CZ303193B6 - Zpusob zabránení námrazy - Google Patents
Zpusob zabránení námrazy Download PDFInfo
- Publication number
- CZ303193B6 CZ303193B6 CZ20110071A CZ201171A CZ303193B6 CZ 303193 B6 CZ303193 B6 CZ 303193B6 CZ 20110071 A CZ20110071 A CZ 20110071A CZ 201171 A CZ201171 A CZ 201171A CZ 303193 B6 CZ303193 B6 CZ 303193B6
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- icing
- heat transfer
- ultrasonic waves
- frequency
- ice accretion
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 18
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims abstract description 21
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims abstract description 12
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 9
- 239000013081 microcrystal Substances 0.000 claims abstract description 7
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 4
- 238000000862 absorption spectrum Methods 0.000 claims abstract 2
- 239000002159 nanocrystal Substances 0.000 claims abstract 2
- 230000009471 action Effects 0.000 abstract description 6
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 abstract description 4
- 230000002265 prevention Effects 0.000 abstract description 3
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 abstract 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 9
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 8
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000004809 Teflon Substances 0.000 description 6
- 229920006362 Teflon® Polymers 0.000 description 6
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 description 6
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 5
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 5
- 241000446313 Lamella Species 0.000 description 4
- 238000004422 calculation algorithm Methods 0.000 description 4
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 3
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000005293 physical law Methods 0.000 description 3
- 239000002094 self assembled monolayer Substances 0.000 description 3
- 239000013545 self-assembled monolayer Substances 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 239000012472 biological sample Substances 0.000 description 2
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 2
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 2
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 238000010257 thawing Methods 0.000 description 2
- 238000002525 ultrasonication Methods 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002156 adsorbate Substances 0.000 description 1
- 239000010426 asphalt Substances 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005094 computer simulation Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
- 229920001821 foam rubber Polymers 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 125000004435 hydrogen atom Chemical group [H]* 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 230000003449 preventive effect Effects 0.000 description 1
- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 230000002269 spontaneous effect Effects 0.000 description 1
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
Zpusob zabránení námrazy se provádí tak, že do teplosmenných komponent ochlazované konstrukce, které jsou ve styku s ovzduším, se zavedou ultrazvukové vlny, pricemž další casový prubeh a intenzita pusobení zdroje ultrazvuku se optimalizuje na základe vyhodnocení lokálních fyzikálních podmínek pro tvorbu námrazy. Frekvence ultrazvukových vln, pusobících na teplosmenné komponenty, na nichž má být zabráneno vzniku námrazy, se zvolí s ohledem na vlastnosti chemické vazby mezi teplosmenným povrchem a mikrokrystaly/nanokrystaly vznikající námrazy tak, aby tato vazba byla narušena; prípadne s ohledem na vlastnosti chemické vazby mezi hydrofobizující vrstvou a námrazou, je-li teplosmenný povrch takovou vrstvou opatren. Pro stanovení optimální frekvence je s výhodou využito merení absorpcního spektra ultrazvukových vln.
Description
Vynález se týká způsobu zabránění tvorby námrazy na ochlazovaných konstrukcích pomocí ultrazvukových vln, například na venkovních výměnících tepelných čerpadel.
Dosavadn í stav těch n i ky
Efektivní použití ultrazvukových vln, šířících se konstrukcí, pro zabránění tvorby námrazy na ochlazovaných konstrukcích vystavených vzdušné vlhkosti se v oblasti techniky nevyskytuje. Námraza na výměnících se odstraňuje například tak, že se u tepelných čerpadel cyklicky přepíná reverzní chod, kterým se výměník ohřeje a námraza odtaje. Tím však dochází ke značným ztrátám energie. Navíc dochází k postupnému snižování účinnosti v celém cyklicky se opakujícím procesu, protože tvořící se námraza zhoršuje přestup tepla. Mechanické odstraňování námrazy nízkofrekvenčními vibracemi se používá v letectví. Tento způsob však nelze použít u některých konstrukcí, například jemných lamel výměníků, pro riziko mechanického poškození.
