УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОХЛАЖДЕНИЯ И НАГРЕВА

Полезная модель относится к устройствам для охлаждения и нагрева и может найти применение в фермерских хозяйствах, дачных участках и садово-огородных товариществах, поскольку предлагаемое устройство может быть использовано в качестве холодильника и приспособления для сушки фруктов, овощей, грибов, трав и т.п., или в качестве нагревателя в осеннее - зимний период. Известно устройство для охлаждения, содержащее компрессор, вихревую трубу, вход которой соединен с выходом компрессора, холодильную камеру, соединенную с выходом холодного потока вихревой трубы, выход горячего воздуха вихревой трубы, соединенный с двигателем транспортного средства (см. например патент РФ №2030696, F25B 9/02, 1995 г).
Недостатком известного устройства является то, что в нем фактически не используется поток горячего воздуха из вихревой трубы.
Известно устройство для охлаждения и нагрева, содержащее компрессор, вихревую трубу, вход которой соединен с выходом компрессора, холодильную камеру с теплообменником, контактирующим с объемом холодильной камеры и соединенным с выходом холодного потока вихревой трубы, адсорбционный осушитель потока воздуха, установленный на выходе компрессора, и приспособление для нагрева, соединенное с выходом горячего потока вихревой трубы (см. патент РФ №2213016, В60Н 1/22, В60Н 3/00, 2003).
Описанное выше устройство для охлаждения и нагрева является наиболее близким к предлагаемому устройству по технической сущности и принято за прототип.
Недостатком устройства является недостаточно эффективное использование энергий холодного и горячего воздуха вихревой трубы по причине низкой эффективности энергообмена в холодильной камере и, в особенности в нагревательном устройстве. В последнем горячий воздух через вентиль вводится в объем нагревательного устройства и из него выбрасывается в атмосферу. Другим недостатком прототипа является то, что в нем не используется замкнутый цикл по потоку воздуха. Часть воздуха, предварительно прошедшего через адсорбционный осушитель (блок очистки воздуха) сбрасывается в атмосферу через нагревательное устройство. Тоже имеет место и в кондиционере, где холодный воздух, смешиваясь с воздухом кабины транспортного средства, сбрасывается в кондиционируемую зону. Как следствие необходима подпитка воздушного потока, проходящего через компрессор, дополнительным потоком воздуха из кабины транспортного средства за счет эжектора, и дополнительные затраты на очистку воздуха, поступающего в вихревую трубу.
Задача полезной модели состояла в повышении эффективности использования энергии горячего и холодного потоков воздуха вихревой трубы и использовании замкнутого цикла циркуляции воздуха.
Указанная задача решается тем, предложено устройство для охлаждения и нагрева, содержащее компрессор, вихревую трубу, вход которой соединен с выходом компрессора, холодильную камеру с теплообменником, контактирующим с объемом холодильной камеры и соединенным с выходом холодного потока вихревой трубы, адсорбционный осушитель потока воздуха, установленный на выходе компрессора, и приспособление для нагрева, соединенное с выходом горячего потока вихревой трубы, в котором согласно полезной модели теплообменник холодильной камеры и приспособление для нагрева выполнены в виде пластинчатых теплообменников, выходные потоки которых подсоединены ко входу компрессора через ресивер.
Другим обличием устройства является то, что оно снабжено рекуперационным холодильником, установленным между компрессором и адсорбционным осушителем, к которому подведен поток воздуха с выхода теплообменника холодильной камеры.
Еще одним отличием устройства является то, что пластинчатый теплообменник приспособления для нагрева установлен в камере для нагрева в нижней части так, что пластины теплообменника расположены вертикально, причем в нижней части камеры для нагрева имеются отверстия для подсоса воздуха из окружающей среды, а в верхней части камеры имеется канал для вывода нагретого воздуха. При этом верхняя часть камеры для нагрева выполнена съемной с герметизацией места стыка. В числе отличий устройства следует отметить то, что в верхней части камеры для нагрева над пластинчатым теплообменником установлены решетки-сетки для сушки фруктов, овощей, грибов, трав и т.п.
Другим отличием устройства является то, что на выходе холодного потока вихревой трубы установлены глушитель шума.
