WO2019159069A1 - Способ кондиционирования воздуха и устройство, реализующее способ - Google Patents

Способ кондиционирования воздуха и устройство, реализующее способ Download PDF

Info

Publication number
WO2019159069A1
WO2019159069A1 PCT/IB2019/051153 IB2019051153W WO2019159069A1 WO 2019159069 A1 WO2019159069 A1 WO 2019159069A1 IB 2019051153 W IB2019051153 W IB 2019051153W WO 2019159069 A1 WO2019159069 A1 WO 2019159069A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
water
air
fan
blades
centrifugal fan
Prior art date
Application number
PCT/IB2019/051153
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Камиль МИЛУШЕВ
Original Assignee
Камиль МИЛУШЕВ
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 Камиль МИЛУШЕВ filed Critical Камиль МИЛУШЕВ
Publication of WO2019159069A1 publication Critical patent/WO2019159069A1/ru

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F8/00—Treatment, e.g. purification, of air supplied to human living or working spaces otherwise than by heating, cooling, humidifying or drying
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F1/00—Room units for air-conditioning, e.g. separate or self-contained units or units receiving primary air from a central station
    • F24F1/0007—Indoor units, e.g. fan coil units
    • F24F1/0018—Indoor units, e.g. fan coil units characterised by fans
    • F24F1/0022—Centrifugal or radial fans
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F1/00—Room units for air-conditioning, e.g. separate or self-contained units or units receiving primary air from a central station
    • F24F1/0007—Indoor units, e.g. fan coil units
    • F24F1/0018—Indoor units, e.g. fan coil units characterised by fans
    • F24F1/0029—Axial fans
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F3/00—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems
    • F24F3/12—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the treatment of the air otherwise than by heating and cooling
    • F24F3/14—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the treatment of the air otherwise than by heating and cooling by humidification; by dehumidification
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F6/00—Air-humidification, e.g. cooling by humidification
    • F24F6/12—Air-humidification, e.g. cooling by humidification by forming water dispersions in the air
    • F24F6/16—Air-humidification, e.g. cooling by humidification by forming water dispersions in the air using rotating elements

