ОБОГРЕВАТЕЛЬНАЯ УСТАНОВКА
HEATING UNIT

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к обогревательной установке. По одному из предпочтительных вариантов осуществления настоящее изобретение относится к тепловентилятору для создания потока теплого воздуха в комнате, кабинете или бытовом помещении.
Уровень техники, предшествующий изобретению
Традиционный бытовой вентилятор обычно включает в себя комплект лопастей или лопаток, вращательно установленных вокруг оси, и приводную установку, приводящую во вращение комплект лопастей для создания воздушного потока. Перемещение и циркуляция воздушного потока создает «охлаждение ветром» или бриз, в результате чего пользователь испытывает эффект охлаждения по мере того как тепло отводится за счет конвекции и испарения.
Подобные вентиляторы бывают разного размера и разной формы. Например, потолочный вентилятор может иметь диаметр по меньшей мере в 1 метр и обычно подвешивается на потолке для создания нисходящего потока воздуха для охлаждения комнаты. В свою очередь настольные вентиляторы зачастую имеют диаметр около 30 см и обычно являются свободностоящими и переносными. Напольные стоечные вентиляторы содержат удлиненную, вертикальную оболочку высотой примерно 1 м и вмещают в себя один или несколько комплектов вращающихся лопастей для создания воздушного потока. Колебательный механизм может использоваться для вращения выпускного отверстия стоечного вентилятора таким образом, чтобы воздушный поток распределялся на широкой площади комнаты.
Тепловентиляторы, в целом, содержат несколько нагревательных элементов, расположенных сзади или спереди от вращающихся лопастей, позволяя пользователю нагревать воздушный поток, создаваемый вращающимися лопастями. Нагревательные элементы обычно выполнены в виде теплоизлучающих катушек или ребер. Регулируемый термостат или несколько фиксированных положений выходной мощности используются для того чтобы пользователь мог регулировать температуру воздушного потока, выбрасываемого из тепловентилятора.
Недостаток компоновки подобного типа заключается в том, что воздушный поток, создаваемый вращающимися лопастями тепловентилятора, в целом, является неравномерным. Это происходит из-за неровностей на поверхности лопастей или на обращенной наружу поверхности тепловентилятора. Величина подобных неровностей может колебаться от модели к модели или даже от одного индивидуального тепловентилятора к другому. В результате подобных неровностей создается турбулентный или «порывистый» воздушный поток, который может ощущаться в виде воздушных импульсов, которые могут вызывать дискомфорт у пользователя. Другой недостаток, вызываемый турбулентностью воздушного потока, заключается в том, что эффект обогрева от тепловентилятора быстро уменьшается по мере увеличения расстояния.
При бытовом использовании, ввиду ограниченного пространства, желательно, чтобы устройства были как можно более компактными и имели минимальный размер. Нежелательно, чтобы у устройства были выступающие части или чтобы пользователь мог прикасаться к любым подвижным частям, таким как лопасти. Обычно лопасти и теплоизлучающие катушки тепловентиляторов закрыты решеткой или оболочкой с отверстиями, исключающими травмирование пользователя в случае контакта с подвижными лопастями или теплоизлучающими катушками, однако это может затруднять очистку подобных закрытых деталей. Поэтому внутри оболочки и на теплоизлучающих катушках, в перерывах между эксплуатацией тепловентиляторов, может скапливаться пыль или другие загрязнения. При включении теплоизлучающих катушек температура внешних поверхностей катушек может быстро увеличиваться, в особенности, если катушки имеют высокую выходную мощность, вплоть до температуры свыше 700°С. Поэтому часть пыли, осевшей на катушках в перерывах между эксплуатацией тепловентилятора, может сгорать, в результате чего в течение некоторого времени тепловентилятор выделяет неприятный запах.
В WO 2012/017219 описан тепловентилятор, в котором лопасти для нагнетания воздуха из тепловентилятора не закрыты решеткой. Вместо этого тепловентилятор содержит основание, внутри которого находится работающий от электродвигателя импеллер для затягивания в основание первичного воздушного потока, и кольцевое сопло, соединенное с основанием, содержащее кольцевую горловину, через которую первичный воздух выбрасывается из вентилятора. Сопло определяет центральное отверстие, через которое воздух из локальной среды узла вентилятора затягивается первичным воздушным потоком, выбрасываемым из горловины, усиливая первичный воздушный поток для создания воздушной струи. Использование лопастного вентилятора для выброса воздушной струи из тепловентилятора позволяет создавать и направлять по комнате или на пользователя относительно равномерную воздушную струю. Внутри сопла находится множество нагревателей для нагрева первичного воздушного потока перед его выбросом из горловины. За счет размещения нагревателей внутри сопла пользователь защищен от горячих внешних поверхностей нагревателей.
Каждый нагреватель содержит ряд нагревательных элементов, изготовленных из керамического материала с положительным температурным коэффициентом (ПТК). Ряд нагревательных элементов расположен в виде прослойки между двумя теплоизлучающими компонентами, каждый из которых содержит массив из теплоизлучающих ребер, находящихся внутри рамы. Ребра изготовлены из алюминия или иного материала с высокой теплопроводностью.
Краткое изложение сущности изобретения
По первому аспекту настоящим изобретением предлагается обогревательная установка, содержащая воздушное впускное отверстие, по меньшей мере одно воздушное выпускное отверстие, импеллер, электродвигатель, приводящий во вращение импеллер для затягивания воздуха через воздушное впускное отверстие, интерфейс пользователя, позволяющий пользователю выбирать скорость вращения электродвигателя из диапазона доступных для выбора значений, по меньшей мере один нагревательный узел, содержащий по меньшей мере один нагревательный элемент с положительным температурным коэффициентом (ПТК), средства обнаружения тока для обнаружения величины тока, потребляемого по меньшей мере одним нагревательным узлом, и средства управления для управления скоростью вращения электродвигателя независимо от скорости вращения, задаваемой пользователем, с учетом параметров тока, потребляемого по меньшей мере одним нагревательным узлом.
Мы заметили, что электропитание, потребляемое нагревательным узлом, который включает в себя нагревательный элемент ПТК, варьируется в зависимости от расхода воздушного потока, проходящего через нагревательный узел, а, следовательно, от скорости вращения электродвигателя, приводящего во вращение импеллер для создания воздушного потока. Таким образом, настоящее изобретение позволяет управлять электропитанием, потребляемым нагревательным элементом, за счет мониторинга или обнаружения иным образом величины тока, потребляемого одним или несколькими нагревательными узлами обогревательной установки, и управления скоростью вращения электродвигателя с учетом параметров измеряемой величины тока, независимо как от скорости электродвигателя, так и от параметров воздушного потока, задаваемых пользователем. Это позволяет управлять расходом электропитания, потребляемого обогревательной установкой, таким образом, чтобы он не выходил за пределы диапазона заданной номинальной мощности.
Параметром тока, потребляемого по меньшей мере одним нагревательным узлом, может быть один из следующих параметров: величина тока, разница между обнаруженной величиной и заранее заданным значением или темп изменения обнаруженной величины тока.
Интерфейс пользователя позволяет пользователю выбирать из несколько разных, заранее заложенных значений скорость вращения электродвигателя, а, следовательно, расход воздуха, выбрасываемого по меньшей мере из одного воздушного выпускного отверстия. Обогревательная установка предпочтительно имеет по меньшей мере пять разных, задаваемых пользователем значений скорости вращения электродвигателя, более предпочтительно по меньшей мере восемь разных задаваемых пользователем значений. По одному из предпочтительных примеров в интерфейсе пользователя имеется десять разных уровней скорости, а пользователь, при помощи интерфейса пользователя, может выбирать уровни от «1» до «10». В целях максимального увеличения количества скоростей вращения, которые может задавать пользователь, электродвигатель предпочтительно выполнен в виде электродвигателя постоянного тока. Интерфейс пользователя может содержать одну или несколько кнопок, либо циферблатов или сенсорный экран, позволяющих пользователю выбирать необходимые параметры скорости. Как вариант или как дополнение, интерфейс пользователя может содержать пульт дистанционного управления для передачи сигналов с информацией о параметрах скорости, заданной пользователем. Уровень 1 может соответствовать относительно низкой скорости вращения электродвигателя, например, в диапазоне от 4000 до 5000 об/мин, тогда как уровень 10 может соответствовать относительно высокой скорости вращения электродвигателя, например, в диапазоне от 6000 до 7000 об/мин. Пользователь, таким образом, может выбирать скорость вращения электродвигателя при помощи интерфейса пользователя; пользователь может никогда не узнать о фактической скорости вращения электродвигателя, а лишь видеть, что выбор более высокого параметра увеличивает расход воздуха, выбрасываемого из установки.
