CN101196321A - 基于超声波技术的蒸发冷却空调装置 - Google Patents

Abstract

基于超声波技术的蒸发冷却空调装置，属于空调节能技术领域。包括除湿或再生风道，蒸发冷却风道，两个超声波除湿器，两个超声波发生器，两个风机，两个排风管，隔板，超声波雾化片，雾化水槽，挡水板和若干风阀，两个超声波除湿器交替进行空气除湿和除湿剂的再生处理，由超声波除湿器降湿处理后的空气进入蒸发冷却风道，被超声波雾化片雾化的细小液体蒸发冷却降温，然后流经挡水板，由风机引入空调区域。本发明可对高温高湿环境下的空气进行有效降温，具有潜在的节能效果和很强的适应性。

Description

基于超声波技术的蒸发冷却空调装置

技术领域

本发明涉及的是一种蒸发冷却空调装置，特别是一种基于超声波技术的蒸发冷却空调装置，属于空调节能技术领域。

背景技术

与机械制冷空调系统相比，蒸发冷却空调机组具有经济节能、环保、改善建筑室内空气品质等优点，经对现有技术的文献检索发现，中国专利(申请)号为03144509，名称为自然风间接蒸发冷却式空气处理机发明专利，公开了一种蒸发冷却空调装置，是由常规的微电脑控制电路，一次风机、二次风机、水雾化装置及空气换热器构成，实现了以热制冷的新型空调系统，可取代机械制冷，且COP值高，绿色环保、节能效果显著。但这种蒸发冷却空调只能适应气候干燥地区，如果应用于潮湿地区，其对空气的降温效果不是很理想，因此，其应用受到气候环境的限制。为了解决这个问题，人们提出了先对高湿度空气除湿，然后再进行蒸发冷却的空气处理方式，除湿主要利用溴化锂或氯化锂浓溶液吸收空气中的水分，然后通过加热方式对溴化锂或氯化锂溶液进行浓缩再生处理，经对现有技术的文献检索发现，中国专利(申请)号为200410021221，名称为一种蓄能除湿/空调机组的蓄能除湿/空调方法及设备发明专利，其原理是先将电能转换成工作溶液的除湿潜能并储存，当需要对空气进行除湿处理并冷却或加热除湿后的干空气时，可将储存的溶液除湿潜能转换成空气除湿所需的能量，并回收除湿过程的热量加热干空气或对除湿后空气作喷水蒸发冷却，机组中所采用的工作溶液为溴化锂或氯化锂水溶液。本发明的显著优点是：除湿能可长久储存，适用于高湿地区的蓄能除湿。但这种设备具有如下两方面缺点：(1)工作液腐蚀性强，对设备材料的要求较高，又由于工作时有溶液循环，设备的防漏维护工作比较麻烦；(2)由于水的蒸发潜热较大，利用电加热方式去除工作溶液中的水分，显然要耗费大量的电能，而且在对工作溶液加热再生处理后还需对工作溶液进行冷却处理，因此，这种空气处理设备并不具有明显的节能效果。

发明内容

本发明的目的在于克服已有技术的不足和缺陷，提供一种基于超声波技术的蒸发冷却空调装置，该装置利用硅胶或分子筛等固体除湿剂对高湿度的空气进行除湿处理，然后利用超声波雾化技术增强水在空气中的蒸发效果使空气有较大程度的降温，同时利用超声波对固体除湿剂进行再生，满足空气除湿要求。超声波再生的潜在优势在于：一方面超声波在固体除湿剂中传播时所产生的机械振动效应引起固体介质质点做强烈的高频振动，使除湿剂表面的液体水膜撕裂为微米级的小颗粒水珠，有助于气流将它们直接与除湿剂表面分离，从而可以减少因水汽化所需的大量能耗；另一方面，除湿剂表面液体水膜的破裂可降低除湿剂内表面与再生空气之间的传质阻力，增强传质系数，提高除湿剂的再生效率，若与低品位能源结合，可有效提高低品位能源在固体除湿剂再生中的利用率。超声波雾化的优点在于：超声波在液体中产生的“空化”效应使液体水面隆起，在隆起的水面周围产生水雾，水雾中的微小液体颗粒大大增加了水与空气间的接触面积，强化了水对空气的蒸发冷却效果。

