Воздухоохладитель

 

Использование: в технике кондиционирования воздуха в транспортных установках кондиционирования воздуха. Сущность изобретения: панель воздухоохладителя снабжена распределителем охлажденного воздуха, выполненным с ней заодно, полостью, в которой размещена съемная емкость с питьевой водой, и двумя воздушными каналами, обеспечивающими подачу из распределителя части охлажденного воздуха на охлаждение питьевой воды. Съемная емкость с питьевой водой размещена в полости с образованием щелевого канала, протекая по которому охлажденный воздух, в результате теплообмена со стенками съемной емкости, понижает ее температуру и температуру находящейся в ней воды. При отсутствии в полости съемной емкости, выход одного из воздушных каналов перекрывается клапанным устройством, запорный элемент которого взаимодействует со съемной емкостью. Распределитель охлажденного воздуха снабжен патрубками, что позволяет подавать, используя воздуховоды, охлажденный воздух в различных направлениях, непосредственно к местам размещения его потребителей. Это существенно уменьшает необходимую холодопроизводительность воздухоохладителя и следовательно, его массу, габариты и энергопотребление. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к холодильной технике, а более конкретно к воздухоохладителям установок кондиционирования воздуха.

Известен воздухоохладитель холодильных камер, в корпусе которого размещены оребренный испаритель, терморегулирующий вентиль и вентилятор с выпускным патрубком [1].

Известен также воздухоохладитель кондиционера воздуха, содержащий корпус, имеющий прикрепленную к нему панель с патрубком отвода охлажденного воздуха, и размещенные в корпусе оребренный испаритель, терморегулирующий вентиль, вентилятор с выпускным патрубком и распределитель рециркулируемого воздуха [2].

Недостатками этого воздухоохладителя являются ограниченные функциональные возможности, сравнительно большие габариты и масса, что обусловлено ориентацией его конструкции на объемное кондиционирование воздуха, при котором необходимо компенсировать не только тепловыделения людей, но и теплоприток к конструктивным элементам кондиционируемого помещения.

Техническая задача изобретения - создание воздухоохладителя для транспортных средств с расширенными функциональными возможностями, меньшими массой, габаритами и энергопотреблением.

Для решения указанной технической задачи в известном воздухоохладителе, содержащем корпус, имеющий прикрепленную к нему панель, и размещенные в нем оребренный испаритель, терморегулирующий вентиль и вентилятор с выпускным патрубком, согласно изобретению, панель дополнительно снабжена распределителем охлажденного воздуха, изготовленного с ней заодно, полостью, выполненной в виде теплоизолированного прямоугольного кожуха, прикрепленного к этой панеле с ее внешней стороны, съемной емкостью, размещенной в указанной полости с возможностью охлаждения ее воздухом, щелевым воздушным каналом, образованным одной стенкой съемной емкости и панелью и второй стенкой съемной емкости и внутренней стенкой теплоизолированного прямоугольного кожуха, воздушным прямоугольным каналом, выполненным в виде коробки, прикрепленной к панеле со стороны обращенной к корпусу, причем вход этого канала гидравлически подключен к распределителю охлажденного воздуха посредством вспомогательного воздушного канала, изготовленного заодно с панелью, а выход - к щелевому воздушному каналу посредством отверстий, выполненных в панеле, и клапанным устройством, установленным на выходе воздушного прямоугольного канала с возможностью взаимодействия его запорного элемента со съемной емкостью; съемная емкость присоединена к панели посредством клиновидных кронштейнов и скоб, причем клиновидные кронштейны выполнены заодно с теплоизолированным прямоугольным кожухом, а скобы - заодно со съемной емкостью; между съемной емкостью и панелью, а также между съемной емкостью и теплоизолированным прямоугольным кожухом установлены дистанционные прокладки, прикрепленные соответственно к панели и теплоизолированному прямоугольному кожуху; выпускной патрубок вентилятора гидравлически присоединен к распределителю охлажденного воздуха, например, путем крепления его к панели со стороны, обращенной во внутрь корпуса воздухоохладителя.

Введение в воздухоохладитель распределителя охлажденного воздуха и охлаждаемой съемной емкости для питьевой воды существенно расширяет его функциональные возможности, уменьшает массу, габариты и энергопотребление.

Размещение в воздухоохладителе охлаждаемой съемной емкости с питьевой водой значительно сокращает ее расход, что позволяет либо снизить ее количество на транспортном средстве, либо увеличить его пробег без пополнения запасов воды. Это имеет важное значение для регионов с жарким климатом и ограниченными ресурсами пресной воды.

