ПРИТОЧНО-РЕЦИРКУЛЯЦИОННАЯ УСТАНОВКА С ФУНКЦИЕЙ ИЗМЕНЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ВОЗДУХА И СПОСОБ ИЗМЕНЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ВОЗДУХА Российский патент 2023 года по МПК F24F7/00 F24F1/03 

Область техники

[0001] Настоящее изобретение относится к комнатным приточно-рециркуляционным установкам, обеспечивающим подачу свежего воздуха в помещение, а также изменение температуры как приточного, так и рециркуляционного воздуха.

Уровень техники

[0002] С целью очищения и/или изменения температуры воздуха в закрытых офисных и жилых помещениях зачастую ставят различную климатическую технику такую, как очистители воздуха, воздушные клапаны, кондиционеры и т.д. Каждое из этих устройств обладает своим рядом функций. Например, кондиционеры обеспечивают циркуляцию воздуха в помещении и охлаждают или подогревают его, очистители воздуха очищают рециркуляционный воздух, а воздушные клапаны подают свежий воздух с улицы в помещение. Комнатные приточно-рециркуляционные установки обладают возможностью как подавать приточный свежий воздух с улицы в помещение, очищая и подогревая его, так и очищать рециркуляционный воздух в помещении. Однако, до сих пор на рынке нет устройств, способных в том числе охлаждать и приточный, т.е. свежий, воздух, сохраняя при этом равную или хотя бы примерно равную производительность по приточному и по рециркуляционному воздуху.

[0003] Приточно-рециркуляционные установки обычно оснащены по крайней мере одним отверстием для забора воздуха с улицы, по крайней мере одним отверстием для забора воздуха из помещения и по крайней мере одним отверстием для вывода воздуха в помещение. В корпусе устанавливаются вентиляторы для обеспечения движения воздуха от отверстия для забора до отверстия для вывода воздуха через фильтрующий блок и нагреватель. Чаще всего установки, фильтрующие воздух состоят из по крайней мере одного фильтра грубой очистки и по крайней мере одного фильтра тонкой очистки. Однако, такие устройства обычно способны только подогревать приточный воздух, а для эффективного его охлаждения необходимо сконструировать установку, сочетающую в себе приточно-рециркуляционную установку с системой теплообмена, способной отводить тепло.

[0004] Из уровня техники известно техническое решение, раскрытое в заявке JP 2007085703 A (опубл.: 05.04.2007 г.; МПК: F24F 1/00; F28F 19/04; F28F 1/32; F25F 39/02; F24F 6/00). Заявленный в ней кондиционер состоит из трубы для подачи наружного воздуха, теплообменника, гидрофобной пленки и гидрофильной пленки. Трубка подачи наружного воздуха представляет собой трубопровод для подачи наружного воздуха в помещение в качестве приточного воздуха. Теплообменник установлен на стороне выпуска в направлении потока приточного воздуха. Теплообменник включает теплообменную трубку и ребро. Ребро изготовлено из алюминия или алюминиевого сплава и закреплено на теплообменной трубке. Ребро покрыто гидрофобной пленкой. Далее на гидрофобной пленке формируется гидрофильная пленка.

[0005] При таком узком приточном канале применение тангенциального вентилятора не является возможным, т.к. тангенциальный вентилятор не способен прокачивать воздух через такой узкий приточный канал. Помимо этого, применение узкого канала для притока свежего воздуха значительно снижает производительность устройства относительно приточного воздуха. То есть, свежий воздух будет подаваться в помещение в пренебрежимо малых пропорциях по сравнению с рециркуляционным воздухом. Второй недостаток заключается в том, что кондиционер включает большое количество дополнительных блоков, а именно блок обогащения воздуха кислородом и блок увлажнения. Это значительно увеличивает себестоимость устройства, а также сложность его производства. Более того, большое количество внутренних элементов, расположенных по потоку воздуха, увеличивает перепад давления в воздушном потоке и, как следствие, увеличивает шум, производимый вентиляторами устройства. Третьим недостатком является то, что приточный воздух, при использовании устройства, описанного в аналоге, не очищается перед попаданием в помещение. Очищается лишь рециркуляционный воздух посредством грубой очистки. Таким образом, невозможно гарантировать чистоту воздуха в помещении, т.к. мелкодисперсная пыль и различный мелкий мусор могут попадать в помещение вместе с приточным воздухом.

[0006] Также из уровня техники известна система охлаждения и обогрева с использованием вентиляционной установки по патенту KR 101427553 B1 (опубл. 07.04.2014 г.; МПК: F24F 3/147; F24F 3/153; F24F 11/02). Система включает регенератор, вентилятор для подачи наружного воздуха, вентилятор для подачи охлаждающего воздуха, воздуходувку с рекуперацией тепла, соединенную с выпускной стороной вентилятора, и блок управления. При этом, когда температура To наружного воздуха равна или ниже установленной температуры Tsa приточного воздуха, цикл охлаждения охлаждающего устройства останавливается, и вентилятор с рекуперацией тепла переключается в режим обогрева. Причем, цикл охлаждения охлаждающего устройства останавливается, когда температура Toa наружного воздуха ниже или равна верхнему пределу Tth установленной температуры Tsa подаваемого воздуха. Воздуходувка с рекуперацией тепла, в свою очередь, запускает цикл охлаждения охлаждающего устройства, когда температура Toa наружного воздуха ниже установленной температуры Troom в помещении, превышающей верхний предел Tth температуры окружающей среды, так что теплообменник внутреннего блока работает в комбинированный режим охлаждения.

[0007] В отличие от настоящего устройства, настоящая система является встраиваемой в вентиляционную систему помещений. Таким образом, она не предназначена для индивидуального применения в помещении.

[0008] Известно устройство CoolBox компании ООО «ТУРКОВ» (Электронный ресурс. Режим доступа: https://turkov.ru/upload/iblock/4a5/jrhy5hb1evrjjy91w3bhsucce5jgwofj.pdf; Дата обращения: 17.09.2022 г.). Устройство состоит из наружного блока и внутреннего блока. Наружный блок представляет собой компрессорный конденсаторный блок, предназначенный для работы с приточными и приточно-вытяжными установками. Кипение (фазовый переход) хладагента обеспечивает капиллярная трубка установленная непосредственно в оборудовании. Внутренний блок представляет собой фреоновый канальный охладитель, предназначенный для охлаждения подаваемого воздуха. В качестве хладагента используется фреон R410A. При работе с R410A требуется обязательное удаление воздуха двухступенчатым вакуумным насосом с обратным клапаном для предотвращения попадания масла вакуумного насоса в гидравлический контур. Также возможно использование фреонов R22 и R407C в качестве хладагентов.

[0009] В описанном блоке отсутствует вентилятор, т.к. устройство является канальным блоком, т.е. внедряемым в системы вентиляции. Таким образом, она не предназначена для индивидуального применения в помещении.

[0010] Еще одним аналогом настоящего устройства является Royal Fresh компании ООО «Роял Термо РУС» (Электронный ресурс. Режим доступа: https://fresh.royal.ru; Дата обращения: 17.09.2022 г.). Устройство, по сути, представляет собой сплит-систему, т.е. состоит из внутреннего и наружного блоков, и оснащено функцией притока свежего воздуха с улицы в объеме до 60 м3/час, до -15 °С наружного воздуха. При этом в устройстве воздух обезараживается с помощью УФ-обработки, а очищается посредством HEPA-фильтра класса H11 и фильтра грубой очистки.

[0011] Первым недостатком аналога является то, что его производительность по приточному воздуху составляет до 60 м3/час. Такой приток свежего воздуха является пренебрежимо малым, особенно при применении в крупных офисных помещениях.

