RU2196275C2 - Кондиционер (варианты) - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к системам кондиционирования воздуха и может быть использовано в холодильной технике и тепловых насосах. Кондиционер содержит по меньшей мере один вентилятор с лопастями, трубопроводы, соединяющие испарители, конденсаторы и компрессор. На лопастях вентилятора установлены испарители и конденсаторы. Компрессор может быть установлен на оси вентилятора. Во втором варианте кондиционер содержит по меньшей мере один вентилятор с лопастями, полупроводниковые термобатареи. Полупроводниковые термобатареи установлены на лопастях вентилятора. В обоих вариантах кондиционеров лопасти вентилятора могут быть выполнены из двух частей по диаметру, которые повернуты между собой относительно поперечной плоскости оси вентилятора. В обоих вариантах кондиционеров между частями лопастей вентилятора может быть установлен экран. В обоих вариантах кондиционеров на лопастях вентилятора могут быть установлены ребра охлаждения. Техническим результатом является повышение эффективности, экономичности, упрощение конструкции, снижение металлоемкости, веса и уменьшение габаритов кондиционера путем установки на лопастях вентилятора кондиционера испарителей и конденсаторов или заменяющих их полупроводниковых термобатарей. 2 с. и 7 з.п. ф-лы, 2 ил.

Description

Изобретение относится к системам кондиционирования воздуха и может быть использовано в холодильной технике и тепловых насосах.

Известны кондиционеры, состоящие из компрессора, конденсатора, испарителя и вентилятора (см. Г.С.Куликов, Б.И.Бялый и др. Кондиционеры. М.: ЦНИИТЭстроймаш, 1981, с.218).

Ввиду использования конденсатора с циркулирующей водой для охлаждения хладона возникают неудобства при эксплуатации, и, кроме того, кондиционер получается сложный, громоздкий и с большими габаритами.

Известный кондиционер (см. Г.С.Куликов, Б.И.Бялый и др. Кондиционеры. М. : ЦНИИТЭстроймаш, 1981, с.244) содержит вентилятор испарителя, испаритель, компрессор, конденсатор, вентилятор конденсатора.

Известен кондиционер с заслонкой, содержащий генератор с автономными термоэлектрическими батареями, присоединенными к теплообменникам, замкнутый водяной контур, расположенный между холодными спаями термобатареи генератора и горячими спаями термобатареи кондиционера (см. авторское свидетельства SU N 1010413).

Использование отдельно вентилятора с теплообменником для испарителя и вентилятора с теплообменником для конденсатора увеличивает сложность конструкции, потребление энергии, металлоемкость, вес, стоимость.

Использование генератора с автономными термоэлектрическими батареями, присоединенными к теплообменникам, и замкнутый водяной контур не позволяет получение высокого кпд, конструкция получается сложной, неудобной в обслуживании, металлоемкой и дорогой.

Была поставлена задача на упрощение конструкции кондиционера и увеличение холодопроизводительности и экономичности, на увеличение относительной скорости обтекания воздухом теплообменников для конденсатора и для испарителя.

Была поставлена задача для второго варианта конструкции кондиционера на упрощение конструкции кондиционера, увеличение холодопроизводительности и экономичности, на увеличение эффективности теплоотдачи от горячих спаев термобатарей нагреваемому воздуху и от охлаждаемого воздуха к холодным спаям термобатарей.

Указанная задача решается тем, что в кондиционере, содержащем по меньшей мере один вентилятор с лопастями, трубопроводы, соединяющие испарители, конденсаторы и компрессор, на лопастях вентилятора установлены испарители и конденсаторы.

Компрессор может быть установлен на оси вентилятора.

Указанная задача для второго варианта кондиционера решается тем, что в кондиционере, содержащем по меньшей мере один вентилятор с лопастями, полупроводниковые термобатареи, полупроводниковые термобатареи установлены на лопастях вентилятора.

В обоих вариантах кондиционеров лопасти вентилятора могут быть выполнены из двух частей по диаметру, которые повернуты между собой относительно поперечной плоскости оси вентилятора.

