Тепломасообмінний вентилятор

1. Тепломасообмінний вентилятор, що складається з корпусу з вхідним та вихідним патрубками, всередині якого розміщені тепломасообмінники та робоче колесо, з'єднане через вал з двигу 29867 хню тепломасообміну, яка не знижує аеродинамічних характеристик вентилятора; отримати максимально можливий ефект інтенсифікації процесу тепломасообміну; знизити аеродинамічний шум; створити можливість модернізації існуючих вентиляторних агрегатів; покращати санітарно-гігієнічні параметри повітря; застосувати термоелектричні батареї (ефект Пельт'є). Тепломасообмінний вентилятор може бути виконаний на базі відомих типів вентиляторів, а саме: відцентрового, осьового, дискового тощо. Термін "робоче колесо" включає в себе такі поняття як лопаткове колесо, крильчатка, пакет дисків та інші; тобто всі ті елементи, які мають обертальний рух і спонукають переміщення повітря. Виконання тепломасообмінника геометрично подібним до внутрішніх стінок корпусу та зовнішньої поверхні робочого колеса і його прикріплення до них та на їх місце дозволяє досягти максимально можливої площі тепломасообміну, не утворюючи при цьому перешкод на шляху руху потоку повітря у вентиляторі, і, таким чином, залишити незмінними продуктивність та тиск тепломасообмінного вентилятора, який розвивається. Максимально можлива інтенсифікація процесу тепломасообміну на тепломасообміннику досягається за рахунок: використання високої швидкості повітряного потоку, яка має місце біля зовнішньої поверхні робочого колеса та внутрішньої поверхні корпусу вентилятора; використання високої інтенсивності збурення повітряного потоку (ступеня турбулентності) та енергії максимально можливих вихрових структур (масштабу турбулентності), утворюваних лопатками робочого колеса вентилятора; механічного зруйнування ("зішкребання") робочим колесом граничного шару повітряного потоку на внутрішніх стінках корпусу вентилятора; використання енергії звукових та вібраційних коливань, які утворюються при роботі вентилятора. Зниження аеродинамічного шуму досягається за рахунок гасіння звукових хвиль в товщі тепломасообмінника, яка є корпусом, та витрачання частини енергій звукових хвиль на процес інтенсифікації тепломасообміну. Прикріплення тепломасообмінника до внутрішньої поверхні корпусу та зовнішньої поверхні робочого колеса вентилятора дозволяє при незначних матеріальних затратах модернізувати існуючі вентиляторні агрегати, тобто надати їм функції зволоження, осушення, охолодження та нагрівання повітря. Найбільш доцільно в даному випадку застосовувати гнучкі тонкі електронагрівальні та пористі зволожені поверхні (наприклад, тканинного типу), якими можна щільно обгорнути робоче колесо та внутрішні стінки корпусу і які суттєво не змінять геометричні розміри тепломасообмінного вентилятора. З урахуванням того, що всередині тепломасообмінного вентилятора має місце найбільше збурення повітряного потоку серед будь-яких елементів вентиляційних систем і, відповідно, інтенсивність тепломасообміну також буде найвищою, застосування запропонованого пристрою дає можливість, з одного боку, покращати санітарногігієнічні параметри повітря, оскільки температура тепловіддавальної поверхні буде нижчою, аніж в теплообмінниках, встановлених за межами тепло масообмінного вентилятора, з другого боку, - підвищити тепло- та вологопродуктивність апарату. В тепломасообмінному вентиляторі як тепломасообмінники можуть використовуватись електронагрівач, канальчастий теплообмінник з теплоносієм, радіоелектронні плати та деталі, розжарені поверхні, зволожені поверхні, термоелектричні батареї тощо. Застосування термоелектричних батарей технічно можливо здійснити шляхом встановлення їх на місце корпусу та робочого колеса будь-якого типу вентиляторів. При цьому відведення теплоти або холоду з другого боку термоелектричної батареї здійснюють відомим шляхом - утворенням каналів навколо корпусу та всередині робочого колеса (виготовлення його порожнистим) і пропусканням через них повітря. Для дискового типу