[0012] Также известно устройство Daikin FTXZ35N RXZ35N Ururu Sarara компании Daikin Industries, Ltd. (Электронный ресурс. Режим доступа: https://mob.daikin-com.ru/ftxz35n; Дата обращения: 17.09.2022 г.). Данный кондиционер выполнен с функцией увлажнения воздуха, а также притока свежего воздуха с улицы. Кондиционер самостоятельно увлажняет воздух при помощи осушения воздуха с улицы, забирая необходимое количество влаги и увлажняя комнатный воздух до необходимого уровня. Кроме того, кондиционер обеспечивает приток свежего воздуха с улицы по специальному гофрированному шлангу.

[0013] Недостаток заключается в том, что кондиционер включает дополнительный блок, а именно увлажнения. Это значительно увеличивает себестоимость устройства, а также сложность его производства. Более того, большое количество внутренних элементов, расположенных по потоку воздуха, увеличивает перепад давления в воздушном потоке и, как следствие, увеличивает шум, производимый вентиляторами устройства.

Сущность изобретения

[0014] Задачей настоящего изобретения является создание приточно-рециркуляционной установки с функцией изменения температуры воздуха, а также разработка способа изменения температуры воздуха, которые обеспечивают охлаждение в том числе приточного воздуха, сохраняя при этом высокую производительность по воздуху, а также уменьшение потребления электроэнергии при подогреве или охлаждении воздуха.

[0015] Данная задача решается заявляемым изобретением за счет достижения таких технических результатов, как высокоэффективное охлаждение и подогрев как рециркуляционного, так и приточного воздуха, сохраняя высокую производительность по воздуху, при этом уменьшая потребление электроэнергии при подогреве или охлаждении воздуха. Заявленный технический результат достигается в том числе, но не ограничиваясь, благодаря:

• наличию одного вентиляционного канала для забора приточного воздуха;

• возможности охлаждения приточного воздуха посредством холодильного контура, сохраняя при этом высокую производительность устройства;

• применению фреонового теплообменника;

• применению двух отдельных вентиляторов для приточного воздуха и рециркуляционного воздуха;

• разделение установки на секции притока и смешения.

[0016] Более полно, технический результат достигается приточно-рециркуляционной установкой с функцией изменения температуры воздуха, включающей воздушный канал для приточного воздуха, холодильный контур с хладагентом, внутренний блок и внешний блок. Внутренний блок включает по крайней мере секцию притока и секцию смешения, расположенные в одном корпусе и соединяющиеся друг с другом при помощи промежуточного отверстия. Причем в корпусе в области секции притока выполнено отверстие для забора приточного воздуха, сообщающееся с воздушным каналом. Секция притока включает нагревательный элемент, приточный вентилятор и по крайней мере один фильтр. При этом в корпусе выполнены отверстия для забора рециркуляционного воздуха и по крайней мере одно отверстие для вывода воздуха, а секция смешения включает теплообменник, соединенный с холодильным контуром установки, и вентилятор. В корпусе внешнего блока размещен компрессор и теплообменник, которые также соединены с холодильным контуром.

[0017] Воздушный канал для приточного воздуха в сочетании с отверстием для забора приточного воздуха необходим для организации притока воздуха с улицы в помещение. Это обеспечивает возможность снабжать помещение свежим воздухом, что особенно важно при повышении концентрации углекислого газа в помещении. Холодильный контур с хладагентом в сочетании с компрессором и теплообменником обеспечивают высокоэффективную систему изменения температуры воздуха, проходящего через теплообменник. В зависимости от выбранного режима, «охлаждения» или «нагрева», проходящий через теплообменник воздух охлаждается или нагревается, за счет отдачи тепла хладагенту или забору тепла от хладагента соответственно. Отверстия для забора приточного и рециркуляционного воздуха необходимы для ввода во внутренний блок воздуха, который необходимо обработать. Разделение корпуса на секцию притока и секцию смешения необходимо для того, чтобы не создавать большой перепад давления на вентиляторе, провоцирующий высокий уровень шума и способный вывести вентилятор из строя. Так, приточный воздух подается с помощью отдельного приточного вентилятора. Секция притока, оснащенная отдельным приточным вентилятором и по крайней мере одним фильтром, необходима для организации очистки приточного воздуха, не создавая при этом существенного перепада давления на вентиляторе секции смешения. Приточный вентилятор предназначен для организации потока приточного воздуха таким образом, что он поступает во внутренний блок через отверстие для забора приточного, проходит через секцию притока и ее внутренние элементы, обрабатываясь в процессе прохождения, и попадает в секцию смешения через промежуточное отверстие. Нагревательный элемент в секции притока при этом необходим для предотвращения обмерзания теплообменника и других внутренних элементов внутреннего блока. Вентилятор в секции смешения предназначен для организации воздушных потоков приточного воздуха от промежуточного отверстия и рециркуляционного воздуха от отверстия для забора рециркуляционного воздуха до отверстия для вывода воздуха, проводя потоки через теплообменник. Также вентилятор необходим для смешения воздушных потоков. Компрессор и теплообменник во внешнем блоке необходим для изменения агрегатного состояния хладагента. При этом их нахождение во внешнем блоке, т.е. на улице, позволяет отводить тепло наружному воздуху или подводить тепло от наружного воздуха в зависимости от необходимого агрегатного состояния хладагента. Отверстие для вывода воздуха позволяет выводить в помещение обработанный воздух, в том числе охлажденный и очищенный приточный воздух.

[0018] В качестве приточного вентилятора во внутреннем блоке может быть использован центробежный вентилятор. Такой вентилятор в сочетании с вышеописанной конструкцией приточно-рециркуляционной установки позволяет достичь еще большего снижения уровня шума, производимого установкой, а также достичь эффективного притока свежего воздуха в помещение. При этом на перепад давления на центробежном вентиляторе большое количество внутренних элементов оказывает меньшее влияние, нежели на другие типы вентиляторов.

[0019] В качестве вентилятора в секции смешения может использоваться тангенциальный вентилятор. Он создает более равномерный воздушный поток и обладает высоким КПД. При этом он может быть размещен внутри теплообменника. Так возможно гарантировать, что весь введенный в установку воздух пройдет через теплообменник перед выводом в помещение.

[0020] В качестве теплообменника возможно использовать фреоновый теплообменник.

[0021] Компрессор может являться компрессором инверторного типа. Благодаря этому может увеличиться холодо- или теплопроизводительность установки в целом, а также снизиться потребление электроэнергии.

[0022] Отверстие для забора приточного воздуха может быть оснащено заслонкой. Так, например, становится возможным закрывать отверстие для забора приточного воздуха и обрабатывать только рециркуляционный воздух. Заслонка при этом может являться дроссель-клапаном.

[0023] Секция притока может включать префильтр и высокоэффективный фильтр.

[0024] Промежуточное отверстие и отверстие для забора рециркуляционного воздуха могут быть размещены таким образом, что потоки приточного и рециркуляционного воздуха попадают в секцию смешения перекрестно друг другу.

[0025] Диаметр воздушного канала может составлять от 125 до 132 мм.

[0026] Отверстие для забора приточного воздуха также может быть оснащено датчиком температуры.

[0027] Таким образом, предложенная приточно-рециркуляционная установка обеспечивает высокоэффективное охлаждение и подогрев как рециркуляционного, так и приточного воздуха, при этом уменьшая потребление электроэнергии при подогреве или охлаждении воздуха. Важно также отметить, что большим достоинством настоящей установки является также ее компактность, т.е. она может использоваться отдельно от систем вентиляции и иных промышленных систем. Помимо этого, установка сохраняет примерно высокую производительность по приточному воздуху, которая составляет до 150 (±1) м3/ч.