Definitions

  • the invention relates to the field of air conditioning, in particular to methods for humidifying, cooling, cleaning and devices for it
  • a device for humidification and cooling of air comprising a fan with a hub and blades, an electric motor, a container with water or another heat carrier, a water supply pipe connected with a cavity in the fan hub and connected via radial channels in its walls to channels,
  • the radial channels are filled to the full for the other blades, with spring-loaded pistons installed in the radial channels.
  • the design drawback is the complexity of the design of the blades, the complexity of the water supply to the blades, and the limitation of the fan rotation speed (at significant speeds, water will spray from the ends of the blades, since the water supply carried out by centrifugal forces, there are no devices to limit the outflow of water from the blades).
  • An air conditioning device comprising a fan and a water spray, and consisting of a body with a centrally located
  • an electric motor having a shaft, to one end of which the fan blades are rigidly fixed, to the other - a disk, to which water is supplied through the pipeline and which provides crushed water droplets during rotation, outside the disk there is a dome-shaped device attached to the collector of the drainage device (calotte) and overlapping a disk used to separate large drops of water and return them to the drainage chamber, mounted between the electric motor and the disk, in which there are slots for the efficient collection of unused water return it to the tank, where, with the help of a pump, it is re-applied to the rotating disk. There is a regulator for the speed of water supply to the disk.
  • the fan is equipped with a protective grill.
  • the disadvantage of this method is the low productivity of the water aerosol using a rotating disk, when covered with a dome, used to cut off large drops of water (i.e., the aerosol enters the air stream into the gap between the dome and the calotte), as well as poor water evaporation performance, since the droplets are blown in the air stream created by the fan blades - the air flow rate relative to the droplets decreases sharply due to the loss of mass or during evaporation, i.e. very soon, the speed of the drop approaches air velocity and, in fact, evaporation comes from a fixed drop.
  • the aim of the invention is to increase the efficiency of heat removal, humidification and air purification in the room, reducing energy consumption, simplifying the design.
  • the efficiency of heat removal is directly related to the efficiency of evaporation of water.
  • factors affecting the evaporation of water there are such as the area of the evaporated surface, the speed of air flow above the surface of the water,
  • the flow rate of air blowing drops or a film of water on the fan blades increases by 30 times.
  • the evaporation rate is proportional to the square root of the air flow velocities [3]
  • the essence of the invention lies in the fact that in the proposed method of conditioning - cooling, cleaning and humidifying the air, the surfaces on which the water is located (in the form of a film or drops) move at a high speed, while the wetted surfaces and volume in which the water aerosol is located, are blown from at least two directions, which turbulizes air flows and accelerates the evaporation process, lowers the air temperature, and simultaneously purifies the air.
  • the application contains distinctive features, namely, that the blowing of water droplets and films of water is carried out from different directions and the air flow is turbulized.
  • the invention consists in that the device for
  • any of the fans serves as a water aerosol generator.
  • the film of water on the fan blades is blown by air flows from two directions, and the peripheral stream created by the centrifugal fan has an order of magnitude higher speed than the frontal stream; to cut off water droplets from the outlet air stream behind a centrifugal fan, on a single shaft, mesh-filled rings are fastened, which rotate together with the fans; the ends of the rings are lowered into the gutter, droplets of water in the air stream are intercepted by mesh rings and centrifugal forces are discharged into the gutter. Additional blades attached to the rings and lowered into the gutter, create excess pressure in the gutter to return unevaporated water to the original tank. The reuse of chilled water enhances the cooling effect. In addition to the main function of the mesh rings - to capture water droplets from the air stream, they also perform the function of air purification, intercepting solid wetted particles from the air.
  • the proposed device for air conditioning has the following distinctive features from the prototype (US 7677054): on one shaft behind the axial fan there is a centrifugal fan, which allows to sharply increase the speed of blowing drops and wetted surfaces.
  • a centrifugal fan which allows to sharply increase the speed of blowing drops and wetted surfaces.
  • rings with a mesh structure or overlapping fan blades attached to the same shaft are also used. The ends of the rings, or the ends of the blades are located in the trench, which serves to collect unevaporated water.
  • mesh rings as well as overlapping vanes for intercepting drops, do not reduce the air flow rate, which ensures good performance. Additionally, the mesh structures of the blades and rings effectively clean the air of odors and particles.
  • overlapping blades of another axial fan which follows the centrifugal fan.
  • These blades can also serve to intercept drops of water from the air at the outlet. The ends of these blades are also lowered into the gutter. To create excess pressure and automatically return unevaporated water to the source tank, additional blades can be attached to the ends of these blades
  • FIG. 2 - the blades 5 of the axial fan are attached to the core (the location of the blades is shown for counterclockwise rotation) and the centrifugal blades
  • FIG. 3 - to the base 8 are attached a housing 9, a groove 10, bearings 2, the original 11 and
  • FIG. 4 - shows the options for replacing solid blades 6 with blades 13 with through holes (in particular, with a mesh structure), while the shape of these blades can be any, and the device for capturing non-evaporated water 7 is presented in the form of overlapping solid blades 14.
  • FIG. 5 - shows the blades 15 mounted on the ends of the blades 14 and creating excessive pressure in the groove 10.
  • FIG. 6 - return pipe 16 is used to return unevaporated water to the original tank 11.
  • the groove 10 for the design with blades 15 may have an offset relative to the axis of the shaft 1.
  • FIG. 3 shows a device that implements a method in which return
  • unused water is carried out by overflow from the storage tank 12 to the original tank 11.
  • the method is as follows.
  • the device for air conditioning contains a single shaft 1, which is able to rotate on bearings 2 (Fig. 1), to which the core 3 is fixed (Fig. 1), water is supplied into the core through the water supply pipe 4 (Fig. 1), the string is consistently rigidly the axial fan blades 5 are attached (Fig. 2), the centrifugal fan blades 6 (Fig. 2), which provide the creation of frontal and peripheral air flows, as well as the ring 7 (Fig. 2), with a mesh filling to intercept non-evaporated water; the base 8 (Fig. 3) serves to secure the housing 9 and bearings 2 (Fig. 3) the ends of the rings 7 are lowered into the groove 10 (Fig.
  • blades with through holes 13, for example, mesh can be attached to the skeleton 3 (Fig. 1).
  • overlapping vanes 14 can be attached to the shaft 1, the ends of which are also lowered into the groove 10 and performing the same catchment function.
  • FIG. 3 shows a device where a body 9, a groove 10, bearings 2, a source 1 1 and a storage tank 12 are attached to the base 8; sump 17, water flow control valve 18, water collection shutoff valve 19
  • Blades 15, lowered into the chute 10 can be attached to the rings 7 (Fig. 5), which, when the shaft 1 rotates, creates excess pressure in the chute 10, as a result of which unevaporated water flows from the chute 10 through the return pipe 16 and automatically enters the original tank 11 ( fi g. 6).
  • the blades 15 can be attached to the blades 14. They perform the same task:
  • the sprayed water on the inner walls of the hull is blown off by a frontal air stream into the chute 10, from where it either enters the storage tank (Fig. 3) or via a return pipe to the original tank (Fig. 6).
  • a settling tank of 17 is used (FIG. 3).
  • valves 18 and 19, respectively, are used (FIG. 3).
  • protective grilles (not shown) are attached to the housing at the input and output of the device.
  • the invention uses energy-saving technology and can significantly reduce energy consumption to lower temperatures and obtain comfortable indoor conditions.
  • the device effectively cleans the air of dust particles, smoke, bacteria, spores. Raises the number of negative ions in the air.
  • the temperature of the water collected in the reservoir decreases.
  • the device allows you to maintain the necessary humidity in the room.
  • the device allows you to effectively clean the air of smoke in coal-fired boiler plants and similar industries with a high smoke content in the exhaust gases.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Devices For Blowing Cold Air, Devices For Blowing Warm Air, And Means For Preventing Water Condensation In Air Conditioning Units (AREA)

