CN112443907A - 微孔蒸发集束双并压缩式致冷设备显效节能技术 - Google Patents

Abstract

本发明名为“微孔蒸发集束双并压缩式致冷设备显效节能技术”，属于换热技术领域。本发明是针对传统压缩式致冷设备普遍存在传热系数较小能效比低等不足而设想，中心思想是以相对显效节能的新型冷凝器替统压缩式致冷设备中的传统冷凝器。具体措施是：将传统“串冷串凝冷凝管路”改为“双并(并冷并凝)冷凝管路”，将传统风冷套片管式冷凝器改为“立式集束双并冷凝器”，将传统喷淋蒸发冷却塔式冷凝器改为“卧式集束双并冷凝器”。利用“微孔蒸发集束双并压缩式致冷设备显效节能技术”，可研发出节能效果明显的“家用并冷空调”、“家用中央并冷空调”、家用并冷冰箱或冷柜、“中央并冷空调”、“冷库并冷空调”等新一代空调以及其它大型并冷压缩式制冷设备，可望为国家节约铜材和能源。

Description

微孔蒸发集束双并压缩式致冷设备显效节能技术

所属技术领域：

本发明属于换热技术领域，涉及到一种“微孔蒸发集束双并(并冷并凝)压缩式致冷设备显效节能技术”。

背景技术：

空调冰箱等压缩式致冷设备在人们生产、工作、生活中的应用十分广泛，设备中的传统风冷套片管式冷凝器或喷淋蒸发冷却塔式冷凝器从压缩式致冷设备发明至今，虽有完善，但一直还是按着原设计模式运行，变化不大。人们在长期使用中，风冷套片管式冷凝器和喷淋蒸发冷却塔式冷凝器多少暴露出一些不足。

传统风冷套片管式冷凝器中翅片与铜管之间本身多少存在加工间隙，加之使用中的冷热交替使二者间隙逐渐加大并存在材料氧化及粉尘污垢与微生物影响，是影响传统风冷套片管式冷凝器传热系数相对低下的原因之一。

采用喷淋蒸发冷却塔式冷凝器的传统中央空调，因其热交换面为光滑的金属管表面，而光滑的金属管表面层属一般蒸发吸附体，其上吸附质水分子获得同步蒸发的几率相对较小，同样存在冷却效率低下问题。

传统风冷套片管式冷凝器及喷淋蒸发冷却塔式冷凝器管路中，不可避免存在由于空气或润滑油蒸气等不凝蒸气，不凝蒸气的存在直接削弱制冷蒸气在管路中的压力，使制冷蒸气在管路中的分压降低，导致相应的饱和温度下降，减小了蒸气凝结的驱动力，直接削弱制冷蒸气凝结速率。传统冷凝器管路越长，这种现象相对越严重，这也是传统压缩式致冷设备的垢病之一。

传统风冷套片管式冷凝器及喷淋蒸发冷却塔式冷凝器管路都很长，气液共存管路占比大，也是影响设备传热原因之一。

传统风冷套片管式冷凝器及喷淋蒸发冷却塔式冷凝器的冷凝管路过长，传热系数低，以致造成管内冷凝压力高温度高，制冷系数低，能耗大，尤其盛夏，风冷套片管式冷凝器弊端越发明显。

所以，不论传统家用冰箱、单位团体冷柜、家用分体式空调、家用中央空调、企事业大型中央空调，冷库空调，只要是带压缩机的压缩式致冷设备，都存在由于冷凝器效率低下而导致能耗过大问题，其节能挖潜具有一定的现实意义。

发明内容：

空调怎样才能显效节能？空调节能的技术瓶颈是什么？顺着空调工质的行程走向逐段反复思索后，发现影响空调能耗的关键点是冷凝器中占比较大的管路中段。

为什么说影响压缩式致冷设备能耗的关键点是冷凝器中占比较大的管路中段？因为“传热系数”是压缩式致冷设备的命门，管路中段是压缩式致冷设备散热的大户，而这个大户却对压缩式致冷设备散热存在明显的不利影响。

冷凝器管路前段及中段身都承担着压缩式致冷设备散热的重任，却偏偏管路中段是高温致冷剂的气液共存区，而实际上问题主要就出在气液共存上。

中部气液混存管路中，部分与管壁接触的蒸气得以首先凝结，凝液在管壁上脱落之前便是挡在管路中部其它蒸气与管壁接触的一道传热屏障，直接影响设备的换热效率，管路越长，这种贴壁阻挠影响越明显。并且，冷凝器过长的管路，在盛夏恶劣环境下将使得空调制冷蒸气过高的冷凝压力和温度，导致压缩机压比增大，这也是增大压缩机功耗的原因之一。

