CN108826539B - 管式露点间接蒸发冷却空调器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种管式露点间接蒸发冷却空调器，包括顶部开有排风口、中部两边分别开有进风口和送风口的壳体、排风机、送风机、换热管组和布水系统，换热管组和布水系统设置在壳体内，换热管组包括多根管外带有横向肋片的立式换热管，每个立式换热管的内表面设有多孔吸水层，布水系统包括喷淋装置和循环水箱，循环水箱通过管道与喷淋装置连接，管道上设有循环水泵，喷淋装置包括布水管和喷淋管，换热管组上下两端均通过一多孔板固定在壳体内，下部的多孔板与循环水箱之间形成二次空气进气室，横向肋片根据冷却空调器的换热程度不同在相应立式换热管处的尺寸不同。本发明结构紧凑，减少设备制造材料消耗量，而且大幅提高换热效率及制冷能效比。

Description

管式露点间接蒸发冷却空调器

技术领域

本发明属于空调设备领域，尤其是涉及一种送风温度逼近进风露点温度的管式露点间接蒸发冷却空调器。

背景技术

蒸发冷却技术的基本原理是用不饱和空气与水接触时发生的热湿传递来获取冷量。该冷却技术以水为制冷剂，无CFCs及HCFCs的排放，其运行能耗低于常规直膨机械压缩制冷方式,是一种经济、环保和可持续发展的制冷技术，在空调、通风领域有着广阔的应用前景。

蒸发冷却主要分为直接蒸发冷却和间接蒸发冷却两种基本形式，而间接蒸发冷却换热器目前常用的有板式和管式两种形式。但是，板式间接蒸发冷却器的流道狭窄，在流道内容易出现结垢及堵塞的现象，使得流道内阻力增大，从而使得换热器的换热效率降低；并且存在干湿通道侧热阻不平衡的问题。目前常用的管式间接蒸发冷却器是管外二次空气与管外水膜进行热质交换，管内一次空气被冷却，即将管外作为湿侧、管内作为干侧，这更加剧了两侧热阻不平衡性、导致制冷效率低。在获得相同冷量的情况下，设备体积和材料消耗量都更大。另外，传统的间接蒸发冷却器空气降温幅度有限，理论最低送风温度为进风的湿球温度。因此，传统间接蒸发冷却器存在的上述弱点，阻碍了该冷却技术的进一步推广使用。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种管式露点间接蒸发冷却空调器，结合露点蒸发冷却循环原理，换热管采用立式布置，将管内作为湿侧、管外作为干侧，一次空气流经管外，管内走二次空气，使得管式露点间接蒸发冷却空调器结构紧凑，减少设备制造材料消耗量，不仅能提供逼近进风露点温度的送风，而且大幅提高换热效率及制冷能效比。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种管式露点间接蒸发冷却空调器，包括顶部开有排风口、中部两边分别开有进风口和送风口的壳体、换热管组和布水系统，所述的壳体内靠近排风口和进风口处分别设有排风机和送风机，所述的换热管组和布水系统均设置在壳体内部，所述的换热管组包括多根管外带有横向肋片的立式换热管，每个所述的立式换热管的内表面从上到下设有多孔吸水层，所述的布水系统包括设置在换热管组顶部的喷淋装置和设置在换热管组底部的循环水箱，所述的循环水箱通过管道与喷淋装置连接，所述的管道上设有循环水泵，所述的喷淋装置包括多根水平布置的布水管，每根所述布水管上均布多根立式喷淋管，每根所述立式喷淋管的出水端垂直伸入对应的立式换热管上端部内，所述的换热管组上下两端分别通过多孔板固定在壳体内，且两个多孔板的套孔与立式换热管一一对应，下部的多孔板与循环水箱之间形成二次空气进气室。

进一步的，所述冷却空调器还包括一挡水板，所述的挡水板设置在壳体内靠近排风机处。

进一步的，所述的多孔吸水层贴覆在立式换热管的内壁上。

进一步的，在每根所述立式换热管内部均设有一用于将多孔吸水层压紧在立式换热管内壁的弹簧。

进一步的，每根所述立式换热管也可采用预制一体化内侧表面带有多孔吸水层的换热管。

进一步的，所述多孔吸水层为多孔材料层。

进一步的，所述立式换热管为圆管或椭圆管。

进一步的，多根所述立式换热管的排列方式为顺排或是叉排。

进一步的，所述横向肋片为圆形片或平板型肋片。

进一步的，所述立式换热管为金属换热管或非金属换热管。

本发明所述的管式露点间接蒸发冷却空调器，新风经进风口进入，经过送风机后流经立式换热管外表面与管内的二次空气和水进行换热，一部分被冷却的空气作为送风经空调器右侧的送风口流出，此时送风空气温度逼近进风露点温度，另一部分作为二次空气进入立式换热管，自下而上并从挡水板流出，再由排风机经排风口排至室外。布水系统包括换热管顶部的布水管、喷淋管及底部的水泵和水箱，水泵在水箱中通过管道与布水管相连接，换热管内贴覆多孔吸水材料，二次空气与循环水在管内逆向流动。

