CN105588246B - 一种大幅度提高空调热交换能力的超导热扇 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种大幅度提高空调热交换能力的超导热扇，空调的蒸发器、冷凝器的热交换由超导热扇来完成，该超导热扇包括设有空心轴的扇体，扇体内部设有冷源联接管路、阻尼板、导热剂和导热片；冷源联接管路穿过设在扇体内的阻尼板，再通过密封轴承与扇体及外部冷源管路联接，导热片与扇壁连接，扇体外部设有扇叶，冷源联接管路与导热片之间的热交换通过导热剂联接来实现。该超导热扇从热传导能力、热交换面积、热交换速度这三个方面获得了实质性的飞跃，能大幅度提高空调热交换能力。使空调产品实现小型化为现有产品的1/5‑1/10，不仅节省原材料，提高工作效率，还能降低运行噪音，以及生产和使用成本,其不仅仅只是技术革新，而是空调产业的革命。

Description

一种大幅度提高空调热交换能力的超导热扇

技术领域

本发明涉及空调机的热交换装置，具体是一种大幅度提高空调热交换能力的超导热扇。

背景技术

空调是对空气的温度进行调节，满足人们生产、生活需要的设备。空调一般使用的制冷剂是氟利昂。在现有技术中，空调制冷是由室内的蒸发器吸热、室外的冷凝器放热，从而实现室内空气降温，室外散热的目的。制热时，是通过电磁阀切换使制冷剂在冷凝器与蒸发器的流动方向与制冷时相反，所以制热的时候室外吹的是冷风，室内吹的是热风。空调的工作效率主要取决于热交换能力，而热交换能力的大小取决于三个方面：1.热传导能力；2.热交换面积；3.热交换速度。

现有技术中，空调的热交换是通过风扇使空气流动与蒸发器、冷凝器进行的，由于空气的热传导值很低，约0.03 W/m.K。为了实现一定空间范围的温度调节能力，其蒸发器、冷凝器的体积需做得很大，作为一个完整的温度调节系统，同时还涉及制冷源、风扇、管路的等配套设施需相应增大，这样系统的总体积增大，材料资源损耗大，制造和应用成本高。

CN103528143A一种提高空调制冷效率的方法，本发明利用空调蒸发器凝结的废水对冷凝器进行冷却，加速冷凝器内气体热交换，提高制冷效率，同时提高了热交换效率。但该方法热交换效率提高的幅度有限。

CN105258406A一种空调冷凝器系统，本发明空调冷凝器系统包括冷凝器、喷淋系统、补水系统，通过对零件的优化，将空调冷凝器系统进行管路合理布置，使冷凝器系统整体结构更为紧凑，提高换热性能，降低阻力损失，增设了喷淋系统、补水系统可以对冷凝器系统进行辅助降温装置，从而可以使冷凝器的工作温度降低以提高整个制冷机的制冷系数和工作效率，克服了传统家用空调和汽车空调风冷式冷凝机组的散热能力差的问题。该系统提高整个制冷机的制冷系数和工作效率，但同时又多出了一部份辅助系统，对系统总体积、材料资源损耗、制造和应用成本下降的需求尚不能满足。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，而提供一种大幅度提高空调热交换能力的超导热扇，其结构简单，体积小，成本低。

实现本发明目的的技术方案是：

一种大幅度提高空调热交换能力的超导热扇，与现有技术不同的是：空调的蒸发器、冷凝器的热交换由超导热扇来完成，该超导热扇包括设有空心轴的扇体，扇体内部设有冷源联接管路、阻尼板、导热剂和导热片；冷源联接管路穿过设在扇体内的阻尼板，再通过密封轴承与扇体及外部冷源管路联接，导热片与扇壁连接，扇体外部设有扇叶，冷源联接管路与导热片之间的热交换通过导热剂联接来实现。

所述扇体与电机连接。

所述导热剂为液体和石墨粉的混和物，石墨粉为1000目以上细粉，混合物中石墨粉含量为5%-50% ，配比原则是在不影响混和物的流动性为基础下多加石墨粉。

所述液体为流动性高的机油、润滑油、水等。

所述冷源联接管路、导热片、扇壁和扇叶为高导热性材质或金属材质制成。

本发明超导热扇，在与室内空气的热交换中，扇叶将冷源发射到室内空间的速度超过音速，其热交换速度超过音速，固可称为超音速导热扇 ，简称超导热扇。

本发明的工作原理为：

空调压缩机或半导体制冷片产生的外部冷源通过管路与超导热扇体内的冷源联接管路联接，即将冷源传递到超导热扇封闭的内部，空调运行中，导热剂在导热片的带动下高速搅动，即形成了从冷源→冷源联接管路→导热剂→导热片→扇壁→扇叶的热交换过程。

