GR1010578B

GR1010578B - Air cooling system with water evaporation

Info

Publication number: GR1010578B
Application number: GR20220100522A
Authority: GR
Inventors: Ελενη Νικολαου Μακρυγιαννη
Original assignee: Ελενη Νικολαου Μακρυγιαννη
Priority date: 2022-06-29
Filing date: 2022-06-29
Publication date: 2023-11-29

Abstract

The invention relates to an air-cooling system operated by water evaporation, where air is driven by a fan (1) to an evaporation unit (2) after passing through a first air filter (3). Inside the unit there are porous filters (4) which are moistened by drippers (5) with water driven by a pump (6). Saturated with water, the air leaves the evaporation unit (2), reducing the room temperature. The system has a temperature sensor (8), an input humidity sensor (9) and an output humidity sensor (10) so that, through a control system, the time of spraying of the water from the pump (6) to the porous filters (4) as well as the fan speed (1) can be defined.

Description

ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ DESCRIPTION

ΣΥΣΤΗΜΑ ΨΥΞΗΣ ΑΕΡΑ ΜΕ ΕΞΑΤΜΙΣΗ ΝΕΡΟΥ AIR COOLING SYSTEM WITH WATER EVAPORATION

ΤΟ ΠΕΔΙΟ ΤΗΣ ΤΕΧΝΙΚΗΣ THE FIELD OF TECHNOLOGY

Η εφεύρεση αναφέρεται στο πεδίο της μηχανολογίας, του φωτισμού, της θέρμανσης και της ψύξης και πιο συγκεκριμένα στο πεδίο του κλιματισμού, της ύγρανσης του αέρα, του εξαερισμού και της χρήσης ρευμάτων αέρα για τον εξαερισμό. Ακόμα πιο συγκεκριμένα αναφέρεται στο πεδίο της ψύξης του αέρα μέσω εξάτμισης νερού. Ειδικά αναφέρεται σε σύστημα ψύξης αέρα με εξάτμιση νερού. The invention relates to the field of mechanical engineering, lighting, heating and cooling and more specifically to the field of air conditioning, air humidification, ventilation and the use of air currents for ventilation. Even more specifically it refers to the field of air cooling through water evaporation. It specifically refers to an evaporative air cooling system.

ΤΟ ΙΣΤΟΡΙΚΟ ΤΗΣ ΕΦΕΥΡΕΣΕΩΣ THE HISTORY OF THE INVENTION

Το αποκαλυπτόμενο στην παρούσα εφεύρεση σύστημα ψύξης αέρα με εξάτμιση του νερού δεν έχει αποκαλυφθεί στην προηγούμενη τεχνολογία. The water evaporative air cooling system disclosed in the present invention has not been disclosed in the prior art.

Μέχρι σήμερα υπάρχει μεγάλο πλήθος κλιματιστικών τύπων, όπως τα ενιαία κλιματιστικά τοίχου ή παραθύρου, οι διαιρούμενες μονάδες δωματίου, οι μονάδες πολυδιαιρούμενου τύπου, οι φορητές μονάδες κλιματισμού, οι επιδαπέδιες μονάδες, οι μονάδες τύπου «ντουλάπας», οι μονάδες οροφής κρυφού τύπου και οι μονάδες τύπου «κασέτας». Όλοι οι ανωτέρω τύποι παρουσιάζουν πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα, που καθιστούν τον καθένα τους κατάλληλο σε διαφορετικές συνθήκες και περιστάσεις. Μία άλλη επιλογή, που δεν είναι ιδιαίτερα διαδεδομένη σε οικιακούς χώρους, αλλά χρησιμοποιείται συχνά σε βιομηχανικές εγκαταστάσεις αφορά τους εξατμιστικούς ψύκτες. Ο ψύκτης με εξάτμιση χρησιμοποιεί μέσα ψύξης με εξάτμιση ως μέσο. Η διανομή νερού και μια αντλία διατηρούν το ταμπόν συνεχώς υγρό, ενώ μέσα στο μηχάνημα είναι ένας αξονικός ανεμιστήρας που απορροφά τον αέρα από το εξωτερικό μέσω του ταμπόν. Όταν ο αέρας περνά μέσα από το στρώμα που είναι κορεσμένο, ο αέρας γίνεται πιο κρύος. Το εξατμιστικό κλιματιστικό χρησιμοποιεί συνεπώς νερό, ως ψυκτικό μέσο και όχι το γνωστό φρέον. Η τεχνολογία ψύξης «άμεσης εξάτμισης» φέρνει τον αέρα σε επαφή με την υγρασία και το νερό απορροφά τη θερμότητα κατά τη διάρκεια της διαδικασίας εξάτμισης. Η προσρόφηση της υγρασίας και της θερμότητας από τον αέρα μειώνει τη συνολική θερμοκρασία του αέρα. To date, there are many types of air conditioners, such as single wall or window air conditioners, split room units, multi-split type units, portable air conditioner units, floor-standing units, closet-type units, hidden-type ceiling units, and "cassette" type. All the above types have advantages and disadvantages, which make each of them suitable in different conditions and circumstances. Another option, which is not particularly widespread in domestic spaces, but is often used in industrial facilities, concerns evaporative coolers. The evaporative cooler uses evaporative cooling media as a medium. Water distribution and a pump keep the tampon constantly moist, while inside the machine is an axial fan that sucks air from the outside through the tampon. When air passes through the layer that is saturated, the air becomes colder. The evaporative air conditioner therefore uses water as a cooling medium and not the well-known freon. "Direct Evaporation" cooling technology brings air into contact with moisture and the water absorbs heat during the evaporation process. Absorption of moisture and heat from the air lowers the overall temperature of the air.