本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括除湿或再生风道，蒸发冷却风道，第一超声波除湿器，第二超声波除湿器，第一超声波发生器，第一风机，第一风阀，第一排风管，第二风阀，第二排风管，第三风阀，第四风阀，隔板，超声波雾化片，  第二超声波发生器，雾化水槽，档水板，第二风机，其中，第一超声波除湿器和第二超声波除湿器均包括多个除湿剂填料箱，超声波辐射板，超声波振动晶片，正极薄铜片，负极薄铜片，后盖板，连接螺栓。

第一风机位于除湿或再生风道的进口处，隔板位于第一风机后面，并将除湿或再生风道分隔为上、下两个独立通道，  第三风阀和第四风阀分别安装于上、下通道的出口处，第一超声波除湿器和第二超声波除湿器分别位于上、下通道的进口处，在除湿或再生风道的上、下通道的中间位置均开有排风口，并分别与第一排风管和第二排风管连接，第一风阀和第二风阀分别安装在第一排风管和第二排风管中，除湿或再生风道的上、下通道出口通过矩形渐缩管与蒸发冷却风道的进口端相连，雾化水槽、档水板和第二风机按气流方向依次置于蒸发冷却风道中，超声波雾化片置于雾化水槽中，其正、负电极分别与第二超声波发生器的正、负极相连。多个除湿剂填料箱依次排列分别置于第一超声波除湿器和第二超声波除湿器的上部，湿剂填料箱底面与超声波辐射板紧密连接，除湿剂填料箱之间有一定间隙，以便空气流通过，两块超声波振动晶片正极相对，通过连接螺栓紧密夹在超声波辐射板和后盖板之间，正极薄铜片位于两块超声波振动晶片中间，负极薄铜片位于超声波振动晶片和后盖板中间，正极薄铜片和负极薄铜片分别与第一超声波发生器的正、负电极相连接。

第一超声波除湿器和第二超声波除湿器交替进行空气除湿工作和除湿剂的再生处理。当第一超声波除湿器进行空气除湿工作时，第二超声波除湿器中的超声波振动晶片在第一超声波发生器的驱动下产生一定频率和强度的超声波，对第二超声波除湿器中的除湿剂进行再生处理，此时，第二风阀和第三风阀打开，第一风阀和第四风阀关闭，再生后的空气由第二排风管排出；当第二超声波除湿器进行空气除湿工作时，第一超声波除湿器中的超声波振动晶片在第一超声波发生器的驱动下产生一定频率和强度的超声波，对第一超声波除湿器中的除湿剂进行再生处理，此时，第一风阀和第四风阀打开，第二风阀和第三风阀关闭，再生后的空气由第一排风管排出；由第一超声波除湿器或第二超声波除湿器降湿处理后的空气进入蒸发冷却风道，被超声波雾化片雾化的细小液体蒸发冷却降温，然后流经档水板，由第二风机引入空调区域。

本发明的有益效果：本发明利用硅胶或分子筛固体除湿剂和超声波再生技术对高湿度的空气进行除湿处理，并利用超声波雾化技术增强水在空气中的蒸发效果，使空气有较大程度的降温。由于采用固体除湿剂对空气进行除湿处理，有效克服液体除湿剂的缺点，利用超声波对固体除湿剂再生，可有效降低固体除湿剂的再生温度，使用传统经济性能好的固体除湿剂在低温情况下具有良好的再生性能，与低品位能源结合，可有效提高低品位能源在固体除湿剂再生中的利用率，具有潜在的节能效果；超声波雾化有利于增加水与空气间的接触面积，强化水对空气的蒸发冷却效果。

