ОКОНЕЧНОЕ УСТРОЙСТВО ВОЗДУХОСНАБЖЕНИЯ Российский патент 2012 года по МПК F24F13/00 

Изобретение относится к оконечному устройству воздухоснабжения.

Из уровня техники известны т.н. нагревательные и охлаждающие патрубки, по которым циркулирует воздух помещения и также по которым свежий наружный воздух вводится для смешивания с воздухом помещения. При помощи этих устройств воздух помещения можно охлаждать летом и нагревать зимой. В случае нагревания теплообменник можно обеспечить двухсторонним контуром для циркуляции теплоносителя; при этом в одном контуре теплоноситель транспортируется для охлаждения; и в другом контуре теплоноситель транспортируется для нагревания. Также возможно осуществление, в котором одна и та же трубопроводная система используется для обеих целей. В некоторых случаях предусматривается только охлаждающая трубопроводная система, и нагревание выполняется отдельными тепловыми сопротивлениями, связанными с теплообменником и находящимися между теплообменными трубами.

Первичный воздух может нагреваться отдельным нагревателем в воздуховоде. Если скорость первичного потока будет относительно низкой, то это будет причиной довольно высоких температур поступающего воздуха; и нагреватель также должен иметь прибор для защиты от перегрева.

В настоящее время промышленность выпускает патрубки кондиционирования воздуха, в которых электрическое нагревание реализуется за счет установки электрического сопротивления в теплообменнике. Для обеспечения надлежащего кпд сопротивление должно быть рассчитано таким образом, чтобы температура поверхности сопротивления легко поднималась до сотен градусов, в связи с чем устройство должно иметь защиту от перегрева.

Также в настоящее время промышленность выпускает патрубки кондиционирования воздуха, в которых нагревающая пленка наклеена непосредственно на внешнюю или внутреннюю поверхность устройства и в которых устранение теплового расширения является трудной задачей.

В патрубке кондиционирования воздуха согласно изобретению используемым нагревательным элементом является пленочный элемент, т.е. т.н. нагревательная пленка, которая - в целях обеспечения надлежащей мощности - имеет такой размер, при котором поверхностные температуры устройства всегда будут ниже 80 градусов. При этом отдельная защита от перегрева не требуется. Согласно изобретению пленочный элемент выполнен с возможностью его сообщения со смесительной камерой оконечного устройства воздухоснабжения.

Пленочный элемент приклеен на отдельной пластине материалом, которой может быть, предпочтительно, пластмасса или керамический материал. Эта нагревательная пленка образует пленочный элемент совместно со своими пластинами. Пленочный элемент может иметь теплоизолирующий материал. Пленочный материал может содержать материал, ограничивающий тепловое излучение. Пленочный элемент может содержать материал, ограничивающий происходящую из-за диэлектрической проницаемости утечку тока.

Пленочный элемент размещен в смесительной камере таким образом, что комбинированный воздушный поток L₁+L₂ «смоет» нагревательный элемент, и таким образом, что обеспечивается оптимальный возможный теплообмен от пленочного элемента в комбинированный воздушный поток.

Данный пленочный элемент можно выполнить и в свободно устанавливаемых патрубках кондиционирования воздуха, и во встроенных патрубках, устанавливаемых в подвесных потолках.

Нагревательный элемент можно прикрепить к стенке в смесительной камере (т.н. свободно устанавливаемый патрубок, Фиг.2), и при этом тепло также сможет передаваться через стенку смесительной камеры в свежий первичный воздух; или таким образом, чтобы между нагревательным элементом и смесительной камерой был воздушный зазор размером 1…15 мм (патрубок, встроенный в т.н. подвесной потолок, Фиг.1А), при этом как можно меньше тепла передается в пространство между подвесным потолком.

В этом устройстве реализовано применение пленочного элемента таким образом, что он установлен в смесительной камере оконечного устройства воздухоснабжения или соединен с ней. Согласно этому изобретению пленочный элемент установлен в смесительной камере таким образом, что плоскость Т1 пленочного элемента будет находиться в направлении воздушного потока, и при этом объединенный воздушный поток L₁+L₂ циркулирующего воздушного потока помещения и свежего входящего воздушного потока будет омывать поверхности пленочного элемента. При этом нагревание воздуха будет происходить конвекцией. Это конвекционное нагревание гораздо эффективнее, чем, например, излучение в данном нагревательном элементе.