另一个问题是，为什么传统压缩式致冷设备中的冷凝管路要设计得那么长？因为遇到盛夏高温环境下压缩机排气压力和排气温度过高情况时，设备传热系数受到影响情况下，如果冷凝管设计短了，高温蒸气便难以完成凝结。所以说，传统压缩式致冷设备将冷凝器管路缩短的可能性极小。长久以来，我们在“风冷套片管式冷凝等传统散热思维”的禁固下，很难走出压缩式致冷设备节能的迷宫。所以觉得，欲使压缩式致冷设备达到显效节能，必须从冷凝器下刀，从冷凝管路下刀，先从内因上寻找出冷凝管路散热的优化模式。

压缩式致冷设备显效节能的另一个最大障碍是外因-主要是极端环境对散热的影响。盛夏高温环境下既是利用压缩式致冷设备的关键季节，也是冷凝管路与外界温差最小的时候，这对压缩式致冷设备冷凝散热无疑是个极大的挑战和考验。此时，老旧压缩式致冷设备的弊端更加明显，须面临更大排气压力与排气温度的考验。

“排气压力”大的内因是设备的散热系数小导致设备的散热能力跟不上设备的实际需要，外因是盛夏极端环境中对设备散热的影响，所以，设备散热的环境影响与设备本身对传热系数影响是压缩式致冷设备节能的真正技术瓶颈，这些也提示我们，欲克服这些技术瓶颈，必须从内外因两方面入手。比喻说，气液共存、不凝蒸气、传统风冷或喷淋蒸发这些因素都是我们优化冷凝器的思维指南和目标。

本发明要解决的技术问题：

本发明要解决的技术问题是尽量杜绝气液共存与不凝气对设备传热影响，提高设备效率。二是如何降低冷凝器冷却冷凝温度，降低设备能耗。

解决本技术问题的技术方案：

解决本技术问题的最大技术方案是将传统压缩式致冷机系列中从冷凝原理上及结构特征上彻底舍弃，换之以全新的冷凝原理和结构特征，组成全新的双并压缩式致冷机系列。

全新的冷凝原理和结构必须迎合显效节能的需要，必须尽量根除对设备换热效率有影响的不利因素。

对于高温高压蒸气中不凝蒸气对设备的传热影响，只能减轻，难以杜绝。对于气液共存影响，唯一的办法是在时空上分隔高温高压蒸气“降温”和“相变”两种物理反应过程，令高温高压蒸气实行“限区段快速降温”和“中低温蒸气实行限区段快速相变”。也就是说，使致冷剂高温高压蒸气与降温凝液尽量不处于一室，让所有流过管内的高温高压蒸气能与管内表面顺利进行热交换临界降温，不让相变凝液在“快速降温限区段”有生存的可能，让中低温蒸气在指定区段内迅速相变凝液。只有这样，才有可能减少气液共存对传热的影响，显效提升设备换热速率。

怎样实施这个看似不可能的方案？首先必须解决的关键问题是实现高温高压气体的快速同步临界降温，使其尽量精准化降温到凝结之前的一个可靠的临界范围，为中低温蒸气的快速相变做好前站准备。

另一个措施是临界气体的快速同步凝结，相比之下，高温高压气体快速同步临界降温的难度大一些，而临界气体的快速同步凝结就会十分简单。

以上给我们提出了一个具挑战性的任务-高温高压气体快速同步临界降温，也迫使我们将精准概念搬入空调气路设计思维中，而首先要解决的问题是高温高压蒸气的快速降温，再提出尽量精准化临界同步降温才有意义。

要使高温高压蒸气快速降温，除了必须大幅度扩大高温高压蒸气与外界的热交换面，还必须制造出辅助冷源使冷媒水实现辅助降温。

大幅度扩大高温高压蒸气与外界的热交换面，相对理想的办法是采取“分散同步并冷”措施，就是说将冷凝器进口后的大口径单管改为小口径众管。不论致冷设备功率多大，采用这种形式的管路都可称为集束管，当多路集束管并联时的形式，可称为“集束并冷排管阵列”。