Средства обнаружения тока могут быть выполнены в виде схемы управления обогревателем, которая предпочтительно выполнена в виде узла печатной платы и которая содержит комплект схем для измерения подаваемого тока. Схема управления нагревателем также может содержать симистор для управления по меньшей мере одним нагревательным элементом с ПТК и термистор для обнаружения температуры воздушного потока, затягиваемого в обогревательную установку.
Средства управления могут быть снабжены главной управляющей схемой, которая предпочтительно выполнена в виде узла отдельной печатной платы. Главная управляющая схема предпочтительно содержит микроконтроллер или микропроцессорное устройство, блок питания, запитываемый от источника питания, например, от источника сетевого питания и драйвер электродвигателя, предпочтительно бесщеточного электродвигателя постоянного тока, для управления скоростью вращения электродвигателя. Главная управляющая схема выполнена с возможностью приема сигналов от комплекта схем для обнаружения подаваемого тока с информацией о величине тока, потребляемого по меньшей мере одним нагревательным узлом, и управления скоростью вращения электродвигателем в зависимости от данных сигналов. Интерфейс пользователя предпочтительно содержит схему управления интерфейсом пользователя, также предпочтительно выполненную в виде отдельной печатной платы, для передачи на главную управляющую схему сигналов с информацией о заданных пользователем параметрах скорости. Схема управления интерфейсом пользователя также может передавать на главную управляющую схему сигналы с информацией о параметрах требуемой температуры, заданных пользователем.
S
В первом рабочем режиме, средства управления предпочтительно выполнены с возможностью корректировки скорости ω вращения электродвигателя независимо от скорости ω, задаваемой пользователем. Средства управления предпочтительно выполнены с возможностью запуска подобного первого рабочего режима после включения по меньшей мере одного нагревательного узла. В конце подобного первого рабочего режима средства управления предпочтительно выполнены с возможностью установки скорости вращения электродвигателя в зависимости от параметров скорости, задаваемых пользователем.
Во время первого рабочего режима средства управления предпочтительно выполнены с возможностью управления скоростью вращения электродвигателя в зависимости от обнаруженной величины тока, потребляемого по меньшей мере одним нагревательным узлом. После включения по меньшей мере одного нагревательного узла, подобный ток является пусковым током, потребляемым по меньшей мере одним нагревательным узлом.
S
1
2
1
2
3
4
3
1
4
S
S
Во время первого рабочего периода средства управления предпочтительно выполнены с возможностью установления скорости вращения электродвигателя в одном, не задаваемом пользователем, диапазоне значений скорости вращения электродвигателя, в зависимости от обнаруженной величины тока, потребляемого по меньшей мере одним нагревательным узлом. Подобный, не задаваемый пользователем диапазон, может совпадать или не совпадать с задаваемым пользователем диапазоном значений скорости вращения электродвигателя, но предпочтительно содержит более низкие значения скорости вращения электродвигателя, чем те, которые могут задаваться пользователем. Другими словами, если скорость ω вращения, задаваемая пользователем, находится в диапазоне от ω до ω, где ω<ω, то не задаваемый пользователем диапазон значений может находиться в диапазоне от ω до ω, где ω<ω, а ω<ω. В одном из примеров скорость ω вращения, задаваемая пользователем, находится в диапазоне от 4800 до 6750 об/мин, тогда как диапазон скоростей вращения, не задаваемых пользователем, находится в диапазоне от 1000 до 4800 об/мин. В другом примере скорость ω вращения, задаваемая пользователем, находится в диапазоне от 4000 до 6000 об/мин, тогда как диапазон скоростей вращения, не задаваемых пользователем, находится в диапазоне от 1000 до 4000 об/мин. Диапазоны могут выбираться в зависимости от величины подаваемого напряжения.
4
max1
max1
Как отмечалось выше, во время первого рабочего периода скорость вращения электродвигателя устанавливается в зависимости от обнаруженного пускового тока. По мере увеличения обнаруженного тока средства управления предпочтительно могут увеличивать скорость ω вращения электродвигателя до более высокого значения, выбираемого из диапазона значений, не задаваемых пользователем. Средства управления предпочтительно выполнены с возможностью поддержания, во время первого рабочего периода, скорости вращения электродвигателя с максимальным значением ω, в пределах диапазона значений скорости вращения электродвигателя, не задаваемых пользователем, если обнаруженная величина I тока, потребляемого по меньшей мере одним нагревательным узлом, будет выше верхнего значения I, задаваемого для данного первого рабочего режима средствами управления. Величина I предпочтительно устанавливается с учетом подаваемого напряжения и предпочтительно задается, в зависимости от подаваемого напряжения, в диапазоне от 5 до 8 А.
По завершении первого рабочего периода средства управления предпочтительно выполнены с возможностью переключения во второй рабочий режим, который начинается после того как скорость вращения электродвигателя устанавливается на заданное пользователем значение. Средства управления предпочтительно выполнены с возможностью переключения из первого рабочего режима во второй рабочий режим в зависимости от одного из следующих факторов: темпа изменения величины тока, потребляемого по меньшей мере одним нагревательным узлом, или величины тока, потребляемого по меньшей мере одним нагревательным узлом.
Средства управления могут быть выполнены с возможностью переключения из первого рабочего режима во второй рабочий режим, если темп dI/dt изменения величины тока, потребляемого по меньшей мере одним нагревательным узлом, окажется ниже заданного значения. Во время первого рабочего периода ток, потребляемый по меньшей мере одним нагревательным узлом, предпочтительно обнаруживается через определенные интервалы, например каждые 0.5 секунды, и между последовательными обнаружениями тока измеряется изменение величины тока, потребляемого по меньшей мере одним нагревательным узлом. Если в течение определенного количества последовательных замеров изменение величины тока оказывается ниже заданного значения, то средства управления предпочтительно могут переключаться из первого рабочего режима во второй рабочий режим. Величина подобного заданного значения может находиться в диапазоне от 0.1 до 0.25 А за интервал, а количество последовательных замеров может находиться в диапазоне от 10 до 25. Величина заданного значения и количество последовательных замеров могут выбираться в зависимости от подаваемого напряжения. Например, при подаваемом напряжении менее 200 В средства управления могут переключаться из первого рабочего режима во второй рабочий режим, если темп изменения величины тока, потребляемого по меньшей мере одним нагревательным узлом, не превышает 0.2 А на протяжении 20 последовательных замеров, осуществляемых с интервалом в 0.5 секунды. В другом примере, при подаваемом напряжении свыше 200 В средства управления могут переключаться из первого рабочего режима во второй рабочий режим, если темп изменения величины тока, потребляемого по меньшей мере одним нагревательным узлом, не превышает 0.15 А на протяжении 14 последовательных замеров, осуществляемых с интервалом в 0.5 секунды.
maX2
max2
max1
max2
Вне зависимости от текущего темпа изменения величины тока, потребляемого по меньшей мере одним нагревательным узлом, средства управления могут быть выполнены с возможностью переключения из первого рабочего режима во второй рабочий режим, если величина тока, потребляемого по меньшей мере одним нагревательным узлом, оказывается выше верхнего предельного значения тока I, причем I>I. Величина I также предпочтительно устанавливается с учетом подаваемого напряжения и предпочтительно задается, в зависимости от подаваемого напряжения, в диапазоне от 8.9 до 13.1 А.
max2
Средства управления предпочтительно выполнены с возможностью корректирования скорости вращения электродвигателя во время второго рабочего периода в зависимости от обнаруженной величины тока, потребляемого по меньшей мере одним нагревательным узлом, предпочтительно путем изменения скорости вращения электродвигателя с заданного пользователем значения, в зависимости от обнаруженной величины тока, потребляемого по меньшей мере одним нагревательным узлом. Если обнаруженная величина тока, потребляемого по меньшей мере одним нагревательным узлом, оказывается выше верхнего предельного значения тока I, то тогда средства управления предпочтительно могут уменьшать скорость вращения электродвигателя с заданной пользователем величины до более низкой скорости вращения.
Например, если электродвигатель вращается со скоростью, соответствующей 7 уровню скорости, заданной пользователем, которая может соответствовать скорости вращения в 6150 об/мин, то средства управления предпочтительно могут уменьшать скорость вращения электродвигателя с этой скорости до более низкой скорости, например, до 6000 об/мин. Уменьшение скорости вращения электродвигателя предпочтительно меньше разницы между текущей, задаваемой пользователем скоростью вращения, и следующей, более низкой, задаваемой пользователем скоростью вращения. В приведенном выше примере скорость вращения, соответствующая 6 уровню скорости, задаваемой пользователем, составляет 5925 об/мин. В том случае, если не происходит уменьшения обнаруживаемой величины тока, потребляемого по меньшей мере одним нагревательным узлом, до величины, которая ниже верхнего предельного значения тока, средства управления предпочтительно продолжают снижать скорость вращения электродвигателя поступательно, до тех пор, пока обнаруживаемая величина тока, потребляемого по меньшей мере одним нагревательным узлом, не опустится ниже верхнего предельного значения тока. Степень, до которой средства управления снижают скорость вращения электродвигателя, предпочтительно является разной для каждой из задаваемых пользователем скоростей вращения электродвигателя. Например, снижение скорости вращения электродвигателя предпочтительно является относительно большим, если задаваемая пользователем скорость вращения является относительно большой, и предпочтительно является относительно небольшим, если задаваемая пользователем скорость вращения является относительно малой.