Согласно изобретению пленочный элемент установлен в смесительной камере или непосредственно связан с нею и контактирует с нагреваемым воздушным потоком L₁+L₂. Пленочный элемент установлен в монтажном корпусе, предпочтительно выполненном из теплоизолирующего материала, и прикреплен к стенке смесительной камеры. Пленочный элемент можно также прикрепить посредством отдельных промежуточных деталей к стенке смесительной камеры. При этом тепло не сможет передаваться от пленочного элемента к конструкциям стенки, а будет передаваться только конвекцией напрямую в объединенный воздушный поток L₁+L₂. Еще одно преимущество нахождения пленочного элемента в прямой связи с воздушным потоком L₁+L₂ состоит в том, что все передаваемое им в воздушный поток L₁+L₂ тепло используется эффективно и не попадает в конструкции стенки, в которых оно вызвало бы появление деформаций, и при этом имели бы место потери энергии.

Оконечное устройство воздухоснабжения согласно изобретению отличается признаками, представленными в формуле изобретения.

Далее изобретение излагается со ссылкой на некоторые его предпочтительные осуществления, показываемые на прилагаемых чертежах, но изобретение не ограничивается только этими изобретениями.

Фиг.1А - аксонометрическая проекция оконечного устройства воздухоснабжения согласно изобретению.

Фиг.1В - сечение, выполненное по линии I-I, указываемой на Фиг.1А.

Фиг.2А показывает еще одно предпочтительное осуществление оконечного устройства воздухоснабжения согласно изобретению.

Фиг.2В - сечение, выполненное по линии II-II, указываемой на Фиг.1А.

Фиг.3 показывает, как пленочный элемент устанавливается с возможностью снятия в оконечное устройство воздухоснабжения.

Фиг.4 показывает типичный пленочный элемент.

Фиг.1А показывает оконечное устройство 10 воздухоснабжения согласно изобретению, и Фиг.1В показывает сечение, выполненное по линии I-I, указываемой на Фиг.1А.

Согласно Фиг.1А и 1В оконечное устройство 10 воздухоснабжения содержит: корпус 11, камеру 12 воздухоснабжения, теплообменник 13 и смесительные камеры 14. Наружный свежий воздух поступает при помощи нагнетательного вентилятора (не показан) в камеру 12 воздухоснабжения и оттуда через сопла 12а₁, 12а₂ (стрелка L₁) - в смесительную камеру 14 и в канал 14'. Свежий поступающий воздух, вводимый в смесительную камеру, заставляет циркулирующий воздушный поток L₂ из пространства Н данного помещения, который проходит через теплообменник 13, объединяться с подаваемым воздушным потоком L₁. Потоки L₁ и L₂ объединяются в смесительной камере 14, и этот объединенный воздушный поток L₁+L₂ выводится из смесительной камеры 14 в пространство Н помещения и предпочтительно направляется к подвесному потолку.

Согласно изобретению смесительная камера 14 и ее выпускной канал 14' содержат сообщающийся с ними плоский теплопередающий элемент, т.е. пленочный элемент 15, предпочтительно представляющий собой пленковидное тепловое сопротивление, которое является электрическим и поверхность которого будет нагреваться и будет нагревать воздушный поток в смесительной камере.

Плоский пленочный элемент 15 предпочтительно является электрическим. Электрическая мощность и нагревательная мощность элемента 15 предпочтительно находится в пределах 100-600 Вт/м. Предпочтительно, чтобы нагревался объединенный воздушный поток L₁+L₂. Обычно в объединенном воздушном потоке есть некоторая доля 4 потока L₂ и некоторая доля 1 подаваемого воздушного потока L₁. При этом тепло эффективно передается в общий воздушный поток L₁+L₂, т.е. в совокупность 5, и теплопередача осуществляется более эффективно в воздушный поток L₁+L₂, идущий в пространство Н помещения. Пленочный элемент 15, такой как пленка теплового сопротивления, в смесительной камере 14 предпочтительно расположен на поверхности монтажного корпуса 16, являющегося поверхностью теплоизолирующего материала, и прикреплен к внутренней поверхности смесительной камеры 14. Пленочный элемент 15 предпочтительно прикреплен с возможностью снятия к упомянутому корпусу 16 прикрепляющими средствами 17. Причем преимущество этого технического решения заключается в том, что теплопередающий элемент 15 можно установить в оконечном устройстве 10 воздухоснабжения потом, вследствие чего оконечное устройство воздухоснабжения выполнено как модульная конструкция, которую можно дополнить, например электрическим пленочным элементом из стандартной продукции.