[0028] Также технический результат достигается способом изменения температуры воздуха. Согласно способу, сначала вводят приточный воздух через воздушный канал и отверстие для забора приточного воздуха в секцию притока и вводят рециркуляционный воздух через отверстие для забора рециркуляционного воздуха в секцию смешения. После этого очищают приточный воздух при помощи по крайней мере одного фильтра. Далее вводят очищенный приточный воздух в секцию смешения через промежуточное отверстие. Затем введенный в установку воздух проводят через теплообменник, где меняют температуру потоков и смешивают их, после чего выводят обработанный воздух выводят через отверстие для вывода воздуха. При этом, в ходе работы установки хладагент циркулирует в холодильном контуре, а с помощью компрессора и теплообменников меняют агрегатное состояние хладагента в холодильном контуре так, что сначала проводят хладагент, находящийся в первом агрегатном состоянии в первом теплообменнике, по холодильному контуру к компрессору. Затем проводят хладагент через компрессор ко второму теплообменнику. Далее меняют агрегатное состояние хладагента во втором теплообменнике на второе агрегатное состояние, осуществляя теплообмен с наружным воздухом. После этого проводят хладагент, находящийся во втором агрегатном состоянии во втором теплообменнике, по холодильному контуру к первому теплообменнику. Затем меняют агрегатное состояние хладагента в первом теплообменнике на первое агрегатное состояние за счет теплообмена хладагента и введенного воздуха, изменяя при этом температуру введенного воздуха.

[0029] Этап ввода воздуха необходим для ввода приточного (свежего) и рециркуляционного воздуха, который необходимо обработать, во внутренний блок установки с целью последующей обработки внутри. Этап прохождения введенным воздухом теплообменника необходим для отдачи тепла хладагенту или забору тепла от хладагента. Очистка воздуха необходима для удаления их воздуха вредоносных частиц.

Вывод обработанного воздуха необходим для снабжения помещения воздухом комфортной температуры. То, что при этом хладагент циркулирует в холодильном контуре, а с помощью компрессора и теплообменников меняют агрегатное состояние хладагента в холодильном контуре, необходимо для непрерывного изменения температуры воздуха, проходящего через теплообменник.

[0030] Приточный и рециркуляционный воздух при этом могут вводить в секцию смешения в перекрестных направлениях. Это может дополнительно обеспечить лучшее смешение и предварительный теплообмен между потоками.

[0031] В случае, если температура приточного воздуха ниже 5 ºC, то могут подогревать приточный воздух. Это может позволить избежать обмерзания теплообменника и других внутренних элементов установки. Причем, подогревать приточный воздух могут до температуры от 5 до 10 ºC.

[0032] Перед вводом рециркуляционного воздуха в секцию смешения рециркуляционный воздух могут дополнительно очищать.

[0033] Приточный воздух могут очищать при помощи префильтра и высокоэффективного фильтра. Очистка воздуха высокоэффективным фильтром позволит очищать воздух от по крайней мере 95% частиц, чей характерный размер больше 0,3 мкм, что составляет существенно большую по концентрации часть всех вредоносных частиц в воздухе.

[0034] Таким образом, настоящий способ обеспечивает высокоэффективное охлаждение и подогрев как рециркуляционного, так и приточного воздуха, при этом уменьшая потребление электроэнергии при подогреве или охлаждении воздуха. Важно также отметить, что большим достоинством способа является возможность его применения в компактных установках, т.е. в тех, которые могут использоваться отдельно от систем вентиляции и иных промышленных систем. Помимо этого, применение настоящего способа в компактной приточно-рециркуляционной установке сохраняет высокую производительность по приточному воздуху, которая составляет до 150 (±1) м3/ч.

Описание чертежей

[0035] Объект притязаний по настоящей заявке описан по пунктам и чётко заявлен в формуле изобретения. Упомянутые выше задачи, признаки и преимущества изобретения очевидны из нижеследующего подробного описания, в сочетании с прилагаемыми чертежами, на которых показано:

[0036] На Фиг. 1 представлен схематичный вид приточно-рециркуляционной установки согласно настоящему изобретению.

[0037] На Фиг. 2 представлен схематичный вид внутреннего блока приточно-рециркуляционной установки в разрезе согласно настоящему изобретению (вид спереди).

[0038] На Фиг. 3 представлен схематичный вид внутреннего блока приточно-рециркуляционной установки в разрезе согласно настоящему изобретению (вид сбоку).

[0039] На Фиг. 4 представлена схема воздушных потоков во внутреннем блоке во время эксплуатации приточно-рециркуляционной установки согласно настоящему изобретению (вид спереди).

[0040] На Фиг. 5 представлена схема воздушных потоков во внутреннем блоке во время эксплуатации приточно-рециркуляционной установки согласно настоящему изобретению (вид сбоку).

[0041] Данные фигуры поясняются следующими позициями:

Позиция 1 – воздушный канал;

Позиция 2 – холодильный контур;

Позиция 3 – внутренний блок;

Позиция 31 – секция притока;

Позиция 311 – нагревательный элемент;

Позиция 312 – приточный вентилятор;

Позиция 313 – фильтр;

Позиция 32 – секция смешения;

Позиция 321 – теплообменник;

Позиция 322 – вентилятор;

Позиция 33 – промежуточное отверстие;

Позиция 34 – отверстие для забора приточного воздуха;

Позиция 35 – отверстие для забора рециркуляционного воздуха;

Позиция 36 – отверстие для вывода воздуха;

Позиция 4 – внешний блок;

Позиция 41 – компрессор.

Подробное описание изобретения

[0042] В приведенном ниже подробном описании реализации изобретения приведены многочисленные детали реализации, призванные обеспечить отчетливое понимание настоящего изобретения. Однако, квалифицированному в предметной области специалисту, очевидно, каким образом можно использовать настоящее изобретение, как с данными деталями реализации, так и без них. В других случаях хорошо известные методы, процедуры и компоненты не описаны подробно, чтобы не затруднять излишне понимание особенностей настоящего изобретения.

[0043] Кроме того, из приведенного изложения ясно, что изобретение не ограничивается приведенной реализацией. Многочисленные возможные модификации, изменения, вариации и замены, сохраняющие суть и форму настоящего изобретения, очевидны для квалифицированных в предметной области специалистов.

[0044] На Фиг. 1 представлен схематичный вид приточно-рециркуляционной установки согласно настоящему изобретению. Приточно-рециркуляционная установка включает воздушный канал 1 для приточного воздуха, холодильный контур с хладагентом 2, внутренний блок 3 и внешний блок 4. Внутренний блок 3 включает по крайней мере секцию притока 31 и секцию смешения 32, расположенные в одном корпусе и соединяющиеся друг с другом при помощи промежуточного отверстия 33. Причем в корпусе в области секции притока 31 выполнено отверстие для забора приточного воздуха 34, сообщающееся с воздушным каналом 1. Секция притока 31 включает нагревательный элемент 311, приточный вентилятор 312 и по крайней мере один фильтр 313. При этом в корпусе выполнены отверстия для забора рециркуляционного воздуха 35 и по крайней мере одно отверстие для вывода воздуха 36, а секция смешения 32 включает теплообменник 321, соединенный с холодильным контуром установки 2, и вентилятор 322. В корпусе внешнего блока 4 размещен компрессор 41, который также соединен с холодильным контуром 2.

