CN112553851A - 一种冷却除湿装置 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种冷却除湿装置，包括壳体、进风口、出风口、冷却水入口接头、冷却水出口和分隔板。分隔板设置在冷却除湿装置风道内的部分区域，将风道的部分区域分割为直接换热区域和间接换热区域；冷却水入口接头喷淋冷却水至分隔板且形成贴壁水流，冲刷分隔板；湿热空气从冷却除湿装置底部进入，一部分在直接换热区域与冷却水直接接触换热；另一部分在间接换热区域通过分隔板与冷却水实现间接换热。通过该冷却除湿装置，在不增加换热器体积的条件下，增大冷却水与湿热空气的接触面积，从而提高综合冷凝换热效率。

Description

一种冷却除湿装置

技术领域

本发明涉及热交换设备领域，具体而言，涉及一种冷却除湿装置。

背景技术

现有技术及产品应用市场中，以带有烘干功能滚筒洗衣机为例，烘干系统多采用水冷换热方式，主要依靠向冷凝器内进冷却水跟桶内的湿热空气进行热交换。冷却水在冷凝器中沿一侧壁面自上而下流动，湿热空气自下而上被吸入冷凝器并与冷却水进行热交换，空气湿度、温度降低后回到烘干风道内再次加热升温后进入洗衣桶内循环烘干。

现有技术中的冷凝器中的冷却水一般采用直接从冷凝器上部的入口流入，沿冷凝器内侧壁面流下，由于冷却水流速较快，同时水流覆盖面积较小，造成冷却水跟湿热空气的换热不充分，换热效率低。简单的通过增加冷却水量或增加风量的技术方案，首先是会增加水的消耗量；同时，风量的增加会将部分冷却水卷吸入烘干通道中，反而降低了烘干效率。

专利号CN104233737A公开了一种滚筒洗衣机用冷凝器，首先在冷凝器腔室内壁设置直接换热的冷却水流道，同时在冷凝器腔室外壁增设间接换热的冷却水夹层，冷却水与湿热空气有直接热交换过程和间接热交换过程，两过程同时进行，提高冷凝效率。但是，上述专利中冷凝器外壁增设冷却水夹层，增加冷凝装置体积，加工工艺复杂，冷凝过程耗水量增加，有夹层一侧温度较另一侧底，导致烘干通道内空气温度梯度增加，反而降低了烘干效率。

综上，针对如何优化提高冷却除湿装置换热效率的技术问题，尚未有有效的解决方案。

发明内容

鉴于此，本发明提出一种冷却除湿装置，包括壳体、进风口、出风口、冷却水入口接头、冷却水出口和分隔板；其中，壳体内部形成一风道，进风口设置在风道底部，出风口设置在风道顶部，湿热空气由进风口进入风道，经出风口排出；分隔板沿风道流向设于风道的进风口与出风口之间的部分区域，将风道部分区域分隔成至少一个直接换热区和至少一个间接换热区；冷却水入口接头设置在直接换热区，将冷却水喷淋在分隔板面向直接换热区域的壁面上形成冲刷分隔板的贴壁水流；湿热空气进入冷却除湿装置的风道后，一部分在直接换热区域与冷却水直接接触换热；另一部分在间接换热区域，通过分隔板与冷却水实现间接换热；冷却水出口设置在冷却除湿装置底部，将换热后的冷却水和湿热空气凝结的凝结水排出。

通过本发明的冷却除湿装置，湿热空气从冷却除湿装置底部进入并经分隔板通过冷却水上进下出的水冷方式进行热交换后，低温干燥空气经所述冷却除湿装置顶部排出回到循环风机组件继续循环利用。其中换热板有冷却水流过的一侧与空气实现直接冷凝换热，相对应的换热板背面，即未有冷却水流过的一侧还可与空气实现间接冷凝换热；同时，冷却水入口接头与分隔板配合可增大冷却水与空气的接触面积，从而提高综合冷凝换热效率。

可选的，通过循环风机组件为需要换热的湿热空气提供流动动力。循环风机组件包括风机、风道、加热器、进风口和送风口；风道内的空气通过风机驱动，当被加热器加热后形成干燥高温空气经送风口吹出进行烘干；烘干后形成湿热空气通过风机驱动进入冷却除湿装置进行热交换，形成干燥低温空气后再回到风道内进行循环。

