CN116658987B - 一种毛细蒸发空调 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种毛细蒸发空调，涉及降温装置技术领域，空气由热空气进口组件的热空气进口进入冷却组件的各干通道，然后进入冷空气出口组件和下分流集水箱，下分流集水箱中的空气回流至湿通道，使得毛细层上的冷却介质蒸发吸热，对干通道内的空气进行降温，降温后的空气再次进入冷空气出口组件和下分流集水箱，下分流集水箱中的空气再次回流至湿通道，再次使得毛细层上的冷却介质蒸发吸热，进一步对干通道内的空气进行降温，如此循环；上分流布水箱中的冷却介质在毛细层上铺展，湿通道中的冷却介质进入下分流集水箱进行收集，然后进入上分流布水箱中，如此循环。本发明的能够简化水管理系统，提高冷却效率，便于嵌入建筑墙体。
Description
技术领域
本发明涉及降温装置技术领域，特别是涉及一种毛细蒸发空调。
背景技术
如今，绿色建筑成为建筑行业转型发展的重要方向之一，合理利用天然冷源，以及空气的低品位热能，成为了绿色建筑空调领域节能和能源合理利用的两个转型突破口。因此，蒸发冷却这一节能环保、可持续发展的新型制冷技术受到了国内外业界的广泛关注。
其中，尤其是露点蒸发冷却装置应用最为广泛，典型的露点蒸发冷却装置由干通道和湿通道组成，且干通道和湿通道之间的隔板上开设有通孔，干通道中的空气称为二次空气，流经此处的二次空气穿过通孔流入湿通道中，并与湿通道中原有的空气(称为一次空气)一起被绝热加湿，自身温度降低，再通过隔板对干通道中的二次空气进行等湿冷却，使其接近露点温度，进而大大的提高了降温幅度。
然而，现有的露点蒸发冷却装置多采取在湿通道喷水或布置水膜的方式，形成蒸发降温，导致布水困难，水管理困难等问题；另外，现有的露点蒸发冷却装置中的干湿通道多为交叉流布置，冷却效率较逆流低，且为了分隔进风、出风和湿通道内的空气排风，导致空调机不是平整的长方体，形状不规整，不易于嵌入建筑墙体并与建筑墙体一体化设置。
发明内容
本发明的目的是提供一种毛细蒸发空调，以解决上述现有技术存在的问题，简化水管理系统，提高冷却效率，便于嵌入建筑墙体并与建筑墙体一体化设置。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
本发明提供了一种毛细蒸发空调，包括热空气进口组件、上分流布水箱、冷却组件、下分流集水箱和冷空气出口组件；
所述热空气进口组件设置有热空气进口，所述冷却组件包括若干湿通道和若干干通道，各所述湿通道的内壁铺设有毛细层，所述冷空气出口组件设置有冷空气出口，所述干通道分别与所述热空气进口组件、所述冷空气出口组件和所述下分流集水箱连通，所述湿通道分别与所述上分流布水箱和所述下分流集水箱连通，所述下分流集水箱的出水口与所述上分流布水箱的进水口连通；
空气由所述热空气进口组件的所述热空气进口进入所述冷却组件的各所述干通道，冷却介质由所述上分流布水箱进入各所述湿通道中，并沿所述毛细层铺展，空气由所述干通道进入所述冷空气出口组件和所述下分流集水箱，所述下分流集水箱中的空气回流至所述湿通道中，使得所述湿通道中的所述毛细层上的冷却介质蒸发吸热，进而对所述干通道内的空气进行降温，降温后的空气再次进入所述冷空气出口组件和所述下分流集水箱，所述下分流集水箱中的空气再次回流至所述湿通道中，再次使得所述湿通道中的所述毛细层上的冷却介质蒸发吸热，进一步对所述干通道内的空气进行降温，如此循环；
所述上分流布水箱中的冷却介质进入各所述湿通道中在所述毛细层上铺展，所述湿通道中的冷却介质进入所述下分流集水箱进行收集，通过所述下分流集水箱的出水口和所述上分流布水箱的进水口进入所述上分流布水箱中，如此循环。