Наличие у воздухоохладителя распределителя охлажденного воздуха позволяет использовать его как традиционно - для объемного кондиционирования воздуха в обитаемом отсеке транспортного средства, так и, например, для кондиционирования воздуха в объеме, непосредственно примыкающем к человеку, присоединив к нему для этого трассу раздачи охлажденного воздуха. В этом случае существенно уменьшается необходимая холодопроизводительность воздухоохладителя, поскольку снимаются в основном тепловыделения человека, а не конструктивных элементов обитаемого отсека, как это имеет место при объемном кондиционировании воздуха. Это обстоятельство и приводит к уменьшению массы, габаритов и энергопотребления не только воздухоохладителя, но и кондиционера воздуха в целом.

На фиг. 1 - 3 схематично изображен предлагаемый воздухоохладитель, общий вид.

Воздухоохладитель имеет корпус 1 (фиг. 1), панель 2, поддон 3 для сбора конденсата и стенки 4, 5, 6. В корпусе 1 размещены центробежный вентилятор 7 с выпускным патрубком 8 (фиг. 2) и гидравлически последовательно включенные по ходу движения хладагента терморегулирующий вентиль (ТРВ) 9 и оребренный испаритель 10. Вход ТРВ 9 трубопроводом 11 присоединен к штуцеру 12, а выход оребренного испарителя 10 - трубопроводом 13 к штуцеру 14. Штуцера 12,14 закреплены на стенке 4.

Для расширения функциональных возможностей воздухоохладителя его панель 2 дополнительно снабжена распределителем охлажденного воздуха 15, выполненным с ней заодно, полостью 16 с размещенной в ней съемной емкостью 17 для питьевой воды, воздушным прямоугольным каналом 18, вход которого гидравлически подключен к распределителю охлажденного воздуха 15 вспомогательным воздушным каналом 19, изготовленным с панелью 2 заодно.

Полость 16 образованна теплоизолированным прямоугольным кожухом 20, прикрепленным к панели 2 с ее внешней стороны. Съемная емкость 17 размещена в этой полости 16 с образованием щелевого воздушного канала 21 между одной ее стенкой и внешней стенкой панели 2, а также между другой ее стенкой и внутренней стенкой теплоизолированного прямоугольного кожуха 20. Необходимая высота щелевого воздушного канала 21 обеспечивается дистанционными прокладками 22, закрепленными на панеле 2 и теплоизолированном прямоугольном кожухе 20. Съемная емкость 17 крепится в полости 16 посредством скоб 23 (фиг. 3), изготовленных с ней заодно, и клиновидных кронштейнов 24, выполненных заодно с теплоизолированным прямоугольным кожухом 20.

Воздушный прямоугольный канал 18 выполнен в виде коробчатого кожуха 25, прикрепленного к панеле 2 на ее внутренней стороне. На выходе этого канала 18 установлено клапанное устройство, запорный элемент 26 которого через толкатель 27 взаимодействует со съемной емкостью 17. Седлом запорного элемента 26 служит участок панели 2 с отверстиями 28 в ней, обеспечивающими гидравлическое подключение входа щелевого воздушного канала 21 к выходу воздушного прямоугольного канала 18.

Распределитель охлажденного воздуха 15 состоит из приемной полости 29, к которой гидравлически присоединен закрепленный на панеле 2 выпускной патрубок 8 центробежного вентилятора 7, патрубков 30, 31 с калиброванными проходными сечениями входных участков 32, 33 и входного окна 34 вспомогательного воздушного канала 19.

Площади сечений входных участков 32 и 33 подбирают, исходя из требуемого соотношения расходов охлажденного воздуха, через патрубки 30 и 31, а площадь сечения окна 34 - из максимально допустимого отбора охлажденного воздуха на охлаждение питьевой воды. Меньший расход воздуха на охлаждение питьевой воды обеспечивают уменьшением длины толкателя 27.

Работает воздухоохладитель следующим образом. Сжиженный хладагент под высоким давлением подают через штуцер 12 по трубопроводу 11 на вход ТРВ 9, в котором он изоэнтальпийно расширяется с понижением температуры и переходом в двухфазное состояние типа жидкость-пар и в таком состоянии поступает в оребренный испаритель 10, в котором его жидкая фаза кипит, охлаждая и частично осушая воздух в межреберном пространстве оребренного испарителя 10, и затем он в виде перегретого пара по трубопроводу 13 и штуцеру 14 выводится из воздухоохладителя.