тепломасообмінного вентилятора, в якому термоелектричні батареї виготовлені у формі дисків робочого колеса, доцільно перемінно згруповувати між собою нагріті та охолоджені сторони цих дисків і відводити різнотемпературні потоки повітря з міждискових просторів. Для цього передбачається навколо робочого колеса діаметрально протилежне та перемінне розміщення роздільних пластин нагрітого та охолодженого потоків повітря, які виконані у формі дуг та прикріплені до корпусу. На фіг. 1 зображено тепломасообмінний вентилятор радіального типу, загальний вигляд; на фіг. 2 - те ж саме, осьового типу; на фіг. 3 та на фіг. 4 - те ж саме, дискового типу, відповідно, поздовжній та поперечний розрізи. Тепломасообмінний вентилятор складається з корпусу 1 з вхідними 2 та вихідним З патрубками, всередині якого встановлене робоче колесо 4 (лопаткове колесо, крильчатка, пакет дисків... ), сполучене через вал 5 з двигуном, який умовно не показаний. Всередині тепломасообмінного вентилятора розміщені тепломасообмінники 6 та 7 (зображені жирного лінією). Як тепломасообмінники 6 та 7 можуть використовуватись електронагрівачі, канали з теплоносієм, розжарені поверхні, радіоелектронні плати та деталі, зволожені пористі поверхні, термоелектричні батареї тощо, які виконані у формі внутрішньої поверхні корпусу 1 та зовнішньої поверхні робочого колеса 4. Тепломасообмінники 6 прикріплюють до цих поверхонь при модернізації існуючих вентиляторів. Тепломасообмінники 7 встановлюють на місце корпусу 1 та робочого колеса 4. Підведення енергоносіїв до тепломасообмінників 6 та 7 умовно не показане. Його здійснюють відомими способами, а саме: за допомогою нероз'ємних контактів, контактів ковзання, патрубків, сальникових ущільнень тощо. При використанні тепломасообмінника 7, виконаного з термоелектричної батареї у формі дисків, і застосованих як робоче колесо 4 тепломасообмінного вентилятора дискового типу (фіг. 3, 4), навколо тепломасообмінника 7 діаметрально протилежно та перемінно встановлені роздільні пластини нагрітого 8 та охолодженого 9 потоків повітря. Ці пластини виконані у формі дуг і прикріплені до корпусу 1. Тепломасообмінний вентилятор працює таким чином. 2 29867 Повітря засмоктується через вхідний патрубок 2 внаслідок обертання робочого колеса 4. Всередині пристрою тепломасообмінники 6 та 7 зволожують, осушують, нагрівають або охолоджують повітря. Оброблене таким чином повітря викидається через вихідний патрубок 3. При одночасному нагріванні та охолодженні повітря тепломасообмінником 7, основаним на ефекті Пельт'є, і розміщенні його на місці робочого колеса 4 тепломасообмінного вентилятора дискового типу (фіг. 3, 4) різнотемпературне повітря із міждискових просторів розділяється пластинами нагрітого 8 та охолодженого 9 потоків і направляється у вихідні патрубки 3. Виконання тепломасообмінника в формі корпусу та робочого колеса існуючих типів вентилято рів і прикріплення його до них або на їх місце дозволяє утворювати розвинену поверхню тепломасообміну з високою інтенсивністю процесів обробки повітря з незмінними аеродинамічними характеристиками вентилятора, знизити аеродинамічний шум та модернізувати існуючі вентиляторні агрегати. Джерела інформації: 1. А. с. СССР № 1749642, МКИ5 F24Н3/04. Нагреватель воздуха / В.П. Волков, В.В. Кашлев (СССР). - БИ № 27, 1992. 2. Патент России № 2056014, МКИ6 F24Н3/04. Электрический воздухонагреватель / В.Н. Макаров, В.А. Агужев, А.А. Тютин и др. - БИ № 7, 1996. Фіг. 1 Фіг. 2 Фіг. 3 Фіг. 4 __________________________________________________________ ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Київ-133, бульв. Лесі Українки, 26 (044) 295-81-42, 295-61-97 __________________________________________________________ Підписано до друку ________ 2002 р. Формат 60х84 1/8. Обсяг ______ обл.-вид. арк. Тираж 35 прим. Зам._______ ____________________________________________________________ УкрІНТЕІ, 03680, Київ-39 МСП, вул. Горького, 180. (044) 268-25-22 ___________________________________________________________ 3