ОХЛАЖДАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ УСТАНОВКИ ПОД ПОТОЛКОМ ПОМЕЩЕНИЯ Российский патент 2020 года по МПК F24F13/24 F24F1/00 F24F13/30 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к устройству охлаждения воздуха согласно ограничительной части пункта 1 формулы изобретения, и к способу охлаждения воздуха в помещениях, в частности, в доступных для прохода складских помещениях или холодильных камерах.

Уровень техники

Устройства охлаждения воздуха подобного рода предназначены для охлаждения воздуха в помещениях большого объема, например, доступных для прохода складских помещениях или холодильных камерах. Устройства охлаждения воздуха, используемые для этой цели, входят в состав оборудования складского помещения или холодильной камеры и устанавливаются в нем стационарно. Устройство охлаждения воздуха содержит теплопередающее устройство, выполненное, например, в виде теплообменника, мимо которого или через который проходит или пропускается подлежащий охлаждению воздух, причем теплопередающее устройство отбирает тепло от воздуха и охлаждает воздух. Теплопередающее устройство может представлять собой теплообменник, содержащий систему труб или каналов, по которым протекает охлаждающая жидкость или хладагент. Кроме того, теплообменник может представлять собой испаритель, содержащий систему труб или каналов, по которой протекает двухфазный хладагент. При этом система труб или каналов испарителя соединена с конденсатором или обратным охладителем, расположенным, как правило, вне подлежащего охлаждению помещения, например, на крыше здания, в котором находится складское помещение или холодильная камера. При этом хладагент поступает в конденсатор или обратный охладитель только после установки системы охлаждения, состоящей из расположенного в складском помещении или холодильной камере устройства охлаждения воздуха и внешнего конденсатора или обратного охладителя. Конденсатор или обратный охладитель соединен трубопроводами с испарителем устройства охлаждения воздуха, что позволяет направлять через испаритель хладагент, находящийся в жидком состоянии и под низким давлением. При прохождении подлежащего охлаждению воздуха складского помещения или холодильной камеры через испаритель хладагент, изначально находящийся в жидком состоянии, испаряется и поглощает тепло из проходящего воздуха. Испаренный хладагент возвращается по трубопроводу в конденсатор или обратный охладитель, где переходит в жидкое состояние под действием сжатия и охлаждается.

В патентном документе JP 2009024936 А раскрыт кондиционер, содержащий корпус, который выполнен с возможностью установки на потолке и содержит центробежный вентилятор. Центробежный вентилятор всасывает окружающий воздух через впуск для воздуха, расположенный на нижней стороне корпуса, и выпускает всосанный воздух в радиальном направлении через выпуски для воздуха, расположенные на боковых сторонах корпуса. В каждом из выпусков для воздуха предусмотрено теплопередающее устройство, через которое проходит и, тем самым, охлаждается воздух, выдуваемый центробежным вентилятором. При этом центробежный вентилятор и теплопередающее устройство находятся на одной высоте с выпусками для воздуха, расположенными в боковых сторонах корпуса.

Другой кондиционер этого типа известен из патентного документа JP 06137558 А. Этот кондиционер также содержит корпус, выполненный с возможностью установки на потолке и содержащий диагональный вентилятор и теплообменник. Диагональный вентилятор всасывает окружающий воздух через расположенное на нижней стороне корпуса всасывающее отверстие, в котором находится теплообменник. Всасываемый воздух проходит через плоский и по существу горизонтальный теплообменник, охлаждаясь при этом. Диагональный вентилятор направляет всосанный и охлажденный воздух под углом вверх, где воздух отклоняется направляющими элементами под углом вниз в направлении выпусков для воздуха, расположенных в боковых сторонах корпуса. Охлажденный воздух выходит обратно в помещение через выпуски для воздуха.

Такие известные кондиционеры обычно используют для кондиционирования небольших помещений, например, жилых и офисных помещений, с целью поддержания в них комфортной температуры воздуха в диапазоне от 20 до 25°С. При использовании таких кондиционеров в складских помещениях или холодильных камерах большого объема, в которых необходимо поддерживать значительно более низкую температуру в диапазоне ниже 16°С, существует риск образования в кондиционере, в частности, на трубах и ламелях конденсационной воды, которая может капельно стекать из кондиционера. В случае расположения вентилятора под теплообменником капли конденсационной воды могут распыляться в вентиляторе и выходить вместе с охлажденным воздухом из выпусков для воздуха, что приведет к нежелательному разбросу капель в помещении. То же самое может происходить даже в случае расположения вентилятора над теплообменником, если вентилятор работает с высокой мощностью (высокой частотой вращения).