Abstract

Изобретение относится к кондиционированию воздуха, к способу его охлаждения, увлажнения и очистки и к устройствам кондиционирования. Изобретение относится к энергосберегающим технологиям. Задача: создание эффективного способа очистки, охлаждения и увлажнения воздуха, создание устройства, реализующее способ. Способ обработки воздуха заключается в обдуве с разных направлений увлажненных вращающихся деталей и объема наполненного аэрозолем воды. Устройство для кондиционирования включает корпус (9), последовательно стоящие на валу (1) лопастной (5) и центробежный вентиляторы (13), служащие генераторами и испарителями аэрозоли) и кольца с сетчатым заполнением, либо перекрывающиеся лопасти (14), опущенные в желоб (10) и перехватывающие неиспарившиеся, капли, танк для воды (11). Устройство эффективно для охлаждения и очистки воздуха в помещениях от пыли, запахов, для очистки воздуха в дымоходах, для очистки выхлопных газов автомобилей.

Description

F24F 6/16
СПОСОБ КОНДИ ЦИОНИ РОВАНИЯ ВОЗДУХА И УСТРОЙСТВО, РЕАЛИЗУЮЩЕЕ
СПОСОБ
Область техники
Изобретение относится к области кондицион ирования воздуха, в частности к способам его увлажнения, охлаждения, очистки и устройствам для его
кондициони рования .
Для увлажнения и охлаждения воздуха предложено множество систем с использованием распыления воды в комбинации с созданием потока воздуха вентилятором. Этот вид кондиционирования наиболее экологичен, т.к. не использует озоноразрушающие хлада генты, а также энергоэффективен, на 1 калорию тепла расходует в разы меньше энергии, поскольку кроме вентилятора энергопотребляющие устройства отсутствуют, в отличие от компрессионных кондиционеров, работающих по циклу Карно, а отсюда имеющие исходный малый КПД, и имеющих серьезные механические потери в компрессоре. Кроме того, компрессионные кондиционеры предполагают работу в закрытых помещениях, в то время как кондиционеры с распылением воды требуют вентилируемости помещения. Очистные фильтры в компрессионных кондиционерах теряют эффективность в процессе работы и со временем могут становиться даже опасными, в то время ка к в кондиционерах с распылением воды для очистки воздуха используется только чистая вода. Учёными и врачами доказано, что влияние сухого воздуха на дыхание носит негативный хара ктер, идеальной считается влажность 50-60% [1] . Сухой воздух содержит большое
количество взвеси пыльцы растений, спор плесени, домашней пыли, шерсти животных, частичек отслоившегося эпидермиса, волос, ми крочастиц пластика, опасен для аллергиков [2] . Действие обычных увлажнителей основано на постепенном
повышении влажности воздуха, перечисленные частицы оседают при накоплении достаточной влажности. Очевидно, что такие устройства малоэффективны.
Предла гаемый пропуск воздуха через мелкодисперсную водяную среду (аэрозоль) и последующий захват частиц, смоченными поверхностями лопастей, способствует эффективному очищению, удалению пыли, дыма, запахов и т. д., а так же наночастиц, недавно обнаруженных в выхлопе автомобилей . Кроме того, измельчение капель воды сопровождается эффектом Ленарда - увеличением числа отрицательных ионов в воздухе, что положительно действует на здоровье человека. Наконец, конструкция кондиционеров с использованием распыления воды намного проще компрессионных кондиционеров, а, отсюда, гораздо дешевле. Как показали исследования Де Гина [3], для влажности воздуха 62,4% -(влажность воздуха в дневное время летом, на ши роте Москвы [4]), интенсивность испарения падает только в два раза по сра внению с условиями, где влажность воздуха составляла 14.3%. Для сравнения, средняя влажность воздуха в экваториальной пустыне Сахара ~ 20%. Т.е. снижение температуры воздуха путем устройств, использующих испарение воды, имеет перспективу не только в жарких странах с сухим климатом.
Предшествующий уровень техники
В патенте RU 2490558 рассматривается образование мелких капель воды и увлечение их воздушным потоком. Недостатком устройства является использование компрессионного кондиционера для понижения температуры воды.
Распространенным способом увлажнения воздуха является увлажнение ка кой-либо среды, пропускающей воздух, и прогон сквозь нее воздушного потока. Упомянутая среда в этом случае дополнительно выполняет роль фильтра (патент US 4640696). Очевидно, что такая конструкция представляет большое сопротивление для потока воздуха, соответственно она низкоэффективна. Существуют простые увлажнители, в которых вода увлекается вращающейся конусной трубкой и рассеивается
вращающимся диском для создания мелкодисперсной ка пельной среды, которая и служит для увлажнения и охлаждения воздуха (патенты US 4624806, US 4540529, US 5607627). Эти увлажнители ещё малоэффективнее. Известно устройство для увлажнения и охлаждения воздуха (патент RU 2243826), содержащее вентилятор со ступицей и лопатками, электродвигатель, емкость с водой или иным теплоносителем, водоподводящий трубопровод, сообщенный с полостью в ступице вентилятора и соединенной посредством радиальных каналов в ее стенках с каналами,
образованными в лопатках, радиальные каналы вы полнены на всю дл ину лопастей, при этом в радиальных каналах установлены подпружиненные поршни. Недостатком конструкции является сложность конструкция лопаток, усложненность подачи воды на лопатки, и ограничение скорости вращения вентилятора (при значител ьных скоростях начнется разбрызгивание воды с концов лопастей, поскольку подача воды осуществляется за счет центробежных сил, устройства для ограничения вылета воды из лопастей отсутствуют). В серийно выпускаемых вентиляторах увлажнителях воздуха (Mist-Fan ОМ FS02, Vitta GX-31G, Mist-fan ОМ FS 01 и т.д.), а так же в патентах US 6237896, US 7510170, US 6086053 используется распыление воды перед вентилятором и испарение капель в потоке воздуха.
