Система кондиционирования воздуха Советский патент 1992 года по МПК F24F5/00 

Изобретение относится к холодильной технике, в частности к технике вентиляции и кондиционирования воздуха в замкнутых помещениях транспортных средств различного назначения.

Известно устройство для кондиционирования воздуха, содержащее последовательно установленный в поток обрабатываемого воздуха испаритель и конденсатор холодильной машины, компрессор, дроссель, воздухо-воздушный теплообменник, включенный одной полостью в поток воздуха перед испарителем, а другой полостью между испарителем и конденсатором.

Недостатком данного устройства является то, что оно не обеспечивает требуемых температурных и влажностных характеристик кондиционируемого воздуха при переменных значениях температуры и

влажности исходного воздуха, отсутствует возможность регулирования режимов работы. Это приводит, в частности, к влажному ходу компрессора, снижению термодинамической эффективности устройства из-за недоиспользования холодопроизводитель- ности холодильного контура. Этот недостаток частично устранен в системе кондиционирования воздуха, содержащей холодильный контур, в котором последовательно установлены компрессор, конденсатор, регенеративный теплообменник, дроссель, двухсекционный испаритель и воздушный контур с линиями прямого и обратного потоков, в который включены вентилятор, холодильная камера и упомянутый испаритель, в котором первая секция снабжена на входе вентилем, а две другие секции включены перед второй секцией испарителя в воздушный контур, соответстVJ00

ел со

венно, в линии прямого и обратного потоков, при этом в линиях прямого и обратного потоков воздушного контура размещены влагопоглощающие фитили, а на дне испарителя размещен капиллярно-пористый влагосборник, гидравлически соединенный с фитилями. Конденсирующаяся на поверхностях испарителя влага поглощается фитилями и отводится к капиллярно-пористому влагосборнику, соединенному с линией отбора конденсата.

Недв6т1т к§м и этой системы являются большие габариты и вес, определяемые наличием длинных фитилей большого сечения, размещенных в линиях прямого и обратного потоков воздушного контура испарителя, что непригмлемо, особенно для транспортных средств, а также неустойчивая работа и уменьшенное влагопоглоще- ние при изменении пространственного положения и пониженной гравитации. Это объясняется тем, что отделение и сбор влаги из воздуха фитилями осуществляется только за счет естественных процессов - сил поверхностного натяжения, гравитации и др., которые составляют очень малую величину.

Цель изобретения -уменьшение массо- габаритных параметров и повышение эф- фективностТ осушки воздуха в условиях изменения пространственного положения системы и отсутствия гравитации.

Поставленная цель достигается тем, что в известной системе кондиционирования, содержащей холодильный контур, включающий компрессор, конденсатор, регенеративный теплообменник, дроссель м испаритель, и воздушный контур с линиями прямого и обратного потоков воздуха, центробежным воздушным нагнетателем в кожухе, испарителем холодильного контура, влагопоглотителем и устройством отвода конденсата, центробежный воздушный нагнетатель расположен в испарителе и сообщен входом с прямым, а выходом - с обратным потоками воздуха, при этом кожухиагнетателя выполнен с внутренними и наружными стенками с образованием между ними полости, заполненной влагопоглощающим материалом, причем на внутренней стенке расположена перфорация, а полость кожуха подключена к устройству отвода конденсата. Перфорация выполнена в виде щелей, направленных под углом к плоскости установки нагнетателя, при этом форма, размеры и размещение перфорации могут быть различными, а ширина щели равна или больше диаметра капли воды. Зазор между стенками и перфорация заполнены влагопоглощающим материалом, например, пенополивинилформалем, подключенным к устройству отвода конденсата.

Размещение воздушного нагнетателя на выходе прямого потока воздуха, в наиболее холодной зоне воздушного тракта внутри испарителя позволяет повысить эффективность поглощения влаги из воздуха, т. к. эта зона является самой холодной в системе и, следовательно, содержание вла0 гм в капельном состоянии будет неиболь- шим, при этом для отделения капельной влаги используются центробежные силы, благодаря чему капли с большой скоростью отбрасываются к внутренней стенке воз5 душного нагнетателя, где поглощаются влагопоглощающим материалом. Высокоэффективное отделение влаги осуществляется без дополнительных затрат энергии на прокачку потока и покрытие гидропотерь, при

0 минимальной поверхности и объеме влаго- поглощающего материала, что уменьшает объем и массу испарителя и системы в целом.

На фиг. 1 приведена схема устройства;

5 на фиг. 2 - конструктивная схема испарителя; на фиг. 3 - конструкция кожуха воздушного нагнетателя.

Система кондиционирования воздуха содержит холодильный 1 и воздушный 2

0 контуры. Холодильный контур 1 состоит из компрессора 3, конденсатора 4, регенеративного теплообменника 5. дросселя 6. Воздушный контур 2 содержит центробежный воздушный нагнетатель 11, размещенный

5 на выходе прямого потока воздуха, теплообменник секции 7, теплообменник секции 10 испарителя 8. По воздушному контуру испаритель 8 включает воздушный коллектор входа 20, промежуточный коллектор 21, со0 единенный с нагнетателем 11, кожух 22 которого выполнен двухстенным с внутренней 23 и наружной 24 стенками с образованием зазора между ними, внутренняя стенка 23 имеет перфорацию 25, а зазор между стен5 ками 23 и 24 и перфорация 25 заполнены влагопоглощающим материалом 26, например, пенополивинилформалем и соединен с линией отвода конденсата 27 (поглощенной влаги). Испаритель 8 представляет собой

0 двухсекционный трехпоточный аппарат, который выполнен в виде теплообменного блока, включающего пластины 12 с перфорацией 13, разделенного коллекторами 14 и 15 на секции 16 и 17. Количество секций

5 можно изменять соответствующим коллек- тированием.

