ОХЛАДИТЕЛЬ ВЕНТИЛИРУЕМОГО ВОЗДУХА
VENTILATED AIR COOLER

Изобретение относится к области вентиляции и охлаждения воздуха в закрытых помещениях.
Известны различные способы и устройства охлаждения наружного воздуха, в том числе устройства, в которых воздух охлаждают при постоянном влагосодержании, пропуская его по каналам с влагонепроницаемыми стенками, находящимися в теплообменном состоянии со смежными влажными каналами, по которым противотоком подается другой поток воздуха.
Известно устройство охлаждения воздуха, содержащее вентиляторы подачи основного и вспомогательного потоков, воздуховоды, корпус с патрубками входа и выхода потоков, размещенные в корпусе емкость для воды, теплообменные секции с сухими каналами и смежными влажными каналами с влагопоглощающими пластинами, воздухораспределительную камеру, вход сухих каналов части теплообменных секций соединен с патрубками входа вспомогательного потока, а выход - с воздухораспределительной камерой, вход сухих каналов другой части теплообменных секций соединен с патрубками входа основного потока, а выход - с патрубками выхода охлажденного основного потока, при этом воздухораспределительная камера расположена на выходе из сухих каналов теплообменных секций вспомогательного потока и сообщена газодинамически с входом влажных каналов всех секций, а патрубок выхода вспомогательного потока выполнен в виде камеры, внутри которой смонтированы с возможностью обдува влажным вспомогательным потоком патрубки входа основного и вспомогательного потоков (см. патент РФ №2140044, опубл. 20.10.99 г. БИ №29 МПК F24F 3/14), принятый авторами за прототип.
Такая конструкция устройства позволяет охлаждать воздух, подаваемый в системы кондиционирования жилых и производственных помещений небольших размеров, но при необходимости увеличения производительности таких установок для охлаждения вентилируемого воздуха в помещениях больших размеров, их конструкция резко усложняется, снижается экономичность и надежность в эксплуатации, повышается трудоемкость регламентного обслуживания, кроме того, она недостаточно технологична при изготовлении.
К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного устройства охлаждения воздуха, принятого авторами за прототип, относится то, что охлаждение воздуха осуществляют в жилых и производственных помещениях небольших размеров, но, как показывает практика, при необходимости увеличения производительности таких установок для охлаждения вентилируемого воздуха в помещениях больших размеров их конструкция резко усложняется, снижается экономичность и надежность в эксплуатации, повышается трудоемкость регламентного обслуживания, кроме того, она недостаточно технологична при изготовлении.
Таким образом, задачей данного технического решения (прототипа) является подача воздуха в системы кондиционирования жилых и производственных помещений небольших размеров, без обеспечения возможности увеличения производительности таких установок для охлаждения вентилируемого воздуха в помещениях больших размеров, менее трудоемких при регламентном обслуживании и технологичных при изготовлении, простых, экономичных и надежных в эксплуатации.
Общими признаками с предлагаемым охладителем вентилируемого воздуха являются вентиляторы, воздуховоды, корпус с патрубками входа и выхода потоков воздуха, емкость для воды, теплообменные секции с сухими каналами и влажными каналами с влагопоглощающими пластинами, воздухораспределительная камера, вход сухих каналов теплообменных секций сообщен с патрубками входа потока воздуха, а выход - с расположенной на выходе сухих каналов теплообменных секций воздухораспределительной камерой, газодинамически сообщенной с патрубками выхода охлажденного потока и с входом влажных каналов теплообменных секций.
В отличие от прототипа в предлагаемом авторами охладителе вентилируемого воздуха корпус размещен на жестком основании, теплообменные секции выполнены в виде моноблоков, смонтированы в монтажные модули, расположены симметрично продольной оси охладителя под острым углом с образованием приемной камеры, монтажные стыки которой заполнены герметизирующим составом, вентилятор подачи воздуха смонтирован на отдельной жесткой раме, входной патрубок снабжен фильтром, а в нижней и верхней частях корпуса выполнены камеры сбора влажного воздуха в виде расширяющихся коробов конусностью 0,2-0,3.
В частных случаях, то есть в конкретных формах выполнения, изобретение характеризуется следующими признаками:
- влагопоглощающие пластины погружены в воду не менее 0,04 своей высоты;
- каждый моноблок оснащен поддоном, одна из продольных сторон которого снабжена одним или несколькими пазами с шириной, равной 0,2-0,3 ширины продольной стороны поддона;
- охладитель снабжен рециркуляционной системой подачи воды и контроля ее уровня;
- монтажные модули смонтированы вертикально не менее чем из 4 моноблоков.
