CN115218298A - 一种冷凝器过冷段采用微通道换热器的超高能效除湿机 - Google Patents

一种冷凝器过冷段采用微通道换热器的超高能效除湿机 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种冷凝器过冷段采用微通道换热器的超高能效除湿机，包括：至少一两器组合模块，所述两器组合模块包括冷凝器和蒸发器，所述冷凝器包括过冷段和冷凝器主体，所述蒸发器、过冷段和冷凝器主体依次并排设置；所述过冷段采用微通道换热器；风机，在所述风机的抽吸作用下，所述除湿机进口的主体气流先穿越所述蒸发器降温除湿，再依次穿越所述冷凝器的过冷段和冷凝器主体实施两次再热，最后再由所述风机排出；压缩机，所述两器组合模块的输入端与所述压缩机的输出端连通，所述两器组合模块的输出端与所述压缩机的输入端连通，形成制冷剂循环通道。

Description

一种冷凝器过冷段采用微通道换热器的超高能效除湿机
技术领域
本发明属于制冷系统技术领域，特别是涉及一种冷凝器过冷段采用微通道换热器的超高能效除湿机。
背景技术
除湿机是一个制冷系统。蒸汽压缩式除湿机的工作原理，就是利用蒸汽压缩式制冷系统蒸发器将含湿空气的温度降低到露点温度之下，使流过蒸发器的空气中的水蒸汽放热冷凝析出，减少空气中的水蒸汽组分，达到降低空气绝对含湿量目的。
除湿机广泛用于电子产品、精密仪器、食品药品的制造车间，以及音像室、图书馆、档案室、检验检疫室、计算机房、实验室、器材室、电信室、银行、手术室、烟草仓库、人防工程、军用仓库，以及食品、药物、种子库房等特殊场所。近年来，随着工业商业现代化和人们生活水平的不断提高，商用与家用除湿机显出了勃勃商机，迅速进入工厂车间仓库、办公室和广大普通家庭居室，为人们创造出更加舒适的工作和生活环境。
目前市场上主流的除湿机，结构简单，价格低廉，运行可靠，易于维护。但是也存下如下技术问题：
例如，广东美的制冷设备有限公司于2017年12月22日向国家知识产权局提交的申请号为201711417767.4、发明名称为除湿机的专利申请，请参考图1，该除湿机具有了实施冷凝器大风量降低冷凝压力降低压缩功的技术思想；但是，由于下部冷凝器2翅片的热桥作用，即下部冷凝器2中“制冷剂气体冷凝区”通过翅片组对“制冷液过冷区”的热传导，造成了冷凝器末端制冷液的过冷度明显不足，利用蒸发器低温出风实施冷凝液“深度过冷”的技术目标没有实现。
又如，上海伯涵热能科技有限公司于2015年03月17日向国家知识产权局提交的申请号为201510117040.9、发明名称为一种高效除湿机的发明专利申请，请参考图2，该除湿机实现了冷凝器大风量蒸发器小风量降低冷凝压力、利用蒸发器低温出风冷却冷凝器末端提高冷凝液过冷度两个技术目标，高效除湿得以完美呈现。但是也存在着蒸发器12低温出风只用于冷凝区段11(冷凝器末端)中冷凝液过冷而没有参与冷凝相变区段131吸热、冷凝区段132冷凝区段131占用风道截面积过大致使除湿机整机结构偏大的问题。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种冷凝器过冷段采用微通道换热器的超高能效除湿机，包括：
至少一两器组合模块，所述两器组合模块包括冷凝器和蒸发器，所述冷凝器包括过冷段和冷凝器主体，所述蒸发器、过冷段和冷凝器主体依次并排设置；所述过冷段采用微通道换热器，其包括两第一集流管、连通在两所述第一集流管之间且从上而下间隔设置的若干第一扁管，所述第一扁管内设有若干微孔通道；若干所述第一扁管之间设有第一翅片；至少一所述第一集流管内设有用于将若干所述第一扁管分隔成若干过冷流程的第一隔板，若干所述过冷流程自上而下分布或自下而上分布，且串联；若干所述过冷流程的第一扁管个数相同或相近；所述过冷段的制冷剂输入口与所述冷凝器主体的制冷剂输出口连通，所述过冷段的制冷剂输出口通过节流装置与所述蒸发器的制冷剂输入口连通；
风机，在所述风机的抽吸作用下，所述除湿机进口的主体气流先穿越所述蒸发器降温除湿，再依次穿越所述冷凝器的过冷段和冷凝器主体实施两次再热，最后再由所述风机排出；
压缩机，所述两器组合模块的输入端与所述压缩机的输出端连通，所述两器组合模块的输出端与所述压缩机的输入端连通，形成制冷剂循环通道；所述两器组合模块的输入端为所述冷凝器主体的制冷剂输入口，所述两器组合模块的输出端为所述蒸发器的制冷剂输出口。