В качестве наиболее близкого аналога принято устройство и способ описанные в американском патенте US 7677054 - "Apparatus for air cooling and humidifying". Способ охлаждения воздуха и орошение водяной аэрозолью включающий: лопасти
вентилятора, вращающиеся на первом конце электродви гателя и вращающийся диск на втором конце, указанного дви гателя; подача потока воды из танка на внутреннюю поверхность указанного диска при его вращении; обеспечение сбора воды калоттой, имеющей множество радиальных канавок, где каждая канавка является частью дуги пересекающей продолженную плоскость вертикальной симметрии, проведенную через центр двигателя; сбор воды с нижнего конца калотты; возврат вы шеупомянутой воды в тан к. Устройство для кондиционирования воздуха, включающее вентилятор и распылитель воды, и состоящее из корпуса с расположенным по центру
электродвигателем, имеющим вал, к одному концу которого жестко крепятся лопасти вентилятора, к другому - диск, на который подается по трубопроводу вода и который обеспечивает измельченные капли воды при вращении, снаружи диска находится куполообразное устройство, крепящееся к коллектору водосборного устройства (калотты) и перекрывающее диск, служащее для отделения крупных капель воды и возврата их в водосборную калотту, крепящуюся между электродвигателем и диском, в которой имеются прорези для эффективного сбора неиспользованной воды и возврата ее в танк, откуда, с помощью насоса, она снова подается на вращающийся диск. Имеется регулятор скорости подачи воды на диск. Вентилятор оснащен защитной решеткой. Недостатком способа является малая производительность аэрозоля воды с использованием вращающегося диска, при крытого куполом, служащего для отсечения крупных капель воды (т.е. поступление аэрозоля в поток воздуха осуществляется в щель между куполом и калоттой) , а также слабая производительность по испарению воды, поскольку капли обдуваются в потоке воздуха, создаваемым лопастями вентилятора - скорость потока воздуха относительно капель резко снижается из-за потери массы ка пли при испарении, т.е. очень скоро скорость капли приближается к скорости потока воздуха и, фактически, испарение происходит из неподвижной капли.
Недостатком устройства является конструкция с лопастями, создающими только прямоточный поток воздуха - это ведет к снижению производительности по
испарению воды, что ниже будет показано. Поскольку встреча капель в воздухе приведет к увеличению размера капли, то такие увеличенные капли будут выходить из потока и это приведет к капанию жидкости перед устройством, к увлажнению места перед электроприбором, что представляет опасность. Устройство не позволяет эффективно использовать его для очистки воздуха
Раскрытие изобретения
Целью изобретения является повышение эффективности отбора тепла, увлажнения и очистки воздуха в помещении, снижение потребления энергии, упрощение конструкции.
Эффективности отбора тепла напрямую связана с эффективностью испарения воды. Среди факторов, влияющих на испарение воды, имеются такие, как площадь испаряемой поверхности, скорость потока воздуха над поверхностью воды,
температура окружающей среды, влажность воздуха . Первые два фактора
использованы для разработки настоящего предложения. Существующие способы испарения воды с поверхности привязаны к прямоточному потоку воздуха,
создаваемого лопастями вентилятора. Данное обстоятельство ограничивает
возможности, которые предоставляет одновременный обдув поверхности воды, находящейся на движущихся деталях конструкции (лопасти и т.д.) с различных направлений и прохождение потоков воздуха сквозь водяную аэрозол ь, образуемую лопастями.
Можно сравнить условия испарения воды, использующим испарение воды с вращающихся лопастей устройства (заявляемый способ) и условия испарения воды при прямоточном обдуве вентилятором.
Скорость потока воздуха для прямоточного вентилятора можно оценить в следующих допущениях: а) число оборотов дви гателя вентилятора N= 1500 об/мин (25 об/сек); б) профиль лопасти вентилятора ~ 0,02 м; в) число лопастей вентилятора - 3.
Полагая, что сопротивление движению нагнетаемого воздуха со стороны окружающего воздуха, незначительно (очевидно, что это приведет к несколько увеличенной скорости потока воздуха в сравнении с реальной ситуацией), можно за ключить, что скорость воздуха вблизи лопастей вентилятора будет близка к:
0,02 м X 25 об/сек = 0,5 м/сек.
0,5 м/сек х 3 = 1,5 м/сек
Если учесть, что капля движется в потоке воздуха, то скорость потока воздуха по отношению к капле будет существенно меньше, особенно это касается малых капель - чем меньше разность скоростей, тем выраженнее эффект. Очевидно, что данное обстоятельство ведет к снижению интенсивности испарения воды, соответственно к снижению эффективности отбора температуры из окружающей среды.
Рассчитаем скорость потока воздуха по отношению к каплям (либо к пленке воды) на поверхности лопасти вентилятора (заявляемый способ). Для определенности, примем расстояние от оси вращения до начала лопасти - 0,1 м, а расстояние от оси вращения до конца лопасти 0,4 м. Скорость ка пли, находящейся на начале лопасти вентилятора (на расстоянии 0,1 м от оси вращения), определится для того же числа оборотов, как
27ZΎ х N = 0,628 х 25 = 15,7 (м/сек);
Соответственно, для ка пли находящейся на дальнем конце лопасти, на расстоянии 0,4 м от оси вращения, скорость потока будет равна
