ПРОТИВООБЛЕДЕНИТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ САЛОНА ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА

Полезная модель относится к системам обработки воздуха в салоне транспортного средства и может быть использовано для предотвращения запотевания и обледенения стекол внутри салона. Оно также может быть использовано для предотвращения запотевания и обледенения стекол внутри жилых и промышленных зданий.
Наиболее близким к заявляемой полезной модели является автомобильный кондиционер, содержащий контур циркуляции хладагента, включающий в себя компрессор, конденсатор, ресивер-осушитель хладагента, который связан с датчиком давления, терморегулирующий вентиль, испаритель хладагента, который связан с датчиком температуры. (http://freezer.ru/condition.shtml).
Недостатки известного устройства:
1. Быстрое охлаждение воздуха в салоне транспортного средства и дискомфортные условия в связи с пониженной температурой воздуха в салоне по сравнению с температурой стекла, так как только при таком условии не будет конденсации паров воды на стекле салона транспортного средства.
2. Неизвестен момент включения устройства в работу, так как пуск компрессора никак не связан с температурой стекла, при которой на нем происходит конденсация влаги.
3. Неуправляемость процессом осушки воздуха, так как температура стекла никак не связана с температурой воздуха в салоне транспортного средства. При содержании влаги в воздухе салона гораздо ниже точки росы на стекле, устройство все еще находится в работающем состоянии.
Задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является разработка противообледенительной системы кондиционирования салона транспортного средства, обеспечивающей автоматическое управление процесса осушки воздуха и предупреждение образования конденсата и обледенения на стекле салона транспортного средства с сохранением комфортных температурных условий, то есть перегрева или переохлаждения воздуха в салоне.
Технический результат достигается тем, что противообледенительная система кондиционирования салона транспортного средства, содержащая контур циркуляции хладагента, включающий в себя компрессор, осуществляющий сжатие-нагрев хладагента и подачу его в конденсатор, ресивер-осушитель хладоагента, который связан с датчиком давления, терморегулирующий вентиль, испаритель хладагента, который связан с датчиком температуры, согласно заявляемой полезной модели, снабжена контуром циркуляции воздуха и контуром регенерации абсорбента, при этом контур циркуляции воздуха включает в себя последовательно соединенные вентилятор циркуляционного воздуха, влагоотделитель, выполненный с возможностью размещения в нем испарителя хладагента и сбора, дренирования сконденсировавшейся влаги, а также барабанный абсорбер, имеющий малый и большой сегменты, при этом в контур циркуляции хладагента дополнительно введены датчик влажности циркуляционного воздуха, установленный около стекла салона транспортного средства с внутренней стороны с возможностью включения компрессора при повышении влажности воздуха, датчик температуры стекла салона транспортного средства, установленный на внутренней стороне стекла салона транспортного средства с возможностью включения компрессора при понижении температуры стекла, датчик температуры хладагента, установленный после ресивера-осушителя с возможностью включения повышенной скорости дополнительно введенного вентилятора регенерации абсорбента, при этом конденсатор контура циркуляции хладагента выполнен двухступенчатым, причем первая ступень конденсатора выполнена с возможностью подогревания воздуха, забираемого снаружи при помощи дополнительно введенного вентилятора регенерации абсорбента, и использования его для осушки абсорбента, а вторая ступень конденсатора имеет в качестве охлаждающей поверхности стекло салона транспортного средства, выполненное с возможностью подогрева и предупреждения его запотевания и обледенения за счет теплоты, отводимой от сжатого хладагента, при этом контур регенерации абсорбента включает в себя часть первой ступени конденсатора, малый сегмент барабанного абсорбера и дополнительно введенный вентилятор регенерации абсорбента.
Таким образом, технический результат достигается за счет:
1. Создания трех раздельных контуров циркуляции: хладагента, воздуха и регенерации абсорбента.
2. Использования стекла транспортного средства в качестве элемента поверхности, которая отводит теплоту от хладагента, при этом само стекло нагревается и устраняется возможность запотевания и обледенения стекла.
3. Использования нагретого воздуха для регенерации абсорбента, при этом теплота для нагрева берется от горячего сжатого хладагента после компрессора.
4. Обеспечения работы всей системы кондиционирования по температуре материала стекла транспортного средства: как только температура внутренней поверхности стекла понижается, заявляемое устройство целиком сразу же включается в работу.
