RU2724661C1 - Способ защиты от обледенения холодильных и вентиляционных установок - Google Patents

Способ защиты от обледенения холодильных и вентиляционных установок Download PDF

Info

Publication number
RU2724661C1
RU2724661C1 RU2019119135A RU2019119135A RU2724661C1 RU 2724661 C1 RU2724661 C1 RU 2724661C1 RU 2019119135 A RU2019119135 A RU 2019119135A RU 2019119135 A RU2019119135 A RU 2019119135A RU 2724661 C1 RU2724661 C1 RU 2724661C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
heat
frequency
icing
technical
refrigerating
Prior art date
Application number
RU2019119135A
Other languages
English (en)
Inventor
Кирилл Павлович Орлов
Original Assignee
Кирилл Павлович Орлов
Орлова Валерия Александровна
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Кирилл Павлович Орлов, Орлова Валерия Александровна filed Critical Кирилл Павлович Орлов
Priority to RU2019119135A priority Critical patent/RU2724661C1/ru
Priority to PCT/RU2020/000259 priority patent/WO2020256587A1/ru
Priority to FI20205580A priority patent/FI129069B/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2724661C1 publication Critical patent/RU2724661C1/ru

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25DREFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F25D21/00Defrosting; Preventing frosting; Removing condensed or defrost water
    • F25D21/06Removing frost
    • F25D21/065Removing frost by mechanical means
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24FAIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F13/00Details common to, or for air-conditioning, air-humidification, ventilation or use of air currents for screening
    • F24F13/22Means for preventing condensation or evacuating condensate
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24FAIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F13/00Details common to, or for air-conditioning, air-humidification, ventilation or use of air currents for screening
    • F24F13/30Arrangement or mounting of heat-exchangers
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B47/00Arrangements for preventing or removing deposits or corrosion, not provided for in another subclass
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B49/00Arrangement or mounting of control or safety devices
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28GCLEANING OF INTERNAL OR EXTERNAL SURFACES OF HEAT-EXCHANGE OR HEAT-TRANSFER CONDUITS, e.g. WATER TUBES OR BOILERS
    • F28G7/00Cleaning by vibration or pressure waves
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B30/00Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
    • Y02B30/52Heat recovery pumps, i.e. heat pump based systems or units able to transfer the thermal energy from one area of the premises or part of the facilities to a different one, improving the overall efficiency

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Other Air-Conditioning Systems (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)

Abstract

Изобретение относится к средствам для удаления конденсата из теплообменных аппаратов, а именно из холодильных, вентиляционных установок, кондиционеров, тепловых насосов, рекуператоров. Технической задачей настоящего изобретения является расширение арсенала технических средств, позволяющих защитить от обледенения холодильные и вентиляционные установок без существенных затрат электроэнергии. Техническим результатом заявленного изобретения является обеспечение возможности предотвращения обледенения теплообменников при достижении условия снижения затрат электроэнергии на обеспечение указанного процесса. Технический результат достигается тем, что обледенение предотвращается путём создания механических колебаний, а именно за счёт того, что на теплообменник подаются высокочастотные колебания и в результате их воздействия наледь теряет способность удерживаться на поверхности теплоотводящих элементов.

