除濕和節(jié)能效果改良的空調表冷器的制作方法

　　專利名稱：除濕和節(jié)能效果改良的空調表冷器的制作方法

　　技術領域：本實用新型涉及在空氣處理過程中有熱濕傳遞的空氣調節(jié)裝置，具體涉及空調系統(tǒng)的表冷器。

　　背景技術：表冷器是空調系統(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，達到降溫除濕的目的。由美國暖通、空調、制冷工程師學會(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。當室內(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，在提高夏季空調室內(nèi)設計溫度的同時需要減少空調房間的相對濕度?，F(xiàn)有空調機組中的表冷器實質上是一組盤管，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，達到調節(jié)室內(nèi)溫度的目的。在夏季開空調時，人們?yōu)榱斯?jié)約能源而適當調高室內(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備投資，而且無利可圖，同時也與設計者的初衷相悖，因為非但不節(jié)約能源，反而浪費能源。因此，如何改進現(xiàn)有的空調機組，提高其除濕和節(jié)能的能力則成為本領域的研究熱點。

　　公開號為CNA的發(fā)明專利申請公開了"一種空調系統(tǒng)的運行方法"，該方法實質

　　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)有的空調系統(tǒng)中增

　　設了一蒸發(fā)器專門處理再生空氣，以增加制冷劑的焓來達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的空調系統(tǒng)，如中央空調系統(tǒng)中就很難實施，尤其在一些無冷凝器的空調系統(tǒng)，如地下水空調系統(tǒng)中就根本無法實施。

　　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行再生，因此同樣不適用于蒸發(fā)器與冷凝器相距較遠或無冷凝器空調系統(tǒng)。發(fā)明內(nèi)容

　　鑒于現(xiàn)有技術存在上述不足，本實用新型所要解決的技術問題是改良現(xiàn)有空調機組中表

　　3冷器的除濕和節(jié)能效果，其中所述改良的空調表冷器既適用于蒸發(fā)器與冷凝器相距較遠的空調系統(tǒng)，也適用于無冷凝器的空調系統(tǒng)。

　　本實用新型解決上述技術問題的方案如下所述

　　一種除濕和節(jié)能效果改良的空調表冷器，該空調表冷器包括由殼體構成的風道和垂直設在風道內(nèi)與被處理空氣進行熱濕交換的盤管以及風量調節(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成，其中，所述環(huán)形熱管換熱器的蒸發(fā)段設在盤管的迎風側，所述環(huán)形熱管換熱器的冷凝段設在盤管的背風側。啟動所述的空調表冷器時，溫度較高的空氣經(jīng)熱交換的盤管冷卻后送出。此時，設在風道內(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)段預冷后，再進一步通過表冷器盤管降溫至露點而除去水分。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冷，然后經(jīng)過表冷器進一步降溫除濕，最后升溫，既增強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到減少空調系統(tǒng)能耗的目的。

　　本實用新型的上述技術方案中，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)的汽化工質的輸送通道，下連接管是冷凝段所冷凝的液化工質的輸送通道，因此為了避免汽化工質和液化工質的輸送受所述風道中溫度變化的影響，減少空調器的體積和便于制造，本實用新型的較佳方案是將上連接管和下連接管設在構成風道的殼體的外側。

　　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)的溫度超過設定溫度，要是只調節(jié)送風量，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。為了解決這一技術問題，本實用新型所述的空調表冷器還包括一溫度調節(jié)裝置，該裝置由旁通風道和設在該風道中的旁通閥構成，其中所述的旁通風道的進口設在所述盤管的背風側與環(huán)形熱管換熱器冷凝段的迎風側之間。當室內(nèi)溫度偏高時，可打開所述的溫度調節(jié)裝置的旁通閥，并調節(jié)風量調節(jié)閥的開度，減少通過環(huán)形熱管換熱器的冷凝段風量，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，從而實現(xiàn)室內(nèi)溫度的調節(jié)。

　　本實用新型所述的空調表冷器，其中所述的風量調節(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。本實用新型所述的空調表冷器可用于民用空調系統(tǒng)，也可用于工業(yè)空調系統(tǒng)，但是對于室內(nèi)溫濕度要求嚴格的工業(yè)空調系統(tǒng)，為了保證所要求的送風溫度，需要具有調節(jié)送風溫度的功能。本實用新型所述的空調表冷器增設溫度調節(jié)裝置的改進方案，相對于基本方案更適合于室內(nèi)送風溫差有要求的工藝性空調系統(tǒng)，并可減小常規(guī)工藝性空調系統(tǒng)所需要設置的再加熱器，節(jié)省再熱冷負荷和再熱量。

