змеевиках труб 10 в холодильнике. Далее все операции повторяются. Как только температура воздуха в жилом помещении понизится до надлежащих параметров, регулятор 13 температуры размыкает электрическую цепь, питающую термомодули 3, расположенные в трубе 9. Как только температура воздуха повысится до предусмотренных параметров, регулятор 13 температуры снова замыкает электрическую цепь, питающую термомолули 3, расположенные в трубе 2. Далее все операции повторяются.

В сушильном шкафу 6 термомодули расположены в змеевике труб 9, на наружной поверхности труб создается температура +36^oС, на внутренней поверхности -36^oС. Вентилятор 8, снабженный электрическим приводом, производит отвод холодного воздуха из внутренней поверхности труб по стальной трубе 1 из сушильного шкафа 6 в помещение холодильника, холодный воздух проходит снизу вверх и удаляется по патрубку 11 из холодильника за пределы помещения комнаты. Подачу и удаление воздуха в холодильнике и сушильном шкафу можно регулировать вентилем 12. В холодильнике и сушильном шкафу всегда сохраняется свежий воздух. Зимой в термомодулях, расположенных в трубах 9, меняют направление движения электрического тока. В термомодулях в трубах 2 на наружной поверхности создается температура +36^oС, а на внутренней поверхности - -36^oС. Электрический насос 8 производит отвод холода из внутренней поверхности труб 2 в помещение.

Подачу воздуха в трубу 2 можно производить из помещения квартиры чepeз патрубок 11. Сушильный шкаф 6, если он будет не нужен, может выполнять функцию холодильника. Для этого в термомодулях изменяют направление электрического тока. Насос может перемещать поток воздуха в одну сторону и в противоположную сторону и может всасывать воздух в систему как внутри помещения, так и из наружного воздуха /фиг.4/, и удалять отработанный воздух за пределы помещения через холодильник 7 и сушильный шкаф 6. При всасывании воздуха из помещения в трубу 2, в комнате образуется пониженное давление и свежий воздух проникает через проточный воздуховод 15, через фильтр 16, бесконечный фильтр 16 вращается на барабанах 17 и 18 при помощи электрического двигателя 19. Электрический двигатель 19 вращает барабан 17, барабан вращает фильтр 16. Фильтр перемещается через жидкость, расположенную в емкости 20. Фильтр 16 смачивается в жидкости. Воздух, проходя через фильтр 16, увлажняется и увлажняет помещение комнаты и улучшает качество улавливания мельчайших частиц пыли в воздухе. Сухая пыль прилипает к влажному фильтру 16, гигроскопический фильтр 16, перемещаясь через слой жидкости, смывает пылинки с поверхности фильтра 16 и осаждает пыль в емкости 20.

Устройства по 1-4 варианту работают так же, как по первому варианту. Устройство может работать в пятом варианте. Пятый вариант такой же, как первый, отличается от него тем, что сушильный шкаф 6 и холодильник 7 расположены рядом или сблокированы, змеевики труб 9 напрямую соединены с помещением холодильника 7, а змеевик труб 10 холодильника 7 соединен с помещением сушильного шкафа 6 с помощью насоса 8 и производит отвод тепла из труб 10, снабженных термомодулями, в помещение сушильного шкафа 6, а отвод холода из сушильного шкафа 6 производится по стальной трубе 1 при помощи насоса 8 в помещение в одну или несколько комнат /в летний период/, отвод тепла в зимний период из холодильника в помещение одной или нескольких комнат. Отвод тепла из трубы 2 в сушильную камеру 6 производят в летний период при помощи насоса 8, а в зимний период отвод холода производят при помощи насоса 8 в холодильник 7.

Устройство может работать в шестом варианте. Шестой вариант такой же, как 1 и 5 варианты, отличается от них тем, что холодильник 7 и сушильный шкаф 6 совмещены и может работать как холодильник и как сушильный шкаф 6, для этого в пульте управления в термомодулях изменяют направления электрического тока.

Устройство может работать в седьмом варианте. Седьмой вариант такой же, как 1-6 варианты, отличается от них тем, что змеевики труб и трубы снабжены насосом 21. Для работы замыкают электрическую цепь, питающую электрический насос 21. Насос 21 перемещает по системе труб хладоноситель, нагревает или охлаждает помещение комнат.

Источники информации
БСЭ, изд.2, т.22, с.361-365, т.41, с.347, 349.

Изобретатель и рационализатор. 2001, 1, с.26.

