устройство для контроля относительной влажности воздуха в объемах с отрицательной температурой

Формула изобретения

Устройство для контроля относительной влажности воздуха в объемах с отрицательной температурой, содержащее источник водяных паров для увлажнения воздуха в объеме, источник холода с приборами охлаждения, емкость для размещения мокрого термометра с электронагревателем неизменной мощности для подогрева воздуха, поступающего в эту емкость, а также термометр для измерения температуры в объеме с отрицательной температурой, отличающееся тем, что емкость для размещения мокрого термометра выполнена в виде теплоизолированного воздуховода, дополнительно содержит сухой термометр и размещена непосредственно в холодильном объеме вертикально, при этом электронагреватель расположен внизу воздуховода.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области холодильной техники, кондиционирования воздуха, вентиляции и касается измерений повышенной относительной влажности в объемах с отрицательной температурой.

Известно устройство для контроля и регулирования влажности воздуха в камере холодильника (прототип) по а.с. СССР N 519573, кл. F 24 F 3/14, 1976, бюл. N 24, содержащее источник водяных паров, источник холода с приборами охлаждения и регулятор с последовательно установленной трубкой для отвода воздуха из камеры, подогревателем постоянной мощности, емкостью для размещения сухого и мокрого термометров и вентилятором с переходным патрубком для отсоса воздуха из камеры.

Указанное устройство обладает следующими недостатками. Оно требует наличия механического побудителя движения воздуха (микровентилятора), существующие конструкции которого обладают весьма малым ресурсом, а их работа связана с расходованием электроэнергии. Электронагреватель, размещенный в нем, служит лишь для подогрева воздуха и не выполняет функции побудителя. Электроэнергия здесь расходуется как на подогрев воздуха, так и на его перемещение. Отсос воздуха из охлаждаемого объема приводит также к дебалансу воздушной среды в объеме, а неорганизованный подсос воздуха в объем из смежных помещений для компенсации вытяжки является дополнительной нагрузкой на охлаждающие батареи или воздухоохладители, а также служит источником поступления микрофлоры, загрязняющей продукт бактериями и пылью.

Необходимость устройства емкости для размещения в горизонтальном трубопроводе ванночки для смачивания шарика мокрого термометра, а также выполнение узла присоединения и размещения микровентилятора, которые усложняют конструкцию, а также отсутствие приспособлений для непрерывного заполнения водой ванночки мокрой термопары и надежного смачивания спая мокрой термопары дистиллированной водой усложняют его эксплуатацию. Все эти недостатки заметно влияют на точность измерений, экономические показатели работы прибора, особенно при хранении пищевых продуктов.

Предлагаемое устройство позволяет повысить надежность его работы, упростить его конструкцию и эксплуатацию, уменьшить потери холода, устранить дебаланс воздуха в объеме и снизить расход электроэнергии.

Для этого в устройстве для контроля относительной влажности в объемах с отрицательной температурой, содержащем источник водяных паров, источник холода с приборами охлаждения, емкость для размещения сухого и мокрого термометров и подогреватель постоянной мощности, емкость для размещения термометров выполнена в виде теплоизолированного воздуховода и размещена непосредственно в холодильном объеме вертикально, при этом подогреватель располагается внизу воздуховода.

Выполнение емкости для размещения термометров в виде вертикального теплоизолированного воздуховода с расположенным в его нижней части электроподогревателем постоянной мощности позволяет исключить вентилятор и тем самым устранить расход электроэнергии на создание побуждения движения воздуха, упростить конструкцию, повысить надежность работы устройства контроля и его эксплуатации.

Размещение емкости непосредственно в холодильном объеме позволяет уменьшить потери холода, устранить выброс воздуха на цели контроля и тем самым устранить дебаланс воздушной среды в камере.

Устройство для контроля относительной влажности (фиг. 1 ) включает в себя следующие элементы. Открытый с двух сторон теплоизолированный воздуховод 1, размещенный внутри объема 2 с источником холода 3, охлаждающим прибором 4, источником влаги 5 и термометром (термопарой) 18.

Внутри теплоизолированного воздуховода 1 размещаются спаи сухой термопары 6 и смоченной термопары 7 с батистовым фитилем 8, помещенным в ванночку 9 смачивающего устройства, включающего емкость 13 для дистиллированной воды, соединенной с ванночкой 9 капилляром, имеющим вентиль 11 и электроподогреватель 10. Емкость для дистиллированной воды 13 снабжена притертой пробкой 12.

Концы термопар 6, 7 и 18 выведены к микропроцессору 14, который кабелем 15 соединен с исполнительным органом увлажнителя 5.

Под воздуховодом 1 расположен электронагреватель постоянной мощности 16 с рассекателем воздуха 17. Узел смачивания спая мокрой термопары изображен на фиг. 2. Он включает медную пластинку 1, надетую на спай 2 термопары 3, и батистовый фитиль 5 с креплением 4.

Контроль относительной влажности в объеме с отрицательной температурой осуществляется следующим образом. При подготовке устройства к измерениям включается подогреватель 16, обеспечивающий разогрев самого корпуса 1 и налаживание устойчивой циркуляции воздуха в воздуховоде 1. Одновременно включается обогреватель 10 на капилляре, соединяющем ванночку 9 с сосудом 13. Емкость 13 наполняется дистиллятом заранее при закрытом кране 12. После заполнения емкость 13 закрывается тщательно притертой пробкой 12, которая обеспечивает абсолютную герметизацию прикрытия заливочного отверстия. Поэтому при открытом кране 12 поступление воды в ванночку 9 для смачивания термопары осуществляется только в количестве, равном массе воды, испарившейся с поверхности батиста, смачивающего спай термопары, без перелива ее через края ванночки.

После наступления динамического равновесия между подогретым потоком воздуха и водой в ванночке 9, смачивающей батист, производятся измерения температур сухого (t_сп) и мокрого (t_мп) спаев термопар 6 и 7. При этом процесс изменения температуры у спая мокрой термопары можно считать изоэнтальпийным. Измеряются три температуры: t_к (в объеме 2) по термопаре 18, t_сп подогретого потока по сухой термопаре 6 и t_мп по смоченной термопаре 7. Так как электрическая мощность подогревателя 16 постоянна, то при колебаниях температуры в объеме 2 величина подогрева воздуха t t_к t_сп также будет неизменной. Меняться будут лишь значения t_к, t_сп и t_мп. При этом параметры точки 3 в i,d-диаграмме строго фиксируются по двум величинам: t_мп и v 100%

При использовании i,d-диаграммы (фиг. 3) из точки 1 пересечения изотермы смоченного термометра подогретого потока t_vп с пограничной кривой v 100% проводится луч i const до пересечения с изотермой показаний сухой термопары подогретого потока t_сп (точка 2). Из точки 2 опускается перпендикуляр до изотермы, характеризующей температуру воздуха в камере надо льдом, измеренной термопарой 18 (точка 3). Линия v=const, проходящая через точку 3 покажет действительную относительную влажность (_д). Следует отметить, что для этой цели должны быть использованы специально построенные i,d-диаграммы. Для непрерывного контроля влажности как графоаналитический, так и математический способ расчета по формулам трудоемки и связаны с ручным счетом. Поэтому для указанной цели служит микропроцессор 14.

В программе микропроцессора данные i,d-диаграммы и все возможные сочетания температур табулированы и занесены в ПЗУ и ОЗУ микропроцессора.

По специально разработанному алгоритму и программе микропроцессор производит соответствующие вычисления действительной влажности с выдачей данных на световое табло.

Для выполнения функций регулирования микропроцессор может выдать команду на включение или отключение увлажнителя 5.