5. Применения двухступенчатой системы осушки воздуха, а именно:
а) глубокое отделение влаги из воздуха за счет ее мгновенной конденсации на холодной поверхности испарителя, температура которой гораздо ниже температуры стекла с внутренней стороны салона транспортного средства,
б) абсорбционное поглощение влаги сорбентом во вращающемся барабанном абсорбере при одновременном подогреве воздуха до комфортных условий за счет теплоты, отбираемой от нагретого при регенерации абсорбента.
Сущность полезной модели поясняется чертежом, на котором изображена принципиальная схема заявляемой противообледенительной системы кондиционирования салона транспортного средства.
Цифрами на чертеже обозначены:
1 - вентилятор циркуляционного воздуха, 2 - барабанный абсорбер, 3 - компрессор, 4 - первая ступень конденсатора, 5 - терморегулирующий вентиль, 6 - испаритель хладагента, 7 - влагоотделитель, 8 - стекло салона транспортного средства, 9 - вентилятор регенерации абсорбента, 10 - вторая ступень конденсатора, 11 - датчик влажности циркуляционного воздуха, 12 - электродвигатель привода барабанного абсорбера, 13 - датчик температуры стекла салона транспортного средства, 14 - ресивер-осушитель хладагента, 15 - датчик давления, 16 - датчик температуры, 17 - датчик температуры хладагента.
Указанные на чертеже элементы образуют три раздельных контура циркуляции, которые условно обозначены различными стрелками.
Первый контур - контур циркуляции хладагента - включает в себя компрессор 3, конденсатор, ресивер-осушитель 14 хладагента, который связан с датчиком 15 давления (датчиком для выключения компрессора, если давление в напорной магистрали от компрессора 3 до терморегулирующего вентиля 5 превышает допустимое), терморегулирующий вентиль 5, испаритель 6 хладагента, который связан с датчиком 16 температуры (датчиком для выключения компрессора 3, если температура испарителя 6 становится ниже допустимой).
2
2
В качестве хладагента используется фреон R134A. В напорной магистрали от компрессора 3 до терморегулирующего вентиля 5 давление не превышает 15 кГ/см, в обратной магистрали - от испарителя 6 хладагента до компрессора 3 давление не превышает 3,5 кГ/см.
В контуре циркуляции хладагента конденсатор выполнен двухступенчатым, причем первая ступень 4 конденсатора является подогревателем для воздуха, забираемого снаружи при помощи дополнительного введенного вентилятора 9 регенерации абсорбента и используемого для осушки абсорбента, а вторая ступень 10 конденсатора имеет в качестве охлаждающей поверхности стекло 8 салона транспортного средства, причем теплота, отводимая от хладагента, используется для подогрева стекла 8 и предупреждения его запотевания и обледенения. При этом испаритель 6 расположен в дополнительно введенном влагоотделителе 7, а в контур циркуляции хладагента дополнительно введены датчик 11 влажности циркуляционного воздуха, настроенный на относительную влажность 2% и расположенный около стекла 8 салона транспортного средства с внутренней стороны с возможностью включения компрессора при повышении влажности воздуха, датчик 13 температуры стекла салона транспортного средства, расположенный на внутренней стороне стекла 8 с возможностью включения компрессора при понижении температуры стекла, датчик 17 температуры хладагента, расположенный после ресивера-осушителя 14 с возможностью включения повышенной скорости дополнительно введенного вентилятора 9 регенерации абсорбента.
Второй контур - контур циркуляции воздуха - включает в себя вентилятор 1 циркуляционного воздуха, соединенный с влагоотделителем 7, в котором расположен испаритель 6 хладагента, и барабанный абсорбер 2, имеющий малый и большой сегменты (на чертеже условно показано горизонтальное расположение барабанного абсорбера 2), соединенный с влагоотделителем 7. В барабанном абсорбере малый сегмент с регенерируемым абсорбентом расположен в верхней части, а рабочий большой сегмент, через который улавливается водяной пар из воздуха, поступающего в салон транспортного средства от вентилятора 1 циркуляционного воздуха, расположен в нижней части, средней и частично в верхней области барабанного абсорбера 2.
Циркуляционный воздух высасывается из салона транспортного средства вентилятором 1 и последовательно подается во влагоотделитель 7 и, далее, в большой сегмент барабанного абсорбера 2. Конденсирующиеся на испарителе 6 хладагента пары воды непрерывно собираются во влагоотделителе 7 при помощи специального сборника влаги (на чертеже условно не показан) и затем дренируются за пределы салона транспортного средства. Вентилятор 1 циркуляционного воздуха по отношению к барабанному абсорберу 2, большой сегмент которого заполнен регенерированным абсорбентом, работает на нагнетание.
