ЛОКАЛЬНАЯ СИСТЕМА ТЕРМОРЕГУЛИРОВАНИЯ ВОЗДУХА ЗОНЫ АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ РАБОЧИХ МЕСТ ОПЕРАТОРОВ МОБИЛЬНОГО ИНФОРМАЦИОННО-АНАЛИТИЧЕСКОГО КОМПЛЕКСА ВООРУЖЕНИЙ
LOCAL AIR TEMPERATURE CONTROL SYSTEM OF ZONE OF AUTOMATED OPERATOR WORKSTATIONS OF MOBILE INFORMATION-ANALYTICAL WEAPON SYSTEM

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к военной технике, и может быть использовано в мобильных информационно-аналитических комплексах вооружений для кондиционирования воздуха рабочих мест операторов.
Известна установка для кондиционирования воздуха (патент RU № 2167370 C2, опубл. 20.05.2001), принятая за прототип. Установка предназначена для кондиционирования воздуха преимущественно кабин транспортных средств и кранов, кроме того, для кондиционирования небольших помещений. Установка для кондиционирования воздуха содержит корпус, в котором по периметру размещены термоэлектрические блоки, состоящие из термоэлектрических элементов (преобразователей), размещенных между радиаторами, расположенными в изолированных друг от друга частях корпуса. Выходные фронты радиаторов расположены по замкнутому кругу. Части корпуса имеют соответственно воздухозаборники, сообщенные с атмосферой. На торцевых поверхностях корпуса по его оси установлены патрубок для отвода воздуха в атмосферу и патрубок для подвода воздуха, например, в кабину. В закрепленном на основании корпуса кожухе установлены электродвигатели, на выходных валах которых закреплены вентиляторы, соответственно установленные в патрубках.
Недостатками прототипа являются:
- недостаточная холодопроизводительность установки для охлаждения двух рабочих мест операторов, размещенных в кузове-фургоне специального транспортного средства, из-за применения недостаточно эффективных воздушных теплообменников, что в конечном итоге приводит к высоким энергетическим затратам;
- ограниченные эксплуатационные возможности модуля, не предусматривающие возможности локального обдува охлажденным воздухом отдельных рабочих мест;
- высокие температурные потери воздушной среды при конвективном теплообмене в замкнутом пространстве;
- недостаточные возможности по регулированию мощности охлажденного потока воздуха;
- отсутствие информационных сообщений, в том числе диагностических, о работе установки;
- отсутствие защиты и автоматического отключения при возникновении аварийных ситуаций.
Предлагаемым изобретением решается задача по повышению боевой эффективности подвижных комплексов вооружений за счет улучшения условий обитаемости при выполнении служебных обязанностей членами боевого расчета мобильного комплекса в условиях повышенной температуры окружающего воздуха.
Технический результат, получаемый при осуществлении изобретения, заключается в создании компактной, простой в эксплуатации локальной системы терморегулирования воздуха автоматизированных рабочих мест операторов мобильного информационно-аналитического комплекса вооружений, обладающей необходимой холодопроизводительностью, локальной направленностью охлажденных потоков, достаточно высокой эффективностью, а также средствами управления и диагностики.
Указанный технический результат достигается тем, что в предлагаемой локальной системе терморегулирования воздуха автоматизированных рабочих мест операторов мобильного информационно-аналитического комплекса вооружений, содержащей термоэлектрические блоки, состоящие из термоэлектрических элементов (преобразователей), радиаторы, воздухозаборники, сообщенные с атмосферой, патрубок для поступления воздуха в зону рабочего места, электровентиляторы, установленные в патрубках, новым является то, что локальная система терморегулирования воздуха (ЛСТВ) имеет три рабочих контура: два воздушных и один жидкостный, выполненный по принципу блочного построения, и состоит из наружного блока, установленного на амортизаторах снаружи на передней панели кузова-фургона специального транспортного средства, двух блоков охлаждения, размещенных внутри на передней панели кузова-фургона соответственно напротив автоматизированных рабочих мест операторов, и расширительного бака, наружный блок оснащен воздушно-жидкостным радиатором (теплообменником), циркуляционным электронасосом и блоком управления, блоки охлаждения индивидуально снабжены пультами управления с панелью индикации, расширительный бак оснащен крышкой-датчиком уровня рабочей жидкости.
