RU2281438C2

RU2281438C2 - Device for cooling or heating

Info

Publication number: RU2281438C2
Application number: RU2001129780/06A
Authority: RU
Inventors: Си Тиам ХО (MY); Си Тиам Хо
Original assignee: О.У.Л. Ресерч Энд Девелопмент Сентре Сдн Бхд
Priority date: 2001-11-06
Filing date: 2001-11-06
Publication date: 2006-08-10

Abstract

FIELD: air ventilation and conditioning.

SUBSTANCE: device comprises housing, fan actuated by means of electric motor and mounted inside the housing, and at least two separated cooling coils mounted on the opposite sides of the housing. The coils are connected in parallel in the cooling circuits of the system and define evaporator of the system. The fan sucks the air in the housing through the coils where the air is cooled and then removes the cooled air from the housing through the outlet port.

EFFECT: reduced sizes.

13 cl, 2 dwg

Description

Представляемое изобретение относится к устройствам для охлаждения и/или нагревания для охлаждающих и/или нагревательных систем, особенно туннельных систем.The present invention relates to devices for cooling and / or heating for cooling and / or heating systems, especially tunnel systems.

В общем случае, устройство охлаждения для охлаждающей системы включает корпус, в котором расположен вентилятор, и электродвигатель вентилятора. Вентилятор направляет воздух в корпус через охлаждающий змеевик, который образует испаритель системы охлаждения, затем охлажденный воздух подается через выходное отверстие корпуса в вентиляционную систему для передачи на одну или несколько зон, требующих охлаждения. Из уровня техники известно например техническое решение, раскрытое в патенте США № 5444971, где предложены «Способ и устройство для охлаждения воздуха на входе в газовую турбину и на входе в первичный двигатель в ДВС». Производительность охлаждающей установки зависит от площади поверхности охлаждающего змеевика (испарителя) и, в общем случае, змеевик образует сторону корпуса, ввиду чего корпус имеет размер, соответствующий внешним размерам змеевика. Во многих случаях это приводит к значительным размерам и объему корпуса со значительным пустым пространством внутри корпуса из-за необходимости согласования размеров змеевика с площадью поверхности, необходимой для обеспечения требуемой производительности. Размер и объем устройства увеличивает стоимость конструкции и также может привести к сложностям при установке, особенно когда устройство устанавливается на относительно ограниченном пространстве. Аналогичные соображения имеют место, когда змеевик представляет собой нагревательный змеевик теплонасосной установки или реверсивной охлаждающей системы.In general, a cooling device for a cooling system includes a housing in which a fan is located, and a fan motor. The fan directs air into the housing through a cooling coil, which forms the evaporator of the cooling system, then the cooled air is supplied through the outlet of the housing to the ventilation system for transmission to one or more zones requiring cooling. The prior art knows for example a technical solution disclosed in US Pat. No. 5,444,971, which proposes a “Method and apparatus for cooling air at the inlet of a gas turbine and at the inlet of a primary engine in an internal combustion engine”. The performance of the cooling unit depends on the surface area of the cooling coil (evaporator) and, in the general case, the coil forms the side of the casing, as a result of which the casing has a size corresponding to the external dimensions of the coil. In many cases, this leads to a significant size and volume of the housing with significant empty space inside the housing due to the need to coordinate the size of the coil with the surface area necessary to provide the required performance. The size and volume of the device increases the cost of construction and can also lead to installation difficulties, especially when the device is installed in a relatively limited space. Similar considerations apply when the coil is a heating coil of a heat pump installation or reversible cooling system.

В соответствии с настоящим изобретением, предлагается устройство для охлаждения, применяемое в охлаждающей системе, состоящее из корпуса, установленного внутри него вентилятора, работающего от электродвигателя, и по меньшей мере двух охлаждающих змеевиков, устанавливаемых на различных сторонах корпуса, причем вышеуказанные змеевики соединены параллельно в охлаждающей цепи и образуют испаритель системы, а вентилятор втягивает воздух в корпус через змеевики, где этот воздух охлаждается, и затем удаляет охлажденный воздух из корпуса через выходное отверстие.In accordance with the present invention, there is provided a cooling device used in a cooling system, comprising a casing, an electric motor fan installed inside it, and at least two cooling coils mounted on different sides of the casing, the above coils being connected in parallel in the cooling circuit and form the evaporator of the system, and the fan draws air into the housing through the coils, where this air is cooled, and then removes the cooled air from the housing through es outlet.

