CN106017196A - 一种热交换装置及热交换装置中用的节能网 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种热交换装置及热交换装置中用的节能网，包括空气吸入口和空气排出口，在空气吸入口处和/或空气排出口处设有网状的节能网，所述节能网由陶瓷粉末与母材制成，所述陶瓷粉末包括坯料和釉料，所述母材为树脂或者橡胶。通过在热交换装置的空气吸入口和空气排出口的一侧或者两侧设置本发明的节能网，就能提高热交换装置的热交换效率，进而降低了热交换装置的耗电量，达到了节省能耗的目的。

Description

一种热交换装置及热交换装置中用的节能网

技术领域

本发明涉及热交换设备领域，特别涉及一种热交换装置及热交换装置中用的节能网。

背景技术

在热交换空调装置中，通常包含室外机和室内机，室内机里面通常包含蒸发器、节流膨胀阀、风机电机等，室外机通常包含压缩机、冷凝器以及主控制部件，室外机与室内机构成多联机成系统进而组成空调系统。

然而，由于整个空调装置需要耗费大量的电能，据统计，空调系统的80％的耗电量在空调装置上，因而长期使用的成本较高，近年来，国家大力提倡和发展节能减排技术，为适应发展需要，对耗电巨大的空调装置的改进迫在眉睫，如何降低空调装置的耗电量是本领域技术人员研究的一大方向。

发明内容

本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种热交换装置以及热交换装置中用的节能网，通过在热交换装置的空气吸入口和空气排出口的一侧或者两侧设置节能网，就可以提高热交换装置的热交换效率，进而降低热交换装置的耗电量，达到节省能耗的目的。

本发明采用的技术方案如下：一种热交换装置，包括空气吸入口和空气排出口，在空气吸入口处和/或空气排出口处设有网状的节能网，所述节能网由陶瓷粉末与母材制成，所述陶瓷粉末包括坯料和釉料，所述母材为树脂或者橡胶。

进一步，所述坯料的原料中含有以下质量百分比含量的组分：二氧化钛含量为0.3-0.7％、碱金属的氧化物含量不小于1％、铜的氧化物含量不大于1％、钒的氧化物含量不大于0.1％、钽的氧化物含量不大于0.05％、铟的氧化物含量不大于0.05％和稀土元素的氧化物含量不大于1.5％。

进一步，所述釉料的原料中含有以下质量百分比含量的组分：铁与氧、硫、硒、碲其中一种所形成的二元化合物的含量为1-9％、钴的氧化物含量为2-4％，碱金属的氧化物含量不小于1％、铜的氧化物含量不大于1％、钒的氧化物含量不大于0.1％、钽的氧化物含量不大于0.05％、铟的氧化物含量不大于0.05％和稀土元素的氧化物含量不大于1.5％。

进一步，所述稀土元素选自镧、镨、钕、钇、钐、钪和铈的一种或几种；所述碱金属的氧化物选自氧化钾、氧化钠和氧化锂中的一种或几种。

进一步，所述坯料和釉料的质量百分比为88:12-98:2，和/或所述陶瓷粉末与母材的质量百分比为15:85-25:75。

进一步，要求所述节能网发射出波长为3-15μm的远红外线的发射率为85％以上。

进一步，所述节能网的制备包括以下步骤：

步骤1、在坯料的表面均匀涂覆釉料，然后在1300℃以下烧制成烧制体，

步骤2、再将氧化锌同烧制体一起粉碎成平均粒径为小于50μm的颗粒，即得到陶瓷粉末，其中，加入的氧化锌的质量不大于烧制体质量分数的3％；

步骤3、将母材加热融化后，与陶瓷粉末混合均匀并制成颗粒，融化颗粒得到融化液体；

步骤4、将得到的融化液体倒入已设计好的模具树脂内，经模具成型即可。

进一步，控制所述节能网发射出波长为3-15μm的远红外线的发射率为85％以上。

本发明还包括一种热交换装置中用的节能网，由陶瓷粉末与母材制成，所述陶瓷粉末包括坯料和釉料，所述母材为树脂或者橡胶；其中所述坯料和釉料的质量百分比为88:12-98:2，和/或所述陶瓷粉末与母材的质量百分比为15:85-25:75。