[0045] Внутренний блок 3 размещается внутри помещения, в котором необходимо изменять температуру воздуха. При этом промежуточное отверстие 33, а также отверстия для забора приточного воздуха 34, рециркуляционного воздуха 35 и вывода воздуха 36 могут быть выполнены любой формы (например, круглыми, прямоугольными, квадратными, треугольными, многоугольными и т.д.) и любого размера. Предпочтительно выполнять отверстия (33-36) круглой формы или с кругленными краями. Это, во-первых, позволяет избежать засорения углов отверстий 34, 35 пылью и мелким мусором, а, во-вторых, способствует снижению турбулентности потока за счет отсутствия углов. Размер при этом должен быть такой, что мелкий мусор и крупная пыль могли проходить через отверстие для забора воздуха (34, 35), т.е. превышать их характерных размер. Также предпочтительно, чтобы устройство могло при этом очищать хотя бы 100 м³ воздуха в час (мощность, P). Таким образом, предпочтительный размер отверстий (33-36): где S – площадь отверстия 33-36, а v – скорость работы приточного вентилятора 312 или вентилятора 322. При выполнении нескольких отверстий для забора воздуха 34, 35 (т.е. каждого из них более одного) предпочтительно, чтобы их суммарная площадь была: где n – количество отверстий для забора воздуха 34, 35, Si – площадь i-ого отверстия для забора воздуха 34, 35, а Stotal – суммарная площадь отверстий для забора воздуха 34, 35. То же самое применимо и к отверстиям для вывода воздуха 36 и промежуточному отверстию 33. Исходя из этой формулы также видно, что при малой площади отверстия 33-36 необходимо повышать скорость работы вентилятора 312 или 322, соответственно, для обеспечения эффективной очистки воздуха. В таком случае, вентилятор 312 или 322 производит более высокий уровень шума за счет собственной высокой скорости работы, а также за счет того, что малый размер отверстий (33-36) приводит к большему аэродинамическому сопротивлению на пути потока воздуха.

[0046] Помимо этого, каждое из отверстий 34-36 может быть оснащено воздухораспределительными решетками. Они защищают устройство от попадания в корпус внутреннего блока 3 крупного мусора, способного повредить внутренние комплектующие устройства. Также они защищают от попадания влаги, что особенно важно для отверстия для забора приточного воздуха 34.

[0047] Воздушный канал (или воздуховод) для приточного воздуха 1, сообщающийся с по крайней мере одним отверстием для забора приточного воздуха 34, может быть выполнен пластиковым или металлическим. Он может иметь поперечное сечение круглой формы. Это, во-первых, позволяет избежать засорения углов угольных каналов пылью и мелким мусором, а, во-вторых, способствует снижению турбулентности потока за счет отсутствия углов. Также предпочтительно, чтобы поперечная площадь канала была равной и примерно равной площади отверстия для забора приточного воздуха 34. Это позволяет избежать перепадов давления на входе приточного воздуха в установку. В этих же целях предпочтительно, чтобы поперечное сечение канала было постоянным, однако возможны варианты выполнения, в которых поперечное сечение воздушного канала расширяется или сужается по потоку воздуха. Воздушный канал 1 предназначен для попадания приточного воздуха во внутренний блок 3 установки. Таким образом, становится возможным изменять температуру приточного воздуха перед его попаданием в помещение.

[0048] Важно при этом отметить, что при изготовлении установки, площади отверстия для забора приточного воздуха 34, поперечного сечения воздушного канала 1 и промежуточного отверстия 33 должны быть примерно равные друг другу, т.е. по крайней мере быть одного порядка. Это связано с тем, что для организации потока воздуха в секции притока 31 установки используется один приточный вентилятор 312, организовывающий поток приточного воздуха.

[0049] При этом отверстие для забора приточного воздуха 34 может быть меньше отверстия для забора рециркуляционного воздуха 35 (или их суммарной площади). Это возможно в случае, если в помещение необходимо подавать больше рециркуляционного воздуха, нежели свежего (приточного). Это может быть особенно важно при отрицательной температуре наружного воздуха. Однако, предпочтительно делать размер отверстия для забора приточного воздуха 34 таким, что при работе установки в режиме «приток и рециркуляция», поток приточного воздуха составлял по крайней мере 100 м³/ч для понижения концентрации углекислого газа в воздухе.

[0050] Предпочтительно, чтобы диаметр воздушного канала 1 составлял от от 125 до 132 мм. Именно в этом диапазоне возможно достичь высокую производительность установки по приточному воздуху в комнатной приточно-рециркуляционной установке, сохраняя при этом как высокую холодо- и теплопроизводительность, так и низкий уровень шума, производимого вентилятором 312.

[0051] Разделение корпуса на секцию притока 31 и секцию смешения 32 необходимо для того, чтобы не создавать большой перепад давления на вентиляторе 322, провоцирующий высокий уровень шума и способный вывести вентилятор 322 из строя. Так, приточный воздух подается с помощью отдельного приточного вентилятора 312. Секция притока 31, оснащенная отдельным приточным вентилятором 312 и по крайней мере одним фильтром 313, необходима для организации очистки приточного воздуха, не создавая при этом существенного перепада давления на вентиляторе 322 секции смешения 32.

[0052] Приточный вентилятор 312 предназначен для организации потока приточного воздуха таким образом, что он поступает во внутренний блок 3 через отверстие для забора приточного 34, проходит через секцию притока 31 и ее внутренние элементы, обрабатываясь в процессе прохождения, и попадает в секцию смешения 32 через промежуточное отверстие 33.

[0053] При этом в качестве приточного вентилятора 312 может использоваться вентилятор центробежного типа. Система центробежной конструкции являет собой нагнетательный механизм с радиальной архитектурой, который способен генерировать давление любого диапазона. Их преимущество заключается в том, что вентилятор центробежного типа обладает низким шумовым порогом. При этом центробежного вентилятора достаточно для того, чтобы вводить в установку от 100 м3/ч приточного воздуха. Это может быть важно, т.к. секция притока 31 включает большее количество внутренних элементов нежели секция смешения 32, образуя больший перепад давления не элементах соответственно. Так, если, например, в секции притока 31 будет размещен тангенциальный вентилятор, то при добавлении высокоэффективного фильтра 313 тангенциальный вентилятор не сможет прокачивать воздух на своей нормальной производительности. При повышении же производительности будет сильно увеличиваться расход электроэнергии, а также издаваемый вентилятором шум.

[0054] В качестве вентилятора 322 секции смешения 32 может использоваться тангенциальный вентилятор. Тангенциальные вентиляторы отличаются повышенной производительностью и созданием равномерного потока воздуха. Тогда становится возможным проводить через установку от 500 м3/ч воздуха (подразумевается объем только рециркуляционного воздуха). Однако, предпочтительно в таком случае не устанавливать в секцию смешения 32 высокоплотные элементы такие, как, например, высокоэффективные фильтры, по причинам, описанным выше.

[0055] Нагревательный элемент 311 в секции притока 31 необходим для предотвращения обмерзания теплообменника 321 и других внутренних элементов внутреннего блока 3. Это крайне важно при эксплуатации установки при отрицательных температурах наружного воздуха.

[0056] В качестве нагревательного элемента 311 может использоваться электрический нагреватель, в частности, PTC-нагреватель. Они обладают наиболее высокой удельной мощностью, энергоэффективностью, а также в них отсутствуют компоненты, увеличивающие вероятность перебоев в работе, такие как термостаты и др., что значительно увеличивает степень надёжности PTC-нагревателей. Помимо этого, PTC-нагреватели не сушат подогреваемый воздух, в отличии от электрокалориферов. При этом нагревательный элемент 311 может быть дополнительно оснащен элементами защиты от перегрева, например, биметаллическими размыкателями и/или термоплавкими предохранителями.

[0057] Важно отметить, что настоящая приточно-рециркуляционная установка может эффективно функционировать также и с выключенным нагревательным элементом 311 (или без него) если температура приточного воздуха не ниже 5 °С.