В патентном документе US 2006/0130517 А1 раскрыта система охлаждения для помещений большого объема, например, для доступных для прохода холодильных камер и складских помещений, содержащая расположенное в подлежащем охлаждению помещении испарительное устройство, а также соединенный с ним трубопроводом внешний компрессор и установленный за ним конденсатор, расположенный вне подлежащего охлаждению помещения. Во внешнем компрессоре хладагент, направляемый по системе трубопроводов, сжимается и переходит в жидкое состояние в последующем конденсаторе, после чего направляется в жидком состоянии по трубопроводам в испаритель. Перед тем, как попасть в испаритель, жидкий хладагент протекает через расширительный клапан, предназначенный для расширения хладагента. Система охлаждения может работать как с однофазным, так и с двухфазным хладагентом, причем испаритель в случае работы системы с однофазным хладагентом работает в качестве простого теплообменника, а при работе с двухфазным хладагента - в качестве испарителя, в котором хладагент, расширившийся при прохождении через расширительный клапан, испаряется, после чего, будучи нагрет проходящим окружающим воздухом, направляется в газообразном состоянии по трубопроводам обратно в компрессор, где снова переходит в жидкое состояние.

При этом испаритель содержит корпус, в котором расположены два микроканальных испарителя. Кроме того, корпус содержит плоский впуск для воздуха, закрытый защитной решеткой, и плоский выпуск для воздуха, закрытый защитной решеткой, причем впуск и выпуск для воздуха расположены в противоположных стенках корпуса, и между ними расположены микроканальные испарители. Кроме того, в корпусе расположено несколько вентиляторов, соединенных с микроканальными испарителями с целью направления воздуха через испаритель. Для этого окружающий воздух всасывают через впуск для воздуха и выпускают из корпуса через выпуск для воздуха. Окружающий воздух, всасываемый вентиляторами, пропускается через микроканальные испарители или проходит мимо них и охлаждается. При этом корпус испарителя может быть установлен в складском помещении или холодильной камере или подвешен к потолку помещения или камеры таким образом, чтобы между потолком и верхней частью корпуса оставалось свободное пространство, обеспечивающее приток или отведение воздуха. Тем не менее, для установки корпуса на полу подлежащего охлаждению складского помещения или холодильной камеры требуется много места, которое после этого не удастся использовать для хранения. Недостаток подвесного расположения испарителя на потолке доступного для прохода складского помещения или холодильной камеры заключается в том, что пыль и грязь могут осаждаться на горизонтальной верхней поверхности корпуса, на которой расположен впуск или выпуск для воздуха. Это важно, в частности, для складских помещений и холодильных камер, предназначенных для хранения пищевых продуктов, так как хранящиеся продукты могут быть загрязнены, что приведет к снижению гигиенического уровня. Кроме того, в таком испарителе конденсационная вода, образующаяся на трубопроводах и ламелях микроканального испарителя, может стекать капельным образом через выпуск (или впуск) для воздуха.

Раскрытие сущности изобретения

Таким образом, задача изобретения состоит в том, чтобы предоставить высокоэффективное устройства для охлаждения воздуха в складских помещениях или холодильных камерах большого объема, в частности, доступных для прохода, которое будет содержать корпус, расположенный на потолке подлежащего охлаждению помещения и лишенный недостатков, присущих известным на уровне техники охлаждающим устройствам, в частности, исключающий капельное отекание конденсационной воды и накопление пыли и грязи на верхней поверхности охлаждающих устройств, подвешенных к потолку. При этом устройство охлаждения воздуха должно быть выполнено с возможностью компактной установки в подлежащем охлаждению помещении и, в частности, должно иметь минимально возможную высоту, чтобы его можно было установить на потолке без значительного уменьшения высоты помещения.

Поставленная задача решена устройством охлаждения воздуха с признаками, раскрытыми в пункте 1 формулы изобретения, и способом охлаждения воздуха в помещениях с признаками, раскрытыми в пункте 14 формулы. Предпочтительные варианты осуществления устройства охлаждения воздуха, описываемого изобретением, раскрыты в зависимых пунктах формулы.

