охладитель вентилируемого воздуха
Классы МПК: | B60H1/00 Отопительные, холодильные или вентиляционные устройства |
Автор(ы): | Макаровец Николай Александрович (RU), Кобылин Рудольф Анатольевич (RU), Костин Владимир Евгеньевич (RU), Анохин Виктор Александрович (RU), Анохин Валерий Викторович (RU), Гаев Дмитрий Владимирович (RU), Ершов Александр Владимирович (RU), Лобанов Игорь Юрьевич (RU) |
Патентообладатель(и): | Федеральное Государственное унитарное предприятие "Государственное научно-производственное предприятие "Сплав" (RU), Общество с ограниченной ответственностью "Яуза-Моторс" (RU) |
Приоритеты: |
подача заявки:
2008-05-22 публикация патента:
27.05.2009 |
Изобретение относится к области вентиляции и охлаждения воздуха в закрытых помещениях. Охладитель вентилируемого воздуха содержит вентиляторы, воздуховоды, корпус с патрубками входа и выхода потоков воздуха, емкость для воды, теплообменные секции с сухими и влажными каналами с влагопоглощающими пластинами, воздухораспределительную камеру. Вход сухих каналов теплообменных секций сообщен с патрубками входа потока воздуха, а выход - с расположенной на выходе сухих каналов теплообменных секций воздухораспределительной камерой, газодинамически сообщенной с патрубками выхода охлажденного потока и с входом влажных каналов теплообменных секций. Теплообменные секции выполнены в виде моноблоков, смонтированных в монтажные модули, которые поджаты друг к другу жестким фиксатором. Монтажные модули расположены под углом к продольной оси охладителя с образованием асимметричной приемной камеры. Моноблоки снабжены устройствами увлажнения влагопоглощающих пластин с поддонами, в одной из продольных стенок которых выполнены прямоугольные пазы. Вентилятор подачи воздуха смонтирован сзади, фильтр расположен горизонтально вдоль продольной оси охладителя и выполнен в виде цилиндра с торцевой крышкой. Вытяжной вентилятор закреплен на отдельном основании и сообщен посредством переходника, цилиндрического воздуховода, переходника с фланцем с патрубком выхода влажного воздуха. Технический результат заключается в обеспечении более высокой производительности при охлаждении вентилируемого воздуха, снижении трудоемкости при регламентном обслуживании, технологичности при изготовлении, повышении надежности и удобства эксплуатации охладителя. 6 з.п. ф-лы, 4 ил.
Формула изобретения
1. Охладитель вентилируемого воздуха, содержащий вентиляторы, воздуховоды, корпус с патрубками входа и выхода потоков воздуха, емкость для воды, теплообменные секции с сухими и влажными каналами с влагопоглощающими пластинами, воздухораспределительную камеру, вход сухих каналов теплообменных секций сообщен с патрубками входа потока воздуха, а выход - с расположенной на выходе сухих каналов теплообменных секций воздухораспределительной камерой, газодинамически сообщенной с патрубками выхода охлажденного потока и с входом влажных каналов теплообменных секций, отличающийся тем, что теплообменные секции выполнены в виде моноблоков, смонтированных в монтажные модули, монтажные модули поджаты друг к другу жестким фиксатором, при этом монтажные модули расположены под углом к продольной оси охладителя с образованием асимметричной приемной камеры, моноблоки снабжены устройствами увлажнения влагопоглощающих пластин с поддонами, в одной из продольных стенок которых выполнен один или несколько прямоугольных пазов, при этом вентилятор подачи воздуха смонтирован сзади, фильтр расположен горизонтально вдоль продольной оси охладителя и выполнен в виде цилиндра с торцевой крышкой, а вытяжной вентилятор закреплен на отдельном основании и сообщен посредством переходника, цилиндрического воздуховода, переходника с фланцем с патрубком выхода влажного воздуха.
2. Охладитель вентилируемого воздуха по п.1, отличающийся тем, что угол расположения монтажных модулей к продольной оси охладителя составляет 8-10°.