Фиг.2А показывает осуществление изобретения, в котором объединенный воздушный поток L₁+L₂ в устройстве направлен вверх. Фиг.2В показывает сечение, выполненное по линии II-II, показываемой на Фиг.2А.

В осуществлении Фиг.2А, 2В свежий подаваемый воздух вводится (стрелки L₁) в камеру 12 воздухоснабжения и проходит через сопла 12а₁, 12а₂ в смесительную камеру 14. Циркулирующий воздушный поток L₂ помещения проходит из помещения Н со стороны в смесительную камеру 14 и через теплообменник 13. Объединенный воздушный поток L₁+L₂ из устройства направляется вверх. Свежий подаваемый воздушный поток L₁ заставляет проходить циркулирующий воздушный поток L₂ через теплообменник 13. При помощи теплообменника 13 можно либо охлаждать, либо нагревать циркулирующий воздушный поток L₂. В осуществлении с применением электрического сопротивления с теплообменником 13 циркулирующий воздушный поток L₂ охлаждается; и с применением пленочного элемента 15 согласно изобретению объединенный воздушный поток L₁+L₂, состоящий из циркулирующего воздушного потока L₂ и из свежего подаваемого воздушного потока L₁, нагревается. Также в этом осуществлении согласно этим чертежам: смесительная камера 14 и расположенный после нее канал 14' имеют пленочный элемент 15 согласно изобретению. Согласно варианту осуществления изобретения в соответствии с Фиг.2А и 2В элемент 15 соединен, съемным образом, с основанием, т.е. соединен с монтажным корпусом 16 прикрепляющими средствами 17 и тем самым - с оконечным устройством 10 воздухоснабжения. Основание 16 предпочтительно выполнено из теплоизолирующего материала, и поэтому оно эффективно предотвращает попадание тепла в конструкции 11 стенки из самого пленочного элемента 15. Пленочный элемент 15 установлен в оконечном устройстве воздухоснабжения по длине его смесительной камеры.

Фиг.3 схематически показывает способ прикрепления с возможностью снятия, нагревательного элемента или пленочного элемента 15 согласно изобретению к конструкциям при помощи прикрепляющих средств 17. Упомянутая возможность снятия согласно изобретению делает возможным обеспечение оконечных устройств 10 воздухоснабжения, изначально не имеющих пленочного элемента 15, электрическим пленочным сопротивлением упомянутого типа. За счет этого модульность устройства повышается. На этом чертеже показано, что прикрепляющими средствами 17 являются винты, проходящие через такие проставочные детали 17', как втулки, и прикрепленные к устройству 10, чтобы прикрепить пленочный элемент 15 и основание 16 к оконечному устройству 10 воздухоснабжения. Между элементом 15 и устройством 10 остается воздушный зазор m для воздушного потока L₁+L₂, предпочтительно равный 1-15 мм.

Фиг.4 показывает типичный пластинчатый, гибкий и тонкий пленочный элемент типичных размеров. Электропровод указан буквой S. Электрическое сопротивление проходит зигзагом по поверхностям пленочного элемента 15. Пленочный элемент приклеен на отдельных листах к основанию 16. Основание, или монтажный корпус 16, может содержать, помимо теплоизолирующего материала, материал, ограничивающий возникающую из-за диэлектрической проницаемости утечку тока.

Пленочный элемент 15 предпочтительно является электрическим сопротивлением. Его можно выполнить, например, из проволоки высокого сопротивления, расположенной зигзагом между гибкими поверхностями.

