除濕和節能效果改良的空調表冷器的制作方法

除濕和節能效果改良的空調表冷器的制作方法

　　專(zhuān)利名稱(chēng)：除濕和節能效果改良的空調表冷器的制作方法

　　技術(shù)領(lǐng)域：本實(shí)用新型涉及在空氣處理過(guò)程中有熱濕傳遞的空氣調節裝置，具體涉及空調系統的表冷器。

　　背景技術(shù)：表冷器是空調系統冷卻除濕的熱交換裝置，它將流動(dòng)在盤(pán)管內冷媒的能量通過(guò)盤(pán)管的表面傳遞給室內空氣，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(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空氣的干球溫度和相對濕度有關(guān)。當室內空氣的流速一定時(shí)，如果要滿(mǎn)足同樣的人體熱舒適要求，使空氣狀態(tài)給人的冷熱感覺(jué)相同，在提高夏季空調室內設計溫度的同時(shí)需要減少空調房間的相對濕度?，F有空調機組中的表冷器實(shí)質(zhì)上是一組盤(pán)管，它是將流動(dòng)在盤(pán)管內冷媒的能量通過(guò)盤(pán)管的表面傳遞給室內空氣，冷卻室內空氣，達到調節室內溫度的目的。在夏季開(kāi)空調時(shí)，人們?yōu)榱斯澕s能源而適當調高室內溫度(比如業(yè)界常推薦的26"C)，往往由于室內空氣的相對濕度較大而感覺(jué)潮濕氣悶，不舒適。加裝專(zhuān)門(mén)的除濕機無(wú)疑是解決上述問(wèn)題的簡(jiǎn)單辦法，但是該方法不僅要增加設備投資，而且無(wú)利可圖，同時(shí)也與設計者的初衷相悖，因為非但不節約能源，反而浪費能源。因此，如何改進(jìn)現有的空調機組，提高其除濕和節能的能力則成為本領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。

　　公開(kāi)號為CNA的發(fā)明專(zhuān)利申請公開(kāi)了"一種空調系統的運行方法"，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(lái)加熱再生又滿(mǎn)足不了要求，該專(zhuān)利申請的方案在現有的空調系統中增

　　設了一蒸發(fā)器專(zhuān)門(mén)處理再生空氣，以增加制冷劑的焓來(lái)達到增加冷凝器顯熱量的目的。由此可見(jiàn)，上述CNA的發(fā)明專(zhuān)利申請所述的方案，雖然可降低室內空氣中的水分，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(zhuān)利申請所述方案的實(shí)施必需依賴(lài)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，如中央空調系統中就很難實(shí)施，尤其在一些無(wú)冷凝器的空調系統，如地下水空調系統中就根本無(wú)法實(shí)施。

　　公開(kāi)號為CNA的發(fā)明專(zhuān)利申請公開(kāi)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(lái)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或無(wú)冷凝器空調系統。發(fā)明內容

　　鑒于現有技術(shù)存在上述不足，本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是改良現有空調機組中表

　　3冷器的除濕和節能效果，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，也適用于無(wú)冷凝器的空調系統。

　　本實(shí)用新型解決上述技術(shù)問(wèn)題的方案如下所述

　　一種除濕和節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(fēng)道和垂直設在風(fēng)道內與被處理空氣進(jìn)行熱濕交換的盤(pán)管以及風(fēng)量調節閥，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(pán)管的迎風(fēng)側，所述環(huán)形熱管換熱器的冷凝段設在盤(pán)管的背風(fēng)側。啟動(dòng)所述的空調表冷器時(shí)，溫度較高的空氣經(jīng)熱交換的盤(pán)管冷卻后送出。此時(shí)，設在風(fēng)道內環(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(kāi)始工作，環(huán)形熱管換熱器的冷凝段內氣態(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(guò)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)段預冷后，再進(jìn)一步通過(guò)表冷器盤(pán)管降溫至露點(diǎn)而除去水分?？梢?jiàn)，溫度較高的空氣在通過(guò)環(huán)形熱管換熱器的過(guò)程中先預冷，然后經(jīng)過(guò)表冷器進(jìn)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(guò)提高室內空氣溫度，降低室內空氣濕度，在滿(mǎn)足相同舒適度的條件下達到減少空調系統能耗的目的。

　　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在構成風(fēng)道的殼體的外側。

　　根據能量平衡原理可知，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(lái)(顯熱)，如果此時(shí)室內的溫度超過(guò)設定溫度，要是只調節送風(fēng)量，那么勢必會(huì )降低系統的除濕量使空氣的濕度增加而影響室內溫度的舒適度。為了解決這一技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型所述的空調表冷器還包括一溫度調節裝置，該裝置由旁通風(fēng)道和設在該風(fēng)道中的旁通閥構成，其中所述的旁通風(fēng)道的進(jìn)口設在所述盤(pán)管的背風(fēng)側與環(huán)形熱管換熱器冷凝段的迎風(fēng)側之間。當室內溫度偏高時(shí)，可打開(kāi)所述的溫度調節裝置的旁通閥，并調節風(fēng)量調節閥的開(kāi)度，減少通過(guò)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)現室內溫度的調節。