较佳地，若干所述过冷流程自上而下分布，任意一所述第一集流管上开设所述过冷段的制冷剂输入口，所述过冷段的制冷剂输入口与最上方的所述过冷流程的若干第一扁管的进口相通；任意一所述第一集流管上开设一所述过冷段的制冷剂输出口，所述过冷段的制冷剂输出口与最下方的所述过冷流程的若干第一扁管的出口相通；或，
若干所述过冷流程自下而上分布，任意一所述第一集流管上开设所述过冷段的制冷剂输入口，所述过冷段的制冷剂输入口与最下方的所述过冷流程的若干第一扁管的进口相通；任意一所述第一集流管上开设所述过冷段的制冷剂输出口，所述过冷段的制冷剂输出口与最上方的所述过冷流程的若干第一扁管的出口相通。
较佳地，所述过冷段的制冷剂输入口和所述过冷段的制冷剂输出口均开设在同一所述第一集流管上；或，
所述过冷段的制冷剂输入口和所述过冷段的制冷剂输出口分别开设在两个所述第一集流管上。
较佳地，两所述第一集流管平行且竖直设置，若干所述第一扁管平行且水平设置。
较佳地，所述冷凝器主体为翅片管式换热器。
较佳地，所述冷凝器主体采用微通道换热器，其包括两第二集流管、连通在两所述第二集流管之间且从上而下间隔设置的若干第二扁管，所述第二扁管内设有若干微孔通道；若干所述第二扁管之间设有第二翅片；
至少一所述第二集流管内设有用于将若干所述第二扁管分隔成若干冷凝流程的第二隔板，若干所述冷凝流程自上而下分布，且串联；若干所述冷凝流程的第二扁管个数从上到下依次递减；
任意一所述第二集流管上开设一制冷剂输入口，所述冷凝器主体的制冷剂输入口与最上方的所述冷凝流程的若干第二扁管的进口相通；任意一所述第二集流管上开设制冷剂输出口，所述冷凝器主体的制冷剂输出口与最下方的所述冷凝流程的若干第二扁管的出口相通；所述冷凝器主体的制冷剂输出口与所述过冷段的制冷剂输入口通过制冷剂管相连通。
较佳地，所述冷凝器主体为一体结构，其高出于所述过冷段。
较佳地，所述风机为轴流风机。
较佳地，所述冷凝器主体为分体式结构，其包括上部和下部，所述下部与所述过冷段并排设置，所述上部位于所述过冷段或/和所述下部的上方，所述上部和下部的氟路串联。
较佳地，所述风机为离心风机。
较佳地，所述微通道换热器采用铝合金材料拉制而成。
较佳地，所述风机靠近所述冷凝器的一侧。
较佳地，一种冷凝器过冷段采用微通道换热器的超高能效除湿机，还包括外壳，所述两器组合模块、风机和压缩机均设于所述外壳内；
所述外壳上开设有所述进口和出口，所述蒸发器的进风口对着所述进口，所述风机的排风口对着所述出口。
较佳地，所述外壳的进口设有过滤装置。
本发明提供的冷凝器末端采用微通道换热器，由供制冷剂流通的第一集流管、多微孔通道的第一扁管与供空气流通的第一翅片组钎焊而成，具有鲜明的技术优劣势：
①换热效率高，即相同换热功率下换热器体积与换热面积较小，产品可以更好实现小型化；
②重量轻，铝合金材质密度大幅度低于铜基材料，同样换热功率同样换热效率的换热器中，微通道更轻便；
③空气侧阻力降低，同样换热功率的微通道换热器风阻有所降低，可以选择更小功率风机；
④制冷剂充注量减少，微通道换热器大量扁管中的巨量微孔通道，在增加了制冷剂浸润面积(换热面积)的同时还减少了制冷剂使用量；
⑤排水不畅，微通道换热器用作蒸发器时，对空气降温除湿在翅片上产生的冷凝水落入扁管上表平面排水不畅，冬季制热运行时存在蒸发器结冰膨胀破坏蒸发器结构；
⑥积累灰尘，微通道换热器如果在户外环境运行，扁管上表平面累积的灰尘难以清理，产生污垢附加热阻降低换热效率。
本发明一种冷凝器过冷段采用微通道换热器的超高能效除湿机的有益之处是：
①实施深度过冷大幅提高除湿能效
基于冷凝器末端制冷液对流换热系数α∝1/d1.8的分析，本实施例冷凝器过冷段采用微通道换热器，发挥了微小通径制冷剂管路的力学强度高、制冷剂流速快、雷诺数高、对流传热系数高、换热效率高的特点，大幅度提高了冷凝器末端制冷液过冷度；
本发明冷凝器过冷段采用微通道换热器，充分发掘除湿之后蒸发器低温出风的“冷源”作用，通过大幅度降低冷凝器末端冷凝液温度即有效实施了冷凝器末端冷凝液的“深度过冷”，从而大幅度降低了节流过程中制冷剂汽化比例即大幅降低了节流阀出口蒸发器进口处的制冷剂干度、大幅度提高了蒸发器进口制冷剂液相比例，从而大幅度提高了蒸发器制冷量、大幅度提高除湿能效比，使普通除湿机在标准工况下的除湿能效直逼4.0L/kwh的理论极限；