27TR х N = 0,628 х 25 х 4 = 62,8 (м/сек);
Определим средневзвешенную скорость обдува капли на поверхности лопасти, которая определится как скорость потока воздуха над участком круга, делящего пополам площадь, описываемую вращающимися лопастями:
7TR2 - pC2 = pC2 - ж2 где R - расстояние от оси вращения до конца лопасти, г - расстояние от оси вращения до начала лопасти, X - радиус окружности, делящей пополам площадь, описываемою лопастью. Подставляя значения, получим:
Figure imgf000008_0001
откуда
Х = 0,29 м;
2ίtC х N = 6,28 х 0,29 х 25 = 45,5 (м/сек);
Соотношение скоростей отсюда
45,5/1,5 = 30,33 (раз)
Другими словами, скорость потока воздуха, обдувающего капли или пленку воды на лопастях вентилятора увеличивается в 30 раз. Исходя из того, что скорость испарения пропорциональна корню квадратному из скоростей потока воздуха [3], оценим во сколько раз скорость испарения капли (или пленки), воды находящейся на лопасти, превосходит скорость испарения капли воды свободно взвешенной и движущейся в потоке воздуха:
- 45^5 / sJT^S= 6,7 / 1,22 = 5,5 раза, т.е. в предлагаемой конструкции скорость испарения пленки воды на лопасти вентилятора в 5,5 раз выше, в сравнении с конструкцией, использующей просто обдув потоком воздуха от вентилятора (реальная разность в скоростях испарения будет существенно больше, поскольку не принимается во внимание, что во взвешенном состоянии капля движется в потоке, а не остается неподвижной).
Сущность изобретения за кл ючается в том, что в предла гаемом способе кондициони рования - охлаждения, очистки и увлажнения воздуха, поверхности, на которых находится вода (в виде пленки или капель) движутся с бол ьшой скоростью, при этом и смоченные поверхности и объем, в котором находится водяная аэрозол ь, обдуваются, по крайней мере, с двух направлени й, что турбулизи рует потоки воздуха и ускоряет испарительн ый процесс, пон ижает температуру воздуха, одновременно очи щает воздух. По сравнению с прототипом (US 7677054) заявка содержит отличительные признаки, заключающиеся в том, что обдув водяных капель и пленки воды осуществляется с разных направлений и осуществляется турбулизация потока воздуха.
Сущность изобретения заключается в том, что устройство для
кондиционирования воздуха, включающее лопастной (осевой) вентилятор, смачиваемые поверхности, корпус, в который помещен вентилятор, исходный танк для воды, трубопровод подводящий воду, снабжено центробежным вентилятором, стоящим следом за лопастным вентилятором на едином валу, генератором водяной аэрозоли служит любой из вентиляторов. Пленка воды на лопастях вентиляторов обдувается потоками воздуха с двух направлений, причем периферийный поток, создаваемый центробежным вентилятором имеет скорость на порядок выше, чем фронтальный поток; для отсечения капель воды из потока выходного воздуха за центробежным вентилятором, на едином валу, крепятся кольца с сетчатым заполнением, которые вращаются вместе с вентиляторами; концы колец опущены в желоб, капли воды в воздушном потоке перехватываются сетчатыми кольцами и центробежными силами сбрасываются в желоб. Дополнительные лопатки, крепящиеся к кольцам и опущенные в желоб, позволяют создать избыточное давление в желобе для возврата неиспарившейся воды в исходный танк. Повторное использование охлажденной воды усиливает эффект охлаждения. Кроме основной функции сеточных колец - захвата капель воды из воздушного потока, они так же выполняют функцию очистки воздуха, перехватывая твердые смоченные частицы из воздуха.
П редлагаемое устройство для кондиционирования воздуха имеет следующие отличительные черты от прототипа (US 7677054): на одном валу за осевым вентилятором располагается центробежный вентилятор, позволяющий резко поднять скорость обдува капель и смоченных поверхностей. Для перехвата воды используются также прикрепленные к этому же валу либо кольца с сеточной структурой, либо перекрывающиеся лопасти вентилятора. Концы колец, либо концы лопастей находятся в желобе, служащего для сбора неиспарившейся воды.
Использование сеточных колец, как и перекрывающихся лопастей для перехвата капель не снижают скорость потока воздуха, что обеспечивает хорошую производительность. Дополнительно сетчатые структуры лопастей и колец эффективно очищают воздух от запахов и частиц.
Дополнительные лопатки, крепящиеся поверху к кольцам и опущенные в желоб, позволяют создать избыточное давление в желобе для возврата
неиспарившейся воды в исходный танк. Повторное использование охлажденной воды усиливает эффект охлаждения.
Вместо колец с сетчатым заполнением, могут использоваться
перекрывающиеся лопасти еще одного осевого вентилятора, стоящего следом за центробежным. Эти лопасти также могут служить для целей перехвата капел ь воды из воздуха на выходе. Концы этих лопастей также опущены в желоб. Для создания избыточного давления и автоматического возврата неиспарившейся воды в исходный танк к концам этих лопастей могут быть присоединены дополнительн ые лопатки
Краткое описание чертежей
Изобретение поясняется чертежами (во всех случаях использованы
аксонометрические изображения), на которых представлены :
Фиг.1 - к валу 1, на котором находится двигатель (двигатель не показан) и который имеет возможность свободно вращаться на подшипниках 2, крепится остов устройства 3, внутрь остова пропущен водоподводящий трубопровод 4.
Фиг. 2 - к остову крепятся лопасти 5 осевого вентилятора (расположение лопастей показано для вращения против часовой стрелки) и лопасти центробежного
вентилятора 6, за которыми установлено устройство для захвата воды 7,
представляющее собой круги с сеточной структурой, при этом форма кругов может быть различной, включая конусную.
