CN108917057A - 一种使用相变蓄能材料的制冷风扇 - Google Patents

一种使用相变蓄能材料的制冷风扇 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种使用相变蓄能材料的制冷风扇，它包括上层相变蓄能平板（1）、下层相变蓄能平板（2）和轴流风扇（3）；下层相变蓄能平板（2）中心位置安装轴流风扇（3），上层相变蓄能平板（1）与下层相变蓄能平板（2）之间的夹壁面由风道隔板（4）分隔构成迂回的两个风道（5），两个风道（5）的末端汇集在轴流风扇（3）进风口，上层相变蓄能平板（1）的前端装有进水总管（6），下层相变蓄能平板（2）前端为出水总管（7）进水总管（6）与出水总管（7）之间为贯通在上层相变蓄能平板（1）和下层相变蓄能平板（2）内部的毛细水管（8）。本发明解决了风扇在夏季使用时不能降低室温的问题。

Description

一种使用相变蓄能材料的制冷风扇
技术领域
本发明属于风扇，具体涉及一种能降低风温的风扇。
背景技术
长期以来，生活中使用的风扇都只是通过吹风增强对流换热的方式来为人体降温，而风扇本身并不具备降低房间空气温度的作用，因而限制了风扇的使用范围，只有在环境温度不是特别高，只有在需要轻度降温的时候才开启风扇，以满足用户降低体温的需求。但到了炎热的夏季，温度较高，单纯依赖风扇吹风来降低体温便达不到理想的效果了，此时用户便会采用开启空调或者其他降温方式。但空调的能耗与风扇相比要高出很多，且长时间吹空调有可能会使用户患上空调病，对用户的健康产生影响。
发明内容
针对现有风扇在夏季使用时不能降低室温的问题，本发明所要解决的技术问题就是提供一种使用相变蓄能材料的制冷风扇，它能够将冷水中的冷量储存起来，并在风扇运行的过程中将冷量释放，使风扇吹出的风温度降低。
本发明所要解决的技术问题是通过这样的技术方案实现的，它包括上层相变蓄能平板、下层相变蓄能平板和轴流风扇；下层相变蓄能平板中心位置安装轴流风扇，上层相变蓄能平板与下层相变蓄能平板之间的夹壁面由风道隔板分隔构成迂回的两个风道，两个风道的末端汇集在轴流风扇进风口，上层相变蓄能平板和下层相变蓄能平板的外表面包裹有绝热保温层；上层相变蓄能平板的前端装有进水总管，进水总管连通上层相变蓄能平板内一排平直的毛细水管；在上层相变蓄能平板后端的毛细水管连通下层相变蓄能平板对应的一排毛细水管，毛细水管在下层相变蓄能平板前端汇集至出水总管。
由于本发明具有上层相变蓄能平板和下层相变蓄能平板，该两块相变蓄能平板中设有一排平直的毛细水管，通过冷水在毛细水管中流动使冷水与相变材料进行换热，实现相变材料中蓄存冷量；两块相变蓄能平板之间留有空气流通的风道，两块相变蓄能平板的外表面包裹有绝热材料，在轴流风扇不工作时减少相变材料散失冷量。下层相变蓄能平板中心位置安装轴流风扇，轴流风扇工作时，由于压差的作用会使房间内的热空气从相变蓄能平板两侧边的进风口流入风道，热空气与低温的相变蓄能平板进行换热后通过轴流式风扇向室内吹风。
本发明的技术效果是：能够将冷水中的冷量储存起来，并在风扇运行的过程中将冷量释放，使风扇吹出的风温度降低。
附图说明
本发明的附图说明如下：
图1为本发明的外形结构图；
图2为本发明的风道布置图；
图3为相变蓄能平板内毛细管中冷水的流向图；
图4为风道的渐缩进风口的截面图。
图中：1.上层相变蓄能平板；2.下层相变蓄能平板；3. 轴流风扇；4、风道隔板；5、风道；6.进水总管；7.出水总管；8. 毛细水管；9.渐缩进风口；10.绝热保温层；11.相变材料。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：
如图1所示，本发明包括上层相变蓄能平板1、下层相变蓄能平板2和轴流风扇3；下层相变蓄能平板2中心位置安装轴流风扇3，如图2所示，上层相变蓄能平板1与下层相变蓄能平板2之间的夹壁面由风道隔板4分隔构成迂回的两个风道5，两个风道5的末端汇集在轴流风扇3进风口，上层相变蓄能平板1和下层相变蓄能平板2的外表面包裹有绝热保温层；如图3所示，上层相变蓄能平板1的前端装有进水总管6，进水总管6连通上层相变蓄能平板1内一排平直的毛细水管8；在上层相变蓄能平板后端的毛细水管8连通下层相变蓄能平板2对应的一排毛细水管8，毛细水管8在下层相变蓄能平板2前端汇集至出水总管7。
本发明的工作原理：
如图3所示，冷水经水泵进入进水总管6，进水总管6中的水进入与其相连通的毛细水管8，先进入上层相变蓄能平板1，在上层相变蓄能平板1后端的毛细水管改变方向，进入下层相变蓄能平板2后端，再从下层相变蓄能平板2前端引出，与出水总管7联通。冷水沿箭头方向先从上层相变蓄能平板1的前端流入，再从下层相变蓄能平板2后端进入，最后从下层相变蓄能平板2前端的出水总管7流出，冷水与相变材料进行换热完成一次蓄冷过程。
本发明的使用方式是：将本发明安装在室内天花板上，上层相变蓄能平板表面贴近天花板，下层相变蓄能平板表面朝向地板。夜间蓄能时，水泵打开，冷水沿进水总管6流进上层相变蓄能平板和下层相变蓄能平板，在两个相变蓄能平板中蓄存足够多的冷量之后，水泵停止工作；当白天需要降温时，开启轴流风扇3，由于压差的作用，房间内的热空气会从风道5充分换热后，顺轴流风扇3吹向室内。
本发明的相变蓄能平板边长为1.5m，轴流风扇的直径为0.5m，风量为1000m³/h，空气进口风温在32℃左右，表面传热系数值为60W/(㎡·K)，要求风扇吹风温度达到27℃，则需要相变温度在23℃左右的相变材料。目前可以达到此相变温度的相变材料有很多，如正十七烷（C17H36），相变温度在22~24℃范围内，采用正十七烷作为该发明中所使用的相变材料，正十七烷的相变潜热为171.54KJ/Kg，设定该降温风扇一天工作5个小时，则通过所需冷量计算得出相变材料体积为0.2178m³，相变蓄能平板的边长为1.5m，则对应的相变材料的厚度总共为0.0968m。本发明的体积不大，不会占用天花板中太大的空间，若使用一种相变潜热更大的相变材料，则相变平板的厚度可以进一步减薄。由于毛细管网采用并联的形式，且管长较短，循环水的流量很小，水泵的功率不大，并不会耗费太多的电能。
冷水来自自来水厂向用户供应的自来水。主要分两种情况：第一种情况，用户所在地区的自来水管埋在地下较深位置，这样自来水的温度低，无需再添加附加设备，直接由自来水管向制冷风扇系统提供冷水；第二种情况，用户所在地区的自来水管设置在地上或地下很浅的位置，这样就需要在用户所在区域安装地下水箱，来自自来水厂的自来水先到达地下水箱，自来水在水箱中充分吸收地下的冷量后再供应给制冷风扇系统进行换热。
如图4所示，风道5前端为渐缩进风口9，渐缩进风口9由上层蓄能平板1与下层蓄能平板2在开口处做成斜面构成。上层相变蓄能平板1和下层相变蓄能平板2的外表面包裹有绝热保温层10、内部填充相变材料11。
在气温不高的情况下，在夜间利用低谷电开启水泵，使冷水与相变材料进行换热，换热后的冷水经出水总管7流出，当温度传感器探测到相变材料达到指定温度，即蓄存足量的冷量之后会自动关闭水泵，水循环不再进行。在白天温度较高需要降温时，开启轴流风扇7，随着轴流风扇7的转动，周围的空气由于压差的作用进入风道5，在进入风道与相变材料进行换热，充分换热后的空气经轴流风扇3吹向室内，从而达到降温的目的。
在天气非常炎热、需要使用空调给房间降温时，首先开启本发明，运行一段时间后，房间的温度会有所降低，然后再开启空调，能够降低空调初始运行时的能耗，之后使本发明与空调共同运行，当温度达到空调设定温度后，对定频空调而言会停止压缩机运行，本发明的运行能够降低空调压缩机启停的频率；对变频空调而言供电频率会降低，压缩机的运转速度会降低；本发明的运行能使变频空调更长时间的维持低频工作状态。所以，无论对定频空调还是变频空调都起到了显著的降低能耗的作用。