Далее, согласно изобретению предлагается устройство для охлаждения, применяемое в охлаждающей системе, включающее вентилятор, по меньшей мере два охлаждающих змеевика, соединенных параллельно в цепи охлаждающей системы и образующих испаритель системы, причем змеевики расположены по разные стороны от вентилятора, а вентилятор втягивает воздух из различных направлений через указанные змеевики и удаляет охлажденный таким образом воздух из корпуса через выходное отверстие.Further, according to the invention, there is provided a cooling device used in a cooling system, comprising a fan, at least two cooling coils connected in parallel in the circuit of the cooling system and forming an evaporator system, the coils being located on opposite sides of the fan, and the fan draws air from various directions through these coils and removes thus cooled air from the housing through the outlet.

В одном предпочтительном воплощении изобретения каждый змеевик по меньшей мере частично образует соответствующую боковую сторону корпуса кубической формы, внутри которого располагается вентилятор. Змеевики могут располагаться на противоположных сторонах корпуса или на любых двух или более других его сторонах в соответствии с требованиями, предъявляемыми к установке.In one preferred embodiment of the invention, each coil at least partially forms a corresponding lateral side of the cubic housing, inside which a fan is located. The coils can be located on opposite sides of the housing or on any two or more of its other sides in accordance with the requirements for the installation.

В другом предпочтительном воплощении изобретения выходное отверстие расположено на стороне корпуса, отличной от сторон, на которых установлены охлаждающие змеевики.In another preferred embodiment of the invention, the outlet is located on the side of the casing, different from the sides on which the cooling coils are mounted.

В другом предпочтительном воплощении изобретения выходное отверстие расположено таким образом, что оно связано с вентиляционной системой для распределения охлажденного воздуха.In another preferred embodiment of the invention, the outlet is arranged so that it is connected to a ventilation system for distributing chilled air.

В другом предпочтительном воплощении изобретения корпус имеет форму куба с прямоугольными верхней и нижней сторонами, а также четырьмя прямоугольными вертикальными сторонами.In another preferred embodiment of the invention, the casing is in the form of a cube with rectangular upper and lower sides, as well as four rectangular vertical sides.

В другом предпочтительном воплощении изобретения по меньшей мере два отдельных змеевика расположены на различных вертикальных сторонах.In another preferred embodiment of the invention, at least two separate coils are located on different vertical sides.

В другом предпочтительном воплощении изобретения один из по меньшей мере двух змеевиков расположен на одной из вертикальных сторон, а другой - на верхней или нижней стороне.In another preferred embodiment of the invention, one of the at least two coils is located on one of the vertical sides and the other on the upper or lower side.

Также предложено устройство для охлаждения, применяемое в охлаждающей системе, включающее вентилятор, по меньшей мере два отдельных охлаждающих змеевика, соединенных параллельно в цепи охлаждающей системы и образующих испаритель системы, причем указанные змеевики расположены по разные стороны от вентилятора, а вентилятор втягивает воздух из различных направлений через указанные змеевики и удаляет охлажденный таким образом воздух из корпуса через выходное отверстие.Also proposed is a cooling device used in a cooling system, including a fan, at least two separate cooling coils connected in parallel in the circuit of the cooling system and forming an evaporator system, said coils being located on opposite sides of the fan, and the fan draws air from different directions through these coils and removes thus cooled air from the housing through the outlet.

В одном предпочтительном воплощении изобретения один из двух змеевиков расположен на одной из двух противоположных сторон от вентилятора.In one preferred embodiment of the invention, one of the two coils is located on one of two opposite sides of the fan.

В другом предпочтительном воплощении изобретения устройство охлаждения включает три или более вышеуказанных змеевика на разных сторонах от вентилятора.In another preferred embodiment of the invention, the cooling device includes three or more of the above coils on different sides of the fan.

В другом предпочтительном воплощении изобретения каждый змеевик по меньшей мере частично образует соответствующую боковую сторону корпуса, внутри которого установлен вентилятор.In another preferred embodiment of the invention, each coil at least partially forms a corresponding side of the housing within which the fan is mounted.

