Колонният климатик: вертикално тяло на пода и задачата с въздушния поток

Какво представлява колонното тяло

По определението на Европейската комисия сплит системата има външно и вътрешно тяло, свързани с тръби за хладилен агент, които се монтират на място. Колонното тяло е вътрешната част: в него са топлообменникът, вентилаторът, филтърът и съдът за конденз. Компресорът е във външното тяло. Сравнение с другите вътрешни тела, като конзолното и касетъчното, има в прегледа на търговските климатици.

Подовите шкафове не са нова идея. Прегледът на Core77 за историята на дизайна на климатиците показва, че през 30-те години на XX век домашните климатици са обемисти подови конзоли, които изхвърлят топлия въздух през тръба към прозореца. Тези уреди дават до около 24 000 BTU/h, тоест около 7 kW, но с цената на огромен размер.

Студеното пада, топлото се издига

Заявката CN106801926A на китайски производител на климатици от 2017 г. описва проблема ясно. Подово тяло с изход само отгоре работи добре при охлаждане: студеният въздух е по-тежък, пада и се разстила в стаята. При отопление обаче топлият въздух се издига, горната част на помещението прегрява, а около пода остава хладно.

По-ранните решения добавят втори изход долу с втори вентилатор. Според заявката това оскъпява уреда, увеличава разхода на енергия, а общият канал позволява част от въздуха да заобиколи топлообменника.

Патентът с V-образния топлообменник

Патентът US 9,581,379 B2 „Floor-standing air-conditioning apparatus“ на японски производител има приоритет от 6.04.2012 г. и е издаден в САЩ на 28.02.2017 г. В описанието на по-старите решения са изброени три слабости: плосък наклонен топлообменник прави тялото много високо; при вентилатор горе студеният въздух кондензира по задната стена, а тялото вибрира или се накланя, ако не е закрепено; при изход горе отпред въздухът не може да се насочи нагоре и при отопление трудно обикаля стаята.

• топлообменниците са два, преден и заден, подредени като буквата V, а под тях има съд за конденз;
• вентилаторът е напречнопоточен, разположен под изхода и зад средата на дълбочината, така че центърът на тежестта е близо до средата и тялото по-трудно се накланя напред;
• изходът изпраща въздуха нагоре, а долният дифузьор има вдлъбнатина, която задържа капките конденз.

Този патент показва, че изобретение в климатиците често е подредба на познати части, която решава конкретни проблеми: височина, конденз, вибрации и разпределение на въздуха.

Един вентилатор, два канала и отказ

Заявката CN106801926A предлага един центробежен вентилатор, канал, който се разделя на горен и долен, и клапа във всеки от тях. При охлаждане е отворен горният канал, при отопление долният. Затвореният канал не позволява въздухът да заобиколи топлообменника.

Заявката е публикувана на 6.06.2017 г., но по данните за правния ѝ статус е отхвърлена през 2020 г. Това е полезен урок: публикуваната заявка не е патент. Когато проучвате чужди решения, винаги гледайте статуса, а не само заглавието (как, вижте в текста за Google Patents). Отхвърлената заявка обаче остава публикувана и може да опорочи новостта на ваше по-късно решение.

Как да намерите подобни патенти

Двата документа са класирани в CPC групата F24F1/005 за подови вътрешни тела, а американският и в групи за напречнопоточни вентилатори, топлообменници и отвеждане на конденза (F24F13/22). Търсене по клас дава по-пълен резултат от търсене по думи, защото различните производители наричат едно и също нещо по различен начин. Как се работи с класовете, вижте в текста за класификацията на патентите.

Хладилните агенти и по-мощните системи

Колонните тела често се ползват в по-големи помещения, където системата може да е над 12 kW. За такива сплит системи Европейската комисия посочва две дати по Регламент (ЕС) 2024/573: от 1.01.2029 г. се забраняват тези с флуорирани газове с GWP 750 или повече, а от 1.01.2033 г. тези с GWP 150 или повече, освен ако не се налага от изисквания за безопасност.

Ако работите по подобрение

Опишете ясно техническия проблем, който решавате, и ефекта, който можете да измерите: по-равномерна температура, по-малко шум, по-малко конденз. Именно това се пише в патентните претенции. Ако подобрението е по-малко, сравнете патент и полезен модел, а за външния вид на корпуса вижте промишления дизайн.