“集束并冷排管阵列”由平置的上集气管排架、平置的下集气管排架、及中部众多直立并排上下端口与上下集气管贯通焊接，与两集气管形成闭宻连通的细口径管排阵列组成，直立并排焊接的细口总径管有相对较大的散热面，所以“集束并冷排管阵列”有较强的冷却效果，“集束并冷排管阵列”是传统压缩式致冷设备冷凝器管路中前高温高压蒸气段和中部占比很长的汽液共存段两段之和冷却效果的“替代管”，这段长度相对很短的“替代管”，将完成高温高压气体快速同步临界降温，将高温高压蒸气快速同步降至即将冷凝之前的一个可靠范围，“集束并冷排管阵列”的冷却效果不仅可替代很长的原管，而且它和“集束并凝盘管”一起采用合-分-分方式，将管路中的制冷剂分成三个大部分，第一段为合，是压缩机排气口致“集束并冷排管阵列”入口的高温蒸气总管部分，第二段为分，特点是这一段的高温高压蒸气将会被细分行走于许多支路中，由于这一段管径相对短小，管子数量多，总散热面很大，又由于有“水布帘”低温参与，所以这不长的一段可将高温高压蒸气迅速转变为中低温蒸气，完成同步并冷临界降温任务，第三段是从“集束并冷排管阵列的下集气管中排出的中低温蒸气流进浸入式“集束并凝盘管”至其出口这一液态低温段，“集束并凝盘管”的结构特征不同于“集束并冷排管阵列”，它是由喇叭型集束口构成，这一段中的中低温蒸气也将被喇叭型集束口细分行走于许多支路中，完成快速相变，众多细管同样具有很大的散热面，所以，这三段能够完成限区段同步并冷任务和限区段同步并凝任务，

采取集束排管阵列后，贴附于排管上水布帘的低温水将使从细口径铜管中流过的高温高压蒸气迅速降温。允许情况下，当集束管总内截面大于原管内截面时，也就是说集束管数量较多时，不但能在多倍与原管的热交换面上进散热，还能相对延长高温高压蒸气与外界热交换的时间，对高温高压蒸气散热较为有利。因为集束管长度相同，散热能力基本相同，实际上，集束排管阵列已存胜任高温高压蒸气快速同步降温重任的潜力。

剩下的问题是如何能使从上往下通过集束排管阵列的高温高压蒸气在流出下集气管之前仅进行有效冷却降温而不产生相变，也就是将高温高压蒸气尽量做到精准化散热，这就要求我们在设计集束排管长度和细管总数时要有一个度和量。实际操作时，盛夏时分根据红外温度计显示的下集气管体表温度，通过实验来设计集束排管长度和细管总数。这样，在集束排管阵列区段内实现高温高压蒸气精准化降温不会是问题。

关于中低温气体的迅速相变的问题，因有辅助水冷装置，可保证从下集气管中排出的中低温气体进入水箱中浸入式集束并凝盘管后能将其迅速夺热液化。

经过以上变换，冷凝器管路中，将实现高温高压蒸气与低温凝液的有效隔离，也可指令高温高压蒸气限区段快速同步降温和中低温气体限区段快速同步相变。

实现将降温和相变的有效隔离后，在未来的并冷空调系统中，将不存在“冷凝中部管”这个概念和名词，所以，并冷空调系列能杜绝节能瓶颈-“空调冷凝中部现象”，使气液共存现象明显减少，有效提高设备传热系数。

空调的主要作用是盛夏为人们带来凉爽，它天生必须主要工作在高温环境中，这时，实现冷媒水辅助降温本身便是个矛盾。但也预示我们，只要能够有效优化设备散热小环境，在增加设备传热系数前提下，便有望打开空调显效节能的大门。

怎样才能找到冷媒水辅助降温的方法？大家都很自然地想到水淋吹拂蒸发。但是，有时，人们的想法与实际总会产生差距。实际情况是，在金属表面进行简单的水淋吹拂蒸发时，有一定效果，但并不理想，并不能真正解决优化设备散热环境的实际问题。因金属管属“欠理想蒸发吸附体”不但会导致降温效果跟不上设备的实际需要，还会使蓄水温度升高，所以说简单的水淋吹拂蒸发方法不宜采用。

怎样才能增大冷媒水辅助降温效果？自然会想到必须选择能使表面吸附层中水分子同步逃逸几率大的材质-“理想蒸发吸附体”。

实际操作中，增大物质表面层水分子获能逃逸的速度相对会好办一些，只要适当增大抽风机功率，增大吹拂风速和风量，便能有效增加水分子获能逃逸的速度。再者，冷凝管的高温既是影响设备功耗的因素，同时也是加速水分子逃逸的原动力，有弊也有利。

怎样才能找到“理想蒸发吸附体”，什么才是蒸发吸附体有益于水分子获能逃逸的最佳条件？答案是蒸发吸附体表面层应具备众多能离散水簇团的微孔，应具有良好的渗水性与热传导性。这样，当蒸发吸附体上具备众多微孔或微缝时，它就是一个能使众多水分子同步蒸发几率相对较大的“理想蒸发吸附体”，就能达到其自身的有效降温。当蒸发吸附体具备良好的渗水性与热传导性时，冷凝管及蓄水便会在淋水中夺取其冷量而达到理想降温。以上，使得问题进一步明朗化，也就是怎样找到使水分子同步蒸发几率相对较大的蒸发吸附体是解决空调节能问题的关键之一。

