CN113382598A - 一种双风道蒸发调节装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种双风道蒸发调节装置，包括有蒸发器、主风道、辅风道、风门调节器、加热单元和风机等。蒸发器由上、下两个部分形成一个组合体，上部分为主蒸发器，主要用于冷却空气温度控制干球温度，下部分为辅蒸发器，主要用于凝结空气水分控制湿球温度。主蒸发器位于主风道内，辅蒸发器位于辅风道内。主风道正下方连接有所述的辅风道，主风道和辅风道之间设有3个孔，中间孔用于穿入蒸发器，蒸发器背风侧的孔为旁通出风口，蒸发器迎风侧的孔为旁通进风口，在进风口上设有所述风门调节器。本发明能满足有大风量需求的电子机柜和电子方舱的散热。
Description
技术领域
本发明涉及空调系统蒸发装置领域，具体是一种双风道蒸发调节装置。
背景技术
近年来，随着电子机柜和电子方舱的迅猛发展，其电子器件的集成度和热流密度不断攀升，促使与之配套空调的风量风压也越来越高，以提供足够多的冷却气流吹过发热区，增强散热，从而保障电子设备持续可靠工作。这类空调最大特点是：大风量、小温差，以及温、湿可控。
例如，一台25kW普通空调室内侧循环风量设计为4000 m3/h，通过蒸发器迎面平均风速为2.5m/s，则需要0.444 m2，取截面尺寸888 mm×500 mm。当采用大风量空调时，如循环风量设计为8000 m3/h，同相截面下平均风速将提高2.0倍达5.0 m/s。由于迎面平均风速的提高，对管翅式蒸发器来说通过最窄截面处的局部风速也将等比增加，当最窄截面处的局部风速由4.0m/s提高到7.0～8.0 m/s时，翅片上产生的凝结水不再依靠重力流向水槽，而是被风吹出，影响负载绝缘安全。所以，行业内常见的方法是提高蒸发器的蒸发温度，让蒸发器翅片表面温度高于空气的露点温度，从而不产生凝结水现象，这对于较稳定的系统有较好效果。同时，由于蒸发温度的提高，也提高了压缩机的制冷能力，使产品实现节能运行。但是，当电子设备处于环境湿度较大，还需要经常开关机时，这种大风量空调由于没有更为可行的除湿方法，就很难胜任。
目前，主要解决的途径有：①增加一套除湿空调或转轮除湿装置，与大风量空调同步工作；②在大风量空调基础上，增加除湿分系统，建立双蒸发温度；③通过风阀分流空气，让部分空气流过蒸发器实现除湿。对于途径①和②，通常会造成设备结构复杂，体积庞大，对小空间而言是无法接收的；对于途径③，既要降温又要除湿的方法很难精准控制。
基于小风量下的深度除湿技术和大风量下的显热制冷技术的快速发展，如何发挥两者优势，通过双通道蒸发调节技术，实现大风量下的除湿值得研究。
发明内容
本发明的目的是解决现有技术存在的问题，提供一种双通道蒸发调节技术，来实现大风量下对温度、湿度的有效控制。
为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：
一种双风道蒸发调节装置，其特征在于：包括主风道、辅风道，所述主风道、辅风道之间由隔板隔离，还包括蒸发器装置，所述蒸发器装置分为两段，其中一段为主蒸发器、另一段为辅蒸发器， 所述蒸发器装置贯穿安装于主、辅风道之间的隔板，其中蒸发器装置中的主蒸发器位于主风道内，蒸发器装置中的辅蒸发器位于辅风道内，所述蒸发器装置迎风侧方向上的隔板设有贯通隔板的进风口，蒸发器装置背风侧方向上的隔板设有贯通隔板的出风口，由进、出风口分别连通主、辅风道，且进风口安装有可调节进风口开度大小的风门调节器。
所述的一种双风道蒸发调节装置，其特征在于：所述主风道内位于蒸发器装置一侧方向上设置有风机。
所述的一种双风道蒸发调节装置，其特征在于：所述风门调节器包括面积能够完全覆盖进风口的风门板，所述风门板一侧转动连接于所述进风口一侧口壁。
所述的一种双风道蒸发调节装置，其特征在于：所述风门板打开方向与主风道内进风方向相对。
所述的一种双风道蒸发调节装置，其特征在于：所述辅风道内靠近出风口位置安装有电加热单元。
所述的一种双风道蒸发调节装置，其特征在于：所述辅风道内部设计为流线型。
本发明的有益效果：
1、本发明利用蒸发器翅片表面重力流水特性，将蒸发器分为上下两层不同温度的主蒸发器和辅蒸发器，分别实现调温、调湿功能。
2 本发明利用主、辅风道上下巧妙布局，实现大、小风量分配。
3、本发明结构紧凑，省去了辅风道风机，空间设计合理。
4、本发明实现容易、成本低。
附图说明
图1是本发明结构图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
如图1所示，图中
为空气流向，
为外部提供的制冷剂流向。本发明一种双通道蒸发调节技术，包括有蒸发器装置1、主风道2、辅风道4、风门调节器3、加热单元5和风机6。在主风道2下部外侧壁围盖有围板，由围板、主风道2下部侧壁围成的空间构成辅风道4，并且由主风道2下部侧壁作为隔离主风道2、辅风道4的隔板。
蒸发器装置1是由上、下两个部分形成的一个组合体，蒸发器装置1上部分为主蒸发器1.1，主要用于冷却空气温度控制干球温度，蒸发器装置1下部分为辅蒸发器1.2，主要用于凝结空气水分控制湿球温度，主蒸发器1.1、辅蒸发器1.2的迎风侧均位于蒸发器1同侧（图中右侧），主蒸发器1.1、辅蒸发器1.2的背风侧均位于蒸发器1另一同侧（图中左侧）。
