CN106196355B - 利用冷凝水净化空气的节能空调箱及净化方法 - Google Patents

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Abstract

利用冷凝水净化空气的节能空调箱及净化方法，第一锥形隔板及第二锥形隔板对称安装在箱体内，第一锥形隔板与箱体的端板之间形成混合腔A，文丘里洗涤器焊接在第一锥形隔板与第二锥形隔板之间，靠近第二锥形隔板的大端依次设有折流板除雾装置、表冷盘管装置、风机及湿度传感器，冷凝水吸水管的一端与文丘里洗涤器喉管上的喷液孔连接，另一端与表冷盘管装置上的冷凝水出水口接头连接，冷凝水吸水管设有电动调节阀，电动调节阀与湿度传感器联动。空气净化过程包括文丘里洗涤器的雾化、凝聚过程及折流板除雾装置的气液分离过程，从折流板除雾装置出来的混合风进入表冷盘管装置进行冷却去湿，然后通过风机排出。

Description

利用冷凝水净化空气的节能空调箱及净化方法
技术领域
本发明涉及中央空调技术领域，特别涉及一种利用冷凝水净化空气的节能空调箱及净化方法。
背景技术
空气污染是当下最严峻的问题之一。随着空调广泛应用于民用建筑和公共建筑、建筑密闭性不断提高、室内装修普遍化、含污染物较多的新风引入等，室内空气品质越来越差，特别是地下建筑。随着城市人口、资源、环境压力日益增大，地下空间以其特有的优越性而越来越受到青睐，但其在空调环境下的室内空气品质较差。
室内环境污染具有影响范围大、接触时间长、污染物浓度低、污染物种类多、健康危害不清等特点，所以更应重视。中央空调是室内空气中污染物传播的重要途径，也是恶化室内空气品质的重要污染源。
中央空调可以为室内提供冷量或热量，创造舒适的环境，但不能进行深度的空气净化，使得空调室内的微粒、气溶胶等浓度明显高于非空调室内；而现有的空气净化器可以一定程度上降低气体有害物浓度，但不能有效降低氡及氡子体等气溶胶浓度，且不能为室内提供冷量或热量。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的上述不足而提供一种利用冷凝水净化空气的节能空调箱及净化方法。
本发明的技术方案是：利用冷凝水净化空气的节能空调箱，包括箱体、文丘里洗涤器、冷凝水吸水管、折流板除雾装置、表冷盘管装置、风机、电动调节阀、湿度传感器、第一锥形隔板及第二锥形隔板。
所述的箱体为矩形，箱体一端的顶板上设有第一进风管，其端板上设有第二进风管。
所述的文丘里洗涤器包括收缩管、喉管及扩张管。
喉管为圆管，其内径为D，喉管的管壁中部设有喷液孔。
扩张管为锥形管，其锥角a为10°～30°，其长度L为喉管内径D的1～3倍。
收缩管的结构与扩张管的结构完全相同。
喉管的一端与收缩管小口端焊接，喉管的另一端与扩张管小口端焊接。
所述的折流板除雾装置包括复数块折流板及冷凝水排水盘。
折流板为板状，其横截面为锯齿形。
冷凝水排水盘为一个开口的箱形容器，其侧板上设有冷凝水排水管接头。
折流板均匀分布垂直焊接在冷凝水排水盘的底版上。
所述的表冷盘管装置包括表冷盘管及冷凝水集水盘。
表冷盘管上设有冷媒管入口接头和冷媒管出口接头。
冷凝水集水盘为一个封闭的箱形容器，其顶板上设有用来接冷凝水的开口窗，其两边的侧板上分别设有冷凝水出水口接头及外部进水管，冷凝水集水盘内设有浮球阀，通过浮球阀来控制冷凝水集水盘内的水位，当冷凝水集水盘内的水位下降时，外部进水管上的阀门打开，对冷凝水集水盘进行补水。
表冷盘管固定安装在冷凝水集水盘顶板上，并将顶板上的开口窗罩住。
所述的第一锥形隔板大端为矩形，小端为圆形。
所述的第二锥形隔板与第一锥形隔板的结构完全相同。