相对于现有技术，本发明所述的管式露点间接蒸发冷却空调器具有以下优势：

1.将间接蒸发冷却器的换热管采用立式结构，结构紧凑，节省占地空间。

2.将作为干侧的换热管外表面加装肋片进行了强化换热，从而提高了换热效率。

3.将换热管内作为湿侧，并将管内壁贴覆多孔材料，增加了二次空气与水的接触面积，提高了蒸发速度，加强了换热效率。

4.利用弹簧既可以将多孔材料紧撑贴在管内壁，又使得管内二次空气紊流流动增强，弹簧表面采用超亲水材料处理，强化了管内的传热传质效果。

6.将循环水直接喷淋在换热管内多孔材料上，在重力作用下沿换热管下落，节约了用电用水量。

7.可以利用室内回风与室外空气混合后作为新风送入空调器，可以提高换热效率。

8.多孔吸水层的设置，保水性好，可以利用间歇布水方式，缩短水泵的运行时间，有较好的节电效果。

9.设置挡水板，对二次空气携带的水滴进行分离，既减小了对外界环境湿度的影响，又避免了用水浪费。

10.立式换热管外横向肋片的设置，解决了管内外换热不均衡的问题，并且根据换热管组换热效果不同处对应设置尺寸不同的横向肋片，能更加有利于换热，换热效率高。

11.一部分送风作为二次空气进入换热管，可以使得送风温度低于进风湿球温度且逼近进风露点温度，节能优势明显，制冷效果好。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例所述的管式露点间接蒸发冷却空调器的结构示意图；

图2为本发明实施例所述的管式露点间接蒸发冷却空调器的喷淋装置结构示意图；

图3为本发明实施例所述的管式露点间接蒸发冷却空调器中的单根立式换热管和单根立式喷淋管结构示意图；

图4为本发明实施例所述的管式露点间接蒸发冷却空调器的单根立式换热管的空气流动示意图；

图5为本发明实施例所述的管式露点间接蒸发冷却空调器的带有肋片的立式换热管的结构示意图；

图6为本发明实施例所述的管式露点间接蒸发冷却空调器的立式换热管内部的结构示意图；

图7为本发明实施例所述的管式露点间接蒸发冷却空调器的多孔板的结构示意图。

附图标记说明：

1-进风口，2-送风机，3-换热管组，301-立式换热管，4-送风口，5-水箱，6-水泵，7-布水管，8-挡水管，9-排风机，10-排风口，12-立式喷淋管，13-多孔吸水层，14-横向肋片，15-弹簧，16-二次空气进气室，17-多孔板，18-套孔。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

如图1-图7所示，管式露点间接蒸发冷却空调器，包括顶部开有排风口10、中部两边分别开有进风口1和送风口4的壳体、换热管组3和布水系统，所述的壳体内靠近排风口10和进风口1处分别设有排风机9和送风机2，所述的换热管组3和布水系统均设置在壳体内部，所述的换热管组3包括多根管外带有横向肋片14的立式换热管301，每个所述的立式换热管301的内表面从上到下贴有一多孔吸水层13，所述的布水系统包括设置在换热管组3顶部的喷淋装置和设置在换热管组3底部的循环水箱5，所述的循环水箱5通过管道与喷淋装置连接，所述的管道上设有循环水泵6，所述的喷淋装置包括多根水平布置的布水管7，每根所述布水管7上均布多根立式的喷淋管12，每根所述喷淋管12的出水端垂直伸入对应的立式换热管301上端部内，每根喷淋管12靠近出水端的管壁上设置有若干喷淋孔，所述的换热管组3上下两端均通过一多孔板17固定在壳体内，且两个多孔板17的套孔18与立式换热管301一一对应，下部的多孔板17与循环水箱5之间形成二次空气进气室16。进风口1位于壳体左侧，送风口4位于壳体右侧。

横向肋片14根据冷却空调器的换热程度不同在相应立式换热管301处的尺寸不同，在换热强度大处横向肋片14尺寸小于在换热强度小处横向肋片14尺寸，所述横向肋片14为圆形片或平板型肋片。

