КОНДИЦИОНЕР

Полезная модель относится к технике кондиционирования воздуха, преи1яущественно, в кабинах и салонах транспортных средств, и может быть использована в машиностроении для производства кондиционеров как с автономным, так и с проточным водоснабжением, использующих термоэлектрические эффекты Пельтье-Зеебека-Томпсона.
Известны различные кондиционеры, работающие на использовании термоэлектрических эффектов, содержащие общие конструктивные элементы:
-термоэлектрические батареи;
-теплообменники (воздушные и жидкостные);
-трубопроводы;
-вентиляторы (нагнетатели воздуха);
-сборники конденсата и т.п.
Известные кондиционеры отличаются друг от друга оригинальным соединением общих конструктивных элементов и наличием специфических деталей .
см.,например, а.с. СССР N 574585, МПК F 25 В 21/02, В 60 Н 1/02, опубл. 30.09.1977г., б.36; а.с. СССР N 1646914, МПК В 60 Н 1/22, 3/00,опубл.7.05.1991г.,6.17; а.с. СССР N 1687466, МПК В 60 Н 1/00, F 24 F 1/00, опубл. 30.10.1991г., 6.40; Анатычук Л.И.Термоэлементы и термоэлектрические устройства, справочник, 1979 г.
МПК в 60 Н 1/00, 3/00 F 24 F 1/00
КОНДИЦИОНЕР
- 2
Описанные кондиционеры имеют следующие недостатки:
-низкая энергетическая эффективность;
-значительное энергопотребление;
-сложность конструкции;
-большой вес и габариты.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемой полезной модели является кондиционер (установка для кондиционирования воздуха транспортного средства), содержащий вентилятор (фильтровентиляционную установку) и слоистую теплообменную структуру (радиационно-конвективную), состоящую из термоэлектрических батарей, сопряженных с разных сторон жидкостным и сребренным воздушным теплообменниками, причем, последний укомплектован гидрофильным элементом.
Термоэлектрические батареи размещены многорядно в горизонтальной плоскости.
Кондиционер не имеет общего корпуса: вентилятор вынесен за пределы кабины; теплообмённая структура размещена в периферийной зоне кабины за креслом водителя и соединена с помощью трубопроводов с кондуктивным теплообменником, установленным в спинке и сидении кресла водителя .
см. а.с. СССР N 1572839, МПК В 60 Н 3/00, опубл. 23.06.1990г., 6.23
Недостатки прототипа заключаются в:
-сложности и многопозиционности конструкции;
-ограниченной энергетической эффективности, обусловленной тепловыми потерями на различных элементах конструкции;
-высоких энергозатратах при организации работы отдельных частей установки и необходимости передачи воздушного потока по протяженным трубопроводам;
-недостаточном комфорте из-за непосредственного контакта водителя с холодным воздухом направленного канального течения;
-значительных весо-габаритных показателях.
Задачей настоящей полезной модели является повышение энергетической эффективности за счет снижения тепловых потерь при упрощении конструкции кондиционера и уменьшении весо-габаритных показателей.
Поставленная задача решается тем, что известный кондиционер, содержащий вентилятор и слоистую теплообменную структуру, состоящую из термоэлектрических батарей, сопряженных с разных сторон с жидкостным и оребренным воздушным теплообменниками, причем, последний укомплектован гидрофильным элементом, СОГЛАСНО ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛ И, теплообменная структура установлена осесимметрично в плоском теплоизолированном цилиндрическом корпусе, снабженном патрубком для вывода горячего воздуха и жалюзи - для вывода холодного воздуха, установленными по периферии корпуса с возможностью углового поворота; термоэлектрические батареи размещены в один ряд фронтально направлению движения воздуха и равномерно распределены по окружности, при этом площадь их поверхности в 4-6 раз меньше площади наружной торцевой поверхности жидкостного теплообменника; вентилятор смонтирован в центральном
- 3 проходном отверстии корпуса.
Кондиционер может дополнительно содержать оребренный воздушный теплообменник, установленный в слоистой теплообменной структуре над жидкостным теплообменником и сопряженный с ним поверхностью.
Предлагаемая конструкция кондиционера компактна, проста в изготовлении и монтаже (предпочтительно под обшивкой крыши салона или кабины автомобиля при его сборке или на сервисных станциях путем болтового соединения, а также в крыше помещений водных транспортных средств), безопасна, обеспечивает энергетическую эффективность и уменьшение весо-габаритных показателей.
Из литературных источников известен кольцевой термоэлектрический охладитель жидкости, состоящий из слоистой теплообменной структуры, содержащей два ряда термоэлектрических батарей, между которыми размещен жидкостный теплообменник холодных спаев, а с другой стороны батарей установлены жидкостные теплообменники горячих спаев.
см. а.с. СССР N 989620, МПК Н 01 L 35/02, F 25 В 21/02, опубл. 15.01.1983 г., 6.2
Описанный охладитель позволяет охлаждать жидкость в потоке или стационарном режиме, но не пригоден для кондиционирования воздуха и решения поставленной задачи.
