除濕和節(jié)能效果改良的空調(diào)表冷器的制作方法
專利名稱:除濕和節(jié)能效果改良的空調(diào)表冷器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:本實(shí)用新型涉及在空氣處理過程中有熱濕傳遞的空氣調(diào)節(jié)裝置,具體涉及空調(diào)系統(tǒng)的表冷器。
背景技術(shù):表冷器是空調(diào)系統(tǒng)冷卻除濕的熱交換裝置,它將流動(dòng)在盤管內(nèi)冷媒的能量通過盤管的表面?zhèn)鬟f給室內(nèi)空氣,冷卻被處理空氣,達(dá)到降溫除濕的目的。由美國暖通、空調(diào)、制冷工程師學(xué)會(huì)(ASHRAE)提出的等效溫度的概念可知,人體的熱舒適感與室內(nèi)空氣的干球溫度和相對(duì)濕度有關(guān)。當(dāng)室內(nèi)空氣的流速一定時(shí),如果要滿足同樣的人體熱舒適要求,使空氣狀態(tài)給人的冷熱感覺相同,在提高夏季空調(diào)室內(nèi)設(shè)計(jì)溫度的同時(shí)需要減少空調(diào)房間的相對(duì)濕度?,F(xiàn)有空調(diào)機(jī)組中的表冷器實(shí)質(zhì)上是一組盤管,它是將流動(dòng)在盤管內(nèi)冷媒的能量通過盤管的表面?zhèn)鬟f給室內(nèi)空氣,冷卻室內(nèi)空氣,達(dá)到調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度的目的。在夏季開空調(diào)時(shí),人們?yōu)榱斯?jié)約能源而適當(dāng)調(diào)高室內(nèi)溫度(比如業(yè)界常推薦的26"C),往往由于室內(nèi)空氣的相對(duì)濕度較大而感覺潮濕氣悶,不舒適。加裝專門的除濕機(jī)無疑是解決上述問題的簡(jiǎn)單辦法,但是該方法不僅要增加設(shè)備投資,而且無利可圖,同時(shí)也與設(shè)計(jì)者的初衷相悖,因?yàn)榉堑还?jié)約能源,反而浪費(fèi)能源。因此,如何改進(jìn)現(xiàn)有的空調(diào)機(jī)組,提高其除濕和節(jié)能的能力則成為本領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。
公開號(hào)為CNA的發(fā)明專利申請(qǐng)公開了"一種空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行方法",該方法實(shí)質(zhì)
上一種使用固體干燥劑除濕的方法,只是由于固體干燥劑吸濕后本身也需要加熱再生,而利用冷凝器自身的顯熱來加熱再生又滿足不了要求,該專利申請(qǐng)的方案在現(xiàn)有的空調(diào)系統(tǒng)中增
設(shè)了一蒸發(fā)器專門處理再生空氣,以增加制冷劑的焓來達(dá)到增加冷凝器顯熱量的目的。由此可見,上述CNA的發(fā)明專利申請(qǐng)所述的方案,雖然可降低室內(nèi)空氣中的水分,改善舒適度,但是仍然是以消耗能源為代價(jià)的。此外,上述專利申請(qǐng)所述方案的實(shí)施必需依賴于冷凝器,而在一些蒸發(fā)器與冷凝器相距較遠(yuǎn)的空調(diào)系統(tǒng),如中央空調(diào)系統(tǒng)中就很難實(shí)施,尤其在一些無冷凝器的空調(diào)系統(tǒng),如地下水空調(diào)系統(tǒng)中就根本無法實(shí)施。
公開號(hào)為CNA的發(fā)明專利申請(qǐng)公開了一種采用鋰鹽溶液除濕的方法,該方法也是用低位的熱能,即冷凝器的顯熱來對(duì)除濕溶液進(jìn)行再生,因此同樣不適用于蒸發(fā)器與冷凝器相距較遠(yuǎn)或無冷凝器空調(diào)系統(tǒng)。發(fā)明內(nèi)容
鑒于現(xiàn)有技術(shù)存在上述不足,本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是改良現(xiàn)有空調(diào)機(jī)組中表
3冷器的除濕和節(jié)能效果,其中所述改良的空調(diào)表冷器既適用于蒸發(fā)器與冷凝器相距較遠(yuǎn)的空調(diào)系統(tǒng),也適用于無冷凝器的空調(diào)系統(tǒng)。