优选地，所述冷却组件包括依次排列的若干冷却单元，相邻的所述冷却单元之间设置有隔板，各所述冷却单元均包括一湿通道组和一干通道组，各所述湿通道组包括若干所述湿通道，各所述干通道组包括若干所述干通道；在同一所述冷却单元中，沿所述冷却单元的长度方向，若干所述湿通道和若干所述干通道交替设置。
优选地，所述隔板采用铝箔制成；各所述冷却单元的所述湿通道和所述干通道由瓦楞板隔开，所述湿通道和所述干通道的截面形状均为三角形。
优选地，所述湿通道的内壁铺设有毛细层，冷却介质能够沿所述毛细层进行铺展。
优选地，所述上分流布水箱设置有若干第一连通结构、若干连通孔和出风口，所述第一连通结构与所述干通道对应，所述第一连通结构的一端与所述热空气进口组件连通，所述第一连通结构的另一端与所述干通道连通，所述连通孔与所述湿通道对应且连通。
优选地，所述上分流布水箱设置有若干通水孔，各所述通水孔与所述湿通道对应且连通。
优选地，各所述通水孔中设置有引流结构，所述引流结构用于将所述上分流布水箱内的冷却介质引流至所述湿通道中。
优选地，所述下分流集水箱设置有若干通风口和若干回流口，所述通风口与所述干通道对应且连通，所述回流口与所述湿通道对应且连通，各所述通风口中均置有第二连通结构，所述第二连通结构与所述通风口之间设置有间隙，所述第二连通结构的一端与所述干通道连通，所述第二连通结构的另一端与所述冷空气出口组件连通。
优选地，所述下分流集水箱的出水口与所述上分流布水箱的进水口连通的管路上设置有水泵。
优选地，所述上分流布水箱分别与所述热空气进口组件和所述冷却组件滑动且密封连接，所述下分流集水箱分别与所述冷却组件和所述冷空气出口组件滑动且密封连接。
本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：
本发明的毛细蒸发空调基于水在空气中蒸发降温的原理，采用直接蒸发降了温的空气去间接冷却干空气，最后把干空气用作空调送风，本发明不使用压缩机、不使用制冷剂，只使用空气自身能量(空气能)就能实现空气自身降温的近零能耗蒸发制冷，采用本发明的毛细蒸发空调的能耗只有传统压缩式蒸发制冷能耗的20％左右，即采用本发明的毛细蒸发空调的能效比EER可达到40多。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，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为本发明的毛细蒸发空调轴测图一；
图2为本发明的毛细蒸发空调轴测图二；
图3为本发明的毛细蒸发空调爆炸图；
图4为本发明的热空气进口组件轴测图；
图5为本发明的上分流布水箱轴测图；
图6为本发明的上分流布水箱俯视图；
图7为本发明的上分流布水箱仰视图；
图8为本发明的冷却组件轴测图；
图9为本发明的冷却组件俯视图；
图10为本发明的瓦楞板示意图；
图11为本发明的下分流集水箱轴测图；
图12为本发明的下分流集水箱主视图；
图13为本发明的下分流集水箱俯视图；
图14为本发明的下分流集水箱仰视图；
图15为本发明的冷空气出口组件轴测图；
图16为本发明的冷空气出口组件后视图；
其中：100-毛细蒸发空调，1-热空气进口组件，11-热空气进口；
2-上分流布水箱，21-第一连通结构，22-连通管，23-出风口，24-通水孔，25-进水口；
3-冷却组件，31-湿通道，32-干通道，33-隔板，34-瓦楞板；
4-下分流集水箱，41-通风口，42-回流口，43-第二连通结构，44-出水口；
5-冷空气出口组件，51-冷空气出口。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供一种毛细蒸发空调，以解决上述现有技术存在的问题，简化水管理系统，提高冷却效率，便于嵌入建筑墙体并与建筑墙体一体化设置。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