Устройство охлаждения воздуха, описываемое изобретением, содержит корпус с дном, крышкой, выполненной с возможностью непосредственного крепления без зазора к потолку подлежащего охлаждению помещения, и по меньшей мере одной боковой стенкой, в которой предусмотрен по меньшей мере один выпуск для воздуха, а также по меньшей мере одно помещенное в корпус, плоское и по существу горизонтально расположенное теплопередающее устройство и по меньшей мере один вентилятор, установленный в корпусе над теплопередающим устройством. Вентилятор всасывает окружающий воздух из подлежащего охлаждению помещения через впуск для воздуха, причем всасываемый воздух проходит по меньшей мере по существу в вертикальном направлении через плоское теплопередающее устройство и отклоняется вентилятором в горизонтальном направлении к выпуску для воздуха, расположенному в боковой стенке корпуса. Согласно изобретению, при этом вентилятор и выпуск для воздуха расположены над теплопередающим устройством.

Благодаря такому расположению всасываемый воздух проходит через плоское теплопередающее устройство по меньшей мере по существу перпендикулярно его плоскости, и может выходить из корпуса по меньшей мере через один выпуск для воздуха, расположенный в боковой стенке, и поступать обратно в помещение. Это увеличивает эффективную площадь теплопередачи и, тем самым, повышает ее эффективность. Кроме того, предотвращается вертикальный поток охлажденного воздуха из корпуса в подлежащее охлаждению помещение, поскольку охлажденный воздух выходит из корпуса по меньшей мере через один боковой выпуск для воздуха по существу в горизонтальном направлении. Это препятствует появлению нежелательных вертикальных воздушных потоков в подлежащем охлаждению помещении и обеспечивает равномерное распределение охлажденного воздуха в помещении.

Расположение крышки корпуса непосредственно на потолке подлежащего охлаждению помещения без зазора между потолком и крышкой корпуса предотвращает отложение пыли и грязи на верхней поверхности крышки.

Кроме того, предусмотренное изобретением расположение вентилятора по меньшей мере одного выпуска для воздуха и теплопередающего устройства в корпусе устройства охлаждения воздуха обеспечивает возможность расположения поддона для сбора конденсационной воды, которая может быть образована на внешней поверхности теплопередающего устройства, в частности на ламелях и трубах ламельного (пластинчатого) теплообменника или микроканального испарителя. Для этого, целесообразно, предусмотрено углубление в дне корпуса или поддон, расположенный на дне внутренней части корпуса. Конденсационная вода, образующаяся на внешней поверхности теплопередающего устройства и стекающая оттуда капельным образом под действием силы тяжести, может скапливаться в углублении дна или в расположенном на дне поддоне и отводиться через сливной трубопровод, подсоединенный к нижней точке углубления или поддона.

Впуск для воздуха, через который вентилятор всасывает окружающий воздух во внутреннюю часть корпуса, целесообразно расположен под теплопередающим устройством и, подобно по меньшей мере одному выпуску для воздуха, в боковой стенке корпуса. Это гарантирует, с одной стороны, что весь окружающий воздух, поступающий в корпус, будет проходить через теплопередающее устройство, благодаря чему может быть обеспечен очень эффективный теплообмен. С другой стороны, расположение по меньшей мере одного впуска для воздуха в боковой стенке корпуса предотвращает возникновение неприятных воздушных потоков в подлежащем охлаждению помещении, направленных в вертикальном направлении. Соответственно, в корпусе предусмотрено несколько впусков и выпусков для воздуха.

При этом корпус может иметь цилиндрическую форму и боковую стенку в форме обечайки цилиндра. В этом варианте осуществления устройства охлаждения воздуха, описываемого изобретением, целесообразно расположить впуск и выпуск для воздуха на диаметрально противоположных участках боковой стенки, имеющей форму обечайки цилиндра. При наличии нескольких впусков и выпусков для воздуха они, целесообразно, расположены равномерно и чередуясь друг с другом по окружности боковой стенки цилиндрического корпуса.

Кроме того, корпус может быть выполнен в форме прямоугольного параллелепипеда с четырьмя взаимно перпендикулярными боковыми стенками, причем, целесообразно, в одной или каждой боковой стенке, в которой предусмотрен выпуск для воздуха, отсутствует впуск для воздуха, и наоборот. Такое расположение предотвращает возможность всасывания уже охлажденного воздуха, выходящего из корпуса через выпуск для воздуха, обратно в корпус через впуск для воздуха, расположенный рядом с выпуском для воздуха.