Claims (2)

1.一种使用相变蓄能材料的制冷风扇，其特征是：包括上层相变蓄能平板（1）、下层相变蓄能平板（2）和轴流风扇（3）；下层相变蓄能平板（2）中心位置安装轴流风扇（3），上层相变蓄能平板（1）与下层相变蓄能平板（2）之间的夹壁面由风道隔板（4）分隔构成迂回的两个风道（5），两个风道（5）的末端汇集在轴流风扇（3）进风口，上层相变蓄能平板（1）和下层相变蓄能平板（2）的外表面包裹有绝热保温层；上层相变蓄能平板（1）的前端装有进水总管（6），进水总管（6）连通上层相变蓄能平板（1）内一排平直的毛细水管（8）；在上层相变蓄能平板后端的毛细水管（8）连通下层相变蓄能平板（2）对应的一排毛细水管（8），毛细水管（8）在下层相变蓄能平板（2）前端汇集至出水总管（7）。
2.根据权利要求1所述的使用相变蓄能材料的制冷风扇，其特征是：所述风道（5）前端为渐缩进风口（9），渐缩进风口（9）由上层蓄能平板（1）与下层蓄能平板（2）在开口处做成斜面构成。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP0290992A1 (de) * 1987-05-12 1988-11-17 Jörg D. Nallinger Kühl- oder Heizvorrichtung
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