CN102287880A - 一种带有加湿段的分体式空气-空气换热机组 - Google Patents

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Abstract

一种带有加湿段的分体式空气-空气换热机组涉及一种应用于空调系统中利用自然冷源降温的装置，属于热装置热交换技术领域。本发明在现有的分体式空气-空气换热机组的基础上，在室外空气进口和室内空气出口处增加了空气加湿段，使室外低温空气首先流过加湿段加湿，通过加湿使其湿度增加而温度降低后再进行热交换。与无低温空气加湿段的换热设备相比，扩大了空气换热器两侧的换热温差，增大换热量，提高了换热效率。另外，在室内空气出口处增设了空气加湿段，可以根据需要对空气加湿，将空气的相对湿度控制在要求的范围内，防止静电现象产生，提高空气环境的舒适性。

Description

一种带有加湿段的分体式空气-空气换热机组
一、技术领域
本发明涉及一种应用于空调系统中利用自然冷源降温的装置，属于热装置热交换技术领域。 
二、背景技术
节能低碳是当今社会发展的主题，在制冷空调领域人们也一直在践行低碳的理念，探索节能减排的途径，研发有关节能技术，特别是通过高效热交换来降低空调能耗的技术，从而在满足人们或设备对空气环境要求的前提下，尽可能的节约能源。现有的空气-空气换热机组都仅仅利用了两股空气的显热，对于有些地区，如北京、甘肃、内蒙等地区虽然室外空气较高，但其相对湿度较低，其焓值较低的特点没有充分发挥出来，也就是说，低焓值空气的能量没有得到充分利用。另外，不管从防止产生静电现象或提高空气环境舒适性的角度，特别是冬季空气的相对湿度不能太低，上述技术方案没有给空气加湿的功能。 
三、发明内容
为了实现上述目的，本发明在现有的空气-空气换热机组的基础上，在室外空气进口和室内空气出口增加了空气加湿段，旨在充分利用低焓值室内空气所蕴含的能量，同时还可以控制室内空气的相对湿度。采取的具体技术方案如下： 
一种带有加湿段的分体式空气-空气换热机组，包括换热器，换热器包括蒸发器5、冷凝器1、集液管6、集气管7、风机4，蒸发器5与冷凝器1由换热管和翅片组成，蒸发器5与冷凝器1通过集液管6和集气管7连接在一起，还在蒸发器5内，在换热管和翅片之后依次平行设置了空气加湿段3和空气挡水板2，空气加湿段3和空气挡水板2的两端分别与蒸发器外边框连接；在冷凝器1内，在换热管和翅片之前依次平行设置了空气加湿段3和空气挡水板2，空气加湿段3和空气挡水板2的两端分别与冷凝器外边框连接。 
换热器为热虹吸管式分体换热器。 
热虹吸管式分体换热器为机械驱动型。 
换热器为溶液循环式分体换热器。 
空气加湿段为喷淋加湿或湿膜加湿的直接喷水蒸发型换热器。 
空气加湿段为间接喷水蒸发型换热器。 
对于上述带有加湿段的分体式管式空气-空气换热机组，室外空气在风机作用下先流过加湿段，然后通过挡水板过滤掉空气中的水汽，通过加湿使其湿度增加而温度降低后再流过换热管和翅片进行热交换。与无室外空气加湿段的换热设备相比，扩大了空气换热器两侧的换热温差，增大换热量。室内空气先流过换热管和翅片进行换热，然后再流过加湿段进行加湿，最后通过挡水板滤除空气中的水汽。通过增设室内空气加湿段，可以根据需要对室内空气加湿，将室内空气的相对湿度控制在要求的范围内，防止静电现象产生，提高空气环境的舒适性。 
四、附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。 
附图1：实施例一——利用自然冷源为机房进行降温的带有加湿段的热虹吸管式分体空气-空气换热器(无泵)工作示意图 
附图2：实施例二——利用自然冷源为机房进行降温的带有加湿段的热虹吸管式分体空气-空气换热器(带液泵)工作示意图 
附图3：实施例三——利用自然冷源为机房进行降温的带有加湿段的热虹吸管式分体空气-空气换热器(带气泵)工作示意图 
附图4：实施例四——利用自然冷源为机房进行降温的带有加湿段的溶液循环式分体空气-空气换热器工作示意图 
图中：1、冷凝器，2、空气挡水板，3、空气加湿段，4、风机，5、蒸发器，6、集液管，7、集气管，8、气泵，9、液泵。箭头表示空气流向。 
五、具体实施方式
实施例一：利用自然冷源为机房进行降温的带有加湿段的热虹吸管式分体空气-空气换热器(无泵) 
如图1所示，一种带有加湿段的热虹吸管式分体空气-空气换热器，换热器选用热虹吸管式分体换热器，该换热器不带泵。冷凝器和蒸发器通过集气管、集液管连接在一起，安装时要保证蒸发器高度低于冷凝器，蒸发器中的蒸汽依靠热压作用上升到冷凝器进行凝结降温，冷凝器的冷凝液通过高度差回流到蒸发器。 冷凝器、蒸发器、集气管、集液管组成密闭空间，密封后，抽真空，然后内部充入30％的低沸点相变介质。以蒸发器为基础，在蒸发器的进出风口处固定连接风管，制成封闭的室内空气风道，风道进出口与机房内的空气相通，室内空气在风机的作用下首先进入蒸发器内的换热管和翅片部分，然后依次通过加湿段和空气挡水板，最后排回到室内；以冷凝器为基础，在冷凝器的进出风口处固定连接风管，制成封闭的室外空气风道，风道的进出口与室外相通，室外空气在风机的作用下首先进入加湿段，然后进入空气挡水板，接着流过冷凝器内部的换热管和翅片部分，最后排至室外。对于像信息中心机房或机柜那样需要全年降温的场合，当室内外干球温度监测器监测到室外空气的干球温度与机房内空气的干球温度之差不小于10℃时，开启换热机组利用自然冷源对机房进行降温；当室内外干球温度差小于10℃，关闭换热机组。当室外相对湿度监测器监测到室外空气的相对湿度小于70％时，开启冷凝器加湿段，使经过加湿段的空气降温，扩大与室内空气的换热温差，改善换热效果，提高换热量；当室外相对湿度不小于70％时，关闭冷凝器加湿段。当机房内空气相对湿度小于40％，为了避免室内产生静电现象，开启蒸发器加湿段，使流出蒸发器的室内空气得到加湿，提高机房内空气的相对湿度，当机房内相对湿度高于60％时，关闭蒸发器加湿段。加湿用的水可以是自来水或者附近空调机的冷凝水，空气流过每个加湿段后都要再经过挡水板，防止向空气加湿时产生飘水。 
实施例二：利用自然冷源为机房进行降温的带有加湿段的热虹吸管式分体空气-空气换热器(带液泵) 
如图2所示，一种带有加湿段的热虹吸管式分体空气-空气换热器，该换热器带液泵，冷凝器和蒸发器通过集气管、集液管连接在一起，在集液管上安装有液泵，通过外力作用，可以克服冷凝器高度一定要高于蒸发器的问题。其工作模式与实施例一相同。 
附图3：实施例三——利用自然冷源为机房进行降温的带有加湿段的热虹吸管式分体空气-空气换热器(带气泵) 
如图3所示，一种带有加湿段的热虹吸管式分体空气-空气换热器，带有气泵，冷凝器和蒸发器通过集气管、集液管连接在一起，在集气管上安装有气泵， 通过外力作用，可以克服冷凝器高度一定要高于蒸发器。其工作模式与实施例一相同。 
附图4：实施例四——利用自然冷源为机房进行降温的带有加湿段的溶液循环式分体空气-空气换热器 
如图4所示，一种带有加湿段的热虹吸管式分体空气-空气换热器，换热器选用溶液循环式分体换热器。冷凝器和蒸发器通过集气管、集液管连接在一起，在集液管上安装有液泵，冷凝器、蒸发器、集气管、集液管组成密闭空间，密封后，内部充满乙二醇水溶液，通过液泵循环乙二醇水溶液，从而实现冷凝器与蒸发器的热传递。对于像信息中心机房或机柜那样需要全年降温的场合，当室内外干球温度监测器监测到室外空气的干球温度与机房内空气的干球温度之差不小于10℃时，开启换热机组利用自然冷源对机房进行降温；当室内外干球温度差小于10℃，关闭换热机组。当室外相对湿度监测器监测到室外空气的相对湿度小于70％时，开启冷凝器加湿段，使经过加湿段的空气降温，扩大与室内空气的换热温差，改善换热效果，提高换热量；当室外相对湿度不小于70％时，关闭冷凝器加湿段。当机房内空气相对湿度小于40％，为了避免室内产生静电现象，开启蒸发器加湿段，使流出蒸发器的室内空气得到加湿，提高机房内空气的相对湿度，当机房内相对湿度高于60％时，关闭蒸发器加湿段。加湿用的水可以是自来水或者附近空调机的冷凝水，空气流过每个加湿段后都要再经过挡水板，防止向空气加湿时产生飘水。 