В обоих вариантах кондиционеров между частями лопастей вентилятора может быть установлен экран.

В обоих вариантах кондиционеров на лопастях вентилятора могут быть установлены ребра охлаждения.

При установке испарителей и конденсаторов на лопастях вентилятора может быть получен технический результат в виде увеличения эффективности работы кондиционера за счет более высоких скоростей обтекания воздухом испарителей и конденсаторов на лопастях вентилятора, в результате чего упрощается конструкция, снижается вес, кондиционер становится более компактным.

Установка компрессора на оси вентилятора позволяет упростить конструкцию, кондиционер становится более компактным.

Установка полупроводниковых термобатарей для второго варианта кондиционера на лопастях вентилятора позволяет увеличить эффективность работы кондиционера за счет более высоких относительных скоростей обтекания воздухом полупроводниковых термобатарей на лопастях вентилятора, в результате чего упрощается конструкция, снижается вес, кондиционер становится более компактным.

Выполнение лопаток вентилятора из двух частей по диаметру, которые повернуты относительно поперечной плоскости оси вентилятора в разные стороны, дает возможность получения потоков воздуха противоположного направления, где один из них поток холодного воздуха от испарителя для первого варианта кондиционера или от холодных спаев термобатареи для второго варианта кондиционера, а другой поток горячего воздуха от конденсатора для первого варианта кондиционера или от горячих спаев термобатареи для второго варианта кондиционера.

Установка в обоих вариантах кондиционеров между частями лопастей вентилятора экрана позволяет предотвратить рассеивание и смешивание холодного и горячего потоков воздуха, исходящих от вентилятора и подводимых к вентилятору.

Установка в обоих вариантах кондиционеров на лопастях вентилятора ребер охлаждения позволяет увеличить теплоотдачу между воздухом и поверхностями лопаток вентилятора.

Сопоставительный анализ с прототипом позволяет сделать вывод, что предлагаемый кондиционер отличается тем, что на лопастях вентилятора установлены испарители и конденсаторы.

Компрессор может быть установлен на оси вентилятора.

Для второго варианта кондиционер отличается тем, что полупроводниковые термобатареи установлены на лопастях вентилятора.

В обоих вариантах кондиционеров лопасти вентилятора могут быть выполнены из двух частей по диаметру, которые повернуты между собой относительно поперечной плоскости оси вентилятора.

В обоих вариантах кондиционеров между частями лопастей вентилятора может быть установлен экран.

В обоих вариантах кондиционеров на лопастях вентилятора могут быть установлены ребра охлаждения.

Это позволяет сделать заключение, что данные признаки являются новыми, а предлагаемое техническое решение соответствует критерию "новизна".

Проверка соответствия обоих вариантов изобретения требованию изобретательского уровня, которая проводилась в отношении совокупности его существенных признаков, показала, что из известного уровня техники не выявлено влияние предписываемого предлагаемым техническим решением преобразования, характеризуемого отличительными от прототипов существенными признаками, на достижение технического результата: повышение эффективности кондиционеров, упрощение конструкций, уменьшение габаритов. Это свидетельствует о том, что изобретение не следует для специалиста явным образом из известного уровня техники, т.е. оно соответствует критерию "изобретательский уровень".

Таким образом, новая совокупность существенных признаков обеспечивает создание кондиционеров с упрощенной, более эффективной конструкцией, т.к. испаритель, конденсатор или полупроводниковая термобатарея установлены на лопастях вентилятора.

На фиг. 1 схематично изображен кондиционер, вид спереди в разрезе; на фиг.2. - кондиционер, вид сверху.