Предпочтительно, между плоским и расположенным по меньшей мере по существу в горизонтальной плоскости теплопередающим устройством и вентилятором расположена разделительная пластина, в которой выполнено отверстие для пропуска воздуха. При этом отверстие для пропуска воздуха в разделительной пластине соосно вентилятору, то есть отверстие для пропуска воздуха находится на одной оси с осью вращения вентилятора, а диаметр отверстия для пропуска воздуха по меньшей мере по существу соответствует диаметру вентилятора, который обычно составляет от 200 до 400 мм, но может также достигать 1200 мм. При этом окружающий воздух, всасываемый вентилятором в боковом направлении через впуск для воздуха, направляется по меньшей мере по существу в горизонтальном направлении в корпус, где отклоняется под действием разрежения, создаваемого вентилятором, в области над разделительной пластиной в вертикальном направлении, после чего проходит через плоское теплопередающее устройство, и затем через отверстие для пропуска воздуха в разделительной пластине поступает на вентилятор. Разделительная пластина разделяет внутреннюю часть корпуса в горизонтальной плоскости и гарантирует, что окружающий воздух, всасываемый вентилятором, может проходить по меньшей мере по существу полностью в вертикальном направлении через плоское теплопередающее устройство. Разделение внутренней части корпуса разделительной пластиной приводит к развязке потока всасываемого окружающего воздуха, проходящего в вертикальном направлении через теплопередающее устройство, и отходящего потока охлажденного воздуха по меньшей мере по существу в горизонтальном направлении по меньшей мере через один выпуск для воздуха. Это позволяет избежать завихрений воздуха внутри корпуса и, следовательно, снижения эффективности теплопередачи.

Аналогично патентному документу US 2006/0130517 А1, теплопередающее устройство может быть выполнено в виде микроканального испарителя или, в альтернативном варианте, в виде ламельного (пластинчатого) теплообменника; в обоих случаях всасываемый воздух направлен параллельно ламелям теплообменника или испарителя, в частности, в случае ламельного (пластинчатого) теплообменника, параллельно ламелям теплообменника, а в случае микроканального испарителя - параллельно ламелям, расположенным зигзагом между параллельными микроканалами микроканального испарителя. В обоих случаях всасываемый воздух движется перпендикулярно направлению потока хладагента, протекающего через трубы или каналы теплообменника. Благодаря этому также гарантируется большая поверхность теплопередачи и, следовательно, эффективная теплопередача.

Краткое описание чертежей

Эти и прочие признаки и преимущества изобретения раскрыты в приведенном ниже детальном описании вариантов осуществления со ссылкой на прилагаемые фигуры, на которых изображено:

Фигура 1: вид в аксонометрии первого варианта осуществления устройства охлаждения воздуха согласно изобретению, содержащего корпус, расположенный внутри него вентилятор и теплопередающее устройство, выполненное в виде теплообменника, причем передняя боковая стенка корпуса удалена для обеспечения обзора внутренней части корпуса.

Фигура 2: вид спереди устройства охлаждения воздуха, описываемого изобретением и изображенного на фигуре 1.

Фигура 3: детальный вид в аксонометрии теплопередающего устройства и вентилятора в варианте осуществления устройства охлаждения воздуха, изображенного на фигуре 1, причем для лучшей наглядности передняя и задняя боковые стенки, а также крышка корпуса и разделительная пластина не показаны.

Фигура 4: детальный вид в аксонометрии крышки и верхней части боковых стенок корпуса с горизонтальной разделительной пластиной в варианте осуществления устройства охлаждения воздуха, показанном на фигуре 1, причем для лучшей наглядности теплообменник не показан.

Фигура 5: детальный вид в аксонометрии теплопередающего устройства в варианте осуществления устройства охлаждения воздуха, показанном на фигуре 1 (фигура 5а), и схематичное изображение воздушного потока через теплообменник (фигура 5b).

Фигура 6: вид в аксонометрии второго варианта осуществления устройства охлаждения воздуха, описываемого изобретением, с теплопередающим устройством, выполненным в виде испарителя, причем передняя боковая стенка корпуса снята для обеспечения обзора внутренней части корпуса.

Фигура 7: вид спереди описываемого изобретением варианта осуществления устройства охлаждения воздуха, отличающегося от варианта осуществления, изображенного на фигуре 6, наличием поддона для сбора конденсационной воды.

Фигура 8: детальный вид в аксонометрии теплопередающего устройства, выполненного в виде испарителя, в варианте осуществления устройства охлаждения воздуха, показанного на фигурах 6 и 7.

