Устройство для осушения воздуха

(51) Г 25 В 21 ЛЬСТВУ К АВТОРСКОМ ВИДЕ ахони венное с теплофи циальное конс ического при ук- роельство СССР/02; 1978. Ж ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ПИСАНИЕ(71) Государстпеторс кое бюро зстроения(54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОСУШЕНИЯ ВОЗДУХА, содержащее основную термобатарею с холодными и горячими спаями, снабженными радиаторами, источник электроэнергии и автономную термобатарею, один из спаев которой имеет тепловой контакт с атмосферой, отличающееся тем, что, с целью обеспечения автоматического регулирования режима работы устройства, оно дополнитель но содержит позиционный регулятор напряжения, установленный между источником электроэнергии и основной термобатареей и подсоединенный к автономной термобатарее, второй спай которой установлен на радиаторе горячего спая основной термобатареи.51015 Изобретение относится к устройствам для осушения воздуха методом конденсации или вымораживания преимущественно в замкнутых объемах, например, контейнерах с приборами, где требуется глубокая осушка воздуха и поддержание заданной относительной влажности воздуха с высокой точностью.Известен термоэлектрический осушитель воздуха, содержащий термобатарею, теплопоглощающий радиатор, теплорассеивающий теплообменник, разделенный на секции. Для обеспечения возможности регулирования параметров осушителя при осушении воздуха расширительного бака трансформатора секции снабжены проушинами с резьбовыми отверстиями разного диаметра, через которые пропущены несущие шпильки. Конструкция позволяет раздвигать и сдвигать термоэлектрические секции по высоте бака, что позволяет регулировать количество осушаемого воздуха и степень осушения 11).Недостатками осушителя являются обеспечение возможности лишь грубого регулирования степени сушки воздуха в небольших пределах и сложность конструкции.Известно устройство для осушения воздуха, содержащее основную термобатарею с холодными и горячими спаями, снабженными радиаторами, источник электроэнергии и автономную термобатарею, один из спаев которой имеет тепловой контакт с атмосферой. Устройство позволяет в некоторых пределах регулировать относительную влажность воздуха на выходе из него за счет изменения количества воздуха, подсасываемого через регулируемое проходное сечение окна 2.Недостатком устройства является ограниченная область применения ввиду малого диапазона поддерживаемой относительной влажности воздуха, Устройство обеспечивает осушение воздуха до точки росы лишь выше 0 С, так как оно не работает в режиме оттаивания снега. Устройство конструктивно сложно: дополнительная термобатарея имеет механизм перемещения, окно с регулируемым проходным сечением, вентилятор, корпус. Кроме того, устройство недостаточно надежно ввиду наличия механически движущихся элементов. Цель изобретения - расширение диапазона поддерживаемой влажности воздуха, упрощение конструкции устройства и обеспечение автоматического регулирования режима его работы. Цель достигается тем, что известное устройство для осушения воздуха, содержащее основную термобатарею с холодными и горячими спаями, снабженными радиаторами, источник электроэнергии и автономную термобатарею, один из спаев которой имеет тепловой контакт с атмосферой, дополни 20 30 35 40 45 50 55 тельно содержит позиционный регулятор напряжения, установленный между источником электроэнергии и основной термобатареей и подсоединенный к автономной термобатарее, второй спай которой установлен на радиаторе горячего спая основной термобатареи.На чертеже изображено описываемое устройство.Устройство содержит основную термобатарею 1 с холодными спаями 2 и горячими спаями 3, каждый из которых снабжен радиаторами 4 и 5 соответственно, источниик электроэнергии 6, автономную термобатарею 7, со спаями 8 и 9, позиционный регулятор 10, напряжения компаратора 1 и 12, усилителя 13, задающего устройства 14, триггера 15 и усилителя 16 выпрямителя 17. Устройство работает следующим образом.В момент включения устройства температура окружающей среды равна температуре радиатора 4 и спаев 8, дополнительной термобатареи 7, размещенных на радиаторе 4. Термо-ЭДС, вырабатываемая термобатареей 7, а соответственно и выходной сигнал усилителя 13, пропорциональный разности температур между радиатором 4 и окружающей средой, равны нулю. Задающее устройство 14 вырабатывает эталонные напряжения 11 эт, и 1.э,.причем 1-эт ) )1.