3. Охладитель вентилируемого воздуха по п.1, отличающийся тем, что влагопоглощающие пластины погружены в воду не менее чем на 0,04 своей высоты.
4. Охладитель вентилируемого воздуха по п.1, отличающийся тем, что ширина пазов в одной из продольных стенок поддона равна 0,2-0,3 ширины продольной стороны поддона.
5. Охладитель вентилируемого воздуха по п.1, отличающийся тем, что снабжен рециркуляционной системой подачи воды и контроля ее уровня.
6. Охладитель вентилируемого воздуха по п.1, отличающийся тем, что монтажные модули смонтированы вертикально не менее чем из 4 моноблоков.
7. Охладитель вентилируемого воздуха по п.1, отличающийся тем, что содержит не менее 12 моноблоков.
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к области вентиляции и охлаждения воздуха в закрытых помещениях.
Известны различные способы и устройства охлаждения наружного воздуха, в том числе устройства, в которых воздух охлаждают при постоянном влагосодержании, пропуская его по каналам с влагонепроницаемыми стенками, находящимися в теплообменном состоянии со смежными влажными каналами, по которым противотоком подается другой поток воздуха.
Известно устройство охлаждения воздуха, содержащее вентиляторы подачи основного и вспомогательного потоков, воздуховоды, корпус с патрубками входа и выхода потоков, размещенные в корпусе емкость для воды, теплообменные секции с сухими каналами и смежными влажными каналами с влагопоглощающими пластинами, воздухораспределительную камеру, вход сухих каналов части теплообменных секций соединен с патрубками входа вспомогательного потока, а выход - с воздухораспределительной камерой, вход сухих каналов другой части теплообменных секций соединен с патрубками входа основного потока, а выход - с патрубками выхода охлажденного основного потока, при этом воздухораспределительная камера расположена на выходе из сухих каналов теплообменных секций вспомогательного потока и сообщена газодинамически с входом влажных каналов всех секций, а патрубок выхода вспомогательного потока выполнен в виде камеры, внутри которой смонтированы с возможностью обдува влажным вспомогательным потоком патрубки входа основного и вспомогательного потока (см. патент РФ № 2140044, МПК F24F 3/14, опубл. 20.10.99 г., БИ № 29), принятый авторами за прототип.
Такая конструкция устройства позволяет охлаждать воздух, подаваемый в системы кондиционирования жилых и производственных помещений небольших размеров, но при необходимости увеличения производительности таких установок для охлаждения вентилируемого воздуха в помещениях больших размеров их конструкция резко усложняется, снижается экономичность и надежность в эксплуатации, повышается трудоемкость регламентного обслуживания, кроме того, она недостаточно технологична при изготовлении.
К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного устройства охлаждения воздуха, принятого авторами за прототип, относится то, что охлаждение воздуха осуществляют в жилых и производственных помещениях небольших размеров, но, как показывает практика, при необходимости увеличения производительности таких установок для охлаждения вентилируемого воздуха в помещениях больших размеров их конструкция резко усложняется, снижается экономичность и надежность в эксплуатации, повышается трудоемкость регламентного обслуживания, кроме того, она недостаточно технологична при изготовлении.
Таким образом, задачей данного технического решения (прототипа) является подача воздуха в системы кондиционирования жилых и производственных помещений небольших размеров, без обеспечения возможности увеличения производительности таких установок для охлаждения вентилируемого воздуха в помещениях больших размеров, менее трудоемких при регламентном обслуживании и технологичных при изготовлении, простых, экономичных и надежных в эксплуатации.
Общими признаками с предлагаемым охладителем вентилируемого воздуха являются вентиляторы, воздуховоды, корпус с патрубками входа и выхода потоков воздуха, емкость для воды, теплообменные секции, с сухими каналами и влажными каналами с влагопоглощающими пластинами, воздухораспределительная камера, вход сухих каналов теплообменных секций сообщен с патрубками входа потока воздуха, а выход - с расположенной на выходе сухих каналов теплообменных секций воздухораспределительной камерой, газодинамически сообщенной с патрубками выхода охлажденного потока и с входом влажных каналов теплообменных секций.