[0058] Предпочтительно при этом, чтобы перед нагревательным элементом 311 по потоку воздуха был размещен префильтр (или фильтр грубой очистки, на Фигурах не показан). Он может быть встроен в отверстие 34 или установлен параллельно нагревательному элементу 311 перед ним. Так, крупная пыль и мелкий мусор не будут оседать на поверхности нагревательного элемента 311, что может привести к неприятному запаху в помещении. Фильтр грубой очистки обеспечивает очистку воздуха от пуха, сажи, частиц крупной пыли, насекомых и другого мелкого мусора, т.е. он задерживает крупную пыль и мелкий мусор, что продлевает ресурс высокоэффективного фильтра. Фильтр грубой очистки может представлять из себя неразборный кассетный фильтр с фильтрующим материалом из полиэстера класса очистки G1-G4 (EU1-EU4). Фильтры этого класса предназначены для улавливания крупных частиц. Могут использоваться и другие фильтровальные материалы, позволяющие очищать воздух от крупных частиц. При этом, предпочтительно использовать фильтр класса G4, т.к. он обладает наибольшей эффективностью (более 90 % частиц) среди фильтров грубой очистки.

[0059] Фильтр грубой очистки может быть выполнен в различной плоской форме. Во-первых, он может быть выполнен рулонным фильтров из нетканого материала. Во-вторых, он может быть выполнен в виде панельного фильтра с полиэстером или стекловолокном в качестве фильтровального материала. В-третьих, фильтр грубой очистки также может быть выполнен в виде кассетного фильтра, т.е. фильтра с гофрированным материалом для увеличенной площади фильтрации. Также он может быть выполнен в цилиндрической форме. При этом важно отметить, что отверстия для забора рециркуляционного воздуха 35 также могут быть оснащены префильтром.

[0060] Также в качестве фильтра 313 может использоваться высокоэффективный фильтр. Высокоэффективный фильтр (или фильтры HEPA/EPA) предназначен для очистки воздуха от частиц величиной более 0,25 мкм, в том числе от мельчайшей высокоаллергенной пыли (PM2.5), спор грибов, пыльцы, частиц смога и других мелких частиц. На фильтрах этого класса также оседают вирусы и бактерии. Возможно также выполнять высокоэффективный фильтр с возможностью обеззараживания поверхности высокоэффективного фильтра, благодаря чему осевшие на нем вирусы и бактерии будут дезактивироваться. В результате фильтр не будет опасен для пользователя при необходимости его замены, а также это предотвращает возможность размножения бактерий на его поверхности. Сам же фильтрующий материал высокоэффективного фильтра может быть выполнен сложенным гармошкой, т.е. гофрированным, формируя в нулевом приближении прямоугольный параллелепипед.

[0061] Может использоваться высокоэффективный фильтр не ниже класса E11 (H11), при котором высокоэффективный фильтр улавливает 95% вредоносных веществ в воздухе. При необходимости достичь еще более высокую степень очистки может использоваться высокоэффективный фильтр класса H12, улавливающий 99,5% вредоносных веществ, класса H13, улавливающий 99,95% вредоносных веществ, или класса H14, улавливающий 99,995% вредоносных веществ. Выбор класса зависит от сферы применения фильтра и от конкретной задачи. Таким образом, высокоэффективный фильтр в конструкции приточно-рециркуляционной установки, согласно настоящему изобретению, позволяет очищать воздух не менее чем от 95% вредоносных частиц и веществ, содержащихся в воздухе и чей характерный размер составляет более 0,3 мкм.

[0062] В качестве высокоэффективного фильтра может использоваться вставленный в рамку (для герметичности, прочности и удержания фильтровального материала в сложенном состоянии) волокнистый материал, сложенный в виде гармошки и/или сложенный многослойно. Волокна зачастую имеют диаметр 0.5-6.5 мкм, а расстояние между ними обычно равно 5-50 мкм. Волокна могут изготавливаться из бумаги и стекловолокна, а рамка может быть металлической, пластиковой и т.д. Улавливание высокоэффективным фильтром мелких частиц связано с двумя процессами: адгезией и аутогезией. Адгезия – это взаимодействие пыли с осаждающей поверхностью, в описываемом случае с волокнами высокоэффективного фильтра. Благодаря адгезии на чистых волокнах появляется первый слой пыли. Аутогезия (или «слипаемость») – это взаимодействие пылевых частиц между собой. Благодаря аутогенному взаимодействию частицы продолжают наслаиваться друг на друга, образуя на волокнах многослойные конгломераты. Природа адгезии и аутогезии лежит в молекулярном взаимодействии частиц друг с другом и с волокнами (силы Ван-дер-Ваальса). Эти силы появляются на расстоянии от одного до нескольких сот диаметров частиц. Для мельчайших частиц притяжение к волокну и пылевому слою настолько большое, что частицы надежно оседают на волокнах высокоэффективного фильтра.

[0063] Также высокоэффективный фильтр может дополнительно быть выполнен с возможностью обеззараживания. Обеззараживание может достигаться посредством выполнения высокоэффективного фильтра с антибактериальной пропиткой. В качестве антибактериальной пропитки может использоваться, например, пиритион цинка. Цинк пиритион активированный обладает противовоспалительной, антибактериальной и противогрибковой активностью. Аналогичный эффект будет достигаться при использовании частиц или ионов серебра в случае их инжекции в нетканую структуру высокоэффективного фильтра. Однако, инжекция частиц и ионов серебра значительно увеличивает себестоимость устройства. Помимо этого, эффект обеззараживания может достигаться за счет нанесения на переднюю по потоку воздуха поверхность высокоэффективного фильтра физического антибактериального слоя. Антибактериальный слой может также быть основан на пиритионе цинка. Также обеззараживание может происходить посредством ионов серебра, инжектированный в высокоэффективный фильтр.

[0064] Теплообменник 321 должен быть соединен с холодильным контуром 2 установки и предназначен для организации теплообмена между приточным и/или рециркуляционным воздухом и хладагентом, циркулирующем в холодильном контуре 2. Теплообменник 321 может включать трубку змеевикового типа (т.е. выполненную или загнутую в форме змеевика), оба конца которой соединены с холодильным контуром 2 так, что, по сути, трубка является частью холодильного контура 2. Важно, чтобы при этом поток воздуха мог вводиться в теплообменник 321 через по крайней мере одну из его сторон, проходить внутри теплообменника 321, контактируя с трубкой, и выводиться из теплообменника 321 через по крайней мере одну другую сторону теплообменника 321.

[0065] На Фиг. 2 и Фиг. 3 представлен схематичный вид внутреннего блока 3 приточно-рециркуляционной установки в разрезе согласно настоящему изобретению в виде спереди и в виде сбоку соответственно. Как видно из Фигур, в корпусе внутреннего блока 3 выполнены отверстия для забора приточного 34 и рециркуляционного 35 воздуха, а также отверстие для вывода воздуха 36. При этом во внутреннем блоке 3 последовательно по потоку приточного воздуха в секции притока 31 расположены нагревательный элемент 311, приточный вентилятор 312 и фильтр 313. В секции смешения 32 в направлении обоих потоков расположены теплообменник 321 и вентилятор 322.

[0066] Промежуточное отверстие 33, предназначенное для ввода приточного воздуха из секции притока 31 в секцию смешения 32 и отверстие для забора рециркуляционного воздуха 35 могут быть размещены так, что приточный и рециркуляционный воздух вводят в секцию смешения 32 перекрестных направлениях. Например, они могут быть расположены перпендикулярно друг другу. Это позволяет повысить степень смешения двух потоков в секции смешения 32, а также организовать предварительный теплообмен между потоками.

[0067] Внешний блок 4 размещается снаружи помещения, а именно на улице, для отвода или забора тепла из наружного воздуха. Внешний блок 4 должен включать по крайней мере компрессор 41 и теплообменник. Компрессор 41 необходим для организации циркуляции хладагента по холодильному контуру 2, а теплообменник – для изменения агрегатного состояния хладагента.