Третий контур - контур регенерации абсорбента, в качестве которого используется силикагель, - включает в себя часть первой ступени 4 конденсатора, малый сегмент барабанного абсорбера 2 и непосредственно дополнительно введенный вентилятор 9 регенерации абсорбента, связанный с датчиком 17 температуры хладагента (датчиком для включения повышенной скорости вентилятора 9 регенерации абсорбента, обеспечивающей более сильный отвод теплоты от хладагента в первой ступени 4 конденсатора), установленный после ресивера-осушителя 14 хладагента. Воздух забирается вентилятором 9 снаружи салона транспортного средства, нагревается в первой ступени 4 конденсатора за счет высокой температуры сжатого хладоагента и подается в малый сегмент барабанного абсорбера 2, который в автоматическом режиме непрерывно вращается электродвигателем 12 привода барабанного абсорбера 2. Абсорбент нагревается горячим воздухом, прошедшим через первую ступень 4 конденсатора, влага из абсорбента испаряется и уносится потоком воздуха наружу за пределы салона транспортного средства.
Так как вентилятор 9 регенерации абсорбента по отношению к барабанному абсорберу 2 работает на разрежение, а вентилятор 1 циркуляционного воздуха - работает на нагнетание, то нагретый воздух с высокой влажностью не попадает в салон транспортного средства.
Противообледенительная система кондиционирования салона транспортного средства работает следующим образом.
При понижении температуры стекла 8 ниже точки росы при парциальном давлении водяного пара в воздухе салона транспортного средства последовательно включаются, за счет электросигнала от датчика 13, компрессор 3, вентилятор 1 циркуляционного воздуха, вентилятор 9 регенерации абсорбента и электродвигатель 12 привода барабанного абсорбера. Датчик 11 влажности воздуха в салоне транспортного средства включает компрессор 3 и всю систему кондиционирования воздуха салона транспортного средства, даже если температура стекла 8 выше температуры точки росы при данном парциальном давлении водяного пара в воздухе.
Компрессор 3 отсасывает пары хладагента из испарителя 6, температура наружной поверхности которого резко снижается и во влагоотделителе 7 на поверхности испарителя 6 хладагента мгновенно конденсируется влага из воздуха, нагнетаемого вентилятором 1. Происходит глубокая первичная осушка воздуха за счет конденсации основной массы влаги воздуха, который находится в салоне транспортного средства. Сжатые пары нагретого хладагента подаются компрессором 3 в первую ступень 4 конденсатора, в котором теплота от нагретого хладагента передается воздуху, забираемому снаружи салона транспортного средства, при помощи вентилятора 9, который осушает абсорбент, и снова выбрасывается наружу за пределы салона транспортного средства. После первой ступени 4 конденсатора частично охлажденные пары хладагента поступают во вторую ступень 10 конденсатора, через поверхности которой теплота отдается стеклу 8 салона транспортного средства, при этом температура стекла 8 повышается., что обеспечивает предупреждение образования конденсата и обледенения на стекле салона транспортного средства. В ресивере-осушителе 14 хладагента происходит отделение от хладагента механических примесей. Проходя через терморегулирующий вентиль 5 и попадая в испаритель 6, хладагент переходит в газообразное состояние и при этом сильно охлаждается.
Если испаритель 6 хладагента полностью заполнен жидким хладагентом, то из него выходит насыщенный пар, температура которого равна температуре кипения. Регулирующий орган терморегулирующего вентиля 5 закрывается. Если из испарителя 6 хладагента выходит пар, перегрев которого превышает установку терморегулирующего вентиля 5, то регулирующий орган вентиля 5 открывается настолько, чтобы площадь его проходного сечения соответствовала допустимой величине. Датчик 16 температуры выключает компрессор 3, если температура испарителя 6 становится слишком низкой.
Использование заявляемой полезной модели позволило разработать противообледенительную систему кондиционирования салона транспортного средства, обеспечивающую автоматическое управление процесса осушки воздуха и предупреждение образования конденсата и обледенения на стекле салона транспортного средства с сохранением комфортных температурных условий, то есть перегрева или переохлаждения воздуха в салоне.