进一步，所述坯料的原料中含有以下质量百分比含量的组分：二氧化钛含量为0.3-0.7％、碱金属的氧化物含量不小于1％、铜的氧化物含量不大于1％、钒的氧化物含量不大于0.1％、钽的氧化物含量不大于0.05％、铟的氧化物含量不大于0.05％和稀土元素的氧化物含量不大于1.5％；所述釉料的原料中含有以下质量百分比含量的组分：铁与氧、硫、硒、碲其中一种所形成的二元化合物的含量为1-9％、钴的氧化物含量为2-4％，碱金属的氧化物含量不小于1％、铜的氧化物含量不大于1％、钒的氧化物含量不大于0.1％、钽的氧化物含量不大于0.05％、铟的氧化物含量不大于0.05％和稀土元素的氧化物含量不大于1.5％；所述稀土元素选自镧、镨、钕、钇、钐、钪和铈的一种或几种；所述碱金属的氧化物选自氧化钾、氧化钠和氧化锂中的一种或几种。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

1、本发明的热交换装置可直接应用于现有空调系统，即只需在空气进出口处安装本发明的节能网即可实现节能效果，无需修改电路，无需电力系统支持，安装后几乎无运行成本，实现了低成本化；

2、本发明的热交换装置以及节能网在应用一个月后即可获得可观的节能效果，经测验，根据空调系统的不同至少可节约20％以上的电能消耗，同时，制冷制热快，提高了空调系统的运行效率；

3、安装方便快捷，空调机自体无需变动，安装过程无需切断电源，适应性强。

附图说明

图1是本发明的一种热交换装置在室外机中应用的结构示意图；

图2是本发明的一种热交换装置在室内机中应用的结构示意图；

图3是常态下空气分子中水分子集团分布示意图；

图4是水分子集团通过本发明的节能网时的状态示意图；

图5是均匀细微化后的水分子分布示意图；

图6时均匀细微化后的水分子通过热交换器时的状态图；

图7是本发明内的节能网主视结构示意图。

图中标记：1为室外机，101，201为空气吸入口，102，202为空气排出口，110，120，210，220，302为节能网，2为室内机，301为聚集态的水分子，303为细微化的水分子，304为热交换器。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明作详细的说明。

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，一种热交换装置，更具体地说，一种用于空调系统内的室外机1，在室外机1的空气吸入口101和空气排出口102至少一侧设有网状的节能网，如图中节能网110和节能网120，其网孔为正六边形，当然也可为其他形状的结构，如长方形、正方形或多边形等，节能网整体尺寸结构跟室外机的空气吸入口101和/或空气排出口102相适应，也即是与空气流通的通道口形状和大小相适应，优选地，节能网配置在室外机1的空气吸入口处，以使进入的空气全部通过节能网，节能网对空气进行改变，使空气进入后能与换热装置发生充分热交换，达到提高换热效率的目的，进而使室外机在消耗较少电量的情况下就能达到需要的换热效果。

又如图2所示，图2示出了一种热交换装置，更具体地说，该热交换装置为空调系统中的室内机，在室内机的空气吸入口201和空气排出口202至少一侧设有具有上述结构的网状节能网，同室外机的节能原理一样，通过节能网对空气进行改变，使空气进入后能与换热装置发生充分热交换，达到提高换热效率的目的，进而使室内机在消耗较少电量的情况下就能达到需要的换热效果。

上述中，节能网对空气的改变是通过改变空气中的水分子状态来实现的，也即是说，节能网会释放出具有较高强度的3-15μm的远红外线，由于空气中的水分子在常态下为聚集态，特别是在热交换装置周围的空气表现尤为明显，(如热交换装置外壳上水汽的产生)，通过该波段的具有一定强度的远红外线与水分子同频微弱震动，聚集态的水分子发生微粒化，进而使空气分子的排布更加均匀细微化，原理如图3至图7所示，常态下的空气因含有不同大小的聚集态的水分子301，其密度分布相对不均匀，当空气穿过节能网302后，节能网302通过远红外线使水分子集团微粒化，进而使空气的密度分布更均匀，均匀细微化后的空气与热交换风扇的接触面积得到大幅提高，进而使热交换效率得到大幅提升，宏观上，则减小了压缩机的负荷，电力的消耗大幅降低。

