БЫТОВОЙ АВТОНОМНЫЙ КОНДИЦИОНЕР
DOMESTIC SELF-CONTAINED AIR CONDITIONER

Изобретение относится к области холодильной техники, а более конкретно к малым бытовым машинам.
Повышение энергетической эффективности, надежности и комфортности остается одним из главных направлений совершенствования бытовых автономных кондиционеров.
Наиболее близким по технической сущности является кондиционер [Патент 2170886 RU, C1, МПК 7 F24F 1/02. Бытовой автономный кондиционер. /В.В.Левкин, С.П.Петросов, И.В.Кривенко. О.Н.Есеева (РФ). - 2000100131/06; Заяв. 05.01.2000; Опубл. 20.07.2001, Бюл. №11/2003 г. - 3 с.: ил.], состоящий из двух отсеков, каждый из которых содержит автономные вентиляторы, в одном отсеке находится испаритель, выполненный в виде регенеративного теплообменника, состоящего из канала испарителя и капиллярной трубки, соединенной на выходе из испарителя с его входным каналом, в другом отсеке - конденсатор, фильтр-осушитель, ротационный компрессор, расширитель, поддон талой воды, соединенный со змеевиком компрессора, кожух, пульт управления, перегородка, выполненная в виде жалюзи, воздушного фильтра, наружных жалюзи, поворотные решетки, расположенные в верхней части кондиционера, панели для установки вентиляторов.
В таком кондиционере дополнительное охлаждение компрессора происходит за счет теплообмена между масляной ванной компрессора и талой водой, протекающей через змеевик компрессора и поступающей из сборника талой воды. Однако в связи с тем, что данная система является замкнутой, а перемещение талой воды осуществляется естественным путем, то, с одной стороны, такое устройство подачи воды из сборника талой воды в змеевик компрессора не обеспечивает активного перемещения охлаждающей воды через змеевик компрессора, что уменьшает эффект снижения температурного поля компрессора, с другой стороны, не предусмотрено устройство для слива излишков воды из сборника талой воды в случае его переполнения. Последнее замечание связано с тем, что, как установлено [Корх Л.Н. Все о кондиционеpax. /Л.Н.Корх. - М: Сиеста, 2004. - с.30-37], на 1 кВт холодопроизводительности кондиционера вырабатывается 0,5-0,8 л/ч конденсата, например, если мощность охлаждения кондиционера 3 кВт, то объем конденсата составляет примерно 1,5-2,4 л/ч. Это говорит о необходимости иметь возможность слива излишков талой воды.
Выявленные недостатки такого кондиционера снижают его энергетическую эффективность, надежность и комфортность.
Согласно предлагаемому изобретению бытовой автономный кондиционер содержит два отсека, имеющих автономные вентиляторы, а также конденсатор и испаритель, находящиеся в разных отсеках, поворотную решетку, пульт управления, кожух, воздушный фильтр, наружные жалюзи, ротационный компрессор, расширитель, фильтр-осушитель, вентилятор центробежный, вентилятор осевой, электродвигатель вентиляторов, капиллярную трубку, соединенную на входе с фильтром-осушителем и входным каналом испарителя и соединяющую также выходной и входной каналы испарителя, сборник талой воды, размещенный под испарителем и соединенный со змеевиком ротационного компрессора патрубками различной высоты и имеющий ограничитель максимума и минимума уровня талой воды, который управляет клапаном слива талой воды из сборника талой воды через змеевик ротационного компрессора, причем при сливе талая вода поступает в ванну, расположенную под нижней частью ротационного компрессора таким образом, чтобы обеспечивался контакт между нижней горячей частью кожуха ротационного компрессора и поступающей в ванну водой.
Сущность изобретения поясняется чертежом бытового автономного кондиционера на фиг.1. и схемой системы движения талой воды на фиг.2.
Бытовой автономный кондиционер состоит из двух отсеков 1 и 2 (фиг.1), каждый из которых содержит вентиляторы 3 и 4, в одном отсеке находится испаритель 5, выполненный в виде регенеративного теплообменника, состоящего из канала испарителя и капиллярной трубки 6, соединенной на выходе из испарителя с его входным каналом, в другом отсеке - конденсатор 7, фильтр-осушитель 8, ротационный компрессор 9, расширитель 10, сборник талой воды 11, кожух 12, пульт управления 13, перегородка 14, выполненная в виде жалюзи, воздушного фильтра 15, наружных жалюзи 16 и 17, поворотные решетки 18 и 19, расположенные в нижней части кондиционера, панели для установки вентиляторов 20 и 21.
1
Система движения талой воды состоит (фиг.2) из поддона талой воды 11, соединенного со змеевиком 23 ротационного компрессора 9 патрубками 26 и 25 различной высоты h и имеющего ограничитель 27 максимума и минимума уровня талой воды с перепадом уровней h, который управляет клапаном слива талой воды 24 из сборника талой воды 11 через змеевик 23 ротационного компрессора 9, причем при сливе талая вода поступает в ванну 22, расположенную под нижней частью ротационного компрессора 9 таким образом, чтобы обеспечивался контакт между нижней горячей частью кожуха ротационного компрессора 9 и поступающей в ванну 22 водой, при этом происходит интенсивное испарение воды из ванны 22, что способствует дополнительному охлаждению ротационного компрессора 9.