Осуществление изобретения

Вариант осуществления устройства охлаждения воздуха, показанного на фигурах 1-5 и предназначенного для охлаждения воздуха в помещениях большого объема, в частности в доступных для прохода складских помещениях, холодильных камерах или подлежащих охлаждению рабочих помещениях (в частности, в пищевой промышленности, например, на бойнях), содержит корпус 1 в форме прямоугольного параллелепипеда с горизонтальным дном 1а, расположенной параллельно и на некотором удалении от него крышкой 1b и четырьмя боковыми стенками 1с, установленными перпендикулярно друг другу, дну и крышке. В корпусе 1 установлен вентилятор 4 и теплопередающее устройство 3, причем теплопередающее устройство 3 в варианте осуществления согласно фигурам 1-5 выполнено в виде теплообменника. Плоский теплообменник, детально показанный на фигурах 3 и 5 в аксонометрии, помещен внутрь корпуса в горизонтальном положении. Вентилятор 4 может представлять собой центробежный или диагональный вентилятор.

Крышка 1b выполнена с возможностью непосредственного крепления без зазора к потолку подлежащего охлаждению помещения, что позволяет расположить устройство охлаждения воздуха на потолке без зазора. Это может быть реализовано, например, путем крепления крышки 1b на нижней стороне потолка при помощи крепежных элементов или рамы.

Внутренняя часть корпуса 1 разделена горизонтальной разделительной пластиной 6 на нижнюю камеру и верхнюю камеру, причем вентилятор 4 расположен в верхней камере над разделительной пластиной 6, а теплопередающее устройство 3 - в нижней камере под разделительной пластиной 6. В центре разделительной пластины 6 предусмотрено круглое отверстие ба для пропуска воздуха, расположенное соосно установленному выше вентилятору 4 таким образом, чтобы отверстие 6а для пропуска воздуха находилось на одной оси с осью вращения вентилятора 4 и имело диаметр по меньшей мере по существу равный диаметру вентилятора 4.

В нижней камере корпуса 1 предусмотрены впуски 5 для воздуха, расположенные на противоположных боковых стенках 1с. Впуски 5 для воздуха образованы отверстиями в боковых стенках 1с. Целесообразно, в каждом из этих отверстий расположен воздушный фильтр 9.

В верхней камере корпуса 1 и также на противоположных боковых стенках 1с предусмотрены выпуски 2 для воздуха в виде отверстий в боковых стенках 1с. Снаружи корпуса в области выпусков 2 воздуха находятся несколько направляющих пластин 10 или ламелей жалюзи, расположенных параллельно и некотором удалении друг от друга и направленных под углом вниз. Предпочтительно, направляющие пластины или ламели жалюзи выполнены с возможностью перемещения и, целесообразно, снабжены приводом от двигателя, поэтому их можно закрыть, например, при оттаивании.

На дне 1а имеется спускающееся к центру, в частности сферическое углубление, самая нижняя точка которого выходит в сливной трубопровод, не показанный на фигуре.

Теплопередающее устройство 3, выполненное в этом варианте осуществления в виде теплообменника, в деталях показано на фигуре 3 и 5 и содержит распределительные трубопроводы 3с, проходящие параллельно боковой стенке 1с корпуса 1 вдоль оси х и соединенные с поперечными трубопроводами 3b, перпендикулярными им (как показано на фигуре 5а). Поперечные трубопроводы 3b проходят вдоль оси z. Перпендикулярно поперечным трубопроводам 3b расположены ламели 3а, проходящие в плоскости х-у и расположенные вдоль оси z на некотором удалении друг от друга. Через распределительные трубопроводы 3с и поперечные трубопроводы 3b протекает охлаждающая жидкость, например охлаждающая жидкость с содержанием гликоля. Для этого распределительные трубопроводы 3с соединены с контуром охлаждающей жидкости, через который охлажденная охлаждающая жидкость направляется в поперечные трубопроводы 3b и возвращается оттуда для повторного охлаждения. Для охлаждения охлаждающей жидкости в контур охлаждающей жидкости включен обратный охладитель, целесообразно расположенный вне подлежащего охлаждению помещения, например, на крыше здания.

Для охлаждения воздуха в складском помещении или холодильной камере, в которой расположено устройство охлаждения воздуха, вращающийся вентилятор 4 всасывает окружающий воздух через впуски 5 для воздуха. Всасываемый воздух проходит по существу горизонтальным потоком через впуски 5 для воздуха в нижней камере корпуса 1 и благодаря разрежению, создаваемому вентилятором 4 в верхней камере по меньшей мере по существу в вертикальном направлении через теплопередающее устройство 3. При прохождении всасываемого воздуха через теплопередающее устройство 3 из воздуха поглощается тепло, в результате чего воздух охлаждается. Тепло, забранное из воздуха, поглощается охлаждающей жидкостью, которая циркулирует в теплопередающем устройстве и отводится в обратный охладитель для повторного охлаждения нагретой охлаждающей жидкости, поступающей из теплопередающего устройства 3.

