CN201059722Y

CN201059722Y - 分体式空调器上的强化传热节能装置

Info

Publication number: CN201059722Y
Application number: CNU2007200071568U
Authority: CN
Inventors: 张建一; 秘文涛
Original assignee: Shanghai Ocean University; Jimei University
Current assignee: Shanghai Ocean University; Jimei University
Priority date: 2007-05-22
Filing date: 2007-05-22
Publication date: 2008-05-14
Anticipated expiration: 2017-05-22

Abstract

本实用新型公开了一种分体式空调器上的强化传热节能装置，它主要由集水盘、冷凝水管、水分布器和冷凝盘管组成。所述的用于承接冷凝水的集水盘设置在蒸发器的下方；冷凝水管的上端入口连接集水盘、下端出口对准水分布器；所述的水分布器为上方敞开的容置体，设置在冷凝盘管的上方。由于本实用新型将冷凝水回收后播散在冷凝盘管，不仅可以增强冷凝器的传热效果，提高制冷系统COP，还可以解决空调滴水的问题。本实用新型采用的异滴型盘管的动力特性好，冷凝水将沿着异滴型管和翅片流动，在冷凝器较高的壁温和风扇产生的气流作用下，冷凝水快速蒸发，带走了大量的热量，强化了传热效果，进而改善了压缩机的工作条件。

Description

分体式空调器上的强化传热节能装置

技术领域

本实用新型涉及一种能够强化传热、提高制冷系统COP的节能装置，特别是涉及一种分体式空调器上的强化传热节能装置。

背景技术

目前，广泛采用的压缩式制冷空调装置消耗着大量的电能。2002年我国冷冻空调设备用电负荷已占到总用电负荷的20％以上。许多城市的空调负荷占到电网尖峰负荷的30％～40％，有些城市甚至占到50％以上。所以提高空调器产品的整体能效水平势在必行。

据统计，“十五”期间，我国家用空调器的产量如表1所示。其中2005年的家用空调产量约为2001年的5.7倍。据国家统计局的最新统计数据显示，仅2006年1～7月空调器累计产量达5287.54万台。由此可见，近年来家用空调器的产量正在逐年的强劲增长。

表1“十五”期间我国家用空调器的产量

年份	2001年	2002年	2003年	2004年	2005年
年份	2001年	2002年	2003年	2004年	2005年	台数(万台)	1312.880	3135.200	4812.500	6646.220	7469.101

目前制冷空调的能耗已经占了我国能耗的20％以上，其中家用空调器占了相当大的比重。国际制冷学会的专家组提出了今后20年的节能目标，每个制冷设备的能耗减少30％～50％。因此，深入研究家用分体式空调器的强化传热，对实现节能具有重要的意义。

在我国大部分地区，夏季气候处于高温高湿状态，最高气温超过35℃。浙江、福建、江西、广东和湖南等地区都会出现40℃以上的高温天气。在高温的条件下，制冷空调器虽然正常运行，但是冷凝器传热效果较差，压缩机排气温度较高，制冷性能明显变差。另一方面，分体式空调器在运行中，当室内蒸发器表面的温度低于空气露点温度时，空气中的水蒸气会在蒸发器表面凝结，形成冷凝水。一般情况下，1kW冷负荷1小时约产生0.4kg的冷凝水；在潜热负荷较高的场合，每小时约产生0.8kg的冷凝水。由此可见，空调运转时产生的冷凝水量十分可观。

目前处理冷凝水的常规方法是直接将其排放到室外，冷凝水的排放不仅影响了空调器周围的环境，而且给用户带来不方便。实际上，空调器的冷凝水完全可以充分回收，合理利用。风冷式冷凝器的冷却效果较差，冷凝温度较高，需要冷凝器体积较大，如采用制冷剂为氨的风冷式冷凝器的单位面积热负荷约为140～350W/m²，采用制冷剂为氟利昂的为240～280W/m²；而在大中型氨制冷装置中，立式水冷式冷凝器的单位面积热负荷为2900～3500W/m²，卧式水冷式冷凝器的为3400～4000Wm²。理论上，在水冷式冷凝器中1kg的冷却水能带走8.37～25.12kJ的热量，而1kg水在35℃的常压下汽化潜热为2418kJ/kg。因此，蒸发式的冷凝器不仅耗水量远低于水冷式的冷凝器，而且由于省去冷却水的显热传递阶段，使冷凝温度有可能更接近空气的湿球温度。研究表明，采用蒸发式冷凝器的冷凝温度可比冷却塔水冷式冷凝器系统约低3～5℃，比风冷式冷凝器系统约低8～11℃，这就极大的降低了能耗。

因此，如果把冷凝水作为蒸发冷却的水源，和风冷式结合起来，既保留风冷的优点，又可以发挥水冷式和蒸发式冷却的优势。这样不仅可以强化冷凝器的传热性能，降低空调器运行时的能耗，而且还可以解决空调器冷凝水排放带来的“空调器环境污染”问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种增强冷凝器的传热效果、提高制冷系统COP、可以解决空调滴水问题的分体式空调器上的强化传热节能装置。

为实现上述目的，本实用新型的技术解决方案是：

本实用新型是一种分体式空调器上的强化传热节能装置，它主要由集水盘、冷凝水管、水分布器和冷凝盘管组成；所述的用于承接冷凝水的集水盘设置在蒸发器的下方；冷凝水管的上端入口连接集水盘、下端出口对准水分布器；所述的水分布器为上方敞开的容置体，设置在冷凝盘管的上方。