Именно это позволяет сделать вывод о наличии причинно-следственной связи между совокупностью существенных признаков заявленного технического решения и достигаемым техническим результатом.
Указанные признаки, отличительные от прототипа, на которые распространяется испрашиваемый объем правовой охраны, во всех случаях достаточны.
Задачей предлагаемого изобретения является обеспечение более высокой производительности для охлаждения вентилируемого воздуха в помещениях больших размеров, менее трудоемких при регламентном обслуживании и технологичных при изготовлении, простых, экономичных и надежных в эксплуатации.
Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известном охладителе вентилируемого воздуха, содержащем вентиляторы, воздуховоды, корпус с патрубками входа и выхода потоков воздуха, емкость для воды, теплообменные секции с сухими каналами и влажными каналами с влагопоглощающими пластинами, воздухораспределительную камеру, вход сухих каналов теплообменных секций сообщен с патрубками входа потока воздуха, а выход - с расположенной на выходе сухих каналов теплообменных секций воздухораспределительной камерой, газодинамически сообщенной с патрубками выхода охлажденного потока и с входом влажных каналов теплообменных секций, особенность заключается в том, что корпус размещен на жестком основании, теплообменные секции выполнены в виде моноблоков, смонтированы в монтажные модули, расположены симметрично продольной оси охладителя под острым углом с образованием приемной камеры, монтажные стыки которой заполнены герметизирующим составом, вентилятор подачи воздуха смонтирован на отдельной жесткой раме, приемный патрубок снабжен фильтром, а в нижней и верхней частях корпуса выполнены камеры сбора влажного воздуха в виде расширяющихся коробов конусностью 0,2-0,3.
Новая совокупность конструктивных элементов, а также наличие связей между ними позволяет, в частности, за счет
размещения корпуса на жестком основании, выполнения теплообменных секций в виде моноблоков, монтажа их в монтажные модули, расположения симметрично продольной оси охладителя под острым углом с образованием приемной камеры, заполнения монтажных стыков герметизирующим составом, монтажа вентилятора подачи воздуха на отдельной жесткой раме, снабжения приемного патрубка фильтром, выполнения в нижней и верхней частях корпуса камер сбора влажного воздуха в виде расширяющихся коробов конусностью 0,2-0,3 обеспечить более высокую производительность для охлаждения вентилируемого воздуха в помещениях больших размеров, меньшую трудоемкость при регламентном обслуживании и технологичность при изготовлении, простоту, экономичность и надежность в эксплуатации.
Признаки, характеризующие изобретение в конкретных формах выполнения, позволяют, в частности, за счет:
погружения влагопоглощающих пластин в воду не менее 0,04 своей высоты обеспечить постоянное увлажнение поверхности влагопоглощающих пластин при заданных параметрах работы охладителя вентилируемого воздуха,
оснащения каждого моноблока поддоном, одна из продольных сторон которого снабжена одним или несколькими пазами с шириной, равной 0,2-0,3 ширины продольной стороны поддона, обеспечить оптимальный уровень воды в поддоне при заданных режимах работы охладителя,
снабжения рециркуляционной системой подачи воды и контроля ее уровня обеспечить надежную, бесперебойную автономную работу охладителя в заданных условиях функционирования,
выполнения монтажных модулей не менее чем из 4 моноблоков, смонтированных вертикально обеспечить удобство и простоту при регламентном обслуживании.
Признаки, отличающие предлагаемое техническое решение от прототипа, не выявлены в других технических решениях и не известны из уровня техники в процессе проведения патентных исследований, что позволяет сделать вывод о соответствии изобретения критерию «новизна».
Исследуя уровень техники в ходе проведения патентного поиска по всем видам сведений, доступных в странах бывшего СССР и зарубежных странах, обнаружено, что прелагаемое техническое решение явным образом не следует из известного на сегодня уровня техники, следовательно, можно сделать вывод о соответствии критерию «изобретательский уровень».