Фиг. 3 - к основанию 8 крепятся корпус 9, желоб 10, подшипники 2, исходный 11 и
накопительный 12 танки; отстойник 17, вентиль регулировки подачи воды 18, вентиль отключения сбора воды 19 Фиг. 4 - показаны варианты замены цельных лопастей 6 на лопасти 13 со сквозными отверстиями (в частности, с сеточной структурой), при этом форма этих лопастей может быть любой, а устройство для захвата неиспарившейся воды 7 представлено в виде перекрывающихся цельных лопастей 14.
Фиг. 5 - показаны лопатки 15, установленные на концах лопастей 14 и создающих избыточное давление в желобе 10.
Фиг. 6 - возвратный трубопровод 16 служит для возврата неиспарившейся воды в исходный танк 11. Желоб 10 для конструкции с лопатками 15 может иметь смещение относительно оси вала 1.
Варианты осуществления изобретения
На фиг. 3 показано устройство, реализующее способ, в котором возврат
неиспользованной воды осуществляется переливом из накопительного танка 12 в исходный танк 11. Способ осуществляется следующим образом.
При вращении вала образуются два потока воздуха: фронтальный, создаваемый лопастным вентилятором и периферийный, создаваемый центробежным
вентилятором. Одновременно подается вода по трубопроводу 4. Подаваемая вода, попадая на вращающиеся поверхности лопастей, разбивается на мел кие капли, образует аэрозоль и смачивает лопасти. Смачиваемые поверхности лопастей, обдуваются обеими потоками воздуха. Скорость периферийного потока на порядок выше скорости фронтального потока (как показано ранее), смешении потоков вызывает турбулентность воздуха на смачиваемых поверхностях, что ведет к усиленному испарению воды и, соответственно, понижению температуры воздуха. При пересечении воздуха сетчатыми лопастями центробежного вентилятора происходит захват частиц из воздуха увлажненными структурами лопастей .
Устройство для кондиционирования воздуха содержит единый вал 1, имеющий возможность вращаться на подшипниках 2 (фиг. 1), к которому закреплен остов 3 (фиг. 1), внутрь остова подается вода по водоподводящему трубопроводу 4 (фиг. 1), на остов последовательно жестко крепятся лопасти осевого вентилятора 5 (фиг. 2), лопасти центробежного вентилятора 6 (фиг.2), обеспечивающие создание фронтального и периферийного потоков воздуха, а также кольца 7 (фиг. 2), с сетчатым заполнением для перехвата неиспарившейся воды; основание 8 (фиг. 3) служит для крепления корпуса 9 и подшипников 2 (фиг. 3) концы колец 7 опущены в желоб 10 (фиг. 3), это позволяет собирать неиспарившуюся воду: за счет центробежных сил вода с сеток колец сбрасывается в желоб. Неиспарившаяся вода из желоба 10 поступает в накопительный танк 12 (фиг. 3), откуда ее повторно можно использовать.
Вместо цельных лопастей 6 (фиг. 2), к остову 3 (фиг. 1) могут крепиться лопасти со сквозными отверстиями 13, например, сетчатые (фи г.4).
Вместо колец 7, к валу 1 могут крепиться перекрывающиеся лопасти 14 (фиг. 4), концы которых также опущены в желоб 10 и вы полняющих ту же водосборную функцию.
На фиг. 3 показано устройство, где к основанию 8 крепятся корпус 9, желоб 10, подшипники 2, исходный 1 1 и накопительный 12 танки; отстойник 17, вентиль регулировки подачи воды 18, вентиль отключения сбора воды 19
К кольцам 7 могут крепиться, опущенные в желоб 10, лопатки 15 (фиг. 5), которые при вращении вала 1 создают избыточное давление в желобе 10, в результате неиспарившаяся вода из желоба 10 по возвратному трубопроводу 16 а втоматически поступает в исходный танк 11 (фи г. 6).
Лопатки 15 могут крепиться к лопастям 14. Они выполняют ту же задачу:
автоматический возврат неиспарившейся воды за счет создания избыточного давления в желобе 10.
Распыленная вода на внутренних стен ках корпуса фронтальным потоком воздуха сдувается в желоб 10, откуда поступает либо в накопительный танк (фиг. 3), либо по возвратному трубопроводу в исходный танк (фиг. 6).
Для осаждения твердых частиц из воздуха используется отстойни к 17 (фиг.З). Для регулировки подачи воды и ее отключения служат соответственно вентили 18 и 19 (фиг.З).
В целях безопасности на входе и выходе устройства к корпусу крепятся защитные решетки (не показаны).
Промышленная применимость Изобретение использует энергосберегающую технологию и позволяет значительно снизить расход энергии на снижение температуры и получения комфортных условий в помещении. Одновременно устройство эффективно очищает воздух от пылевых частиц, дыма, бактерий, спор. Поднимает количество отрицательных ионов в воздухе. П ри испарении воды, одновременно с отбором тепла из окружающей среды, происходит понижение температуры воды, собирающейся в накопителе. Ци клическое
использование воды усиливает эффект охлаждения воздуха . Устройство позволяет поддерживать необходимую влажность в помещении. Может устанавл иваться в любом месте комнаты, иметь компактные размеры, устанавливаться на столе, может устанавливаться в автобусах в торговых центрах, может использоваться в теплицах и т.д.
Устройство позволяет эффективно очищать воздух от дыма в угольных котельных и в подобных производствах с высоким содержанием дыма в отработан ных газах.
Источники информаци и
1. https://www.skalpil.ru/other/1977-ylivanie-suhogo-vozduha-na-dyhanie.htnnl
2. http://chistvivozduh.ru/vozduh-i-zdorove/posledstviya-suhogo-vozduha-v- kvartire.htm
3. https://ru.wi kisource.org/wi ki/ЭСБЕ/Испарение
4. http://www.atlas-yakutia.ru/weather/2017/hum/moscow hum 2017. php
5. Автомобиль. Устройство, эксплуатация и ремонт. А. А. Милуш кин, Б. А. Надеждин, И.П . Плеханов, К. С. Шестопалов. Издательство. Транспорт. Москва. 1966