Изобретение относится к холодильной технике и может быть использовано для искусственного создания благоприятных климатических условий в жилых домах, зрительных предприятиях, в административных и общественных учреждениях, в железнодорожном и автомобильном транспорте. Кондиционер содержит устройства для охлаждения и нагревания воздуха, воздуховоды, вентилятор, оросительную камеру, регуляторы температуры и влажности воздуха. Устройство для охлаждения и нагревания и воздуховоды совмещены и выполнены в форме трубы из термомодулей из теллура и висмута, склеенных диэлектрическим лаком, обладающим адгезионными и электротехническими свойствами. Пластины теллура соединены между собой и источником тока. Пластины висмута также соединены между собой и источником тока при помощи электрической цепи и расположены в одной или нескольких комнатах, жестко закреплены к стенам и потолкам эти трубы и стальная труба. Обе трубы соединены с сушильным шкафом и холодильником, снабжены вентиляторами. Сушильный шкаф содержит змеевики труб, снабженные термомодулями, расположенными на его боковых стенах и потолках, и выполненные с возможностью нагрева помещения сушильного шкафа и отвода холода по стальной трубе в жилые комнаты (в летний период). Холодильник снабжен змеевиками труб, содержащими термомодули, выполненные с возможностью охлаждения камер холодильника и отвода тепла по стальной трубе в жилые комнаты (в зимний период) и отвода тепла из труб, снабженных термомодулями, расположенными в жилых комнатах - в сушильный шкаф, и охлаждения комнат в летний период и нагрева жилых комнат в зимний период и отвода холода в холодильник. Обе трубы снабжены вентиляторами. Холодильник и сушильный шкаф содержат патрубки, соединенные с наружным атмосферным воздухом. Оросительные камеры установлены перед приточным воздуховодом и выполнены в форме бесконечного, тонкого, гигроскопического фильтра из редко сплетенных нитей. Фильтры натянуты на барабаны. Верхний барабан снабжен электрическим приводом. Нижний барабан расположен в емкости, наполненной жидкостью, выполнен с возможностью увлажнения и очистки поступающего воздуха от частиц и промывки фильтра. Техническим результатом является повышение производительности, упрощение конструкции, повышение надежности и долговечности, рационального использования энергии, расширение функциональных возможностей, использования отводящего тепла - в сушильный шкаф и отводящего холода - в холодильник. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Кондиционер, содержащий устройства для охлаждения и нагревания воздуха, воздуховоды, вентилятор, оросительную камеру, регуляторы температуры и влажности воздуха, отличающийся тем, что устройство для охлаждения и нагревания и воздуховоды совмещены и выполнены в форме трубы из термомодулей из теллура и висмута, склеенных диэлектрическим лаком, обладающим адгезионными и электротехническими свойствами, где пластины теллура соединены между собой и источником тока, пластины висмута также соединены между собой и источником тока при помощи электрической цепи и расположены в одной или нескольких комнатах, жестко закреплены к стенам и потолкам эта и стальная труба, обе трубы соединены с сушильным шкафом и холодильником, снабжены вентиляторами, сушильный шкаф содержит змеевики труб, снабженные термомодулями, расположенными на его боковых стенах и потолках, и выполнены с возможностью нагрева помещения сушильного шкафа и отвода холода по стальной трубе в жилые комнаты (в летний период), холодильник снабжен змеевиками труб, содержащими термомодули, выполненные с возможностью охлаждения камер холодильника и отвода тепла по стальной трубе в жилые комнаты (в зимний период) и отвода тепла из труб, снабженных термомодулями, расположенными в жилых комнатах - в сушильный шкаф и охлаждение комнат в летний период и нагрев жилых комнат в зимний период и отвод холода в холодильник, обе трубы снабжены вентиляторами, холодильник и сушильный шкаф содержат патрубки, соединенные с наружным атмосферным воздухом, оросительные камеры установлены перед приточным воздуховодом и выполнены в форме бесконечного, тонкого, гигроскопического фильтра из редко сплетенных нитей, фильтры натянуты на барабаны, верхний барабан снабжен электрическим приводом, а нижний барабан расположен в емкости, наполненной жидкостью, выполнен с возможностью увлажнения и очистки поступающего воздуха от частиц и промывки фильтра. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что змеевики труб сушильного шкафа и холодильника и трубы, расположенные в комнатах, снабжены электрическими насосами и соединены между собой через емкость и выполнены с возможностью перемещения по трубам хладоносителя.