Το σημαντικό όμως μειονέκτημα είναι ότι οι ψύκτες εξάτμισης δεν λειτουργούν σε συνθήκες υγρασίας. Η εξήγηση βρίσκεται ακριβώς στον τρόπο που λειτουργεί η συσκευή για να δημιουργήσει κρύο αέρα. Οι συσκευές διαθέτουν μια μεγάλη δεξαμενή νερού που εμποτίζει ένα μαξιλαράκι κηρήθρας - ένα πορώδες φίλτρο -, μέσω της οποίας περνάει αέρας από τον ανεμιστήρα. Ο αέρας μαζεύει την υγρασία και η εξάτμιση μειώνει γρήγορα τη θερμοκρασία. Αυτός ο υγρός αέρας διοχετεύεται στο δωμάτιο από τον ανεμιστήρα της μονάδας, ώστε να δημιουργηθεί μια πιο κρύα ατμόσφαιρα. Ταυτόχρονα, όλος αυτός ο δροσερός, υγρός αέρας θα φτάσει να κορέσει όμως την ατμόσφαιρα του δωμάτιου, αυξάνοντας τεχνητά το επίπεδο υγρασίας του. Όταν εν τέλει θα φτάσει σε σημείο κορεσμού και η υγρασία θα είναι θεωρητικά στο 100%, η διαδικασία εξάτμισης δεν θα λειτουργεί πλέον, αφού ο αέρας δεν μπορεί να απορροφήσει άλλη υγρασία. But the major drawback is that evaporative coolers do not work in humid conditions. The explanation lies precisely in the way the device works to create cold air. The devices feature a large water tank that soaks a honeycomb pad - a porous filter - through which air from the fan passes. The air picks up moisture and evaporation quickly lowers the temperature. This moist air is blown into the room by the unit's fan to create a cooler atmosphere. At the same time, all that cool, moist air will end up saturating the room's atmosphere, artificially increasing its humidity level. When it eventually reaches a saturation point and the humidity is theoretically at 100%, the evaporation process will no longer work, since the air cannot absorb any more moisture.

Αποτελεί έτσι αντικείμενο της παρούσης εφευρέσεως να αντιμετωπίσει πλεονεκτικά τα προαναφερθέντα μειονεκτήματα και ελλείψεις της προηγούμενης τεχνολογίας προτείνοντας ένα σύστημα ψύξης αέρα με εξάτμιση νερού. It is thus an object of the present invention to advantageously address the aforementioned disadvantages and shortcomings of the prior art by proposing a water evaporative air cooling system.

Περαιτέρω αντικείμενο της παρούσης εφευρέσεως είναι να προσφέρει ένα σύστημα ψύξης αέρα, με εξάτμιση του νερού, που μπορεί να εφαρμοστεί είτε σε υπάρχοντα κοινά κλιματιστικά, όσο και σε νέες μονάδες κλιματιστικών. A further object of the present invention is to provide an air cooling system, with water evaporation, which can be applied either to existing common air conditioners or to new air conditioner units.