На фигуре 5b схематично изображен воздушный поток, проходящий через теплопередающее устройство 3, выполненное в виде ламельного (пластинчатого) теплообменника. Воздух, всасываемый во внутреннюю часть корпуса 1, движется в вертикальном направлении (ось у) через плоское теплопередающее устройство 3 и при этом, в частности, проходит через поперечные трубопроводы 3b, через которые протекает (холодная) охлаждающая жидкость. При этом ламели 3а, расположенные перпендикулярно поперечным трубопроводам 3b и изготовленные подобно распределительным и поперечным трубопроводам из теплопроводящего материала, например из металла, предпочтительно алюминия, увеличивают эффективную площадь теплообмена между подлежащим охлаждению воздушным потоком и трубопроводами теплопередающего устройства 3. При этом воздух движется перпендикулярно направлению потока охлаждающей жидкости, протекающей через поперечные трубопроводы 3b.

После прохождения через теплопередающее устройство 3 охлажденный воздух проходит через отверстие 6а для пропуска воздуха в разделительной пластине 6 в верхнюю камеру корпуса 1 и отклоняется там вентилятором 4 в горизонтальном направлении. Наконец, охлажденный воздух, отклоненный в горизонтальном направлении, проходит по существу горизонтальным выходящим потоком через выпуски 2 для воздуха из корпуса 1 и при этом отклоняется направляющими пластинами 10 под углом вниз.

Конденсационная вода, которая может образовываться на трубах и ламелях теплопередающего устройства 3, стекает оттуда капельным образом под действием силы тяжести и может собираться в углублении дна 1а, откуда может отводиться через сливной трубопровод.

На фигуре 4 верхняя часть корпуса 1 показана в аксонометрии, причем передняя боковая стенка снята для повышения наглядности. На фигуре 4, в частности, видна горизонтальная разделительная пластина 6 с расположенным по центру отверстием 6а для пропуска воздуха и расположенным над ним вентилятором 4. Теплопередающее устройство, расположенное ниже разделительной пластины 6, по соображениям наглядности не показано на фигуре 4. Для крепления теплопередающего устройства 3 на корпусе 1 на боковых стенках 1с сформированы выступающие внутрь опорные пластины 11. На эти опорные пластины 11 могут опираться и, в частности, крепиться боковые кромочные области теплопередающего устройства 3 и, в частности, его распределительные трубопроводы 3с, что позволяет поддерживать теплообменник 3 по меньшей мере по существу в горизонтальном положении.

На фигуре 6 изображен другой вариант осуществления устройства охлаждения воздуха, описываемого изобретением, причем этот вариант осуществления, за исключением теплопередающего устройства 3, соответствует варианту осуществления согласно фигурам 1-5. В варианте осуществления, изображенном на фигуре 6, теплопередающее устройство 3 выполнено в виде испарителя, в частности, микроканального испарителя. Теплопередающее устройство 3 согласно показанному на фигуре 6 варианту осуществления, выполненное в виде микроканального испарителя, в деталях изображено на фигуре 8. Оно содержит боковые распределительные трубы 3с, параллельные друг другу и отстоящие друг от друга на некотором расстоянии вдоль оси х, причем эти трубы соединены с несколькими перпендикулярными им (вдоль оси z) плоскими поперечными каналами 3d. Внутренняя часть поперечных каналов 3d разделена на несколько (например, от 10 до 15) микроканалов диаметром или шириной / высотой от 1 до 2 мм каждый. Через распределительные трубы 3с двухфазный хладагент поступает в микроканалы поперечных каналов 3d. Между поперечными каналами 3d, отстоящими друг от друга на некотором расстоянии вдоль оси х, расположены зигзагообразные ламели 3е. Распределительные трубы 3с соединены системой трубопроводов с внешним компрессором и включенным после него конденсатором, которые расположены вне подлежащего охлаждению помещения, например, на крыше здания. Компрессор сжимает хладагент, а включенный после него конденсатор переводит хладагент в жидкое состояние, после чего хладагент направляется через систему трубопроводов к теплопередающему устройству 3. Выше по потоку от теплопередающего устройства 3 расположен расширительный клапан, благодаря чему прошедший через него и исходно жидкий хладагент может расширяться и испаряться. При прохождении расширившегося хладагента через микроканалы микроканального испарителя хладагент испаряется и поглощает тепло из воздуха, проходящего через теплопередающее устройство 3. При этом воздух проходит в вертикальном направлении (ось у) параллельно ламелям 3е через микроканальный испаритель и охлаждается за счет отведения тепла в теплопередающее устройство 3. Испаренный хладагент в микроканальном испарителе движется из поперечных каналов 3d обратно в распределительный трубопровод 3с, откуда возвращается через систему трубопроводов в компрессор и включенный после него конденсатор, где снова сжимается и переходит в жидкое состояние.