本发明采用微通道换热器作为冷凝器过冷段，大幅度提高了制冷液流速，虽然增加了制冷液在微通道中沿程阻力，但是不增加动力消耗，将微通道作为节流装置的一部分，转移一部分节流阀上的压差到微通道换热器即可。
②降低除湿机制造成本
微通道换热器通常采用铝合金材料拉制而成。
由于按重量销售的铝合金材料价格只有铜质材料的1/3左右，铝合金材料密度又只有铜质材料的1/3左右，所以铝质换热器的材料成本只有相同换热面积、换热体积的铜质换热器的1/9左右。
本发明采用铝质微通道换热器，带来了除湿机零部件成本降低，从而在提高冷凝器换热效率和除湿机除湿能效的同时，降低了整机成本。
本发明还通过冷凝器组合蒸发器，使除湿机进口主体气流先穿越蒸发器降温除湿，再穿越冷凝器末端之后再穿越冷凝器中段实施过冷段冷凝段两次再热，延伸了主体气流路径，缩小了冷凝器模块高度、缩小了风道尺寸，也有利于降低除湿机整机成本。
③趋利避害扬长避短
本发明冷凝器过冷段采用微通道换热器，还具有扬长避短趋利避害的特点。
本发明发挥了微通道换热器的换热效率高、重量轻、通风阻力小、制冷剂充注量小的技术优势，又避免了它作为蒸发器使用时的冷凝水难以排放、扁管上表平面累积灰尘造成污垢热阻的两个技术劣势；
因为本发明将微通道换热器用作冷凝器过冷段而非蒸发器，翅片组没有冷凝水产生与排放问题；因为除湿机都是在室内环境使用并且进风口设置有过滤网，也没有粉尘在扁管上表平面累积产生污垢热阻问题。
当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，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。附图中：
图1为广东美的制冷设备有限公司于2017年12月22日向国家知识产权局提交的申请号为201711417767.4、发明名称为除湿机的结构示意图；
图2为上海伯涵热能科技有限公司于2015年03月17日向国家知识产权局提交的申请号为201510117040.9、发明名称为一种高效除湿机的的结构示意图；
图3为提高除湿机冷凝器冷凝液过冷度以扩大蒸发器制冷量除湿量的压焓图上数理逻辑推演示意图；
图4为本发明的优选实施例1提供的冷凝器末端采用的微通道换热器的第一扁管的侧视图；
图5为本发明的优选实施例1提供的冷凝器末端采用的微通道换热器的第一扁管的部分剖视图；
图6为本发明的优选实施例1提供的冷凝器末端采用的微通道换热器的结构示意图；
图7为本发明的优选实施例1提供的冷凝器末端采用的微通道换热器的运行图；
图8为本发明的优选实施例1提供的冷凝器主体采用的微通道换热器的运行图；
图9为本发明的优选实施例1提供的一种冷凝器过冷段采用微通道换热器的超高能效除湿机的结构示意图(冷凝器主体为一体式结构)；
图10为本发明的优选实施例1提供的一种冷凝器过冷段采用微通道换热器的超高能效除湿机的运行图(冷凝器主体为一体式结构)；
图11为本发明的优选实施例1提供的一种冷凝器过冷段采用微通道换热器的超高能效除湿机的结构示意图(冷凝器主体为分体式结构)；
图12为本发明的优选实施例1提供的一种冷凝器过冷段采用微通道换热器的超高能效除湿机的运行图(冷凝器主体为分体式结构)；
图13为本发明的优选实施例2提供的一种冷凝器过冷段采用微通道换热器的超高能效除湿机的结构示意图；
图14为本发明的优选实施例2提供的一种冷凝器过冷段采用微通道换热器的超高能效除湿机的运行图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
实施例1
本实施例致力于在“低冷凝压力深度过冷高效除湿”概念基础上获得除湿机的超高能效，在27℃60％标准工况下除湿机的除湿能效已经突破3.0L/kwh基础上再次提高20％以上，直逼蒸汽压缩式制冷除湿设备除湿能效的理论极限(4.0L/kwh)。
除湿能效，即除湿机消耗1kwh电能从指定工况(例如中国27℃60％标准工况、美国80℉60％标准工况)空气中滤除水蒸汽的质量，是除湿机的核心技术指标；提高除湿能效，是除湿机行业永恒的技术创新主题。
除湿机蒸发器的制冷量是除湿能效的关键因素，制冷量是制冷剂循环量与蒸发器进出口制冷剂焓差的乘积。而蒸发器进出口制冷剂焓差，与节流阀出口进入蒸发器进口的制冷剂“干度”负相关；蒸发器进口制冷剂干度就是此处气态制冷剂在制冷剂气液两相流中的占比，干度越低即干度越接近0，就是气态比例低(接近0)、液态比例高(接近1.0)，制冷剂进入蒸发器中蒸发的“完整度”就高，蒸发器进出口制冷剂焓差就增大，蒸发器制冷量就增大，除湿量就增大；反之，蒸发器进口制冷剂的干度升高，制冷液进入蒸发器中蒸发的“完整度”就降低，蒸发器进出口制冷剂焓差就减小，制冷量就减小，除湿量就减小。