1
В том случае, если и обнаруживаемая величина тока, потребляемого по меньшей мере одним нагревательным узлом, оказывается выше верхнего предельного значения тока, и скорость вращения электродвигателя приближается или достигла минимального значения ω, в диапазоне задаваемых пользователем значений, средства управления предпочтительно могут выключать как по меньшей мере один нагревательный узел, так и электродвигатель. Интерфейс пользователя может включаться средствами управления для отображения сообщений об ошибках или информирования пользователя иным образом о том, что установка находится в подобном состоянии.
min2
min2
max2
min2
В том случае, если происходит снижение скорости вращения электродвигателя во время второго рабочего периода, средства управления предпочтительно могут увеличивать скорость вращения электродвигателя вновь до скорости вращения, заданной пользователем, если обнаруживаемая величина тока, потребляемого по меньшей мере одним нагревательным узлом, опускается до нижнего предельного значения тока I тока, причем I<I. Величина I также предпочтительно устанавливается с учетом подаваемого напряжения и предпочтительно задается, в зависимости от подаваемого напряжения, в диапазоне от 8.5 до 12.7 А. При возврате скорости вращения электродвигателя обратно до заданной пользователем скорости вращения, средства управления предпочтительно выполнены с возможностью отмены предшествующего инкрементального увеличения скорости вращения электродвигателя.
Установка предпочтительно содержит средства обнаружения напряжения для обнаружения величины подаваемого напряжения, а средства управления предпочтительно выполнены с возможностью переключения из второго рабочего режима в третий рабочий режим, если обнаруживаемая величина напряжения, подаваемого на установку, оказывается ниже нижнего предельного значения напряжения, а обнаруживаемая величина тока, потребляемого по меньшей мере одним нагревательным узлом, оказывается ниже заданного значения. Подобное заданное значение предпочтительно совпадает с заданным значением, мониторинг которого осуществляется во время первого рабочего режима.
Во время третьего рабочего режима средства управления предпочтительно выполнены с возможностью установления скорости вращения электродвигателя в одном, не задаваемом пользователем, диапазоне значений скорости вращения электродвигателя с учетом обнаруживаемой величины тока, потребляемого по меньшей мере одним нагревательным узлом. Данный диапазон значений предпочтительно совпадает с тем, в котором средства управления устанавливают скорость вращения электродвигателя во время первого рабочего режима. Если обнаруживаемая величина тока, потребляемого по меньшей мере одним нагревательным узлом, становится выше заданного значения, то средства управления предпочтительно могут переключаться из третьего рабочего режима обратно в первый рабочий режим.
Обогревательная установка предпочтительно выполнена в виде переносного тепловентилятора, однако обогревательная установка также может быть по меньшей мере частью стационарной обогревательной установки, обогревательной установки транспортного средства или системы воздушного кондиционирования.
По меньшей мере одно воздушное выпускное отверстие предпочтительно содержит множество воздушных выпускных отверстий, а по меньшей мере один нагревательный узел предпочтительно содержит множество нагревательных узлов, каждый из которых содержит по меньшей мере один нагревательный элемент с положительным температурным коэффициентом (ПТК) для нагрева воздуха, проходящего от воздушного впускного отверстия на соответствующее воздушное выпускное отверстие. Воздушные выпускные отверстия могут находиться на противоположных сторонах канала, по которому воздух затягивается воздухом, выбрасываемым из воздушных выпускных отверстий.
По второму аспекту настоящим изобретением предлагается способ управления обогревательной установкой, содержащей воздушное впускное отверстие, по меньшей мере одно воздушное выпускное отверстие, импеллер, электродвигатель, приводящий во вращение импеллер для затягивания воздуха через воздушное впускное отверстие, интерфейс пользователя, позволяющий пользователю выбирать скорость вращения электродвигателя из диапазона доступных для выбора значений, и по меньшей мере один нагревательный узел, содержащий по меньшей мере один нагревательный элемент с положительным температурным коэффициентом (ПТК), способ включает в себя этапы обнаружения величины тока, потребляемого по меньшей мере одним нагревательным узлом, и управления скоростью вращения электродвигателя независимо от скорости вращения, задаваемой пользователем, с учетом параметров обнаруживаемой величины тока, потребляемого по меньшей мере одним нагревательным узлом.
Признаки, рассмотренные выше для первого аспекта изобретения, в равной мере применимы для второго аспекта изобретения и наоборот.
Краткое описание чертежей
Далее, в качестве примера, будет рассмотрен один из вариантов осуществления настоящего изобретения, со ссылкой на прилагаемые чертежи, где:
На фиг. 1 показан вид спереди, в перспективе, сверху обогревательной установки;
На фиг. 2 показан вид спереди обогревательной установки;
На фиг. 3 показан вид в сечении вдоль линии В-В по фиг. 2;
На фиг. 4 показано изображение в развернутом виде сопла обогревательной установки;
На фиг. 5 показан вид спереди, в перспективе шасси обогревателя сопла;
На фиг. 6 показан вид спереди, в перспективе, снизу шасси обогревателя, соединенного с внутренней секцией оболочки сопла;
На фиг. 7 показан укрупненный вид области X по фиг. 6;
На фиг. 8 показан укрупненный вид области Y по фиг. 1;
На фиг. 9 показан вид в сечении вдоль линии А-А по фиг. 2;
На фиг. 10 показан укрупненный вид области Z по фиг. 9;
На фиг. 11 показан вид в сечении сопла вдоль линии С-С по фиг. 9; и
На фиг. 12 показан схематический вид системы управления обогревательной установкой.
Подробное описание изобретения
На фигурах 1 и 2 показаны виды снаружи обогревательной установки 10. Обогревательная установка 10 выполнена в виде переносного тепловентилятора. Обогревательная установка 10 содержит корпус 12, содержащий воздушное впускное отверстие 14, через которое первичный воздушный поток входит в обогревательную установку 10, и сопло в виде кольцевой оболочки, установленной на корпусе 12, а также содержащий по меньшей мере одно воздушное выпускное отверстие 18 для выброса первичного воздушного потока из обогревательной установки 10.
Корпус 12 содержит, по существу, цилиндрическую основную секцию 20 корпуса, установленную на, по существу, цилиндрическую нижнюю секцию 22 корпуса. Основная секция 20 корпуса и нижняя секция 22 корпуса предпочтительно имеют, по существу, одинаковый внешний диаметр таким образом, чтобы внешняя поверхность верхней секции 20 корпуса была, по существу, заподлицо с внешней поверхностью нижней секции 22 корпуса. По данному варианту осуществления высота корпуса 12 составляет от 100 до 300 мм, а диаметр - от 100 до 200 мм.
Основная секция 20 корпуса содержит воздушное впускное отверстие 14, через которое первичный воздушный поток входит в обогревательную установку 10. По данному варианту осуществления воздушное впускное отверстие 14 содержит массив апертур, образованных в основной секции 20 корпуса. Как вариант, воздушное впускное отверстие 14 может содержать одну или несколько решеток или сеток, установленных внутри окошек, образованных в основной секции 20 корпуса. Основная секция 20 корпуса открыта с ее верхнего торца (как это показано), образуя воздушное выпускное отверстие 23, через которое первичный воздушный поток удаляется из корпуса 12.
Основная секция 20 корпуса может быть наклонена относительно нижней секции 22 корпуса для регулирования направления, в котором первичный воздушный поток выбрасывается из обогревательной установки 10. Например, верхняя поверхность нижней секции 22 корпуса и нижняя поверхность основной секции 20 корпуса могут быть снабжены взаимосоединяемыми элементами, которые позволяют основной секции 20 корпуса перемещаться относительно нижней секции 22 корпуса. Например, нижняя секция 22 корпуса и основная секция 20 корпуса могут содержать фиксирующие L-образные элементы.
Нижняя секция 22 корпуса содержит интерфейс пользователя обогревательной установки 10. Со ссылкой на фиг. 12 интерфейс пользователя содержит множество нажимаемых пользователем кнопок 24, 26, 28, 30, позволяющих пользователю управлять различными функциями обогревательной установки 10, дисплей 32, расположенный между кнопками, предоставляющий пользователю, например, визуальную информацию по температурным параметрам обогревательной установки 10, и схему 33 управления интерфейсом пользователя, соединенную с кнопками 24, 26, 28, 30 и дисплеем 32. Нижняя секция 22 корпуса также включает в себя окошко 34, через которое сигналы с пульта 35 дистанционного управления (схематически показанного на фиг. 12) передаются на обогревательную установку 10. Нижняя секция 22 корпуса установлена на основание 36, зацепляющееся с поверхностью, на которой находится обогревательная установка 10. Основание 36 включает в себя необязательную плиту 38 основания, которая предпочтительно имеет диаметр в диапазоне от 200 до 300 мм.