Сущность изобретения заключается в том, что охладитель вентилируемого воздуха, содержащий вентиляторы, воздуховоды, корпус с патрубками входа и выхода потоков воздуха, емкость для воды, теплообменные секции с сухими каналами и влажными каналами с влагопоглощающими пластинами, воздухораспределительную камеру, вход сухих каналов теплообменных секций сообщен с патрубками входа потока воздуха, а выход - с расположенной на выходе сухих каналов теплообменных секций воздухораспределительной камерой, газодинамически сообщенной с патрубками выхода охлажденного потока и с входом влажных каналов теплообменных секций, в отличие от прототипа согласно изобретению корпус размещен на жестком основании, теплообменные секции выполнены в виде моноблоков, смонтированы в монтажные модули, расположены симметрично продольной оси охладителя под острым углом с образованием приемной камеры, монтажные стыки которой заполнены герметизирующим составом, вентилятор подачи воздуха смонтирован на отдельной жесткой раме, входной патрубок снабжен фильтром, а в нижней и верхней частях корпуса выполнены камеры сбора влажного воздуха в виде расширяющихся коробов конусностью 0,2-0,3.
Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 представлен общий вид охладителя вентилируемого воздуха, на фиг.2 - вид А, на фиг.3 - вид Б, на фиг.4 - вид В, на фиг.5 - вид Г.
Предлагаемый охладитель вентилируемого воздуха содержит вентиляторы 1, 2, воздуховоды 3, 4, корпус 5 размещен на жестком основании 6 с патрубками входа 7, снабженного фильтром 8, и выхода 9 потоков воздуха, емкость для воды 10, теплообменные секции 11 с сухими 12 и влажными 13 каналами с влагопоглощающими пластинами 14, воздухораспределительную камеру 15, вход сухих каналов 12 теплообменных секций сообщен с патрубком 7 входа потока воздуха, а выход сухих каналов 12 - с расположенной на выходе сухих каналов 12 воздухораспределительной камерой 15, газодинамически сообщенной с патрубком 9 выхода охлажденного потока и с входом влажных каналов 13, теплообменные секции 11 выполнены в виде моноблоков 16, смонтированных в монтажные модули 17, симметрично продольной оси охладителя под острым углом α с образованием приемной камеры 18, монтажные стыки 19 которой заполнены герметизирующим составом 20, вентилятор подачи воздуха 1 смонтирован на отдельной жесткой раме 21, в нижней и верхней частях корпуса 5 выполнены камеры сбора влажного воздуха 22 в виде расширяющихся коробов конусностью 0,2-0,3.
В частных случаях, то есть в конкретных формах исполнения, в охладителе вентилируемого воздуха влагопоглощающие пластины 14 погружены в воду не менее 0,04 своей высоты, каждый моноблок 16 оснащен поддоном 23, одна из продольных сторон которого снабжена одним или несколькими пазами 24 с шириной, равной 0,2-0,3 ширины продольной стороны поддона, охладитель снабжен рециркуляционной системой подачи воды 25 и контроля ее уровня 26, монтажные модули 17 смонтированы вертикально не менее чем из 4 моноблоков.
Вышеописанное устройство работает следующим образом.
Воздух через фильтр 8, патрубок входа 7 посредством вентилятора 1, смонтированного на отдельной жесткой раме 21, подают в приемную камеру 18, монтажные стыки 19 которой заполнены герметизирующим составом 20, и воздух проходит только через сухие каналы 12 моноблоков 16, смонтированных в монтажные модули 17, охлажденный за счет теплообмена между сухими 12 и влажными каналами 13 с влагопоглощающими пластинами 14, влагу к которым подают из емкости для воды 10, воздух подают в воздухораспределительную камеру 15, затем основной поток воздуха через патрубок 9 выхода, воздуховод 3 подают потребителю, а часть воздуха из воздухораспределительной камеры 15 подают во влажные каналы 13, из которых насыщенный влагой воздух направляют в камеры сбора влажного воздуха 22 в виде расширяющихся коробов конусностью 0,2-0,3, расположенных в нижней и верхней частях корпуса 5, размещенного на жестком основании 6, и далее посредством вентилятора 2 через воздуховод 4 направляют на утилизацию.
Выполнение охладителя вентилируемого воздуха в соответствии с изобретением позволяет обеспечить эффективное функционирование систем охлаждения вентилируемых помещений в зимне-летних условиях эксплуатации, имеющих большие протяженные размеры и объемы, расположенных в подземных сооружениях, тоннелях, требуемую циркуляцию воздуха в таких помещениях. Таким образом, предлагаемое техническое решение может быть использовано при разработке охладителей вентилируемого воздуха, обеспечивая комфортные условия пребывания пассажиров и персонала в подземных сооружениях.
Указанный положительный эффект подтвержден испытаниями опытных образцов, выполненных в соответствии с изобретением.
В настоящее время разработана конструкторская документация и намечено серийное производство.