Чтобы масло, содержащееся в используемом хладагенте и необходимое для смазки компрессора, можно было слить из трубопроводов микроканального испарителя и, в частности, из микроканалов поперечных трубопроводов 3b при замене хладагента, в этом варианте осуществления целесообразно установить плоское теплопередающее устройство 3 не точно в горизонтальном положении, а под небольшим наклоном к горизонтали (от 1° до 3°). Небольшой наклон теплопередающего устройства 3 относительно горизонтали также рекомендован при использовании в качестве теплопередающего устройства теплообменника, если он работает с двухфазным и маслосодержащим хладагентом, сжимаемым во внешнем компрессоре, расположенном ниже по потоку.

На фигуре 7 изображен модифицированный вариант осуществления согласно фигуре 6. Подобно устройству охлаждения воздуха, изображенному на фигуре 6, устройство охлаждения воздуха согласно фигуре 7 также содержит теплопередающее устройство 3, выполненное в виде микроканального испарителя. В отличие от варианта осуществления, показанного на фигуре 6, в котором на дне 1а выполнено углубление для сбора конденсационной воды (аналогично варианту осуществления согласно фигуре 1), вариант осуществления согласно фигуре 7 предусматривает поддон 8, в котором может собираться конденсационная вода. Целесообразно, поддон 8 немного наклонен относительно горизонтали, например, на угол от 1° до 5°. На наклоненной стороне поддона 8 предусмотрен сливной трубопровод 12, через который можно отводить и, в частности, отсасывать собранную конденсационную воду. Размер поддона целесообразно выбирают таким образом, чтобы он покрывал или охватывал контур расположенного над ним теплопередающего устройства в плане, что позволяет полностью собрать любую конденсационную воду, капельно стекающую с труб и ламелей теплопередающего устройства.

Изобретение не ограничивается вариантами осуществления, показанными на фигурах. Так, например, вместо микроканального испарителя в качестве теплопередающего устройства можно использовать теплообменник или испаритель с оребренными трубами (fin-and-tube heat exchanger). При этом теплопередающее устройство согласно вышеописанным вариантам осуществления может быть плоским или изогнутым, в частности вогнутым. Кроме того, в корпусе 1 может быть расположено несколько вентиляторов и теплопередающих устройств, причем, целесообразно (в направлении снизу вверх) друг над другом поочередно может быть расположено по одному теплопередающему устройству и вентилятору.

Размеры устройств охлаждения воздуха, описываемых настоящим изобретением, выбирают таким образом, чтобы они производили тепловую мощность в диапазоне >1 кВт. Это позволяет получать температуру в помещении в диапазоне от 4 до 16°С.

Изобретение относится к устройству охлаждения воздуха и к способу охлаждения воздуха в помещениях, в частности в доступных для прохода складских помещениях или холодильных камерах. Устройство для охлаждения воздуха в помещениях содержит корпус с дном, крышкой, выполненной с возможностью непосредственного крепления без зазора к потолку подлежащего охлаждению помещения, и боковой стенкой, в которой расположен выпуск для воздуха, установленное в корпусе, выполненное плоским и по существу горизонтально расположенное теплопередающее устройство, и установленный в корпусе вентилятор для всасывания окружающего воздуха из подлежащего охлаждению помещения, причем предусмотрена возможность протекания всасываемого вентилятором воздуха по существу в вертикальном направлении через плоское теплопередающее устройство и его отклонения вентилятором в горизонтальном направлении к выпуску для воздуха, при этом вентилятор и выпуск для воздуха расположены над теплопередающим устройством. Это исключает капельное отекание конденсационной воды и накопление пыли и грязи на верхней поверхности охлаждающих устройств, при этом устройство выполнено с возможностью компактной установки, в частности, имеет минимально возможную высоту. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 8 ил.