Сопло 16 имеет кольцевую форму, проходящую вокруг центральной оси X, определяя отверстие 40. Воздушные выпускные отверстия 18 для выброса первичного воздушного потока из обогревательной установки 10 расположены в задней части сопла 16 и предназначены для направления первичного воздушного потока в сторону передней части сопла 16, через отверстие 40. В данном примере сопло 16 определяет удлиненное отверстие 40, высота которого больше его ширины, а воздушные выпускные отверстия 18 расположены на оппозитных удлиненных сторонах отверстия 40. В данном примере максимальная высота отверстия 40 находится в диапазоне от 300 до 400 мм, тогда как максимальная ширина отверстия 40 находится в диапазоне от 100 до 200 мм.
Внутренняя кольцевая окружность сопла 16 содержит поверхность 42 Коанда, расположенную рядом с воздушными выпускными отверстиями 18, над которой находится по меньшей мере часть воздушных выпускных отверстий, предназначенных для направления воздуха, выбрасываемого из обогревательной установки 10, рассеивающую поверхность 44, расположенную по ходу после поверхности 42 Коанда, и направляющую поверхность 46, расположенную по ходу после рассеивающей поверхности 44. Рассеивающая поверхность 44 выполнена таким образом, что она сходит на конус от центральной оси X отверстия 38. Угол, противолежащий между рассеивающей поверхностью 44 и центральной осью X отверстия 40, находится в диапазоне от 5 до 25° и в данном примере равен примерно 7°. Направляющая поверхность 46 предпочтительно расположена, по существу, параллельно центральной оси X отверстия 38, представляя собой, по существу, плоскую и, по существу, гладкую поверхность для воздушного потока, выбрасываемого из горловины 40. Визуально привлекательная конусная поверхность 48 расположена по ходу после направляющей поверхности 46, оканчиваясь кромочной поверхностью 50, расположенной, по существу, перпендикулярно центральной оси X отверстия 40. Угол, противолежащий между конусной поверхностью 48 и центральной осью X отверстия 40, предпочтительно равен примерно 45°.
На фиг. 3 показан вид корпуса 12 в сечении. Нижняя секция 22 корпуса вмещает главную схему управления, обозначенную, в целом, позицией 52, которая соединена со схемой 33 управления интерфейсом пользователя. Главная управляющая схема 52 содержит микропроцессор 53, который схематически изображен на фиг. 12 и который в данном примере является 8-битовым микропроцессором Renesas R8C/2L. Схема 33 управления интерфейсом пользователя содержит датчик 54, принимающий сигналы с пульта 35 дистанционного управления. Датчик 54 находится сзади окошка 34. В результате использования кнопок 24, 26, 28, 30 пульта 35 дистанционного управления схема 33 управления интерфейсом пользователя может передавать соответствующие сигналы на главную управляющую схему 52 для управления различными функциями обогревательной установки 10. Дисплей 32 находится внутри нижней секции 22 корпуса и может подсвечивать часть нижней секции 22 корпуса. Нижняя секция 22 корпуса предпочтительно изготовлена из светопропускающего пластика, который позволяет пользователю видеть дисплей 32.
Нижняя секция 22 корпуса также вмещает механизм, в целом, обозначенный позицией 56, для колебания нижней секции 22 корпуса относительно основания 36. Главная управляющая схема 52 содержит схему 57 управления колебательным электродвигателем, приводящую в действие колебательный механизм. Функционирование колебательного механизма 56 управляется главной управляющей схемой 52 после получения соответствующего управляющего сигнала с пульта 35 дистанционного управления или после нажатия кнопки 30. Диапазон каждого цикла колебаний нижней секции 22 корпуса относительно основания 36 предпочтительно составляет от 60° до 120° и в данном варианте осуществления равен 80°. По данному варианту осуществления колебательный механизм 56 может совершать примерно от 3 до 5 циклов колебаний в минуту. Кабель 58 сетевого питания, подающий электропитание на обогревательную установку 10, проходит через отверстие, образованное в основании 36. Кабель 58 соединен с вилкой 60. Главная управляющая схема 52 содержит блок 61 подачи питания, соединенный с кабелем 58, и схему 62 обнаружения подаваемого питания для обнаружения величины подаваемого напряжения.
Основная секция 20 корпуса вмещает импеллер 64, затягивающий первичный воздушный поток через воздушное впускное отверстие 14 в корпус 12. Предпочтительно импеллер 64 выполнен в виде импеллера для смешанного потока. Импеллер 64 соединен с поворотным валом 66, выходящим из электродвигателя 68. По данному варианту осуществления электродвигатель 68 является бесщеточным электродвигателем постоянного тока, скорость которого может изменяться драйвером 69 бесщеточного электродвигателя постоянного тока главной управляющей схемы 52 после нажатия пользователем кнопки 26 и/или получения сигнала с пульта 35 дистанционного управления.
1
S
S
1
2
1
2
Интерфейс пользователя позволяет пользователю выбирать одну из нескольких разных, заранее установленных скоростей вращения электродвигателя 68. В данном примере в интерфейсе пользователя имеется десять разных уровней скорости, а пользователь может выбирать уровни с «1» по «10» при помощи пульта 35 дистанционного управления или путем нажатия кнопки 26 на корпусе 12. При изменении скорости пользователем, выбранный уровень скорости может отображаться на дисплее 32. Каждый уровень скорости, выбираемый пользователем, соответствует определенной скорости вращения электродвигателя 68 из диапазона значений, задаваемых пользователем. Задаваемый пользователем диапазон значений увеличивается с относительно низкой, задаваемой пользователем скорости ω вращения электродвигателя 68, соответствующей уровню 1, до относительно высокой, задаваемой пользователем скорости ω вращения электродвигателя 68, соответствующей уровню 10. Величина задаваемой пользователем скорости ω вращения электродвигателя 68, соответствующая каждому уровню скорости, может меняться в зависимости от напряжения, подаваемого на обогревательную установку 10. Для подаваемого напряжения в 100 В ω = 4000 об/мин, а ω = 6000 об/мин, тогда как для подаваемого напряжения в 120 В, 230 В или 240 В ω = 4800 об/мин, а ω = 6750 об/мин.
Электродвигатель 68 расположен внутри моторного отсека, содержащего верхний участок 70, соединенный с нижним участком 72. На верхнем участке 70 моторного отсека находится рассеиватель 74, выполненный в виде неподвижного диска со спиральными лопастями. Моторный отсек находится внутри и установлен на, в целом, усеченно-конусный кожух 76 импеллера. Кожух 76 импеллера, в свою очередь, установлен на множество разнесенных под углом опор 77, в данном случае на три опоры, расположенные внутри и соединенные с основной секцией 20 корпуса основания 12. Импеллер 64 и кожух 76 импеллера имеют такую форму, чтобы импеллер 64 находился в непосредственной близости от внутренней поверхности кожуха 76 импеллера, но не соприкасался с ней. По существу, кольцевой впускной элемент 78 соединен с дном кожуха 76 импеллера для направления первичного воздушного потока в кожух 76 импеллера.
Гибкий уплотнительный элемент 80 установлен на кожух 76 импеллера. Гибкий уплотнительный элемент не позволяет воздуху проходить вокруг внешней поверхности кожуха импеллера к впускному элементу 78. Уплотнительный элемент 80 предпочтительно содержит кольцевую манжету, предпочтительно из резины.
Уплотнительный элемент также содержит направляющий участок в виде резиновой втулки для направления электрокабеля 85 в электродвигатель 68. Электрокабель 82 проходит от главной управляющей схемы 52 в электродвигатель 68 через отверстия, образованные в основной секции 20 корпуса и нижней секции 22 корпуса 12, а также в кожухе 76 импеллера и моторном отсеке.
Предпочтительно корпус 12 включает в себя пгумопоглощающую пену для снижения шумности выбросов из корпуса 12. По данному варианту осуществления основная секция 20 корпуса 12 содержит первый кольцевой вспененный элемент 84, расположенный снизу от впускного воздушного отверстия 14, и второй кольцевой вспененный элемент 86, расположенный внутри отсека для электродвигателя.
Далее со ссылкой на фигуры 4-11 более подробно будет рассмотрено сопло 16. Со ссылкой на фиг. 4 сопло 16 содержит кольцевую внешнюю секцию 88 оболочки, соединенную с кольцевой внутренней секцией 90 оболочки и проходящую вокруг нее. Каждая из этих секций может быть образована из множества соединенных частей, но в данном варианте осуществления каждая из секций 88, 90 образована из соответствующей единственной формованной части. Внутренняя секция 90 оболочки определяет центральное отверстие 40 сопла 16 и имеет внешнюю поверхность 92, форма которой определяет поверхность 42 Коанда, рассеивающую поверхность 44, направляющую поверхность 46 и конусную поверхность 48.
