Спосіб роботи випарного охолоджувача непрямого типу

Реферат: UA 71691 U UA 71691 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до техніки кондиціонування повітря і холодильної техніки і може бути використана для отримання холодного повітря. З літератури відомий спосіб роботи випарного охолоджувача непрямого типу [патент США № 0058778, МПК F25B21/02, опубл. 11.03.2010], що складається з багатоканальної насадки з каналами теплообмінної частини, додатково заповненими гофрованою поверхнею, і каналами тепломасообмінної частини, в які включено розподільник рідини, канали чергуються. Охолодження каналів теплообмінної частини досягається за рахунок випаровування води при проходженні повітря крізь канали тепломасообмінної частини. Недоліком цього випарного охолоджувача непрямого типу є додатковий аеродинамічний опір в каналах тепломасообмінної частини. Відомий також спосіб роботи випарного охолоджувача непрямого типу [патент США № 0056309, МПК F25D17/06, опубл. 15.03.2007], який складається з багатоканальної насадки з каналами теплообмінної частини і каналами тепломасообмінної частини, що чергуються. Причому в каналах теплообмінної частини додатково присутні ґратчасті вигнуті ребра. Електричний вентилятор переміщує повітря крізь блок. Повітря проходить крізь канали тепломасообмінної частини, де контактує з водою і охолоджується. Повітря, що проходить крізь канали теплообмінної частини, охолоджується безконтактно. Недоліком цієї конструкції є те, що подача рідини з резервуара в порожнину каналів тепломасообмінної частини виявляється неефективною при такому способі подачі. Відомий спосіб роботи випарного охолоджувача непрямого типу [патент США № 0007583, МПК F28D5/00, опубл. 8.01.2009], що складається з багатоканальної насадки з каналами теплообмінної частини і каналами тепломасообмінної частини, що чергуються; причому повний повітряний потік спочатку охолоджується в каналах теплообмінної частини, а потім ділиться на основний і допоміжний потоки. Після цього допоміжний повітряний потік направляється в канали тепломасообмінної частини. До недоліку розглянутого рішення слід віднести використаний принцип крапельного розподілу рідини в каналах тепломасообмінної частини, що призводить до неефективного використання поверхні каналів і падіння ефективності в цілому. Прототипом вибраний випарний охолоджувач непрямого типу, який працює таким чином: повітря подається в канали теплообмінної частини, що складаються з набору ребристих листів міпласту, в яких він охолоджується за рахунок теплообміну крізь поверхню до рідини у порах адсорбенту, що знаходиться в каналах допоміжного потоку, що зрошуються. В розподільній камері повний потік повітря розподіляється на основний, що потрапляє до споживача, та допоміжний, що потрапляє до тепломасообмінних каналів насадки апарата, де охолоджується, випарюючи при цьому воду з пор адсорбенту. Вода, що не випарилася, накопичується у піддоні, звідки насосом подається до водорозподільника для зрошення адсорбенту [Авт. св. СРСР № 765603, МПК F24F3/14, заявл. 10.10.77 р., опубл. 23.09.80 р.]. Недоліком цього пристрою є високий аеродинамічний опір каналів тепломасообмінної частини, що вимагає наявності окремих вентиляторів на основному і допоміжному потоках повітря. В основу корисної моделі поставлено задачу підвищення ефективності процесу та підвищення надійності роботи апарата шляхом заміни листів міпласту капілярно-пористої структури на багатоканальну насадку, виконану у вигляді єдиного моноблока стільникової структури з каналами теплообмінної і тепломасообмінної частин, що чергуються, виконану з металевої фольги або полімерних матеріалів. Порівняльний аналіз рішення, що заявляється, і прототипу, виконаний експериментальним шляхом, показав, що нове рішення фактично при тій же ефективності має підвищену надійність завдяки відсутності капілярно-пористих матеріалів. Сукупність нових ознак і їх взаємозв'язку утворюють нові властивості запропонованого пристрою: 1) висока надійність тривалої експлуатації; 2) зниження енерговитрат завдяки використанню поперечноточної схеми за п. 2 формули корисної моделі; 3) зростання ефективності завдяки використанню теплообмінника на зовнішньому повітряному потоці за п. 5 формули корисної моделі; 4) зростання глибини охолодження продуктового потоку (за п. 4 формули корисної моделі) завдяки зниженню природної межі охолодження до точки роси зовнішнього повітря. Корисна модель ілюструється кресленнями. 1 UA 71691 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 На фіг. 1 зображено випарний охолоджувач непрямого типу, де П - повний повітряний потік; О - основний повітряний потік; В - допоміжний повітряний потік; с - канали теплообмінної частини; м - канали тепломасообмінної частини; Ж - вода; 1 - водяний насос. На фіг. 2 зображений випарний охолоджувач непрямого типу, де П - повний повітряний потік; О - основний повітряний потік; В - допоміжний повітряний потік; Ж - вода; 1 - водяний насос. На фіг. 3 зображений випарний охолоджувач непрямого типу, де П - повний повітряний потік; м - канали тепломасообмінної частини; Ж - вода; 1 - водяний насос, 2 - водяний насос, 3 теплове навантаження. На фіг. 4 зображено випарний охолоджувач непрямого типу, де П - повний повітряний