NO331897B1 - Fremgangsmate for oppvarming eller kjoling av et fluid medium - Google Patents

Abstract

Oppfinnelsen angår området varmeteknikk. Fremgangsmåten for oppvarming eller avkjøling med flytende medium omfatter tilførsel av et flytende medium for avkjøling eller oppvarming i strømningskanalen og suksessiv oppvarming eller avkjøling i denne strømningskanalen i det minste i to trinn. Strømningskanalen er inndelt i flere trinn med lik lengde for avkjøling eller oppvarming, og temperaturen i hvert trinn (fra det første til det neste) øker hurtig og direkte proporsjonalt i tilfellet med oppvarming og avtar i tilfellet med avkjøling. Et flytende medium for avkjøling eller oppvarming pumpes inn i strømningskanalen tangentialt og i vinkel mot en generatrise i strømningskanalen ved innløpet for det flytende mediet, ved en temperatur på 45 - 90oC. Som resultat oppnås en øket effektivitet for oppvarmings- eller avkjølingsprosessene med det flytende mediet.

Description

TEKNISK OMRÅDE

Oppfinnelsen vedrører en fremgangsmåte for oppvarming eller avkjøling av et fluid medium. Oppfinnelsen angår området varmeteknikk, og særlig forskjellige systemer som drives med oppvarmede eller avkjølte væske- eller gassformede medier, f.eks. varme-systemer, ventilasjons- eller kondisjoneringsenheter i industri- eller boligrom.

KJENT TEKNIKK

Det er en luftkjølemetode som utføres av et luftkondisjoneringssystem i transportførerhus og kabiner (se USSR opphavsrettssertifikat nr. 688351, 30.09.1979). Luftkondisjone-ringssystemet består av en termoelektrisk generator koblet til et likestrømsnettverk, et filterventilasjonssystem, en varmeoverføringsmodul med væske, integrert med strålings-og konveksjonspaneler. Stråleflater på disse paneler er rettet mot pilotens plass, og baksiden av panelene har termisk kontakt med termoelektriske batterier. Paneler er utstyrt med indre luftkanaler og forbundet med oppsamlere med utløpsventiler. Dette utstyret kan drives for avkjøling eller oppvarming ved ventilasjon, stråling, stråle, stråling-konveksjon. Under delvis avkjøling fra varme overganger i varmebatteriet kan den også modifiseres med luft, nedkjølt lavere enn et duggpunkt. Dette muliggjør en betydelig økning av luftkondisjoneringseffektiviteten, og i tilfelle av tilførsel av varm luft til kabinen, å sikre komfortable tilstander på grunn av komplisert påvirkning på luften inne i kabinen.

Imidlertid har denne metoden med luftoppvarming og -avkjøling lav energivirkningsgrad, og kjennetegnes også ved høyt energiforbruk for luftkondisjonering; alle disse fakta begrenser utstrakt anvendelse av luftkondisjoneringssystemer som en universell kabin-ventileringsenhet.

Nærmest det tekniske innholdet og de oppnådde resultater med denne oppfinnelsen er en oppvarmings- eller avkjølingsmetode for et fluid medium som foreskriver tilførsel av det oppvarmede eller avkjølte fluide mediet inn i en strømningskanal og videre oppvarming eller avkjøling av dette i det minste i to trinn (se RU-patent 2140365, F 25 B 29/00, 27.10.1999).

Denne metoden med oppvarming eller avkjøling av et fluid medium muliggjør en betydelig økning av oppvarmings- eller avkjølingseffektiviteten til det fluide mediet, på grunn av en behandling av mediet trinn for trinn. Denne metoden sikrer imidlertid ikke en høy virkningsgrad ved energiomdannelse under oppvarming eller avkjøling, på grunn av at en optimal algoritme for oppvarmings- eller avkjølingsprosessen for det fluide mediet ikke er tilgjengelig.

FORKLARING AV OPPFINNELSEN

Denne oppfinnelsen er utviklet for å oppnå maksimal effektivitet for oppvarmings- og avkjølingsprosessene for et fluid medium med minimalt energiforbruk, oppnådd ved anvendelsen av to- eller flertrinns kulde- og varmegeneratorer.

Den foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte for oppvarming eller avkjøling av et fluid medium, omfattende tilførsel av det fluide medium som skal avkjøles eller oppvarmes i en strømningskanal og etterfølgende oppvarming eller avkjøling av det fluide medium i strømningskanalen i det minste i to trinn, idet strømningskanalen er inndelt i avkjølings- og oppvarmingstrinn med lik lengde, kjennetegnet ved temperaturen i hvert trinn økes i tilfellet med oppvarming eller senkes i tilfellet med avkjøling i retningen fra det første til det neste trinn hurtig og direkte proporsjonalt med trinnantallet, idet det fluide medium som skal avkjøles eller oppvarmes tilføres til strømningskanalen tangentialt ved en vinkel på 45° - 90° med hensyn til generatrisen til strømningskanalens indre overflate ved innløpspunktet for det fluide medium.

Ved å analysere forskjellige typer utstyr for avkjøling eller oppvarming kan det nevnes at måten de oppvarmede og avkjølte medier samvirker på utøver stor påvirkning på varme-overføringseffektiviteten. Den rasjonelt anordnede varmevekslingen forbedrer de totale dimensjoner til utstyret for oppvarming eller avkjøling av et fluid medium, og minsker betydelig den energien som trengs for oppvarmingen eller avkjølingen. Oppvarmings-eller avkjølingstrinn for fluid medium utført med lik lengde ved relativt hurtige temperatur-endringer ved oppvarmings- eller avkjølingstrinnet muliggjør at det langs kanalen kan opprettholdes en ganske lik temperaturforskjell mellom et oppvarmings- eller avkjølings-forråd og det fluide medium. Med turbulens i strømmen av det fluide mediet, ved rota-sjon i innløpet til strømningskanalen, kan også temperaturen i det fluide mediet utlignes i tverrsnitt ved rikelig og ensartet oppvarming eller avkjøling.

