專利名稱：空調(diào)的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于空氣調(diào)節(jié)的，更具體地說，是關(guān)于在一個通風(fēng)系統(tǒng)或空調(diào)系統(tǒng)中在溫度上對進來的空氣進行調(diào)節(jié)的方法和裝置。
大家知道，在通風(fēng)系統(tǒng)或空調(diào)系統(tǒng)中要回收排出空氣的熱量，利用它來加熱進來的空氣。這種熱量回收是通過一個換熱式熱交換器完成的，它具有兩組分隔開的氣流通道，一組通道用于進來的空氣，而另一組通道用于排出的空氣。第一組氣流通道與第二組氣流通道相互交錯，中間被薄的導(dǎo)熱材料隔板分隔開。當(dāng)排出空氣比進來空氣熱的時候，排出空氣就會通過熱交換器氣流通道隔板將熱量傳給進來的空氣。
另外，大家熟悉但很少用于實際的實踐中的方法是通過在排出空氣通過熱交換器以前使排出空氣變濕的方法來冷卻進入的空氣。這樣，進入的空氣被冷卻了，接著又使熱交換器中的進入空氣冷下來。
本發(fā)明的一個目的是提供一種調(diào)節(jié)排出空氣溫度的改進方法和裝置，采用往排出空氣通過的氣流通道上直接噴水的辦法來冷卻排出的空氣。最好是這樣來供送冷卻水，即所供的水要形成一層連續(xù)不斷的水膜，把排出空氣通過的通道隔板的整個表面都用水覆蓋住。
從排出空氣通道流出的多余的水可以收集起來，然后再返回到排出空氣通道的入口處。另外一個辦法是把多余的水灑在安裝空調(diào)裝置的建筑物的屋頂上，該空調(diào)裝置中裝有熱交換器。
除了有效地冷卻了排出的空氣因而也冷卻了進入的空氣以外，用上述方式供送的水還有一個非常有效的好處，那就是它能使排出空氣的通道的壁保持干凈，從而可以避免灰塵沉積以致降低熱交換器的效率。在發(fā)生火災(zāi)的情況下，這些水還能保護熱交換器不致過熱而失靈。
在某些時候，特別是在冬天寒冷季節(jié)里，可能會希望加熱、進入的空氣，使其溫度高于僅用排出空氣的熱回收所能達到的溫度。在大家所知道的空調(diào)裝置中，常常是用電加熱器來進行這種補充加熱，這個電加熱器安置在熱交換器下游方向的進風(fēng)管道中，當(dāng)需要進行補充加熱的時候，就會通電使電加熱器進行工作。
不過，用電加熱器來進行這種補充加熱不總是可行和方便的。
本發(fā)明的另一個目的就在于提供一種不使用電能的簡單而有效的補充加熱方法，同時要提供一種實現(xiàn)這種方法的裝置。
按照本發(fā)明，達到這一目的的辦法是在排出空氣進入熱交換器的排出空氣通道以前，在入口處對其進行加熱，這種加熱是采用一個燒咀，最好是用煤氣燒咀進行的。
進入空氣的補充加熱就是這樣通過加熱排出空氣的方式進行的，而排出空氣是在進入熱交換器中與進入空氣進行熱交換以前用燒咀予以加熱的。由于排出空氣的管道和氣流通道是與進入空氣完全分隔開的，因此進入的空氣就不可能受到燃燒氣體或燃燒產(chǎn)物的污染。
現(xiàn)在對照以下附圖詳細描述本發(fā)明的處理方法和裝置。


圖1中的斷面示意圖是本發(fā)明實施中的空調(diào)設(shè)備的部分立剖面圖;
圖2所示是圖1中的空調(diào)裝置的平面圖;
圖3所示是圖1和圖2中的空調(diào)裝置的換熱式熱交換器，沿圖1中Ⅲ-Ⅲ剖面線的剖面局部放大圖;
圖4所示是圖3中的熱交換器的熱交換片或熱交換盒的進一步放大圖;
圖5所示是本發(fā)明的空調(diào)裝置的第二個實施例的系統(tǒng)示意圖;
圖6和圖7是圖5所示空調(diào)裝置的熱交換器的垂直剖面示意圖，兩個圖分別是熱交換器氣流通道的橫向和縱向剖面。