потік; О - основний повітряний потік; В - допоміжний повітряний потік; Ж - вода; 1 - водяний насос. На фіг. 5 зображені випарний охолоджувач непрямого типу, де П - повний повітряний потік; П* - попередньо охолоджений повний повітряний потік; О - основний повітряний потік; В допоміжний повітряний потік; Ж - вода; 1 - водяний насос; 4 - теплообмінник. На фіг. 6 випарний охолоджувач непрямого типу, де R - ре циркулюючий повітряний потік (з приміщення); П* - попередньо охолоджений повний повітряний потік; О - основний повітряний потік; В - допоміжний повітряний потік; Ж - вода; 1 - водяний насос, 4 - теплообмінник. Працює пропонований випарний охолоджувач непрямого типу таким чином: повний повітряний потік, що надходить в випарний охолоджувач непрямого типу, ділиться на два потоки - основний і допоміжний - перший з яких охолоджується безконтактно, тобто при незмінному вологовмісті, а другий знаходиться в безпосередньому контакті з водяною плівкою і забезпечує її випарне охолодження. Охолоджена вода, в свою чергу, відводить тепло від основного повітряного потоку. Насадка випарного охолоджувача непрямого типу являє собою багатоканальну структуру з каналами теплообмінної частини, де рухається основний повітряний потік - "сухі" канали - і каналами тепломасообмінної частини, де рухається допоміжний повітряний потік - "мокрі" канали. Канали насадки випарного охолоджувача непрямого типу чергуються і утворені замкнутими теплообмінними елементами, у внутрішній порожнині яких рухається основний повітряний потік, що охолоджується безконтактно, при незмінному вологовмісті. У просторі між вертикально і рівномірно розташованими в апараті замкнутими елементами рухається допоміжний повітряний потік у прямому контакті з стікаючою по зовнішніх поверхнях елементів водяною плівкою. При цьому забезпечується випарне охолодження води, яка, в свою чергу, відводить тепло від основного повітряного потоку через розділяючу канали стінку. Приклад конкретного виконання пристрою: запропонований випарний охолоджувач непрямого типу може використовуватися як система кондиціонування повітря комфортного призначення, при цьому зовнішнє повітря подається в апарат, розділяючись, наприклад, на дві рівні частини: основний повітряний потік надходить в приміщення, а допоміжний повітряний потік, що забезпечує охолодження основного повітряного потоку, викидається в атмосферу. У схемі може використовуватися один низьконапірний вентилятор або два автономних вентилятора на основному і допоміжному повітряних потоках, забезпечуючи більшу автономність і незалежність побутового кондиціонера повітря. Побутовий кондиціонер повітря встановлюється, наприклад, у віконному отворі. Допоміжний повітряний потік може братися з обслуговуваного приміщення (за п. 6 формули корисної моделі). На фіг. 7 показаний схематичний вигляд випарного охолоджувача непрямого типу, де 1 кондиціоноване повітря, що поступає в приміщення, 2 - рециркулюючий повітряний потік, 3 зовнішнє повітря; 4 - повітряний потік, що викидається в навколишнє середовище, 5 - випарний охолоджувач непрямого типу; 6 - теплообмінник, 7 - вентилятор; 8 - водяний насос, 9 приймаюча повітря камера; 10 - водяна ємність; 11 - водорозподільник; 12 - напрямні пластини (регульовані жалюзі). ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 55 60 1. Спосіб роботи випарного охолоджувача непрямого типу з плівковою течією рідини, виконаного на основі багатоканальних насадкових структур, який полягає у тому, що повний повітряний потік на вході в апарат ділять на основний і допоміжний потоки - основний повітряний потік рухається по каналах теплообмінної частини і охолоджується при незмінному вологовмісті, а допоміжний повітряний потік рухається в каналах тепломасообмінної частини, забезпечуючи випарне охолодження водяної плівки, що гравітаційно стікає по стінках каналу, і забезпечує, в свою чергу, охолодження основного повітряного потоку, який відрізняється тим, 2 UA 71691 U що канали теплообмінної і тепломасообмінної частин чергуються і схема течії основного і допоміжного повітряних потоків паралельна, а співвідношення основного і допоміжного повітряних потоків становить 5 10 15 Go  0,5  1 . Gв 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що схема течії основного і допоміжного повітряних потоків поперечноточна. 3. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що як основний (продуктовий) потік використовують охолоджувану воду, яка рухається по каналах теплообмінної частини. 4. Спосіб за п. 2, який відрізняється тим, що повний повітряний потік спочатку проходить канали теплообмінної частини, а потім ділиться на основний (продуктовий) і допоміжний повітряний потік, що надходить у канали тепломасообмінної частини. 5. Спосіб за пп. 2, 4, який відрізняється тим, що охолоджений і зволожений допоміжний повітряний потік надходить у теплообмінник, де попередньо охолоджується повний повітряний потік, що надходить в випарний охолоджувач непрямого типу. 6. Спосіб за пп. 2, 4, 5, який відрізняється тим, що як повний повітряний потік повністю або частково використовують повітря, яке залишає охолоджуване приміщення. 3 UA 71691 U 4 UA 71691 U Комп’ютерна верстка А. Крулевський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 5