古时的人早已知道利用陶罐储水降温，近代科学也解释了陶罐储水微孔缓慢外渗自蒸发降温原理，如果在风力吹拂情况下，陶罐储水温度将会更低一些。为了找到相对理想的蒸发降温吸附体，选择了薄铁皮、薄铝板、泡沫砖、陶土透水砖、陶瓷薄墙砖、稻草、骨架式水泥瓷粒板(自制)、陶瓷地板、水帘纸、水帘布等做蒸发吸附体降温对比实验。

在40倍显微镜下，铁和铝板表面较光滑，水纸帘表面基本被胶充填，凹凸不平但微孔与缝隙极少，陶土透水砖孔隙较大，泡沫水泥砖孔隙多但渗水性差，陶瓷薄墙砖和陶瓷地板的微孔很多，小布条的缝隙很多。

35度室温下用以上不同材质进行淋水吹拂实验，实验环境中水温34.5度，室温35.2度。实验时用风机对淋水材质各吹拂2分钟，红外温度计显示结果是薄铁皮表面温度为31.6度，普通薄铝板表面温度为31.1度，水纸帘为30.4度，泡沫砖34.3度，稻草27.4度，水泥瓷粒板24.9度、陶瓷地板25.1度、墙面陶瓷板为24.8度，水布帘为24.6度。

虽这个实验在家中做不一定精准，但说明微孔多传热系数相对大吸水性好的水泥瓷粒板、陶瓷墙板和水帘布喷水吹拂蒸发时的夺热储冷能力相对较强。

泡沫水泥砖蒸发夺热能力很差的原因是因为其小孔虽多，小孔之间互不相通，其传热系数小，虽其有无数小孔，但微孔表征不明显，渗水性差，所以仅湿在表层的泡沫砖用强风吹拂之后表面温度仍难以降下来。

水帘纸是现代空调扇的降温材质，但在对比实验中其效果并不理想，究其原因，是因为其表面基本被胶充填，微孔缝隙不明显，导致蒸发吸附体对吸付质水无渗透性，不具备蒸发夺热优势，其仅有相对较大的蒸发面。

水布帘等蒸发降温效果好是因为陶瓷墙板、水泥陶粒板(自制)和小布条不但具备陶瓷的自蒸发降温特征，这三种吸附体都具备微孔微缝吸附优势和很强的渗水特性，所以在强风吹拂下，导致这三种材质中渗入的水分同步蒸发的几率较大，所以冷却效果会显得更突出一些，本发明正是利用了水泥陶粒板和水帘布的这一特征。

为了验证水泥陶粒板和水布帘在与冷凝器实际相仿温度下的蒸发夺热能力，特用80度左右热水与火上沸水进行水帘布沾水吹拂实验。此时，将80度热水中浸润的布条从热水中提起后片刻，红外温度计显示为74度，当开启风机时，强风吹拂下，水帘布表面温度片刻后下降至64-60度，比吹拂风(室温)降低16-20 度。沸水实验时，布条提出水面立即吹拂，片刻后红外温度显示下可降至76-70 度。这些说明，水温越高，水温与室温(吹拂风温)之间温差越大，水分子自身势能越大，其更易获能逃逸。

上面实验证明微孔水蒸发可望解决机器冷却水的循环再利用问题，如果将传统换热器中的串凝式冷凝管改为集束同步并凝式冷凝管，并用微孔水蒸发降温技术为并凝式冷凝管提供冷媒水，就会构成完整的“微孔蒸发集束并凝压缩式致冷设备显效节能技术”。用“微孔蒸发集束并凝压缩式致冷设备显效节能技术”制成的并凝式混合冷凝器将会加快其高温蒸气的冷凝速度，用并凝式冷凝器制造出的空调，将可显效节省能耗。

小型风冷套片管式冷凝器改水冷集束并凝式冷凝器时的管路替代举例：

以传统家用1.5匹空调为例，假设一1.5匹空调改进后保留的冷凝铜管为2m， 1.5匹空调用冷疑铜管一般外径为12.7mm，那么2m长12.7铜管散热面积 S＝2000mmx12.7mmx3.14＝79756mm²，内径为12.7mm-2x0.8＝11mm，内截圆面积：3.14x(11.mm/2)²＝95mm²。

