Устройство для кондиционирования воздуха

 

Использование: для кондиционировання воздуха на высокоскоростных транспортных средствах, преимущественно самолетах. Сущность изобретения: устройство для кондиционирования воздуха содержит трубчатый теплообменник и узел орошения с емкостью, размещенные в корпусе с зазором. Емкость выполнена замкнутой и снабжена соплами, выходные участки которых заведены в зазор. Воздух из зазора поступает в атмосферу, а из теплообменника - в кондиционируемое помещение. Устройство может содержать вентилятор, нагреватель и сообщаться с выхлопной трубой двигателем транспортного средства. 6 з.п.ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области кондиционирования воздуха, а именно к устройствам для кондиционирования, предназначенным, в основном, для использования на высокоскоростных транспортных средствах, например самолетах.

Известны кондиционеры, включающие теплообменник и эжектор (см. например, ав. св. N 1096454, МКЛ. F 24 F 1/01, 1984).

Наиболее близким к изобретению техническим решением, т.е. прототипом, является устройство для кондиционирования воздуха, преимущественно в кабинах транспортных средств, включающее трубчатый теплообменник, расположенный в корпусе с зазором относительно его внутренней поверхности, разделяющие приточный воздух на два потока, и емкость для жидкости (см. ав. св. N 479936, кл. F 24 F 5/00, 1972).

Существенными недостатками известного решения являются невозможность обеспечения равномерного увлажнения поверхностей трубчатого теплообменника, так как вода подается только снизу, а также сложность конструкции узла орошения, что, в целом, снижает эффективность известного устройства и его надежность.

Технической задачей является повышение эффективности и надежности устройства для кондиционирования воздуха путем устранения отмеченных недостатков.

Изобретение поясняется чертежом, на котором изображено устройство для кондиционирования воздуха продольный разрез.

Устройство для кондиционирования воздуха включает трубчатый теплообменник 1, расположенный в корпусе 2 относительно его внутренней поверхности с зазором 3, который, как показано на чертеже, может иметь кольцевую форму. В трубчатом теплообменнике 1 воздуховоды воды могут быть покрыты гидрофобным материалом для более эффективного охлаждения воздуха.

Устройство включает также замкнутую емкость 4 для жидкости, снабженную соплами 5, заведенными своими выходными участками в зазор 3 в направлении движения приточного воздуха.

Трубчатый теплообменник 1 и зазор 3 образуют два параллельных канала приточного воздуха.

Емкость 4 для жидкости может иметь кольцевую форму (см. чертеж) и располагается по периметру внешней поверхности корпуса 2 устройства. В частном случае емкость 4 может быть расположена внутри теплообменника 1, т.е. непосредственно в его полости, для чего часть воздуховодов может быть изъята. Возможно также выполнение двух указанных емкостей. В этом случае одна из них будет являться основной, а другая резервной, и они могут сообщаться между собой (на чертеже не показано).

На входе в устройство установлен воздухозаборник 6, а на выходе - приспособление 7 для воздухораздачи в помещении (кабине) 8, в одном из которых при необходимости может быть установлен вентилятор (на чертеже не показан).

Устройство может быть снабжено каким-либо известным типом нагревателя, в частности трубчатым, сообщающимся с выхлопной трубой двигателя транспортного средства и с атмосферой (на чертеже не показан).

Стрелками на чертеже показаны направления движения воздуха. Конкретные конструктивные решения в этой части определяются реальными условиями использования устройства.

Устройство для кондиционирования воздуха работает следующим образом. С момента начала движения транспортного средства устройство включается в работу и реализует принцип косвенно-испарительного охлаждения (испарение воды с поверхности обдуваемых элементов теплообменника).

При этом, наружный воздух, пройдя воздухозаборник 6, разделяется на два потока, один из которых проходит через зазор 3, обтекая внешнюю поверхность теплообменника 1, выбрасывается в атмосферу, а другой, двигаясь внутри теплообменника 1, через приспособление 7 воздухораздачи, поступает в помещение 8.