可选的，冷却除湿装置内部设置有分隔板，分隔板为弧形金属板，弧形金属板为两个，两个弧形板相对设置，且由两者的凸面侧相互靠近形成一中间夹道，中间夹道构成间接换热区；两个弧形板的凹面侧与其相对侧的壳体内壁之间分别形成两个直接换热区。

可选的，冷却水入口接头一端连接可提供冷却水的水管，另一端为矩形截面出水口。冷却水入口接头为两个，分别设置在两个分隔板上端。冷却水经冷却水入口接头喷淋入相应的分隔板，紧贴其板面流动，覆盖整个分隔板，冲刷整个直接换热区域。

进一步的，上述两个分隔板形成的中间夹道形成的间接热交换区域，未有冷却水流过，湿热空气可通过弧形边缘外侧与分隔板内的冷却水进行间接热交换。

可选的，还可在上述壁面上加设筋条，利用该筋条进一步增加壁面换热面积，实现加强换热功能，同时具有导流及加强筋功能。

可选的，在分隔板的弧形边缘上加设挡水筋，可防止两个弧形面金属板中的两路冷却水水流交汇。

可选的，冷却水出口设置在冷却除湿装置的最低位置，冷却水完成热交换后沿冷却除湿装置壁面向下流动，同时湿热空气与冷却水完成热交换后产生凝结水，凝结水受重力作用自然向下流动，冷却水与凝结水汇聚在冷却水出口处，通过冷却水出口排出。

进一步的，冷却除湿装置可用于衣物处理装置，为其衣物干燥过程提供水冷凝功能。可选的，首先将循环风机组件安装在衣物处理装置的洗衣桶外壁面上，送风口设置在洗衣桶前端，即有门体的一侧，并与洗衣桶连通，用于将干燥热空气送入洗衣桶内对衣物进行烘干。冷却除湿装置与循环风机组件的风机一侧连接后固定在洗衣桶后端靠近驱动电机一侧，对洗衣桶内烘干后产生的湿热空气进行冷却，通过循环风机组件的风机驱动回到风道中继续循环利用。

本发明的冷却除湿装置，通过在其风道内设置弧形面分隔板，配合冷却水入口接头设计，其中换热板有冷却水流过的一侧与空气实现直接冷凝换热；相对应的换热板背面，即未有冷却水流过的一侧还可与空气实现间接冷凝换热；同时，冷却水入口接头与分隔板配合形成的贴壁流可增大冷却水与空气的接触面积，从而提高综合冷凝换热效率。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本公开。

附图说明

通过参照附图详细描述其示例实施例，本公开的上述和其它目标、特征及优点将变得更加显而易见。下面描述的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1：本发明的冷却除湿装置实施例装配结构示意图；

图2：本发明的冷却除湿装置实施例结构示意图；

图3：本发明的冷却除湿装置实施例设计结构具体参数示意图。

其中，

1-冷却除湿装置；

100-壳体；101-冷却水入口接头；102-分隔板；103-挡水筋；104-进风口；105-出风口；106-冷却水出口；

2-循环风机组件；

201-烘干风机；202-风道；203-加热器；

3-驱动电机；4-洗衣桶外桶；5-门体；

a、b-冷却水入口接头与水平方向夹角；

l₁、l₂：分隔板水平方向宽度；

h₁、h₂：分隔板长度；

H₁、H₂：冷却除湿装置长度。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施例。然而，示例实施例能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施例；相反，提供这些实施例使得本公开将全面和完整，并将示例实施例的构思全面地传达给本领域的技术人员。在图中相同的附图标记表示相同或类似的部分，因而将省略对它们的重复描述。

此外，所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本公开的实施例的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本公开的技术方案而没有特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、组元、装置、步骤等。在其它情况下，不详细示出或描述公知方法、装置、实现或者操作以避免模糊本公开的各方面。

应理解，虽然本文中可能使用术语第一、第二、第三等来描述各种结构，但这些结构不应受这些术语限制。这些术语乃用以区分一结构与另一结构。因此，下文论述的第一结构可称为第二结构而不偏离本公开概念的教示。如本文中所使用，术语“及/或”包括相关联的列出项目中的任一个及一或多者的所有组合。

