СПОСОБ КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ ВОЗДУХА С ИЗВЛЕЧЕНИЕМ ВОДЫ ИЗ АТМОСФЕРЫ ДЛЯ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

СПОСОБ КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ ВОЗДУХА С ИЗВЛЕЧЕНИЕМ ВОДЫ ИЗ АТМОСФЕРЫ ДЛЯ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ


RU (11) 2278790 (13) C1

(51) МПК
B60H 3/00 (2006.01)
B60H 1/32 (2006.01)
F24F 5/00 (2006.01) 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 25.10.2007 - действует 

--------------------------------------------------------------------------------

Документ: В формате PDF 
(14) Дата публикации: 2006.06.27 
(21) Регистрационный номер заявки: 2005102518/11 
(22) Дата подачи заявки: 2005.02.03 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 2005.02.03 
(45) Опубликовано: 2006.06.27 
(56) Аналоги изобретения: RU 2205109 C1, 27.05.2003. SU 887278 A, 07.12.1981. RU 2182085 C2, 10.05.2002. US 4450900 A, 29.05.1984. FR 2571314 A1, 11.04.1986. 
(72) Имя изобретателя: Крюковский Владимир Николаевич (RU); Маляренко Лариса Георгиевна (RU); Поздняков Сергей Алексеевич (RU); Зубакин Алексей Николаевич (RU); Тарасова Татьяна Николаевна (RU) 
(73) Имя патентообладателя: Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственная фирма "СПРИНГ" (ООО НПФ "СПРИНГ") (RU) 
(98) Адрес для переписки: 103055, Москва, ул. Тихвинская, 3, кв.66, В.Н. Крюковскому 

(54) СПОСОБ КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ ВОЗДУХА С ИЗВЛЕЧЕНИЕМ ВОДЫ ИЗ АТМОСФЕРЫ ДЛЯ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
Изобретение относится к машиностроению, конкретно к системам кондиционирования воздуха. Способ заключается в подаче воздуха, охлаждении его до температуры ниже точки росы с конденсацией, выделением, накоплением, очищением и обогащением конденсата. Кондиционирование осуществляется до нормируемых параметров с одновременной высадкой конденсата. Отделение конденсата из поступающего потока атмосферного воздуха осуществляют путем увеличения сечения входного канала теплообменника-испарителя 2 относительно поперечного сечения входного канала испарительного блока кондиционера 1 с учетом значения величины 1/cos , где - угол наклона входной поверхности теплообменника-испарителя к плоскости поперечного сечения входного канала испарительного блока кондиционера, причем 0°< <90°, и торможения потока при прохождении через теплообменник-испаритель. Конденсат очищают и минерализуют под давлением до 1 бара. Устройство содержит испарительный блок кондиционера, состоящий из вентилятора, теплообменника-испарителя и поддона, влагосборник, блок фильтрации и насыщения конденсата. Теплообменник-испаритель, расположенный перед вентилятором, установлен под углом 0°< <90° к направлению входного канала испарительного блока кондиционера, а на выходе теплообменника-испарителя вплотную закреплена мелкоячеистая сетка. В качестве блока фильтрации и насыщения конденсата использован минерализатор. Техническим результатом является создание требуемого микроклимата в салоне транспортного средства с одновременным получением воды из атмосферного воздуха в количествах, достаточных для практического применения. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 1 ил. 




ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ


Изобретение относится к оборудованию транспортных средств, а именно к кондиционерам, обеспечивающим требуемый микроклимат в салоне транспортного средства и получение воды из атмосферного воздуха в регионах с жарким климатом и дефицитом воды.

Известна установка для кондиционирования воздуха в транспортном средстве и способ ее работы [1]. Установка для кондиционирования воздуха в транспортном средстве содержит узел подачи наружного воздуха, испаритель-теплообменник, сепаратор влаги, где отделяются укрупненные капли воды и по трубопроводу сливаются во влагосборник. Установка снабжена системой управления.

Способ работы установки заключается в подаче в теплообменник воздуха, охлаждении его до точки росы с образованием паро-воздушной смеси, разделении ее на охлажденный воздух, направляемый в кабину транспортного средства, и дистиллят, сливаемый в специальную емкость. Система управления регулирует подачу воздуха в зависимости от температуры в кабине транспортного средства.

Недостатком данного изобретения является малое количество получаемого дистиллята, недостаточное для его практического применения.

Наиболее близким техническим решением к заявленному по совокупности существенных признаков является способ кондиционирования воздуха для транспортного средства и устройство для его осуществления [2]. Способ кондиционирования воздуха заключается в охлаждении воздуха в двух режимах: собственно кондиционирования и кондиционирования с повышенной высадкой дистиллята в условиях повышенной влажности наружного воздуха, охлаждении его до температуры ниже точки росы. Переход с первого режима на второй производится увеличением расхода подаваемого воздуха не менее чем в два раза, отделение дистиллята осуществляют изменением направления потока охлажденного воздуха, сопровождающимся уменьшением его скорости, кроме того, накопленный дистиллят очищают и обогащают до получения воды требуемого качества.