Description

Изобретение относится к средствам для удаления конденсата из теплообменных аппаратов, а именно из холодильных, вентиляционных установок, кондиционеров, тепловых насосов, рекуператоров.
При работе холодильных, вентиляционных установок, кондиционеров, тепловых насосов, рекуператоров воздух, проходя через теплообменники, охлаждается, пары влаги конденсируются на охлажденных поверхностях и теплопередающих деталях, превращаясь в кристаллы льда. В настоящее время известны такие методы борьбы с образованием наледи, как дополнительный прогрев воздуха, переход установок с режима охлаждения на режим оттаивания, подготовка воздуха методом его осушения. Все существующие технологии направлены на недопущение возникновения льда и в связи с этим требуют значительных затрат электроэнергии на подержание безаварийной работы теплообменника. Их КПД понижается пропорционально понижению температуры наружного воздуха и его влажности.
Известно техническое решение «Способ удаления конденсата из влагосборника теплообменника-конденсатора с гидрофильным материалом и устройство для его реализации» (патент № 2183799, МПК F24F 3/14, опубл. 20.06.2012).
Изобретение относится к космической технике, конкретно к способам удаления конденсата из теплообменников-конденсаторов систем кондиционирования воздуха обитаемых отсеков космических аппаратов различного назначения. Кроме того, изобретение может использоваться в наземных системах кондиционирования воздуха, обслуживающих помещения, особо чувствительных к капельной влаге.
Недостатком данного технического решения является сложность его исполнения и направленность на применение в условиях невесомости.
Известно техническое решение «Конденсатоотводчик» (патент РФ № 75018, МПК F28B 1/00, F28B 1/02, F28B 11/00, опубл. 20.07.2008).
Полезная модель относится к области теплоэнергетики, к конденсатоотводчикам, которые являются частью теплообменных устройств, в которых в качестве теплоносителя используется водяной пар.
Недостатком данного технического решения является его направленность на удаление конденсата при положительной температуре воздуха, следовательно, невыполнение функции удаления конденсата при понижении температуры.
Для исключения образования конденсата используются также изолированные вспененным материалом нагревательные элементы, установленные на по меньшей мере одной боковой стенке и/или на раме двери устройства. Недостатком нагревательных элементов, например, таких как электронагреватели, является сравнительно высокое потребление энергии. Известно использование нагревательных элементов в виде изолированных вспененным материалом трубопроводов, по которым протекает сжатый хладагент. Сжатый хладагент выделяет избыточное тепло, образующееся в контуре хладагента устройства, в результате чего нагревается соответствующая поверхность и предотвращается нежелательное образование конденсата.
Недостаток таких нагревательных элементов состоит в том, что трубопроводы хладагента дороги и весьма сложны в производстве. На внешней поверхности могут возникать, например, участки повышенной чувствительности к давлению. Дополнительными недостатками являются сравнительно высокое потребление энергии, а, значит, и высокие энергозатраты, возможность локального перегрева, а также, при определенных обстоятельствах, влияние на температуру внутри устройства.
Таким образом, все существующие в настоящее время технические решения в указанной области направлены на обогрев теплообменников, входящих в состав холодильных и вентиляционных установок.
Следовательно, технической проблемой, решение которой обеспечивается при использовании заявляемого изобретения, является отсутствие в арсенале технических средств и способов для защиты тепловых насосов, холодильных и вентиляционных установок способов, позволяющих исключить обледенение теплообменников без существенных затрат электроэнергии.
Технической задачей настоящего изобретения является расширение арсенала технических средств, позволяющих защитить от обледенения холодильные и вентиляционные установок без существенных затрат электроэнергии.
Техническим результатом заявленного изобретения является обеспечение возможности предотвращения обледенения теплообменников при достижении условия снижения затрат электроэнергии на обеспечение указанного процесса.
Технический результат достигается тем, что при реализации заявляемого способа обледенение предотвращается путём создания механических колебаний, а именно за счёт того, что на теплообменник подаются высокочастотные колебания и в результате их воздействия наледь теряет способность удерживаться на поверхности теплоотводящих элементов. Cпособ защиты от обледенения холодильных и вентиляционных установок включает в себя снятие показаний состояния воздуха датчиками температуры и влажности, передачу этих показаний микроконтроллеру, подачу микроконтроллером команды генератору частот на выработку рабочей частоты и силы воздействия для излучателя частот, преобразование излучателем частот электрического сигнала в механическую вибрацию.
Для обеспечения удаления наледи необходимы следующие элементы: генератор частот, излучатель частот, микроконтроллер, датчики температуры и влажности.
Указанные элементы соединяются между собой таким образом, что к микроконтроллеру подключены датчики и генератор частот, к генератору частот подключены излучатели частот. Излучали частот, в свою очередь, устанавливаются на теплообменниках. Перечисленные элементы соединяются друг с другом с помощью электрических проводов, в свою очередь, излучатели частот могут крепиться к радиатору с помощью клеящих составов, сварки или могут быть выполнены в виде конструктивной части радиатора.
Для достижения технического результата датчики температуры и влажности снимают показания состояния воздуха и отправляют их на микроконтроллер, который, в свою очередь, дает команду генератору частот на выработку рабочей частоты и силы воздействия для излучателя частот. Излучатель частот преобразует электрический сигнал в механическую вибрацию, в результате которой разрушается образовавшийся слой льда.
Преобразование электрического сигнала в механическую вибрацию, а именно получение вибрации (обратного пьезоэлектрического эффекта) связано с воздействием на излучатель частот-пьезокристалл электрического напряжения. Вследствие подобного воздействия происходит смещение граней пьезокристалла. Когда на пьезокристалл подается переменное напряжение высокой частоты, пьезокристалл начинает с высокой частотой сжиматься и расширяться, вокруг него возникает высокочастотное изменение давления, что и приводит к возникновению направленных колебаний, то есть необходимой для достижения заявленного технического результата вибрации.
Во время работы частотного излучателя из-за разницы плотности материала теплообменника и кристаллов льда происходит отслоение (отторжение) кристаллов льда от теплопередающих поверхностей теплообменника.
В зависимости от материалов, применяемых для изготовления теплообменников, а также его конструкции и формы, подбирается излучатель частотных вибраций и взаимное расположение элементов. Оборудование управления подбирается в каждом конкретном случае, в зависимости от выбранного излучателя частотных вибраций.
При осуществлении заявляемого способа могут быть использованы следующие виды излучателей частотных вибраций: электромагнитные, электродинамические (катушечные, ленточные, изодинамические, ортодинамические, Хейла), электростатические (конденсаторные, электретные), пьезоэлектрические (пьезокерамические, биморфные).
Выбор излучателя зависит от его мощности и эффективности, а также передающих вибрацию элементов.
В зависимости от того, как расположен излучатель вибраций, контактно или бесконтактно, подбираются материалы теплообменника, которые должны иметь два главных свойства: обладать высокой теплопроводностью и хорошей проводимостью вибраций, таковыми являются многие металлы и сплавы. После выбора материала форма радиатора подбирается таким образом, чтобы вибрация распространялась равномерно по всей теплопередающей поверхности. В случае конструкционной и конструктивной невозможности установки излучателей вибрации на поверхности теплообменника, выбираются бесконтактные излучатели.

