CN201289322Y - 除湿和节能效果改良的空调表冷器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种除湿和节能效果改良的空调表冷器，该表冷器包括由壳体(1)构成的风道和垂直设在风道内与室内空气进行的热交换的盘管(5)以及风量调节阀(8)，其特征是还包括环形热管换热器(6)，该热管换热器由两侧蒸发段(6－1)和冷凝段(6－2)以及上连接管(6－3)和下连接管(6－4)连接构成，其中，所述环形热管换热器(6)的蒸发段(6－1)设在盘管(5)的迎风侧，所述环形热管换热器(6)的冷凝段(6－2)设在盘管(5)的背风侧。本空调表冷器利用环形热管换热器对热空气进行预冷，提升了表冷器除湿效果，利用在预冷处理过程中回收的热量再热，减少了室内空气的相对湿度和空气处理的再热负荷，便于实现在舒适度不变的条件下，提高室内设定温度来实现节能的目的。

Description

除湿和节能效果改良的空调表冷器

技术领域

本实用新型涉及在空气处理过程中有热湿传递的空气调节装置，具体涉及空调系统的表冷器。

背景技术

表冷器是空调系统冷却除湿的热交换装置，它将流动在盘管内冷媒的能量通过盘管的表面传递给室内空气，冷却被处理空气，达到降温除湿的目的。由美国暖通、空调、制冷工程师学会(ASHRAE)提出的等效温度的概念可知，人体的热舒适感与室内空气的干球温度和相对湿度有关。当室内空气的流速一定时，如果要满足同样的人体热舒适要求，使空气状态给人的冷热感觉相同，在提高夏季空调室内设计温度的同时需要减少空调房间的相对湿度。现有空调机组中的表冷器实质上是一组盘管，它是将流动在盘管内冷媒的能量通过盘管的表面传递给室内空气，冷却室内空气，达到调节室内温度的目的。在夏季开空调时，人们为了节约能源而适当调高室内温度(比如业界常推荐的26℃)，往往由于室内空气的相对湿度较大而感觉潮湿气闷，不舒适。加装专门的除湿机无疑是解决上述问题的简单办法，但是该方法不仅要增加设备投资，而且无利可图，同时也与设计者的初衷相悖，因为非但不节约能源，反而浪费能源。因此，如何改进现有的空调机组，提高其除湿和节能的能力则成为本领域的研究热点。

公开号为CN 1259200A的发明专利申请公开了“一种空调系统的运行方法”，该方法实质上一种使用固体干燥剂除湿的方法，只是由于固体干燥剂吸湿后本身也需要加热再生，而利用冷凝器自身的显热来加热再生又满足不了要求，该专利申请的方案在现有的空调系统中增设了一蒸发器专门处理再生空气，以增加制冷剂的焓来达到增加冷凝器显热量的目的。由此可见，上述CN 1259200A的发明专利申请所述的方案，虽然可降低室内空气中的水分，改善舒适度，但是仍然是以消耗能源为代价的。此外，上述专利申请所述方案的实施必需依赖于冷凝器，而在一些蒸发器与冷凝器相距较远的空调系统，如中央空调系统中就很难实施，尤其在一些无冷凝器的空调系统，如地下水空调系统中就根本无法实施。

公开号为CN 1743769A的发明专利申请公开了一种采用锂盐溶液除湿的方法，该方法也是用低位的热能，即冷凝器的显热来对除湿溶液进行再生，因此同样不适用于蒸发器与冷凝器相距较远或无冷凝器空调系统。

发明内容

鉴于现有技术存在上述不足，本实用新型所要解决的技术问题是改良现有空调机组中表冷器的除湿和节能效果，其中所述改良的空调表冷器既适用于蒸发器与冷凝器相距较远的空调系统，也适用于无冷凝器的空调系统。