如图1至图16所示：本实施例提供了一种毛细蒸发空调100，毛细蒸发空调100的外形呈长方体状，包括热空气进口组件1、上分流布水箱2、冷却组件3、下分流集水箱4和冷空气出口组件5，热空气进口组件1、上分流布水箱2、冷却组件3、下分流集水箱4和冷空气出口组件5的外形均呈长方体状；
热空气进口组件1设置有热空气进口11，冷却组件3包括若干湿通道31和若干干通道32，各湿通道31的内壁铺设有毛细层，冷空气出口组件5设置有冷空气出口51，干通道32分别与热空气进口组件1、冷空气出口组件5和下分流集水箱4连通，湿通道31分别与上分流布水箱2和下分流集水箱4连通，下分流集水箱4的出水口44与上分流布水箱2的进水口25连通；
空气由热空气进口组件1的热空气进口11进入冷却组件3的各干通道32，冷却介质由上分流布水箱2进入各湿通道31中，并沿毛细层铺展，空气由干通道32进入冷空气出口组件5和下分流集水箱4，下分流集水箱4中的空气回流至湿通道31中，使得湿通道31中的毛细层上的冷却介质蒸发吸热，进而对干通道32内的空气进行降温，降温后的空气再次进入冷空气出口组件5和下分流集水箱4，下分流集水箱4中的空气再次回流至湿通道31中，再次使得湿通道31中的毛细层上的冷却介质蒸发吸热，进一步对干通道32内的空气进行降温，如此循环；
上分流布水箱2中的冷却介质进入各湿通道31中在毛细层上铺展，湿通道31中的冷却介质进入下分流集水箱4进行收集，通过下分流集水箱4的出水口44和上分流布水箱2的进水口25进入上分流布水箱2中，如此循环。
具体地，本实施例中，冷却介质优选为冷却水。
本实施例中，冷却组件3包括依次排列的若干冷却单元，相邻的冷却单元之间设置有隔板33，隔板33采用铝箔或铝片制成，厚度为0.01-0.1mm，各冷却单元均包括一湿通道31组和一干通道32组，各湿通道31组包括若干湿通道31，各干通道32组包括若干干通道32，各冷却单元的湿通道31和干通道32由瓦楞板34隔开，瓦楞板34采用铝箔或铝片制成，湿通道31和干通道32的截面形状均为三角形，湿通道31与相邻的干通道32共用一侧壁；在冷却组件3中，沿冷却组件3的宽度方向(图9的竖直方向)，湿通道31组和干通道32组交替设置；在同一冷却单元中，沿冷却单元的长度方向(图9的水平方向)，若干湿通道31和若干干通道32交替设置。
本实施例的冷却组件3中，除最外侧的干通道32组，其余各干通道32组的各干通道32的三个侧壁均与相邻的湿通道31进行热交换。
本实施例中，湿通道31的内壁铺设有毛细层，毛细层具体设置在湿通道31对应的瓦楞板34的表面，毛细层可采用纸巾等能够实现毛细作用的材料制成，冷却介质能够沿毛细层进行铺展，通过设置毛细层解决了现有技术中布水控制困难以及水膜厚度难控制的问题。
本实施例中，湿通道31的截面呈三角形，相较于矩形通道，换热面积增加，冷却介质蒸发强度高，解决了现有技术中水膜蒸发强度低、单位体积换热面积小以及对流换热系数小的问题。湿通道31和干通道32截面呈三角形的设计解决了现有技术中矩形通道的结构刚性不足以及加工难的问题。
本实施例中，上分流布水箱2设置有若干第一连通结构21、若干连通孔和出风口23，第一连通结构21优选为圆管，各第一连通结构21与一干通道32对应，第一连通结构21的一端与热空气进口组件1连通，第一连通结构21的另一端与干通道32连通，连通孔与湿通道31对应且连通，连通孔内可以设置有连通管22，连通管22或连通孔的尺寸小于湿通道31的截面尺寸。本实施例的上分流布水箱2能够把干通道32的进风和湿通道31的排风在装置的同一端分开，互不影响，解决了现有技术中为了实现上述功能使空调的进风端形状不规则的问题。