Внешняя секция 88 оболочки и внутренняя секция 90 оболочки совместно определяют кольцевой внутренний проход сопла 16. Как показано на фигурах 9 и 11, внутренний проход идет вокруг отверстия 40 и поэтому содержит две относительно прямые секции 94а, 94b, каждая из которых примыкает к соответствующей удлиненной стороне отверстия 40, верхняя изогнутая секция 94 с соединена с верхними торцами прямых секций 94а, 94b, а нижняя изогнутая секция 94d соединена с нижними торцами прямых секций 94а, 94b. Внутренний проход ограничен внутренней поверхностью 96 внешней секции 88 оболочки и внутренней поверхностью 98 внутренней секции 90 оболочки.
Из фигур 1-3 также видно, что внешняя секция 88 оболочки содержит основание 100, которое соединено с открытым верхним торцом основной секции 20 корпуса основания 12 и расположено над ним. Основание 100 внешней секции 88 оболочки содержит воздушное впускное отверстие 102, через которое первичный воздушный поток входит в нижнюю изогнутую секцию 94d внутреннего прохода из воздушного выпускного отверстия 23 основания 12. Внутри нижней изогнутой секции 94d первичный воздушный поток разделяется на два воздушных течения, каждое из которых заходит в соответствующую одну из прямых секций 94а, 94b внутреннего прохода.
Сопло 16 также содержит пару нагревательных узлов 104. Каждый нагревательный узел 104 содержит ряд нагревательных элементов 106, расположенных бок о бок. Нагревательные элементы 106 предпочтительно изготовлены из керамического материала с положительным температурным коэффициентом (ПТК). Ряд из нагревательных элементов расположен в виде прослойки между теплоизлучающими компонентами 108, каждый из которых содержит массив из теплоизлучающих ребер 110, расположенных внутри рамы 112. Теплоизлучающие компоненты 108 предпочтительно изготовлены из алюминия или иного материала с высокой теплопроводностью (примерно от 200 до 400 Вт/mK) и могут быть закреплены к ряду из нагревательных элементов 106 при помощи капель силиконового клея или при помощи зажимного механизма. Боковые поверхности нагревательных элементов 106 предпочтительно по меньшей мере частично закрыты металлической пленкой для обеспечения электрического контакта между нагревательными элементами 106 и теплоизлучающими компонентами 108. Подобная пленка может быть образована из алюминия, нанесенного методом трафаретной печати или методом напыления. Возвращаясь к фигурам 3 и 4, каждая из электрических клемм 114, 116, расположенных на противоположных торцах нагревательного узла 104, соединена с соответствующим теплоизлучающим компонентом 108. Каждая клемма 104 соединена с верхней частью 118 гибкой трубки для подачи электропитания на нагревательные узлы 104, тогда как каждая клемма 116 соединена с нижней частью 120 гибкой трубки. Гибкая трубка, в свою очередь, соединена со схемой 122 управления обогревателем, расположенной в основной секции 20 корпуса основания 12 при помощи проводов 124. Схема 122 управления обогревателем, в свою очередь, управляется при помощи управляющих сигналов, передаваемых на нее с главной управляющей схемы 52.
На фиг. 12 схематически изображена система управления обогревательной установкой 10, которая включает в себя управляющие схемы 33, 52, 122, кнопки 24, 26, 28, 30 и пульт 35 дистанционного управления. Две или несколько управляющих схем 33, 52, 122 могут быть объединены, образуя единую управляющую схему. Управляющая схема 122 обогревателя содержит две симистровые схемы 125 для управления нагревательными элементами 106 нагревательных узлов 104. Термистор 126 для получения информации о температуре первичного воздушного потока, входящего в обогревательную установку 10, соединен с управляющей схемой 122 обогревателя. Термистор 126 может находиться непосредственно сзади воздушного впускного отверстия 14, как это показано на фиг. 3. Управляющая схема 122 обогревателя дополнительно содержит схему 127 регистрации подаваемого напряжения для обнаружения величины тока, потребляемого нагревательными элементами 106 нагревательных узлов 106.
Пользователь может устанавливать необходимую комнатную температуру или уровень температуры путем нажатия кнопки 28 в интерфейсе пользователя или соответствующей кнопки на пульте 35 дистанционного управления. Управляющая схема 33 интерфейса пользователя может изменять температуру, отображаемую на дисплее 32, после нажатия кнопки 28 или соответствующей кнопки на пульте 35 дистанционного управления. В данном примере дисплей 32 может отображать параметры температуры, установленной пользователем, которая может соответствовать требуемой комнатной температуре воздуха. Как вариант, дисплей 32 может отображать один или несколько уровней температуры, выбранных пользователем.
Главная управляющая схема 52 передает управляющие сигналы на управляющую схему 33 интерфейса пользователя, колебательный механизм 56, электродвигатель 68 и управляющую схему 122 нагревателя, тогда как управляющая схема 122 нагревателя передает управляющие сигналы на нагревательные узлы 104. Управляющая схема 122 нагревателя также может передавать на главную управляющую схему 52 сигнал с информацией о температуре, обнаруженной термистором 126. Нагревательные узлы 104 могут управляться одновременно общим управляющим сигналом, либо могут управляться отдельными управляющими сигналами.
Каждый из нагревательных узлов 104 удерживается внутри соответствующих прямых секций 94а, 94b шасси 128. Шасси 128 показано на фиг. 5. Шасси 128, в целом, имеет кольцевую форму. Шасси 128 содержит пару кожухов 130 обогревателя, в которые помещены нагревательные узлы 104. Каждый кожух 130 обогревателя содержит внешнюю стенку 132 и внутреннюю стенку 134. Внутренняя стенка 134 соединена с внешней стенкой 132 у верхнего и нижнего торцов 138, 140 кожуха 130 обогревателя таким образом, что кожух 130 обогревателя открыт со стороны его переднего и заднего торцов. Стенки 132, 134, таким образом, определяют первый канал 136 для воздушного потока, который проходит через нагревательный узел 104, находящийся внутри кожуха 130 обогревателя.
Кожухи 130 обогревателя соединены между собой при помощи верхнего и нижнего изогнутых участков 142, 144 шасси 128. Каждый изогнутый участок 142, 144 в сечении также имеет изогнутую внутрь, в целом, U-образную форму. Изогнутые участки 142, 144 шасси 128 соединены, а предпочтительно цельноформованы с внутренними стенками 134 кожухов 130 обогревателя. У внутренних стенок 134 кожухов 130 обогревателя имеется передний торец 146 и задний торец 148. Также со ссылкой на фигуры 6-9 задний торец 148 каждой внутренней стенки 134 также загнут внутрь, в сторону от смежной внешней стенки 132 таким образом, что задние торцы 148 внутренних стенок 134, по существу, являются продолжением изогнутых участков 142, 144 шасси 128.
При сборке сопла 16 шасси 128 выталкивается над задним торцом внутренней секции 90 оболочки таким образом, что изогнутые участки 142, 144 шасси 128 и задние торцы 148 внутренних стенок 134 кожухов 130 обогревателя охватывают задний торец 150 внутренней секции 90 оболочки. Внутренняя поверхность 98 внутренней секции 90 оболочки содержит первый комплект приподнятых распорок 152, которые зацепляются с внутренними стенками 134 кожухов 130 обогревателя, разнося внутренние стенки 134 от внутренней поверхности 98 внутренней секции 90 оболочки. Задние торцы 148 внутренних стенок 134 также содержат второй комплект распорок 154, которые зацепляются с внешней поверхностью 92 внутренней секции 90 оболочки, разнося задние торцы внутренних стенок 134 от внешней поверхности 92 внутренней секции 90 оболочки.
Внутренние стенки 134 кожуха 130 обогревателя шасси 128 и внутренняя секция 90 оболочки, таким образом, определяют два вторых канала 156 для воздушных потоков. Каждый из вторых каналов 156 для воздушных потоков проходит вдоль внутренней поверхности 98 внутренней секции 90 оболочки и вокруг заднего торца 150 внутренней секции 90 оболочки. Каждый из вторых каналов 156 для воздушных потоков отделен от соответствующего первого канала 136 для воздушного потока внутренней стенкой 134 кожуха 130 обогревателя. Каждый из вторых каналов 156 для воздушных потоков оканчивается воздушным выпускным отверстием 158, расположенным между внешней поверхностью 92 внутренней секции 90 оболочки и задним торцом 148 внутренней стенки 134. Каждое воздушное выпускное отверстие 158, таким образом, образует вертикальный паз, расположенный на соответствующей стороне отверстия 40 собранного сопла 16. Предпочтительно ширина каждого воздушного выпускного отверстия 158 составляет от 0.5 до 5 мм, в данном примере воздушное выпускное отверстие имеет ширину около 1 мм.