Claims (1)

  1. Cпособ защиты от обморожения теплообменника, применяемого в холодильной и вентиляционной установке, отличающийся тем, что включает в себя снятие показаний состояния воздуха датчиками температуры и влажности, передачу этих показаний микроконтроллеру, подачу микроконтроллером команды генератору частот на выработку рабочей частоты и силы воздействия для излучателя частот, преобразование излучателем частот электрического сигнала в механическую вибрацию.
RU2019119135A 2019-06-19 2019-06-19 Способ защиты от обледенения холодильных и вентиляционных установок RU2724661C1 (ru)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019119135A RU2724661C1 (ru) 2019-06-19 2019-06-19 Способ защиты от обледенения холодильных и вентиляционных установок
PCT/RU2020/000259 WO2020256587A1 (ru) 2019-06-19 2020-05-26 Способ защиты от обморожения теплообменника холодильных и вентиляционных установок
FI20205580A FI129069B (en) 2019-06-19 2020-06-03 PROCEDURE FOR PROTECTION AGAINST ICE FORMATION IN COOLING AND VENTILATION APPLIANCES

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019119135A RU2724661C1 (ru) 2019-06-19 2019-06-19 Способ защиты от обледенения холодильных и вентиляционных установок

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2724661C1 true RU2724661C1 (ru) 2020-06-25

Family

ID=71136014

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019119135A RU2724661C1 (ru) 2019-06-19 2019-06-19 Способ защиты от обледенения холодильных и вентиляционных установок

Country Status (3)