　　本實用新型所述的空調表冷器較現(xiàn)有技術具有下述優(yōu)點和顯著的效果

　　1、利用環(huán)形熱管換熱器對熱空氣進行預冷，提升了表冷器的除濕效果，便于實現(xiàn)在舒適度不變的條件下，提高系統(tǒng)設定溫度來實現(xiàn)節(jié)能的目的。在室內(nèi)設計溫度22'C26。C范圍內(nèi)的計算結果是冷量節(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)設定溫度提高后，既緩解了冷媒供給系統(tǒng)所需要的高峰負荷，也減小了空調系統(tǒng)的裝機容量，從而降低了工程的初期投資，服役后的運行費用也相對減少。

　　3、采用熱管熱回收技術，利用熱風自身的能量轉換提升除濕能力和減少再熱負荷，既不用借用低位的熱能，也不存在熱能的遠距離傳輸，其適用范圍拓寬至蒸發(fā)器與冷凝器相距較遠甚至無冷凝器的空調系統(tǒng)。

　　4、增設溫度調節(jié)裝置的改進方案，不僅可減小或省去調節(jié)溫度用的再加熱器，而且可進一步節(jié)約能源。

　　圖13為本實用新型的一種具體實施例的結構示意圖，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。

　　具體實施方式

　　以下結合附圖所示實施例對本實用新型進行進一步詳細描述，但本實用新型不受述實施例的限制。

　　參見圖13，本實用新型所述的空調表冷器的結構如下所述

　　殼體1為箱形結構，由普通的低碳鋼鋼板焊接制成，所述的風道在其內(nèi)形成；所形成的風道的右頭向一側擴展并一隔板3分隔成一主風道2和一旁通風道4(見圖2)。盤管5為常規(guī)表冷器的盤管，垂直設于主風道2的中部，下方設有集水盤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連接構成，其蒸發(fā)段6-1設在盤管5的迎風側(由豎向的肋片管束組成)，冷凝段6-2設在盤管5的背風側(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分別設在殼體1的上下兩側，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。所述的旁通風道4的入口設在盤管5的背風側與環(huán)形熱管換熱器6的冷凝段6-2迎風側之間，旁通風道4的出口與主風道2的出口融為一體(見圖2)。所述旁通風道4和設在其出口的旁通閥7構成所述的溫度調節(jié)裝置。所述主風道2出口設有風量調節(jié)閥8，該閥門和設在旁通風道4出口的旁通闊7均為市售的電動多葉調節(jié)閥，同時調節(jié)兩葉片閥的開度，可調節(jié)表冷器出口的送風溫度。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)。

　　權利要求1、一種除濕和節(jié)能效果改良的空調表冷器，該表冷器包括由殼體(1)構成的風道和垂直設在風道內(nèi)與室內(nèi)空氣進行的熱交換的盤管(5)以及風量調節(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)連接構成，其中，所述環(huán)形熱管換熱器(6)的蒸發(fā)段(6-1)設在盤管(5)的迎風側，所述環(huán)形熱管換熱器(6)的冷凝段(6-2)設在盤管(5)的背風側。

　　2、根據(jù)權利要求l所述的一種除濕和節(jié)能效果改良的空調表冷器，其特征是它還包括一溫度調節(jié)裝置，該裝置由旁通風道(4)和設在該風道中的旁通閥(7)構成，其中所述的旁通風道(4)的進口設在所述盤管(5)的背風側與環(huán)形熱管換熱器(6)的冷凝段(6-2)的迎風側之間。

　　3、根據(jù)權利要求1或2所述的一種除濕和節(jié)能效果改良的空調表冷器，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)設在構成風道的殼體(1)的外側。

　　4、根據(jù)權利要求1或2所述的一種除濕和節(jié)能效果改良的空調表冷器，其特征是所述的風量調節(jié)閥(8)和旁通閥(7)均為電動多葉閥。

　　專利摘要本實用新型公開一種除濕和節(jié)能效果改良的空調表冷器，該表冷器包括由殼體(1)構成的風道和垂直設在風道內(nèi)與室內(nèi)空氣進行的熱交換的盤管(5)以及風量調節(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)連接構成，其中，所述環(huán)形熱管換熱器(6)的蒸發(fā)段(6-1)設在盤管(5)的迎風側，所述環(huán)形熱管換熱器(6)的冷凝段(6-2)設在盤管(5)的背風側。本空調表冷器利用環(huán)形熱管換熱器對熱空氣進行預冷，提升了表冷器除濕效果，利用在預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荷，便于實現(xiàn)在舒適度不變的條件下，提高室內(nèi)設定溫度來實現(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