而节流阀出口、蒸发器进口的制冷剂“干度”，又由冷凝器末端(即节流阀进口)制冷液的“过冷度”决定：制冷剂在节流阀中节流降压过程中，为了将冷凝器出口处高压高温制冷液降低温度到蒸发器进口处低压状态对应的饱和温度，在节流阀的“节流运行”中一部分液态制冷剂汽化吸热，使另一部分液态制冷剂降温，从而导致射入蒸发器进口的制冷剂不是干度为0的液态制冷剂而是干度为x的气液两相流，干度x可以是0.2(液态比0.8)、0.3(液态比0.7)，也可以是0.4(液态比0.6)甚至0.5(液态比0.5)。
因此，冷凝器末端制冷液放热充分、温度低、过冷度高，则到了节流阀“节流运行”中制冷液降温到蒸发温度的温差小、放热量小，从而在节流阀中汽化吸热的制冷液比例相对较低，节流阀出口、蒸发器进口制冷剂干度相应就比较低，x低到0.2甚至0.2以下，蒸发器制冷量就相对较大；反之，冷凝器末端制冷液放热不充分、温度较高、过冷度较低，则到了节流阀“节流运行”中制冷液降温到蒸发温度的温差较大、放热量较大，从而在节流阀中汽化吸热的制冷液比例相对较高，节流阀出口、蒸发器进口制冷剂干度相应就比较高，x达到0.3甚至0.4以上，蒸发器制冷量除湿量就比较小。
如图3所示，将除湿机冷凝器末端冷凝液大幅度降温实施“深度过冷”，压焓图上节流阀前的制冷液状态从点5向左移动到5’，相应的制冷液“节流”之后射入蒸发器的制冷剂气液两相流的“干度”，从点6的0.32(液相0.68)降低到点6’的0.08(液相0.92)，制冷剂液相占比提高了0.92-0.68＝0.24(24％)，以改进之前的蒸发器进口点6的制冷剂气液两相流中的液相占比值0.68作为基准，则实施冷凝器末端冷凝液深度过冷改进之后的蒸发器进口点6’的液相占比提高了0.24/0.68＝35.3％，即蒸发器制冷量提高了35.3％；又因为除湿过程中，除湿机将吸入的不饱和空气降温成为露点温度的饱和空气，吸收空气从不饱和到开始饱和的空气露点温度以上的这部分显热所消耗的制冷量，是一个“基础”制冷量，相当于企业成本中的“固定成本”，是一个企业“有效销售”发生之前的成本，这个基础制冷量不产生直接的除湿效果，因此本实施例采用深度过冷技术所增加的35.3％蒸发器制冷量所导致的除湿量增量，将超过35.3％，达到40％左右，直逼普通除湿机标准工况下除湿能效的理论极限4.0L/kwh。
因此得出，“提高冷凝器末端制冷液过冷度，就是降低制冷液在节流阀中汽化比例，从而提高制冷液在蒸发器中蒸发比例，提高制冷量除湿量，提高除湿能效”。本实施例以此作为起点。
本实施例从提高冷凝器末端冷凝液过冷度出发，依据冷凝器末端管内侧制冷液对流换热系数α与管径d存在α∝1/d1.8的关系，采用微通道换热器作为冷凝器末端换热器，缩小制冷剂流道的通径d来提高管内侧对流换热系数α，从而提高总传热系数K、改善对冷凝液的冷却效果以提高冷凝液过冷度。
本实施例借助流体力学和传热学的推导分析，推导出冷凝器末端管内侧制冷液对流换热系数α与管径d的α∝1/d1.8关系：
冷凝器末端换热器管内侧制冷剂的流速u，决定着制冷剂的雷诺数Re和对流传热系数α；
在冷凝器管路末端，冷凝液的雷诺数：Re＝d×u×ρ/μ
(式中，d---管路内经，u---制冷剂流速，ρ---制冷剂密度，μ---制冷剂粘度)。
再由努赛尔特准数Nu＝α×d/λ＝0.023Re0.8×Prn
(式中，α--对流传热系数，λ--制冷剂导热系数，Re--雷诺数，Pr--普兰特数；指数n，放热取0.3，吸热取0.4)
可以推导出冷凝器末端冷凝液与管路内壁的对流传热系数
α＝A×u0.8/d0.2
(式中，A为常数，u---制冷剂流速，d--管路内径)
以1.5HP采用R134a制冷剂和φ7mm翅片管换热器的除湿机为例，冷凝器入口处的制冷剂气体体积流量约为0.82m3/h，流速约为4.6m/s；而在冷凝器末端，冷凝液的密度1052.9kg/m3，制冷剂流速降低到0.38m/s，冷凝器末端管路内侧的冷凝液与管路管壁的对流换热系数按照α＝A×u0.8/d0.2测算，α值在102级，大约在600W/(㎡×℃)左右，只有蒸发、冷凝相变换热系数的1/5---1/10。