Claims

Формула изобретения
1. Способ кондицион ирования воздуха, использующий орошаемые поверхности с образован ием на них пленки воды, отл ичающееся тем, что внешний воздух разделяют на два потока - фронтальн ый и периферийный, и прогоняют через аэрозоль воды, при водя в конта кт с поверхностями находя щимися в движении, на которых находится пленка воды, а испарение воды ускоряют за счет турбулентности при смеш ивани и двух потоков и большой скорости периферийного потока.
2. Устройство для кондициони рования воздуха, вкл ючающее лопастной вентилятор, смачиваемые поверхности, корпус, в который помещен вентилятор, исходн ый та нк для воды, трубопровод подводящий воду, и отличающееся тем, что следом за лопастным вентилятором находится центробежн ый вентилятор на одном валу, при этом л юбой из вентиляторов служит генератором водяной аэрозоли, пленка воды на лопастях вентиляторов находится в зоне высоких скоростей потоков воздуха с двух
направлен ий, за центробежн ым вентилятором на еди ном валу крепятся кольца с сетчатым заполнен ием, имеющие возможность вращаться на еди ном валу с
вентиляторами; кон цы колец опущены в желоб, капли воды с сетки центробежными силами могут сбрасы ваться в желоб.
3. Устройство по п. 2, отл ичающееся тем, что лопасти центробежного вентил ятора имеют сквозн ые отверстия, на пример, сетчатую структуру.
4. Устройство по п. 2, отл ичающееся тем, что уловителем неиспарившихся ка пель воды служат перекрывающиеся лопасти еще одного лопастного вентилятора, стоящего после центробежного вентилятора, вращающегося на едином валу с обоими вентиляторами, капли воды сбрасыва ются в желоб, в который опущен ы концы лопастей .
5. Устройство по п. 4, отл ичающееся тем, что лопасти последнего вентилятора снабжены лопатками, образуя еще один центробежный вентилятор, п ри этом избыток воды из желоба возвращается в исходный та нк давлением, создающимся
центробежн ым вентилятором.
PCT/IB2019/051153 2018-02-16 2019-02-13 Способ кондиционирования воздуха и устройство, реализующее способ WO2019159069A1 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
UZ1800069 2018-02-16
UZIAP20180069 2018-02-16

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2019159069A1 true WO2019159069A1 (ru) 2019-08-22