Предложена также охлаждающая система, включающая устройство для охлаждения, раскрытое выше.A cooling system is also provided, including the cooling device disclosed above.

Предпочтительно охлаждающая система выполнена с возможностью работы в реверсивном цикле, в котором устройство для охлаждения функционирует как устройство для нагревания.Preferably, the cooling system is configured to operate in a reverse cycle in which the cooling device functions as a heating device.

Согласно другому аспекту изобретения, предлагается устройство для нагревания, применяемое в теплонасосной системе, состоящее из корпуса, установленного внутри него вентилятора, и по меньшей мере двух нагревательных змеевиков, устанавливаемых на различных сторонах корпуса, причем вышеуказанные змеевики соединены параллельно в цепи системы и образуют конденсатор этой системы, а вентилятор втягивает воздух в корпус через змеевики, где этот воздух нагревается, и затем удаляет нагретый воздух из корпуса через выходное отверстие.According to another aspect of the invention, there is provided a heating device used in a heat pump system, consisting of a housing mounted inside a fan and at least two heating coils mounted on different sides of the housing, the above coils being connected in parallel in the system circuit and form a capacitor for this system, and the fan draws air into the housing through the coils, where this air is heated, and then removes heated air from the housing through the outlet.

Далее описан пример воплощения изобретения со ссылками на сопроводительные чертежи, гдеThe following describes an example embodiment of the invention with reference to the accompanying drawings, where

Фиг.1 - схематический вид сверху охлаждающего устройства по изобретению;Figure 1 is a schematic top view of a cooling device according to the invention;

Фиг.2 - схематический вид спереди устройства, представленного на Фиг.1.Figure 2 is a schematic front view of the device shown in Figure 1.

Согласно настоящему изобретению устройство для охлаждения включает корпус 1, в котором расположен вентилятор 9, работающий от электродвигателя 13, который предпочтительно также устанавливать внутри корпуса 1. Между электродвигателем 13 и вентилятором 9 можно использовать любой привод, хотя в данном конкретном воплощении используется простая ременная приводная система, включающая V-образный ремень или другой приводной ремень (последнее не показано), связывающий приводной шкив 14 с валом электродвигателя 13 и приводной шкив 11 с валом винта вентилятора 9. В представленном воплощении корпус 1 имеет кубическую форму с нижней и верхней сторонами 2 и 3, а также четырьмя боковыми вертикальными сторонами 4-7. В отличие от обычных устройств охлаждения, в которых единственный охлаждающий змеевик, обеспечивающий требуемую производительность на определенной площади поверхности, располагается на одной из сторон корпуса, согласно данному изобретению при наличии корпуса, согласованного по размерам с размером змеевика, процесс охлаждения происходит с использованием двух или более отдельных змеевиков 8, расположенных на различных сторонах корпуса, причем данные змеевики соединены параллельно в цепи охлаждающей системы. В конкретном воплощении имеются два змеевика 8, расположенные на противоположных сторонах корпуса и на двух противоположных сторонах от вентилятора 9. В конкретном воплощении вентилятор 9 является радиальным вентилятором с находящимися напротив друг друга двумя входными отверстиями 10, расположенными рядом с соответствующими змеевиками 8, причем вентилятор 9 выпускает воздух через выходное отверстие 12 на верхней стороне 2 корпуса 1. В данной конфигурации верхняя сторона 2 корпуса 1 приспосабливается для подсоединения к подходящему вентиляционному каналу таким образом, чтобы охлажденный воздух поступал непосредственно из корпуса 1 в вентиляционный канал для последующего распределения. Хотя в данном воплощении вентилятор является радиальным, могут также использоваться другие подходящие типы вентиляторов.According to the present invention, the cooling device includes a housing 1, in which a fan 9 is arranged, powered by an electric motor 13, which is also preferably installed inside the housing 1. Any drive can be used between the electric motor 13 and the fan 9, although a simple belt drive system is used in this particular embodiment including a V-belt or another drive belt (the latter is not shown), connecting the drive pulley 14 with the shaft of the electric motor 13 and the drive pulley 11 with the shaft of the screw tilyatora 9. In the illustrated embodiment, the body 1 has a cubic shape with upper and lower sides 2 and 3, as well as four lateral vertical sides 4-7. Unlike conventional cooling devices, in which a single cooling coil that provides the required performance on a certain surface area is located on one side of the housing according to this invention, in the presence of a housing matched to the size of the coil, the cooling process uses two or more individual coils 8 located on different sides of the housing, and these coils are connected in parallel in the circuit of the cooling system. In a specific embodiment, there are two coils 8 located on opposite sides of the casing and on two opposite sides of the fan 9. In a specific embodiment, the fan 9 is a radial fan with two inlets 10 opposite each other located adjacent to the corresponding coils 8, and the fan 9 bleeds air through an outlet 12 on the upper side 2 of the housing 1. In this configuration, the upper side 2 of the housing 1 is adapted to be connected to a suitable valve Zion channel so that the cooled air is supplied directly from the housing 1 in the air passage for subsequent distribution. Although the fan is radial in this embodiment, other suitable types of fans may also be used.