В процессе движения воздуха в зазоре 3 создается разряжение и происходит эжектирование жидкости через сопла 5, соединенные с емкостью 4. Вытекающая жидкость под воздействием динамического напора растекается по поверхности теплообменника, покрывая его тонкой пленкой. Одновременно происходит интенсивный процесс испарения жидкости с поверхности теплообменника и охлаждение наружного воздуха, проходящего через теплообменник 1.

Воздух, насыщенный водяными парами, пройдя зазор 3, выбрасывается в атмосферу, а проходящий через теплообменник 1, с помощью приспособления 7 воздухораздачи, обеспечивающего уменьшение скорости давления воздуха и отбор тепла от нагретых поверхностей помещения, поступает в указанное помещение 8. Далее, воздух из помещения 8 также сбрасывается в атмосферу, удаляя при этом избытки тепла, влаги и углекислого газа.

Описанный выше режим работы осуществляется при температуре наружного воздуха выше той, которая необходима в соответствии с санитарно-гигиеническими требованиями.

Более эффективное охлаждение воздуха можно обеспечить, используя гидрофобный материал для покрытия элементов теплообменника, так как в этом случае происходит капельное испарение с их поверхности, при котором коэффициент теплообмена выше, чем при пленочном.

При неподвижном транспортном средстве возможна установка на входе воздуха в устройство в воздухозаборнике 6 или на выходе из теплообменника 1 на участке приспособления 7 вентилятора, отключаемого в момент начала движения.

При наружной температуре воздуха ниже комфортной может быть использован нагреватель, например трубчатый, размещенный внутри теплообменника 1. Нагреватель может быть соединен с выхлопной трубой транспортного средства.

В этом случае подача воды через сопла 5 отключается, а выброс влажного воздуха, проходящего через зазор, прекращается, в результате чего происходит воздушное отопление помещения 8 через теплообменник 1 сухим теплым воздухом.

В тех случаях, когда предлагается перемещение транспортного средства на небольшие расстояния при малом расходе эжектируемой жидкости, емкость с ней целесообразно разместить внутри теплообменника 1, также заведя сопла 5 в зазор 3 на внешнюю поверхность теплообменника 1, что обеспечит компактность устройства в целом.

Подогрев жидкости в этом случае нагревателем приводит к подогреву воздуха, проходящего через теплообменник 1 при прекращении подачи эжектируемой жидкости и сброса влажного воздуха в атмосферу.

Изобретение обеспечивает высокую эффективность кондиционирования воздуха при одновременном упрощении конструкции устройства.

Формула изобретения

1. Устройство для кондиционирования воздуха, преимущественно в кабинах транспортных средств, включающее трубчатый теплообменник, расположенный в корпусе с зазором относительно его внутренней поверхности, разделяющей приточный воздух на два потока, и емкость для жидкости, отличающееся тем, что емкость для жидкости выполнена замкнутой и снабжена соплами, выходные участки которых заведены в зазор для подачи жидкости в направлении движения в нем приточного воздуха, при этом воздух из зазора поступает в атмосферу, а из теплообменника в кондиционируемое помещение.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что теплообменник расположен в корпусе с кольцевым зазором относительно его внутренней поверхности, а емкость для жидкости выполнена кольцевой формы и расположена по периметру внешней поверхности корпуса устройства.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что емкость для жидкости расположена внутри теплообменника.

4. Устройство по пп.1-3, отличающееся тем, что емкости для жидкости соединены между собой.

5. Устройство по пп. 1-4, отличающееся тем, что оно снабжено вентилятором, установленным со стороны поступления приточного воздуха в теплообменник или на выходе из него.

6. Устройство по пп. 1-5, отличающееся тем, что оно снабжено нагревателем, установленным в теплообменнике.

7. Устройство по пп. 1-6, отличающееся тем, что нагреватель выполнен трубчатым и сообщающимся с выхлопной трубой двигателя транспортного средства и с атмосферой.

РИСУНКИ

Рисунок 1