Кондиционер содержит вентилятор 1 с осью 2, лопасти 3, состоящие из внутренних лопастей 4 и наружных лопастей 5. Внутренние лопасти 4 и наружные лопасти 5 повернуты в разные стороны относительно поперечной плоскости оси вентилятора 1. На внутренних лопастях 4 расположены конденсаторы 6 и закреплены горячие спаи полупроводниковых термобатарей 7. На наружных лопастях 5 расположены испарители 8 и закреплены холодные спаи полупроводниковых термобатарей 7. На лопастях 3, между внутренними лопастями 4 и наружными лопастями 5, установлен экран 9 и регулирующие клапаны 10. На оси 2 установлен компрессор 11 и переключающий кран 12. Конденсаторы 6, испарители 8, компрессор 11 и переключающий кран 12 соединены между собой трубопроводами и каналами 13. С внешней стороны на внутренних лопастях 4 и на наружных лопастях 5 сделаны ребра охлаждения 14.

Кондиционер работает следующим образом.

Вентилятор 1 вращается вокруг оси 2, заставляя работать компрессор 11. Внутренние лопасти 4 и наружные лопасти 5 создают потоки воздуха противоположного направления из-за того, что они установлены повернутыми в разные стороны относительно поперечной плоскости оси вентилятора 1. Потоки воздуха между внутренними лопастями 4 и наружными лопастями 5 разделены экраном 9. Хладон из компрессора 11 поступает через трубопроводы и каналы 13 на конденсаторы 6, находящиеся на внутренних лопастях 4. Выделяющееся из конденсаторов 6 тепло передается на стенки внутренних лопастей 4 и на ребра охлаждения 14, от которых тепло передается потоку воздуха. Хладон из конденсаторов 6 проходит через регулирующие клапаны 10 на испарители 8, расположенные на наружных лопастях 5. Холод из испарителей 8 передается на стенки наружных лопастей 5 и на ребра охлаждения 14, от которых холод передается потоку воздуха противоположного направления потоку воздуха от внутренних лопастей 4. Для изменения знака температур потоков на противоположное можно изменить течение хладона на противоположное направление, переключив переключающий кран 12.

В случае, когда необходим небольшой расход воздуха через кондиционер за единицу времени, и в других необходимых случаях вентилятор 1 вращается с небольшой угловой скоростью, включаются в работу полупроводниковые термобатареи 7. Электрический ток подводится к холодным и горячим спаям термобатарей 7 из внешнего источника тока (источник тока не изображен). Для изменения знака температур потоков на противоположное можно переключить знаки электрического тока (переключатель тока не изображен).

Кондиционер может быть выполнен из нескольких вентиляторов, установленных на одной или нескольких осях.

Возможность осуществления изобретения и обеспечения при этом технического результата, выражающегося в упрощении конструкции, в повышении эффективности кондиционера, в снижении веса, в повышении компактности и экономии энергии, подтверждена приведенными чертежами и описанием конструкции кондиционера в статическом состоянии и в действии.

Это свидетельствует о том, что изобретение соответствует требованию промышленной применимости.

Claims (9)

1. Кондиционер, содержащий по меньшей мере один вентилятор с лопастями, трубопроводы, соединяющие испарители, конденсаторы и компрессор, отличающийся тем, что на лопастях вентилятора установлены испарители и конденсаторы.

2. Кондиционер по п. 1, отличающийся тем, что компрессор установлен на оси вентилятора.

3. Кондиционер по п. 1, отличающийся тем, что лопасти вентилятора выполнены из двух частей по диаметру, которые повернуты между собой относительно поперечной плоскости оси вентилятора.

4. Кондиционер по п. 1, отличающийся тем, что между частями лопастей вентилятора установлен экран.

5. Кондиционер по п. 1, отличающийся тем, что на лопастях вентилятора сделаны ребра охлаждения.

6. Кондиционер, включающий по меньшей мере один вентилятор с лопастями, полупроводниковые термобатареи, отличающийся тем, что полупроводниковые термобатареи установлены на лопастях вентилятора.

7. Кондиционер по п. 6, отличающийся тем, что лопасти вентилятора выполнены из двух частей по диаметру, которые повернуты между собой относительно поперечной плоскости оси вентилятора.

8. Кондиционер по п. 6, отличающийся тем, что между частями лопастей вентилятора установлен экран.

9. Кондиционер по п. 6, отличающийся тем, что на лопастях вентилятора сделаны ребра охлаждения.

Images