Выполнение локальной системы терморегулирования воздуха (ЛСТВ) с тремя рабочими контурами: двумя воздушными и одним жидкостным, позволяет:
- во-первых, повысить в целом эффективность системы терморегулирования;
- во-вторых, передавать в зависимости от режима работы ЛСТВ охлажденный или неохлажденный поток воздуха в локальные зоны автоматизированных рабочих мест операторов;
- в-третьих, отводить при помощи жидкостного контура тепло от горячих спаев термомодулей.
Выполнение ЛСТВ по принципу блочного построения позволяет:
- во-первых, легко осуществлять компоновку ЛСТВ для различной конфигурации кузова-фургона и размещаемого оборудования;
- во-вторых, облегчить проведение технического обслуживания и ремонтно-профилактических работ;
- в-третьих, ускорить время восстановления работоспособности ЛСТВ за счет смены вышедших из строя блоков без привлечения высококвалифицированного персонала.
Установка наружного блока на амортизаторах снаружи на передней панели кузова-фургона специального транспортного средства позволяет:
- во-первых, осуществлять эффективное охлаждение теплоносителя при работе ЛСТВ;
- во-вторых, исключить попадание отводимой тепловой энергии в зону рабочих мест операторов;
- в-третьих, за счет установки амортизаторов повысить ресурс ЛСТВ при использовании в кузове-фургоне специального транспортного средства.
Размещение двух блоков охлаждения внутри на передней панели кузова-фургона соответственно напротив автоматизированных рабочих мест операторов позволяет:
- во-первых, локализовать в пространстве подводимые охлажденные потоки воздуха, что позволяет более эффективно охлаждать рабочие места операторов;
- во-вторых, не применять протяженных воздуховодов для доставки охлажденного воздуха, что снижает эффективность системы в целом.
Установка расширительного бака необходима для заправки теплоносителем гидравлических контуров локальной системы терморегулирования и компенсации теплового расширения теплоносителя.
Оснащение наружного блока воздушно-жидкостным радиатором (теплообменником) позволяет с более высокой эффективностью охлаждать теплоноситель, чем при применении теплообменника «воздух - воздух».
Оснащение наружного блока циркуляционным электронасосом позволяет осуществлять принудительную циркуляцию теплоносителя.
Оснащение наружного блока блоком управления позволяет:
- во-первых, выполнять автоматическую коммутацию термомодулей при работе локальной системы терморегулирования;
- во-вторых, осуществлять защиту и автоматическое отключение локальной системы терморегулирования при возникновении аварийной ситуации: перегреве термомодулей, остановке циркуляционного электронасоса, электродвигателя вентилятора наружного блока, падении давления теплоносителя в гидравлических контурах, значительном увеличении токов нагрузки и т.д.;
- в-третьих, осуществлять формирование информационных сообщений о работе локальной системы терморегулирования, в том числе диагностических сообщений о возникших неисправностях, и передачу их на панель управления блоков охлаждения.
Оснащение блоков охлаждения индивидуально пультами управления с панелью индикации позволяет:
- во-первых, выполнять включение и выключение локальной системы терморегулирования;
- во-вторых, производить регулировку оборотов электродвигателя вентилятора;
- в-третьих выбирать режима работы ЛСТВ в зависимости от сложившейся температурной обстановки;
- в-четвертых, осуществлять индикацию режимов работы ЛСТВ и индикацию неисправностей.
Оснащение расширительного бака крышкой-датчиком уровня рабочей жидкости позволяет во-время предотвратить утечки рабочей жидкости за счет поступления сигнала на панель индикации пультами управления при предельном снижении уровня рабочей жидкости.
Технические решения с признаками, отличающими заявляемое решение от прототипа, не известны и явным образом из уровня техники не следуют. Это позволяет считать, что заявляемое решение является новым и обладает изобретательским уровнем.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 показано размещение наружного блока ЛСТВ на кузове-фургоне, вид сбоку; на фиг.2 - вид А, размещение наружного блока ЛСТВ на кузове-фургоне, вид спереди; на фиг.3 - вид Б, размещение блоков охлаждения; на фиг.4 - пневмогидравлическая схема ЛСТВ.