V minulosti bylo zaregistrováno několik patentů, které navrhují rozehřívání námrazy v různých aplikacích za pomoci ultrazvuku, které však nedošly praktického naplnění a nelze je považovat za realizovatelné, protože vykazují základní nedostatky v respektování fyzikálních zákonů.
Například japonské patenty z let 2005 a 2006, JP 2005256552 a JP 2006200334, navrhují rozehřívání sněhu a ledu ultrazvukem na povrchu vozovek, na vodovodních trubkách a u automobilových skel. Tyto patenty ignorují skutečnost, že pro uvolnění meziatomových vazeb celé krystalové struktury ledové vrstvy je nutné do struktuiy přenést fyzikálními zákony determinované množství kinetické (vibrační) energie, a že tento proces za pomoci ultrazvuku bude energeticky stejně náročný nebo náročnější, než kdyby bylo stejného cíle dosaženo klasickým tepelným ohřevem. Navíc tento patent ignoruje praktickou nerealizovatelnost efektivního vedení ultrazvuku některými materiály (např. živičnou vrstvou vozovky), otázky vedení a rovnoměrné distribuce ultrazvukové energie a nutnost použití nebezpečně vysokých hustot ultrazvukové energie.
Ze stejných důvodů postrádá jakoukoli energetickou výhodu japonský patent z roku 1987, JP 62197133, který navrhuje rozehřívání námrazy třením, způsobeným vibracemi; navíc je v předložené podobě nerealizovatelný, protože autor nerozlišuje polovodiče od materiálů s piezoelektrickými a magnetostrikčními vlastnostmi.
Japonský patent z roku 2009, JP 2009018604, navrhuje využití ultrazvuku proti námraze na podvozcích železničních vozidel. Ve skutečnosti však řeší pouze odstraňování námrazy z kapotáže podvozku a pro deklarovaný účel nemá praktický význam.
Patent US 5 475 530 z roku 1995 navrhuje využití vibrací pro odstraňování cizích substancí ze skel automobilových zrcátek, jako např. kapek vody, ledu a námrazy. K rozehřátí a uvolnění ledu však současně využívá klasického ohřevu odporovým tepelným členem. Stejně jako předchozí dva patenty, neřeší otázku optimální frekvence vibrací.
Podobně zaměřený je i další patent WOO 068 047, který navrhuje využití zesilovače autorádia pro budicí signál o frekvenci 20 kHZ až 20 MHz pro tranducery nebo piezoelektrické dráty upevněné na čelním skle automobilu. Stejně jako ostatní dosud zveřejněné patenty, i kdyby nevykazoval jiné technické nedostatky, mohl by být realizovatelný pouze s výkonem ultrazvuku odpovídajícím množství skupenského tepla, potřebným k roztavení námrazy.
-1 CZ 303193 B6
Stejnou nevýhodou jsou zatíženy i další patenty, US 010/0 031 972 z roku 2010, FR 2 667 256 z roku 1990 a FR 0 801 202 z roku 2008. Tyto patenty ignorují skutečnost, že pro uvolnění meziatomových vazeb celé krystalové struktury ledové vrstvy je nutné do struktury přenést fyzikálními zákony determinované množství kinetické (vibrační) energie, a že tento proces za pomoci ultrazvuku bude energeticky stejně náročný nebo náročnější, než kdyby bylo stejného cíle dosaženo klasickým tepelným ohřevem.
Zmíněný patent US 2010/0 031 972 sice navrhuje i možnost oddělení námrazy od povrchu tangenciálními (střihovými) nebo normálovými silami, ale tento princip je v kontradikci k deklarovanému preventivnímu zamezení námrazy. Aby totiž popsaný způsob použití fungoval, námraza nebo jiný depozit musí mít buď dostatečnou hmotnost, nebo dostatečnou soudržnost, aby byla zajištěna reakční síla na straně depozitu k překročení meze pevnosti na rozhraní konstrukce a depozitu. Jinými slovy, námraza by musela být nejdříve dostatečně robustní, aby jí mohlo být zamezeno.
