Изобретения и история
Стенният сплит климатик: две тела, един хладилен кръг и шест десетилетия история
Стенният сплит климатик разделя хладилната машина на две части: тиха вътрешна, закачена високо на стената, и шумна външна с компресора. Японският производител Toshiba посочва, че през 1961 г. първи пуска такава система за домове, а от началото на 80-те години компресорът се управлява с инвертор.
Накратко
- Вътрешното тяло съдържа изпарителя и вентилатора, външното – компресора и кондензатора; свързват ги тръби с хладилен агент.
- Toshiba посочва модела CLU-71 от 1961 г. като първия сплит климатик за дома; разделянето намалява вибрациите и шума в стаята.
- По данни на IEEE първите сплит климатици с инверторен компресор са от декември 1980 г. (търговски) и декември 1981 г. (за дома).
- За подобрения търсете в класа F24F 1/00 на патентната класификация, например F24F 1/0057 за тела, монтирани на стена.
Какво е стенен сплит климатик
„Сплит“ означава „разделен“. Хладилната машина на климатика е разделена на вътрешно и външно тяло. Вътрешното тяло се монтира високо на стената и подава въздуха хоризонтално в стаята. Американският производител Carrier го описва като най-разпространения тип вътрешно тяло при безканалните системи.
Според програмата ENERGY STAR на американската Агенция за опазване на околната среда вътрешното тяло (или няколко тела) се монтира на стена или таван, а отделното външно тяло е навън. Хладилният агент пренася топлината между тях, а въздуховоди не са нужни.
Какво има вътре в двете тела
Принципът е описан в материала ни за изобретяването на климатика: изпарител, компресор, кондензатор и дроселно устройство в затворен кръг. При стенния сплит изпарителят, филтърът и вентилаторът са във вътрешното тяло, а компресорът и кондензаторът с големия си вентилатор са навън.
Вътрешното тяло е дълго и плитко, затова вентилаторът в него трябва да е широк колкото самото тяло. Патентната класификация има отделна група за такива напречнопоточни (тангенциални) вентилатори във вътрешните тела. Идеята е стара: французинът Пол Мортие от Сент Етиен подава на 21.01.1893 г. американска заявка за „вентилатор или духало“, при което въздухът минава през ротора, пресича пространството около вала и отново влиза в лопатките от другата страна. Патентът US 507,445 е издаден на 24.10.1893 г. и според описанието скоростта на изхода е почти три пъти по-висока от тази на входа.
Как се появява сплит системата
Преди сплит системата стаите се охлаждат с прозоречни климатици, при които цялата машина е в една кутия, монтирана в отвор на прозореца или стената. Toshiba посочва, че през 1953 г. пуска първия в Япония прозоречен климатик с мощност 1 к.с. (модел RAC-101).
През 1961 г. същият производител пуска модела CLU-71 и в собствената си история го отбелязва като първия в света сплит климатик за дома. Причината за разделянето е практична: когато компресорът е изнесен навън, вибрациите и шумът в стаята намаляват. Това твърдение е на производителя; ако пишете за историята на сплит системата, цитирайте го като такова.
Инверторът: компресор с променлива скорост
Ранните климатици включват и изключват компресора, за да държат температурата. Инверторът позволява компресорът да работи с променлива скорост и мощността да се регулира плавно.
Институтът на инженерите по електротехника и електроника (IEEE) признава през 2021 г. за свой исторически етап (Milestone №215) първите сплит климатици с инверторен компресор: търговски модел от декември 1980 г. и модел за дома от декември 1981 г., разработени и произвеждани серийно от Toshiba. През първата година са произведени 100 търговски и 10 997 домашни бройки. Инверторът за дома е бил достатъчно малък, за да се побере над компресора във външното тяло, а моделите са около 40% по-ефективни от тези с постоянна скорост.
Охлаждане и отопление с едно устройство
ENERGY STAR обяснява, че през студените месеци външното тяло извлича топлина от въздуха навън дори когато е студено, а хладилният агент я пренася до вътрешното тяло. През топлите месеци цикълът се обръща и системата охлажда. Така стенният сплит климатик всъщност е термопомпа въздух–въздух.