Изобретение относится к оконечному устройству воздухоснабжения. Оконечное устройство (10) воздухоснабжения содержит камеру (12) воздухоснабжения, в которую свежий воздух вводится снаружи и потом проходит через сопла (12a₁, 12a₂…) в смесительную камеру (14) устройства. Свежий поступающий воздух (L₁) заставляет проходить циркулирующий воздушный поток (L₂) из помещения (Н) через теплообменник (13) в смесительную камеру (14). Объединенный в этом устройстве воздушный поток (L₁+L₂), состоящий из свежего подаваемого воздуха (L₁) и потока (L₂) воздуха помещения, направляется из смесительной камеры (14) в пространство (Н) помещения или т.п. Смесительная камера (14) оконечного устройства (10) воздухоснабжения содержит в смесительной камере (14) или в сообщающемся с нею каналом (14') потока пленочный элемент (15), который предпочтительно является пленковидным электрическим сопротивлением, что позволяет достичь защиты от перегрева. 7 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Оконечное устройство (10) воздухоснабжения, содержащее: камеру (12) воздухоснабжения, принимающую подачу свежего воздуха, вводимого снаружи, смесительную камеру (14), теплообменник (13), сопловый зазор или сопла (12a₁, 12a₂…), направляющие подачу (L1) свежего воздуха от камеры (12) воздухоснабжения в смесительную камеру (14), причем свежий поступающий воздух (L₁) заставляет проходить циркулирующий воздушный поток (L₂) из помещения (Н) через теплообменник (13) в смесительную камеру (14); причем объединенный в этом устройстве воздушный поток (L₁+L₂) свежего подаваемого воздуха (L₁) и потока воздуха (L₂) помещения направляется из смесительной камеры (14) в пространство (Н) помещения, и пленочный элемент (15), используемый для нагревания объединенного воздушного потока (L₁+L₂), отличающееся тем, что пленочный элемент (15) расположен в смесительной камере (14) или в сообщающемся с нею каналом (14') потока, причем пленочный элемент (15) содержит пленковидное электрическое сопротивление.

2. Оконечное устройство (10) воздухоснабжения по п.1, отличающееся тем, что пленочный элемент (15) является пленковидным плоским электрическим тепловым сопротивлением, установленным в смесительной камере (14) и/или в расположенном после нее канале (14') потока, и на некотором расстоянии от стенок смесительной камеры (14) или канала (14'); при этом объединенный воздушный поток (L₁+L₂) проходит вдоль элемента (15) в направлении его плоскости (Т).

3. Оконечное устройство (10) воздухоснабжения по п.1 или 2, отличающееся тем, что пленочный элемент (15) прикреплен с возможностью снятия к оконечному устройству (10) воздухоснабжения прикрепляющими средствами (17).

4. Оконечное устройство (10) воздухоснабжения по п.1, отличающееся тем, что пленочный элемент (15) соединен с возможностью снятия с монтажным корпусом (16), который прикреплен к стенке смесительной камеры (14) или к каналу (14') потока; причем монтажный корпус (16) предпочтительно выполнен из теплоизолирующего материала.

5. Оконечное устройство (10) воздухоснабжения по п.1, отличающееся тем, что пленочный элемент (15) прикреплен отдельными прикрепляющими средствами (16а, 16b) к боковой стенке смесительной камеры (14) или канала (14') потока, в результате чего воздушный поток (L₁+L₂) проходит по обеим сторонам нагревательного элемента (15); и тем, что пленочный элемент (15) расположен в плоскости (Т), находящейся в направлении потока (L₁+L₂).

6. Оконечное устройство (10) воздухоснабжения по п.1, отличающееся тем, что пленочный элемент (15) присоединен с возможностью снятия такими прикрепляющими средствами (17), как винты, к оконечному устройству (10) воздухоснабжения внутри его смесительной камеры (14).

7. Оконечное устройство (10) воздухоснабжения по п.1, отличающееся тем, что воздушный зазор (m) обеспечен между пленочным элементом (15) и устройством (10).

8. Оконечное устройство (10) воздухоснабжения по п.1, отличающееся тем, что пленочный элемент (15) прикреплен клеем к его монтажному корпусу (16).