э, На входах компараторов 11 и 12 термо-ЭДС дополнительной термобатареи 7, усиленное усилителем 13 сравнивается с эталонными напряжениями 1. и Бэт, В момент включения усилителя 13 выходное напряжения Ц (фиг. 2 а) равно нулю и справедливо неравенство Цг ( Б ( 1.1 э, При выполнении этого условия выходные напряжения с компараторов 11 и 12 (1.1 и 11 г) соответственно равны 11 = 1, и 1.1 г = 0 (выход компаратора 11 соединен с 5-входом триггера 15, а выход компаратора 12 соединен с К-входом триггера 15. В момент включения 5 = 1 и К = 0 и триггер 15 устанавливается в единичное состояние Ц = 1. Выходной сигнал триггера 15 через усилитель мощности 16 поступает на управляемый выпрямитель 17. Ток основной термобатареи 1, определяемый состоянием управляемого выпрямителя 17, соответствует максимальному значению и работе основной термобатареи 1 в режиме охлаждения. Температура радиатора 4 понижается, при этом тепловая мощность, выделяемая термобатареей 1, поступает на радиатор 5, где рассеивается в окружающую среду или за счет конвективного движения воздуха, либо за счет принудительного обдува. При понижении температуры радиатора 4 ниже точки росы окружающего воздуха на его поверхности начинает конденсироваться влага в виде снега или капель. По мере понижения температуры теплопоглощающего ра1028971 Составитель Т. Юдина Редактор Л. Авраменко Техред И. Верес Корректор Г. Огар Заказ 4938/36 Тираж 530 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий13035, Москва, Ж - 35, Раушская наб д. 4/5 Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4диатора 4 на дополнительной термобатарее 7 растет термо-ЭДС, пропорциональная разности температур между температурой окружающей среды и температурой теплопоглощающего радиатора 4. Усиленный сигнал дополнительной термобатареи 7 сравнивается с эталонными напряжениями и, когда 1-"этт 1-)з ( 1.1 эт 1 компаратор 12 срабатывает и его выходной сигнал Б,а становится равным единице, при этом выходной сигнал компаратора 11 также равен единице, т,е, на входы КЯ триггера 15 поданы входные сигналы К = 1, 5 = 1. В результате сохраняется прежнее выходное состояние триггера 15, т,е. на выходе усилителя 16 остается высокий потенциал: через термобатарею 1 продолжает течь ток, термо-ЭДС дополнительной термобатареи 7 возрастает.Когда 1.),з11 вт 1 срабатывает компаратор 11, 1 ц = 0 на входе триггера 15 устанавливаются сигналы с = О, К = 1 и триггер 15 устанавливается в нулевое состоя ние. При этом управляемый выпрямитель 17 обесточивает основную термобатарею 1. Тем пература радиатора 4 начинает повышаться, как за счет перетекания тепла от радиатора 5 через термобатарею 1, так и за счет непосредственноьго теплообмена с окружающей средой, Идет процесс оттайки. Намороженный снег тает, и вода стекает в сливной коллектор (на чертеже не показан). При повышении температуры радиатора 4 термо-ЭДС дополнительной термобатареи 7 начинает уменьшаться. Когда Б . :13 зт, срабатывает компаратор 11, на входах КБ триггера 15 К =1, 5 = 1, и триггер сохраняет свое состояние. Продолжается процесс оттайки. Далее, когда Цз 4;Бэтт срабатывает компаратор 12, на входах КЯ триггера 15 Й = О,= 1 и триггер 15 устанавливается в единичное состояние. На выходе усилителя мощности 16 появляется высокий потенциал и управляемый выпрямитель 7 подает ток на термобатарею 1. Температура радиатора 4 начнет понижаться термо-ЭДС дополнительной термобатареи 7 увеличивается и цикл работы устройства повторяется,При каждом оттаивании удаляется часть сконденсированной влаги и точка росы воздуха в замкнутом объеме от цикла к циклу понижается, асимптотически приближаясь к заданной, и затем поддерживается на уровне, опРеделиемом величиной 1 Звт 1. ПРи этом время намораживания, и, следовательно,5 10 15 20 25 30 35 40 45 время цикла от цикла к циклу увеличивается по мере понижения влагосодержания воздуха.Изменяя величину .1 эт можно задавать любой уровень относительной влажности воздуха в замкнутом объеме по точкеросы. Величина Бзтг выбирается из техсоображений, чтобы йри отключении основной термобатареи 1 температура радиатора 4повысилась настолько, чтобы произошлополное оттаивание снега. При этом температура радиатора 4 в конце оттаиваниядолжна быть на несколько градусов нижетемпературы окружающего воздуха, но нениже ОС.Аналогичным образом устройство работает и в том случае, когда заданная точка росы выше 0 С. В этом случае влага выделяется непрерывно в виде капель и стекаетв сливной коллектор, а режим оттаиванияможет отсутствовать вовсе или заменятьсякратковременным нагревом радиатора 4 приотключении основной термобатареи 1.Устройство работает в экономичном режиме, так как время цикла обратно пропорционально влагосодержанию воздуха восушаемом объеме. При высокой влажности снеговая шуба нарастает быстро и превращается в тепловую изоляцию, при этомтемпература радиатора 4 быстро понижается,соответственно сигнал усилителя 13 быстрорастет до величины .)эт, и основная термобатареяотключается.По мере понижения влагосодержания воздуха снеговая шуба нарастает медленно исоответственно растет время намораживанияг 12"гг, .В описываемом устройстве расширен диапазон поддерживаемой влажностивоздуха по точке росы ниже 0 С и до минус60 С.Устройство может работать при температуре окружающего воздуха от О до 100 Си обеспечивает поддержание любой влажности воздуха по точке росы в диапазоне от100 С до минус 60 С.Точность же поддержания влажностивоздуха в диапазоне температур определяется шириной диапазона, так как коэффициенттермо-ЭДС дополнительной термобатареизависит от температуры,В диапазоне температур 5 - 35 С устройство обеспечивает точность поддержаниязаданной влажности + 3.