КОНСТРУКЦИЯ ТЕПЛОМАССООБМЕННОЙ ЯЧЕЙКИ УСТАНОВКИ ОХЛАЖДЕНИЯ ВОЗДУХА Российский патент 2009 года по МПК F24F3/14 

Описание патента на изобретение RU2376532C1

Изобретение относится к области охлаждения воздуха и может быть использовано для эффективной работы в условиях жаркого и сухого климата.

Как правило, такие установки охлаждения воздуха содержат набор ячеек с сухими и смежными влажными каналами, при этом сухие каналы образованы стенками из влагонепроницаемого материала, а влажные - влагопроницаемыми с возможностью контакта последнего с водой в емкости.

Особенностью такой тепломассообменной ячейки установки охлаждения воздуха является то, что ее нормальное функционирование и эффективность действия во многом зависит от выбора конструктивно-компоновочной схемы ячейки, позволяющей обеспечить увеличение поверхности испарения и продолжительное сохранение влажности пластины, а также от выбора материала в качестве водопроницаемого слоя.

Наиболее близким по технической сути и достигаемому техническому результату является устройство косвенно-испарительного охлаждения воздуха по патенту РФ №2140044, F24F 3/14, опубл. 20.10.1999 г., принятое авторами за прототип, содержащее сухие и смежные влажные каналы, при этом стенки сухих каналов выполнены влагонепроницаемыми, а влажных - влагопроницаемыми.

Такое устройство косвенно-испарительного охлаждения воздуха позволяет обеспечить охлаждение воздуха.

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного устройства, принятого авторами за прототип, относится низкая производительность тепломассообменной ячейки установки охлаждения воздуха, так как из-за ограниченной скорости капиллярного подъема воды не обеспечивается увлажнение всей поверхности стенок влажного канала, часть площади канала (30…70%) остается во время работы сухой, что приводит к снижению эффективности охлаждения воздуха в испарительной ячейке, особенно в условиях жаркого и сухого климата.

Таким образом, задачей данного технического решения (прототипа) являлось охлаждение воздуха без обеспечения высокой производительности устройства в условиях жаркого и сухого климата.

Общими признаками с предлагаемой авторами конструкцией тепломассообменной ячейки установки охлаждения воздуха является наличие в тепломассообменной ячейке сухих и смежных влажных каналов, при этом стенки сухих каналов выполнены влагонепроницаемыми, а влажных - влагопроницаемыми.

В отличие от прототипа в предлагаемой авторами конструкции тепломассообменной ячейки установки охлаждения воздуха высота стенок влажных каналов равна 80…110 ширины влажного канала.

В частном случае, то есть в конкретных формах выполнения, изобретение характеризуется следующими признаками:

- стенки влажных каналов выполнены из бумагоподобного материала;

- в качестве основы бумагоподобного материала использованы штапельные стеклянные волокна.

Именно это позволяет сделать вывод о наличии причинно-следственной связи между совокупностью существенных признаков заявляемого технического решения и достигаемым техническим результатом.

Указанные признаки, отличительные от прототипа, и на которые распространяется испрашиваемый объем правовой защиты во всех случаях достаточны.

Задачей предлагаемого изобретения является обеспечение требуемой эффективности охлаждения воздуха в испарительной ячейке предлагаемой конструкции и соответственно производительности установки в целом, особенно в условиях жаркого и сухого климата.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известной конструкции тепломассообменной ячейки установки охлаждения воздуха, содержащей сухие и смежные влажные каналы, при этом стенки сухих каналов выполнены влагонепроницаемыми, а влажных - влагопроницаемыми, особенность заключается в том, что высота стенок влажных каналов равна 80…110 ширины влажного канала.

Новая совокупность конструктивных элементов, а также наличие связей между ними позволяет, в частности, за счет:

- выполнения высоты стенок влажных каналов, равной 80…110 ширины влажного канала, обеспечить влажное состояние всей поверхности стенок влажного канала при требуемой эффективности охлаждения воздуха в испарительной ячейке предлагаемой конструкции и соответственно производительности установки в целом, особенно в условиях жаркого и сухого климата; при высоте стенок влажного канала менее 80 недостаточна площадь теплопередачи, а при более 110 происходит снижение эффективности теплопередачи из-за уменьшения эффективной площади испарения при требуемой производительности.

Признаки, характеризующие изобретение в конкретных формах исполнения, позволяют, в частности, за счет:

- выполнения стенки влажных каналов из бумагоподобного материала обеспечить высокую скорость и высоту капиллярного подъема воды, а также высокое водопоглощение стенок влажного канала тепломассообменной ячейки;

- использования в качестве основы бумагоподобного материала штапельных стеклянных волокон улучшить смачиваемость пластины.