Ако подобрявате стенен климатик
Областта е подробно патентована, затова започнете с търсене в Espacenet по класове, а не само по думи. В Кооперативната патентна класификация (CPC), която Espacenet използва, полезните групи са:
- F24F 1/0003 – сплит подредба с изпарител и кондензатор в отделни тела;
- F24F 1/0007 – вътрешни тела; F24F 1/0057 – тела, монтирани на стена;
- F24F 1/0025 – напречнопоточни (тангенциални) вентилатори във вътрешното тяло;
- F24F 1/0071 – пречистване на въздуха във вътрешното тяло;
- F24F 13/14 – наклоняеми жалузи и ламели за насочване на въздуха;
- F24F 1/06 и подгрупите му – външни тела, включително F24F 1/40 за шум и вибрации.
Как да намерите точния клас, е описано в материала за МПК и класификацията. Нов вид на панела се пази като промишлен дизайн, а техническо подобрение на детайл, например на жалузите или на дренажа, може да е подходящо за полезен модел. Кога кое е по-добро, вижте в сравнението патент или полезен модел.
Чести въпроси
Кой е изобретил сплит климатика?
Сплит подредбата не е свързана с едно име. Toshiba посочва модела си CLU-71 от 1961 г. като първия сплит климатик за дома. Основата му, хладилният цикъл и климатизацията, е по-стара: вижте историята на климатика.
Защо компресорът е навън?
Компресорът е най-шумната и вибрираща част, а топлината от стаята трябва да се изхвърли навън. Изнасянето му във външното тяло оставя в стаята само изпарителя и вентилатора.
Източници
- Toshiba Lifestyle – история на климатиците (RAC-101, 1953; CLU-71, 1961) — твърдения на производителя за първия прозоречен и първия домашен сплит климатик
- IEEE / ETHW – Milestone: Inverter-Driven Air Conditioner, 1980–1981 — декември 1980 и 1981 г., брой произведени, около 40% по-ефективни
- Google Patents – US507445A, Paul Mortier, Fan or blowing apparatus — подадена 21.01.1893, издаден 24.10.1893
- USPTO – CPC схема F24F (климатизация) — групи F24F 1/0003, 1/0007, 1/0025, 1/0057, 1/06, 13/14
- ENERGY STAR – Ductless heating and cooling — вътрешно и външно тяло, обръщане на цикъла
- Carrier – Ductless heating and cooling systems — видове вътрешни тела, стенното е най-разпространено
Текстът обяснява общите правила и не е правен съвет за конкретен случай. За вашата заявка се консултирайте с представител по индустриална собственост. Намерихте грешка? Пишете ни на kontakt@inventor.bg.
Още по темата
Изобретяването на климатика: от лед и вода до управление на влажността
Историята на климатика от мокрите рогозки и машината за лед до системата на Уилис Карие от 1902 г., какво всъщност описва патентът US 808,897 и как работи днешният климатик със сплит система.
Мулти сплит системата: как едно външно тяло обслужва няколко стаи
Как работи мулти сплит климатикът с няколко вътрешни тела и едно външно, откъде идват мулти сплит и VRF системите (1969 и 1982 г.) и какво да проверите, ако работите по подобрение в тази област.
Изобретяването на термопомпата: как топлината се „изпомпва“ нагоре
Историята на термопомпата: теорията на Карно, опитът на Петер фон Ритингер в солниците на Ебензе през 50-те години на XIX век, първите работещи инсталации в Швейцария, термопомпата в кметството на Цюрих и подземната термопомпа на Робърт Уебър около 1945 г.
Търговските климатици: пет вида вътрешни тела и откъде идват
Видовете климатици за магазини, офиси и ресторанти – касетъчни, канални, подово-таванни, конзолни и колонни: как се монтира всеки, откъде идват и как патентната класификация ги разделя.