В представленном воплощении испаритель или охлаждающая часть охлаждающей системы состоит из двух отдельных змеевиков 8, соединенных параллельно; однако в зависимости от требований к установке и степени охлаждения испаритель может состоять из более чем двух отдельных змеевиков, соединенных параллельно, например из трех или четырех змеевиков. Расположение двух (или более) змеевиков не ограничивается представленной конфигурацией и определяется требованиями к конкретной системе. Например, для устройства с двумя змеевиками, один змеевик может располагаться (как показано) на одной из вертикальных сторон, а второй - на соседней вертикальной стороне или нижней стороне. Для устройства с тремя змеевиками два змеевика (как показано) могут располагаться на противоположных вертикальных сторонах, при этом третий змеевик может располагаться на одной из других вертикальных сторон или на нижней стороне. Понятно, что выходное отверстие 12 может находиться не только на верхней стороне. Наоборот, в зависимости от требований установки, оно может располагаться на нижней стороне для выпуска воздуха вниз, или на одной из вертикальных сторон, для выпуска воздуха горизонтально. В последнем случае, например, устройство охлаждения с четырьмя охлаждающими змеевиками для горизонтального выпуска воздуха может содержать два змеевика на противоположных вертикальных сторонах (как показано), один змеевик - на верхней стороне и один - на одной из других вертикальных сторон.In the embodiment shown, the evaporator or cooling part of the cooling system consists of two separate coils 8 connected in parallel; however, depending on the installation requirements and the degree of cooling, the evaporator may consist of more than two separate coils connected in parallel, for example of three or four coils. The location of two (or more) coils is not limited to the presented configuration and is determined by the requirements for a particular system. For example, for a device with two coils, one coil can be located (as shown) on one of the vertical sides, and the second on the adjacent vertical side or the lower side. For a device with three coils, two coils (as shown) can be located on opposite vertical sides, while the third coil can be located on one of the other vertical sides or on the lower side. It is understood that the outlet 12 may be located not only on the upper side. On the contrary, depending on the requirements of the installation, it can be located on the lower side for air outlet down, or on one of the vertical sides, for air outlet horizontally. In the latter case, for example, a cooling device with four cooling coils for horizontal air discharge may contain two coils on opposite vertical sides (as shown), one coil on the upper side and one on one of the other vertical sides.

Очевидно, что представленное воплощение обеспечивает значительную степень универсальности при расположении двух или более отдельных охлаждающих змеевиков на выбранных сторонах из шести сторон корпуса, расположение змеевиков может меняться в соответствии с требуемой производительностью и требованиями к установке устройства. В зависимости от конфигурации устройства змеевик 8 может образовывать сторону корпуса 1, на которой он располагается, или располагаться внутри рамы, которая образует сторону устройства вместе со змеевиком.It is obvious that the presented embodiment provides a significant degree of versatility with the location of two or more separate cooling coils on selected sides of the six sides of the housing, the location of the coils can vary in accordance with the required performance and installation requirements of the device. Depending on the configuration of the device, the coil 8 can form the side of the housing 1 on which it is located, or be located inside the frame, which forms the side of the device together with the coil.