本领域技术人员可以理解，附图只是示例实施例的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本公开所必须的，因此不能用于限制本公开的保护范围。

下面结合附图1-3对本发明中的具体实施方式的内容进行详细描述：

如图1、图2所示，本发明实施例中的冷却除湿装置1，包括壳体100、进风口104、出风口105、冷却水入口接头101、冷却水出口106、分隔板102和循环风机组件2。冷却除湿装置1为一空腔结构，其中分隔板102设置在冷却除湿装置风道内的中间位置，循环风机组件2为冷却除湿装置1提供循环空气，冷却水与循环空气在分隔板102上进行热交换。冷却水入口接头101设置在冷却除湿装置上端，冷却水通过冷却水入口接头101流入冷却除湿装置1内，冷却水出口106设置在冷却除湿装置1底部，冷却水与湿热空气进行热交换后，经过冷却水出口106排出；进风口104设置在冷却除湿装置1底部，出风口105设置在冷却除湿装置1顶部，湿热空气经循环风机组件2驱动进入进风口104后，在冷却除湿装置1内完成热交换形成低温干燥空气，通过出风口105排出回到循环风机组件2内进行循环供风。

优选的，循环风机组件2包括风机201、风道202、加热器203和送风口204；风道202内的空气通过风机201驱动，当被加热器203加热后形成干燥高温空气经送风口204吹出进行烘干工作；烘干完成后形成湿热空气通过风机201驱动进入冷却除湿装置1进行热交换，形成干燥低温空气后再回到风道202内进行循环。

进一步的，冷却除湿装置1内部设置有分隔板102，分隔板为弧形金属板，弧形金属板为两个，对称的设置在冷却除湿装置1风道内部，弧形金属板的一端连接冷却除湿装置1一侧壁面上端，弧形延伸的另一端连接冷却除湿装置1下端同侧壁面，两个弧形边缘凸起相互靠近。

进一步的，冷却水入口接头101一端连接可提供冷却水的水管，另一端为矩形截面出水口。冷却水入口接头101为两个，分别设置在两个分隔板102上端。冷却水经冷却水入口接头101流入分隔板102，紧贴板壁面流动，覆盖整个分隔板。

进一步的，在分隔板102的弧形边缘上加设挡水筋103，可防止两个弧形面金属板中的两路冷却水水流交汇。可选的，分隔板102面向间接换热区域的凹面侧形成有筋条，所述筋条进一步扩大分隔板102的换热面积，加强换热效果。

进一步的，两个分隔板102的弧形边缘外侧，即未有冷却水流过的一侧壁面上还可加设肋片，形成间接换热通道，湿热空气可通过弧形边缘外侧与分隔板内的冷却水进行间接热交换。

进一步的，冷却水出口106设置在冷却除湿装置1的最低位置，冷却水完成热交换后沿冷却除湿装置1的内壁面向下流动，同时湿热空气与冷却水完成热交换后产生凝结水，凝结水受重力作用自然向下流动，冷却水与凝结水汇聚在冷却除湿装置1底部，通过冷却水出口106排出。

如图3所示，为本实施例中的冷却除湿装置1的具体设计参数及其参数间的关系，具体的：

两个冷却水入口接头101与水平方向的夹角a、b的范围为10-30度。在此参数范围内，冷却水经冷却水入口接头101流入所述分隔板后可形成贴壁流动，保证最大换热面积。

分隔板102的弧形边缘上的挡水筋103的高度范围为1-2mm，挡水筋103与分隔板102之间的夹角大于90度，可阻挡两个弧形金属板中的两路冷却水水流交汇。

两个分隔板的长度h1、h2为冷却除湿装置对应两侧长度H1、H2的1/3-2/3。

冷却水入口接头101距离出风口105的垂直距离不小于20mm。

两个分隔板102的宽度之和l1+l2的范围为70-80mm。其靠近的两个弧形边缘间的最短间距范围为10-20mm。

优选的，如图1所示，本实施例中的冷却除湿装置1可用于衣物处理装置，为其衣物干燥过程提供水冷凝功能。可选的，首先将循环风机组件安装在衣物处理装置的洗衣桶外桶4的外壁面上，送风口204设置在洗衣桶外桶4前端，即有门体5的一侧，并与洗衣桶内连通，用于将干燥热空气送入洗衣桶内对衣物进行烘干。冷却除湿装置与循环风机组件2的风机201一侧连接后固定在洗衣桶外桶4后端靠近驱动电机3一侧，对洗衣桶内烘干后产生的湿热空气进行冷却，通过循环风机组件2的风机201驱动回到风道202中继续循环利用。

