Кондиціонер

Винахід відноситься до техніки кондиціонування повітря замкнутих об'ємів робочих приміщень, розрахованих на одного чи двох чоловіків і може бути використаний для кабін транспортних засобів або у приміщеннях для операторів керування. Відомо кондиціонери, що містять корпус з розташованим у ньому теплообмінником непрямо-випарного охолодження, з каналами для проходження сухого і вологого повітря та основним вентилятором. Температура вологого повітря в них наближається до температури мокрого термометра [1]. Основний недолік цих апаратів - громіздкість випарних охолоджувачів через низькі коефіцієнти тепло- і масовіддачі в довгих щілинних каналах у зв'язку з низькими перепадами температур, невисокою температурою плівки, що випаровується, і низьких відносних швидкостей плівки і повітря. Крім того, потрібні високонапірні вентилятори для продування подібних конструкцій. Як прототип прийнятий кондиціонер для кабіни транспортного засобу, що містить корпус з розміщеним у ньому роторним теплообмінником поверхневого типу з вхідним повітрозабірником, з каналами для проходження сухого і вологого повітря, виконаний із двох частин, установлених у стик, при цьому їхні канали для проходження вологого повітря розташовані співвісно, а виходи каналів для сухого повітря розташовані на стику частин теплообмінника, та основний осьовий вентилятор, встановлений поперед роторним теплообмінником поверхневого типу, що [2]. Крім того, кондиціонер постачений додатковим вентилятором, встановленим з боку роторного теплообмінника, протилежного розташуванню основного вентилятора, і зв'язаним нагнітальною порожниною з каналами для проходження сухого повітря відповідної частини теплообмінника, а порожниною усмоктування - з кабіною. Недоліком прототипу є те, що очи щення поверхонь непрямого випару буде утр уднено, тому що доведеться працювати з подвійним блоком, а ефективність такої другої ступіні утилізації зажадає як мінімум подвоєння площі її випарника щодо площі поверхні основного випарника. В основу винаходу поставлено задачу удосконалення кондиціонера роторного типу шляхом розподілу вхідного повітрозабірника на два відсіки: периферійний - з основним осьовим вентилятором і центральний - з кільцевою нагнітальною камерою, що приведе до підвищення ефективності та експлуатаційної працездатності, поліпшенню компактності і розширенню експлуатаційних якостей. Поставлена задача досягається тим, що в кондиціонері, що містить корпус з розміщеним у ньому роторним теплообмінником поверхневого типу з вхідним повітрозабірником, з каналами для проходження сухого і вологого повітря, виконаним із двох частин, встановлених у стик, при цьому їхні канали для проходження вологого повітря розташовані співвісно, а виходи каналів для сухого повітря розташовані на стику частин теплообмінника, і основний осьовий вентилятор, установлений перед теплообмінником, а також кондиціонер постачений додатковим вентилятором, встановленим з боку роторного теплообмінника, протилежного розташуванню основного осьового вентилятора, і зв'язаним нагнітальною порожниною з каналами для проходження сухого повітря відповідної частини теплообмінника, а порожниною усмоктування - з кабіною, відповідно до винаходу, вхідний повітрозабірник розділений на два відсіки: периферійний і центральний, при цьому лопаті основного осьового вентилятора периферійного відсіку виконані порожніми і розміщені перед кільцевою нагнітальною камерою, до якої підключені зовнішні теплообмінні поверхні роторного кільцевого теплообмінника-охолоджувача, а на вході в центральний відсік утворена підключена до доцентрового повітропідводящого каналу додаткового відцентрового прокачуючого вентилятора, підключеного