当冷源传递到超导热扇的扇壁、扇叶时，与室内热空气相遇会结露（冷源），对相对密闭的室内空间进行冷却，其热交换工作时的结露（冷源）每小时约1千克，一昼夜不少于5千克。此结露将由扇叶像发射子弹一样以重复性急速喷射方式甩入室内空间并直接改变空间温度，相当于从超导热扇的A点至室内空间发射覆盖区任意的B点，有如下关系A冷即B冷，其速度超过现有通过普遍风扇使空气流动（风速2～3m/s）与固定的蒸发器、冷凝器进行的热交换速度的100倍。此冷源是空间内原有的空气湿度，因此，既不会影响降温后的空间湿度，也不需要对外排废水而影响室外环境。室外的热交换与内热交换相同，不同的是室外冷源联接管路流过的是热源。即室内超导热扇吸热降温、室外超导热扇放热升温，反过来用即为“制热”。

在现有技术中，热交换产生的大量凝结的水珠成为了多余的废弃物，需增设导流槽和排水管将其排出室外，或增设辅助设施用于辅助室外机降温。而本发明是将扇壁、扇叶的结露（冷源）像发射子弹一样以重复性急速喷射方式甩入室内空间并直接改变空间温度。结露实质是水，水的热传导值是空气热传导值的20倍，从而实现从冷源→超导热扇→室内空间的高速热交换过程。

本发明的有益效果是：

本发明超导热扇的功能是将冷源以重复性急速喷射方式甩入到室内空间直接改变空间温度；其热交换面积是超导热扇的扇叶面积乘上转速，当使用50Hz交流同步电机时，单位时间内（每秒）超导热扇提供的热交换面积相当于同等体积的现有技术的（蒸发器、冷凝器）热交换面积的10－20倍。

本发明超导热扇从热传导能力、热交换面积、热交换速度这三个方面获得了实质性的飞跃，能大幅度提高空调热交换能力。其热交换技术将使空调产业面临有史以来最大的变革，从根本上改变空调产业现状，使空调产品实现小型化为现有产品的1/5-1/10，不仅节省原材料，提高工作效率，还能降低运行噪音，以及生产和使用成本,其不仅仅只是技术革新，而是空调产业的革命。

附图说明

图1为本发明超导热扇的正视图；

图2为图1的左侧视图；

图3为本发明超导热扇在半导体制冷器件作冷源的使用示意图。

图中：1.外部冷源管路 2.冷源联接管路 3.导热剂 4.导热片 5.扇叶 6.扇壁 7.电机 8.阻尼板 9.密封轴承 10.扇体 11.半导体制冷片。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明内容作进一步的说明，但不是对本发明的限定。

参照图1、2，一种大幅度提高空调热交换能力的超导热扇，空调的蒸发器、冷凝器的热交换由超导热扇来完成，该超导热扇包括设有空心轴的扇体10，扇体10内部设有冷源联接管路2、阻尼板8、导热剂3和导热片4；冷源联接管路2穿过设在扇体10内的阻尼板，再通过密封轴承9与扇体10、外部冷源管路1联接，导热片4与扇壁6连接，扇体10外部设有扇叶5，冷源联接管路2与导热片4之间的热交换通过导热剂3联接来实现。

所述扇体10与电机7连接。

所述导热剂3为液体和石墨粉的混和物。液体选流动性高的机油、润滑油、水等，石墨粉为1000目以上细粉，混合物中石墨粉含量为5%-50% ，混和物的配比原则是在不影响其流动性为基础下多加石墨粉。

所述冷源联接管路2、导热片4、扇壁6和外扇叶5为高导热性材质或金属材质。

本发明超导热扇在以半导体制冷器件作冷源的使用方式：

将超导热扇内冷源联接管路如图3所示断开，形成导热剂与外部冷源联接的进口和出口。在制造时，导热片的角度设计为，在转动时使被搅动的导热剂流动的方向与出口方向相同。导热剂在导热片带动下通过进口和出口与外部冷源（即半导体制冷片）联接并循环流动即完成超导热扇与外部冷源的热交换。

半导体制冷片通过热交换水冷头获得冷源和热源分别供给室内、室外的超导热扇。室内、室外的制冷、制热的转换只需用开关将半导体制冷片的正、负极反接即可实现。

Claims (4)

1.一种大幅度提高空调热交换能力的超导热扇，其特征是：空调的蒸发器、冷凝器的热交换由超导热扇来完成，该超导热扇包括设有空心轴的扇体，扇体内部设有冷源联接管路、阻尼板、导热剂和导热片；冷源联接管路穿过设在扇体内的阻尼板，再通过密封轴承与扇体及外部冷源管路联接，导热片与扇壁连接，扇体外部设有扇叶，冷源联接管路与导热片之间的热交换通过导热剂联接来实现。

2.根据权利要求1所述的超导热扇，其特征是：所述扇体与电机连接。

3.根据权利要求1所述的超导热扇，其特征是：所述导热剂为液体和石墨粉的混和物，石墨粉为1000目以上细粉，混合物中石墨粉含量为5%-50% ，配比原则是在不影响混和物的流动性为基础下多加石墨粉。

4.根据权利要求3所述的超导热扇，其特征是：所述液体为流动性高的机油、润滑油和水。