[0068] Таким образом, сочетание теплообменника 321 и компрессора 41, соединенных между собой посредством холодильного контура 2, позволяет изменять температуру (охлаждать или подогревать воздух) как приточного, так и рециркуляционного воздуха, следующим образом. В процессе работы установки хладагент циркулирует в холодильном контуре 2, а с помощью компрессора 41 и теплообменников меняют агрегатное состояние хладагента в холодильном контуре 2 так, что сначала проводят хладагент, находящийся в первом агрегатном состоянии в первом теплообменнике 321, по холодильному контуру 2 к компрессору 41. Затем проводят хладагент через компрессор 41 ко второму теплообменнику. Далее меняют агрегатное состояние хладагента во втором теплообменнике на второе агрегатное состояние. После этого проводят хладагент, находящийся во втором агрегатном состоянии во втором теплообменнике, по холодильному контуру 2 к первому теплообменнику 321. Затем меняют агрегатное состояние хладагента в первом теплообменнике 321 на первое агрегатное состояние за счет теплообмена хладагента и приточного и/или рециркуляционного воздуха, изменяя при этом температуру приточного и/или рециркуляционного воздуха.

[0069] В случае если приточный и/или рециркуляционный воздух необходимо охладить, под первым агрегатным состоянием понимается жидкая фаза хладагента. Контактируя с воздухом, жидкий хладагент вбирает в себя тепло из воздуха, проходящего через первый теплообменник 321, за счет чего меняет свое агрегатное состояние на второе агрегатное состояние (в данном примере под вторым агрегатным состоянием понимается газообразная фаза) и, соответственно, охлаждает воздух за счет проведенного теплообмена. После этого хладагент в газообразном состоянии попадает в компрессор 41, проходит через него и направляется далее по холодильному контуру 2 во второй теплообменник, в котором его агрегатное состояние снова меняется на первое агрегатное состояние, т.е. хладагент снова возвращается в жидкую фазу. При этом хладагент отдает тепло наружному воздуху.

[0070] В случае если приточный и/или рециркуляционный воздух необходимо подогреть, под первым агрегатным состоянием понимается газообразная фаза хладагента. Контактируя с воздухом, жидкий хладагент отдает тепло воздуху, проходящему через первый теплообменник 321, за счет чего меняет свое агрегатное состояние на второе агрегатное состояние (в данном примере под вторым агрегатным состоянием понимается жидкая фаза) и, соответственно, подогревает воздух за счет проведенного теплообмена. После этого хладагент в жидком состоянии попадает в компрессор 41, проходит через него и направляется далее по холодильному контуру 2 во второй теплообменник, в котором его агрегатное состояние снова меняется на первое агрегатное состояние, т.е. хладагент снова возвращается в газообразную фазу. При этом хладагент вбирает тепло из наружного воздуха.

[0071] Сочетание в настоящей приточно-рециркуляционной установке теплообменника 321, вентилятора 322, приточного вентилятора 312, а также воздушного канала 1, позволяет достичь высокой холодо- и теплопроизводительности по приточному воздуху, сохраняя при этом высокую производительность притока. Важно при этом отметить, что установка является компактной, т.е. не является частью промышленной системы или системы вентиляции здания, а используется отдельно.

[0072] Приточно-рециркуляционная установка, согласно настоящему изобретению, работает следующим образом. На Фиг. 4 и Фиг. 5 представлена схема воздушных потоков во внутреннем блоке 3 во время эксплуатации приточно-рециркуляционной установки согласно настоящему изобретению в виде спереди и сбоку соответственно, где пунктирной линией обозначен поток приточного воздуха, штрихпунктирной – рециркуляционного воздуха, а штрих-двойной пунктирной линией – смешанного воздуха. Как видно на Фиг. 4, приточный и рециркуляционный воздух попадают во внутренний блок 3 установки через отверстия для забора приточного 34 и рециркуляционного 35 воздуха соответственно. После этого поток приточного воздуха проходит через нагревательный элемент 312 и по крайней мере один фильтр 313 под действием вентилятора 312. Затем приточный воздух попадает в секцию смешения 32 через промежуточное отверстие 33. Причем, приточный и рециркуляционный воздух попадают в секцию смешения 32 перекрестно друг другу, что видно на Фиг. 5. После этого потоки приточного и рециркуляционного воздуха под действием вентилятора 322 проходят через теплообменник 321, в который поступает хладагент в первом агрегатном состоянии. За счет теплообмена с потоками воздуха хладагент меняет свое агрегатное состояние на второе агрегатное состояние, изменяя при этом температуру потоков приточного и рециркуляционного воздуха. Охлажденные или подогретые потоки воздуха попадают в вентилятор 322, в котором смешиваются. После этого смешанный воздух попадает в помещение через отверстие для вывода воздуха 36. В процессе работы установки хладагент циркулирует в холодильном контуре 2, а с помощью компрессора 41 и теплообменников меняют агрегатное состояние хладагента в холодильном контуре 2 так, что сначала проводят хладагент, находящийся в первом агрегатном состоянии в первом теплообменнике 321, по холодильному контуру 2 к компрессору 41. Затем проводят хладагент через компрессор 41 ко второму теплообменнику. Далее меняют агрегатное состояние хладагента во втором теплообменнике на второе агрегатное состояние, осуществляя теплообмен с наружным воздухом. После этого проводят хладагент, находящийся во втором агрегатном состоянии во втором теплообменнике, по холодильному контуру 2 к первому теплообменнику 321. Затем меняют агрегатное состояние хладагента в первом теплообменнике 321 на первое агрегатное состояние за счет теплообмена хладагента и приточного и/или рециркуляционного воздуха, изменяя при этом температуру приточного и/или рециркуляционного воздуха.

[0073] Компрессор 41 может являться компрессором инверторного типа. Такой компрессор 41 включает в себя инверторный блок управления (или инвертор, на Фигурах не показан). Инвертор преобразует переменный ток питания компрессора в постоянный, а затем формирует переменный ток с необходимой частотой. Такое преобразование позволяет в широких пределах регулировать скорость вращения двигателя компрессора (т.е. его мощность), и, как следствие, холодо- или теплопроизводительность установки в целом. По сравнению с другими типами компрессоров, инверторный способен работать в режиме сниженной мощности, за счет чего достигается, в том числе, снижение потребления электроэнергии.

[0074] Помимо показанных на Фиг. 1 элементов внешний блок 4 может также включать и другие стандартные для внешнего блока 4 элементы. Среди таких элементов может быть вентилятор внешнего блока, который увеличивает подачу наружного воздуха в корпус внешнего блока 4. Увеличенная подача наружного воздуха ускоряет процесс теплообмена, т.е. отдачи тепла хладагенту от наружного воздуха или отдачи тепла от хладагента наружному воздуху.

[0075] Также для ускорения теплообмена внешний блок может включать теплообменник внешнего блока. Аналогично теплообменнику 321 внутреннего блока, он может быть выполнен из трубки, загнутой в форму змеевика. Трубка можно быть подключена к холодильному контуру 2 посредством вентилей.

[0076] Также холодильный контур 2 может проходить через клапан, например трехходовой или четырехходовой клапан, размещенный во внешнем блоке 4. Клапан изменяет направление движения хладагента в холодильном контуре 2 и предназначен для изменения режима с обогрева на охлаждение и наоборот.

[0077] Как уже говорилось ранее, внешний блок 4 может включать все элементы, которые обычно включает внешний блок стандартного кондиционера. В рамках настоящего изобретения внутренняя конструкция внешнего блока 4 не ограничивается, т.к. именно благодаря конструкции внутреннего блока 3 в сочетании с воздушным каналом 1, холодильным контуром 2 и компрессором 41, находящимся во внешнем блоке 4, достигается заявленный технический результат, заключающийся в том числе в возможности охлаждения приточного воздуха. Таким образом, в сочетании с настоящим внутренним блоком 3, воздушным каналом 1 и холодильным контуром 2 может использоваться любой внешний блок 4, включающий компрессор 41, после его подключения к холодильному контуру 2.