до внутрішні х теплообмінних поверхонь роторного кільцевого теплообмінника-охолоджувача, кільцева змішувальна поворотна камера, до периферійної частини якої через регульовані проникні заслінки підключені кореневі частини порожніх лопать основного осьового вентилятора, а в доцентровому (перерозширеному) каналі на периферійній частині каналу встановлений обертовий диспергатор, що являє собою пакет дисків, зволожених з боку малих радіусів; крім того ближче до центральної осі встановлений пакет дисків або конусів, що обертається разом з диспергатором, механічно з'єднаний с диспергатором, що приводиться від двигуна основного осьового вентилятора, утворюючи роторний мокрий пилобризгаючий фільтр-зволожувач. Основними перевагами даної конструкції кондиціонера, у порівнянні з базовим об'єктом і пристроямианалогами, є: а) створення швидкісної кільцевої змішувальної камери, у якій обертається дрібнодисперсна водяна суспензія, створювана дисками диспергатора, але не засмоктується в прокачуючий відцентровий вентилятор завдяки встановленому роторному мокрому фільтру-зволожувачу, що допомагає зволожити прокачуюче повітря, але відкидає в камеру дрібнодисперсну вологу; б) розташування на периферії камери регульованих проникних заслінок на порожніх лопатях вентилятора, завдяки чому з камери видаляється мокрий бруд з інерційної першої ступіні пиловловлювання, а лопать задіяна як фрагмент високошвидкісного попереднього охолоджувача кондиционуємого повітря; в) використання роторного кільцевого теплообмінника-охолоджувача з нерухомими теплообмінними поверхнями, що характеризуються підвищеною тепловіддачею в повітря і перетворенням динамічного напору вентилятора в статичний тиск, як основний повітроохолоджувач, у внутрішніх поверхнях якого рухається охолоджений до температури мокрого термометра повітря; безударне обтікання обертовим потоком нерухомих пластин, що грають роль спрямляючого апарата, сприяє зниженню витрат потужності на вентиляцію; г) робота основних теплообмінних поверхонь і випарників при високих швидкостях і прискореннях сприяє їхньому самоочищенню і сепарації мокрого пилу і крапель в компактні ємності, зручні для обслуговування. Технічна сутність і принцип дії запропонованого пристрою пояснюються кресленнями, де на фіг.1 зображений кондиціонер, на фіг.2 зображений схематичний розріз пристрою (вид зверху). Кондиціонер містить корпус 1, у якому розташований роторний кільцевий теплообмінник-охолоджувач 2 поверхневого типу, через який прокачується зовнішнє кондиціонуєме повітря, що надходить через кільцеву нагнітальну камеру 3, від лопат основного осьового вентилятора 4, що приводяться від двигуна 5. Крім того, у корпусі розміщений додатковий відцентровий прокачуючий вентилятор 6, що приводиться від двигуна 7, обладнаний доцентровим повітропідводячим каналом 8, на периферійній частині якого встановлені обертові диски диспергатора 9, що звоволожуються з боку малих радіусів за допомогою водопідводячих тр убок 10. Ближче до осі в каналі 8 встановлений пакет дисків або конусів роторного мокрого пилобризгаючого фільтра-зволожувача 11, механічно об'єднаний з диспергатором 9 і з приводом від двигуна 5 основного осьового вентилятора 4. При цьому вхідний повітрозабірник 12 розділений на два відсіки, периферійний 13 і центральний 14, а лопаті основного осьового вентилятора 4 виконані порожніми і через регульовані проникні заслінки 15 підключені до периферійної частини кільцевої змішувальної поворотної камери 16, утвореної на вході в центральний відсік 14. Змішувальна поворотна камера 16 підключена до доцентрового повітропідводячого каналу 8 відцентрового прокачуючого вентилятора 6, що прокачує вологе о холоджене повітря