Еще одним отличием устройства является то, что на выходе пластинчатого теплообменника приспособления для нагрева установлен дроссель для снижения температуры потока воздуха перед ресивером.
В числе отличий устройства следует отметить то, что часть вихревой трубы рядом с местом ввода потока воздуха снабжена рубашкой, соединенной с выходом теплообменника холодильной камеры, причем поток воздуха с выхода рубашки подается в ресивер компрессора.
Благодаря отмеченным выше особенностям выполнения устройства в нем обеспечивается технический результат, который состоит в том, что повышается эффективность использования энергий холодного и горячего потоков воздуха вихревой трубы и обеспечивается циркуляция воздуха по замкнутому контуру.
Сущность полезной модели поясняется чертежом, на котором изображена принципиальная схема предлагаемого устройства.
Устройство содержит компрессор 1, на входе которого установлен ресивер 2, а на выходе рекуперационный теплообменник 3, предназначенный для охлаждения потока воздуха. На выходе рекуперационного теплообменника 3 установлен адсорбционный осушитель 4 воздуха, выход которого соединен со входом 5 вихревой трубы 6. Выход 7 холодного потока вихревой трубы6 через глушитель шума 8 соединен со входом 9 пластинчатого теплообменника 10, выход которого соединен со входом 13 рубашки рекуперационного теплообменника 3. Выход 14 рубашки рекуперационного теплообменника 3 соединен с ресивером 2, установленным на входе компрессора 1. Вихревая труба 6 также снабжена рубашкой 15 для охлаждения ее части, расположенной рядом со входом 5 потока воздуха в вихревую трубу 6. Часть холодного потока воздуха с выхода 12 пластинчатого теплообменника 10 холодильной камеры 11 поступает на вход 16 рубашки 15, с выхода 17 которой этот поток воздуха поступает в ресивер 2. Выход 18 горячего потока воздуха вихревой трубы 6 соединен со входом 19 пластинчатого теплообменника 20, установленного в камере 21 для нагрева. Пластинчатый теплообменник 20 установлен в камере 21 для нагрева так, что его пластины 22 расположены вертикально. В нижней части камеры 21 для нагрева выполнены отверстия 23 для подсоса воздуха из окружающего пространства, а верхней части 24 камеры 21 имеется канал 25 для вывода нагретого в камере воздуха. В верхней части 24 камеры 21 установлены решетки или сетки 26, на которые укладывается сырье для сушки. Таким образом, пластинчатый теплообменник 20 работает в камере 21 как конвектор. Нагретый им воздух поднимается вверх, осуществляя сушку расположенного на решетках или сетках 26 сырья (фрукты, овощи, грибы, травы и т.п.), и замещается холодным воздухом, поступающим в камеру 21 через отверстия 23 в нижней ее части. Верхняя часть 24 камеры 21 для нагрева выполнена съемной с герметизацией в местах контакта 27. Это позволяет легко трансформировать камеру 21 для нагрева в конверторный теплообменник, путем съема верхней части 24 камеры 21. Выход 28 пластинчатого теплообменника 20 соединен с ресивером 2 через дроссель 29, в котором за счет расширения газа осуществляется охлаждение теплого потока воздуха с выхода 28 теплообменника 20. В ресивере 2 осуществляется выравнивание температур и давлений газовых потоков, поступающих на вход компрессора 1.
Устройство работает следующим образом.
Холодный поток воздуха с выхода 7 вихревой трубы 6 поступает в пластинчатый теплообменник 10 холодильной камеры 11. В теплообменнике 10 осуществляется аккумуляция холода и передача его в объем холодильной камеры 11. С выхода теплообменника 10 еще холодный поток воздуха поступает в рубашку 15 вихревой трубы 6 и в рубашку рекуперационного теплообменника 3 где происходит дополнительная утилизация холода для целей подготовки вихревой трубы 6 к нормальному функционированию, а также для целей охлаждения потока воздуха на выходе компрессора 1 для обеспечения осаждения влаги, которая поглощается в адсорбционном осушителе 4. Горячий поток воздуха с выхода 18 вихревой трубы 6 поступает в пластинчатый теплообменник 20, который, отдавая тепло поднимающемуся в камере 21 воздуху, используется либо для сушки сырья, заготавливаемого в весенне-летний период, либо для нагрева помещения в осенне-зимний период.