Περαιτέρω αντικείμενο της παρούσης εφευρέσεως είναι να προσφέρει ένα σύστημα ψύξης αέρα με εξάτμιση του νερού, το οποίο θα επιτυγχάνει μείωση της θερμοκρασίας του αέρα στο εσωτερικό ενός χώρου, χωρίς όμως να προκαλείται αύξηση της υγρασίας και κορεσμός του συστήματος. A further object of the present invention is to provide an air cooling system with water evaporation, which will achieve a reduction in the temperature of the air inside a room, but without causing an increase in humidity and saturation of the system.

Περαιτέρω αντικείμενο της εφευρέσεως είναι να παρουσιάσει ένα σύστημα ψύξης αέρα με εξάτμιση νερού, το οποίο ρυθμίζει τον χρόνο ψεκασμού των πορωδών φίλτρων έτσι ώστε να διατηρείται η εξωτερική υγρασία σε επιθυμητά επίπεδα. A further object of the invention is to present an air cooling system with water evaporation, which adjusts the spray time of the porous filters so as to maintain the external humidity at desired levels.

Περαιτέρω χαρακτηριστικό της εφευρέσεως αποτελεί το γεγονός πως το συγκεκριμένο σύστημα επιτρέπει σημαντική πτώση της θερμοκρασίας, ειδικά όσο πιο υψηλή είναι η θερμοκρασιακή διαφορά, δημιουργώντας ένα ευχάριστο περιβάλλον, χωρίς να απαιτείται συνεχώς η παροχή νερού στην αντλία του συστήματος για την ύγρανση των φίλτρων. A further feature of the invention is the fact that the specific system allows a significant drop in temperature, especially the higher the temperature difference, creating a pleasant environment, without requiring the constant supply of water to the system pump to moisten the filters.

Αυτά και έτερα αντικείμενα, χαρακτηριστικά και πλεονεκτήματα της εφευρέσεως θα γίνουν εμφανή στην εν συνεχεία αναλυτική περιγραφή. These and other objects, features and advantages of the invention will become apparent in the following detailed description.

ΣΥΝΤΟΜΗ ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΤΩΝ ΣΧΕΔΙΩΝ BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Η εφεύρεση θα καταστεί εμφανής στους εξειδικευμένους στην τεχνική με αναφορά στα συνοδευτικά σχέδια στα οποία απεικονίζεται με ενδεικτικό μη περιοριστικό τρόπο. The invention will become apparent to those skilled in the art by reference to the accompanying drawings in which it is illustrated in an illustrative non-limiting manner.

Το Σχήμα 1 παρουσιάζει ένα ενδεικτικό διάγραμμα λειτουργίας του συστήματος ψύξης αέρα με εξάτμιση νερού. Figure 1 shows an illustrative operation diagram of the water evaporative air cooling system.

ΛΕΠΤΟΜΕΡΗΣ ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΠΡΟΤΙΜΩΜΕΝΗΣ ΕΦΑΡΜΟΓΗΣ Αναφερόμενοι τώρα στα συνοδευτικά σχέδια θα περιγράψουμε ενδεικτικές εφαρμογές του συστήματος ψύξης αέρα με εξάτμιση νερού. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED APPLICATION Referring now to the accompanying drawings, we will describe exemplary applications of the water evaporative air cooling system.

Το σύστημα ψύξης αποτελείται από τουλάχιστον έναν ανεμιστήρα (1), Σχ. 1, ο οποίο οδηγεί τον αέρα του χώρου, στον οποίο είναι εγκατεστημένο το σύστημα ψύξης, προς την εξατμιστική μονάδα (2). Εκεί ο αέρας φιλτράρεται από τουλάχιστον ένα φίλτρο (3). Κατόπιν οδηγείται σε δύο ειδικά πορώδη φίλτρα (4), τα οποία υγραίνονται από σταλλακτήρες (5), στους οποίους διοχετεύεται νερό από αντλία (6), το οποίο αντλείται είτε από δεξαμενή (7), είτε απευθείας από παροχή νερού. Ο αέρας εξέρχεται από την συσκευή ψύξης αέρα, κορεσμένος σε νερό, μεταφέροντας και τη θερμότητα που αφαιρείται. The cooling system consists of at least one fan (1), Fig. 1, which drives the air of the room, in which the cooling system is installed, towards the evaporator unit (2). There the air is filtered by at least one filter (3). It is then led to two special porous filters (4), which are moistened by drippers (5), into which water is fed by a pump (6), which is drawn either from a tank (7) or directly from a water supply. The air exits the air cooler, saturated with water, carrying away the heat that is removed.