Хладагент в секциях движется по трубкам 18, которые выполнены в виде змеевиков (на рис. не показано) и соединены с пластинами 12 лайкой или сваркой.

Обратный поток хладагента из секций 16 и 17 испарителя 8 собирается в коллектор 19 обратного потока.

Система работает следующим образом.

Сжатый в компрессоре 3 хладагент на- правляется в конденсатор 4, где конденсируется за счет охлаждающей жидкости. Далее хладагент поступает в регенеративный теплообменник 5, где охлаждается обратным потоком из испарителя 8 и дросселируется в дросселе 6. После дросселя б поток хладагента разделяется на 2 потока и направляется в секции 7 и 10 испарителя- 8 холодильного контура 1 и в секцию 10 - через вентиль 9.

Система работает в двух основных режимах.

Первый - режим осушения воздуха осуществляется при закрытом вентиле 9. Второй - режим охлаждения и осушения воздуха осуществляется при открытом вентиле 9. В первом режиме (осушения) хладагент в процессе кипения в трубках 18 секции 7 охлаждает пластины 12 только этой секции, а пластины 12 секции 10 не охлаждают- ся. Воздух от потребителя (камеры, отсека) отбирается воздушным нагнетателем 11, при этом воздух от потребителя движется по коллектору входа 20, проходит через перфорацию пластин 12 секций 10 и 7, при этом в секции 7 он охлаждается, капельная влага отбрасывается на стенки 23 кожуха 22, где поглощается гидрофильным материалом 26 и отводится устройством отвода конденсата 27. Осушенный и частично охлажденный воздух нагнетателем 11 подается в секцию 17, при этом в нижней части он не охлаждается из-за отсутствия теплообменной поверхности, а в верхней части секции 17 он нагревается за счет теплообмена через пер- форацию пластин 12 секции 10с воздухом прямого потока. Такой осушенный и теплый воздух по воздуховоду (на рис. не показан) поступает к потребителю.

Во втором режиме осушения и охлажде- ния процесс идет аналогично. При этом, поскольку вентиль 9 открыт, идет дополнительное охлаждение воздуха в верхней части секции 17r n результате воздух осушенный и охлажденный подается к потребителю.

Промежуточные режимы, осушение с частичным охлаждением, обеспечиваются соответствующим положением вентиля 9.

Предлагаемая система позволяет уменьшить массогабаритные параметры, т. к. уменьшается масса и габариты устройства, обеспечивающего отвод конденсата, и повысить эффективность поглощения и отвода конденсата на 30-40% за счет увеличения скоростей движения и площади контакта воздуха и капельной влаги с влаго- поглощающим материалом.

Формула изобретения

1.Система кондиционирования воздуха, содержащая холодильный контур, включающий компрессор, конденсатор, регенеративный теплообменник, дроссель и испаритель, и воздушный контур с линиями прямых и обратных потоков воздуха, центробежным воздушным нагнетателем в кожухе, испарителем холодильного контура, влагопоглотителем и устройством отвода конденсата, отличающаяся тем,что, с целью уменьшения массогабаритных параметров, а также повышения эффективности осушки воздуха в условиях отсутствия гравитации и изменения пространственного положения системы, центробежный воздушный нагнетатель расположеь в испарителе и сообщен входом с прямым, а выходом - с обратным потоками воздуха, при этом кожух нагнетателя выполнен с внутренними и наружными стенками с образованием между ними полости, заполненной влагопоглотителем из влагопоглощающего материала, причем на внутренней стенке расположена перфорация, а полость кожуха подключена к устройству отвода конденсата.

2.Система поп. 1, отличающая- с я тем, что перфорация выполнена в виде щелей, направленных под углом к плоскости установки нагнетателя.

v

J

ar 1I

26 25 24 23 22

Использование: в замкнутых помещениях транспортных средств. Сущность изобре- тения: холодильный контур содержит компрессор, конденсатор, регенеративный теплообменник, дроссель и испаритель. Воздушный контур содержит линии прямых и обратных потоков воздуха, центробежный воздушный нагнетатель в кожухе, испаритель холодильного контура, влаго- поглотит ель и устр-во отвода конденсата. Нагнетатель расположен в испарителе и сообщен входом с прямым, а выходом - с обратными потоками воздуха. Кожух нагнетателя выполнен с внутренними и наружными стенками с образованием между ними полости. Полость заполнена влаго- поглотителем из влагопоглощающего материала. На внутренней стенке расположена перфорация. Полость подключена к устр-ву отвода конденсата. Перфорация выполнена в виде щелей, направленных под углом к плоскости установки нагнетателя. 1 з. п ф- лы, 3 ил.

Фиг.З