本实施例中的冷却除湿装置，通过在其风道内的部分区域设置弧形面分隔板，配合冷却水入口接头设计，其中换热板有冷却水流过的一侧与空气实现直接冷凝换热；相对应的换热板背面，即未有冷却水流过的一侧还可与空气实现间接冷凝换热；同时，冷却水入口接头通过喷淋冷却水至分隔板，冲刷壁面形成贴壁流，可增大冷却水与空气的接触面积，从而提高综合冷凝换热效率。

以上具体地示出和描述了本公开的示例性实施例。应可理解的是，本公开不限于这里描述的详细结构、设置方式或实现方法；相反，本公开意图涵盖包含在所附权利要求的精神和范围内的各种修改和等效设置。

Claims (9)

1.一种冷却除湿装置，其特征在于：包括壳体(100)、进风口(104)、出风口(105)、冷却水入口接头(101)、冷却水出口(106)和分隔板(102)；其中，

所述壳体(100)内部形成一风道，所述进风口(104)设置在所述风道底部，所述出风口(105)设置在所述风道顶部，湿热空气由所述进风口进入所述风道，经所述出风口排出所述风道；

所述分隔板(102)沿所述风道流向设于所述风道的进风口(104)与出风口(105)之间的部分区域，将所述风道的部分区域分隔成至少一个直接换热区和至少一个间接换热区；

所述冷却水入口接头(101)设置在所述直接换热区，其将冷却水喷淋在所述分隔板(102)面向所述直接换热区域的壁面上形成冲刷所述分隔板的贴壁水流；

所述湿热空气进入所述冷却除湿装置的风道后，一部分在所述直接换热区域与冷却水直接接触换热；另一部分在所述间接换热区域，通过所述分隔板与冷却水实现间接换热；

所述冷却水出口(106)设置在所述冷却除湿装置底部，将换热后的冷却水和湿热空气凝结的凝结水排出。

2.如权利要求1所述的冷却除湿装置，其特征在于：所述冷却除湿装置还设有循环风机组件(2)，为所述湿热空气提供流动动力。

3.如权利要求1所述的冷却除湿装置，其特征在于：所述分隔板(102)为弧形金属板，所述弧形金属板为两个，所述两个弧形板相对设置且由两者的凸面侧相互靠近形成一中间夹道，所述中间夹道构成所述间接换热区，所述两个弧形板的凹面侧与其相对侧的所述壳体(100)的内壁之间分别形成一所述直接换热区。

4.如权利要求3所述的冷却除湿装置，其特征在于：两个所述分隔板(102)的上端沿距离所述风道出风口(105)的距离不小于20mm；两个所述分隔板(102)形成的直接换热区的长度分别为所述风道总长度的1/3-2/3；两个所述分隔板(102)的宽度之和的范围为70-80mm，两个所述分隔板(102)弧形边缘间的最短间距范围为10-20mm。

5.如权利要求4所述的冷却除湿装置，其特征在于：所述分隔板(102)面向所述间接换热区域的凹面侧形成有筋条，所述筋条进一步扩大所述分隔板(102)的换热面积，加强换热效果。

6.如权利要求5所述的冷却除湿装置，其特征在于：所述冷却水入口接头(101)形成矩形截面出水口。

7.如权利要求6所述的冷却除湿装置，其特征在于：所述冷却水入口接头(101)喷淋方向与水平方向的夹角的范围为10-30度。

8.如权利要求7所述的冷却除湿装置，其特征在于：在所述两个分隔板(102)的弧形边缘上加设挡水筋(103)，所述挡水筋(103)高度范围为1-2mm，所述挡水筋(103)与所述分隔板(102)之间的夹角大于90度。

9.一种衣物处理装置，具有衣物烘干功能，其特征在于：设有权利要求1-8任一所述的冷却除湿装置。

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