Сущность изобретения заключается в том, что в известной конструкции тепломассообменной ячейки установки охлаждения воздуха, содержащей сухие и смежные влажные каналы, при этом стенки сухих каналов выполнены влагонепроницаемыми, а влажных - влагопроницаемыми, в отличие от прототипа, согласно изобретению высота стенок влажных каналов равна 80…110 ширины влажного канала.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен общий вид тепломассообменной ячейки установки охлаждения воздуха, на фиг.2 - вид тепломассообменной ячейки сверху, на фиг.3 - график зависимости высоты капиллярного подъема воды в испарительной ячейке, изготовленной из бумажного материала (из штапельных стеклянных волокон), от времени.

Предлагаемая конструкция тепломассообменной ячейки установки охлаждения воздуха (см. фиг.1) содержит влажные каналы 1, образованные влагопроницаемыми стенками 2, которые нижним концом погружены в емкость 5 с водой, сухие каналы 3, образованные влагонепроницаемыми стенками 4, которые соприкасаются всей своей поверхностью со стенками 2 влажных каналов 1.

Тепломассообменная ячейка установки охлаждения воздуха функционирует следующим образом.

Охлаждаемый воздух Б подают в сухие каналы 3. Влагопроницаемые стенки 2 влажного канала 1, обладающие капиллярно-пористыми свойствами, впитывают и поднимают воду на всю высоту h стенок влажных каналов, равную 80…110 ширины b влажного канала тепломассообменной ячейки. Испарение воды с поверхности влагопроницаемых стенок 2 влажного канала 1 приводит к охлаждению влагонепроницаемых стенок 4 сухих каналов 3 и соответственно, проходящего через них потока воздуха. Испарившаяся влага А удаляется из влажного канала 1 в атмосферу, за пределы тепломассообменной ячейки, а полученный охлажденный в сухих каналах 3 воздух Б направляют потребителю.

Выполнение тепломассообменной ячейки установки охлаждения воздуха в соответствии с изобретением обеспечивает высокую скорость капиллярного подъема воды и высокое водопоглощение (до 700…900%) стенок влажных каналов, что приводит к повышению эффективности охлаждения воздуха в испарительной ячейке предлагаемой конструкции и соответственно производительности установки в целом, особенно в условиях жаркого и сухого климата.

Изобретение может быть использовано для производства высокоэффективных установок охлаждения воздуха, особенно установок, работающих в условиях жаркого и сухого климата.

Указанный положительный эффект подтвержден испытаниями опытных образцов установки, выполненных в соответствии с изобретением.

В настоящее время разработана конструкторская документация, намечено серийное производство.

Похожие патенты RU2376532C1

название год авторы номер документа
КОНСТРУКЦИЯ ТЕПЛОМАССООБМЕННОЙ ЯЧЕЙКИ УСТАНОВКИ ОХЛАЖДЕНИЯ ВОЗДУХА 2008
  • Кобылин Рудольф Анатольевич
  • Костин Владимир Евгеньевич
  • Свиридов Евгений Борисович
  • Осипов Евгений Николаевич
RU2376533C1
КОНСТРУКЦИЯ ТЕПЛОМАССООБМЕННОЙ ЯЧЕЙКИ УСТАНОВКИ ОХЛАЖДЕНИЯ ВОЗДУХА 2008
  • Макаровец Николай Александрович
  • Кобылин Рудольф Анатольевич
  • Свиридов Евгений Борисович
  • Анохин Виктор Александрович
  • Анохин Валерий Викторович
RU2376534C1
УСТРОЙСТВО КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ ВОЗДУХА 1999
  • Канашин С.П.
  • Макиенко А.И.
  • Хрящев В.Г.
  • Краснощеков Ю.И.
  • Матвеев В.А.
RU2177115C2
УСТРОЙСТВО КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ ВОЗДУХА 2011
  • Макиенко Александр Иванович
  • Хрящев Валерий Геннадиевич
RU2458288C1
УСТРОЙСТВО КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ ВОЗДУХА 2002
  • Макиенко А.И.
  • Хрящев В.Г.
  • Матвеев В.А.
RU2216694C1
Охладитель воздуха 1989
  • Шацкий Владимир Павлович
  • Галкин Егор Алексеевич
  • Журавец Игорь Борисович
  • Кухарев Михаил Николаевич
  • Супрун Александр Сергеевич
SU1729834A1
УСТРОЙСТВО КОСВЕННО-ИСПАРИТЕЛЬНОГО ОХЛАЖДЕНИЯ ВОЗДУХА 1999
  • Маркман М.Д.
  • Палехов С.А.
  • Орлов Геннадий Павлович
RU2173820C2
СПОСОБ КОСВЕННО-ИСПАРИТЕЛЬНОГО ОХЛАЖДЕНИЯ ВОЗДУХА В ПОМЕЩЕНИИ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 1992
  • Морозов Виктор Александрович[Ru]
  • Канашин Сергей Петрович[Ru]
  • Краснощеков Юрий Иванович[Ru]
  • Макиенко Александр Иванович[Ru]
  • Матвеев Валентин Александрович[Ru]
  • Хрящев Валерий Геннадьевич[Ru]
  • Тан По Сик[Sg]
RU2037745C1
Установка для косвенно-испарительного охлаждения воздуха 1991
  • Анисимов Сергей Михайлович
  • Ермошкин Андрей Александрович
  • Болотин Сергей Александрович
SU1765628A1
УСТРОЙСТВО КОСВЕННО-ИСПАРИТЕЛЬНОГО ОХЛАЖДЕНИЯ ВОЗДУХА 2008
  • Макаровец Николай Александрович
  • Кобылин Рудольф Анатольевич
  • Костин Владимир Евгеньевич
  • Зайцев Виктор Дмитриевич
  • Барычева Тамара Петровна
  • Анохин Виктор Александрович
  • Анохин Валерий Викторович
RU2391606C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 376 532 C1