附图说明

图1是本发明蒸发冷却空调装置结构示意图。

图2是本发明超声波除湿器结构示意图。

图3是本发明图2所示A-A剖视图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施做进一步描述。

如图1、图2和图3所示，本实施例发明包括除湿或再生风道1，蒸发冷却风道2，第一超声波除湿器3，第二超声波除湿器4，第一超声波发生器5，第一风机6，第一风阀7，第一排风管8，第二风阀9，第二排风管10，第三风阀11，第四风阀12，隔板13，超声波雾化片14，  第二超声波发生器15，雾化水槽16，档水板17，第二风机18，其中，第一超声波除湿器3和第二超声波除湿器4均包括多个除湿剂填料箱19，超声波辐射板20，超声波振动晶片21，正极薄铜片22，负极薄铜片23，后盖板24，连接螺栓25。

第一风机6位于除湿或再生风道1的进口处，隔板13位于第一风机6后面，并将除湿或再生风道1分隔为上、下两个独立通道，  第三风阀11和第四风阀12分别安装于上、下通道的出口处，第一超声波除湿器3和第二超声波除湿器4分别位于上、下通道的进口处，在除湿或再生风道1的上、下通道的中间位置均开有排风口，并分别与第一排风管8和第二排风管10连接，第一风阀7和第二风阀9分别安装在第一排风管8和第二排风管10中，除湿或再生风道1的上、下通道出口通过矩形渐缩管与蒸发冷却风道2的进口端相连，雾化水槽16、档水板17和第二风机18按气流方向依次置于蒸发冷却风道2中，超声波雾化片14置于雾化水槽16中，其正、负电极分别与第二超声波发生器15的正、负极相连。多个除湿剂填料箱19依次排列分别置于第一超声波除湿器3和第二超声波除湿器4的上部，除湿剂填料箱19底面与超声波辐射板20紧密连接，除湿剂填料箱19之间的间隙为1mm～2mm，以便空气流通过，两块超声波振动晶片21正极相对，通过连接螺栓25紧密夹在超声波辐射板20和后盖板24之间，正极薄铜片22位于两块超声波振动晶片21中间，负极薄铜片23位于超声波振动晶片21和后盖板24中间，正极薄铜片22和负极薄铜片23分别与第一超声波发生器5的正、负电极相连接。

本实施例中，除湿或再生风道1和蒸发冷却风道2是由不锈钢材料制成的矩形通风管道，第一超声波除湿器3和第二超声波除湿器4的横截面尺寸均分别与除湿或再生风道1的上、下通道的横截面尺寸一致，除湿剂填料箱19是由不锈钢孔板材料制成的长方形箱体，孔板上的孔眼直径为3mm，孔眼间距为1mm，除湿剂填料箱19中的填料为粒径大于等于4mm的硅胶或分子筛，超声波辐射板20由高强度的铝合金制成，超声波振动晶片21由锆钛酸铅压电陶瓷制成，后盖板24由钢制成，第一超声波发生器5与超声波振动晶片21之间的匹配频率范围为16kHz～28kHz，匹配功率范围为100W～200W，第二超声波发生器15与超声波雾化片14之间的匹配频率范围为170kHz～250kHz，匹配功率范围为20W～50W。

第一超声波除湿器3和第二超声波除湿器4交替进行空气除湿工作和除湿剂的再生处理。当第一超声波除湿器3进行空气除湿工作时，第二超声波除湿器4中的超声波振动晶片21在第一超声波发生器5的驱动下产生一定频率和强度的超声波，对第二超声波除湿器4中的除湿剂进行再生处理，此时，第二风阀9和第三风阀11打开，第一风阀7和第四风阀12关闭，再生后的空气由第二排风管10排出；当第二超声波除湿器4进行空气除湿工作时，第一超声波除湿器3中的超声波振动晶片21在第一超声波发生器5的驱动下产生一定频率和强度的超声波，对第一超声波除湿器3中的除湿剂进行再生处理，此时，第一风阀7和第四风阀12打开，第二风阀9和第三风阀11关闭，再生后的空气由第一排风管8排出；由第一超声波除湿器3或第二超声波除湿器4降湿处理后的空气进入蒸发冷却风道2，被超声波雾化片14雾化的细小液体蒸发冷却降温，然后流经档水板17，由第二风机18引入空调区域。