Patent US 2008/271730 navrhuje ultrazvukové rozmrazování v potravinářských a medicínských aplikacích. Jako jediný z uvedených patentů řeší otázku vedení ultrazvuku, a to sice vodní lázní (rozehříváním pod vodou). Navrhuje využití širokopásmových ultrazvukových zdrojů, což pro biologické vzorky může mít opodstatnění. Tento patent nelze s předloženým vynálezem dobře porovnávat, protože je orientován ke zcela odlišné třídě aplikací. Pro cíle předloženého vynálezu, tj. zabránění námrazy na teplosměnných plochách výměníků, je nevyužitelný (výměník není biologický vzorek, nemůže být např. ponořen do vody).
Podstata vynálezu
Uvedené nedostatky eliminuje způsob zabránění námrazy podle tohoto vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že do komponent ochlazované konstrukce, které nesou teplosměnné plochy a jsou ve styku s ovzduším, například teplosměnných lamel, se zavedou ultrazvukové vlny dostatečně vysoké frekvence pro narušení vazeb na atomární úrovni mezi mikrokrystaly/nanokiystaly vznikající námrazy a povrchem konstrukce, například v rozsahu 10 MHz až 1 GHz. Další působení ultrazvuku, specificky jeho časový průběh a intenzita, se optimalizuje na základě vyhodnocení lokálních fyzikálních podmínek pro tvorbu námrazy.
Fyzikálními podmínkami se rozumí vektorové pole proudění vzduchu v okolí konstrukce, rozložení teplot a relativní vlhkosti a rozložení konvektivních a radiačních tepelných toků. Tyto veličiny jsou determinovány jednak atmosférickou situací a jednak místními podmínkami, jako jsou utváření terénu v okolí a z toho plynoucí termicko-radiační bilance lokality, převládající lokální atmosférické konvektivní efekty, fyzikální parametry podloží, zejména tepelná kapacita, vodivost, nasákavost, vzlínavost a další. Pro optimální nastavení je proto nezbytné, aby samooptimalizující řídicí algoritmus byl naprogramován tak, že upravuje provozní parametry pro každou instalaci výměníku a provozní situaci.
Časový průběh působení v pulzním režimu se optimalizuje vzhledem k velikosti odstraňovaných mikrokrystalů, tak, aby byly bezpečně odnášeny prouděním vzduchu z teplosměnných ploch.
Frekvence ultrazvukových vln, které působí na teplosměnné komponenty konstrukce, na nichž má být zabráněno vzniku námrazy, se zvolí s ohledem na vlastnosti chemické vazby mezi povrchem teplosměnných ploch a vznikající námrazou, případně s ohledem na vlastnosti chemické vazby mezi hydrofobizující vrstvou snižující adhezi námrazy a námrazou, je-li povrch teplosměnných ploch takovou vrstvou opatřen. Informace o vlastnostech chemické vazby lze získat výpočtem, měřením, případně vyhledáním již existujících výpočtů a měření v odborné literatuře. Hydrofobizace povrchu se realizuje známými způsoby, například teflonem, přípravky na bázi
-2CZ 303193 B6 silikonu nebo samoorganizující se monomo leku lamí organickou hydrofobizující vrstvou (selfassembled monolayer - SAM),
Výhodou způsobu zabránění námrazy podle tohoto vynálezu je to, že uvedený způsob eliminuje nutnost cyklického odstraňování vzniklé námrazy za cenu energetických ztrát. V případě výměníků navíc tím, že udržuje teplosměnné plochy trvale bez námrazy, eliminuje cyklicky vznikající námrazu, která brání přestupu tepla. Obojím, tj. eliminováním nutnosti opakovaného rozmrazování i trvalým udržováním teplosměnných ploch bez námrazy, se usnadňuje přestup tepla přes teplosměnné plochy a zvyšuje se účinnost.