圖示空調(diào)裝置是用來向套房、辦公室或工業(yè)廠房內(nèi)供送空氣的，并且很可能是安裝在套房或住房建筑物頂部的封密空間中。在圖1中，用點劃線來表示安裝空調(diào)裝置的這一密封空間的邊界。
參照圖1-4，從外面進來的適于用作進入空氣的氣流是通過入口K進入所述密封空間的，這個入口K是在該空間的一面墻壁上開設(shè)的，空氣進入空調(diào)裝置的入口和檢查部分11。這是空調(diào)裝置的進入空氣流動方向上的第一部分，在圖1和圖2中，這是從左到右的第一部分。
在入口和檢查部分11的后面是一個交流型的板式熱交換器12，進入的空氣在水平方向通過它進入空氣通道，有關(guān)這一熱交換器的詳細情況將在后面說明。隨后是一個電加熱器13用來對空氣進行補充加熱，也就是把從熱交換器的進入空氣通道出來的空氣進行加熱(通常只在寒冷的冬季才需要這種補充加熱)。在加熱器13的后面裝有一個閘板裝置14用來關(guān)閉進氣系統(tǒng)，再往后是一個噴水加濕裝置15，一個進氣風(fēng)機部分16，它裝有一臺風(fēng)機17，最后就是一個消音和過濾部分18，這里裝有一個消音器19和一個過濾器20，這個過濾器可以接通或者關(guān)閉。
在熱交換器12的排出空氣通道的外面是排氣系統(tǒng)的入口箱體21，這個箱體就裝在熱交換器的上方，排出的空氣在垂直方向通過熱交換器的排出空氣通道。入口箱體21設(shè)置在一面垂直的墻壁處，以便與排風(fēng)管道22相連接，箱體的下面是開口的，它與熱交換器的垂直的排出空氣通道相連通。
排風(fēng)系統(tǒng)的其他部分還包括一個收集箱23，它位于熱交換器的下面，與熱交換器的排出空氣通道保持連通關(guān)系，此外還有一臺排風(fēng)機24，排風(fēng)機的吸風(fēng)口與收集箱23相連，而其壓力端則與排風(fēng)管道25相連通，這一排風(fēng)管道穿過上述入口和檢查部分11，這樣，在排出的空氣與通過入口和檢查部分11進入熱交換器12的空氣之間就可以進行熱交換。
入口和檢查部分11可以通過一個旁路管道27與進氣風(fēng)機部分16直接相連，在入口和檢查部分11那里有一個檢查孔26，而在旁路管道上設(shè)有一個閘板28，因此在需要的時候，至少可以使一部分外部空氣暫時地直接通到進氣風(fēng)機部分那里。這樣做可能暫時降低熱交換器的效率，從而在外界溫度低的情況下減小凍結(jié)的危險，或者可以阻止進入空氣的溫度升得過高。
圖3和圖4所示是熱交換器12中導(dǎo)熱部件的詳圖。
一些板狀的平面盒體30一個挨一個地構(gòu)成一個箱體。圖4所示是從入口和檢查部分11那邊看過來的一個盒體30。這些盒體垂直地安裝在一個框架31中，盒體之間相隔一定的距離。盒體外側(cè)的平滑金屬板墻32和33限定了一些垂直的排出空氣的通道34，這些通道的寬度不論在其高度上(在圖2中是在垂直方向上測量)還是在其長度上(在圖2中是在水平方向上測量)都是均勻一致的，并且具有平滑的側(cè)表面。
如圖4所示，每一個盒體30的板墻32、33都是用單張金屬帶材制成，這些帶材在盒體上下的兩個管狀件35上折轉(zhuǎn)過來，帶材的兩端在盒體的一側(cè)相互搭接在一起。在盒體板墻32，33之間有折彎的或呈波紋狀的金屬帶材36在水平方向與盒體一同延伸，從一個管狀件35一直延伸到另一個管狀件。進入的空氣就是在這樣形成的水平方向的光滑通道37中通過，通道37的一側(cè)是折彎的金屬帶材36，而另一側(cè)是盒體32、33的內(nèi)壁。
構(gòu)成盒體板墻32、33的金屬帶材的搭接端部分要在整個搭接區(qū)牢固地連接在一起。另外，金屬帶材要與管狀件35和折彎的金屬帶材以及框架31和盒體之間都牢固地連接起來。這些部位的連接最好是使用一種聚胺酯粘合劑。