本实用新型解决上述技术问题的方案如下所述：

一种除湿和节能效果改良的空调表冷器，该空调表冷器包括由壳体构成的风道和垂直设在风道内与被处理空气进行热湿交换的盘管以及风量调节阀，其特征是还包括环形热管换热器，该热管换热器由两侧热管蒸发段和热管冷凝段以及上连接管和下连接管连接构成，其中，所述环形热管换热器的蒸发段设在盘管的迎风侧，所述环形热管换热器的冷凝段设在盘管的背风侧。启动所述的空调表冷器时，温度较高的空气经热交换的盘管冷却后送出。此时，设在风道内环形热管换热器的蒸发段与冷凝段则产生温度差，环形热管换热器即开始工作，环形热管换热器的冷凝段内气态工质便被冷凝成液体而下沉并经下连通管向环形热管换热器的蒸发段流动，然后在蒸发段又吸收由室外进入的温度较高的空气中的热能被汽化，再通过上连接管流向环形热管换热器的冷凝段。如此循环，进入的温度较高的空气先经环形热管换热器的蒸发段预冷后，再进一步通过表冷器盘管降温至露点而除去水分。可见，温度较高的空气在通过环形热管换热器的过程中先预冷，然后经过表冷器进一步降温除湿，最后升温，既增强了表冷器的除湿能力，又利用环形热管换热器回收的热量减少了空气处理的能耗，使空气的相对湿度明显降低，因此可通过提高室内空气温度，降低室内空气湿度，在满足相同舒适度的条件下达到减少空调系统能耗的目的。

本实用新型的上述技术方案中，由于所述环形热管换热器的上连接管是蒸发段所蒸发的汽化工质的输送通道，下连接管是冷凝段所冷凝的液化工质的输送通道，因此为了避免汽化工质和液化工质的输送受所述风道中温度变化的影响，减少空调器的体积和便于制造，本实用新型的较佳方案是将上连接管和下连接管设在构成风道的壳体的外侧。

根据能量平衡原理可知，所述环形热管换热器的蒸发段吸收的热量在所述环形热管换热器的冷凝段必然要释放出来(显热)，如果此时室内的温度超过设定温度，要是只调节送风量，那么势必会降低系统的除湿量使空气的湿度增加而影响室内温度的舒适度。为了解决这一技术问题，本实用新型所述的空调表冷器还包括一温度调节装置，该装置由旁通风道和设在该风道中的旁通阀构成，其中所述的旁通风道的进口设在所述盘管的背风侧与环形热管换热器冷凝段的迎风侧之间。当室内温度偏高时，可打开所述的温度调节装置的旁通阀，并调节风量调节阀的开度，减少通过环形热管换热器的冷凝段风量，降低环形热管的冷凝段的热交换量，反之则提高环形热管换热器的冷凝段的热交换量，从而实现室内温度的调节。

本实用新型所述的空调表冷器，其中所述的风量调节阀和旁通阀均为常用的叶片阀，以改善通道内空气流动量分布的均匀性。

本实用新型所述的空调表冷器可用于民用空调系统，也可用于工业空调系统，但是对于室内温湿度要求严格的工业空调系统，为了保证所要求的送风温度，需要具有调节送风温度的功能。本实用新型所述的空调表冷器增设温度调节装置的改进方案，相对于基本方案更适合于室内送风温差有要求的工艺性空调系统，并可减小常规工艺性空调系统所需要设置的再加热器，节省再热冷负荷和再热量。

本实用新型所述的空调表冷器较现有技术具有下述优点和显著的效果：

1、利用环形热管换热器对热空气进行预冷，提升了表冷器的除湿效果，便于实现在舒适度不变的条件下，提高系统设定温度来实现节能的目的。在室内设计温度22℃～26℃范围内的计算结果是：冷量节能率为23.5％～25.7％，总耗能量的节能率为38.1％～40.9％。