不同规格单根2m长细铜管散热面积：

以单根2m长外径为2.45mm细铜管为例：其散热面积S＝2000mmx2.45mmx 3.14＝15386mm²。

以单根2m长外径为3mm细铜管为例：其散热面积S＝2000mmx3mmx3.14 ＝18840mm²。

以单根2m长外径为3.45mm细铜管为例：其散热面积S＝2000mmx3.45mmx 3.14＝21666mm²。

以单根2m长外径为4mm细铜管为例：其散热面积S＝2000mmx4mmx3.14 ＝25120mm²。

以单根2m长外径为5mm细铜管为例：其散热面积S＝2000mmx5mmx3.14 ＝31400mm²。

不同规格细铜管内截圆面积：

以2.45mm细铜管为例，其内径为2.45mm-0.5mx2＝1.45mm，所以其内截圆面积S＝3.14x(1.45mm/2)²＝1.65mm²。

以3mm细铜管为例，其内径为3mm-0.5mx2＝2mm，所以其内截圆面积S＝3.14 x(2mm/2)²＝3.14mm²。

以3.45mm细铜管为例，其内径为3.45mm-0.5mx2＝2.45mm，所以其内截圆面积S＝3.14x(2.45mm/2)²＝4.7mm²。

以4mm细铜管为例，其内径为4mm-0.5mx2＝3mm，所以其内截圆面积S＝3.14 x(3mm/2)²＝7mm²。

以5mm细铜管为例，其内径为5mm-0.65mmx2＝3.7mm，所以其内截圆面积 S＝3.14x(3，7mm/2)²＝10mm²。

2m长不同规格细铜管做为集束毛细冷却(冷凝)管时最少替代根数：

以2.45mm细铜管为例，其替代根数＝95mm²/1.65mm²＝57(根)。

以3mm细铜管为例，其替代根数＝95mm²/3.14mm²＝30(根)。

以3.45mm细铜管为例，其替代根数＝95mm²/4.7mm²＝20(根)。

以4mm细铜管为例，其替代根数＝95mm²/7mm²＝13(根)。

以5mm细铜管为例，其替代根数＝95mm²/10mm²＝9(根)。

2m长不同规格细铜管做为集束毛细冷却(冷凝)管时的总散热面积：

以2.45mm细铜管为例，57(根)x15386mm²＝877002mm²。

以3mm细铜管为例，30(根)x18840mm²＝565200mm²。

以3.45mm细铜管为例，20(根)x21666mm²＝433320mm²。

以4mm细铜管为例，13(根)x25120mm²＝326560mm²。

以5mm细铜管为例，9(根)x31400mm²＝282600mm²。

2m长不同规格细铜管做为集束毛细冷却(冷凝)管时总散热面与2m长原管散热面之比：

以2.45mm细铜管为例，877002mm²/79756mm²＝11(倍)

以3mm细铜管为例，565200mm²/79756mm²＝7(倍)

以3.45mm细铜管为例，433320mm²/79756mm²＝5.5(倍)

以4mm细铜管为例，326560mm²/79756mm²＝4(倍)

以5mm细铜管为例，282600mm²/79756mm²＝3.5(倍)

以上数据分析说明当集束并冷排管阵列总内径与原管内径相近时各管散热面情况。例如2m长，2.45mm外径细铜管总散热面是2m长，12.7mm外径管散热面积的11(倍)，2m长，5mm外径细铜管总散热面是2m长，12.7mm外径管散热面积的3.5(倍)，说明，集束排管的管径小的比管径大的，总散热面要大。

实际应用中，集束排管具体选什么管径细管，用多长，总细管数量，可据实验效果而定。而散热器的高度及宽度，配套功率，可在细管管径，长度，总细管数量等数据中变换选择。比喻，若细管管径不变时，细管长度增加，则细管数量可相应减少，反之，则可增加，按需要灵活选择。

实际应用中，如考虑过小内径毛细管对长度的限制，可尽量选择内径对长度选择影响较小的毛细管或其它口径细铜管。

实际应用中，集束并冷排管阵列的总内截面积可在充许范围内尽量大于原管内截面积，也就是说充许范围内可尽量加大细管数量，这样更可加大其总散热面，加快整机蒸气凝结速率，缩短冷凝行程，使设备有更高能效比。

本发明的有益效果：

1.“微孔蒸发集束双并压缩式致冷设备显效节能技术”的出现，将使“双并压缩式致冷机”中节流毛细管之前散热管路部分的排气阻力将可以做到很小，整机的能耗分布将须重新定位与计值，全新的冷凝设计模式，可促使企业朝着显效节能压缩式致冷产品研制方向发展，迈出压缩式致冷机产品更新换代第一步。