由于采用上面所講的這種結(jié)構(gòu)的盒體30和連接方法，熱交換器裝配起來以后可以做到不會有空氣從排氣通道34流到進氣通道37的情況，所以也就不會發(fā)生進入空氣被排出空氣污染的問題。由于熱交換器在氣流方向的表面都很平滑，因此不需要采取任何在操作中保持進入空氣通道干凈的特殊措施，即使是在入口側(cè)沒有空氣過濾器的情況下也是如此。已經(jīng)證明，這種熱交換器可以長期工作(幾年之久)而在進氣通道的板墻上不會形成顯而易見的灰塵沉積。在一般情況下，排出的空氣中的含塵量要比外界空氣大些，但是由于排氣通道34的表面也是平滑的，所以如下面所要說明的，這些通道也可保持干凈而且保潔的方法既簡單又經(jīng)濟。
安裝在熱交換器12的入口箱體21中的一組噴水噴咀40與一根上水管41相連接，管路上裝有電氣操作的閥(電磁閥)42，這一組噴咀的位置是這樣考慮的，它們噴出的水是很細的水流，可以把排氣通道整個斷面上的表面都淋上水，使得有一層向下流動的薄水膜覆蓋著排氣通道兩側(cè)板墻的整個表面。位于熱交換器盒體30下方的收集箱23可以收集排出的空氣和多余的水，它被用作為一個儲水池。所以它是通過一個由浮子控制液面的進水閥(圖上未示)與一根保持恒壓的水管相連接，通過這個進水閥來保持收集箱中的恒定水位。由一臺電動水泵43將收集箱中的水抽出，并且在閥門42打開的時候?qū)⑺突氐絿娋椎纳纤?1中。
在電氣控制和監(jiān)測系統(tǒng)(圖上未示)的控制下把水供送到熱交換器12的排氣通道34中，上述的電控和監(jiān)測系統(tǒng)是具有上述空氣處理裝置的空調(diào)設(shè)備的組成部分。當(dāng)進入的空氣需要冷卻的時候就得向排出空氣進行噴水，另外在需要沖刷排氣通道34的板墻32，33時也得噴水。為了后一個目的的噴水可以與前一個目的的噴水合并在一起進行，但是，為后一個目的，也可以在一個或長或短的時間內(nèi)單獨地進行噴水，這取決于排出空氣中灰塵的實際含量或預(yù)計含量的大小。由于排氣通道34的垂直板墻是平滑的，并且在熱交換器盒體30的上游一側(cè)配置了噴水的噴咀40，所以就能保證排出空氣的通道十分干凈，從而保持熱交換器工作的高效率。
從排氣通道34板墻上沖刷下來的灰塵沉積在收集箱23中，在維修或檢查空調(diào)設(shè)備的時候就可以將其從收集箱中清除出去。
在入口箱體21中還裝有另外一組噴水噴咀(圖上未示)，它通過一個閥門(圖上未示)單獨連接到水源上，這個閥門由一個火探測器或煙探測器來控制。這一組噴咀布置成噴灑器的形式，在發(fā)生火災(zāi)的情況下進行噴水以保護熱交換器不致被燒壞，從而也可避免排出的空氣從排氣管道系統(tǒng)流到進氣管道系統(tǒng)之中，在失火的情況下，排出的空氣中有可能混有煙氣和/或有毒的氣體，因此防止空氣混流是很重要的。由于對熱交換器采取了這種保護措施，因而就有可能省去排出空氣的旁路通道，在防火規(guī)范中一般都規(guī)定如果熱交換器不能承受超過600℃的溫度，則熱交換器必須設(shè)有旁路通道。所以，按照本發(fā)明，就有可能用鋁來制做熱交換器，而不用設(shè)置橫跨熱交換器的排氣旁路通道。
如果閥門42的控制設(shè)備這樣安排，即當(dāng)發(fā)生火災(zāi)或者溫度超過以后就能自動打開閥門42并啟動水泵43，那么上面所講的保護功能也可以由噴咀40、上水管41和水泵43這一系統(tǒng)來實現(xiàn)。另外一個辦法是除了與水泵43相連接外，噴咀40再單獨地與主水源管道相連通，這里有一個常閉的閥門，它由火探測器或煙探測器來進行控制。