2、系统设定温度提高后，既缓解了冷媒供给系统所需要的高峰负荷，也减小了空调系统的装机容量，从而降低了工程的初期投资，服役后的运行费用也相对减少。

3、采用热管热回收技术，利用热风自身的能量转换提升除湿能力和减少再热负荷，既不用借用低位的热能，也不存在热能的远距离传输，其适用范围拓宽至蒸发器与冷凝器相距较远甚至无冷凝器的空调系统。

4、增设温度调节装置的改进方案，不仅可减小或省去调节温度用的再加热器，而且可进一步节约能源。

附图说明

图1～3为本实用新型的一种具体实施例的结构示意图，其中图1为主视图(剖开壳体)，图2为俯视图(剖开壳体)，图3为图1的A—A剖视图，图1和图2中的箭头表示气流的流动方向。

具体实施方式

以下结合附图所示实施例对本实用新型进行进一步详细描述，但本实用新型不受述实施例的限制。

参见图1～3，本实用新型所述的空调表冷器的结构如下所述：

壳体1为箱形结构，由普通的低碳钢钢板焊接制成，所述的风道在其内形成；所形成的风道的右头向一侧扩展并一隔板3分隔成一主风道2和一旁通风道4(见图2)。盘管5为常规表冷器的盘管，垂直设于主风道2的中部，下方设有集水盘9。6为环形热管换热器，它由蒸发段6-1和冷凝段6-2以及上连接管束6-3和下连接管束6-4连接构成，其蒸发段6-1设在盘管5的迎风侧(由竖向的肋片管束组成)，冷凝段6-2设在盘管5的背风侧(由竖向的肋片管束组成)，上连接管束6-3和下连接管束6-4分别设在壳体1的上下两侧，两头穿越壳体1后分别与环形热管6的蒸发段6-1和冷凝段6-2的横向连通管连接。所述的旁通风道4的入口设在盘管5的背风侧与环形热管换热器6的冷凝段6-2迎风侧之间，旁通风道4的出口与主风道2的出口融为一体(见图2)。所述旁通风道4和设在其出口的旁通阀7构成所述的温度调节装置。所述主风道2出口设有风量调节阀8，该阀门和设在旁通风道4出口的旁通阀7均为市售的电动多叶调节阀，同时调节两叶片阀的开度，可调节表冷器出口的送风温度。

参见图1和图2，本例中所述的环形热管换热器6，其蒸发段6-1和冷凝段6-2分别为由多根常见的竖向肋片管束组成，所述竖向热管肋片管束的两端分别由集联箱汇集于一起，然后再分别与上连接管6-3和下连接管6-4连接，形成一环形热管换热器系统。

Claims (4)

1、一种除湿和节能效果改良的空调表冷器，该表冷器包括由壳体(1)构成的风道和垂直设在风道内与室内空气进行的热交换的盘管(5)以及风量调节阀(8)，其特征是还包括环形热管换热器(6)，该热管换热器由两侧蒸发段(6-1)和冷凝段(6-2)以及上连接管束(6-3)和下连接管束(6-4)连接构成，其中，所述环形热管换热器(6)的蒸发段(6-1)设在盘管(5)的迎风侧，所述环形热管换热器(6)的冷凝段(6-2)设在盘管(5)的背风侧。

2、根据权利要求1所述的一种除湿和节能效果改良的空调表冷器，其特征是它还包括一温度调节装置，该装置由旁通风道(4)和设在该风道中的旁通阀(7)构成，其中所述的旁通风道(4)的进口设在所述盘管(5)的背风侧与环形热管换热器(6)的冷凝段(6-2)的迎风侧之间。

3、根据权利要求1或2所述的一种除湿和节能效果改良的空调表冷器，其特征是所述环形热管换热器的上连接管束(6-3)和下连接管束(6-4)设在构成风道的壳体(1)的外侧。

4、根据权利要求1或2所述的一种除湿和节能效果改良的空调表冷器，其特征是所述的风量调节阀(8)和旁通阀(7)均为电动多叶阀。

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