本实施例中，上分流布水箱2还设置有若干通水孔24，各通水孔24与湿通道31连通，通水孔24的位置与瓦楞板34的弯折处对应，各通水孔24中设置有引流结构，引流结构用于将上分流布水箱2内的冷却介质引流至湿通道31的毛细层上，使得冷却介质能够在毛细层上进行铺展。
本实施例中，下分流集水箱4设置有若干通风口41和若干回流口42，通风口41与干通道32对应且连通，通风口41的尺寸与干通道32的截面尺寸相同，回流口42与湿通道31对应且连通，回流口42的尺寸与湿通道31的截面尺寸相同，各通风口41中均置有第二连通结构43，第二连通结构43优选为圆管，第二连通结构43与通风口41之间设置有间隙，第二连通结构43的一端与干通道32连通，第二连通结构43的另一端与冷空气出口组件5连通。干通道32中的冷空气一部分经过第二连通结构43进入冷空气出口组件5，由冷空气出口51排出，另一部分通过第二连通结构43与通风口41之间的间隙进入冷空气出口组件5，然后由回流口42回流至湿通道31中，经过通过改变第二连通结构43的尺寸可以控制冷空气由冷空气出口51排出和由回流口42回流至湿通道31的比例，解决了现有技术中靠折流板控制送风比的难题。
本实施例的下分流集水箱4能够将干通道32和湿通道31中的空气分离开，并且能够将干通道32的空气进行送出以及将干通道32中的空气和湿通道31中的空气进行汇集，解决了现有技术中为了实现上述功能使空调的送风端形状不规则的问题。
本实施例中，湿通道31中的冷却介质在重力的作用下自上而下运动，由回流口42进入下分流集水箱4中，下分流集水箱4的出水口44与上分流布水箱2的进水口25连通的管路上设置有水泵，在水泵的作用下，冷却液体回流至上分流布水箱2中，通过通水孔24，在引流结构的作用下引流至湿通道31的毛细层上，实现冷却介质的循环利用。
本实施例中，上分流布水箱2分别与热空气进口组件1和冷却组件3滑动且密封连接，下分流集水箱4分别与冷却组件3和冷空气出口组件5滑动且密封连接。相应地，第一连通结构21的两端不突出于上分流布水箱2，第二连通结构43的两端不突出于下分流集水箱4。本实施例的毛细蒸发空调100的抽屉式设计，解决了新空调只能通过更换功能段进行维修的便利。
本实施例的毛细蒸发空调100在使用时，采用风机将空气引入至热空气进口组件1中，空气由第一连通结构21进入各干通道32中，空气在干通道32内向下流动至底部，一部分空气通过第二连通结构43、冷空气出口51排出，另一部分空气从第二连通结构43与通风口41的间隙进入冷空气出口组件5，然后由回流口42回流至湿通道31中，在湿通道31中，空气经过毛细层，毛细层上的冷却介质蒸发吸热，使得湿通道31内的空气温度降低，并与干通道32内的空气产生温度差，通过隔板33和瓦楞板34达到对干通道32内的空气进行降温的效果，空气经过降温后，一部分空气通过第二连通结构43、冷空气出口51排出，另一部分空气从第二连通结构43与通风口41的间隙进入冷空气出口组件5，然后由回流口42回流至湿通道31中，再次引起毛细层上的冷却介质的蒸发吸热，进一步降温，湿通道31内的空气通过隔板33和瓦楞板34冷却干通道32内的空气，进一步降低干通道32内的空气温度，湿通道31中的空气进入上分流布水箱2并由出风口23排出，如此循环，由于湿通道31内的空气处于未饱和状态，理论上可将空气温度降温到露点温度，进而最大效率的提高湿通道31内的空气对干通道32内空气的冷却效率。
本实施例的毛细蒸发空调100是一种高效节能、绿色低碳的新一代空调，解决了水蒸发高效化、水管理困难等难题；其基于空气-水蒸发降温原理，解决了传统压缩式制冷剂蒸发制冷空调的环保问题和高能耗问题；本实施例将室内回风和室外新风混合控制，解决了现有技术分体式房间空调只降温无新风不健康的问题。本实施例的毛细蒸发空调100蒸发速率快，蒸发面积大，单位体积的制冷量大，干空气与湿空气易分流，热空气进口11和冷空气出口51位置好设计，布水易控制，水管理简单，形状方正。