Claims (6)

1.一种带有加湿段的分体式空气-空气换热机组，包括换热器，换热器包括蒸发器5、冷凝器1、集液管6、集气管7、风机4，蒸发器5与冷凝器1由换热管和翅片组成，蒸发器5与冷凝器1通过集液管6和集气管7连接在一起，其特征在于：还在蒸发器5内，在换热管和翅片之后依次平行设置了空气加湿段3和空气挡水板2，空气加湿段3和空气挡水板2的两端分别与蒸发器5连接；在冷凝器1内，在换热管和翅片之前依次平行设置了空气加湿段3和空气挡水板2，空气加湿段3和空气挡水板2的两端分别与冷凝器连接。
2.根据权利要求1所述的一种带有加湿段的分体式空气-空气换热机组其特征为：换热器为热虹吸管式分体换热器。
3.根据权利要求2所述的一种带有加湿段的分体式空气-空气换热机组，其特征为：热虹吸管式分体换热器为机械驱动型。
4.根据权利要求1所述的一种带有加湿段的分体式空气-空气换热机组，其特征为：换热器为溶液循环式分体换热器。
5.根据权利要求1所述的一种带有加湿段的分体式空气-空气换热机组，其特征在于：空气加湿段3为喷淋加湿或湿膜加湿的直接喷水蒸发型换热器。
6.根据权利要求1所述的一种带有加湿段的分体式空气-空气换热机组，其特征在于：空气加湿段3为间接喷水蒸发型换热器。
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