Family

ID=67620998

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/IB2019/051153 WO2019159069A1 (ru) 2018-02-16 2019-02-13 Способ кондиционирования воздуха и устройство, реализующее способ

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2019159069A1 (ru)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111156605A (zh) * 2020-03-02 2020-05-15 青岛海尔空调器有限总公司 风扇装置及其控制方法和控制装置
CN111928379A (zh) * 2020-09-15 2020-11-13 长虹美菱股份有限公司 一种具有除螨功能的净化器及控制方法
CN113091168A (zh) * 2021-05-12 2021-07-09 河南黎明重工科技股份有限公司 自清洁离心式除湿机
CN114452738A (zh) * 2022-01-17 2022-05-10 呼和浩特科林热电有限责任公司 一种火电厂用烟气排放治理装置

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1439319A (en) * 1921-06-09 1922-12-19 Bertram M Mills Humidifier
SU794317A2 (ru) * 1979-01-29 1981-01-07 Научно-Исследовательскийинститут Санитарной Техники Иоборудования Зданий И Сооружений Устройство дл увлажнени ВОздуХА
JP2000033215A (ja) * 1998-07-15 2000-02-02 Nec Home Electronics Ltd ミスト発生装置
JP2001046922A (ja) * 1999-08-09 2001-02-20 Shimazaki Seisakusho:Kk 横型ドライミスト発生装置
WO2001026447A1 (en) * 1999-10-15 2001-04-19 Sang Bok Oh Humidifier
JP2005233575A (ja) * 2004-02-23 2005-09-02 Sera Corp:Kk ミスト発生装置
JP2014217810A (ja) * 2013-05-09 2014-11-20 株式会社コロナ ミスト発生装置

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1439319A (en) * 1921-06-09 1922-12-19 Bertram M Mills Humidifier
SU794317A2 (ru) * 1979-01-29 1981-01-07 Научно-Исследовательскийинститут Санитарной Техники Иоборудования Зданий И Сооружений Устройство дл увлажнени ВОздуХА
JP2000033215A (ja) * 1998-07-15 2000-02-02 Nec Home Electronics Ltd ミスト発生装置
JP2001046922A (ja) * 1999-08-09 2001-02-20 Shimazaki Seisakusho:Kk 横型ドライミスト発生装置
WO2001026447A1 (en) * 1999-10-15 2001-04-19 Sang Bok Oh Humidifier
JP2005233575A (ja) * 2004-02-23 2005-09-02 Sera Corp:Kk ミスト発生装置
JP2014217810A (ja) * 2013-05-09 2014-11-20 株式会社コロナ ミスト発生装置

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111156605A (zh) * 2020-03-02 2020-05-15 青岛海尔空调器有限总公司 风扇装置及其控制方法和控制装置
CN111928379A (zh) * 2020-09-15 2020-11-13 长虹美菱股份有限公司 一种具有除螨功能的净化器及控制方法
CN111928379B (zh) * 2020-09-15 2024-03-12 长虹美菱股份有限公司 一种具有除螨功能的净化器及控制方法
CN113091168A (zh) * 2021-05-12 2021-07-09 河南黎明重工科技股份有限公司 自清洁离心式除湿机
CN114452738A (zh) * 2022-01-17 2022-05-10 呼和浩特科林热电有限责任公司 一种火电厂用烟气排放治理装置
CN114452738B (zh) * 2022-01-17 2023-08-18 呼和浩特科林热电有限责任公司 一种火电厂用烟气排放治理装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2019159069A1 (ru) Способ кондиционирования воздуха и устройство, реализующее способ
CN108571788B (zh) 一种除湿机及控制方法
CN105003989A (zh) 一种空气调节装置
CN203642416U (zh) 相变冷却节能系统
CN105258220A (zh) 一种一体式空调系统
CN204787003U (zh) 一种空气加湿器
KR101917819B1 (ko) 냉-난방 및 공기청정 기능을 갖는 제습기
CN203615498U (zh) 一种除湿机
CN104142010B (zh) 相变冷却节能系统
CN103742978B (zh) 一种具有旋转出风口且能驱蚊的空调
CN209556438U (zh) 一种微气候调节亭
CN202547049U (zh) 带冷凝水回收装置的空气加湿器
JP2020193754A (ja) 冷房用外気取り入れ装置
CN207555737U (zh) 空气处理装置和具有其的空调室内机、空调室外机
CN105605689B (zh) 一种空气处理装置及其控制方法
JPH0762534B2 (ja) 負イオン空気発生装置
CN2655099Y (zh) 空调冷凝水雾化器
CN205261738U (zh) 一种一体式空调系统
CN103742981A (zh) 具有旋转出风口且能驱蚊的空调
Senthilkumar et al. Application of Taguchi method for the optimization of system parameters of centrifugal evaporative air cooler
CN205825295U (zh) 一、二次风同进风口的间接水蒸发冷却降温系统
CN2373703Y (zh) 电梯用空调器
CN207555738U (zh) 空调器的空气处理装置、空调室内机及空调室外机
CN203857652U (zh) 高效空调除水器
CN210638169U (zh) 用于柜式空调室内机的换热器和柜式空调室内机

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 19755007

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 19755007

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1