由上述推导可知，通过提高冷凝液的流速u是提高冷凝器末端冷凝液与管路内壁的对流传热系数α的最有效途径。
在冷凝器末端，制冷剂气体冷凝相变已经结束，气液两相流转变成为液态单相流，制冷液体积流量V稳定，流速u稳定，并且u与管径d的2次方成反比，因此从α＝A×u0.8/d0.2可以进一步得到冷凝器末端(过冷段)α与d关系：
α∝1/d1.8
本实施例除湿机冷凝器过冷段采用微通道换热器，对比过冷段采用翅片管换热器的除湿机，过冷段制冷液流道的通径很小截面积很小，大幅度提高了制冷液的流速，管内侧制冷液对流换热系数α(∝1/d1.8)相应大幅提高，大幅度提升了冷凝器末端制冷液“过冷”效果和除湿机除湿能效比。
综上，请参考图4至图12，本实施例提供一种冷凝器过冷段采用微通道换热器的超高能效除湿机，包括：
至少一两器组合模块，所述两器组合模块包括冷凝器1和蒸发器2，所述冷凝器1包括过冷段11和冷凝器主体12，所述蒸发器2、过冷段11和冷凝器主体12依次并排设置；蒸发器2可以是翅片管式换热器或其他换热器；所述过冷段11采用微通道换热器，其包括两第一集流管111、连通在两所述第一集流管111之间且从上而下间隔设置的若干第一扁管112，两个第一集流管111平行且竖直设置，若干第一扁管112平行且水平设置，第一扁管112内设有若干微孔通道1121；若干所述第一扁管112之间设有第一翅片；至少一所述第一集流管111内设有用于将若干所述第一扁管112分隔成若干过冷流程的第一隔板113，若干所述过冷流程自上而下分布或自下而上分布，且串联；若干所述过冷流程的第一扁管112个数相同或相近；所述过冷段11的制冷剂输入口114与所述冷凝器主体12的制冷剂输出口连通，所述过冷段11的制冷剂输出口115通过节流装置3与所述蒸发器2的制冷剂输入口连通；
风机5，所述风机5靠近所述冷凝器1的一侧；在所述风机5的抽吸作用下，所述除湿机进口的主体气流先穿越所述蒸发器2降温除湿，再依次穿越所述冷凝器1的过冷段11和冷凝器主体12实施两次再热，最后再由所述风机5排出；
压缩机4，所述两器组合模块的输入端与所述压缩机4的输出端连通，所述两器组合模块的输出端与所述压缩机4的输入端连通，形成制冷剂循环通道；所述两器组合模块的输入端为所述冷凝器主体12的制冷剂输入口，所述两器组合模块的输出端为所述蒸发器2的制冷剂输出口。
本实施例将蒸发器22低温出风吹过承担冷凝液过冷放热功能的冷凝器11的过冷段1111的微通道换热器，对过冷段1111的第一扁管112微孔通道1121中的冷凝液实施深度过冷，之后再穿越与过冷段1111第一扁管112并列的作为冷凝相变段的冷凝器主体1212，充分发掘除湿机蒸发器22“除湿”之后排出的低温出风的“冷”资源潜力，提高冷凝器11末端制冷液过冷度、降低制冷液在节流阀中汽化比例，从而提高制冷液在蒸发器22中蒸发比例提高蒸发器22制冷量除湿量，实现普通除湿机的超高能效除湿，在标准工况下逼近4.0L/kwh理论极限。
本实施例对过冷段1111包括几个过冷流程不做限制，只要保证这些过冷流程所使用的第一扁管112的个数相同或相近即可，其目的是为了契合冷凝器1过冷段1111中制冷剂全是液相、体积流量稳定的特点，各个流程的流通截面、流速相对稳定。
如果若干所述过冷流程自上而下分布，请参考图7，那么制冷剂是从上方进入过冷段1111，从下方流出过冷段11的，那么任意一所述第一集流管111的上端开设过冷段11的制冷剂输入口114，所述过冷段11的制冷剂输入口114与最上方的所述过冷流程的若干第一扁管112的进口相通；任意一所述第一集流管111的下端开设过冷段11的制冷剂输出口115，所述过冷段11的制冷剂输出口115与最下方的所述过冷流程的若干第一扁管112的出口相通。
如果若干所述过冷流程自下而上分布，那么制冷剂是从下方进入过冷段1111，从上方流出过冷段11的，那么任意一所述第一集流管111的下端开设过冷段11的制冷剂输入口，所述过冷段11的制冷剂输入口与最下方的所述过冷流程的若干第一扁管112的进口相通；任意一所述第一集流管111的上端开设过冷段11的制冷剂输出口，所述过冷段11的制冷剂输出口与最上方的所述过冷流程的若干第一扁管112的出口相通。