ЛСТВ зоны автоматизированных рабочих мест операторов мобильного информационно-аналитического комплекса вооружений содержит три рабочих контура: два воздушных 1, 2 и один жидкостный 3, и состоит из наружного блока 4, установленного на амортизаторах 5 снаружи на передней панели кузова-фургона 6 специального транспортного средства, двух блоков охлаждения 7, размещенных внутри на передней панели кузова-фургона 6 соответственно напротив автоматизированных рабочих мест операторов (на чертежах не показаны), и расширительного бака 8. Наружный блок 4 включает в себя воздушно-жидкостный радиатор 9 (теплообменник), вентилятор 10 с электродвигателем 11, циркуляционный электронасос 12 и блок управления 13. Блоки охлаждения 7 индивидуально оснащены термоэлектрическими преобразователями 14, вентиляторами 15 с электродвигателями 16, воздуховодами 17, дефлекторами 18, пультами управления 19 с панелью индикации 20. Расширительный бак 8 оснащен крышкой-датчиком 21 уровня рабочей жидкости. Жидкостный контур 3 оснащен краном 22 для слива теплоносителя.
ЛСТВ зоны автоматизированных рабочих мест операторов мобильного информационно-аналитического комплекса вооружений работает следующим образом. Локальная система терморегулирования имеет три контура: два воздушных 1, 2 и один жидкостный 3. Перед началом эксплуатации ЛСТВ через заливную горловину, закрываемую резьбовой крышкой-датчиком уровня 21 расширительного бака 8, в контур 3 заправляется теплоноситель. Сообщение бака 8 с атмосферой обеспечено его конструкцией. Воздушные контуры 1, 2 предназначены для передачи охлажденного или неохлажденного потока воздуха (в зависимости от режима работы локальной системы терморегулирования) от термопреобразователей 14 блоков охлаждения 7 в локальные зоны автоматизированных рабочих мест операторов. Жидкостный контур предназначен для отвода тепла от горячих спаев термомодулей термоэлектрических преобразователей 14 в окружающую среду при работе ЛСТВ.
Управление работой ЛСТВ осуществляется с пультов управления 19, входящих в состав блоков охлаждения 7. При помощи пультов управления 19 задаются режимы «ВЕНТИЛЯЦИЯ» и «ОХЛАЖДЕНИЕ».
Режим «ОХЛАЖДЕНИЕ»
В режиме «ОХЛАЖДЕНИЕ» на термомодули термоэлектрических преобразователей 14 подается напряжение питания прямой полярности. На сторонах термомодулей, обращенных к воздушным контурам 1 и 2, тепло поглощается, тем самым охлаждая воздушный поток, проходящий через теплообменники термоэлектрических преобразователей. Циркуляция воздушного потока осуществляется посредством работы центробежных вентиляторов 15 с электродвигателя 16. Теплоноситель жидкостного контура 3, проходя через термоэлектрические преобразователи 14, нагревается, охлаждая тем самым горячие спаи термомодулей. Нагретый теплоноситель поступает в радиатор 9 наружного блока 4, где отдает тепло наружному воздуху, продуваемому через радиатор 9 вентилятор 10 с электродвигателем 11. При помощи дефлектора 18 изменяется (по желанию экипажа) направление потока воздуха. Указанием на то, что ЛСТВ работает в режиме «ОХЛАЖДЕНИЕ», является включение соответствующих светодиодов на пульте управления 19.
Режим «ВЕНТИЛЯЦИЯ»
Обеспечивает циркуляцию воздуха без охлаждения в зонах автоматизированных рабочих мест операторов при помощи вентиляторов 15 блоков охлаждения 7. Указанием на то, что ЛСТВ работает в режиме «ВЕНТИЛЯЦИЯ» является включение соответствующих светодиодов на пульте управления 19.
Режим «НЕИСПРАВНОСТЬ»
При отсутствии тока в цепях электропитания вентиляторов 10 и 15, насоса 12, термоэлектрических преобразователей 14, обрыве цепей датчиков, падении давления теплоносителя в гидравлическом контуре 3, перегреве термоэлектрических преобразователей 14 происходит отключение ЛСТВ. При этом на панели пульта управления включаются соответствующие светодиоды.
Таким образом, в предлагаемой локальной системе терморегулирования воздуха автоматизированных рабочих мест операторов мобильного информационно-аналитического комплекса вооружений решена задача по достижению технического результата, заключающегося в создании компактной, простой в эксплуатации локальной системы терморегулирования воздуха автоматизированных рабочих мест операторов мобильного информационно-аналитического комплекса вооружений, обладающей необходимой холодопроизводительностью, направленностью охлажденных потоков, достаточно высокой эффективностью, а также средствами управления и диагностики.