- 4 Возможность изготовления заявляемого Кондиционера на отечественных машиностроительных предприятиях из серийно выпускаемых элементов и приспособлений свидетельствует о его соответствии критерию промышленная применимость..
На фигурах схематично представлен предлагаемый Кондиционер : на фиг.1 - вид сбоку, разрез А-А на фиг.2 - вид сверху, разрез В-В
Обозначения на фигурах :
1- оребренный воздушный теплообменник горячего воздуха
2- вентилятор центробежный
3- жидкостный теплообменник
4- термоэлектрические батареи
5- теплоизолированный корпус с патрубком
6- жалюзи
7- оребренный воздушный теплообменник холодного воздуха.
8тех случаях, когда кондиционер имеет проточное циркулирующее водоснабжение (например, в водных транспортных средствах), он состоит из плоского теплоизолированного цилиндрического корпуса 5 (размерами : диаметр 320 мм, высота 60-80 мм) с смонтированным в его центральном проходном отверстии центробежным вентилятором 2.
Корпус имеет патрубок для вывода горячего воздуха и жалюзи б для вывода холодного воздуха, установленные по периферии корпуса с возможностью углового поворота.
- 5 Внутри корпуса 5 осесимметрично размещена слоистая теплообменная структура, состоящая из одного ряда термоэлектрических батарей 4, сопряженных с разных сторон с воздушным оребренным теплообменником 7 и жидкостным теплообменником 3, причем, теплообменник 7 укомплектован гидрофильным элементом ( на фигурах не показан) для сбора конденсата и направления его к поверхности жидкостного теплообменника 3.
Термоэлектрические батареи 4 размещены фронтально направлению движения воздуха и равномерно распределены по окружности слоистой теплообменной структуры (см. фиг. 2). При этом площадь их поверхности в 4-6 раз меньше площади наружной торцевой поверхности сопряженного с ними жидкостного теплообменника 3 и составляет в оптимальном варианте 225 см .
В тех случаях, когда кондиционер не имеет проточного циркулирующего водоснабжения (например, в салонах или кабанах автомобилей), он дополнительно снабжен оребренным воздушным теплообменником 1 для вывода горячего воздуха, который установлен в слоистой теплообменной структуре над жидкостным теплообменником 3 и сопряжен с ним поверхностью, причем, гидрофильный элемент для сбора конденсата направлен внутрь его.
Предлагаемый Кондиционер работает следующим образом. ПРИМЕР 1. Охлаждение воздуха в салоне автомобиля.
- б душный поток в теплообменнике 7 охлаждали за счет контакта с холодными спаями термоэлектрических батарей 4. Тепло с горячих спаев термоэлектрических батарей 4 снимали циркулирующей в теплообменнике 3 водой, которую подводили из автономно расположенной емкости через соответствующие патрубки, причем, теплообмен усиливали за счет теплообменника 1. Горячий воздух из теплообменника 1 удаляли из зоны охлаждения через патрубок в корпусе 5. Холодный воздух из теплообменника 7 в виде плоскоструйного воздушного потока направляли в желаемую область салона автомобиля (над головой водителя или пассажиров) с помощью жалюзи 6.
В условиях примера 1 осуществляли охлаждение воздуха в помещении водного транспортного средства в примере 2 с помощью заявляемого кондиционера, в котором отсутствовал воздушный оребренный теплообменник 1, т.к. в данном случае не требовалось усиливать теплообмен в связи с циркулирующей через жидкостный теплообменник 3 холодной забортной водой.
Предлагаемая конструкция кондиционера обеспечивала улучшение теплообмена при снижении тепловых потерь за счет оптимального соотношения размеров жидкостного теплообменника и термоэлектрических батарей, размещенных в один ряд фронтально направлению движения воздуха, распределенных равномерно по окружности и создающих радиальные диффузорные каналы для его течения. При этом, происходило минимизация холодопотерь и поглощение шумов, вызываемых вращением вентилятора.
Кроме того, наличие жидкостного плоского теплообменника, сопряженного с горячими спаями термоэлектрических батарей, позволяло с низким тепловым напором снимать тепло высокой удельной плотности, понижая
- 7 ее в 4-6 раз.
Плоскоцилиндрическая конструкция кондиционера способствовала уменьшению весо-габаритных показателей и обеспечивала возможность его удобного размещения в потолочном зазоре салона транспортного средства, имеющего ограниченный энергетический ресурс, для производства холода в локальной зоне.
Использование предлагаемого Кондиционера по сравнению с известным кондиционером, взятым за прототип см. а.с. СССР N 1572839, обеспечивает следующие технические и общественно-полезные преимущества:
-повышение энергетической эффективности;
-снижение тепловых потерь;
-упрощение конструкции;
-компактность и уменьшение весо-габаритных показателей;
-безопасность;
-повышение комфорта;
-экологическую чистоту.