本实施例对过冷段11的制冷剂输入口114和过冷段11的制冷剂输出口115是否开设在同一个第一集流管111上不做限制，可根据实际使用需求设定。如果最上方的所述过冷流程的若干第一扁管112的进口和最下方的所述过冷流程的若干第一扁管112的出口位于所述第一扁管112的同一侧或如果最下方的所述过冷流程的若干第一扁管112的进口和最上方的所述过冷流程的若干第一扁管112的出口位于所述第一扁管112的同一侧，那么所述过冷段11的制冷剂输入口114和所述过冷段11的制冷剂输出口115开设在同一所述第一集流管111上，请参考图7。如果最上方的所述过冷流程的若干第一扁管112的进口和最下方的所述过冷流程的若干第一扁管112的出口位于所述第一扁管112的两侧或最下方的所述过冷流程的若干第一扁管112的进口和最上方的所述过冷流程的若干第一扁管112的出口位于所述第一扁管112的两侧，那么，其中一个第一集流管111上开设过冷段11的制冷剂输入口114，另外一个第一集流管111上开设过冷段11的制冷剂输出口115。
本实施例提供的一种冷凝器1过冷段11采用微通道换热器的超高能效除湿机，基于“提高冷凝器1末端制冷液过冷度就是降低制冷液在节流阀中汽化比例从而提高制冷液在蒸发器2中蒸发比例提高制冷量除湿量”的技术判断，将冷凝器1分解为至少两个并列的部分，其中一部分作为冷凝器1末端的过冷段1111，此过冷段1111采用微通道换热器，与蒸发器2相对设置。另一部分为冷凝器主体12，冷凝器主体12可以是一体式结构，请参考图9和图10，此冷凝器主体12与过冷段11并列设置，并高出于所述过冷段11，此冷凝器主体12可以采用微通道换热器，也可以采用翅片管式换热器等等，本实施例对此不做限制，此一体式的冷凝器主体12对应的风机5为轴流风机；冷凝器主体12还可以是分体式结构，请参考图11和图12，其包括上部1220和下部1210，所述下部1210与所述过冷段11并排设置，所述上部1220位于所述过冷段11或/和所述下部1210的上方，所述上部1220和下部1210的氟路串联，此分体式的冷凝器主体12对应的风机5为离心风机。分体式的冷凝器主体12的上部1220和下部1210可以是翅片管式换热器，也可以是微通道换热器，还可以一个是翅片管式换热器，一个是微通道换热器。
以下以一体式的冷凝器主体12为例，在本实施例中，冷凝器主体12为微通道换热器，请参考图8，其包括两第二集流管121、连通在两所述第二集流管121之间且从上而下间隔设置的若干第二扁管122，所述第二扁管122内设有若干微孔通道；若干所述第二扁管122之间设有第二翅片；
至少一所述第二集流管121内设有用于将若干所述第二扁管122分隔成若干冷凝流程的第二隔板123，若干所述冷凝流程自上而下分布，且串联；若干所述冷凝流程的第二扁管122个数从上到下依次递减；
任意一所述第二集流管121上开设冷凝器主体12的制冷剂输入口124，所述冷凝器主体12的制冷剂输入口124与最上方的所述冷凝流程的若干第二扁管122的进口相通；任意一所述第二集流管121上开设冷凝器主体12的制冷剂输出口125，所述冷凝器主体12的制冷剂输出口125与最下方的所述冷凝流程的若干第二扁管122的出口相通；所述冷凝器主体12的制冷剂输出口125与所述第一制冷剂进口114通过制冷剂管相连通。
本实施例对冷凝器主体12包括几个冷凝流程不做限制，而且对每个冷凝流程包括几个第二扁管122不做具体限制，可根据实际使用需求设定，如自上而下的若干个冷凝流程的第二扁管122数量比例为4：3：2：1，各个冷凝流程的第二扁管122的配置数量契合了除湿机运行过程中冷凝器1管路里制冷剂两相流中液相比例越来越大、体积流量逐步降低的特点，各个流程的流通截面逐步收缩。
本实施例冷凝器1末端采用微通道换热器，由供制冷剂流通的第一集流管111、多微孔通道的第一扁管112与供空气流通的第一翅片组钎焊而成，具有鲜明的技术优劣势：
①换热效率高，即相同换热功率下换热器体积与换热面积较小，产品可以更好实现小型化；
②重量轻，铝合金材质密度大幅度低于铜基材料，同样换热功率同样换热效率的换热器中，微通道更轻便；
③空气侧阻力降低，同样换热功率的微通道换热器风阻有所降低，可以选择更小功率风机5；
④制冷剂充注量减少，微通道换热器大量扁管中的巨量微孔通道，在增加了制冷剂浸润面积(换热面积)的同时还减少了制冷剂使用量；
⑤排水不畅，微通道换热器用作蒸发器2时，对空气降温除湿在翅片上产生的冷凝水落入扁管上表平面排水不畅，冬季制热运行时存在蒸发器2结冰膨胀破坏蒸发器2结构；