KORTFATTET FORKLARING AV TEGNINGEN

Fig. 1 viser en skisse av et snitt gjennom en utstyrsmodell, utformet for den ovenfor an-gitte fremgangsmåten for oppvarming eller avkjøling av et fluid medium. Fig. 2 viser et snitt A-A i fig. 1.

Utstyret for oppvarming eller avkjøling av et fluid medium består av en strømningskanal 1, langs hvilken trinn 2 med lik lengde er anordnet fra utsiden for å avkjøle eller oppvarme det flytende fluide mediet (gass eller væske) som strømmer inne i kanalen 1. De ovenfor nevnte trinn 2 kan være dannet som en mantel rundt strømningskanalen 1, som sammen med en ytre vegg for strømningskanalen 1 danner et hulrom, til hvilket et middel oppvarm-ingsmiddel eller kjølemiddel) pumpes, eller de kan f.eks. være utført som termoelektriske batterier montert på utsiden av strømningskanalen 1. For dette er disse termoelektriske batterier koblet til strømnettet, slik at de kan danne trinn med lik lengde, til hvilke det til-føres strøm, økende fra et trinn til et annet direkte proporsjonalt og hurtig. En varmebærer (varmemiddel eller kjølemiddel, f.eks. alkohol, freon eller flytende ammoniakk) pumpes inn i mantlene; temperaturen i denne varmebæreren øker eller avtar trinn for trinn og direkte proporsjonalt. Som et eksempel kan en varmebærer pumpes inn i mantlene eller (i tilfellet med termoelektriske batterier) det første trinnet kan innstilles på 14°C, det andre på 28°C og det tredje på 42°C. Varmebæreren med den ønskede temperatur kan dannes og tilføres av en dampkompresjonsmaskin. En slik maskin kan anvendes for å oppvarme det fluide medium og å avkjøle dette. I ett tilfelle danner mantlene hulrom omkring strømningskanalen 1, og virker som en kondensator, og i et annet tilfelle utgjør de en fordamper for dampkompresjonsmaskinen. Det fluide mediet kommer inn i strøm-ningskanalen 1 gjennom et strålerør eller en nippel 3 (det siste er best). Strålerøret eller nippelen 3 er montert i vinkel a mot generatrisen til strømningskanalen 1 i innløpet for det fluide mediet, ved en vinkel på 45 - 90°C.

BESTE UTFØRELSE AV OPPFINNELSEN

Fremgangsmåten for oppvarming eller avkjøling av et fluid medium skal beskrives i det følgende.

Det fluide mediet (varmt eller kaldt) kommer inn i strømningskanalen 1 gjennom et stråle-rør eller en nippel 3. I strømningskanalen 1 skjer en suksessiv oppvarming eller av-kjøling av det fluide mediet i det minste i to trinn 2. Temperaturen i hvert trinn 2 (fra det første til det neste) øker hurtig og direkte proporsjonalt i tilfellet med oppvarming eller synker i tilfellet med avkjøling. Resultatet er at det skjer en suksessiv oppvarming eller avkjøling av det fluide mediet i strømningskanalen 1.

Ved å anvende termoelektriske batterier, kobles disse til likestrømsnettet via et styre-panel, slik at det er mulig å endre polariteten til spenningen, og driftsmåten til batteriene kan også endres: for å oppvarme eller avkjøle det fluide mediet i strømningskanalen 1. Det er om nødvendig mulig å utføre oppvarmings- eller avkjølingstrinnene adskilt foran det fluide mediet, for to trinn med oppvarming eller avkjøling som er varmeisolert fra hverandre. I dette tilfellet tilføres en annen arbeidsspenning, slik som beskrevet ovenfor, til de termoelektriske batterier. Spenningen til batteriene i det andre og alle de neste trinn overstiger spenningen til batteriene i det første trinnet direkte proporsjonalt.

INDUSTRIELL ANVENDBARHET

Fremgangsmåten for oppvarming eller avkjøling av et fluid medium nevnt ovenfor mulig-gjør en effektiv avkjøling eller oppvarming av gass eller væske, den kan anvendes i olje-raffineringsindustri, f.eks. ved varmebehandling av de flytendegjorte gasser i olje- og petrokjemisk industri, for å avkjøle en masse eller f.eks. en margarinemulsjon, og i luftkondisjoneringssystemer for oppvarming eller avkjøling av luft.

Claims (1)

1. Fremgangsmåte for oppvarming eller avkjøling av et fluid medium, omfattende tilførsel av det fluide medium som skal avkjøles eller oppvarmes i en strømningskanal og etterfølgende oppvarming eller avkjøling av det fluide medium i strømningskanalen i det minste i to trinn, idet strømningskanalen er inndelt i avkjølings- og oppvarmingstrinn med lik lengde,karakterisert vedat temperaturen i hvert trinn økes i tilfellet med oppvarming eller senkes i tilfellet med avkjøling i retningen fra det første til det neste trinn hurtig og direkte proporsjonalt med trinnantallet, idet det fluide medium som skal avkjøles eller oppvarmes tilføres til strømningskanalen tangentialt ved en vinkel på 45° - 90° med hensyn til generatrisen til strømningskanalens indre overflate ved innløpspunktet for det fluide medium.