第一锥形隔板及第二锥形隔板对称安装在箱体内，第一锥形隔板安装在箱体第一进风管及第二进风管那一端，第一锥形隔板与箱体的端板之间形成混合腔A，文丘里洗涤器上的收缩管与第一锥形隔板上的小端焊接相连，文丘里洗涤器上的扩张管与第二锥形隔板上的小端焊接相连。靠近第二锥形隔板的大端依次设有折流板除雾装置、表冷盘管装置、风机及湿度传感器，折流板除雾装置、表冷盘管装置、风机及湿度传感器固定安装在箱体的底板上，折流板除雾装置上的折流板顶端顶在箱体的顶板上，其冷凝水排水管接头伸出到箱体外，表冷盘管装置顶部顶在箱体的顶板上，其外部进水管及冷媒管入口接头和冷媒管出口接头伸出到箱体外，风机上的排风口伸出到箱体的端板外，冷凝水吸水管的一端与文丘里洗涤器喉管上的喷液孔连接，然后伸出到箱体外，再伸入到箱体内与表冷盘管装置上的冷凝水出水口接头连接，冷凝水吸水管设有电动调节阀，电动调节阀与湿度传感器联动。
采用利用冷凝水净化空气的节能空调箱净化空气过程包括文丘里洗涤器的雾化、凝聚过程及折流板除雾装置的气液分离过程，从折流板除雾装置出来的混合风进入表冷盘管装置进行冷却去湿，然后通过风机排出，其具体过程如下：
在风机的作用下，新风和回风从箱体上的第一进风管及第二进风管进入混合腔A混合，然后通过第一锥形隔板进入文丘里洗涤器。随着文丘里洗涤器收缩管内截面面积缩小，喉管静压转化成动压，气流速度逐渐增大，喉管出现真空度，将冷凝水集水盘中的冷凝水通过冷凝水吸水管经喉管上的喷液孔射入喉管。液体在高速气流的冲击下雾化成细小液滴，混合风中的微粒等污染物与液滴发生碰撞和凝结，在文丘里洗涤器扩张管内微粒与液滴凝聚成较大的含尘液滴，然后通过第二锥形隔板进入折流板除雾装置，经过折流板除雾装置时，在惯性力作用下，含尘液滴从混合风中被分离并流入冷凝水排水盘，经冷凝水排水管排出。混合风进入表冷盘管装置通过表冷盘管进行冷却去湿，冷凝水在重力作用下沿表冷盘管的盘管表面流入冷凝水集水盘。最后，混合风通过风机进入室内，湿度传感器检测表冷盘管装置出口混合风湿度，与冷凝水吸水管上的电动调节阀联动，通过改变冷凝水吸水量进行湿度调节。浮球阀检测冷凝水集水盘内的水位，当水量不够时，控制外部进水管进水。
本发明与现有技术相比具有如下特点：
1、集空调与空气净化两种功能于一体，通过文丘里洗涤器进行空气净化，折流板除雾装置进行气液分离，净化效率高，可以有效降低空调室内微粒、气溶胶等污染物浓度，提高室内空气品质。
2、利用文丘里洗涤器所形成的真空度实现冷凝水的回收利用，从而省去动力装置，不仅降低能耗，而且减少运行成本。
3、将空调冷凝水进行回收利用，对混合风进行预冷，具有节能效益。
4、通过湿度传感器与电动调节阀调节冷凝水吸水量，从而达到调节空气湿度的目的。
以下结合附图和具体实施方式对本发明的详细结构作进一步描述。
附图说明
附图1为本发明的利用冷凝水净化空气的节能空调箱外部结构示意图；
附图2为去掉箱体侧板后的内部结构示意图；
附图3为附图1的俯视图；
附图4为折流板除雾装置的结构示意图；
附图5为附图4的俯视图；
附图6为表冷盘管装置的结构示意图；
附图7为附图6的俯视图；
附图8为冷凝水集水盘的的结构示意图；
附图9为附图8的A-A剖视图；
附图10为第一锥形隔板的结构示意图；
附图11为附图10的B-B剖视图；
附图12为文丘里洗涤器的结构示意图；
附图13为附图12的左视图。
具体实施方式
利用冷凝水净化空气的节能空调箱，包括箱体1、文丘里洗涤器2、冷凝水吸水管3、折流板除雾装置4、表冷盘管装置5、风机6、电动调节阀7、湿度传感器8、第一锥形隔板9及第二锥形隔板10。
所述的箱体1为矩形，箱体1一端的顶板上设有第一进风管1-1，其端板上设有第二进风管1-2。
所述的文丘里洗涤器2包括收缩管2-1、喉管2-2及扩张管2-3。
喉管2-2为圆管，其内径为D，喉管2-2的管壁中部设有喷液孔2-2-1。
扩张管2-3为锥形管，其锥角a为10°～30°，其长度L为喉管2-2内径D的1～3倍，在本实施例中，锥角a为20°，长度L为喉管2-2内径D的2倍，
收缩管2-1的结构与扩张管2-3的结构完全相同。