⑥积累灰尘，微通道换热器如果在户外环境运行，扁管上表平面累积的灰尘难以清理，产生污垢附加热阻降低换热效率。
本实施例一种冷凝器1过冷段11采用微通道换热器的冷凝器1的有益之处是：
①实施深度过冷大幅提高除湿能效
基于冷凝器1末端制冷液对流换热系数α∝1/d1.8的分析，本实施例冷凝器1过冷段11采用微通道换热器，发挥了微小通径制冷剂管路的力学强度高、制冷剂流速快、雷诺数高、对流传热系数高、换热效率高的特点，大幅度提高了冷凝器1末端制冷液过冷度；
本实施例冷凝器1过冷段11采用微通道换热器，充分发掘除湿之后蒸发器2低温出风的“冷源”作用，通过大幅度降低冷凝器1末端冷凝液温度即有效实施了冷凝器1末端冷凝液的“深度过冷”，从而大幅度降低了节流过程中制冷剂汽化比例即大幅降低了节流阀出口蒸发器2进口处的制冷剂干度、大幅度提高了蒸发器2进口制冷剂液相比例，从而大幅度提高了蒸发器2制冷量、大幅度提高除湿能效比，使普通除湿机在标准工况下的除湿能效直逼4.0L/kwh的理论极限；
本实施例采用微通道换热器作为冷凝器1过冷段11，大幅度提高了制冷液流速，虽然增加了制冷液在微通道中沿程阻力，但是不增加动力消耗，将微通道作为节流装置的一部分，转移一部分节流阀上的压差到微通道换热器即可。
②降低除湿机制造成本
微通道换热器通常采用铝合金材料拉制而成。
由于按重量销售的铝合金材料价格只有铜质材料的1/3左右，铝合金材料密度又只有铜质材料的1/3左右，所以铝质换热器的材料成本只有相同换热面积、换热体积的铜质换热器的1/9左右。
本实施例采用铝质微通道换热器，带来了除湿机零部件成本降低，从而在提高冷凝器1换热效率和除湿机除湿能效的同时，降低了整机成本。
本实施例还通过冷凝器1组合蒸发器2，使除湿机进口主体气流先穿越蒸发器2降温除湿，再穿越冷凝器1末端之后再穿越冷凝器1中段实施过冷段11冷凝段两次再热，延伸了主体气流路径，缩小了冷凝器1模块高度、缩小了风道尺寸，也有利于降低除湿机整机成本。
③趋利避害扬长避短
本实施例冷凝器1过冷段11采用微通道换热器，还具有扬长避短趋利避害的特点。
本实施例发挥了微通道换热器的换热效率高、重量轻、通风阻力小、制冷剂充注量小的技术优势，又避免了它作为蒸发器2使用时的冷凝水难以排放、扁管上表平面累积灰尘造成污垢热阻的两个技术劣势；
因为本实施例将微通道换热器用作冷凝器1过冷段11而非蒸发器2，翅片组没有冷凝水产生与排放问题；因为除湿机都是在室内环境使用并且进风口设置有过滤网，也没有粉尘在扁管上表平面累积产生污垢热阻问题。
实施例2
本实施例是在实施例1的基础上做了进一步改进，在本实施例中，一种冷凝器过冷段采用微通道换热器的超高能效除湿机，请参考图13和图14，还包括外壳7，所述两器组合模块、风机5和压缩机4均设于所述外壳7内；所述外壳7上开设有进口和出口，所述蒸发器2的进风口对着进口，所述风机5的排风口对着出口，在所述风机5的抽吸作用下，所述除湿机进口的主体气流先穿越所述蒸发器2降温除湿，再依次穿越所述冷凝器1的过冷段11和冷凝器主体12实施两次再热，最后经除湿机的出口排出。
所述外壳7的进口设有过滤装置6。
在本实施例中，此冷凝器主体12为分体式结构，其包括上部1220和下部1210，冷凝器1与过冷段11和冷凝器主体12的下部1210上下对齐，且冷凝器主体12的上部1220位于过冷段11和冷凝器主体12的下部1210上方，且与过冷段11和冷凝器主体12的下部1210对正对齐，致使气流沿程阻力增加，风机5采用离心风机才能满足风压风量需求，保证除湿机的高效运行。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (14)

1.一种冷凝器过冷段采用微通道换热器的超高能效除湿机，其特征在于，包括：
至少一两器组合模块，所述两器组合模块包括冷凝器和蒸发器，所述冷凝器包括过冷段和冷凝器主体，所述蒸发器、过冷段和冷凝器主体依次并排设置；所述过冷段采用微通道换热器，其包括两第一集流管、连通在两所述第一集流管之间且从上而下间隔设置的若干第一扁管，所述第一扁管内设有若干微孔通道；若干所述第一扁管之间设有第一翅片；至少一所述第一集流管内设有用于将若干所述第一扁管分隔成若干过冷流程的第一隔板，若干所述过冷流程自上而下分布或自下而上分布，且串联；若干所述过冷流程的第一扁管个数相同或相近；所述过冷段的制冷剂输入口与所述冷凝器主体的制冷剂输出口连通，所述过冷段的制冷剂输出口通过节流装置与所述蒸发器的制冷剂输入口连通；