2.“微孔蒸发集束双并压缩式致冷设备显效节能技术”中四大核心技术：限区集束同步并冷技术、限区集束同步并凝技术，贴附蒸发水布帘技术，蒸发式水冷风洞技术，这四大技术可增大高温蒸气与外界的有效换热面，降低设备冷凝压力冷凝温度和压比，可明显减轻压缩机负荷，使相同制冷输出量设备配套相对低功耗的压缩机成为可能，压缩式致冷设备显效节能可望梦想成真。

3.民间有句俗话：“热起来无处躲，寒冬钻被窝”。说明广大底层民众在盛夏晚上尤其入睡前对空调的依赖性，而人们应付严冬时，可以采取比空调更为合算的取暖方式。所以，底层人们买空调的目的基本上是应付盛夏高温，其四通伐几乎从未转换过，极少有人在冬天利用空调制热功能取暖的。利用“微孔蒸发集束双并压缩式致冷设备显效节能技术”可望试制出“民用并冷空调”，可给民用空调市场增加适销对路产品，使底层民众对防署降温产品有一个更实在的选择。

4.用“微孔蒸发集束双并压缩式致冷设备显效节能技术”生产的廉价节能“家用并冷空调”、家用并冷冰箱与冷柜、“中央并冷空调”及冷库并冷空调等，除可满足市场的不同需求外，盛夏时节，可望实现规模化节能减排，有效降低电网负荷。

5.由“微孔蒸发集束双并压缩式致冷设备显效节能技术”制造的并冷空调，可大幅缩短冷凝器管路。不论设备规模，冷凝管集束排布方案有利于尝试开发无铜并凝冷凝器，可为国家节省大量铜材。

附图说明：

为说明主要问题，图中没有画出空调其它功能件。

图1为立式“微孔蒸发集束双并压缩式致冷设备”示意图，可用于家用并冷空调、家用中央并冷空调等不同致冷规模设备升级换代思路的参考性引荐。

其中1为压缩机，2为来自蒸发器的低温蒸气进口管，3为来自集束并冷冷凝器的中温冷凝管，也是蒸发器的进液管。4为压缩机高温排气管，也是集束并冷冷凝器的进气管。5为循环冷却水喷淋管道喷嘴，6为集束并冷冷凝器的导风筒兼设备外壳，7为轴流抽风机，8为轴流抽风机机架，9为循环冷却水喷淋管道，10和17为集束并冷冷凝器上下平置集气管排，11为每排都贴附有水帘布的并冷(毛)细管，也可称为束发并冷排管。12为机箱蓄水箱报警式电子水位计 (控制器未画)，13为进风口，14为220v洗衣机进水阀，15为喷淋供水泵，16为水泵进水过滤网，18为集束并凝盘管，其集束型式为喇叭口型，中部细管也可称为束发并凝盘管。19为排污阀，20为蓄水水位，21为设备外壳降温水帘布。工作过程概述：

当压缩机1启动后，风机及喷淋水泵15也随之启动。此时，制冷剂高温蒸气由高温排气管进入并冷冷凝器的上集气管10，随后集气管将高温蒸气分流给所有并冷(毛)细管11随管往下移动。喷淋水管得水，喷嘴5向集束并冷排管及水帘布喷水，同时风机向上抽风，使贴附于并冷管11及外壳上的水帘布急速降温。同时并冷(毛)细管内的高温高压蒸气也快速降温，如并冷(毛)细管长度及总数设计合理，并冷管11中高温蒸气行至下集气管17时可散热为中低温蒸气，进入水浸式集束并凝盘管18完成冷凝相变成为制冷液。随后由管3进入蒸发器，完成蒸发的制冷液相变为低温蒸气经管2吸入压缩机，完成一次制冷循环。

集束并冷排管是传统压缩式致冷设备冷凝器管路中前高温蒸气段和中部占比很长的汽液共存段两段之和的替代集束管，所以，集束并冷排管可以替代很长传统机中的原管。它结合集束并凝盘管，采用合-分-分方案，将管路中的制冷剂分成三大部分，第一段为合，是压缩机排气口致集束并冷排管的入口为高温蒸气段，第二段为分，是(毛)细排管阵列组成的集束并冷排管这一段。由于这一段管径相对短小，管子数量大，总散热面大，水布帘温度低，为细管并冷段，散热速率大，所以这不长的一段可将高温蒸气迅速转变为中温蒸气。第三段为分，是从集束并冷排管出口致浸入式集束并凝盘管出口这一液态低温段。

图2左为图1中10、11、17、18的展开图，其中1为集束并冷盘管出口，2 为冷凝盘管入口，3为平置集气下排管，4为并冷(毛)细排管阵列，5为制冷剂高压蒸气入口，6为平置集气上排管，7为集气上排管入口。

