CN109469996A - 利用冷凝水的膜蒸发冷凝器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种利用冷凝水的膜蒸发冷凝器，冷凝器的翅片上设有纳米多孔薄膜，室内蒸发器侧冷凝水出口通过冷凝水管连接室外的水箱，水箱的低温冷凝水出口连接开孔管，开孔管连通纳米多孔薄膜；使室内蒸发器侧冷凝得到的冷凝水经由冷凝水管送至室外的水箱中，水箱中的低温冷凝水通过开孔管中的小孔流到纳米多孔薄膜中，依靠重力作用及纳米薄膜的毛细管压力，使得冷凝水均匀充注在纳米多孔薄膜中，形成一条水膜，不断发生蒸发冷却吸热过程，使冷凝器表面温度降低，同时降低周围空气的温度。本发明利用蒸发器侧产生的“废水”即低温冷凝水，充分利用这部分冷凝水通过蒸发冷却及膜技术可提高冷凝器换热效率，提高空调制冷量，达到节能环保的效果。
Description
技术领域
本发明涉及一种空调冷凝器，尤其是一种利用低温冷凝水的膜蒸发冷凝器。
背景技术
目前，随着对资源匮乏问题的重视，建筑业也重点提倡绿色建筑的发展、突出节地、节能、节材的资源节约型宗旨。其中作为建筑业中能耗占据较大的暖通能耗自然成了重点优化的对象，而换热器的效率及尺寸也一直是研究的重点。
在环境不断恶化、新能源不断开发的背景下，蒸发冷却技术作为一种从自然界中获取冷量的制冷技术，具有清洁环保、成本低等众多优点。其直接蒸发冷却过程，可以使处理后的空气温度最低达到湿球温度，具有较大的制冷能力。
在国内，膜技术的发展也依旧处于研发阶段。根据国外学者的研究，纳米级多孔薄膜具有良好的亲水性，纳米孔中毛细管压力能够迅速吸收水分且驱动液体流动。纳米级多孔薄膜本身的传热传质过程，纳米级多孔薄膜中的水不断发生蒸发冷却吸热，使得通过该薄膜的整个换热效果加强。
因此，将蒸发冷却技术及膜技术应用在换热器的研发和优化过程中具有一定意义，也是本发明的切入方向。
发明内容
本发明就是为了提高冷凝器换热效率，而提供一种利用冷凝水的膜蒸发冷凝器。
为了实现上述目的，本发明采取的具体技术方案如下：
一种利用冷凝水的膜蒸发冷凝器，包括冷凝水管、水箱、开孔管、冷凝器，所述冷凝器的翅片上设有纳米多孔薄膜，室内蒸发器侧冷凝水出口通过冷凝水管连接室外的水箱，水箱的低温冷凝水出口连接开孔管，开孔管连通冷凝器的翅片上的纳米多孔薄膜；使室内蒸发器侧冷凝得到的冷凝水经由冷凝水管送至室外的水箱中，水箱中的低温冷凝水通过开孔管中的小孔流到纳米多孔薄膜中，依靠重力作用及纳米薄膜的毛细管压力，使得冷凝水均匀充注在纳米多孔薄膜中，形成一条水膜，不断发生蒸发冷却吸热过程，使冷凝器表面温度降低，同时降低周围空气的温度。
进一步，所述纳米多孔薄膜均匀连续、平展的粘附在冷凝器的翅片上。
进一步，所述纳米多孔薄膜交错粘附在冷凝器的翅片上；所述纳米多孔薄膜的厚度为微米级，可减少翅片与纳米级多孔薄膜的之间的导热热阻。
进一步，所述水箱置于室外侧，并连接水箱补水管。
进一步，所述水箱与开孔管之间的连接管上设有电磁阀，通过电磁阀的开度，来调节进入纳米多孔薄膜中的冷凝水量。
进一步，所述开孔管放置于冷凝器内部的上侧位置，开孔管上均匀开孔，且开孔位置位于纳米多孔薄膜的上方。
进一步，所述冷凝器的翅片间距6-8mm，可使纳米级多孔水膜与空气的充分换热。
本发明的有益效果是：
本发明充分利用“废水”冷凝水，以现在市场上普通的分体壁挂式房间空调器为例，当室内循环空气量为450m3/h,夏季室内设计温度为24℃，相对湿度为55％；夏季室外温度为35.6℃，相对湿度为75％；风机盘管露点温度为12℃，相对湿度为95％时，经过计算24小时：可得到49.4kg的冷凝水。
本发明充分利用这部分低温的冷凝水，将其通过开孔管中的小孔流到纳米多孔薄膜中。依靠重力作用及纳米薄膜的毛细管压力，使得冷凝水均匀充注在纳米多孔薄膜中；由于纳米级多孔薄膜本身的传热传质过程，纳米级多孔薄膜中的水不断发生蒸发冷却吸热过程，冷凝器表面温度降低，同时周围空气的温度也进一步降低。最终达到提高冷凝器换热效率，减小冷凝器外形尺寸，提高空调制冷量，节能环保的多重效果。
本发明充分体现了“节能、节材”的理念。利用蒸发器侧产生的“废水”——低温冷凝水，又通过蒸发冷却及膜技术提高冷凝器换热效率，提高空调制冷量，达到节能环保的效果。