风机，在所述风机的抽吸作用下，所述除湿机进口的主体气流先穿越所述蒸发器降温除湿，再依次穿越所述冷凝器的过冷段和冷凝器主体实施两次再热，最后再由所述风机排出；
压缩机，所述两器组合模块的输入端与所述压缩机的输出端连通，所述两器组合模块的输出端与所述压缩机的输入端连通，形成制冷剂循环通道；所述两器组合模块的输入端为所述冷凝器主体的制冷剂输入口，所述两器组合模块的输出端为所述蒸发器的制冷剂输出口。
2.根据权利要求1所述的一种冷凝器过冷段采用微通道换热器的超高能效除湿机，其特征在于，若干所述过冷流程自上而下分布，任意一所述第一集流管上开设所述过冷段的制冷剂输入口，所述过冷段的制冷剂输入口与最上方的所述过冷流程的若干第一扁管的进口相通；任意一所述第一集流管上开设一所述过冷段的制冷剂输出口，所述过冷段的制冷剂输出口与最下方的所述过冷流程的若干第一扁管的出口相通；或，
若干所述过冷流程自下而上分布，任意一所述第一集流管上开设所述过冷段的制冷剂输入口，所述过冷段的制冷剂输入口与最下方的所述过冷流程的若干第一扁管的进口相通；任意一所述第一集流管上开设所述过冷段的制冷剂输出口，所述过冷段的制冷剂输出口与最上方的所述过冷流程的若干第一扁管的出口相通。
3.根据权利要求2所述的一种冷凝器过冷段采用微通道换热器的超高能效除湿机，其特征在于，所述过冷段的制冷剂输入口和所述过冷段的制冷剂输出口均开设在同一所述第一集流管上；或，
所述过冷段的制冷剂输入口和所述过冷段的制冷剂输出口分别开设在两个所述第一集流管上。
4.根据权利要求1所述的一种冷凝器过冷段采用微通道换热器的超高能效除湿机，其特征在于，两所述第一集流管平行且竖直设置，若干所述第一扁管平行且水平设置。
5.根据权利要求1所述的一种冷凝器过冷段采用微通道换热器的超高能效除湿机，其特征在于，所述冷凝器主体为翅片管式换热器。
6.根据权利要求1所述的一种冷凝器过冷段采用微通道换热器的超高能效除湿机，其特征在于，所述冷凝器主体采用微通道换热器，其包括两第二集流管、连通在两所述第二集流管之间且从上而下间隔设置的若干第二扁管，所述第二扁管内设有若干微孔通道；若干所述第二扁管之间设有第二翅片；
至少一所述第二集流管内设有用于将若干所述第二扁管分隔成若干冷凝流程的第二隔板，若干所述冷凝流程自上而下分布，且串联；若干所述冷凝流程的第二扁管个数从上到下依次递减；
任意一所述第二集流管上开设一制冷剂输入口，所述冷凝器主体的制冷剂输入口与最上方的所述冷凝流程的若干第二扁管的进口相通；任意一所述第二集流管上开设制冷剂输出口，所述冷凝器主体的制冷剂输出口与最下方的所述冷凝流程的若干第二扁管的出口相通；所述冷凝器主体的制冷剂输出口与所述过冷段的制冷剂输入口通过制冷剂管相连通。
7.根据权利要求1所述的一种冷凝器过冷段采用微通道换热器的超高能效除湿机，其特征在于，所述冷凝器主体为一体结构，其高出于所述过冷段。
8.根据权利要求7所述的一种冷凝器过冷段采用微通道换热器的超高能效除湿机，其特征在于，所述风机为轴流风机。
9.根据权利要求1所述的一种冷凝器过冷段采用微通道换热器的超高能效除湿机，其特征在于，所述冷凝器主体为分体式结构，其包括上部和下部，所述下部与所述过冷段并排设置，所述上部位于所述过冷段或/和所述下部的上方，所述上部和下部的氟路串联。
10.根据权利要求9所述的一种冷凝器过冷段采用微通道换热器的超高能效除湿机，其特征在于，所述风机为离心风机。
11.根据权利要求1所述的一种冷凝器过冷段采用微通道换热器的超高能效除湿机，其特征在于，所述微通道换热器采用铝合金材料拉制而成。
12.根据权利要求1所述的一种冷凝器过冷段采用微通道换热器的超高能效除湿机，其特征在于，所述风机靠近所述冷凝器的一侧。
13.根据权利要求1所述的一种冷凝器过冷段采用微通道换热器的超高能效除湿机，其特征在于，还包括外壳，所述两器组合模块、风机和压缩机均设于所述外壳内；
所述外壳上开设有所述进口和出口，所述蒸发器的进风口对着所述进口，所述风机的排风口对着所述出口。
14.根据权利要求13所述的一种冷凝器过冷段采用微通道换热器的超高能效除湿机，其特征在于，所述外壳的进口设有过滤装置。
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