[0078] В качестве хладагента в холодильном контуре 2 может использоваться фреон R32. Фреон R32 представляет собой бесцветный горючий нетоксичный газ. При этом фреон R32 имеет низкую плотность по сравнению с другими распространенными типами хладагентов (в частности, плотность фреона R410A выше примерно на 30%). Это, в свою очередь, уменьшает скорость расходования хладагента, что также делает установку в целом более экономичной. Также он менее вязок, что увеличивает энергоэффективность установки более чем на 5%. В сочетании, сниженные показатели плотности и вязкости обеспечивают повышение холодопроизводительности оборудования почти на 4%.

[0079] Отверстие для забора приточного 34 может быть оснащено заслонкой (на Фигурах не показаны). Заслонка позволяет переводить установку в режимы, «рециркуляция» и «смешанный». В режиме «рециркуляция» заслонка закрывается. В этом режиме обрабатывается только воздух, попавший в установку из помещения. Это может быть необходимо, например, если температура приточного воздуха слишком низкая или слишком высокая, ввиду чего теплообменник может недостаточно подогревать или охлаждать приточный воздух соответственно. В «смешанном режиме работы заслонка может оставаться открытой. Тогда будет обрабатывать как приточный, так и рециркуляционный воздух.

[0080] При этом также важно отметить, что отверстие для забора приточного воздуха 34 может быть размещено на любой из стенок корпуса в области секции притока 31. Конкретное размещение никак не сказывается на достигаемом техническом результате. Отличаться в том случае будет лишь размещение воздушного канала 1. В частности, можно обратить внимание, что на Фиг. 1 и на Фиг. 2 показаны два разных варианта размещения отверстия для забора приточного воздуха 34.

[0081] Также настоящей установкой может быть снижено потребление электроэнергии. Во-первых, это достигается за счет сочетания нагревательного элемента 311 и теплообменника 321. Так, при необходимости подогреть воздух, нагревательный элемент 311 может работать на меньшей мощности за счет того, что после будет производиться теплообмен с теплым рециркуляционным воздухом и хладагентом.

[0082] Также важно отметить, что нагревательный элемент 311 может позволить предотвратить обмерзание теплообменника 321 при введении в установку приточного воздуха отрицателей температуры. Для этого отверстие для забора приточного воздуха 34 может быть оснащено датчиком температуры (на Фигурах не показан). Датчик может быть подключен к нагревательному элементу 311. Тогда возможно сконфигурировать нагревательный элемент 311 таким образом, чтобы при введении приточного воздуха ниже заданной температуры, измеряемой датчиком температуры, нагревательный элемент подогревал приточный воздух до некоторой температуры из заранее заданного и определенного диапазона. Это может быть важным для продления срока эксплуатации установки, т.к. теплообменник 321 может выйти из строя при постоянном обмерзании. Также при обмерзании теплообменника 321, хладагент, циркулирующий в нем и в холодильном контуре 2, может начать загустевать (т.е. будет повышаться его плотность). Это может привести к значительному повышению расхода хладагента при эксплуатации установки. Более того, при слишком сильном загустении в холодильном контуре 2 могут образоваться застои, ввиду чего будет невозможна дальнейшая эксплуатация установки.

[0083] Способ изменения температуры воздуха, обеспечивающий изменение температуры воздуха, в том числе охлаждение приточного воздуха, а также уменьшение потребления электроэнергии при подогреве или охлаждении воздуха, реализовывают следующим образом. Сначала вводят приточный воздух через воздушный канал 1 и отверстие для забора приточного воздуха 34 в секцию притока 31 и вводят рециркуляционный воздух через отверстие для забора рециркуляционного воздуха 35 в секцию смешения 32. После этого очищают приточный воздух при помощи по крайней мере одного фильтра 313. Далее вводят очищенный приточный воздух в секцию смешения 32 через промежуточное отверстие 33. Затем введенный в установку воздух проводят через теплообменник 321, где меняют температуру потоков и смешивают их, после чего выводят обработанный воздух выводят через отверстие для вывода воздуха 36. При этом, в ходе работы установки хладагент циркулирует в холодильном контуре 2, а с помощью компрессора 41 и теплообменников меняют агрегатное состояние хладагента в холодильном контуре 2 так, что сначала проводят хладагент, находящийся в первом агрегатном состоянии в первом теплообменнике 321, по холодильному контуру 2 к компрессору 41. Затем проводят хладагент через компрессор 41 ко второму теплообменнику. Далее меняют агрегатное состояние хладагента во втором теплообменнике на второе агрегатное состояние, осуществляя при этом теплообмен с наружным воздухом. После этого проводят хладагент, находящийся во втором агрегатном состоянии во втором теплообменнике, по холодильному контуру 2 к первому теплообменнику 321. Затем меняют агрегатное состояние хладагента в первом теплообменнике 321 на первое агрегатное состояние за счет теплообмена хладагента и введенного воздуха, изменяя при этом температуру введенного воздуха.

[0084] При этом при наличии в приточно-рециркуляционной установке, работающей согласно настоящему способу, датчика температуры, расположенного вблизи отверстия для забора приточного воздуха 34, и нагревательного элемента 311 в секции притока 31, могут дополнительно подогревать приточный воздух, если его температура при вводе в установку ниже 5 ºC. Это может быть полезным не только при необходимости подогреть смешанный воздух, но и при охлаждении. При подогреве очевидно, что предварительный подогрев воздуха, чья температура ниже 5 ºC позволяет не только обеспечить большую вероятность подогрева воздуха до заданной необходимой температуры воздуха в помещении, но и предотвратить обмерзание теплообменника 321, как это описывалось ранее. Однако, при включении режиме охлаждение также предпочтительно подогревать приточный воздух, если его температура ниже 5 ºC. Такая необходимость при охлаждении может возникнуть, например, если зимой (не отрицательной температуре наружного воздуха) пользователь счел необходимым охладить воздух в помещении, но забыл закрыть заслонку, которой оснащено отверстие для забора приточного воздуха 34. При отсутствии подогрева в таком случае может также произойти обмерзание теплообменника 321. Также очевидно, что при введении холодного воздуха с улицы охлаждение воздуха в помещении будет происходить быстрее. Однако, т.к. воздух в помещении (подразумеваются жилые и офисные помещения и другие помещения без специфических требований к температуре воздуха) обычно охлаждают не ниже, чем до 20 ºC, воздух отрицательной температуры необязательно вводить в помещение для достижения такой степени охлаждения. Тогда подогрев позволит также предотвратить обмерзание теплообменника 321. При этом подогревать приточный воздух могут до температуры от 5 до 10 ºC. При подогреве до температуры ниже 5 ºC все еще может произойти существенное загустение хладагента, а при температуре выше 10 ºC повышается как расход электроэнергии на подогрев, так и понижается КПД охлаждения смешанного воздуха в целом.

[0085] Рециркуляционный воздух перед вводом в секцию смешения 32 могут также дополнительно очищать. Предпочтительно производить грубую очистку. Во-первых, грубая очистка позволит предотвратить попадание в корпус внутреннего блока 3 крупной пыли и мелкого мусора. Во-вторых, более высокая степень очистки рециркуляционная воздуха требует более эффективных и, как следствие, более плотных фильтров. Более плотные фильтры создадут больший перепад давления на пути потока воздуха, ввиду чего повыситься уровень шума, производимый вентилятором 322, а также существенно увеличить расход электроэнергии на эксплуатацию установки.

