конструкция тепломассообменной ячейки установки охлаждения воздуха

Формула изобретения

1. Конструкция тепломассообменной ячейки установки охлаждения воздуха, содержащей сухие и смежные влажные каналы, при этом стенки сухих каналов выполнены влагонепроницаемыми, а влажных - влагопроницаемыми, отличающаяся тем, что длина стенок влажных каналов равна 120-140 ширины влажного канала.

2. Конструкция тепломассообменной ячейки установки охлаждения воздуха по п.1, отличающаяся тем, что стенки влажных каналов выполнены из бумагоподобного материала.

3. Конструкция тепломассообменной ячейки установки охлаждения воздуха по п.2, отличающаяся тем, что в качестве основы бумагоподобного материала использованы штапельные базальтовые волокна.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области охлаждения воздуха и может быть использовано для эффективной работы в условиях жаркого и сухого климата.

Как правило, такие установки охлаждения воздуха содержат набор ячеек с сухими и смежными влажными каналами, при этом сухие каналы образованы стенками из влагонепроницаемого материала, а влажные - влагопроницаемыми с возможностью контакта последнего с водой в емкости.

Особенностью такой тепломассообменной ячейки установки охлаждения воздуха является то, что ее нормальное функционирование и эффективность действия во многом зависит от выбора конструктивно-компоновочной схемы ячейки, позволяющей обеспечить увеличение поверхности испарения и эффективность испарения влаги (теплоотдачи) во влажных каналах, а также от выбора материала в качестве водопроницаемого слоя.

Наиболее близким по технической сути и достигаемому техническому результату является устройство косвенно-испарительного охлаждения воздуха по патенту РФ № 2140044, F24F 3/14, опубл. 20.10.1999 г., принятое авторами за прототип, содержащее сухие и смежные влажные каналы, при этом стенки сухих каналов выполнены влагонепроницаемыми, а влажных - влагопроницаемыми.

Такое устройство косвенно-испарительного охлаждения воздуха позволяет обеспечить охлаждение воздуха.

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного устройства, принятого авторами за прототип, относится низкая производительность тепломассообменной ячейки установки охлаждения воздуха, так как протяженность стенки влажного канала не обеспечивает отвод нагретого влажного воздуха с поверхности стенок влажного канала, что приводит к снижению эффективности охлаждения воздуха в испарительной ячейке, особенно в условиях жаркого и сухого климата.

Таким образом, задачей данного технического решения (прототипа) являлось охлаждение воздуха без обеспечения высокой производительности устройства в условиях жаркого и сухого климата.

Общими признаками с предлагаемой авторами конструкцией тепломассообменной ячейки установки охлаждения воздуха является наличие в тепломассообменной ячейке сухих и смежных влажных каналов, при этом стенки сухих каналов выполнены влагонепроницаемыми, а влажных - влагопроницаемыми.

В отличие от прототипа в предлагаемой авторами конструкции тепломассообменной ячейки установки охлаждения воздуха длина стенок влажных каналов равна 120 140 ширины влажного канала.

В частном случае, то есть в конкретных формах выполнения, изобретение характеризуется следующими признаками:

- стенки влажных каналов выполнены из бумагоподобного материала;

- в качестве основы бумагоподобного материала использованы штапельные базальтовые волокна.

Именно это позволяет сделать вывод о наличии причинно-следственной связи между совокупностью существенных признаков заявляемого технического решения и достигаемым техническим результатом.

Указанные признаки, отличительные от прототипа, на которые распространяется испрашиваемый объем правовой защиты, во всех случаях достаточны.

Задачей предлагаемого изобретения является обеспечение требуемой эффективности охлаждения воздуха в испарительной ячейке предлагаемой конструкции и, соответственно, производительности установки в целом, особенно в условиях жаркого и сухого климата.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известной конструкции тепломассообменной ячейки установки охлаждения воздуха, содержащей сухие и смежные влажные каналы, при этом стенки сухих каналов выполнены влагонепроницаемыми, а влажных - влагопроницаемыми, особенность заключается в том, что длина стенок влажных каналов равна 120 140 ширины влажного канала.

Новая совокупность конструктивных элементов, а также наличие связей между ними позволяет, в частности, за счет:

- выполнения длины стенок влажных каналов равной 120 140 ширины влажного канала обеспечить оптимальные отвод влажного воздуха и площадь испарения во влажном канале при требуемой производительности установки в целом, особенно в условиях жаркого и сухого климата; при длине стенок влажного канала менее 120 - недостаточна площадь испарения и теплопередачи, а при длине стенок влажного канала более 140 - происходит снижение эффективности теплопередачи из-за перенасыщения воздуха влагой.

Признаки, характеризующие изобретение в конкретных формах исполнения, позволяют, в частности, за счет:

- выполнения стенки влажных каналов из бумагоподобного материала обеспечить высокую скорость водопоглощения и влагоотдачи стенок влажного канала тепломассообменной ячейки;

- использования в качестве основы бумагоподобного материала штапельных базальтовых волокон улучшить смачиваемость пластины и повысить технико-экономические характеристики.

Сущность изобретения заключается в том, что в известной конструкции тепломассообменной ячейки установки охлаждения воздуха, содержащей сухие и смежные влажные каналы, при этом стенки сухих каналов выполнены влагонепроницаемыми, а влажных - влагопроницаемыми, в отличие от прототипа, согласно изобретению, длина стенок влажных каналов равна 120 140 ширины влажного канала.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен общий вид тепломассообменной ячейки установки охлаждения воздуха, на фиг.2 - вид тепломассообменной ячейки сверху.

Предлагаемая конструкция тепломассообменной ячейки установки охлаждения воздуха (см. фиг.1) содержит влажные каналы 1, образованные влагопроницаемыми стенками 2, которые нижним концом погружены в емкость 5 с водой, сухие каналы 3, образованные влагонепроницаемыми стенками 4, которые соприкасаются своей поверхностью со стенками 2 влажных каналов 1.

Тепломассообменная ячейка установки охлаждения воздуха функционирует следующим образом.

Охлаждаемый воздух Б подают в сухие каналы 3. Влагопроницаемые стенки 2 влажного канала 1, обладающие капиллярно-пористыми свойствами, имеют длину стенок влажных каналов L, равную 120 140 ширины b влажного канала тепломассообменной ячейки. Испарение воды с поверхности влагопроницаемых стенок 2 влажного канала 1 приводит к охлаждению влагонепроницаемых стенок 4 сухих каналов 3 и, соответственно, проходящего через них потока воздуха. Испарившаяся влага А удаляется из влажного канала 1 в атмосферу, за пределы тепломассообменной ячейки, а полученный охлажденный в сухих каналах 3 воздух Б направляют потребителю.

Выполнение тепломассообменной ячейки установки охлаждения воздуха в соответствии с изобретением обеспечивает высокую теплоотдачу за счет высокой скорости влагоотдачи во влажных каналах, что приводит к повышению эффективности охлаждения воздуха в испарительной ячейке предлагаемой конструкции и, соответственно, производительности установки в целом, особенно в условиях жаркого и сухого климата, а также к повышению технико-экономических характеристик.

Изобретение может быть использовано для производства высокоэффективных установок охлаждения воздуха, особенно установок, работающих в условиях жаркого и сухого климата.

Указанный положительный эффект подтвержден испытаниями опытных образцов установки, выполненных в соответствии с изобретением.

В настоящее время разработана конструкторская документация, намечено серийное производство.