Использование двух или более отдельных змеевиков позволяет значительно уменьшить размер устройства охлаждения без влияния на производительность при значительном уменьшении мертвого пространства внутри корпуса. Уменьшение размеров устройства охлаждения не только уменьшает стоимость производства, но также и расходы по транспортировке и затраты на установку, так как для нее требуется меньшее пространство и, таким образом, оно может устанавливаться в помещениях, которые не подходят для обычных устройств охлаждения с такой же производительностью.The use of two or more separate coils can significantly reduce the size of the cooling device without affecting performance with a significant reduction in dead space inside the case. Reducing the size of the cooling device not only reduces the cost of production, but also the transportation and installation costs, since it requires less space and, thus, it can be installed in rooms that are not suitable for conventional cooling devices with the same performance .

Хотя здесь описан вариант изобретения, относящийся к устройству для охлаждения, понятно, что данное изобретение может использоваться в реверсивной системе охлаждения, таким образом, что система могла бы использоваться как нагревательная, а описанное устройство для охлаждения в режиме реверсивного цикла становится нагревательным устройством. Соответственно изобретение также применимо к нагревательному устройству для нагревательных систем типа теплонасосов, работающих в охлаждающем режиме, в которых нагревательное устройство служит для подачи нагретого воздуха через выходное отверстие в вентиляционную систему и содержит описанные змеевики, корпус и вентилятор.Although an embodiment of the invention related to a cooling device is described herein, it is understood that the invention can be used in a reversible cooling system, so that the system could be used as a heating system, and the described cooling device in a reversing cycle mode becomes a heating device. Accordingly, the invention is also applicable to a heating device for heating systems, such as heat pumps, operating in a cooling mode, in which the heating device serves to supply heated air through an outlet in the ventilation system and contains the described coils, housing and fan.

Хотя должно быть понятно, что в охлаждающих/нагревательных системах, для которых разработано данное устройство для охлаждения/нагревания, может использоваться любой хладагент, одним из предпочтительных хладагентов является вода.Although it should be understood that in the cooling / heating systems for which this cooling / heating apparatus has been developed, any refrigerant may be used, one of the preferred refrigerants being water.

Описанное воплощение изобретения приведено только для иллюстрации, в рамках данного изобретения возможны также и другие варианты.The described embodiment of the invention is provided for illustration only, other variations are also possible within the scope of this invention.

Claims

1. The cooling device used in the cooling system, comprising a housing, a motor-driven fan located inside the housing, and at least two separate cooling coils mounted on different sides of the housing, the above coils being connected in parallel in the cooling circuit of the system and form an evaporator system, and the fan draws air into the housing through the coils, where this air is cooled, and then removes the cooled air from the housing through the outlet.

2. The device according to claim 1, where the outlet is located on the side of the housing, different from the sides on which the cooling coils are installed.

3. The device according to claim 2, where the outlet is located so that it is connected to a ventilation system for distributing chilled air.

4. The device according to any one of claims 1 to 3, where the casing is in the form of a cube with rectangular upper and lower sides, as well as four rectangular vertical sides.

5. The device according to claim 4, where at least two separate coils are located on different vertical sides.

6. The device according to claim 4, where one of the at least two coils is located on one of the vertical sides, and the other on the upper or lower side.

7. The cooling device used in the cooling system, comprising a fan, at least two separate cooling coils connected in parallel in the circuit of the cooling system and forming the evaporator of the system, said coils being located on opposite sides of the fan, and the fan draws air from various directions through these coils and removes thus cooled air from the housing through the outlet.

8. The device according to claim 7, where one of the two coils is located on one of two opposite sides of the fan.

9. The device according to claim 7, comprising three or more of the above coils on different sides of the fan.

10. The cooling device according to any one of claims 7 to 9, where each coil at least partially forms a corresponding side of the housing, inside which a fan is installed.

11. A cooling system including a cooling device, as described in any one of claims 1 to 10.

12. The cooling system according to claim 11, having the ability to work in a reverse cycle, in which the cooling device functions as a heating device.

13. A heating device used in a heat pump system, comprising a housing, a fan powered by an electric motor and installed inside the housing, at least two heating coils located on different sides of the housing, and these coils are connected in parallel in the system circuit and form a system capacitor , and the fan draws air into the housing through the coils, where this air is heated, and then removes heated air from the housing through the outlet.