через внутрішній простір початкового 17 і периферійного 18 фрагментів роторного кільцевого теплообмінника-охолоджувача 2 поверхневого типу. Периферійна частина лопать основного осьового вентилятора 4 виконана відкритою в кільцевий дифузор 19 пилоприємника, обладнаного пилоприємним жолобом 20 і заслінкою 21. Як роздільник вхідного повітрозабірника 12 використаний розділовий обтічник 22. Роторний кільцевий теплообмінник-охолоджувач 2 поверхневого типу постачений нагнітальним колектором 23, поворотним колектором 24 і відвідним колектором 25, до якого приєднаний утилізаційний колектор 26. Колектори 24 і 25 обладнані дренажними отворами 27 для відводу конденсату. Рідина до водопідводячої трубки 10 надходить з водозабірної ємності 28. Несучий диск 29 відцентрового прокачуючого вентилятора 6 забезпечує привод лопать вентилятора 6. Несучі оболонки 30 і 31 забезпечують плавний розподіл потоків і прикріплені до корпуса роторного кільцевого теплообмінникаохолоджувача 2 поверхневого типу. Розділяюча перегородка 32 має кільцеву форму і забезпечує відділення колекторів 23 і 25, розділяючи підводимий і відводимий потоки вологого охолодженого повітря. За допомогою вхідних центруючи х розтяжок 33 забезпечується вільне обертання утримуючої осі 34 основного осьового вентилятора 4 за допомогою центруючої обойми 35. За рахунок нижніх розтяжок 36 жорстко закріплений до корпуса двигун 7, що приводить відцентровий прокачуючий вентилятор 6. Кондиціонер постачений кільцевим брудозбірником 37. Привод лопать основного осьового вентилятора 4 здійснюється через розтяжки 38 і повітрозбірник 22. Центральна вісь 39 жорстко прикріплена до корпуса 1 і утримує статори двигунів 5 і 7 у нерухомому стані. Нерухомий щодо контуру і стакан 40 водозабірної ємності 28, жорстко закріплений на осі 39, що заливається рідиною через заправну горловину 41. На фіг.2 двічі показане місце розташування початкового 17 і периферійного 18 фрагментів роторного кільцевого теплообмінника-охолоджувача 2 поверхневого типу. Позицією 42 показаний зволожувач кондиціонуємого повітря. Зволожувач 42 може бути виконаний з дрібнопористого пінополіуретану і випаровувати вологу, що прокачується усередині периферійного фрагмента 18 поверхні роторного кільцевого теплообмінникаохолоджувача 2. Фрагменти 17 і 18 роторного кільцевого теплообмінника-охолоджувача 2 можуть бути набрані із шахови х рядів плоских оребренних трубок. Кондиціонер також споряджений короткими розтяжками 43, центральною оболонкою 44. Позиціями 45 і 46 показані вхідні і периферійні фрагменти закручених лопать відцентрового прокачуючого вентилятора 6. Кондиціонер працює наступним чином. Зовнішнє повітря надходить у вхідний повітрозабірник 12 і за допомогою розділового обтічника 22 розподіляється в периферійний відсік 13 і центральний відсік 14. Лопаті основного осьового вентилятора 4 розміщені в периферійному відсіку 13 і обертаються за допомогою двигуна 5 через короткі розтяжки 43 і розділовий обтічник 22, нагнітають повітря в кільцеву нагнітальну камеру 3, з якої він рівномірно розподіляється між початковими 17 і периферійними 18 фрагментами (див. фіг.2, розріз А-А) теплообмінних поверхонь роторного кільцевого теплообмінника-охолоджувача 2 поверхневого типу. За рахунок обтікання більш холодних поверхонь фрагментів 17 і 18 він прохолоджується і нагнітається в кондиціонуєме приміщення. Теплообмін здійснюється через теплопровідні стінки поверхонь фрагментів 17 і 18. З центрального відсіку 14 повітря надходить у змішувальну поворотну камеру 16, у якій зволожується, контактуючи з дрібнодисперсною вологою, що генерується обертовими дисками диспергатора 9 за рахунок подавання рідини по обертовим водопідводячим трубкам 