喉管2-2的一端与收缩管2-1小口端焊接，喉管2-2的另一端与扩张管2-3小口端焊接。
所述的折流板除雾装置4包括复数块折流板4-1及冷凝水排水盘4-2。
折流板4-1为板状，其横截面为锯齿形，在本实施例中，折流板4-1为五块。
冷凝水排水盘4-2为一个开口的箱形容器，其侧板上设有冷凝水排水管接头4-2-1。
折流板4-1均匀分布垂直焊接在冷凝水排水盘4-2的底版上。
所述的表冷盘管装置5包括表冷盘管5-1及冷凝水集水盘5-2。
表冷盘管5-1上设有冷媒管入口接头5-1-1和冷媒管出口接头5-1-2。
冷凝水集水盘5-2为一个封闭的箱形容器，其顶板上设有用来接冷凝水的开口窗5-2-3，其两边的侧板上分别设有冷凝水出水口接头5-2-4及外部进水管5-2-1，冷凝水集水盘5-2内设有浮球阀5-2-2，通过浮球阀5-2-2来控制冷凝水集水盘5-2内的水位，当冷凝水集水盘5-2内的水位下降时，外部进水管5-2-1上的阀门打开，对冷凝水集水盘5-2进行补水。
表冷盘管5-1固定安装在冷凝水集水盘5-2顶板上，并将顶板上的开口窗5-2-3罩住。
所述的第一锥形隔板9大端9-1为矩形，小端9-2为圆形。
所述的第二锥形隔板10与第一锥形隔板9的结构完全相同。
第一锥形隔板9及第二锥形隔板10对称安装在箱体1内，第一锥形隔板9安装在箱体1第一进风管1-1及第二进风管1-2那一端，第一锥形隔板9与箱体1的端板之间形成混合腔A，文丘里洗涤器2上的收缩管2-1与第一锥形隔板9上的小端9-2焊接相连，文丘里洗涤器2上的扩张管2-3与第二锥形隔板10上的小端焊接相连，靠近第二锥形隔板10的大端9-1依次设有折流板除雾装置4、表冷盘管装置5、风机6及湿度传感器8，折流板除雾装置4、表冷盘管装置5、风机6及湿度传感器8固定安装在箱体1的底板上，折流板除雾装置4上的折流板4-1顶端顶在箱体1的顶板上，其冷凝水排水管接头4-2-1伸出到箱体1外，表冷盘管装置5顶部顶在箱体1的顶板上，其外部进水管5-2-1及冷媒管入口接头5-1-1和冷媒管出口接头5-1-2伸出到箱体1外，风机6上的排风口伸出到箱体1的端板外，冷凝水吸水管3的一端与文丘里洗涤器2喉管2-2上的喷液孔2-2-1连接，然后伸出到箱体1外，再伸入到箱体1内与表冷盘管装置5上的冷凝水出水口接头5-2-4连接，冷凝水吸水管3设有电动调节阀7，电动调节阀7与湿度传感器8联动。
采用利用冷凝水净化空气的节能空调箱净化空气过程包括文丘里洗涤器2的雾化、凝聚过程及折流板除雾装置4的气液分离过程，从折流板除雾装置4出来的混合风进入表冷盘管装置5进行冷却去湿，然后通过风机排出，其具体过程如下：
在风机6的作用下，新风和回风从箱体1上的第一进风管1-1及第二进风管1-2进入混合腔A混合，然后通过第一锥形隔板9进入文丘里洗涤器2。随着文丘里洗涤器2收缩管2-1内截面面积缩小，喉管2-2静压转化成动压，气流速度逐渐增大，喉管2-2出现真空度，将冷凝水集水盘5-2中的冷凝水通过冷凝水吸水管3经喉管2-2上的喷液孔2-2-1射入喉管2-2。液体在高速气流的冲击下雾化成细小液滴，混合风中的微粒等污染物与液滴发生碰撞和凝结，在文丘里洗涤器2扩张管2-3内微粒与液滴凝聚成较大的含尘液滴，然后通过第二锥形隔板10进入折流板除雾装置4，经过折流板除雾装置4时，在惯性力作用下，含尘液滴从混合风中被分离并流入冷凝水排水盘4-2，经冷凝水排水管4-1排出。混合风进入表冷盘管装置5通过表冷盘管5-1进行冷却去湿，冷凝水在重力作用下沿表冷盘管5-1的盘管表面流入冷凝水集水盘5-2。最后，混合风通过风机6进入室内，湿度传感器8检测表冷盘管装置5出口混合风湿度，与冷凝水吸水管10上的电动调节阀7联动，通过改变冷凝水吸水量进行湿度调节。浮球阀5-2-2检测冷凝水集水盘5-2内的水位，当水量不够时，控制外部进水管5-2-1进水。

Claims (3)

