УСТРОЙСТВО КОСВЕННО-ИСПАРИТЕЛЬНОГО ОХЛАЖДЕНИЯ

Полезная модель относится к области кондиционирования воздуха и может быть использована для охлаждения воздуха.
Известно устройство косвенно-испарительного охлаждения (патент РФ №2221969, F24F 3/14, 2004), содержащее корпус с входным каналом и выходными каналами для основного и вспомогательного потоков воздуха, размещенные в корпусе пластины из капиллярно-пористого материала, одна сторона которых имеет водонепроницаемое покрытие, установленные с образованием сухих и влажных каналов.
Недостатком известного устройства является низкая эффективность охлаждения воздуха.
Известно устройство косвенно-испарительного охлаждения (патент РФ на изобретение №2329436, содержащее корпус с входным каналом и выходными каналами для основного и вспомогательного потоков воздуха, размещенные в корпусе пластины из капиллярно-пористого материала, одна сторона которых имеет водонепроницаемое покрытие, установленные с образованием сухих и влажных каналов. Пластины выполнены двух видов. На пластинах первого вида выполнены выступы выштамповкой со стороны капиллярно-пористого материала, на пластинах второго вида выступы выполнены выштамповкой со стороны водонепроницаемого покрытия. Известное устройство выбрано в качестве ближайшего аналога.
Недостатком ближайшего аналога является недостаточно высокая эффективность охлаждения общего потока воздуха. Конструкция устройства обеспечивает в среднем до 75% от возможного термодинамического предела охлаждения (до точки росы).
Технической задачей полезной модели является повышение эффективности охлаждения общего потока воздуха, проходящего через устройство косвенно-испарительного охлаждения.
Техническим результатом является повышение эффективности охлаждения потока воздуха.
Технический результат достигается тем, что в устройстве косвенно-испарительного охлаждения, содержащем корпус с входным и выходными каналами для основного и вспомогательного потоков, пакет пластин из капиллярно-пористого материала с выступами, снабженных с одной стороны водонепроницаемым покрытием, установленных с образованием сухих и влажных каналов, отличающееся тем, что на сторонах пластин с водонепроницаемым покрытием в концевой части выполнены участки без покрытия, с площадью, составляющей 7-10% от теплообменной площади пластины.
Технический результат обеспечивается тем, что в пакете на сторонах пластин с водонепроницаемым покрытием в концевой части выполнены участки без покрытия. Площадь каждого участка без покрытия составляет 7-10% от теплообменной площади пластины. Это позволяет дополнительно снизить температуру общего потока воздуха благодаря прямому испарению с непокрытой части пластины. Выбор размера участка без водонепроницаемого покрытия, составляющего 7-10% от теплообменной площади пластины, обусловлен тем, что при увеличении площади участка повышается увлажнение потока воздуха, что будет влиять на его психрометрическое состояние, а при уменьшении площади участка снижается эффективность охлаждения общего потока воздуха.
На фиг. 1 показан общий вид устройства косвенно-испарительного охлаждения.
На фиг. 2 показан пакет пластин, устанавливаемый в корпусе устройства косвенно-испарительного охлаждения.
На фиг. 3 показано сечение по сухому каналу устройства косвенно-испарительного охлаждения.
На фиг. 4 показано сечение по влажному каналу устройства косвенно-испарительного охлаждения.
Устройство косвенно-испарительного охлаждения содержит корпус 1, с входным каналом 2 и выходными каналами 3 для основного и 4 для вспомогательного потоков воздуха. В корпусе 1 установлен пакет чередующихся пластин 5 и 6 из капиллярно-пористого материала. Одна сторона пластин 5 и 6 снабжена водонепроницаемым покрытием 7. На сторонах пластин, имеющих водонепроницаемое покрытие, в концевой части выполнены участки 8 без покрытия. Площадь каждого такого участка 8 составляет, например, 10% от теплообменной площади пластины. Пластина 5 выполнена с продольными выступами 9 со стороны капиллярно-пористого материала и впадинами 10 со стороны водонепроницаемого покрытия. Пластина 6 выполнена с продольными выступами 11 со стороны водонепроницаемого материала и впадинами 12 со стороны капиллярно-пористого материала. Выступы на пластинах 5 и 6 расположены рядами. Выступы на пластинах 5 и 6 могут быть выполнены, например, методом вакуумного формования, что позволяет на одной стороне пластины получать выступ, а на обратной - впадину, увеличивая тем самым площадь поверхностей пластин 5 и 6. Пластины 5 и 6 установлены в корпусе 1 одноименными сторонами друг к другу с чередованием частично сухих каналов 13 и влажных каналов 14, т.е. частично сухие каналы 13 образованы сторонами пластин 5 и 6 с водонепроницаемым покрытием, влажные каналы 14 образованы сторонами пластин из капиллярно-пористого материала. При этом пластины 5 и 6 могут быть установлены так, что выступы каждой предыдущей в пакете пластины соответствуют впадинам каждой следующей пластины. Ряды выступов на одних пластинах также могут быть смещены в продольном направлении относительно рядов выступов на других пластинах. Поверхность влажных каналов может быть разделена выступами 15 на группы каналов, и каждая группа каналов, объединенная выступами 15, соединена отдельно с выходным каналом 4 для вспомогательного потока.
Пластина 5 снабжена сплошным выступом 16, заглушающим попадание во влажные каналы входного потока.
В средней части пакета пластин во влажных каналах 14 расположен ряд сообщенных друг с другом емкостей 17, соединенных с каналом подвода и отвода воды (на фигурах не показан).
Со стороны, противоположной входу 2, установлена перегородка 18, которая служит для отражения потока входящего воздуха и образует выходной канал 3 для основного потока.
Заявляемое устройство работает следующим образом.
Поток воздуха, подаваемый вентилятором (на фигурах не показан), через входной канал 2, проходит по частично сухим каналам 12, отражается от перегородки 17 и делится на два потока - основной и вспомогательный. Проходя по частично сухим каналам 12, основной поток охлаждается от водонепроницаемых стенок канала 12, затем на участке 7 без покрытия за счет прямого испарения воды с капиллярно-пористого участка дополнительно охлаждается и отводится через выходной канал 3. При этом незначительное повышение влажности воздуха основного потока практически не влияет на его психрометрические параметры. Вспомогательный поток воздуха проходит противотоком общему потоку по влажным каналам 13 вдоль стенок из капиллярно-пористого материала, смоченного водой за счет капиллярного смачивания из емкостей 16. При этом вспомогательный поток воздуха снова нагревается, отбирая тепло от потока, подаваемого вентилятором через стенку пластины, обеспечивая максимально эффективный процесс испарения воды со стенок влажного канала 13, за счет чего увеличивается охлаждение водонепроницаемых стенок сухих каналов 12 и, соответственно, повышается эффективность охлаждения основного потока воздуха, поступающего потребителю. Установлено, что устройство обеспечивает до 85% от возможного термодинамического предела охлаждения. Из влажных каналов 13 вспомогательный поток воздуха выходит через вспомогательный выходной канал 4. Продольные выступы и впадины, выполненные на пластинах 5 и 6, увеличивают площадь контакта проходящих основного и вспомогательного воздушных потоков внутри каналов 12 и 13, создают условия для их турбулизации, что дополнительно повышает эффективность охлаждения воздуха.
Таким образом, использование полезной модели позволяет повысить эффективность охлаждения воздушного потока.