图2右图为图1中10、11与17的详细结构说明图。左为单根并冷排管与水布帘的贴附状况说明图，其中8为上集气管，9为水布帘的上固位磁铁，10为水帘布，11为(毛)细管，12为下集气管。

图3为未安装侧板的“卧式集束双并冷凝器”示意图，可用于企事业中央空调、企业冷库等不同致冷规模设备升级换代思路的参考性引荐。

其中1为水箱中浸入式“集束同步并凝盘管”，2为“卧式集束双并冷凝器”机架，3为排污阀门，4为水泥陶立板阵列，5为蒸发式水冷风洞进风口，6为自动补水管进口，7为浮球，8为喷淋水泵，9为补水管，10为喷淋管，11为蒸发器，12为水泥陶立板阵列板与板之间间隙垫，13为蒸发器进液管，14为压缩机低温蒸气进气管，15为压缩机，16为制冷剂高温蒸气排气管，17为“集束并冷排管阵列”管喷淋头，18为“集束并冷管阵列”高温进气口，19为“集束并冷排管阵列”中低温蒸气出气口，20为并冷(毛)细管阵列，21为轴流抽风机及水冷风洞出风口，22为骨架式水泥陶立板阵列承重横梁，23为水箱排污口，24 为骨架式水泥陶立板阵列出风端，25为排污管。

工作过程概述：

当压缩机15给电开启后，抽风机21和喷淋泵8同时启动，此时，高温高压制冷蒸气经压缩机高温排气管16进入“集束并冷排管阵列”的上集气管，随之将高温高压制冷蒸气分配给集束并冷排管阵列20中的各分支，并冷排管阵列中的高温高压制冷蒸气在喷淋头17从上往下低温水的冲刷下，在风机21的强风吹拂下将迅速降温为中低温蒸气从下集气管19进入浸入式“集束并凝盘管”中，经束发管各支路进行快速换热相变后以冷凝液形式进入蒸发器11，再经出气管将低温蒸气送给压缩机，一个制冷循环完成。

“集束并冷排管阵列”工作的同时，喷淋管各喷头向为骨架式水泥陶立板阵列4喷水，风机带动水冷风洞中空气从进风口5进入，经过水泥陶立板阵列4，使湿润的水泥陶立板阵列迅速降温，从上往下的喷淋水流经水泥陶立板后得以加速降温，使水箱中水逐步冷却，同时也使风洞出风口风温下降，使得并冷排管阵列中的高温高压制冷蒸气加速冷却。

Claims (6)

1.一种“微孔蒸发集束双并压缩式致冷设备显效节能技术”，特征是：以“微孔蒸发集束双并压缩式致冷设备显效节能技术”中的四个核心技术(“限区集束同步并冷技术”、“限区集束同步并凝技术”、“水布帘贴附蒸发技术”，“蒸发式水冷风洞技术”)为技术支撑，完全可以舍弃传统压缩式致冷设备对高温高压蒸气的冷却方式及设备中冷凝管路的结构及排列方式，代之以全新的压缩式致冷设备对高温高压蒸气的冷却方式及设备中冷凝管路的结构及排列方式，具体实施是，传统“风冷套片管式冷凝器”在这里被改为“立式集束双并冷凝器”，在“立式集束双并冷凝器”中，传统风冷媒改为“贴附蒸发风水混合冷媒，大型压缩式制冷设备常用的“喷淋蒸发冷却塔式冷凝器”在这里被改为由“蒸发式水冷风洞+立式集束双并冷凝器”共同组成的“卧式集束双并冷凝器”，在“卧式集束双并冷凝器”中，传统风水混合冷媒改为“贴附蒸发式风水混合冷媒。“限区集束同步并冷技术”、“限区集束同步并凝技术”、“水布帘贴附蒸发技术”，“蒸发式水冷风洞技术”是新型压缩式制冷设备显效节能的技术保证。