1.利用冷凝水净化空气的节能空调箱，其特征是：包括箱体、文丘里洗涤器、冷凝水吸水管、折流板除雾装置、表冷盘管装置、风机、电动调节阀、湿度传感器、第一锥形隔板及第二锥形隔板；
所述的箱体为矩形，箱体一端的顶板上设有第一进风管，其端板上设有第二进风管；
所述的文丘里洗涤器包括收缩管、喉管及扩张管；
喉管为圆管，其内径为D，喉管的管壁中部设有喷液孔；
收缩管的结构与扩张管的结构完全相同；
喉管的一端与收缩管小口端焊接，喉管的另一端与扩张管小口端焊接；
所述的折流板除雾装置包括复数块折流板及冷凝水排水盘；
折流板为板状，其横截面为锯齿形；
冷凝水排水盘为一个开口的箱形容器，其侧板上设有冷凝水排水管接头；
折流板均匀分布垂直焊接在冷凝水排水盘的底版上；
所述的表冷盘管装置包括表冷盘管及冷凝水集水盘；
表冷盘管上设有冷媒管入口接头及冷媒管出口接头；
冷凝水集水盘为一个封闭的箱形容器，其顶板上设有用来接冷凝水的开口窗，其两边的侧板上分别设有冷凝水出水口接头及外部进水管，冷凝水集水盘内设有浮球阀，通过浮球阀来控制冷凝水集水盘内的水位，当冷凝水集水盘内的水位下降时，外部进水管上的阀门打开，对冷凝水集水盘进行补水；
表冷盘管固定安装在冷凝水集水盘顶板上，并将顶板上的开口窗罩住；
所述的第一锥形隔板大端为矩形，小端为圆形；
所述的第二锥形隔板与第一锥形隔板的结构完全相同；
第一锥形隔板及第二锥形隔板对称安装在箱体内，第一锥形隔板安装在箱体第一进风管及第二进风管那一端，第一锥形隔板与箱体的端板之间形成混合腔A，文丘里洗涤器上的收缩管与第一锥形隔板上的小端焊接相连，文丘里洗涤器上的扩张管与第二锥形隔板上的小端焊接相连，靠近第二锥形隔板的大端依次设有折流板除雾装置、表冷盘管装置、风机及湿度传感器，折流板除雾装置、表冷盘管装置、风机及湿度传感器固定安装在箱体的底板上，折流板除雾装置上的折流板顶端顶在箱体的顶板上，其冷凝水排水管接头伸出到箱体外，表冷盘管装置顶部顶在箱体的顶板上，其外部进水管及冷媒管入口接头和冷媒管出口接头伸出到箱体外，风机上的排风口伸出到箱体的端板外，冷凝水吸水管的一端与文丘里洗涤器喉管上的喷液孔连接，然后伸出到箱体外，再伸入到箱体内与表冷盘管装置上的冷凝水出水口接头连接，冷凝水吸水管设有电动调节阀，电动调节阀与湿度传感器联动。
2.如权利要求1所述的利用冷凝水净化空气的节能空调箱，其特征是：扩张管为锥形管，其锥角a为10°～30°，其长度L为喉管内径D的1～3倍。
3.采用如权利要求1或2所述的利用冷凝水净化空气的节能空调箱净化空气的方法 ，其特征是：包括文丘里洗涤器的雾化、凝聚及折流板除雾装置的气液分离，从折流板除雾装置出来的混合风进入表冷盘管装置进行冷却去湿，然后通过风机排出，其具体过程如下：
在风机的作用下，新风和回风从箱体上的第一进风管及第二进风管进入混合腔A混合，然后通过第一锥形隔板进入文丘里洗涤器；随着文丘里洗涤器收缩管内截面面积缩小，喉管静压转化成动压，气流速度逐渐增大，喉管出现真空度，将冷凝水集水盘中的冷凝水通过冷凝水吸水管经喉管上的喷液孔射入喉管；液体在高速气流的冲击下雾化成细小液滴，混合风中的微粒污染物与液滴发生碰撞和凝结，在文丘里洗涤器扩张管内微粒与液滴凝聚成较大的含尘液滴，然后通过第二锥形隔板进入折流板除雾装置，经过折流板除雾装置时，在惯性力作用下，含尘液滴从混合风中被分离并流入冷凝水排水盘，经冷凝水排水管排出；混合风进入表冷盘管装置通过表冷盘管进行冷却去湿，冷凝水在重力作用下沿表冷盘管的盘管表面流入冷凝水集水盘；最后，混合风通过风机进入室内，湿度传感器检测表冷盘管装置出口混合风湿度，与冷凝水吸水管上的电动调节阀联动，通过改变冷凝水吸水量进行湿度调节；浮球阀检测冷凝水集水盘内的水位，当水量不够时，控制外部进水管进水。
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