Шасси 128 соединено с внутренней поверхностью 98 внутренней секции 90 оболочки. Со ссылкой на фигуры 5-7 каждая внутренняя стенка 134 кожухов 130 обогревателя содержит пару отверстий 160, каждое отверстие 160 находится рядом или вблизи от одного из верхних и нижних торцов внутренней стенки 134. По мере того как шасси 128 выталкивается поверх заднего торца внутренней секции 90 оболочки, внутренние стенки 134 кожухов 130 обогревателя скользят по упругим фиксаторам 162, установленным на и предпочтительно цельноформованных с внутренней поверхностью 98 внутренней секции 90 оболочки, которые впоследствии выступают через отверстия 160. После этого положение шасси 128 относительно внутренней секции 90 оболочки можно регулировать таким образом, чтобы внутренние стенки 134 захватывались фиксаторами 162. Стопорные элементы 164, установленные на и предпочтительно цельноформованные с внутренней поверхностью 98 внутренней секции 90 оболочки, также могут использоваться для удерживания шасси 128 на внутренней секции 128 оболочки.
После соединения шасси 128 с внутренней секцией 90 оболочки, нагревательные узлы 104 вставляются в кожухи 130 обогревателя шасси 128, а гибкая трубка соединяется с нагревательными узлами 104. Разумеется, нагревательные узлы 104 могут быть вставлены в кожухи 130 обогревателя шасси 128 перед соединением шасси 128 с внутренней секцией 90 оболочки. Затем внутренняя секция 90 оболочки сопла 16 вставляется во внешнюю секцию 88 оболочки сопла 16 таким образом, чтобы передний торец 166 внешней секции 88 оболочки входил в паз 168, расположенный спереди от внутренней секции 90 оболочки, как это показано на фиг. 9. Внешние и внутренние секции 88, 90 оболочки могут быть соединены между собой при помощи клея, залитого в паз 168.
Внешняя секция 88 оболочки имеет такую форму, что часть внутренней поверхности 96 внешней секции 88 оболочки проходит вокруг и, по существу, параллельно внешним стенкам 132 кожухов 130 обогревателя шасси 128. У внешних стенок 132 кожухов 130 обогревателя имеется передний торец 170 и задний торец 172 и комплект ребер 174, расположенных на внешних боковых поверхностях внешних стенок, которые проходят между торцами 170, 172 внешних стенок 132. Ребра 174 выполнены с возможностью зацепления с внутренней поверхностью 96 внешней секции 88 оболочки для разнесения внешних стенок 132 от внутренней поверхности 96 внешней секции 88 оболочки. Внешние стенки 132 кожухов 130 обогревателя шасси 128 и внешние секции 88 оболочки, таким образом, определяют два третьих канала 176 для воздушных потоков. Каждый из третьих каналов 176 для воздушных потоков расположен рядом и проходит вдоль внутренней поверхности 96 внешней секции 88 оболочки. Каждый из третьих каналов 176 для воздушных потоков отделен от соответствующего первого канала 136 для воздушного потока внешней стенкой 132 кожуха 130 обогревателя. Каждый из третьих каналов 176 для воздушных потоков оканчивается воздушным выпускным отверстием 178, расположенным во внутреннем проходе, между задним торцом 172 внешней стенки 132 кожуха 130 обогревателя и внешней секцией 88 оболочки. Каждое из воздушных выпускных отверстий 178 выполнено в виде вертикального паза, расположенного во внутреннем проходе сопла 16, и предпочтительно имеет ширину в диапазоне от 0.5 до 5 мм. В данном примере ширина воздушного выпускного отверстия 178 составляет около 1 мм.
Форма внешней секции 88 оболочки позволяет ей загибаться внутрь вокруг части задних торцов 148 внутренних стенок 134 кожухов 130 обогревателя. Задние торцы 148 внутренних стенок 134 содержат третий комплект распорок 182, расположенных на противоположной от второго комплекта распорок 154 стороне внутренних стенок 134, которые могут зацепляться с внутренней поверхностью 96 внешней секции 88 оболочки, разнося задние торцы внутренних стенок 134 от внутренней поверхности 96 внешней секции 88 оболочки. Внешняя секция 88 оболочки и задние торцы 148 внутренних стенок 134, таким образом, определяют два дополнительных воздушных выпускных отверстия 184. Каждое из воздушных выпускных отверстий 184 расположено рядом с соответствующим одним из воздушных выпускных отверстий 158, а каждое воздушное выпускное отверстие 158 расположено между соответствующим воздушным выпускным отверстием 184 и внешней поверхностью 92 внутренней секции 90 оболочки. Аналогично воздушным выпускным отверстиям 158 каждое из воздушных выпускных отверстий 184 выполнено в виде вертикального паза, расположенного с соответствующей стороны отверстия 40 собранного сопла 16. Воздушные выпускные отверстия 184 предпочтительно имеют такую же длину, что и воздушные выпускные отверстия 158. Ширина каждого воздушного выпускного отверстия 184 предпочтительно находится в диапазоне от 0.5 до 5 мм, в данном примере ширина воздушных выпускных отверстий 184 составляет примерно от 2 до 3 мм. Таким образом, воздушные выпускные отверстия 18 для выброса первичного воздушного потока из обогревательной установки 10 содержат два воздушных выпускных отверстия 158 и два воздушных выпускных отверстия 184.
Возвращаясь к фигурам 3 и 4 сопло 16 предпочтительно содержит два изогнутых уплотнительных элемента 186, 188, каждый из которых образует уплотнение между внешней секцией 88 оболочки и внутренней секцией 90 оболочки таким образом, чтобы протечка воздуха из изогнутых секций 94с, 94d внутреннего прохода сопла, по существу, была исключена. Каждый уплотнительный элемент 186, 188 расположен в виде прослойки между двумя фланцами 190, 192, находящимися внутри изогнутых секций 94с, 94d внутреннего прохода. Фланцы 190 установлены на и предпочтительно неразъемно соединены с внутренней секцией 90 оболочки, тогда как фланцы 192 установлены на и предпочтительно неразъемно соединены с внешней секцией 88 оболочки. В качестве альтернативного варианта, для предотвращения протечек воздуха из верхней изогнутой секции 94с внутреннего прохода сопло может предотвращать поступление воздушного потока в подобную изогнутую секцию 94с. Например, верхние торцы прямых секций 94а, 94b внутреннего прохода могут быть закрыты шасси 128, либо между внутренними и внешними секциями 88, 90 оболочки, при сборке, могут быть помещены вставки.
s
а
a
s
Для приведения в действие обогревательной установки 10 пользователь нажимает кнопку 24 в интерфейсе пользователя, либо нажимает соответствующую кнопку на пульте 35 дистанционного управления для передачи сигнала, который принимается датчиком управляющей схемы 33 интерфейса пользователя. Управляющая схема 33 интерфейса пользователя сообщает о данном действии главной управляющей схеме 52. Главная управляющая схема 52 сравнивает температуру T, выбранную пользователем при помощи интерфейса пользователя, переданную управляющей схемой 33 интерфейса пользователя, с температурой Т воздуха, находящегося внутри обогревательной установки 10 или проходящего через нее, обнаруживаемую термистором 126 и передаваемую управляющей схемой 122 обогревателя. Если T<T, главная управляющая схема 52 отдает указание управляющей схеме 122 обогревателя о приведении в действие нагревательных узлов 104.
S
S
Главная управляющая схема 52 приводит в действие электродвигатель 68, который вращает импеллер 64, затягивающий воздушный поток через воздушное впускное отверстие 14. После приведения в действие нагревательных узлов 104, главная управляющая схема 52 вращает электродвигатель 68 с заданной пользователем скоростью ω, которая соответствует скорости вращения электродвигателя 68, предусмотренной параметрами скорости, выбираемой пользователем, не сразу. Вначале главная управляющая схема 52 управляется в первом рабочем режиме, который начинается после включения нагревательных узлов 104 и заканчивается после того как скорость вращения электродвигателя 68 становится равной величине ω, задаваемой пользователем.