Заявленное устройство работает следующим образом.
При включении тумблера на пульте управления 13 (фиг.1) указывается вид работы кондиционера: нагревание или охлаждение воздуха.
При охлаждении воздуха кондиционер работает следующим образом (фиг.1). Пары хладона нагнетаются ротационным компрессором 9 в конденсатор 7. В конденсаторе 7 происходит конденсация паров за счет отвода тепла наружным воздухом, продуваемым вентилятором 4 при открытых перегородке 14 и наружных жалюзи 16 и закрытых наружных жалюзи 17, через воздушный фильтр 15. Далее жидкий хладон поступает через фильтр-осушитель 8 по капиллярной трубке 6 в испаритель 5. Капиллярная трубка создает перепад давления между конденсатором 7 и испарителем 5, вследствие чего жидкий хладон переходит в испаритель 5 в газообразном состоянии. При этом он поглощает большое количество тепла, отнимая его от стенок испарителя 5 и соприкасающегося с ним воздуха, засасываемого вентилятором 4.
Охлажденный воздушный поток поступает в помещение через поворотную решетку 18, при этом поворотная решетка 19 закрыта. Из испарителя через расширитель 10 пары хладагента отсасываются ротационным компрессором 9, и цикл повторяется.
Выполнение испарителя 5 в виде регенеративного теплообменника, состоящего из канала испарителя и капиллярной трубки 6, соединенной на выходе из испарителя 5 с его входным каналом, позволяет повысить холодильный коэффициент холодильного агрегата за счет роста удельной массовой холодопроизводительности хладона, что позволяет при прочих равных условиях снизить потребление электроэнергии. Глубокое переохлаждение хладона до его дросселирования во входной канал испарителя 5 обеспечивается за счет теплообмена жидкого хладона в капиллярной трубке 6 и его парами в каналах испарителя 5.
При нагреве воздуха цикл работы такой же, как и при охлаждении, только перегородка 14, наружные жалюзи 16 и поворотная решетка 18 закрыты, а наружные жалюзи 17 и поворотная решетка 19 открыты.
Панели для установки вентиляторов 20 и 21 предназначены для крепления вентиляторов к корпусу кондиционера.
Охлаждение ротационного компрессора 9 происходит за счет обдува его наружным воздухом, а также пропусканием через змеевик маслоохладителя ротационного компрессора 9 талой воды, поступающей из сборника талой воды 11, и охлаждением излишками талой воды нижней части кожуха ротационного компрессора 9.
Для реализации охлаждения компрессора талой водой в заявляемом кондиционере установлена система движения талой воды, представленная на фиг.2. Принцип работы систем движения талой воды заключается в следующем.
При работе кондиционера талая вода, собирающаяся в сборнике талой воды 11 (фиг.2), поступает в змеевик 23 ротационного компрессора 9 через патрубки 26 и 25, охлаждая его таким образом. Если уровень талой воды находится между максимальным и минимальным уровнями (перепад уровней равен h), то клапан слива талой воды 24 закрыт. При достижении максимального уровня талой воды в сборнике талой воды 11 ограничитель 27 подает команду на клапан слива талой воды 24, открывая его. При этом талая вода из сборника талой воды 11 через патрубок 26, имеющий более низкий уровень, чем патрубок 25, поступает в змеевик 23 ротационного компрессора 9, откуда вода далее через клапан слива талой воды 24 поступает в ванну 22, расположенную под нижней частью ротационного компрессора 9 таким образом, чтобы обеспечивался контакт между нижней горячей частью кожуха ротационного компрессора 9 и поступающей в ванну 22 водой, при этом происходит интенсивное испарение воды из ванны 22, что способствует дополнительному охлаждению ротационного компрессора 9. Слив талой воды из сборника талой воды 11 при открытом клапане 24 происходит при более быстром движении талой воды через змеевик 23 ротационного компрессора 9 по сравнению с менее активным движением талой воды в змеевике 23 ротационного компрессора 9 при закрытом клапане 24, так как движение талой воды при открытом клапане 24 происходит за счет перепада давлений h между патрубками 26 и 25 сборника талой воды 11. При достижении минимального уровня талой воды в сборнике талой воды 11 ограничитель 27 подает команду на клапан слива талой воды 24, закрывая его. Далее снова происходит подъем воды в сборнике талой воды 11 до максимального уровня, и процесс повторяется.
Данная система движения талой воды позволяет интенсифицировать процесс охлаждения компрессора и предусмотреть возможность полезного использования излишков талой воды также для охлаждения компрессора.
Экономическая эффективность от использования изобретения выражена в повышении надежности и холодопроизводительности холодильного агрегата бытового автономного кондиционера, увеличении срока его работы и появлении возможности оптимизации сборочных единиц холодильного агрегата в условиях наличия встроенной в испаритель капиллярной трубки и соединения сборника талой воды со змеевиком маслоохладителя компрессора и ванной охлаждения нижней части кожуха компрессора через управляемый клапан.