Η συσκευή διαθέτει σύστημα ελέγχου, το οποίο καταγράφει τη θερμοκρασία, με αισθητήρα θερμοκρασίας (8), καθώς και την υγρασία στην είσοδο του συστήματος, με αισθητήρα υγρασίας (9) αλλά και στην έξοδό του, με αντίστοιχο αισθητήρα (10). Ανάλογα με τις μετρήσεις το σύστημα ελέγχου ρυθμίζει το χρόνο ψεκασμού της αντλίας (6) καθώς και την ταχύτητα του ανεμιστήρα (1), μεταβάλλοντας τη ροή του αέρα. Με αυτό τον τρόπο διατηρείται η εξωτερική υγρασία σε επιθυμητά επίπεδα, χωρίς να υπερβαίνει το σημείο κορεσμού. Συνεπώς όσο μεγαλύτερη είναι η διαφορά μεταξύ του επιπέδου υγρασίας και της θερμοκρασίας του αέρα, τόσο υψηλότερη είναι και η απόδοση της εξατμιστικής μονάδας. Επίσης η υψηλή θερμοκρασιακή διαφορά συντελεί σε σημαντική πτώση της θερμοκρασίας χωρίς να υπάρχει απαίτηση για συμπλήρωση νερού από την δεξαμενή (7) ή την παροχή του νερού. The device has a control system, which records the temperature, with a temperature sensor (8), as well as the humidity at the entrance of the system, with a humidity sensor (9) and at its exit, with a corresponding sensor (10). Depending on the measurements, the control system adjusts the injection time of the pump (6) as well as the speed of the fan (1), changing the air flow. In this way, the external humidity is maintained at desired levels, without exceeding the saturation point. Therefore, the greater the difference between the humidity level and the air temperature, the higher the efficiency of the evaporator unit. Also the high temperature difference contributes to a significant drop in temperature without there being a requirement to top up water from the tank (7) or the water supply.

Το σύστημα ψύξης αέρα με εξάτμιση του νερού μπορεί να αποτελέσει είτε τη βασική μονάδα ψύξης ενός νέου κλιματιστικού, είτε μπορεί ως πρόσθετη συσκευή να εφαρμοστεί σε υπάρχοντα εξατμιστικά κλιματιστικά της αγοράς. The air cooling system with water evaporation can be either the basic cooling unit of a new air conditioner, or it can be applied as an additional device to existing evaporative air conditioners on the market.

Πρέπει στο σημείο αυτό να σημειωθεί ότι η περιγραφή της εφευρέσεως έγινε με αναφορά σε ενδεικτικά παραδείγματα εφαρμογής στα οποία δεν περιορίζεται. Ούτως οιαδήποτε μεταβολή ή τροποποίηση σε ότι αφορά σχήμα, διαστάσεις, μορφολογία, χρησιμοποιούμενα υλικά και εξαρτήματα κατασκευής και συναρμολογήσεως, εφ όσον δεν αποτελούν νέο εφευρετικό βήμα και δεν συντελούν στην τεχνική εξέλιξη του ήδη γνωστού θεωρούνται εμπεριεχόμενες στους σκοπούς και βλέψεις της παρούσης επινοήσεως όπως συνοψίζονται στις κάτωθι αξιώσεις. It should be noted at this point that the description of the invention was made with reference to indicative application examples to which it is not limited. Likewise, any change or modification in terms of shape, dimensions, morphology, materials used and construction and assembly components, as long as they do not constitute a new inventive step and do not contribute to the technical development of what is already known, are considered included in the aims and objectives of the present invention as summarized in below claims.

Claims

1. Air cooling system with water evaporation, consisting of at least one fan (1) driving air to an evaporative unit (2), which has a first air filter (3) and two additional porous filters (4), which are humidified by drippers (5) with water from a supply driven by a pump (6) and by a control system with a processor, a temperature sensor (8), an inlet humidity sensor (9) and an outlet humidity sensor (10), characterized in that the control system varies the time of spraying the water from the pump (6) to the porous filters (4) and the speed of the fan (1), so that the humidity measured by the outlet humidity sensor (10) does not exceed the saturation point.

2. Air cooling system with water evaporation, according to claim 1, characterized in that the water supply is from a water tank (7).

3. Water evaporative air cooling system according to claim 1, characterized in that it is installed in existing evaporative air conditioning units.