本實(shí)用新型解決上述技術(shù)問題的方案如下所述
一種除濕和節(jié)能效果改良的空調(diào)表冷器,該空調(diào)表冷器包括由殼體構(gòu)成的風(fēng)道和垂直設(shè)在風(fēng)道內(nèi)與被處理空氣進(jìn)行熱濕交換的盤管以及風(fēng)量調(diào)節(jié)閥,其特征是還包括環(huán)形熱管換熱器,該熱管換熱器由兩側(cè)熱管蒸發(fā)段和熱管冷凝段以及上連接管和下連接管連接構(gòu)成,其中,所述環(huán)形熱管換熱器的蒸發(fā)段設(shè)在盤管的迎風(fēng)側(cè),所述環(huán)形熱管換熱器的冷凝段設(shè)在盤管的背風(fēng)側(cè)。啟動(dòng)所述的空調(diào)表冷器時(shí),溫度較高的空氣經(jīng)熱交換的盤管冷卻后送出。此時(shí),設(shè)在風(fēng)道內(nèi)環(huán)形熱管換熱器的蒸發(fā)段與冷凝段則產(chǎn)生溫度差,環(huán)形熱管換熱器即開始工作,環(huán)形熱管換熱器的冷凝段內(nèi)氣態(tài)工質(zhì)便被冷凝成液體而下沉并經(jīng)下連通管向環(huán)形熱管換熱器的蒸發(fā)段流動(dòng),然后在蒸發(fā)段又吸收由室外進(jìn)入的溫度較高的空氣中的熱能被汽化,再通過上連接管流向環(huán)形熱管換熱器的冷凝段。如此循環(huán),進(jìn)入的溫度較高的空氣先經(jīng)環(huán)形熱管換熱器的蒸發(fā)段預(yù)冷后,再進(jìn)一步通過表冷器盤管降溫至露點(diǎn)而除去水分??梢姡瑴囟容^高的空氣在通過環(huán)形熱管換熱器的過程中先預(yù)冷,然后經(jīng)過表冷器進(jìn)一步降溫除濕,最后升溫,既增強(qiáng)了表冷器的除濕能力,又利用環(huán)形熱管換熱器回收的熱量減少了空氣處理的能耗,使空氣的相對(duì)濕度明顯降低,因此可通過提高室內(nèi)空氣溫度,降低室內(nèi)空氣濕度,在滿足相同舒適度的條件下達(dá)到減少空調(diào)系統(tǒng)能耗的目的。
本實(shí)用新型的上述技術(shù)方案中,由于所述環(huán)形熱管換熱器的上連接管是蒸發(fā)段所蒸發(fā)的汽化工質(zhì)的輸送通道,下連接管是冷凝段所冷凝的液化工質(zhì)的輸送通道,因此為了避免汽化工質(zhì)和液化工質(zhì)的輸送受所述風(fēng)道中溫度變化的影響,減少空調(diào)器的體積和便于制造,本實(shí)用新型的較佳方案是將上連接管和下連接管設(shè)在構(gòu)成風(fēng)道的殼體的外側(cè)。
根據(jù)能量平衡原理可知,所述環(huán)形熱管換熱器的蒸發(fā)段吸收的熱量在所述環(huán)形熱管換熱器的冷凝段必然要釋放出來(顯熱),如果此時(shí)室內(nèi)的溫度超過設(shè)定溫度,要是只調(diào)節(jié)送風(fēng)量,那么勢(shì)必會(huì)降低系統(tǒng)的除濕量使空氣的濕度增加而影響室內(nèi)溫度的舒適度。為了解決這一技術(shù)問題,本實(shí)用新型所述的空調(diào)表冷器還包括一溫度調(diào)節(jié)裝置,該裝置由旁通風(fēng)道和設(shè)在該風(fēng)道中的旁通閥構(gòu)成,其中所述的旁通風(fēng)道的進(jìn)口設(shè)在所述盤管的背風(fēng)側(cè)與環(huán)形熱管換熱器冷凝段的迎風(fēng)側(cè)之間。當(dāng)室內(nèi)溫度偏高時(shí),可打開所述的溫度調(diào)節(jié)裝置的旁通閥,并調(diào)節(jié)風(fēng)量調(diào)節(jié)閥的開度,減少通過環(huán)形熱管換熱器的冷凝段風(fēng)量,降低環(huán)形熱管的冷凝段的熱交換量,反之則提高環(huán)形熱管換熱器的冷凝段的熱交換量,從而實(shí)現(xiàn)室內(nèi)溫度的調(diào)節(jié)。