В отличие от прототипа, в предлагаемом авторами охладителе вентилируемого воздуха, теплообменные секции выполнены в виде моноблоков, смонтированы в монтажные модули, монтажные модули установлены в продольные направляющие и поджаты друг к другу жестким фиксатором, монтажные модули расположены под углом к продольной оси охладителя с образованием асимметричной приемной камеры, моноблоки снабжены устройствами увлажнения влагопоглощающих пластин с поддонами, в одной из продольных стенок которых выполнен один или несколько прямоугольных пазов, при этом вентилятор подачи воздуха смонтирован сзади, фильтр расположен горизонтально вдоль продольной оси охладителя и выполнен в виде цилиндра с торцевой крышкой, а вытяжной вентилятор закреплен на отдельном основании и сообщен посредством переходника, цилиндрического воздуховода, переходника с фланцем с патрубком выхода влажного воздуха.
В частных случаях, то есть в конкретных формах выполнения, изобретение характеризуется следующими признаками:
- угол расположения монтажных модулей к продольной оси охладителя составляет 8-10°;
- влагопоглощающие пластины погружены в воду не менее 0,04 своей высоты;
- ширина пазов в одной из продольных стенок поддона равна 0,2-0,3 ширины продольной стороны поддона;
- охладитель снабжен рециркуляционной системой подачи воды и контроля ее уровня;
- монтажные модули смонтированы вертикально не менее чем из 4 моноблоков;
- содержит не менее 12 моноблоков.
Именно это позволяет сделать вывод о наличии причинно-следственной связи между совокупностью существенных признаков заявленного технического решения и достигаемым техническим результатом.
Указанные признаки, отличительные от прототипа, и на которые распространяется испрашиваемый объем правовой охраны во всех случаях достаточны.
Задачей предлагаемого изобретения является обеспечение более высокой производительности для охлаждения вентилируемого воздуха в помещениях больших размеров, менее трудоемких при регламентном обслуживании и технологичных при изготовлении, простых, экономичных и надежных в эксплуатации.
Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известном охладителе вентилируемого воздуха, содержащем вентиляторы, воздуховоды, корпус с патрубками входа и выхода потоков воздуха, емкость для воды, теплообменные секции с сухими каналами и влажными каналами с влагопоглощающими пластинами, воздухораспределительную камеру, вход сухих каналов теплообменных секций сообщен с патрубками входа потока воздуха, а выход - с расположенной на выходе сухих каналов теплообменных секций воздухораспределительной камерой, газодинамически сообщенной с патрубками выхода охлажденного потока и с входом влажных каналов теплообменных секций, особенность заключается в том, что теплообменные секции выполнены в виде моноблоков, смонтированы в монтажные модули, монтажные модули установлены в продольные направляющие и поджаты друг к другу жестким фиксатором, монтажные модули расположены под углом к продольной оси охладителя с образованием асимметричной приемной камеры, моноблоки снабжены устройствами увлажнения влагопоглощающих пластин с поддонами, в одной из продольных стенок которых выполнен один или несколько прямоугольных пазов, при этом вентилятор подачи воздуха смонтирован сзади, фильтр расположен горизонтально вдоль продольной оси охладителя и выполнен в виде цилиндра с торцевой крышкой, а вытяжной вентилятор закреплен на отдельном основании и сообщен посредством переходника, цилиндрического воздуховода, переходника с фланцем с патрубком выхода влажного воздуха.
Новая совокупность конструктивных элементов, а также наличие связей между ними позволяет, в частности, за счет:
- выполнения теплообменных секций в виде моноблоков, монтажа их в монтажные модули, установку монтажных модулей в продольные направляющие и поджатая друг к другу жестким фиксатором, расположения монтажных модулей под углом к продольной оси охладителя с образованием асимметричной приемной камеры, снабжения моноблоков устройствами увлажнения влагопоглощающих пластин с поддонами, в одной из продольных стенок которых выполнен один или несколько прямоугольных пазов, монтажа вентилятора подачи воздуха сзади, расположения фильтра горизонтально вдоль продольной оси охладителя и выполнения в виде цилиндра с торцевой крышкой, закрепления вытяжного вентилятора на отдельном основании и сообщения посредством переходника, цилиндрического воздуховода, переходника с фланцем с патрубком выхода влажного воздуха - обеспечить более высокую производительность для охлаждения вентилируемого воздуха в помещениях больших размеров, меньшую трудоемкость при регламентном обслуживании и технологичность при изготовлении, простоту, экономичность и надежность в эксплуатации.