Country Link
FI (1) FI129069B (ru)
RU (1) RU2724661C1 (ru)
WO (1) WO2020256587A1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2783581C2 (ru) * 2021-05-03 2022-11-14 Валерия Александровна Орлова Способ рекуперации тепла удаляемого воздушного потока

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE69726217T2 (de) * 1996-04-30 2004-09-02 Sanyo Electric Co., Ltd., Moriguchi Steueranlage für eine Mehrzonenklimaanlage
WO2013022767A2 (en) * 2011-08-05 2013-02-14 General Atomics Method and apparatus for inhibiting formation of and/or removing ice from aircraft components
RU2483000C2 (ru) * 2007-10-22 2013-05-27 Эрсель Пьезоэлектрическая противообледенительная система воздухозаборника
KR20170022485A (ko) * 2015-08-20 2017-03-02 대우조선해양 주식회사 결빙 제거장치가 구비된 블레이드
CN104868426B (zh) * 2015-04-14 2017-03-22 国家电网公司 一种供电线缆除冰装置及方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10254109B4 (de) * 2002-11-20 2013-04-11 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Kombinierte Kühl- und Heizvorrichtung mit einem gemeinsam genutzten Gaskühler, insbesondere für ein Kraftfahrzeug

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE69726217T2 (de) * 1996-04-30 2004-09-02 Sanyo Electric Co., Ltd., Moriguchi Steueranlage für eine Mehrzonenklimaanlage
RU2483000C2 (ru) * 2007-10-22 2013-05-27 Эрсель Пьезоэлектрическая противообледенительная система воздухозаборника
WO2013022767A2 (en) * 2011-08-05 2013-02-14 General Atomics Method and apparatus for inhibiting formation of and/or removing ice from aircraft components
CN104868426B (zh) * 2015-04-14 2017-03-22 国家电网公司 一种供电线缆除冰装置及方法
KR20170022485A (ko) * 2015-08-20 2017-03-02 대우조선해양 주식회사 결빙 제거장치가 구비된 블레이드

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2783581C2 (ru) * 2021-05-03 2022-11-14 Валерия Александровна Орлова Способ рекуперации тепла удаляемого воздушного потока

Also Published As

Publication number Publication date
FI129069B (en) 2021-06-15
FI20205580A1 (en) 2020-12-20
WO2020256587A1 (ru) 2020-12-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6980104B2 (ja) 地熱ヒートポンプシステム
EP3404337A1 (en) Radiant air conditioning system for heat-producing device
CN103791650A (zh) 热泵设备
JP5570364B2 (ja) 2元冷凍サイクル装置
RU2011142185A (ru) Кондиционер
JP2008061372A (ja) 冷凍装置
RU2724661C1 (ru) Способ защиты от обледенения холодильных и вентиляционных установок
KR102130738B1 (ko) 공기조화기의 실외기 및 냉각장치
KR20100047516A (ko) 선박의 공기조화 시스템
KR20100035740A (ko) 인덕션 워킹코일과 잠열물질의 상변화를 이용한 실내 냉난방기
JP2008057852A (ja) 冷凍装置
KR20160149083A (ko) 에어컨용 열전발전장치
JPH0498026A (ja) 空気調和機の室外ユニット
CN102085068A (zh) 制冷电饭煲
KR200426794Y1 (ko) 열매체 방식의 히트펌프
JP6021733B2 (ja) 除湿装置
US20080314069A1 (en) Rotary Absorption Heat Pump
JP7313867B2 (ja) 冷却構造及びこれを備えた電装ユニット並びに室外機
CN108027177A (zh) 用于对热泵系统中的外部蒸发器进行除冰的系统
RU2345511C2 (ru) Устройство для нагрева и охлаждения статического преобразователя
CN105042936A (zh) 冷媒循环系统及制冷设备
JPS5922460Y2 (ja) 冷凍装置
CN107606824A (zh) 蒸发器和空调制冷系统
WO2019025873A1 (en) DOMESTIC AIR COOLER WITH COMPRESSOR WATER COOLING UNIT, COMPACT / MINI, INTEGRATED
CN106556080B (zh) 阀门安装板、空调室外机以及空调系统