用來對進入空氣進行噴水加濕的裝置15也可以是一些噴水噴咀45，它們安裝在進氣管道的上部，與上水管46相連接，在水管上裝有一個電氣操作的閥(電磁閥)47并且與水泵43相連。這樣，這些噴咀的供水就與排氣通道34的噴咀系統(tǒng)的供水是一個系統(tǒng)。多余的水收集在下面，然后通過排水管48流入收集箱23中。向噴水加濕裝置15供水由上面所講的電控和監(jiān)測系統(tǒng)進行控制。
進氣風(fēng)機部分16和它的風(fēng)機17可以采用一般的設(shè)備，風(fēng)機17的出口處有一個消音器19，這個消音器具有管道的斷面，做成一個噴射器的樣子，在其內(nèi)表面上覆蓋一層吸音材料。
當(dāng)進入的空氣按照衛(wèi)生條件不要求進行過濾的時候，那個過濾器20就可以不用，予以斷開，一般在一年的大部分時間是不需要過濾空氣的，而在花粉季節(jié)里，由于衛(wèi)生原因就需要對進入的空氣進行過濾。因此，在空調(diào)裝置的整個工作時間里，除了一段比較短的時間外，一般是不需要過濾器的。在裝有過濾器20的情況下(所示過濾器20是非限定性的)，要想斷開過濾器或者使其不工作，只需移動支架50(在進氣管道的縱向上)，打開一個側(cè)通道就可以了，上述支架50用來支撐過濾器51，支架與固定的管道部分52配合動作。
支架50的移動可以借助于任何一種致動裝置來實現(xiàn)，比如可以用一般的閘板致動裝置(圖上未示)，它可以自動地動作，也可以由人工操作。
過濾器之所以能夠在相當(dāng)長的時間里斷開不用而又不會因此產(chǎn)生任何嚴(yán)重影響，一方面是由于外界的空氣一般不需要為了衛(wèi)生的原因而進行過濾，另一方面是由于不需要通過過濾的辦法來保護上面所講的熱交換器12，這是因為熱交換器的進氣通道34的板墻在氣流方向是平滑的，因此不容易被灰塵覆蓋。
除了外界空氣溫度太低，只通過熱交換器12進行加熱已經(jīng)不夠的時候以外，上述加熱器13一般是不需要使用的，因此可以采用普通的加熱裝置。不過，加熱器的加熱表面在空氣流動方向應(yīng)該是平滑的，以避免灰塵沉積在其表面上。
圖5所示空調(diào)裝置的使用和配置方式與圖1-4所示的空調(diào)裝置相同。
用作進入空氣的外界空氣通過一個閘板裝置61和一個過濾器62進入一個板式熱交換器63。除了下面將要說明的一些不同點和區(qū)別以外，這個熱交換器與前面所講的熱交換器12相似。
進入的空氣在水平方向通過熱交換器63的進氣通道以后，便通過一個加熱器64和一個進氣風(fēng)機65，然后進入需要進行空調(diào)的空間。
排出的空氣通過排氣閘板裝置66進入位于熱交換器板式裝置67上方的入口箱體68中，然后再從這里向下通過板式熱交換器的垂直的排氣通道。從板式熱交換器67出來的排氣進入設(shè)在板式熱交換器67下面的收集箱69中，然后從那里被送入排氣風(fēng)機70并排入外面的大氣中。如果需要的話，從排氣風(fēng)機排出的一部分空氣還可以通過一個返回空氣閘板71而進入熱交換器63上游方向的進氣管道中。
在需要的時候，有一部分排出的空氣可以借助于旁路閘板裝置72繞過熱交換器63而直接通向排氣風(fēng)機70。
就象前面所講的熱交換器12一樣，熱交換器63的板式裝置67也是由一些板狀的平面盒體73所組成，這些盒體垂直地排列在一起，盒體之間留有不大的間距，從而在盒體之間形成了一些寬度均勻一致的直立的排氣通道74。在每一個盒體73中，盒體的側(cè)墻就限定了進入空氣的通道75。在盒體的兩個側(cè)墻之間裝有折彎的或者呈波紋的金屬帶材(圖上未示)把每一個通道75分隔成一些小的通道，這些通道在進氣的流動方向是很平滑的。