10 з боку малих радіусів дисків. Водопідводячі трубки 10 працюють за принципом сегнерова колеса, перетворюючи за рахунок обертання кінетичну енергію води, підхоплювану з водозабірної ємності 28, розміщеної в нерухомому стакані 40, у статичний тиск, що дозволяє підняти рідину і перебороти опір розподільного патрубка для дисків диспергатора 9, розташованих на периферійній частині доцентрового повітропідводячого каналу 8. Ближче до осі цього каналу встановлений обертовий разом з диспергатором 9 пакет дисків або конусів роторного мокрого пилобризгаючого фільтразволожувача 11. Тр убки 10 обертаються разом з диспергатором 9. Привод диспергатора 9, трубок 10 і фільтразволожувача 11 походить від електродвигуна основного осьового вентилятора 5, через утримуючу обертову вісь 34 і прикріплені до неї центральні оболонки 44. Отже, контактуючи з дрібнодисперсною вологою, повітря підвищує вологість, відбираючи теплоту від дисперсної вологи, і прохолоджується практично до температури мокрого термометра в змішувальній поворотній камері 16 і всмоктується лопатями відцентрового прокачуючого вентилятора 6 у зазор між обертовим пакетом конусів чи дисків диспергатора 9 і фільтра-зволожувача 11. За рахунок доцентрового руху повітря цей пакет виконує роль додаткового швидкісного зволожувача і відцентрового фільтра, що не пропускає дисперсну вологу убік лопать відцентрового прокачуючого вентилятора 6. Волога відкидається до периферії змішувальної поворотної камери 16 для нового контактування з усмоктуваним потоком повітря. Якщо мікрокраплі дисперсної вологи уловлять частки пилу, відцентровими силами така обважнена мікрокрапля буде відкинута на периферійну стінку і через регульовані проникні заслінки 15 потрапить у вн утрішню порожнину порожньої лопаті основного осьового вентилятора 4, і буде відкинута відцентровими силами далі, у кільцевий дифузор 19, і далі в пилоприємний жолоб 20. Лопать основного осьового вентилятора 4 буде частково охолоджуватися через контактування з охолодженим мокрим пилом і попередньо охолоджувати основний потік кондиціонуємого повітря. Пройшовши через обертовий пакет дисків або конусів диспергатора 9 і роторного мокрого пилобризгаючого фільтра-зволожувача 11 потік повітря буде зволожений, очищений і охолоджений до температури вологого термометра. Тепер цей потік можна назвати допоміжним. Далі він подається на лопаті відцентрового прокачуючого вентилятора 6, надходить у нагнітальний кільцевий колектор 23, піднімається по внутрішньому початковому фрагменту теплообмінних поверхонь роторного кільцевого теплообмінника-охолоджувача 2 поверхневого типу, крізь стінки якого прохолоджує основний кондиціонуємий потік. Після цього допоміжний потік повертається в кільцевому поворотному колекторі 24, опускається по периферійному внутрішньому фрагменту 18 теплообмінних поверхонь роторного кільцевого теплообмінника-охолоджувача 2 поверхневого типу, знову контактує через стінки з охолоджуваним основним потоком, нагріваючись від цього, і за рахунок центральної розділової перегородки 32 (див. фіг.2, розріз Б-Б) надходить у кільцевий відвідний колектор 25 і відводиться за допомогою утилізаційного колектора 26 з кондиціонуємого приміщення у вигляді теплого, тепер уже недозволоженого через зростання температури в роторному кільцевому теплообміннику-охолоджувачі 2 поверхневого типу, допоміжного потоку. Джерела інформації: 1. Оглядова інформація. Електротехнічна промисловість. Серія 31. Електротехнічні товари народного споживання. - Випуск 3 [16] / B.C. Майсоценко. Прилади для створення мікроклімату в побутови х приміщеннях М.: Ін формелектро, 1986 -47с. 2. А.с. СРСР №893596 МПК5В60Н3/00, опубліковане 30.12.1981 у БВ №48 -1981p.