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(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濕度有關(guān)。當(dāng)室內(nèi)空氣的流速一定時，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)溫度的同時需要減少空調(diào)房間的相對濕度。現(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，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)。

　　公開號為CNA的發(fā)明專利申請公開了"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的。此外，上述專利申請所述方案的實(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。

　　公開號為CNA的發(fā)明專利申請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)。啟動所述的空調(diào)表冷器時，溫度較高的空氣經(jīng)熱交換的盤管冷卻后送出。此時，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，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。可見，溫度較高的空氣在通過環(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，那么勢必會降低系統(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，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方向。

　　具體實(shí)施方式

　　以下結(jié)合附圖所示實(shí)施例對本實(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均為市售的電動多葉調(diào)節(jié)閥，同時調(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F28D15/02GKSQ

　　公開日2009年8月12日申請日期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,辛軍哲申請人:廣州大學(xué)