2.根据权利要求1所提及的“立式集束双并冷凝器”，特征是：其由具导风作用的外壳、制冷剂高温高压蒸气进口管，轴流抽风机、集束并冷排管阵列、喷淋头、水布帘、浸入式集束并凝盘管，冷凝液出口管，自动补水装置、蓄水箱、排污闸构成，其配套的“理想蒸发吸附体”为轻薄防腐的“水布帘”，“水布帘”贴附于每排集束并冷排管上，起到贴附蒸发快速降温作用，“立式集束双并冷凝器”的动态特征是：压缩机经排气管送来的制冷剂高温高压蒸气被送入“集束并冷排管阵列”，“集束并冷排管阵列”中的制冷剂高温高压蒸气在低温喷淋水及吹拂风作用下，贴附于“集束并冷排管阵列”上的“水布帘”及喷淋水被急速降温，并向高温“集束并冷排管阵列”夺热，同时，分布于冷凝器导风外壳上及壳内空间中的众多水布帘在吹拂风下也起到喷淋水的辅助冷却作用，可使蓄水箱的蓄水不致于过热，以保证从“集束并冷排管阵列”流向浸入式“集束并凝盘管”中的中低温制冷蒸气能得到有效的凝结，由于“立式集束双并冷凝器”较“卧式集束双并冷凝器”在结构上少一个“蒸发式水冷风洞”，所以，虽“立式集束双并冷凝器”的散热作用低于“卧式集束双并冷凝器”，但“立式集束双并冷凝器”的结构特征使得其适合开发功率与体积相对较小节能明显的“民用并冷空调”及“民用并冷冰箱与冷柜”，而“卧式集束双并冷凝器”主要用于开发功率及结构规模相对较大节能明显的大型“中央并冷空调”、“企业冷库并冷空调”以及其它中大型并冷压缩式致冷设备。

3.根据权利要求2所提及的“蒸发式水冷风洞”，特征是：其由风洞框架，外壳、水箱、水泥陶粒板阵列、水泥陶粒板承托梁，水泥陶粒板间隙小隔板，喷淋水泵、喷淋管、抽风机冷凝盘管、自动补水浮球阀构成，“蒸发式水冷风洞”在“卧式集束双并冷凝器”中的作用是保持大型设备的循环冷媒水温不至于过高而影响设备散热，所以，“蒸发式水冷风洞”在“卧式集束双并冷凝器”中不可或缺。“蒸发式水冷风洞”中所配套的“理想蒸发吸附体”为“水泥陶粒板”，“水泥陶粒板阵列”与“水布帘”都是蒸发致冷效果的理想材质，它们在“微孔蒸发集束双并压缩式致冷设备显效节能技术”中都起着维持循环水温在理想范围极为重要的作用。

4.根据权利要求3所提及的“卧式集束双并冷凝器”，特征是：其整体结构就是在“立式集束双并冷凝器”基础上加一个“蒸发式水冷式风洞”，所以，其只能以卧式造型存在，“卧式集束双并冷凝器”的动态特征：设备启动后，喷淋泵及抽风机也随着压缩机同时启动，空气从“蒸发式水冷风洞”进风口被风机抽向通有高温高压制冷蒸气的“集束并冷排管阵列”，经“集束并冷排管阵列”排出洞外，喷淋低温水同时洒向“水泥陶粒板阵列”与“集束并冷排管阵列”，使“水泥陶粒板”表面吸水蒸发冷却，同时使喷淋水及蓄水也得到冷却，由于集束排管管径小，数量多，总散热面大，“集束并冷排管阵列”又得到“水布帘”的低温冷却，使得流经“集束并冷排管阵列”中的制冷剂高温高压蒸气得到快速同步临界降温，并且，“集束并凝盘管”同样也是集束散热管，相对来说热面大，在低温水作用下，从“集束并冷排管阵列”流向“集束并凝盘管”中的制冷剂中低温蒸气迅速被得到液化。

5.根据权利要求4所提及的“集束并冷排管阵列”特征是：“集束并冷排管阵列”由平置的上集气管排架、平置的下集气管排架、及中部众多直立并排上下端口与上下集气管贯通焊接，与两集气管形成闭宻连通的细口径管排阵列组成，直立并排焊接的细口总径管有相对较大的散热面，所以“集束并冷排管阵列”有较强的冷却效果，“集束并冷排管阵列”是传统压缩式致冷设备冷凝器管路中前高温高压蒸气段和中部占比很长的汽液共存段两段之和冷却效果的“替代管”，这段长度相对较短的“替代管”，将完成高温高压气体快速同步临界降温，将高温高压蒸气快速同步降至即将冷凝之前的一个可靠范围，“集束并冷排管阵列”与“集束并凝盘管”的不同点是，前者的集束形式是平置立交式，后者的集束形式是喇叭口式，后者的束发管口径大于前者的束发管口径。

6.根据权利要求5所提及的“集束并凝盘管”，特征是：其在设备中的安装位置是“卧式集束双并冷凝器”中蒸发散热水泥陶粒板阵列下方的水槽中，其安装姿态为卧式，其冷却方式为完全浸入式，其结构特征为喇叭口集束形式，其管路前段中的中低温蒸气在这里将被喇叭口集束管细分于许多支路中，众多细管同样具有很大的散热面，可使流入的中低温蒸气快速完成限区段同步并凝。

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