　　本實(shí)用新型所述的空調表冷器，其中所述的風(fēng)量調節閥和旁通閥均為常用的葉片閥，以改善通道內空氣流動(dòng)量分布的均勻性。本實(shí)用新型所述的空調表冷器可用于民用空調系統，也可用于工業(yè)空調系統，但是對于室內溫濕度要求嚴格的工業(yè)空調系統，為了保證所要求的送風(fēng)溫度，需要具有調節送風(fēng)溫度的功能。本實(shí)用新型所述的空調表冷器增設溫度調節裝置的改進(jìn)方案，相對于基本方案更適合于室內送風(fēng)溫差有要求的工藝性空調系統，并可減小常規工藝性空調系統所需要設置的再加熱器，節省再熱冷負荷和再熱量。

　　本實(shí)用新型所述的空調表冷器較現有技術(shù)具有下述優(yōu)點(diǎn)和顯著(zhù)的效果

　　1、利用環(huán)形熱管換熱器對熱空氣進(jìn)行預冷，提升了表冷器的除濕效果，便于實(shí)現在舒適度不變的條件下，提高系統設定溫度來(lái)實(shí)現節能的目的。在室內設計溫度22'C26。C范圍內的計算結果是冷量節能率為23.5%25.7%，總耗能量的節能率為38.1%40.9%。

　　2、系統設定溫度提高后，既緩解了冷媒供給系統所需要的高峰負荷，也減小了空調系統的裝機容量，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(shù)，利用熱風(fēng)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(wú)冷凝器的空調系統。

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

　　圖13為本實(shí)用新型的一種具體實(shí)施例的結構示意圖，其中圖1為主視圖(剖開(kāi)殼體)，圖2為俯視圖(剖開(kāi)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)一步詳細描述，但本實(shí)用新型不受述實(shí)施例的限制。

　　參見(jiàn)圖13，本實(shí)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(fēng)道在其內形成；所形成的風(fēng)道的右頭向一側擴展并一隔板3分隔成一主風(fēng)道2和一旁通風(fēng)道4(見(jiàn)圖2)。盤(pán)管5為常規表冷器的盤(pán)管，垂直設于主風(fēng)道2的中部，下方設有集水盤(pán)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(pán)管5的迎風(fēng)側(由豎向的肋片管束組成)，冷凝段6-2設在盤(pán)管5的背風(fēng)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(fēng)道4的入口設在盤(pán)管5的背風(fēng)側與環(huán)形熱管換熱器6的冷凝段6-2迎風(fēng)側之間，旁通風(fēng)道4的出口與主風(fēng)道2的出口融為一體(見(jiàn)圖2)。所述旁通風(fēng)道4和設在其出口的旁通閥7構成所述的溫度調節裝置。所述主風(fēng)道2出口設有風(fēng)量調節閥8，該閥門(mén)和設在旁通風(fēng)道4出口的旁通闊7均為市售的電動(dòng)多葉調節閥，同時(shí)調節兩葉片閥的開(kāi)度，可調節表冷器出口的送風(fēng)溫度。參見(jiàn)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(jiàn)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。

　　權利要求1、一種除濕和節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(fēng)道和垂直設在風(fēng)道內與室內空氣進(jìn)行的熱交換的盤(pán)管(5)以及風(fēng)量調節閥(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(pán)管(5)的迎風(fēng)側，所述環(huán)形熱管換熱器(6)的冷凝段(6-2)設在盤(pán)管(5)的背風(fēng)側。

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

　　3、根據權利要求1或2所述的一種除濕和節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(fēng)道的殼體(1)的外側。

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

　　專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)一種除濕和節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(fēng)道和垂直設在風(fēng)道內與室內空氣進(jìn)行的熱交換的盤(pán)管(5)以及風(fēng)量調節閥(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(pán)管(5)的迎風(fēng)側，所述環(huán)形熱管換熱器(6)的冷凝段(6-2)設在盤(pán)管(5)的背風(fēng)側。本空調表冷器利用環(huán)形熱管換熱器對熱空氣進(jìn)行預冷，提升了表冷器除濕效果，利用在預冷處理過(guò)程中回收的熱量再熱，減少了室內空氣的相對濕度和空氣處理的再熱負荷，便于實(shí)現在舒適度不變的條件下，提高室內設定溫度來(lái)實(shí)現節能的目的。

　　文檔編號F28D15/02GKSQ

　　公開(kāi)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(wàn)建武,芳趙,辛軍哲申請人:廣州大學(xué)