所述的水分布器内腔底部具有平行排列的三个凹槽，在中间的凹槽底部开设多个通孔；所述的冷凝水管下端出口分为两个出口，分别对应内腔底部的两侧的凹槽。

所述的水分布器内腔底部中间凹槽底部铺设一层覆盖在通孔上的吸水海绵体。

所述的冷凝盘管的横截面为异滴型。

采用上述方案后，本实用新型增设了一个用于收集冷凝的集水盘，在集水盘的下部接一个冷凝水管，用于将冷凝水导出流入其下方的水分布器，通过水分布器将冷凝水均匀地播散在异滴型冷凝盘管和翅片上。由于本实用新型将冷凝水回收后播散在冷凝盘管，不仅可以增强冷凝器的传热效果，提高制冷系统COP，还可以解决空调滴水的问题。本实用新型采用的异滴型盘管的动力特性好，冷凝水将沿着异滴型管和翅片流动，在冷凝器较高的壁温和风扇产生的气流作用下，冷凝水快速蒸发，带走了大量的热量，强化了传热效果，进而改善了压缩机的工作条件。此外，由于本实用新型只是增加了一个集水盘和布水器，将普通的冷凝盘管换成异滴型管，改造容易，结构简单。

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的说明。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型水分布器的轴测图；

图3是本实用新型水分布器横截面的剖视图；

图4是水流过异滴型管和圆管的对比图。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型是一种分体式空调器上的强化传热节能装置，它主要由集水盘1、冷凝水管2、水分布器3和冷凝盘管4组成。

所述的用于承接冷凝水的集水盘1设置在分体式空调器蒸发器10的下方，空调器蒸发器10一侧为蒸发器风机20；冷凝水管2的上端入口连接集水盘1、下端出口对准水分布器3，以便将集水盘1的水导入水分布器3。所述的水分布器3设置在冷凝盘管4的上方。

如图2、图3所示，所述的水分布器3为上方敞开的容置体，其内腔底部具有平行排列的三个凹槽31、32、33，在中间的凹槽32底部开设多个通孔34，在中间凹槽32底部铺设一层覆盖在通孔34上的吸水海绵体5。所述的冷凝水管2下端出口分为两个出口21、22，分别对应水分布器3内腔底部的两侧的凹槽31、33。所述的水分布器3也可以是一个简单的容置体(如，矩形容置体)，它只要可将冷凝水洒到冷凝盘管4即可，但其传热效果不如本实施例的结构好。

为了提高本实用新型的传热效果，本实用新型的冷凝盘管4的横截面为异滴型。与圆管4’相比，采用异滴型管具有以下特点(如图2所示)。

1.水流易形成膜状流。绕流异滴型管时的脱体现象(边界层内缘脱离壁面现象)比圆管好。此外，水绕流异滴型管束的流动阻力明显低于圆管。这就可以使水在尽可能大的面积上散开、蒸发。

2.结构紧凑。异滴型管的管子外表面积与其内部体积之比要高于圆管的。因此，在单位体积内可以布置更多的换热面积，使异滴型管束的紧凑性优于圆管。

3.不易结垢。水流容易形成膜状流，这就克服了圆管容易形成干点的缺点，减缓了冷凝盘管结垢的速率。

本实用新型的工作原理：

如图1所示，本实用新型是在习用空调器的室内蒸发器10下部设置一个专门的集水盘1，用于收集由于空气冷凝产生的冷凝水。在集水盘1的下部接一个冷凝水管，用于将冷凝水导出。空调在不断的运转过程中，将产生一定量的冷凝水。冷凝水沿着冷凝水管2流动，借助一个分水集管，水被分配到水分布器3的两个蓄水凹槽31、33中。当蓄水凹槽31、33中的水蓄满时，水自动向中间的凹槽32溢流。在中间凹槽32的底部放有一层吸水海绵体5。当水溢流到中间凹槽32时，水先通过吸水海绵体5进行扩散，吸水饱和后，冷凝水将从吸水海绵体5下部析出，透过底部的小圆孔34，均匀地播散在异滴型冷凝盘管4和翅片上。由于异滴型盘管的动力特性好，冷凝水将沿着异滴型管和翅片流动，在冷凝器较高的壁温和风扇产生的气流作用下，冷凝水快速蒸发，带走了大量的热量，强化了传热效果。进而改善了压缩机的工作条件，提高了制冷系统的COP值。

Claims

1.一种分体式空调器上的强化传热节能装置，其特征在于：它主要由集水盘、冷凝水管、水分布器和冷凝盘管组成；所述的用于承接冷凝水的集水盘设置在蒸发器的下方；冷凝水管的上端入口连接集水盘、下端出口对准水分布器；所述的水分布器为上方敞开的容置体，设置在冷凝盘管的上方。

2.根据权利要求1所述的分体式空调器上的强化传热节能装置，其特征在于：所述的水分布器内腔底部具有平行排列的三个凹槽，在中间的凹槽底部开设多个通孔；所述的冷凝水管下端出口分为两个出口，分别对应内腔底部的两侧的凹槽。

3.根据权利要求2所述的分体式空调器上的强化传热节能装置，其特征在于：所述的水分布器内腔底部中间凹槽底部铺设一层覆盖在通孔上的吸水海绵体。

4.根据权利要求1所述的分体式空调器上的强化传热节能装置，其特征在于：所述的冷凝盘管的横截面为异滴型。