V porovnání s patenty uvedenými v části Dosavadní stav techniky JP 2006200334, JP 2009018604, JP 62197133, JP 2005256552, US2010/0031 972, FR 2 667 256,
FR 0 801 202, WO 0 068 047 a US 5 475 530 řeší předložený vynález kvalitativně náročnější úkol: totiž zabránění námrazy na aktivně ochlazované komplikované lamelové konstrukci, např. výměníku tepelného čerpadla, a nikoliv pouze samovolně vznikající námrazy na prostém povrchu vlivem atmosférických podmínek. Dále předložený vynález obsahuje novou kvalitu v otázce energetické efektivnosti, tím, že nerozehřívá strukturu ledu, tj. nepotřebuje tepelnou energii k narušení vazeb v krystalové struktuře ledu, ale přerušuje pouze vazby mezi vznikající námrazou v mikro-/nanokrystalické fázi a teplosměnným povrchem. Na rozdíl od uvedených patentů obsahuje metodu, jak stanovit optimální, energeticky nejvýhodnější frekvence a časový průběh působení ultrazvuku za pomoci fyzikálních zákonů.
Příklady provedení vynálezu
Příklad 1
Venkovní výměník, zařazený v primárním okruhu tepelného čerpadla otopného systému o výkonu 24 kW, opatřený ventilátory o celkovém výkonu 200 W, s tenkostěnnými hliníkovými lamelami o teplosměnné ploše 40 m2, vnějších rozměrů 1400x800x380 mm, je orientovaný horizontálně, s vertikální orientací lamel. Lamely jsou propojeny potrubím, jímž protéká teplosměnné médium, a navíc nosným svařovaným rámem z hliníkových profilů.
Způsob zabránění námrazy se provádí tak, že rám se v nosných bodech opatří čtyřmi ultrazvukovými piezoelektrickými měniči o frekvenci 25 MHz s regulovatelným výkonem max. 10 W v rozsahu 50 dB. Akustický kontakt měničů na konstrukci zajišťuje přenos ultrazvukových vln konstrukcí na teplosměnné plochy. Celkový výkon měničů a časový průběh jejich aktivity v případném pulzním režimu se operativně upravuje inteligentní programovatelnou řídicí jednotkou podle zpětné vazby ze senzorů tvorby námrazy a fyzikálních podmínek pro tvorbu námrazy, například podle údajů čidel teploty a relativní vlhkosti. Měniče jsou mezi sebou elektronicky synchronizovány. Silentbloky z pěnové pryže v závěsech výměníku brání nežádoucímu přenosu ultrazvuku do vnějšího pláště a nosné konstrukce.
Obecně platí a z fyzikální podstaty jevu tvoření námrazy vyplývá, že s klesající teplotou, rostoucí relativní vlhkostí a rostoucím předávaným tepelným tokem přes teplosměnné plochy, tj. s klesajícím rozdílem mezi teplotou výměníku a rosným bodem, se zvyšuje výkon ultrazvuku potřebný k zabránění námrazy a doba jeho působení v případném cyklickém/pulzním provozním režimu. V popisovaném příkladu je použita inteligentní řídicí jednotka s algoritmem optimalizujícím průběžně provozní parametry tak, aby výkon ultrazvukových měničů byl minimalizován. V praxi to znamená, že řídicí jednotka snižuje výkon až na hranici, kdy senzory zaregistrují tvorbu námrazy, poté se výkon postupně zvyšuje s konstantní logaritmickou derivací o dynamicky určovaný faktor (l+δ) až k vymizení námrazy a hodnoty fyzikálních veličin ze senzorů se uloží do paměti.
-3CZ 303193 B6
Řídicí algoritmus matematicky zpracovává uložené hodnoty jako body v mnohodimenzionálním prostoru, kde údaj každého z čidel tvoří jednu dimenzi. Na základě interpolace uložených hodnot nashromážděných za dobu provozu od posledního řešetu jednotky, procesor stanovuje výchozí hodnoty optimalizační procedury pro podmínky ležící mimo uložené body.
Kromě zmíněných základních fyzikálních parametrů závisí optimální nastavení na mnoha faktorech, jako je např. utváření terénu v okolí a z toho plynoucí termicko-radiační bilanci lokality, převládajících lokálních atmosférických konvektivních efektech, fyzikálních parametrech podloží, zejména tepelné kapacity, vodivostí, nasákavosti, vzlínavosti a dalších. Pro optimální nastavení je proto nezbytné, aby samooptimalizující řídicí algoritmus byl neprogramován tak, že upravuje provozní parametry pro každou instalaci výměníku a provozní situaci.