Одновременно с подачей в воздухоохладитель хладагента включают его центробежный вентилятор 7, который прокачивает через межреберное пространство оребренного испарителя 10 воздух. При этом воздух охлаждается с частичной конденсацией содержащихся в нем паров воды. Конденсат воды накапливается на ребрах, стекает в поддон 3 и затем отводится во внешнюю среду или в накопительную емкость. Охлажденный и частично осушенный воздух по выпускному патрубку 8 центробежного вентилятора 7 подается в приемную полость 29 распределителя охлажденного воздуха 15, из которой через патрубки 32 и 33 большая его часть отводится потребителям транспортного средства, а меньшая, примерно около 5%, используется для охлаждения питьевой воды. Эта последняя часть воздуха отбирается через входное окно 34 и по вспомогательному воздушному каналу 19 поступает в воздушный прямоугольный канал 18 и затем через клапанное устройство и отверстия 28 подается на вход щелевого воздушного канала 21. Протекая по этому каналу, воздух, в результате теплообмена со съемной емкостью 17, охлаждает находящуюся в ней питьевую воду. После выхода этого воздуха из щелевого воздушного канала 21 им образуется воздушная завеса, которая уменьшает приток тепла к съемной емкости 17.

При отсутствии в полости 16 съемной емкости 17 запорный элемент 26 клапанного устройства прижимается пружиной к панеле 2, перекрывая тем самым отверстия 28. Охлажденный воздух перестает поступать в полость 16.

Описанный воздухоохладитель позволяет охлаждать питьевую воду, благодаря чему сокращается ее расход и повышается комфортность пребывания людей в транспортном средстве. Причем этот эффект достигнут без усложнения холодильного контура что не приводит к снижению надежности работы воздухоохладителя. Установка в воздухоохладитель распределителя охлажденного воздуха расширяет типы транспортных средств, на которых может он эксплуатироваться, поскольку его можно использовать как для объемного кондиционирования воздуха, так и в сочетании с трассой раздачи охлажденного воздуха. В последнем случае существенно снижается необходимая холодопроизводительность, так как возможно охлаждение пространства в непосредственной близости человека, что приводит к уменьшении массы, габаритов и энергопотребления как воздухоохладителя, так и кондиционера в целом.

Опытные образцы воздухоохладителя изготовлены и проходят испытания в составе транспортных средств.

Формула изобретения

1. Воздухоохладитель, содержащий корпус и прикрепленную к нему панель, а также размещенные в корпусе оребренный испаритель, терморегулирующий вентиль и вентилятор с выпускным патрубком, отличающийся тем, что панель дополнительно снабжена распределителем охлажденного воздуха, изготовленным с ней заодно, полостью, выполненной в виде теплоизолированного прямоугольного кожуха, прикрепленного к ней с внешней стороны, объемной емкостью, установленной в указанной полости с возможностью ее охлаждения воздухом, щелевым воздушным каналом, образованным панелью и одной стенкой съемной емкости, а также внутренней стенкой теплоизолированного прямоугольного кожуха и другой стенкой съемной емкости, воздушным прямоугольным каналом, выполненным в виде прямоугольной коробки, прикрепленной к панели со стороны, обращенной к корпусу, причем вход этого воздушного прямоугольного канала гидравлически подключен к распределителю охлажденного воздуха посредством вспомогательного воздушного канала, выполненного заодно с панелью, а выход - к щелевому воздушному каналу посредством отверстий, выполненных в панели, и клапанным устройством, установленным на выходе воздушного прямоугольного канала с возможностью взаимодействия его запорного элемента со съемной емкостью.

2. Воздухоохладитель по п.1, отличающийся тем, что съемная емкость присоединена к панели посредством клиновидных кронштейнов и скоб, причем клиновидные кронштейны выполнены заодно с теплоизолированным прямоугольным кожухом, а скобы - заодно со съемной емкостью.

3. Воздухоохладитель по п. 1, отличающийся тем, что между съемной емкостью и панелью, а также между теплоизолированным прямоугольным кожухом и съемной емкостью установлены дистанционные прокладки, прикрепленные соответственно к панели и к теплоизолированному прямоугольному кожуху.

4. Воздухоохладитель по п.1, отличающийся тем, что выпускной патрубок вентилятора гидравлически присоединен к распределителю охлажденного воздуха, например, путем крепления его к панели со стороны, обращенной вовнутрь корпуса воздухоохладителя.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3