Устройство кондиционирования воздуха снабжено датчиками температуры и влажности наружного воздуха, системой управления, испарителем-теплообменником и сепаратором, размещенным в корпусе. Сепаратор дистиллята выполнен в виде пластины, один конец которой закреплен на верхней части корпуса вблизи испарителя-теплообменника и установлен под углом к направлению воздушного выброса испарителя-теплообменника с возможностью изменения этого угла. Поддон для сбора дистиллята расположен в нижней части корпуса и соединен с влагосборником дистиллята, выполненным в виде накопительной емкости с датчиком уровня дистиллята, подключенным к системе управления. Кроме того, устройство может содержать средства фильтрации и насыщения дистиллята, состоящие не менее чем из трех секций, которые представляют собой картриджи с различными засыпками,

Недостатком данного изобретения является то, что устройство не гарантирует полноту конденсации насыщенного пара в межреберном пространстве испарителя-теплообменника.

Целью предлагаемого изобретения является получение кондиционированного воздуха, обеспечивающего требуемый международными стандартами микроклимат в салоне транспортного средства с одновременным эффективным извлечением воды из атмосферного воздуха и преобразованием ее в воду питьевого качества в количествах, достаточных для практического применения в регионах с жарким климатом при оптимальных габаритах кондиционера.

Указанная цель достигается тем, что в способе кондиционирования воздуха с извлечением воды из атмосферы для транспортного средства, заключающемся в подаче воздуха, охлаждении его до температуры ниже точки росы с конденсацией, выделением, накоплением, очищением и обогащением конденсата, кондиционирование воздуха салона транспортного средства до нормируемых параметров производят с одновременной высадкой конденсата, при этом отделение конденсата из поступающего потока атмосферного воздуха осуществляют путем увеличения сечения входного канала теплообменника-испарителя 2 относительно поперечного сечения входного канала испарительного блока 1 с учетом значения величины 1/cos , где - угол наклона входной поверхности теплообменника-испарителя к плоскости поперечного сечения входного канала испарительного блока, причем 0°< <90°, и торможения потока при прохождении через теплообменник-испаритель.

Кроме того, конденсат может быть очищен и минерализован под давлением до 1 бара.

Известно [3], что условием эффективной конденсации насыщенного и даже перенасыщенного пара является присутствие центров конденсации (газовых ионов, пылинок). Если центры конденсации отсутствуют, то конденсация пара начинается в местах уплотнений вещества, имеющих характер флуктуаций, т.е. скопление значительного числа молекул. Малая вероятность подобных флуктуаций обуславливает задержку конденсации и, как следствие, снижает полноту (эффективность) перехода пара в жидкую фазу. Количественной мерой вероятности малых флуктуации величины плотности в макроскопической системе является работа А, которую необходимо совершить над системой для изменения плотности на величину . Величину А можно представить как изменение потенциальной энергии системы при ее перемещении в некотором силовом поле. Мерой флуктуации плотности является средний квадрат разности , где - истинное значение величины плотности, - среднее ее значение, - называемой квадратичной флуктуацией плотности.

Плотность =1/Vo=m/V, где

m - масса заключенная в объеме V, в котором происходит флуктуация,

Vo - удельный объем.

Квадратичная флуктуация плотности:



где =1/Vo·(dVo/dP) - изотермическая сжимаемость вещества,

Т - температура системы, k - постоянная Больцмана, Р - давление.

В соответствии с уравнением, определяющим скорость течения газа (влажного воздуха) в сечении , отстающем от входа на расстоянии х [4]:

1/ ( 2-с2)·d /dx=с2/ ·d /dx,

где с - местная скорость звука в расширяющемся канале.

Когда d /dx>0 (при <с) величина d /dx<0, т.е. течение газа (влажного воздуха) является замедленным и, следовательно, в расширяющейся части канала газ (влажный воздух) сжимается, давление его возрастает, а скорость убывает, т.е. кинетическая энергия газа влажного воздуха преобразуется в потенциальную энергию давления. Последнее обстоятельство создает условия для образования флуктуации плотности газа (влажного воздуха) [4, 5].

Предложенный способ кондиционирования воздуха с извлечением воды из атмосферы для транспортного средства реализуется устройством, содержащим испарительный блок, состоящий из вентилятора, теплообменника-испарителя и поддона, влагосборник, блок фильтрации и насыщения конденсата, при этом теплообменник-испаритель расположенный перед вентилятором, установлен под углом 0°< <90° к направлению входного канала испарительного блока кондиционера, а на выходе теплообменника-испарителя вплотную закреплена мелкоячеистая сетка. Кроме того, в качестве блока фильтрации и насыщения может быть использован минерализатор.

Расположение теплообменника-испарителя под углом к входному сечению канала испарительного блока позволяет использовать теплообменник-испаритель с большим входным сечением и установка мелкоячеистой сетки на его выходе ведет к более эффективному выделению конденсата при сохранении заданных габаритов кондиционера. Если формы сечений входного канала испарительного блока 1 и входного канала теплообменника-испарителя 2 одинаковы, то 2= 1/cos .