如同圖1-4中所示的熱交換器12一樣，圖5-7所示的熱交換器63也配備有向排氣通道74供送水的裝置，以便在通道板墻上形成一層薄的水膜，把板墻的整個表面都用水覆蓋住，水是從通道的上方或入口端流到通道的下方或出口端。
為了達到這個目的，在板式熱交換器的正上方安裝有一對平行的水平的分配槽76，分配槽橫貫整個的板式裝置。分配槽76兩個側(cè)邊77的上部被做成鋸齒狀，形成了很多缺口78，分配槽76中的水就是通過這些缺口溢流出來，沿著排氣通道74板墻的上部邊緣的整個長度均勻地分布，在板墻的整個表面上形成一層水膜。
由于分配槽76還伸到了板式裝置67入口側(cè)的那一部分，所以它還可以使排出的空氣均勻分布在通道74上。
通過上水管79和水泵80來向上述分配槽76送水。水泵80從板式裝置67下面的收集箱69底盤81中抽水，這里的水是由排氣通道74排出來的水收集起來的。通過一個液面調(diào)節(jié)器(圖上未示)使收集箱底盤中充滿水，這里通過冷水管道82與主水源相連，在管路上設(shè)有一個電磁閥83。由于向排氣通道74供水系統(tǒng)是敞開的不帶壓力的系統(tǒng)，因此通常發(fā)生在噴水噴咀上的問題都可得以避免;這種噴咀容易被阻塞，必須供送高壓水，而高壓水又會帶來密封問題，此外還要占用相當(dāng)大的空間。
當(dāng)流經(jīng)排氣通道74的水所帶走的熱量不足以使進入的空氣的溫度降到要求溫度的時候(比如當(dāng)排出空氣的相對濕度較高的時候)，也可以從水管82那里供送冷水。
當(dāng)外界空氣的溫度和相對濕度比較高的時候，可以利用一個裝有冷凍機R的單獨的熱交換器84，在進入熱交換器63中以前對水進行冷卻。在這種情況下，溫度比較高的排出空氣可以借助于旁路閘板裝置72繞過熱交換器63。
在新水供送了一段時間以后，可以用一個分配水管85把從底盤81流出的多余的水灑到裝有空調(diào)設(shè)備的建筑物的房頂86上。這樣就可以防止熱量從房頂傳到下面的空間，因為這是我們所不希望的。
如圖6和圖7所示，在熱交換器63的入口箱68中安裝了一個燒咀，最好是一個燃氣燒咀87，它與一根供送燃料的管道88相連接。這個燒咀87用來在排出空氣進入熱交換器63板式裝置67以前在在入口箱68內(nèi)對排出空氣進行加熱，也就是前面所講的需要對進入的空氣進行補充加熱的時候?qū)ε懦隹諝膺M行加熱，上述燒咀可以是一般的燒咀，配備有適當(dāng)?shù)狞c火和滅火裝置(圖上未示)，還有燃料控制裝置等。燃燒所需要的氧氣可以從排出的空氣中得到，但是也可以單獨地供給燃燒用的空氣，這并不超出本發(fā)明的范圍。
在圖1-4所示的空調(diào)設(shè)備或者其他配備有換熱式熱交換器的空調(diào)設(shè)備上可以安裝一個圖6-7中所示的那種燒咀87，用來在排出空氣進入熱交換器的熱交換裝置以前對其進行加熱，這一點當(dāng)然也屬于本發(fā)明的范圍之內(nèi)。由于這種燒咀一般只在較短的時間內(nèi)使用，并且也只是用來提高比較少的溫度，因此它的尺寸不大，可以用可移動的容易更換的燃料容器來供給所需要的燃料。
權(quán)利要求
1.一種在換熱式熱交換器中調(diào)節(jié)進入空氣溫度的空調(diào)方法，該熱交換器具有進入空氣所用的第一組通道和排出空氣所用的第二組通道，第二組通道與第一組通道配置成換熱式熱交換的關(guān)系，這種方法是在進入空氣需要冷卻的時候就對排出的空氣進行噴水加濕，其特征在于排出空氣的加濕是向熱交換器(13，63)的第二組通道(34，74)直接供水。