Příklad 2
Výměník je stejného typu a ve stejné situaci jako v příkladu 1. Lamely jsou na povrchu opatřeny teflonovou vrstvou. Pro zabránění námrazy se frekvence ultrazvukových vln sladí s vlastní rezonanční frekvencí vazby vznikající při tvorbě námrazy mezi povrchem z teflonového polymeru a molekulou kondenzátu H2O. Tím se vznikající vazba mezi kondenzátem a povrchem naruší okamžitě poté, co je vytvořena, a tím dojde k zabránění vytvoření námrazy na povrchu lamely. Jsou použity piezoelektrické měniče s laditelnou frekvencí v rozsahu 10 až 200 MHz a výkonem max. 1 W nastavitelným v rozsahu 50 dB ve dvojnásobném počtu, tj. 8 ks. Elektronická budicí jednotka měničů je vybavena zpětnou vazbou stabilizující vyzařovaný výkon a poskytující inteligentní řídicí jednotce informaci o míře absorpce výkonu. Řídicí jednotka, navíc k funkcím uvedeným v příkladu 1, optimalizuje frekvenci ultrazvuku podle maximální míry absorpce při pozitivní hodnotě signálu senzoru informujícího o tvorbě námrazy. Časový průběh působení v pulzním režimu nastavuje řídicí jednotka na základě optimalizace velikosti odstraňovaných mikrokrystalů, tak, aby střední hodnota velikosti krystalů byla 0,05 mm.
Vazba mezi atomy obecně, ať už v molekule, krystalu, mezi povrchem a adsorbátem apod., je tvořena elektronovými stavy, které lze analyzovat teoreticky pomocí počítačových simulací a matematického formalismu kvantové teorie i experimentálně zkoumat pomocí různých metod, např. spektroskopických. Vazba se chová, velmi zjednodušeně řečeno, jako pružina. Mírné přiblížení atomů stejně jako jejich oddálení způsobí zvýšení celkové (vnitřní) energie systému a vyvolá sílu, která vrací vazbu do rovnovážné polohy. Oddálení atomů přes určitou mez způsobí rozdělení elektronového „oblaku“ a vymizení síly mezi atomy. V rámci přirovnání k pružině by se dalo říci, že pružina se přetrhla.
Vlastní rezonanční frekvence vazby je dána silou vracející atomy do rovnovážné polohy ajejich hmotností, podobně, jako u kmitajícího závaží na pružině. Při měření nebo výpočtu rezonančních frekvencí se ukazuje, že rezonanční, tzv. fononové frekvence tvoří pásy, podobně jako elektronové stavy, v závislostí na vlnovém vektoru, mj. určujícím směr. Rezonanční frekvence kromě toho závisí na vazbách k dalším okolním atomům, pokud jsou přítomny, na modu kmitání, tj. longitudální versus transversální vzhledem k orientaci vazby, a dalších faktorech. Pojem fononu jako částice, nezbytný pro správné pochopení vibračních stavů na mikroskopické úrovni, nelze dobře vysvětlit mimo rámec kvantové teorie.
Povrch teflonu je tvořen molekulami polymeru -(CF2CF2)- většinou s nepravidelnou orientací. Molekula H2O může slabě navázat na povrch přes vodíkový atom. Námraza se může tvořit v mnoha různých strukturních modifikacích, tj. vzájemné vazby molekul H2O mohou nabývat mnoha různých geometrických uspořádání, což určují mj. atmosférické podmínky. To ovlivňuje vazbu k povrchu několika mechanismy. Rezonanční frekvenci ovlivňuje i orientace CF2, která není na všech místech povrchu stejná, a dále ji ovlivňuje i kvalita teflonové vrstvy, tj. například příměsi, poruchy struktury a mikroskopické nerovnosti jejího povrchu.
-4CZ 303193 B6
Způsob určení vhodné ultrazvukové frekvence v daném případě je automatizované hledání lokálního maxima absorpce při dolním okraji akustického spektra, při diferenciálním odlišení signálu pocházejícího od námrazy od případných artefaktů pocházejících od konstrukce.