Признаки, характеризующие изобретение в конкретных формах выполнения, позволяют, в частности, за счет:
- расположения монтажных модулей к продольной оси охладителя под углом 8-10° - обеспечить требуемые параметры воздушного потока на выходе приемной камеры при заданных конструктивно-компоновочных характеристиках охладителя,
- погружения влагопоглощающих пластин в воду не менее 0,04 своей высоты - обеспечить постоянное увлажнение поверхности влагопоглощающих пластин при заданных параметрах работы охладителя,
- выбора ширины пазов в одной из продольных стенок поддона, равной 0,2-0,3 ширины продольной стороны поддона, - обеспечить оптимальный уровень воды в поддоне при заданных режимах работы охладителя,
- снабжения рециркуляционной системой подачи воды и контроля ее уровня - обеспечить надежную, бесперебойную автономную работу охладителя в заданных условиях функционирования,
- выполнения монтажных модулей не менее чем из 4 моноблоков, смонтированных вертикально - удобство и простоту при регламентном обслуживании,
- размещения в охладителе не менее 12 моноблоков - обеспечить требуемые параметры надежности при заданных конструктивно-компоновочных характеристиках охладителя.
Признаки, отличающие предлагаемое техническое решение от прототипа, не выявлены в других технических решениях и не известны из уровня техники в процессе проведения патентных исследований, что позволяет сделать вывод о соответствии изобретения критерию «новизна».
Исследуя уровень техники в ходе проведения патентного поиска по всем видам сведений, доступных в странах бывшего СССР и зарубежных странах, обнаружено, что прелагаемое техническое решение явным образом не следует из известного на сегодня уровня техники, следовательно, можно сделать вывод о соответствии критерию «изобретательский уровень».
Сущность изобретения заключается в том, что охладитель вентилируемого воздуха, содержащий вентиляторы, воздуховоды, корпус с патрубками входа и выхода потоков воздуха, емкость для воды, теплообменные секции с сухими каналами и влажными каналами с влагопоглощающими пластинами, воздухораспределительную камеру, вход сухих каналов теплообменных секций сообщен с патрубками входа потока воздуха, а выход - с расположенной на выходе сухих каналов теплообменных секций воздухораспределительной камерой, газодинамически сообщенной с патрубками выхода охлажденного потока и с входом влажных каналов теплообменных секций, в отличие от прототипа, согласно изобретению теплообменные секции выполнены в виде моноблоков, смонтированы в монтажные модули, монтажные модули установлены в продольные направляющие и поджаты друг к другу жестким фиксатором, монтажные модули расположены под углом к продольной оси охладителя с образованием асимметричной приемной камеры, моноблоки снабжены устройствами увлажнения влагопоглощающих пластин с поддонами, в одной из продольных стенок которых выполнен один или несколько прямоугольных пазов, при этом вентилятор подачи воздуха смонтирован сзади, фильтр расположен горизонтально вдоль продольной оси охладителя и выполнен в виде цилиндра с торцевой крышкой, а вытяжной вентилятор закреплен на отдельном основании и сообщен посредством переходника, цилиндрического воздуховода, переходника с фланцем с патрубком выхода влажного воздуха.
Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 представлен общий вид охладителя вентилируемого воздуха, на фиг.2 - вид А, на фиг.3 - вид Б, на фиг.4 - вид В.