[0086] Приточный же воздух могут очищать как посредством префильтра, так и с помощью высокоэффективного фильтра 313 одновременно. Это связано с тем, что способ изменения температуры предполагает применение установки, в которой секция смешения 32 и секция притока 31 разделены. Таким образом, наличие высокоэффективного фильтра 313 в секции притока 31 не окажет существенного влияния на вентилятор 322, расположенный в секции смешения 32, зато обеспечить при этом более высокую степень очистки воздуха в целом. Очистка префильтром также предпочтительна. Причем, при подогреве приточного воздуха с помощью нагревательного элемента 311 предпочтительно предварительно очищать приточный воздух с помощью префильтра.

[0087] Вводить приточный и рециркуляционный воздух в секцию смешения 32 могут перекрестно друг другу для обеспечения более высокой степени смешения, а также организации предварительного теплообмена.

[0088] Важно отметить, что любые дополнительные элементы приточно-рециркуляционной установки, согласно настоящему изобретению, могут использоваться как все одновременно, так по отдельности и в любой комбинации. При их включении в установку будут достигаться описанные дополнительные технические результаты. Более того, дополнительные этапы способа изменения температуры воздуха могут также рассматриваться в качестве дополнительных функций дополнительных или основных элементов установки.

[0089] В настоящих материалах заявки представлено предпочтительное раскрытие осуществления заявленного технического решения, которое не должно использоваться как ограничивающее иные, частные воплощения его реализации, которые не выходят за рамки испрашиваемого объема правовой охраны и являются очевидными для специалистов в соответствующей области техники.

Настоящее изобретение относится к комнатным приточно-рециркуляционным установкам, обеспечивающим подачу свежего воздуха в помещение, а также изменение температуры как приточного, так и рециркуляционного воздуха. Приточно-рециркуляционная установка включает воздушный канал для приточного воздуха, холодильный контур с хладагентом, внутренний блок и внешний блок. Внутренний блок включает по крайней мере секцию притока и секцию смешения, расположенные в одном корпусе и соединяющиеся друг с другом при помощи промежуточного отверстия. Причем в корпусе в области секции притока выполнено отверстие для забора приточного воздуха, сообщающееся с воздушным каналом. Секция притока включает нагревательный элемент, приточный вентилятор и по крайней мере один фильтр. При этом в корпусе выполнены отверстия для забора рециркуляционного воздуха и по крайней мере одно отверстие для вывода воздуха, а секция смешения включает теплообменник, соединенный с холодильным контуром установки, и вентилятор. В корпусе внешнего блока размещен компрессор и теплообменник, соединенные с холодильным контуром. Таким образом, достигается высокоэффективное охлаждение и подогрев как рециркуляционного, так и приточного воздуха, с сохранением при этом высокой производительности и уменьшением потребления электроэнергии при подогреве или охлаждении воздуха. 2 н. и 16 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Приточно-рециркуляционная установка с функцией изменения температуры воздуха, включающая воздушный канал для приточного воздуха; холодильный контур с хладагентом; внутренний блок, включающий по крайней мере секцию притока и секцию смешения, расположенные в одном корпусе и соединяющиеся друг с другом при помощи промежуточного отверстия, причем в корпусе в области секции притока выполнено отверстие для забора приточного воздуха, сообщающееся с воздушным каналом, а секция притока включает нагревательный элемент; приточный вентилятор; по крайней мере один фильтр, при этом в корпусе выполнены отверстия для забора рециркуляционного воздуха и по крайней мере одно отверстие для вывода воздуха, а секция смешения включает теплообменник, соединенный с холодильным контуром установки и размещенный на пути потоков приточного и рециркуляционного воздуха; вентилятор; внешний блок, в корпусе которого размещен компрессор и теплообменник, соединенные с холодильным контуром.

2. Приточно-рециркуляционная установка с функцией изменения температуры воздуха по п. 1, отличающаяся тем, что отверстие для забора приточного воздуха оснащено заслонкой.

3. Приточно-рециркуляционная установка с функцией изменения температуры воздуха по п. 2, отличающаяся тем, что заслонка является дроссель-клапаном.

4. Приточно-рециркуляционная установка с функцией изменения температуры воздуха по п. 1, отличающаяся тем, что в качестве теплообменника использован фреоновый теплообменник.

5. Приточно-рециркуляционная установка с функцией изменения температуры воздуха по п. 1, отличающаяся тем, что в качестве компрессора использован компрессор инверторного типа.

6. Приточно-рециркуляционная установка с функцией изменения температуры воздуха по п. 1, отличающаяся тем, что в качестве приточного вентилятора использован вентилятор центробежного типа.

7. Приточно-рециркуляционная установка с функцией изменения температуры воздуха по п. 1, отличающаяся тем, что в качестве вентилятора использован вентилятор тангенциального типа.

8. Приточно-рециркуляционная установка с функцией изменения температуры воздуха по п. 7, отличающаяся тем, что тангенциальный вентилятор размещен внутри теплообменника.

9. Приточно-рециркуляционная установка с функцией изменения температуры воздуха по п. 1, отличающаяся тем, что секция притока включает префильтр и высокоэффективный фильтр.

10. Приточно-рециркуляционная установка с функцией изменения температуры воздуха по п. 1, отличающаяся тем, что промежуточное отверстие и отверстие для забора рециркуляционного воздуха размещены таким образом, что потоки приточного и рециркуляционного воздуха попадают в секцию смешения перекрестно друг другу.

11. Приточно-рециркуляционная установка с функцией изменения температуры воздуха по п. 1, отличающаяся тем, что диаметр воздушного канала составляет от 125 до 132 мм.

12. Приточно-рециркуляционная установка с функцией изменения температуры воздуха по п. 1, отличающаяся тем, что отверстие для забора приточного воздуха оснащено датчиком температуры.

13. Способ изменения температуры воздуха, по которому вводят приточный воздух через воздушный канал и отверстие для забора приточного воздуха в секцию притока и рециркуляционный воздух через отверстие для забора рециркуляционного воздуха в секцию смешения; очищают приточный воздух при помощи по крайней мере одного фильтра; вводят очищенный приточный воздух в секцию смешения через промежуточное отверстие; проводят введенный в установку приточный и рециркуляционный воздух через теплообменник, где меняют температуру потоков и смешивают их; выводят обработанный воздух через отверстие для вывода воздуха, при этом хладагент циркулирует в холодильном контуре, а с помощью компрессора и теплообменников меняют агрегатное состояние хладагента в холодильном контуре так, что проводят хладагент, находящийся в первом агрегатном состоянии в первом теплообменнике, по холодильному контуру к компрессору; проводят хладагент через компрессор ко второму теплообменнику; меняют агрегатное состояние хладагента во втором теплообменнике на второе агрегатное состояние, осуществляя теплообмен с наружным воздухом; проводят хладагент, находящийся во втором агрегатном состоянии во втором теплообменнике, по холодильному контуру к первому теплообменнику; меняют агрегатное состояние хладагента в первом теплообменнике на первое агрегатное состояние, изменяя при этом температуру введенного воздуха.

14. Способ изменения температуры воздуха по п. 13, отличающийся тем, что в случае если температура приточного воздуха ниже 5 C, то подогревают приточный воздух.

15. Способ изменения температуры воздуха по п. 14, отличающийся тем, что подогревают приточный воздух до температуры от 5 до 10°C.

16. Способ изменения температуры воздуха по п. 13, отличающийся тем, что перед вводом рециркуляционного воздуха в секцию смешения рециркуляционный воздух дополнительно очищают.

17. Способ изменения температуры воздуха по п. 13, отличающийся тем, что приточный воздух очищают при помощи префильтра и высокоэффективного фильтра.

18. Способ изменения температуры воздуха по п. 13, отличающийся тем, что в секцию смешения приточный и рециркуляционный воздух вводят перекрестно друг другу.