附图说明
图1是本发明的利用冷凝水的膜蒸发冷凝器结构原理图；
图2是开孔管的剖面图。
具体实施方式
本发明目的、优点和特点，将通过下面优先实施例的非限制性说明进行图示和解释，这些实施例是参照附图仅作为例子给出的。
如图1所示：本发明的利用冷凝水的膜蒸发冷凝器，充分利用低温冷凝水充注在纳米级多孔薄膜中，进行不断蒸发冷却过程，从而达到降温效果的高效冷凝器设备。该膜蒸发冷凝器包括冷凝水管1、水箱2、电磁阀3、开孔管4、冷凝器5、纳米级多孔薄膜6。冷凝器5的翅片上设有纳米多孔薄膜6，室内蒸发器侧冷凝水出口通过冷凝水管1连接室外的水箱2，水箱2的低温冷凝水出口连接开孔管4，开孔管4连通冷凝器5的翅片上的纳米多孔薄膜6。将室内蒸发器侧冷凝得到的“废水”——冷凝水经由冷凝水管1送至室外的水箱2中，水箱2中的低温冷凝水通过开孔管4中的小孔，依靠重力作用及纳米薄膜的毛细管压力，使得冷凝水均匀充注在纳米多孔薄膜6中。由亲水性的纳米级多孔薄膜6吸收，形成一条湿膜。由于纳米级多孔薄膜6本身的传热传质特质，纳米级多孔薄膜6中的水不断蒸发，与周围空气进行热湿交换，对周围的空气进行降温，最低可达到空气的湿球温度。同时，由于纳米级多孔薄膜6中的水失去气化潜热，温度也进一步降低，导致冷凝器表面的温度也降低，进一步提高冷凝器的换热效率。
纳米多孔薄膜6均匀连续、平展的粘附在冷凝器的翅片上。纳米多孔薄膜6可交错粘附在冷凝器的翅片上；纳米多孔薄膜6的厚度为微米级，可减少翅片与纳米级多孔薄膜的之间的导热热阻。水箱2与开孔管4之间的连接管上设有电磁阀3，通过电磁阀3的开度，来调节进入纳米多孔薄膜6中的冷凝水量。水箱2置于室外侧，并连接水箱补水管。开孔管4均匀开孔，并对应冷凝器的翅片上的纳米多孔薄膜6，开孔位置位于纳米多孔薄膜6的上方。开孔孔径d<5mm，需保证开孔管内冷凝水的水量均匀，能保证最末端翅片上的纳米多孔薄膜也能吸收充足的冷凝水。冷凝器5的翅片间距为2-3mm。当冷凝器5的翅片间距应适当加大4-5mm后，可保证纳米级多孔水膜与空气的充分换热，同时也可适当减小冷凝器的尺寸。
本冷凝器设备充分利用蒸发器侧产生的“废水”——低温冷凝水，又利用膜技术与周围空气进行热湿交换，对周围的空气进行降温，最低可达到空气的湿球温度。本设备利用了膜技术这种节能技术，回收低温冷凝水加以利用，体现“节能、节材”的理念，最终实现提高冷凝器换热效率，减小冷凝器外形尺寸，提高空调制冷量，节能环保的多重效果。
Claims (7)
1.一种利用冷凝水的膜蒸发冷凝器，包括冷凝水管、水箱、开孔管、冷凝器，其特征在于：所述冷凝器的翅片上设有纳米多孔薄膜，室内蒸发器侧冷凝水出口通过冷凝水管连接室外的水箱，水箱的低温冷凝水出口连接开孔管，开孔管连通冷凝器的翅片上的纳米多孔薄膜；使室内蒸发器侧冷凝得到的冷凝水经由冷凝水管送至室外的水箱中，水箱中的低温冷凝水通过开孔管中的小孔流到纳米多孔薄膜中，依靠重力作用及纳米薄膜的毛细管压力，使得冷凝水均匀充注在纳米多孔薄膜中，形成一条水膜，不断发生蒸发冷却吸热过程，使冷凝器表面温度降低，同时降低周围空气的温度。
2.根据权利要求1所述的利用冷凝水的膜蒸发冷凝器，其特征在于：所述纳米多孔薄膜均匀连续、平展的粘附在冷凝器的翅片上。
3.根据权利要求2所述的利用冷凝水的膜蒸发冷凝器，其特征在于：所述纳米多孔薄膜交错粘附在冷凝器的翅片上；所述纳米多孔薄膜的厚度为微米级，可减少翅片与纳米级多孔薄膜的之间的导热热阻。
4.根据权利要求1所述的利用冷凝水的膜蒸发冷凝器，其特征在于：所述水箱置于室外侧，并连接水箱补水管。
5.根据权利要求1所述的利用冷凝水的膜蒸发冷凝器，其特征在于：所述水箱与开孔管之间的连接管上设有电磁阀，通过电磁阀的开度，来调节进入纳米多孔薄膜中的冷凝水量。
6.根据权利要求1所述的利用冷凝水的膜蒸发冷凝器，其特征在于：所述开孔管放置于冷凝器内部的上侧位置，开孔管上均匀开孔，且开孔位置位于纳米多孔薄膜的上方；开孔孔径d<5mm。
7.根据权利要求1所述的利用冷凝水的膜蒸发冷凝器，其特征在于：所述冷凝器的翅片间距6-8mm，可使纳米级多孔水膜与空气的充分换热。
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