本實(shí)用新型所述的空調(diào)表冷器,其中所述的風(fēng)量調(diào)節(jié)閥和旁通閥均為常用的葉片閥,以改善通道內(nèi)空氣流動(dòng)量分布的均勻性。本實(shí)用新型所述的空調(diào)表冷器可用于民用空調(diào)系統(tǒng),也可用于工業(yè)空調(diào)系統(tǒng),但是對(duì)于室內(nèi)溫濕度要求嚴(yán)格的工業(yè)空調(diào)系統(tǒng),為了保證所要求的送風(fēng)溫度,需要具有調(diào)節(jié)送風(fēng)溫度的功能。本實(shí)用新型所述的空調(diào)表冷器增設(shè)溫度調(diào)節(jié)裝置的改進(jìn)方案,相對(duì)于基本方案更適合于室內(nèi)送風(fēng)溫差有要求的工藝性空調(diào)系統(tǒng),并可減小常規(guī)工藝性空調(diào)系統(tǒng)所需要設(shè)置的再加熱器,節(jié)省再熱冷負(fù)荷和再熱量。
本實(shí)用新型所述的空調(diào)表冷器較現(xiàn)有技術(shù)具有下述優(yōu)點(diǎn)和顯著的效果
1、利用環(huán)形熱管換熱器對(duì)熱空氣進(jìn)行預(yù)冷,提升了表冷器的除濕效果,便于實(shí)現(xiàn)在舒適度不變的條件下,提高系統(tǒng)設(shè)定溫度來實(shí)現(xiàn)節(jié)能的目的。在室內(nèi)設(shè)計(jì)溫度22'C26。C范圍內(nèi)的計(jì)算結(jié)果是冷量節(jié)能率為23.5%25.7%,總耗能量的節(jié)能率為38.1%40.9%。
2、系統(tǒng)設(shè)定溫度提高后,既緩解了冷媒供給系統(tǒng)所需要的高峰負(fù)荷,也減小了空調(diào)系統(tǒng)的裝機(jī)容量,從而降低了工程的初期投資,服役后的運(yùn)行費(fèi)用也相對(duì)減少。
3、采用熱管熱回收技術(shù),利用熱風(fēng)自身的能量轉(zhuǎn)換提升除濕能力和減少再熱負(fù)荷,既不用借用低位的熱能,也不存在熱能的遠(yuǎn)距離傳輸,其適用范圍拓寬至蒸發(fā)器與冷凝器相距較遠(yuǎn)甚至無冷凝器的空調(diào)系統(tǒng)。
4、增設(shè)溫度調(diào)節(jié)裝置的改進(jìn)方案,不僅可減小或省去調(diào)節(jié)溫度用的再加熱器,而且可進(jìn)一步節(jié)約能源。
圖13為本實(shí)用新型的一種具體實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖,其中圖1為主視圖(剖開殼體),圖2為俯視圖(剖開殼體),圖3為圖1的A—A剖視圖,圖1和圖2中的箭頭表示氣流的流動(dòng)方向。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖所示實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)描述,但本實(shí)用新型不受述實(shí)施例的限制。
參見圖13,本實(shí)用新型所述的空調(diào)表冷器的結(jié)構(gòu)如下所述
殼體1為箱形結(jié)構(gòu),由普通的低碳鋼鋼板焊接制成,所述的風(fēng)道在其內(nèi)形成;所形成的風(fēng)道的右頭向一側(cè)擴(kuò)展并一隔板3分隔成一主風(fēng)道2和一旁通風(fēng)道4(見圖2)。盤管5為常規(guī)表冷器的盤管,垂直設(shè)于主風(fēng)道2的中部,下方設(shè)有集水盤9。6為環(huán)形熱管換熱器,它由蒸發(fā)段6-1和冷凝段6-2以及上連接管束6-3和下連接管束6-4連接構(gòu)成,其蒸發(fā)段6-1設(shè)在盤管5的迎風(fēng)側(cè)(由豎向的肋片管束組成),冷凝段6-2設(shè)在盤管5的背風(fēng)側(cè)(由豎向的肋片管束組成),上連接管束6-3和下連接管束6-4分別設(shè)在殼體1的上下兩側(cè),兩頭穿越殼體1后分別與環(huán)形熱管6的蒸發(fā)段6-1和冷凝段6-2的橫向連通管連接。所述的旁通風(fēng)道4的入口設(shè)在盤管5的背風(fēng)側(cè)與環(huán)形熱管換熱器6的冷凝段6-2迎風(fēng)側(cè)之間,旁通風(fēng)道4的出口與主風(fēng)道2的出口融為一體(見圖2)。所述旁通風(fēng)道4和設(shè)在其出口的旁通閥7構(gòu)成所述的溫度調(diào)節(jié)裝置。所述主風(fēng)道2出口設(shè)有風(fēng)量調(diào)節(jié)閥8,該閥門和設(shè)在旁通風(fēng)道4出口的旁通闊7均為市售的電動(dòng)多葉調(diào)節(jié)閥,同時(shí)調(diào)節(jié)兩葉片閥的開度,可調(diào)節(jié)表冷器出口的送風(fēng)溫度。參見圖1和圖2,本例中所述的環(huán)形熱管換熱器6,其蒸發(fā)段6-l和冷凝段6-2分別為由