Claims (5)

1.一种基于超声波技术的蒸发冷却空调装置，包括：除湿或再生风道(1)、蒸发冷却风道(2)、第一超声波除湿器(3)、第二超声波除湿器(4)、第一超声波发生器(5)、第一风机(6)、第一风阀(7)、第一排风管(8)、第二风阀(9)、第二排风管(10)、第三风阀(11)、第四风阀(12)、隔板(13)、超声波雾化片(14)、第二超声波发生器(15)、雾化水槽(16)、档水板(17)、第二风机(18)，其特征在于：第一超声波除湿器(3)和第二超声波除湿器(4)均包括除湿剂填料箱(19)、超声波辐射板(20)、超声波振动晶片(21)、正极薄铜片(22)、负极薄铜片(23)、后盖板(24)、连接螺栓(25)，第一风机(6)位于除湿或再生风道(1)的进口处，隔板(13)位于第一风机(6)后面，并将除湿或再生风道(1)分隔为上、下两个独立通道，  第三风阀(11)和第四风阀(12)分别安装于上、下通道的出口处，第一超声波除湿器(3)和第二超声波除湿器(4)分别位于上、下通道进口处，在除湿或再生风道(1)的上、下通道的中间位置均开有排风口，并分别与第一排风管(8)和第二排风管(10)连接，第一风阀(7)和第二风阀(9)分别安装在第一排风管(8)和第二排风管(10)中，除湿或再生风道(1)的上、下通道出口通过矩形渐缩管与蒸发冷却风道(2)的进口端相连，雾化水槽(16)、档水板(17)和第二风机(18)按气流方向依次置于蒸发冷却风道(2)中，超声波雾化片(14)置于雾化水槽(16)中，其正、负电极分别与第二超声波发生器(15)的正、负极相连，多个除湿剂填料箱(19)依次排列分别置于第一超声波除湿器(3)和第二超声波除湿器(4)上部，除湿剂填料箱(19)底面与超声波辐射板(20)紧密连接，两块超声波振动晶片(21)正极相对，通过连接螺栓(25)紧密夹在超声波辐射板(20)和后盖板(24)之间，正极薄铜片(22)位于两块超声波振动晶片(21)中间，负极薄铜片(23)位于超声波振动晶片(21)和后盖板(24)中间，正极薄铜片(22)和负极薄铜片(23)分别与第一超声波发生器(5)的正、负电极相连。

2.根据权利要求1所述的基于超声波技术的蒸发冷却空调装置，其特征是所述的除湿剂填料箱(19)是由不锈钢孔板材料制成的长方形箱体，孔板上的孔眼直径为3mm，孔眼间距为1mm，除湿剂填料箱(19)中的填料为粒径大于或等于4mm的硅胶或分子筛，除湿剂填料箱19之间的间隙为1mm～2mm。

3.根据权利要求1所述的基于超声波技术的蒸发冷却空调装置，其特征是所述的除湿或再生风道(1)和蒸发冷却风道(2)是由不锈钢材料制成的矩形通风管道，超声波辐射板(20)由高强度的铝合金制成，超声波振动晶片(21)由锆钛酸铅压电陶瓷制成，后盖板(24)由钢制成。

4.根据权利要求1所述的基于超声波技术的蒸发冷却空调装置，其特征是所述的第一超声波发生器(5)与超声波振动晶片(21)之间的匹配频率范围为16kHz～28kHz，匹配功率范围为100W～200W，第二超声波发生器(15)与超声波雾化片(14)之间的匹配频率范围为170kHz～250kHz，匹配功率范围为20W～50W。

5.根据权利要求1所述的基于超声波技术的蒸发冷却空调装置，其特征是所述的第一超声波除湿器(3)和第二超声波除湿器(4)的横截面尺寸均分别与除湿或再生风道(1)的上、下通道的横截面尺寸一致。

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