当然，上述情形只是针对将节能网安装在空气吸入口的情形而作出的解释说明，当节能网安装在空气排出口时，空气通道内带有交换能量的空气处于密度不均匀状态，当其通过节能网后，节能网将空气的密度均匀细微化，均匀细微化后的空气与外界接触迅速发生热交换，即将自身所携带的能量迅速释放出来。从实际应用上讲，被冷却或加热的空气经室内机向室内排放时，带有聚集态水分子集团的空气是逐渐向外扩散，单个聚集态水分子集团在与外界空气发生热交换时，先是其表面发生热交换，而内部聚集的水分子则是缓慢由内向外扩散能量，这样的结果是，室内降温或者升温时间长，室内机需要持续不断的工作直至室内达到预定温度后才会变频停止运行，当室内温度发生变化后，又需要室内机变频至工作态，通过长时间的工作输出，使室内温度达到稳定，然后继续变频至停止态，因此，室内机的电力消耗主要在工作前期和温度维持期；当将节能网安装于室内机的空气排出口时，带有聚集态水分子集团的能量空气被均匀细微化，均匀细微化后的空气迅速扩散且与室内空气迅速发生热交换，室内温度迅速达到设定值，室内机在短时间内就能变频至停止态，同时，室内因空气均匀细微化而导致温度相对较稳定，不易发生变化，使得室内的温度能够长时间稳定在设定值附近，室内机的变频启动次数降低，进而在工作前期和温度维持期两个时期中节省了室内机的电力消耗，故达到了大幅降低能源消耗的目的。

上述中，为了使节能网能够具备上述功能，所述节能网由陶瓷粉末与母材制成，所述陶瓷粉末包括坯料和釉料，所述母材为树脂或者橡胶。进一步说，所述坯料的原料中含有以下质量百分比含量的组分：二氧化钛含量为0.3-0.7％、碱金属的氧化物含量不小于1％、铜的氧化物含量不大于1％、钒的氧化物含量不大于0.1％、钽的氧化物含量不大于0.05％、铟的氧化物含量不大于0.05％和稀土元素的氧化物含量不大于1.5％。

在上述节能网中，坯料的主要原料可以是SiO₂和Al₂O₃，应当理解，在本发明中，并不对陶瓷的坯料的主要原料有特别要求，坯料的主要原料并不仅限于SiO₂和Al₂O₃，其主要原料还可以是其他构成陶瓷坯料的主要原料。

更具体地，所述釉料的原料中含有以下质量百分比含量的组分：铁与氧、硫、硒、碲其中一种所形成的二元化合物的含量为1-9％、钴的氧化物含量为2-4％，碱金属的氧化物含量不小于1％、铜的氧化物含量不大于1％、钒的氧化物含量不大于0.1％、钽的氧化物含量不大于0.05％、铟的氧化物含量不大于0.05％和稀土元素的氧化物含量不大于1.5％。

上述釉料中，铁与氧、硫、硒、碲其中一种所形成的二元化合物可以为Fe₂O₃、FeS、FeSe、Fe₃O₄和Fe₂O等，也即是说，铁与氧、硫、硒、碲其中一种所形成的二元化合物的通式为Fe_xR_y，其中，x可以为1至3中的任何数值，y可以为1至4中的任何数值，R可以为氧、硫、硒、碲中的其中一种；钴的氧化物的通式为CoO_3-x，其中，0≤x≤2(x的值可以为小数)，应当理解，上述只是为了举实例，其不应作为限制本发明的影响因素。

值得一提的是，碱金属的氧化物选自氧化钾、氧化钠和氧化锂等的一种或几种，但不限于氧化钾、氧化钠和氧化锂，只要是属于碱金属的氧化物都适用于本发明中；同理，所述稀土元素选自镧、镨、钕、钇、钐、钪和铈的一种或几种，但不限于镧、镨、钕、钇、钐、钪和铈这些稀土元素，即也可以使用其他稀土元素，例如铒、钆等。

上述母材中，母材的材料并没有特别限定，其可以是聚甲基丙烯酸甲酯，聚酰胺，聚碳酸酯聚对苯二甲酸乙二醇酯，聚苯乙烯、聚氯乙烯，低密度聚乙烯、聚丙烯、AS树脂、ABS树脂及高密度聚乙烯，也可以是橡胶等。

上述中，所述坯料和釉料的质量百分比为88:12-98:2，陶瓷粉末与母材的质量百分比为25:75。通过配方和比例制得的节能网要求发射出波长为3-15μm的远红外线的发射率为85％以上，才能达到上述节能的有益效果。