冷却空调器还包括一挡水板8，所述的挡水板8设置在壳体内靠近排风机9处，挡水板8主要起到可以隔离二次空气带出的水分，防止外部空气潮湿。

多孔吸水层13为多孔材料层，如多孔纤维或金属毡，多孔吸水层13的固定方式有很多种，例如可以将多孔吸水层13粘贴在立式换热管301的内壁上，也可以在每根立式换热管301内部均设有一用于将多孔吸水层13压紧在立式换热管301内壁的弹簧15，弹簧15表面采用超亲水材料处理，弹簧15不但起到了压紧多孔吸水层13的作用，还起到了扰流的作用，增大换热面积，促进空气与水的热湿交换。

另外，立式换热管301也可采用预制一体化内侧表面带有多孔吸水层13的换热管。

立式换热管301为圆管或椭圆管，多根立式换热管的排列方式为顺排或是叉排。换热管顺排排列具有阻力小，易清洗的优点；换热管叉排排列对流体的扰动加强，传热系数较大。

立式换热管301为金属材料或非金属材料制成的换热管，可以是铜管也可以是PVC管。

本发明的管式露点间接蒸发冷却空调器的工作过程：

夏季空气处理的工作过程：新风经进风口1进入，经过送风机2后流经换热管3外表面与管内的二次空气和水进行换热，一部分被冷却的空气作为送风经空调器右侧的送风口4流出，此时送风空气温度逼近进风露点温度，由于送风口4与二次空气进气室16是联通的，所以另一部分被冷却的空气作为二次空气可以进入到二次空气进气室16，然后从换热管组3的底部进入换热管组3，自下而上并从挡水板8流出，再由排风机9经排风口10排至室外。

在过渡季节，当室外气象条件满足要求时，全新风运行。新风经进风口1进入空调器，由送风机2经换热管3外表面，通过送风口4送至室内。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种管式露点间接蒸发冷却空调器，其特征在于：包括顶部开有排风口(10)、中部两边分别开有进风口(1)和送风口(4)的壳体、换热管组(3)和布水系统，所述的壳体内靠近排风口(10)和进风口(1)处分别设有排风机(9)和送风机(2)，所述的换热管组(3)和布水系统均设置在壳体内部，所述的换热管组(3)包括多根管外带有横向肋片(14)的立式换热管(301)，每个所述的立式换热管(301)的内表面从上到下设有一多孔吸水层(13)，所述的布水系统包括设置在换热管组(3)顶部的喷淋装置和设置在换热管组(3)底部的循环水箱(5)，所述的循环水箱(5)通过管道与喷淋装置连接，所述的管道上设有循环水泵(6)，所述的喷淋装置包括多根水平布置的布水管(7)，每根所述布水管(7)上均布多根立式的喷淋管(12)，每根所述喷淋管(12)的出水端垂直伸入对应的立式换热管(301)上端部内，所述的换热管组(3)上下两端均通过一多孔板(17)固定在壳体内，且两个多孔板(17)的套孔(18)与立式换热管(301)一一对应，下部的多孔板(17)与循环水箱(5)之间形成二次空气进气室(16)；送风口(4)与二次空气进气室(16)是连通的；横向肋片(14)根据冷却空调器的换热程度在相应立式换热管(301)处的尺寸不同，在换热强度大处横向肋片(14)尺寸小于在换热强度小处横向肋片(14)尺寸；

所述多孔吸水层(13)为多孔材料层；将循环水直接喷淋在换热管内多孔材料上；

所述蒸发冷却空调器还包括一挡水板(8)，所述的挡水板(8)设置在壳体内靠近排风机(9)处；

在每根所述立式换热管(301)内部均设有一用于将多孔吸水层(13)压紧在立式换热管(301)内壁的弹簧(15)；

弹簧表面采用超亲水材料处理。

2.根据权利要求1所述的管式露点间接蒸发冷却空调器，其特征在于：所述的多孔吸水层(13)贴覆在立式换热管(301)的内壁上。

3.根据权利要求1所述的管式露点间接蒸发冷却空调器，其特征在于：每根所述立式换热管(301)采用内侧表面预制一体化带有多孔吸水层(13)的换热管。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的管式露点间接蒸发冷却空调器，其特征在于：所述立式换热管(301)为圆管或椭圆管。

5.根据权利要求4所述的管式露点间接蒸发冷却空调器，其特征在于：多根所述立式换热管(301)的排列方式为顺排或是叉排。

6.根据权利要求5所述的管式露点间接蒸发冷却空调器，其特征在于：所述横向肋片(14)为圆形片或平板型肋片。

7.根据权利要求6所述的管式露点间接蒸发冷却空调器，其特征在于：所述立式换热管(301)为金属换热管或为非金属换热管。

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