主风道2、辅风道4之间的主风道2下部侧壁设有一个安装孔，蒸发器装置1贯穿安装于安装孔，蒸发器装置1的主蒸发器1.1位于主风道内，辅蒸发器1.2位于辅风道内。
蒸发器装置1背风侧方向的主风道2下部侧壁设有通孔作为出风口，蒸发器装置1迎风侧方向的主风道2下部侧壁设有通孔为进风口，由进风口、出风口分别连通主风道2、辅风道4。
其中，至少在进风口处安装风门调节器3，该风门调节器3用于调节进风口开度，该风门调节器3为一个风门板，该风门板一侧转动连接于进风口一侧口壁，并且风门板的面积能够完全覆盖进风口。当然，本发明中还可以在出风口同样安装一个风门调节器。
辅风道4下方设有排水孔，主要用于辅蒸发器1.2产生的凝结水从所述排水孔排出；当主蒸发器1.1在特殊情况下产生的凝结水可直接滴落至辅蒸发器1.2，再通过排水孔排出。辅蒸发器1.2采用小体积、小风量设计，如相应换热面积为主蒸发器的10%~40%，以使翅片表面温度低于空气露点温度。
风机6位于主风道1内蒸发器装置1一侧方向上，形成供负载和主蒸发器1.1所需的大风量冷却要求，而辅风道4所需的小风量由风门调节器3调节角度θ来实现，通常使辅风道4风量仅为主风道2风量的10%～20%。
风门调节器3从进风口转动打开的方向应与主风道2内的风向相对，风门调节器3采用自动风门进行自动控制，但不排除通过试验改用固定式风门。
本发明中在辅风道4内靠近出风口位置安装加热单元5，加热单元5可以是来自压缩机高压侧的局部热管，还可以是电加热器等，用于提高空气流过辅蒸发器制冷除湿后的温度。
本发明中辅风道4依据气流场特性可设计为流线型结构，以便减小阻力。
本发明进一步阐述如下：
在背景技术中，所述的一台25kW大风量空调室内侧循环风量设计为8000 m3/h，选300Pa静压风机，功耗2200W；设计冷凝温度为50℃，冷凝风量10000 m3/h，冷凝风机功耗1760W。
按常规方案，设蒸发温度为7℃，冷凝温度为50℃，选压缩机制冷量为28000 W，COP3.5，压缩机功耗8000W；则设备总功耗为11960 W。
按本发明方案，主蒸发器系统：设蒸发温度为12℃，冷凝温度为50℃，选压缩机制冷量为25200 W，COP4.2，压缩机功耗6000 W；辅蒸发器系统：按蒸发温度为0℃，冷凝温度为50℃，选压缩机制冷量为2800 W，COP2.3，压缩机功耗1217W；则设备总功耗为11177 W，相对省电783W，即6.5%。
利用本发明启动工作后，风机6一直处于工作状态，确保稳定的大风量满足负载所需风速。同时，依据温、湿度要求，分别进入以下3种状态模式或切换：
1)当达到降温，但不需要除湿时，设备开启主蒸发器，大风量空气直接通过主蒸发器进行冷却，并送往负载，实现显热冷却。
2)当达到降温和除湿两个要求时，设备开启主蒸发器、辅蒸发器和风门调节器，主蒸发器主要对空气中显热部分进行冷却，辅蒸发器主要对空气中潜热部分进行冷却并凝结出水。
3)当不要降温，只需要除湿时，设备开启辅蒸发器、风门调节器和加热单元，辅蒸发器主要对空气中潜热部分进行冷却并凝结出水，加热单元对冷却除湿后的空气进行再加热，保持出风温度符合送风要求。在这种模式下，空调节能更显著。
本发明还需要补充的是：主蒸发器1.1和辅蒸发器1.2内的冷却介质除来自外部压缩机制冷循环中的制冷剂外，不排除选用两种不同温度的载冷剂。
本发明所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行的描述，并非对本发明构思和范围进行限定，在不脱离本发明设计思想的前提下，本领域中工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变型和改进，均应落入本发明的保护范围，本发明请求保护的技术内容，已经全部记载在权利要求书中。
Claims (6)
1.一种双风道蒸发调节装置，其特征在于：包括主风道、辅风道，所述主风道、辅风道之间由隔板隔离，还包括蒸发器装置，所述蒸发器装置分为两段，其中一段为主蒸发器、另一段为辅蒸发器， 所述蒸发器装置贯穿安装于主、辅风道之间的隔板，其中蒸发器装置中的主蒸发器位于主风道内，蒸发器装置中的辅蒸发器位于辅风道内，所述蒸发器装置迎风侧方向上的隔板设有贯通隔板的进风口，蒸发器装置背风侧方向上的隔板设有贯通隔板的出风口，由进、出风口分别连通主、辅风道，且进风口安装有可调节进风口开度大小的风门调节器。
2.根据权利要求1所述的一种双风道蒸发调节装置，其特征在于：所述主风道内位于蒸发器装置一侧方向上设置有风机。
3.根据权利要求1所述的一种双风道蒸发调节装置，其特征在于：所述风门调节器包括面积能够完全覆盖进风口的风门板，所述风门板一侧转动连接于所述进风口一侧口壁。
4.根据权利要求3所述的一种双风道蒸发调节装置，其特征在于：所述风门板打开方向与主风道内进风方向相对。
5.根据权利要求1所述的一种双风道蒸发调节装置，其特征在于：所述辅风道内靠近出风口位置安装有电加热单元。
6.根据权利要求1所述的一种双风道蒸发调节装置，其特征在于：所述辅风道内部设计为流线型。
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