多根常見的豎向肋片管束組成,所述豎向熱管肋片管束的兩端分別由集聯(lián)箱匯集于一起,然后再分別與上連接管6-3和下連接管6-4連接,形成一環(huán)形熱管換熱器系統(tǒng)。
權(quán)利要求1、一種除濕和節(jié)能效果改良的空調(diào)表冷器,該表冷器包括由殼體(1)構(gòu)成的風(fēng)道和垂直設(shè)在風(fēng)道內(nèi)與室內(nèi)空氣進(jìn)行的熱交換的盤管(5)以及風(fēng)量調(diào)節(jié)閥(8),其特征是還包括環(huán)形熱管換熱器(6),該熱管換熱器由兩側(cè)蒸發(fā)段(6-1)和冷凝段(6-2)以及上連接管束(6-3)和下連接管束(6-4)連接構(gòu)成,其中,所述環(huán)形熱管換熱器(6)的蒸發(fā)段(6-1)設(shè)在盤管(5)的迎風(fēng)側(cè),所述環(huán)形熱管換熱器(6)的冷凝段(6-2)設(shè)在盤管(5)的背風(fēng)側(cè)。
2、根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種除濕和節(jié)能效果改良的空調(diào)表冷器,其特征是它還包括一溫度調(diào)節(jié)裝置,該裝置由旁通風(fēng)道(4)和設(shè)在該風(fēng)道中的旁通閥(7)構(gòu)成,其中所述的旁通風(fēng)道(4)的進(jìn)口設(shè)在所述盤管(5)的背風(fēng)側(cè)與環(huán)形熱管換熱器(6)的冷凝段(6-2)的迎風(fēng)側(cè)之間。
3、根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種除濕和節(jié)能效果改良的空調(diào)表冷器,其特征是所述環(huán)形熱管換熱器的上連接管束(6-3)和下連接管束(6-4)設(shè)在構(gòu)成風(fēng)道的殼體(1)的外側(cè)。
4、根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種除濕和節(jié)能效果改良的空調(diào)表冷器,其特征是所述的風(fēng)量調(diào)節(jié)閥(8)和旁通閥(7)均為電動(dòng)多葉閥。
專利摘要本實(shí)用新型公開一種除濕和節(jié)能效果改良的空調(diào)表冷器,該表冷器包括由殼體(1)構(gòu)成的風(fēng)道和垂直設(shè)在風(fēng)道內(nèi)與室內(nèi)空氣進(jìn)行的熱交換的盤管(5)以及風(fēng)量調(diào)節(jié)閥(8),其特征是還包括環(huán)形熱管換熱器(6),該熱管換熱器由兩側(cè)蒸發(fā)段(6-1)和冷凝段(6-2)以及上連接管(6-3)和下連接管(6-4)連接構(gòu)成,其中,所述環(huán)形熱管換熱器(6)的蒸發(fā)段(6-1)設(shè)在盤管(5)的迎風(fēng)側(cè),所述環(huán)形熱管換熱器(6)的冷凝段(6-2)設(shè)在盤管(5)的背風(fēng)側(cè)。本空調(diào)表冷器利用環(huán)形熱管換熱器對(duì)熱空氣進(jìn)行預(yù)冷,提升了表冷器除濕效果,利用在預(yù)冷處理過程中回收的熱量再熱,減少了室內(nèi)空氣的相對(duì)濕度和空氣處理的再熱負(fù)荷,便于實(shí)現(xiàn)在舒適度不變的條件下,提高室內(nèi)設(shè)定溫度來實(shí)現(xiàn)節(jié)能的目的。
文檔編號(hào)F28D15/02GKSQ
公開日2009年8月12日申請(qǐng)日期2008年10月22日優(yōu)先權(quán)日2008年10月22日
發(fā)明者萬建武,芳趙,辛軍哲申請(qǐng)人:廣州大學(xué)