S
1
2
1
2
3
4
3
4
3
1
4
2
3
4
4
4
max1
3
max1
max1
max1
В начале первого рабочего периода главная управляющая схема 52 управляет скоростью вращения электродвигателя 68 в зависимости от обнаруженной величины I тока, потребляемого нагревательными узлами 104, которая обнаруживается схемой 127 регистрации подаваемого тока и передается на главную управляющую схему 52 управляющей схемой 122 обогревателя. После приведения в действие нагревательных узлов 104 данный ток становится пусковым током, потребляемым нагревательными узлами 104. В зависимости от обнаруженной величины потребляемого тока главная управляющая схема 52 устанавливает скорость вращения электродвигателя 68 в одном из диапазонов значений скорости вращения электродвигателя 68, не задаваемых пользователем. Подобный не задаваемый пользователем диапазон отличается от задаваемого пользователем диапазона значений скорости вращения электродвигателя 68, который задается с учетом параметров требуемой скорости. Другими словами, если скорость ω вращения, задаваемая пользователем, находится в диапазоне от ω до ω, где ω<ω, то не задаваемый пользователем диапазон значений может находиться в диапазоне от ω до ω, где ω<ω, ω<ω, а ω<ω. В данном примере ω = 1000 об/мин, тогда как ω задается в зависимости от подаваемого напряжения; при подаваемом напряжении в 100В ω = 4000 об/мин, а при подаваемом напряжении в 120В, 230 В или 240В ω = 4800 об/мин. Как отмечалось выше, величина скорости вращения, устанавливаемая главной управляющей схемой 52 в начале первого рабочего периода, зависит от обнаруживаемой величины пускового тока, потребляемого нагревательными узлами 104. Если пусковой ток относительно небольшой, главная управляющая схема устанавливает скорость вращения электродвигателя 68 на относительно небольшое значение из диапазона значений, не задаваемых пользователем, а если пусковой ток относительно большой, то главная управляющая схема устанавливает скорость вращения электродвигателя на относительно большое значение из диапазона значений, не задаваемых пользователем. Если обнаруживаемый пусковой ток больше заданного значения I, то главная управляющая схема 52 устанавливает скорость вращения электродвигателя 68 на наибольшую скорость ω вращения в пределах диапазона значений, не задаваемых пользователем. Точно также, значение I устанавливается в зависимости от подаваемого напряжения; в данном примере при подаваемом напряжении в 240В I = 5.4А, тогда при подаваемом напряжении 100В I = 7.5А, при подаваемом напряжении 120В - 7.8А, а при подаваемом напряжении 230В - 5.5А.
Первичный воздушный поток, затягиваемый в обогревательную установку 10 вращающимся импеллером 64, последовательно проходит через кожух 76 импеллера и открытый верхний торец основной части 22 корпуса, попадая в нижнюю изогнутую секция 94d внутреннего прохода сопла 16. Внутри нижней изогнутой секции 94d внутреннего прохода сопла 16 первичный воздушный поток разделяется на два воздушных течения, которые проходят в противоположных направлениях вокруг отверстия 40 сопла 16. Одно из воздушных течений заходит в прямую секцию 94а внутреннего прохода, расположенную с одной стороны от отверстия 40, тогда как другое воздушное течение заходит в прямую секцию 94b внутреннего прохода, расположенную с другой стороны от отверстия 40. По мере прохождения воздушных течений через прямые секции 94а, 94b, воздушные течения поворачивают на 90° в направлении воздушных выпускных отверстий 18 сопла 16. Для равномерного направления воздушных течений в сторону воздушных выпускных отверстий 18, по длине прямых секций 94а, 94b, сопло может содержать множество неподвижных направляющих лопаток, находящихся внутри прямых секций 94а, 94b, каждая из которых направляет часть воздушных течений в сторону воздушных выпускных отверстий 18. Направляющие лопатки предпочтительно цельноформованы с внутренней поверхностью 98 внутренней секции 90 оболочки. Направляющие лопатки предпочтительно изогнуты таким образом, чтобы не допустить значительной потери скорости воздушного потока по мере его направления в сторону воздушных выпускных отверстий 18. Внутри каждой прямой секции 94а, 94b направляющие лопатки, по существу, вертикально выровнены и равномерно разнесены, определяя множество проходов между направляющими лопатками, через которые воздух направляется относительно равномерно в сторону воздушных выпускных отверстий 18.
По мере прохождения воздушных течений в сторону воздушных выпускных отверстий 18, первая часть первичного воздушного потока заходит в первый канал 136 для воздушного потока, расположенный между стенками 132, 134 шасси 128. За счет разделения первичного воздушного потока на два воздушных течения внутри внутреннего прохода можно считать, что каждый из первых каналов 136 для воздушного потока принимает первую часть соответствующего воздушного течения. Каждая из первых частей первичного воздушного потока проходит через соответствующий нагревательный узел 104. Тепло, создаваемое включенными нагревательными узлами, за счет конвекции передается первой части первичного воздушного потока, увеличивая температуру первой части первичного воздушного потока.
Вторая часть первичного воздушного потока отклоняется в сторону от первых каналов 136 для воздушного потока передними торцами 146 внутренних стенок 134 кожухов 130 обогревателя таким образом, что подобная вторая часть первичного воздушного потока входит во вторые каналы 156 для воздушного потока, расположенные между внутренней секцией 90 оболочки и внутренними стенками кожухов 130 обогревателя. Точно также, можно считать, что в результате разделения первичного воздушного потока на два воздушных течения внутри внутреннего прохода каждый из вторых каналов 156 для воздушного потока принимает вторую часть соответствующего воздушного течения. Каждая из вторых частей первичного воздушного потока проходит вдоль внутренней поверхности 92 внутренней секции 90 оболочки, выступая тем самым в качестве теплового барьера между относительно горячим первичным воздушным потоком и внутренней секцией 90 оболочки. Вторые каналы 156 для воздушного потока могут проходить вокруг задней стенки 150 внутренней секции 90 оболочки, реверсируя направление второй части воздушного потока таким образом, чтобы он выбрасывался через воздушные выпускные отверстия 158 в направлении лицевой части обогревательной установки 10, через отверстие 40. Воздушные выпускные отверстия 158 могут направлять вторую часть первичного воздушного потока над внешней поверхностью 92 внутренней секции 90 сопла 16.
Третья часть первичного воздушного потока также отклоняется в сторону от первых каналов 136 для воздушного потока. Данная часть первичного воздушного потока отклоняется передними торцами 170 внешних стенок 132 кожухов 130 обогревателя таким образом, чтобы подобная третья часть первичного воздушного потока входила в третьи каналы 176 для воздушного потока, расположенные между внешней секцией 88 оболочки и внешними стенками 132 кожухов 130 обогревателя. Точно также, можно считать, что в результате разделения первичного воздушного потока на два воздушных течения внутри внутреннего прохода каждый из третьих каналов 176 для воздушного потока принимает третью часть соответствующего воздушного течения. Каждая из третьих частей первичного воздушного потока проходит вдоль внутренней поверхности 96 внешней секции 88 оболочки, выступая тем самым в качестве теплового барьера между относительно горячим первичным воздушным потоком и внешней секцией 88 оболочки. Третьи каналы 176 для воздушного потока могут подавать третью часть первичного воздушного потока на воздушные выпускные отверстия 178, расположенные внутри внутреннего прохода. После выброса из воздушных выпускных отверстий 178, третья часть первичного воздушного потока соединяется с первой частью первичного воздушного потока. Подобные соединившиеся части первичного воздушного потока подаются между внутренней поверхностью 96 внешней секции 88 оболочки и внутренней стенкой 134 кожуха обогревателя на воздушные выпускные отверстия 184, поэтому направления потока данных частей первичного воздушного потока также реверсируется внутри внутреннего прохода. Воздушные выпускные отверстия 184 могут направлять относительно горячие, соединившиеся первую и третью части первичного воздушного потока над относительно холодной второй частью первичного воздушного потока, выбрасываемой из воздушных выпускных отверстий 158, которые выступают в качестве теплового барьера между внешней поверхностью 92 внутренней секции 90 оболочки и относительно горячим воздухом, выбрасываемым из воздушных выпускных отверстий 184. В результате большая часть внутренних и внешних поверхностей сопла 16 закрыта от относительно горячего воздуха, выбрасываемого из обогревательной установки 10. Это позволяет поддерживать температуру внешних поверхностей сопла 16 ниже 70°С во время использования обогревательной установки 10.
Первичный воздушный поток, выбрасываемый из воздушных выпускных отверстий 18, проходит над поверхностью 42 Коанда сопла 16, приводя к созданию вторичного воздушного потока за счет увлечения воздуха из внешней среды, в особенности из области вокруг воздушных выпускных отверстий 18 и вокруг задней части сопла. Подобный вторичный воздушный поток проходит над отверстием 40 сопла 16, где он соединяется с первичным воздушным потоком, создавая общий воздушный поток, выбрасываемый из обогревательной установки 10 вперед, температура которого ниже температуры первичного воздушного потока, выбрасываемого из воздушных выпускных отверстий 18, но выше температуры воздуха, увлекаемого из внешней среды. В результате из обогревательной установки 10 выходит течение теплого воздуха.
max1
4
max1
Главная управляющая схема 52 продолжает мониторинг обнаруживаемой величины тока, потребляемого нагревательными узлами 104. Мониторинг величины тока, потребляемого нагревательными узлами, осуществляется с интервалом в 0.5 секунды. По мере прохождения воздуха над нагревательными элементами 106 нагревательных узлов 104, ток, потребляемый нагревательными узлами 104, имеет тенденцию к увеличению по сравнению с пусковым током. В том случае, если обнаруживаемая величина пускового тока оказывается ниже I, главная управляющая схема 52 увеличивает скорость вращения электродвигателя 68 до скорости ω, которая все еще находится в пределах диапазона значений скорости вращения электродвигателя 68, не задаваемых пользователем, по мере того как потребляемый нагревательными узлами ток увеличивается до значения I. Во время данного необязательного рабочего режима главной управляющей схемы 52 любая скорость, задаваемая пользователем, сохраняется в памяти главной управляющей схемы 52, но не используется.