本说明书中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (9)
1.一种毛细蒸发空调，其特征在于：包括热空气进口组件、上分流布水箱、冷却组件、下分流集水箱和冷空气出口组件；
所述热空气进口组件设置有热空气进口，所述冷却组件包括若干湿通道和若干干通道，各所述湿通道的内壁铺设有毛细层，所述冷空气出口组件设置有冷空气出口，所述干通道分别与所述热空气进口组件、所述冷空气出口组件和所述下分流集水箱连通，所述湿通道分别与所述上分流布水箱和所述下分流集水箱连通，所述下分流集水箱的出水口与所述上分流布水箱的进水口连通；
空气由所述热空气进口组件的所述热空气进口进入所述冷却组件的各所述干通道，冷却介质由所述上分流布水箱进入各所述湿通道中，并沿所述毛细层铺展，空气由所述干通道进入所述冷空气出口组件和所述下分流集水箱，所述下分流集水箱中的空气回流至所述湿通道中，使得所述湿通道中的所述毛细层上的冷却介质蒸发吸热，进而对所述干通道内的空气进行降温，降温后的空气再次进入所述冷空气出口组件和所述下分流集水箱，所述下分流集水箱中的空气再次回流至所述湿通道中，再次使得所述湿通道中的所述毛细层上的冷却介质蒸发吸热，进一步对所述干通道内的空气进行降温，如此循环；
所述上分流布水箱中的冷却介质进入各所述湿通道中在所述毛细层上铺展，所述湿通道中的冷却介质进入所述下分流集水箱进行收集，通过所述下分流集水箱的出水口和所述上分流布水箱的进水口进入所述上分流布水箱中，如此循环；
所述下分流集水箱设置有若干通风口和若干回流口，所述通风口与所述干通道对应且连通，所述回流口与所述湿通道对应且连通，各所述通风口中均置有第二连通结构，所述第二连通结构与所述通风口之间设置有间隙，所述第二连通结构的一端与所述干通道连通，所述第二连通结构的另一端与所述冷空气出口组件连通。
2.根据权利要求1所述的毛细蒸发空调，其特征在于：所述冷却组件包括依次排列的若干冷却单元，相邻的所述冷却单元之间设置有隔板，各所述冷却单元均包括一湿通道组和一干通道组，各所述湿通道组包括若干所述湿通道，各所述干通道组包括若干所述干通道；在同一所述冷却单元中，沿所述冷却单元的长度方向，若干所述湿通道和若干所述干通道交替设置。
3.根据权利要求2所述的毛细蒸发空调，其特征在于：所述隔板采用铝箔制成；各所述冷却单元的所述湿通道和所述干通道由瓦楞板隔开，所述湿通道和所述干通道的截面形状均为三角形。
4.根据权利要求3所述的毛细蒸发空调，其特征在于：所述毛细层设置在所述湿通道对应的所述瓦楞板的表面。
5.根据权利要求1所述的毛细蒸发空调，其特征在于：所述上分流布水箱设置有若干第一连通结构、若干连通孔和出风口，所述第一连通结构与所述干通道对应，所述第一连通结构的一端与所述热空气进口组件连通，所述第一连通结构的另一端与所述干通道连通，所述连通孔与所述湿通道对应且连通。
6.根据权利要求1所述的毛细蒸发空调，其特征在于：所述上分流布水箱设置有若干通水孔，各所述通水孔与所述湿通道对应且连通。
7.根据权利要求6所述的毛细蒸发空调，其特征在于：各所述通水孔中设置有引流结构，所述引流结构用于将所述上分流布水箱内的冷却介质引流至所述湿通道中。
8.根据权利要求1所述的毛细蒸发空调，其特征在于：所述下分流集水箱的出水口与所述上分流布水箱的进水口连通的管路上设置有水泵。
9.根据权利要求1所述的毛细蒸发空调，其特征在于：所述上分流布水箱分别与所述热空气进口组件和所述冷却组件滑动且密封连接，所述下分流集水箱分别与所述冷却组件和所述冷空气出口组件滑动且密封连接。
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