Časový průběh působení v pulzním režimu nastavuje řídicí jednotka na základě optimalizace velikosti odstraňovaných mikrokrystalů, s ohledem na rychlost nuceného proudění vzduchu výměníkem a hustotu lamel tak, aby proud vzduchu mikrokrystaly bezpečně odnášel mimo prostor výměníku.
Příklad 3
Hydrofobizací povrchu lze realizovat kromě teflonu i jinými známými metodami, například pří!5 pravky na bázi silikonu nebo některými typy samoorganizujících se monomolekulárnich organických vrstev (self-assembled monolayer - SAM).
Uspořádání v tomto příkladu je stejné jako v příkladu 3, s tím rozdílem, že v konstrukci výměníku jsou použity namísto hliníkových lamel měděné lamely na povrchu ošetřené samoorganizuj ící se hydrofobizující organickou monomolekulámí vrstvou. Nižší adheze námrazy k povrchu se projeví nižší rezonanční frekvencí vazby mezi povrchem a molekulou vody i nižší rezonanční frekvencí vazby mezi povrchem a mi kro-/nanokry stalém ledu. Tomu se přizpůsobí frekvenční rozsah použitých piezoelektrických laditelných měničů, například 2.5 až 50 MHz, a odpovídající nastavení řídicí jednotky.
Claims (2)
- PATENTOVÉ NÁROKY1. Způsob zabránění námrazy, vyznačující se tím, že do komponent ochlazované konstrukce, které nesou teplosměnné plochy a jsou ve styku s ovzduším, se zavedou ultrazvukové vlny o frekvenci, zajišťující narušení chemické vazby na atomární úrovni mezí povr35 chem konstrukce a mikrokrystaly/nanokrystaly vznikající námrazy, přičemž další časový průběh a intenzita působení zdroje ultrazvuku se optimalizuje na základě vyhodnocení lokálních fyzikálních podmínek pro tvorbu námrazy.
- 2. Způsob zabránění námrazy podle nároku 1, vyznačující se tím, že frekvence40 ultrazvukových vln, působících na teplosměnné komponenty konstrukce, na nichž má být zabráněno vzniku námrazy, se operativně stanoví s ohledem na aktuální vlastnosti chemické vazby mezi teplosměnným povrchem a vznikající námrazou, případně s ohledem na vlastnosti chemické vazby mezi hydrofobizující vrstvou a námrazou, je-li teplosměnný povrch takovou vrstvou opatřen, přičemž pro stanovení optimální frekvence je s výhodou využito měření absorpčního spektra45 ultrazvukových vln.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ20110071A CZ303193B6 (cs) | 2011-02-07 | 2011-02-07 | Zpusob zabránení námrazy |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ20110071A CZ303193B6 (cs) | 2011-02-07 | 2011-02-07 | Zpusob zabránení námrazy |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ201171A3 CZ201171A3 (cs) | 2011-03-30 |
| CZ303193B6 true CZ303193B6 (cs) | 2012-05-23 |
Family
ID=43781921
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ20110071A CZ303193B6 (cs) | 2011-02-07 | 2011-02-07 | Zpusob zabránení námrazy |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CZ (1) | CZ303193B6 (cs) |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62197133A (ja) * | 1986-02-22 | 1987-08-31 | Ko Ikeda | 雪氷を振動除去する方法 |
| FR2667256A1 (fr) * | 1990-10-02 | 1992-04-03 | Thomson Csf | Dispositif pour eliminer le givre forme en surface d'une paroi, notamment d'une fenetre optique ou radioelectrique. |
| JP2005256552A (ja) * | 2004-03-15 | 2005-09-22 | Mitsugi Minatoya | 路面の往来確保方法 |
| CN201160210Y (zh) * | 2008-03-05 | 2008-12-03 | 冷斌 | 一种铁塔振动除冰机 |
| JP2009118604A (ja) * | 2007-11-05 | 2009-05-28 | Ihi Corp | コンプレッサ駆動用モータの制御装置 |
| EP2098450A1 (fr) * | 2008-03-05 | 2009-09-09 | Hutchinson | Système et procédé d'antigivrage/dégivrage et structure d'aéronef incorporant ce système |
| US20100031972A1 (en) * | 2008-05-28 | 2010-02-11 | Fbs, Inc. | Ultrasonic vibration system and method for removing/avoiding unwanted build-up on structures |
-
2011