Изобретение поясняется чертежом, где схематично изображено устройство, реализующее способ кондиционирования воздуха с извлечением воды из атмосферы для транспортного средства.

Устройство содержит компрессор 1 для сжатия газообразного хладагента, конденсатор 2, ресивер 3, испарительный блок 4, включающий теплообменник-испаритель 5 с термостатом 6, терморегулируемым вентилем 7 и мелкоячеистой сеткой 8, вентилятор 9. Нижняя часть испарительного блока снабжена поддоном 10 для сбора конденсата. Поддон соединен с накопительной емкостью 11 и далее через помпу 12 с блоком фильтрации и насыщения 13. Устройство снабжено вентилем 14 для слива воды питьевого качества.

Устройство работает следующим образом. При включении кондиционера наружный атмосферный воздух, нагнетаемый вентилятором 9, поступает в теплообменник-испаритель 5, где охлаждается до температуры ниже точки росы и тормозится с эффективной высадкой конденсата. Отбор конденсата унесенного потоком охлажденного воздуха производится мелкоячеистой сеткой 8. Охлажденный воздух идет на выход испарительного блока 4 и поступает в салон транспортного средства. Конденсат попадает в поддон 10 и далее через накопительную емкость 11, помпу 12 под давлением направляется в блок фильтрации и насыщения 13, в качестве которого может быть использован стандартный минерализатор. Слив воды питьевого качества осуществляют вентилем 14.

Опытный образец устройства предлагаемого кондиционера изготовлен и прошел испытания, показав высокую эффективность получения воды питьевого качества и обеспечив требуемый международными стандартами микроклимат в салоне транспортного средства.

Источники информации

1. Ю.Н.Колин, В.И.Прохоров и др. Установка для кондиционирования воздуха. А.с. СССР №914330, опубл. 23.03.82, Бюлл. №11.

2. П.Б.Баум, А.В.Крюковский и др. Способ кондиционирования воздуха для транспортного средства и устройство для его осуществления. Патент РФ №2205109, опубл. 27.05.2003 г., Бюлл. - №15.

3. Б.М.Яворский, А.А.Детлаф. Справочник по физике. М., Наука, 1971 г., стр.237-239, 251.

4. М.П.Вукалович, И.И.Новиков. Термодинамика. М., Машиностроение, 1972 г., стр.232-233; 297, 302-312.

5. Л.Г.Лойцянский. Механика жидкости и газа. М., Наука, 1972 г., стр.118-124; 140-150; 280-294.




ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ


1. Способ кондиционирования воздуха с извлечением воды из атмосферы для транспортного средства, заключающийся в подаче воздуха, охлаждении его до температуры ниже температуры точки росы с конденсацией, выделением, накоплением, очищением и обогащением конденсата, отличающийся тем, что осуществляется кондиционирование воздуха салона транспортного средства до нормируемых параметров с одновременной высадкой конденсата, при этом отделение конденсата из поступающего потока атмосферного воздуха осуществляют путем увеличения сечения входного канала теплообменника-испарителя 2 относительно поперечного сечения входного канала испарительного блока кондиционера 1 с учетом значения величины 1/cos , где - угол наклона входной поверхности теплообменника-испарителя к плоскости поперечного сечения входного канала испарительного блока кондиционера, причем 0°< <90 , и торможения потока при прохождении через теплообменник-испаритель.

2. Способ кондиционирования воздуха с извлечением воды из атмосферы для транспортного средства по п.1, отличающийся тем, что конденсат очищают и минерализуют под давлением до 1 бара.

3. Устройство кондиционирования воздуха с извлечением воды из атмосферы для транспортного средства, содержащее испарительный блок кондиционера, состоящий из вентилятора, теплообменника-испарителя и поддона, влагосборник, блок фильтрации и насыщения конденсата, отличающееся тем, что теплообменник-испаритель, расположенный перед вентилятором, установлен под углом 0°< <90° к направлению входного канала испарительного блока кондиционера, а на выходе теплообменника-испарителя вплотную закреплена мелкоячеистая сетка.

4. Устройство кондиционирования воздуха с извлечением воды из атмосферы для транспортного средства по п.3, отличающееся тем, что в качестве блока фильтрации и насыщения конденсата может быть использован минерализатор.




ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал
Воздухо- и водоочистка. Опреснительные установки






СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "и" означает, что будут найдены только те страницы, где встречается каждое из ключевых слов. Например, при запросе "очистка воды" будет найдено словосочетание "очистка воды". При использовании режима "или" результатом поиска будут все страницы, где встречается хотя бы одно ключевое слово ("очистка" или "воды").

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+очистка -воды".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "сток" будут найдены слова "стоков", "стоки" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу "сток!".


Устройства и способы водоочистки | Опреснительные установки. Дистилляторы | Устройства и способы воздухоочистки


Рейтинг@Mail.ru