2.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所供的水是噴灑在第二組通道(34)的板墻(32，33)上。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于在第二組通道(34，74)板墻(32，33)上所形成的一層水膜把板墻的整個表面基本上都覆蓋起來，這一水膜與排出的空氣是一道地從第二組通道中流過的。
4.按照權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于向通道板墻供送的水是從第二組通道(74)入口端的分配槽(76)靠重力流到板墻上的。
5.按照權(quán)利要求1到4中的任何一項所述的方法，其特征在于水在送入第二組通道(74)以前要先通過一個冷卻器(84)。
6.按照權(quán)利要求1到5中的任何一項所述的方法，其特征在于從第二組通道(74)中流出來的水被灑到建筑物的房頂(86)上。
7.按照權(quán)利要求1到6中任何一項所述的一種在換熱式熱交換器中調(diào)節(jié)進入空氣溫度的空調(diào)方法，該熱交換器具有進入空氣所用的第一組通道和排出空氣所用的第二組通道，第二組通道與第一組通道配置成換熱式熱交換的關(guān)系，其特征在于當(dāng)進入的空氣需要加熱時，要在排出的空氣進入第二組通道(74)之前就對排出空氣進行加熱，加熱的方式可以用燒咀(87)，并且最好是采用煤氣燒咀。
8.一種換熱式的熱交換器，它具有進入的空氣所用的第一組通道和排出的空氣所用的第二組通道，第二組通道與第一組通道配置成換熱式熱交換的關(guān)系，其特征在于水是通過一種供水系統(tǒng)(40-43，76-80)直接送到第二組通道(34，74)上的。
9.按照權(quán)利要求8所述的熱交換器，其特征在于第一組和第二組通道(34，74)都是由熱交換器的平板(30，73)限定的，這些通道具有垂直而平行的板墻，在進入空氣和排出空氣的流動方向上這些板墻都是平滑的，其特征還在于在第二組通道(34，74)的入口附近有供水的裝置(40，76-78)用來向通道板墻(32，33)上端供水，基本上是沿板墻的整個長度進行噴水。
10.按照權(quán)利要求9所述的熱交換器，其特征在于它的供水系統(tǒng)至少具有一個開口的水平槽(76)，這個槽子的長度與第二組通道(74)在一個方向的水平長度相對應(yīng)，槽子的兩側(cè)邊具有一些缺口(78)，這些缺口沿槽子的長度方向分布著，位于第二組通道(74)板墻的正上方。
11.按照權(quán)利要求10所述的熱交換器，其特征在于它至少具有兩個槽子(76)，這些槽子橫向伸到第二組通道(74)板墻的平面之中。
12.按照權(quán)利要求8到11中任何一項所述的熱交換器，其特征在于在第二組通道(34，74)的下面有一個收集箱(23，81)用來收集從這些通道流出來的水，并且通過與收集箱相連接的裝置(41-43，79-80)把收集到的水再送回到第二組通道的入口端。
全文摘要
一種在換熱式熱交換器(63)中調(diào)節(jié)進入空氣溫度的空調(diào)方法，進入的空氣和排出的空氣以熱交換的關(guān)系通過該熱交換器，當(dāng)進入的空氣需要冷卻時，向排出空氣通道(74)的垂直板墻上噴水，而當(dāng)進入的空氣需要加熱時，用燒嘴(87)，最好采用煤氣燒嘴，在排氣通道(74)的入口附近對排出的空氣加熱。實現(xiàn)這種方法的換熱式熱交換器(63)包括向排氣通道(74)的板墻噴水形成水膜的裝置以及用來在這些通道入口的前面加熱排出空氣的燒嘴(87)。
文檔編號F24F3/06GK1051078SQ8910793
公開日1991年5月1日 申請日期1989年10月14日 優(yōu)先權(quán)日1989年10月14日
發(fā)明者?？怂固埂て丈?申請人:希克斯坦·普森