Реферат патента 2009 года КОНСТРУКЦИЯ ТЕПЛОМАССООБМЕННОЙ ЯЧЕЙКИ УСТАНОВКИ ОХЛАЖДЕНИЯ ВОЗДУХА

Изобретение относится к области охлаждения воздуха и может быть использовано для эффективной работы в условиях жаркого и сухого климата. Сущность изобретения заключается в том, что конструкция тепломассообменной ячейки установки охлаждения воздуха содержит сухие и смежные влажные каналы, причем стенки сухих каналов выполнены влагонепроницаемыми, а влажных - влагопроницаемыми. Высота стенок влажных каналов равна 80…110 ширины влажного канала. В качестве основы бумагоподобного материала стенок влажных каналов использованы штапельные стеклянные волокна. Изобретение обеспечивает высокую скорость капиллярного подъема воды и высокое водопоглощение стенок влажных каналов, что приводит к повышению эффективности охлаждения воздуха в испарительной ячейке предлагаемой конструкции и соответственно производительности установки в целом, особенно в условиях жаркого и сухого климата. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Формула изобретения RU 2 376 532 C1

1. Конструкция тепломассообменной ячейки установки охлаждения воздуха, содержащей сухие и смежные влажные каналы, при этом стенки сухих каналов выполнены влагонепроницаемыми, а влажных - влагопроницаемыми, отличающаяся тем, что высота стенок влажных каналов равна 80…110 ширины влажного канала.

2. Конструкция тепломассообменной ячейки установки охлаждения воздуха по п.1, отличающаяся тем, что стенки влажных каналов выполнены из бумагоподобного материала.

3. Конструкция тепломассообменной ячейки установки охлаждения воздуха по п.2, отличающаяся тем, что в качестве основы бумагоподобного материала использованы штапельные стеклянные волокна.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2009 года RU2376532C1

УСТРОЙСТВО КОСВЕННО-ИСПАРИТЕЛЬНОГО ОХЛАЖДЕНИЯ ВОЗДУХА (ГАЗА) 1998
  • Канашин С.П.
  • Краснощеков Ю.И.
  • Макиенко А.И.
  • Матвеев В.А.
  • Хрящев В.Г.
RU2140044C1
Насадка тепломассообменного аппарата 1985
  • Бялый Борис Ильич
  • Динцин Владислав Абрамович
  • Кузнецова Нина Андреевна
SU1333980A1
Элемент насадки тепломассообменного аппарата распыливающего типа 1987
  • Квурт Юрий Петрович
  • Гайдай Владимир Григорьевич
  • Холпанов Леонид Петрович
SU1480861A1
US 4029723 A, 14.06.1977
СПОСОБ КОНТРОЛЯ ПЛАВАЮЩЕЙ КРЫШИ РЕЗЕРВУАРА 2012
  • Хегг Леннарт
RU2607312C2

RU 2 376 532 C1

Авторы

Макаровец Николай Александрович

Кобылин Рудольф Анатольевич

Соколов Игорь Юрьевич

Костин Владимир Евгеньевич

Свиридов Евгений Борисович

Даты

2009-12-20Публикация

2008-06-19Подача