Во время первого рабочего режима главная управляющая схема осуществляет мониторинг как величины тока, потребляемого нагревательными узлами 104, так и темпа изменения величины тока, потребляемого нагревательными узлами 104. Подобный первый рабочий режим главной управляющей схемы 52, и соответственно первый рабочий период, завершается после того как выполняется одно из двух условий.
Первым условием является падение темпа изменения величины тока, потребляемого нагревательными узлами 104, ниже заданной величины. Как отмечалось выше, ток, потребляемый нагревательными узлами 104, определяется каждые 0.5 секунды. Главная управляющая схема измеряет изменение величины тока, потребляемого нагревательными узлами 104, между последовательными обнаружениями потребляемого тока. Другими словами, главная управляющая схема 52 обнаруживает изменение величины тока, потребляемого нагревательными узлами 104, между первым и вторым обнаружениями потребляемого тока, изменение величины тока, потребляемого нагревательными узлами 104, между вторым и третьим обнаружениями потребляемого тока и т.д. Если изменение величины тока, потребляемого нагревательными узлами 104, ниже заданного значения на протяжении нескольких последовательных измерений, то первое условие выполняется. Величина заданного значения и количество последовательных измерений выбираются в зависимости от подаваемого напряжения. Например, если величина подаваемого напряжения составляет 100В или 120В, то заданное значение равно 0.2А, а количество заданных циклов последовательных измерений равно 20, а если величина подаваемого напряжения составляет 230В или 240В, то заданное значение равно 0.15А, а количество заданных циклов последовательных измерений равно 14.
max2
max2
max1
max2
max2
Вторым условием является превышение величиной тока, потребляемого нагревательными узлами 104, верхнего предельного значения тока I, которое является номинальным током для обогревательной установки, при этом I>I. Величина I также устанавливается с учетом подаваемого напряжения. Например, при подаваемом напряжении в 240В I устанавливается в 8.9А, при подаваемом напряжении в 100В - в 12.6А, при подаваемом напряжении в 120В - в 13.1А, а при подаваемом напряжении в 230В - в 9.1А.
При выполнении первого или второго условий, первый рабочий режим завершается, а главная управляющая схема 52 устанавливает скорость вращения электродвигателя 68 на заданное пользователем значение. Главная управляющая схема 52 переключается во второй рабочий режим, в котором продолжает осуществляться мониторинг величины тока, потребляемого нагревательными узлами 104. Во время подобного второго рабочего режима интервал между последовательными обнаружениями тока увеличивается по сравнению с интервалом между последовательными обнаружениями тока во время первого рабочего режима и предпочтительно составляет 10 секунд, в отличие от 0.5 секунд во время первого рабочего периода.
max2
max2
max2
Во время второго рабочего периода, в том случае если обнаруживаемая величина тока, потребляемого нагревательными узлами 104, превышает верхнее предельное значение тока I, главная управляющая схема 52 уменьшает скорость вращения электродвигателя со значения, заданного пользователем, в целях уменьшения расхода воздуха, проходящего через нагревательные узлы 104, тем самым, потенциально снижая потребление энергии обогревательной установкой 10. Снижение скорости электродвигателя меньше разницы между величиной тока, задаваемой пользователем, и следующим наименьшим значением из диапазона значений, задаваемых пользователем. Например, если электродвигатель вращается со скоростью, соответствующей 7 уровню скорости, заданной пользователем, что в данном примере соответствует скорости вращения в 6150 об/мин, то главная управляющая схема 52 может уменьшать скорость вращения электродвигателя 68 с этой скорости на 150 об/мин, до 6000 об/мин. Это выше скорости вращения, соответствующей 6 уровню скорости (5925 об/мин). Если величина обнаруживаемого тока не опускается ниже верхнего предельного значения тока I, главная управляющая схема 52 дополнительно снижает скорость вращения электродвигателя 68 еще на 150 об/мин. Подобное снижение скорости вращения электродвигателя продолжается до тех пор, пока обнаруживаемая величина тока, потребляемого нагревательными узлами 104, не опустится ниже верхнего предельного значения тока I.
1
В том случае, если обнаруживаемая величина тока, потребляемого нагревательными узлами 104, выше верхнего предельного значения тока, а скорость вращения электродвигателя 68 равна минимальному значению ω из диапазона задаваемых пользователем значений, которая в приведенном выше примере составляет 4800 об/мин, главная управляющая схема 52 отключает и нагревательные узлы 104, и электродвигатель 68 и отдает команду управляющей схеме 33 интерфейса пользователя вывести на дисплей 32 сообщение об ошибке.
min2
min2
max2
min2
min2
min2
min2
С другой стороны, если обнаруживаемая величина тока, потребляемого нагревательными узлами 104 опускается ниже нижнего предельного значения тока I, при этом I<I, после подобного снижения скорости вращения электродвигателя 68, главная управляющая схема 52 снова увеличивает скорость вращения электродвигателя до заданного пользователем значения с целью увеличения расхода воздуха через нагревательные узлы 104, тем самым, потенциально увеличивая энергопотребление обогревательной установки 10. Предшествующее инкрементальное снижение скорости вращения электродвигателя 68 отменяется. В приведенном выше примере, если пользователь выбрал 7 уровень скорости, а скорость вращения электродвигателя 68 уже снижена до 5700 об/мин, главная управляющая схема 52 первоначально увеличивает скорость вращения электродвигателя 68 до 5850 об/мин. В том случае, если обнаруживаемая величина тока, потребляемого нагревательными узлами 104, остается ниже нижнего предельного значения тока I, главная управляющая схема 52 постепенно увеличивает скорость вращения электродвигателя 68 дополнительно на 150 об/мин. При условии, что обнаруживаемая величина тока, потребляемого нагревательными узлами 104, остается ниже нижнего предельного значения тока I, подобное постепенное увеличение скорости вращения электродвигателя 68 продолжается до тех пор, пока скорость вращения электродвигателя 68 не достигнет заданного пользователем значения. Величина I также устанавливается с учетом подаваемого напряжения. Например, при подаваемом напряжении в 240В I устанавливается в 8,5А, при подаваемом напряжении в 100В - в 12.2А, при подаваемом напряжении в 120В - в 12.7А, а при подаваемом напряжении в 230В - в 8.7А.
Как отмечалось выше, главная управляющая схема 52 включает в себя схему 62 обнаружения подаваемого напряжения, определяющую величину напряжения, подаваемого на обогревательную установку 10. В том случае, если обнаруженная величина подаваемого напряжения будет ниже нижнего предельного значения напряжения, а обнаруживаемая величина тока, потребляемого нагревательными узлами, будет ниже заданного значения, мониторинг которого осуществляется во время первого рабочего режима, главная управляющая схема 52 завершит второй рабочий режим и перейдет в третий рабочий режим. Точно также нижнее предельное значение напряжения устанавливается в зависимости от подаваемого напряжения и для подаваемого напряжения 220 или 240В составляет 180В, а для подаваемого напряжения 100 или 120В составляет 90В. В подобном третьем рабочем режиме главная управляющая схема 52 может устанавливать скорость вращения электродвигателя с одним из значений из диапазона значений скорости вращения электродвигателя 68, не задаваемых пользователем, в зависимости от обнаруживаемой величины тока, потребляемого нагревательными узлами 104. Если обнаруживаемая величина тока, потребляемого нагревательными узлами 104, вновь увеличивается выше заданного значения, главная управляющая схема 52 переключается назад в первый рабочий режим.
а
а
s
s
По мере увеличения температуры воздуха в окружающей среде, температура Тпервичного воздушного потока, затягиваемого в обогревательную установку 10 через воздушное впускное отверстие 14, также увеличивается. Сигнал с информацией о температуре данного первичного воздушного потока передается с термистора 126 на управляющую схему 122 обогревателя. Когда Т становится на 1°С выше T, управляющая схема 122 обогревателя отключает нагревательные узлы 104, а главная управляющая схема 52 снижает скорость вращения электродвигателя 68 до 1000 об/мин. Когда температура первичного воздушного потока опускается на 1°С ниже T, управляющая схема 122 обогревателя повторно включает нагревательные узлы 104, а главная управляющая схема 52 возобновляет первый рабочий режим. Это позволяет поддерживать относительно постоянную температуру в комнате или ином помещении, в котором находится обогревательная установка 10.