Предлагаемый охладитель вентилируемого воздуха содержит вентиляторы 1, 2, воздуховоды 3, 4, корпус 5 с патрубками входа 6, снабженного фильтром 7, и выхода 8 потоков воздуха, емкость для воды 9, теплообменные секции 10 с сухими 11 и влажными 12 каналами с влагопоглощающими пластинами 13, воздухораспределительную камеру 14, вход сухих каналов 11 теплообменных секций сообщен с патрубком 6 входа потока воздуха, а выход сухих каналов 11 - с расположенной на выходе сухих каналов 11 воздухораспределительной камерой 14, газодинамически сообщенной с патрубком 8 выхода охлажденного потока и с входом влажных каналов 12, теплообменные секции 10 выполнены в виде моноблоков 15, смонтированных в монтажные модули 16, поджатых друг к другу жестким фиксатором 17 и расположенных под углом к продольной оси охладителя с образованием асимметричной приемной камеры 18, моноблоки снабжены устройствами увлажнения 19 влагопоглощающих пластин 13 с поддонами 20, в одной из продольных стенок которых выполнен один или несколько прямоугольных пазов 21, вентилятор подачи воздуха 1 смонтирован сзади, фильтр 7 расположен горизонтально вдоль продольной оси охладителя и выполнен в виде цилиндра 22 с торцевой крышкой 23, а вытяжной вентилятор 2 закреплен на отдельном основании 24 и сообщен посредством переходника 25, цилиндрического воздуховода 4, переходника 26 с фланцем с патрубком выхода 27 влажного воздуха.
В частных случаях, то есть в конкретных формах исполнения, в охладителе вентилируемого воздуха монтажные модули 16 расположены к продольной оси охладителя под углом 8-10°, влагопоглощающие пластины 13 погружены в воду не менее 0,04 своей высоты, ширина пазов 21 в одной из продольных стенок поддона 20 равна 0,2-0,3 ширины продольной стороны поддона 20, охладитель снабжен рециркуляционной системой подачи воды 28 и контроля ее уровня 29, монтажные модули 16 смонтированы вертикально не менее чем из 4 моноблоков, размещено не менее 12 моноблоков 15.
Вышеописанное устройство работает следующим образом.
Воздух через фильтр 7, расположенный горизонтально вдоль продольной оси охладителя и выполненный в виде цилиндра 22 с торцевой крышкой 23, патрубок входа 6 посредством вентилятора 1, смонтированного сзади охладителя, подают в асимметричную приемную камеру 18, расположенную в корпусе 5, далее воздух проходит через сухие каналы 11 теплообменных секций 10 моноблоков 15, смонтированных в монтажные модули 16, поджатых друг к другу жестким фиксатором 17, воздух охлаждают за счет теплообмена между сухими 11 и влажными каналами 12 с влагопоглощающими пластинами 13, влагу к которым подают устройствами увлажнения 19 с поддонами 20, в одной из продольных стенок которых выполнен один или несколько прямоугольных пазов 21, через пазы 21 избыток воды поступает в емкости для воды 9, далее охлажденный воздух подают в воздухораспределительную камеру 14, затем основной поток воздуха через патрубок 8 выхода, воздуховод 3 подают потребителю, а часть воздуха из воздухораспределительной камеры 14 подают во влажные каналы 12, из которых насыщенный влагой воздух через патрубок выхода 27 влажного воздуха, переходник 26 с фланцем, цилиндрический воздуховод 4, переходник 25, посредством вытяжного вентилятора 2, закрепленного на отдельном основании 24, направляют на утилизацию.
Выполнение охладителя вентилируемого воздуха в соответствии с изобретением позволяет обеспечить эффективное функционирование систем охлаждения вентилируемых помещений в зимне-летних условиях эксплуатации, имеющих большие протяженные размеры и объемы, расположенных в подземных сооружениях, тоннелях, требуемую циркуляцию воздуха в таких помещениях. Таким образом, предлагаемое техническое решение может быть использовано при разработке охладителей вентилируемого воздуха, обеспечивая комфортные условия пребывания пассажиров и персонала в подземных сооружениях.
Указанный положительный эффект подтвержден испытаниями опытных образцов, выполненных в соответствии с изобретением.
В настоящее время разработана конструкторская документация и намечено серийное производство.
Класс B60H1/00 Отопительные, холодильные или вентиляционные устройства