更进一步地说，所述的节能网的制备工艺包括以下步骤：

步骤1、在坯料的表面均匀涂覆釉料，然后在1300℃以下烧制成烧制体，

步骤2、再将氧化锌同烧制体一起粉碎成平均粒径为小于50μm的颗粒，即得到陶瓷粉末，其中，加入的氧化锌的质量不高于烧制体质量分数的3％；

步骤3、将母材加热融化后，与陶瓷粉末混合均匀并制成颗粒，加热或利用溶剂融化颗粒得到融化液体；

步骤4、将得到的融化液体倒入已设计好的模具树脂内，经模具成型即可。

值得一提的是，在制备过程中，应选择合适的工艺参数，以控制节能网发射出波长为3-15μm的远红外线的发射率在85％以上，使制得的节能网满足设计要求。

值得一提的是，本发明还包括一种热交换装置中用的节能网，由陶瓷粉末与母材制成，所述陶瓷粉末包括坯料和釉料，所述母材为树脂或者橡胶；其中所述坯料和釉料的质量百分比为88:12-98:2；所述陶瓷粉末与母材的质量百分比为15:85-25:75，所述坯料的原料中含有以下质量百分比含量的组分：二氧化钛含量为0.3-0.7％、碱金属的氧化物含量不小于1％、铜的氧化物含量不大于1％、钒的氧化物含量不大于0.1％、钽的氧化物含量不大于0.05％、铟的氧化物含量不大于0.05％和稀土元素的氧化物含量不大于1.5％；所述釉料的原料中含有以下质量百分比含量的组分：铁与氧、硫、硒、碲其中一种所形成的二元化合物的含量为1-9％、钴的氧化物含量为2-4％，碱金属的氧化物含量不小于1％、铜的氧化物含量不大于1％、钒的氧化物含量不大于0.1％、钽的氧化物含量不大于0.05％、铟的氧化物含量不大于0.05％和稀土元素的氧化物含量不大于1.5％；所述稀土元素选自镧、镨、钕、钇、钐、钪和铈的一种或几种；所述碱金属的氧化物选自氧化钾、氧化钠和氧化锂中的一种或几种。

为了能进一步实施本发明，以下表格列举出了本发明的节能网原料配方的部分实施例(％表示质量百分比)：

由上表得到，各实施例得到的节能网在40℃下，放射出的4-14μm波长的远红外线与同温度下黑体放射出的3-15μm波长的远红外线相比，其波长同频率达到85％以上，甚至达到93％。

更进一步地说，为了证明本发明的节能网具有优秀的节能效果，以下为实际试验测试的事例：

事例A

在某个企业的两个等面积及配置相同的办公室内作为试验场地，将一个办公室作为对比例不安装节能网，另一个办公室的室内机的空气吸入口和室外机的空气吸入口安装节能网，分别设定室内温度为26℃，从1月至5月的5个月内，以月为单位分别测量两个办公室的电力消耗，其结果如下表所示：

有上表可知，安装了节能网的办公室比未安装节能网的办公室的电力消耗降低了20％以上，说明本发明的节能网能够降低热交换装置内的马达和压缩机等的电力消耗，具备显著地节能效果。

为了再次证明本发明的节能网具备显著地节能效果，对节能网再次进行场地实际测验，测验事例如下：

测验场所：医院放射室；

对象机器：12台室内机和7台室外机；

节能网：在12台室内机的空气吸入口处分别安装节能网，同时在7台室外机的空气吸入口处分别安装节能网，共计19处安装了节能网；

测验时间及数据采集：采集10月4日-10月25日的耗电数据；

试验设计：在10月4日-12日前，对医院放射室的热交换装置不安装节能网，采集每天的平均气温和电力消耗，算出日平均气温和日平均耗电量；在10月12日后安装节能网，采集每天的平均气温和电力消耗，算出日平均气温和日平均耗电量，得到下表结果：

项目	平均气温	日平均耗电量
			10月4日-12日	28.5	77.85KW/h
10月13日至25日	28.3	61.13KW/h

由上表可得到，在平均气温相同的条件下时，安装节能网后，日平均耗电量下降了21.48％。

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、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种热交换装置，包括空气吸入口和空气排出口，其特征在于，在空气吸入口处和/或空气排出口处设有网状的节能网，所述节能网由陶瓷粉末与母材制成，所述陶瓷粉末包括坯料和釉料，所述母材为树脂或者橡胶。