- 2011-02-07 CZ CZ20110071A patent/CZ303193B6/cs not_active IP Right Cessation
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62197133A (ja) * | 1986-02-22 | 1987-08-31 | Ko Ikeda | 雪氷を振動除去する方法 |
| FR2667256A1 (fr) * | 1990-10-02 | 1992-04-03 | Thomson Csf | Dispositif pour eliminer le givre forme en surface d'une paroi, notamment d'une fenetre optique ou radioelectrique. |
| JP2005256552A (ja) * | 2004-03-15 | 2005-09-22 | Mitsugi Minatoya | 路面の往来確保方法 |
| JP2009118604A (ja) * | 2007-11-05 | 2009-05-28 | Ihi Corp | コンプレッサ駆動用モータの制御装置 |
| CN201160210Y (zh) * | 2008-03-05 | 2008-12-03 | 冷斌 | 一种铁塔振动除冰机 |
| EP2098450A1 (fr) * | 2008-03-05 | 2009-09-09 | Hutchinson | Système et procédé d'antigivrage/dégivrage et structure d'aéronef incorporant ce système |
| US20100031972A1 (en) * | 2008-05-28 | 2010-02-11 | Fbs, Inc. | Ultrasonic vibration system and method for removing/avoiding unwanted build-up on structures |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CZ201171A3 (cs) | 2011-03-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Kiani et al. | Investigation of the effect of power ultrasound on the nucleation of water during freezing of agar gel samples in tubing vials | |
| Saclier et al. | Effect of ultrasonically induced nucleation on ice crystals’ size and shape during freezing in vials | |
| Kiani et al. | Ultrasound assisted nucleation of some liquid and solid model foods during freezing | |
| Whale et al. | Ice nucleation properties of oxidized carbon nanomaterials | |
| CN103448912B (zh) | 基于冰探测输入的飞机防冰优化 | |
| Yin et al. | Numerical simulation and experimental validation of ultrasonic de-icing system for wind turbine blade | |
| Buttersack et al. | Critical radius of supercooled water droplets: On the transition toward dendritic freezing | |
| CN102435027B (zh) | 基于间歇式加载工作的空气源热泵超声波共振除霜方法 | |
| Tan et al. | Investigation on the ultrasonic propagation mechanism and its application on air-source heat pump defrosting | |
| Shu et al. | Numerical and experimental investigation of threshold de-icing heat flux of wind turbine | |
| BR102014028159A2 (pt) | dispositivo e método para o descongelamento e/ou para evitar formação de gelo, bem como, corpo perfilado e veículo de navegação aérea com um dispositivo deste tipo | |
| Yamada et al. | Sessile droplet freezing on hydrophobic structured surfaces under cold ambient conditions | |
| Jeon et al. | Thermal performance enhancement of a phase change material with expanded graphite via ultrasonication | |
| Shen et al. | Deicing behavior and residue characteristic on cold surface excited by ultrasonic vibration | |
| CZ303193B6 (cs) | Zpusob zabránení námrazy | |
| Zhang et al. | In situ observation of ice formation from water vapor by environmental SEM | |
| Shao et al. | Comparative experimental study of the effect of loading rate on the typical mechanical properties of bubble and clear ice cubes | |
| Yadav et al. | Parametric study of driver and reflector of single axis acoustic levitator using finite element method | |
| Gai et al. | Ice nucleation of water droplet containing solid particles under weak ultrasonic vibration | |
| EP2953259A1 (en) | Device made of piezoelectric material having a fin for harvesting energy from air flows | |
| WO2022263701A1 (es) | Dispositivo de eliminación y prevención de formación de hielo en superficies | |
| Kandagal et al. | Piezo-actuated vibratory deicing of a flat plate | |
| Tanaka et al. | Behavior of ultrasonically levitated object above reflector hole | |
| JP2007120933A (ja) | 熱交換器 | |
| Zhigilei et al. | Acoustic processes in materials |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Patent lapsed due to non-payment of fee |
Effective date: 20190207 |