1. Устройство для охлаждения воздуха в помещениях, в частности в доступных для прохода складских помещениях и холодильных камерах, содержащее корпус (1) с дном (1а), крышкой (1b), выполненной с возможностью непосредственного крепления без зазора к потолку подлежащего охлаждению помещения, и по меньшей мере одной боковой стенкой (1с), в которой расположен по меньшей мере один выпуск (2) для воздуха, по меньшей мере одно установленное в корпусе (1), выполненное плоским и по существу горизонтально расположенное теплопередающее устройство (3) и по меньшей мере один установленный в корпусе (1) вентилятор (4) для всасывания окружающего воздуха из подлежащего охлаждению помещения, причем предусмотрена возможность протекания всасываемого вентилятором (4) воздуха по меньшей мере по существу в вертикальном направлении через плоское теплопередающее устройство (3) и его отклонения вентилятором (4) в горизонтальном направлении к выпуску (2) для воздуха, отличающееся тем, что вентилятор (4) и выпуск (2) для воздуха расположены над теплопередающим устройством (3).

2. Устройство для охлаждения воздуха по п. 1, отличающееся тем, что в корпусе (1) под теплопередающим устройством (3) расположен по меньшей мере один впуск (5) для воздуха.

3. Устройство для охлаждения воздуха по п. 1 или 2, отличающееся тем, что по меньшей мере в одной боковой стенке (1с) расположен впуск (5) для воздуха.

4. Устройство для охлаждения воздуха по п. 2 или 3, отличающееся тем, что корпус содержит четыре боковые стенки (1а, 1b, 1с, 1d), причем в одной или каждой боковой стенке (1а, 1b), в которой предусмотрен выпуск (2) для воздуха, отсутствует впуск (5) для воздуха, и наоборот.

5. Устройство для охлаждения воздуха по одному из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что между теплопередающим устройством (3) и вентилятором (4) расположена разделительная пластина (6) с отверстием (6а) для пропуска воздуха.

6. Устройство для охлаждения воздуха по п. 5, отличающееся тем, что отверстие (6а) для пропуска воздуха соосно вентилятору (4), расположенному над разделительной пластиной (6).

7. Устройство для охлаждения воздуха по п. 5 или 6, отличающееся тем, что предусмотрена возможность поступления воздуха, всасываемого в боковом направлении через впуск (5) для воздуха, по меньшей мере по существу в горизонтальном направлении в корпус, отклонения его там в вертикальном направлении, протекания вертикально через теплопередающее устройство (3) и поступления в вентилятор (4) в вертикальном направлении через отверстие (6а) для пропуска воздуха.

8. Устройство для охлаждения воздуха по одному из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что теплопередающее устройство (3) выполнено в виде микроканального или ламельного теплообменника.

9. Устройство для охлаждения воздуха по п. 8, отличающееся тем, что предусмотрена возможность протекания всасываемого воздуха через теплопередающее устройство (3) параллельно ламелям ламельного теплообменника или параллельно расположенным зигзагом ламелям микроканального теплообменника.

10. Устройство для охлаждения воздуха по одному из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что теплопередающее устройство (3) содержит трубы (3а) или каналы (3b), через которые предусмотрена возможность протекания хладагента.

11. Устройство для охлаждения воздуха по п. 10, отличающееся тем, что предусмотрена возможность протекания всасываемого воздуха через теплопередающее устройство (3) перпендикулярно направлению протекания хладагента, протекающего через трубы (3а) или каналы (3b) теплопередающего устройства (3).

12. Устройство для охлаждения воздуха по одному из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что дно (1а) содержит углубление или поддон (8) для сбора конденсационной воды.

13. Устройство для охлаждения воздуха по одному из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что вентилятор (4) выполнен в виде центробежного или диагонального вентилятора.

14. Способ охлаждения воздуха в помещениях, в частности в доступных для прохода складских помещениях и холодильных камерах, в котором подлежащий охлаждению воздух всасывают посредством вентилятора (4) в корпус (1) устройства для охлаждения воздуха, там направляют через плоское и по меньшей мере по существу горизонтально расположенное теплопередающее устройство (3) и выдувают посредством вентилятора (4) по меньшей мере через один боковой выпуск (2) для воздуха из корпуса (1), причем вентилятор (4) и выпуск (2) для воздуха расположены над теплопередающим устройством (3), а всасываемый вентилятором (4) воздух направляют через плоское теплопередающее устройство (3) по меньшей мере по существу в вертикальном направлении и отклоняют посредством вентилятора в горизонтальном направлении к боковому выпуску (2) для воздуха.