2.如权利要求1所述的热交换装置，其特征在于，所述坯料的原料中含有以下质量百分比含量的组分：二氧化钛含量为0.3-0.7%、碱金属的氧化物含量不小于1%、铜的氧化物含量不大于1%、钒的氧化物含量不大于0.1%、钽的氧化物含量不大于0.05%、铟的氧化物含量不大于0.05%和稀土元素的氧化物含量不大于1.5%。

3.如利要求1或2所述的热交换装置，其特征在于，所述釉料的原料中含有以下质量百分比含量的组分：铁与氧、硫、硒、碲其中一种所形成的二元化合物的含量为1-9%、钴的氧化物含量为2-4%，碱金属的氧化物含量不小于1%、铜的氧化物含量不大于1%、钒的氧化物含量不大于0.1%、钽的氧化物含量不大于0.05%、铟的氧化物含量不大于0.05%和稀土元素的氧化物含量不大于1.5%。

4.如权利要求3所述的热交换装置，其特征在于，所述稀土元素选自镧、镨、钕、钇、钐、钪和铈的一种或几种；所述碱金属的氧化物选自氧化钾、氧化钠和氧化锂中的一种或几种。

5.如权利要求1或2或4所述的热交换装置，其特征在于，所述坯料和釉料的质量百分比为88:12-98:2，和/或所述陶瓷粉末与母材的质量百分比为15:85-25:75。

6.如权利要求5所述的热交换装置，其特征在于，要求所述节能网发射出波长为3-15μm的远红外线的发射率为85%以上。

7.如权利要求1至5之一所述的热交换装置，其特征在于，所述节能网的制备包括以下步骤：

步骤1、在坯料的表面均匀涂覆釉料，然后在1300℃以下烧制成烧制体，

步骤2、再将氧化锌同烧制体一起粉碎成平均粒径为小于50μm的颗粒，即得到陶瓷粉末，其中，加入的氧化锌的质量不高于烧制体质量分数的3%；

步骤3、将母材加热融化后，与陶瓷粉末混合均匀并制成颗粒，融化颗粒得到融化液体；

步骤4、将得到的融化液体倒入已设计好的模具树脂内，经模具成型即可。

8.如权利要求7所述的热交换装置，其特征在于，控制所述节能网发射出波长为3-15μm的远红外线的发射率为85%以上。

9.一种热交换装置中用的节能网，其特征在于，由陶瓷粉末与母材制成，所述陶瓷粉末包括坯料和釉料，所述母材为树脂或者橡胶；其中所述坯料和釉料的质量百分比为88:12-98:2；和/或所述陶瓷粉末与母材的质量百分比为15:85-25:75。

10.如权利要求9所述的热交换装置中用的节能网，其特征在于，所述坯料的原料中含有以下质量百分比含量的组分：二氧化钛含量为0.3-0.7%、碱金属的氧化物含量不小于1%、铜的氧化物含量不大于1%、钒的氧化物含量不大于0.1%、钽的氧化物含量不大于0.05%、铟的氧化物含量不大于0.05%和稀土元素的氧化物含量不大于1.5%；所述釉料的原料中含有以下质量百分比含量的组分：铁与氧、硫、硒、碲其中一种所形成的二元化合物的含量为1-9%、钴的氧化物含量为2-4%，碱金属的氧化物含量不小于1%、铜的氧化物含量不大于1%、钒的氧化物含量不大于0.1%、钽的氧化物含量不大于0.05%、铟的氧化物含量不大于0.05%和稀土元素的氧化物含量不大于1.5%；所述稀土元素选自镧、镨、钕、钇、钐、钪和铈的一种或几种；所述碱金属的氧化物选自氧化钾、氧化钠和氧化锂中的一种或几种。

11.如权利要求10所述的热交换装置中使用的节能网，其特征在于，其制备方法包括以下步骤：

步骤1、在坯料的表面均匀涂覆釉料，然后在1300℃以下烧制成烧制体，

步骤2、再将氧化锌同烧制体一起粉碎成平均粒径为小于50μm的颗粒，即得到陶瓷粉末，其中，加入的氧化锌的质量不大于烧制体质量分数的3%；

步骤3、将母材加热融化后，与陶瓷粉末混合均匀并制成颗粒，融化颗粒得到融化液体；

步骤4、将得到的融化液体倒入已设计好的模具树脂内，经模具成型即可。