專(zhuān)利名稱(chēng)：空調(diào)蒸發(fā)式冷凝系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及空調(diào)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種空調(diào)蒸發(fā)式冷凝系統(tǒng)及方法。
背景技術(shù)：
空調(diào)系統(tǒng)需要用冷凝器對(duì)空調(diào)的制冷劑進(jìn)行冷凝處理以便循環(huán)使用制冷劑。早期的冷凝方式是風(fēng)冷式，即對(duì)冷凝器直接進(jìn)行吹風(fēng)，由高速流動(dòng)的空氣帶走熱量。在此方式中，向外界環(huán)境排放的熱風(fēng)溫度較高，不利于環(huán)保；而且其冷卻效率有限，用于大功率空調(diào)裝置中，嚴(yán)重影響空調(diào)系統(tǒng)的效能。此外，也有水冷式冷凝技術(shù)，其主要技術(shù)手段是用諸如水等常規(guī)冷卻液流經(jīng)冷凝器外壁，從而帶走冷凝熱量。然后，吸收了冷凝熱量的冷卻液經(jīng)冷卻塔降溫后再循環(huán)使用。 這種水冷式冷凝技術(shù)需要裝設(shè)專(zhuān)門(mén)的冷卻塔及其配套的冷卻水泵及冷卻塔風(fēng)機(jī)等，不僅需占用很大空間，而且能耗較高。目前，也有應(yīng)用蒸發(fā)式冷凝技術(shù)，其將諸如水等常規(guī)冷卻液噴淋于冷凝器表面而形成液膜，液體蒸發(fā)可吸收大量熱量，從而提高冷卻效率。但是，冷卻液通常需循環(huán)使用，系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，冷卻液溫度會(huì)逐漸升高而導(dǎo)致冷卻效率下降。中國(guó)實(shí)用新型200520053711. 1號(hào)提供一種板片式換熱器，包括板式換熱管片、外部流體通道，外部流體通道位于板式換熱管片外部，所述外部流體通道設(shè)置有填料。這種板片式換熱器工作時(shí)，噴淋于板式換熱管片上并流淌下來(lái)的冷卻液由于吸收了板式換熱管片內(nèi)高溫制冷劑的熱量而具有較高的溫度，但噴淋于外部流體通道的填料上并流淌下來(lái)的冷卻液則由于經(jīng)過(guò)空氣的冷卻而溫度較低，兩部分的冷卻液混合后可在一定程度上降低冷卻液的整體溫度，以使冷卻液對(duì)板式換熱管片內(nèi)的空調(diào)制冷劑始終保持一定的冷卻效率，使換熱器的作用保持穩(wěn)定。然而，這種板式換熱器的熱交換效率仍有所不足，空調(diào)能效比仍有提升空間，而且排放的熱風(fēng)溫度仍然較高，嚴(yán)重影響外部環(huán)境。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實(shí)施例所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于，提供一種空調(diào)蒸發(fā)式冷凝系統(tǒng)，以提升冷凝器的冷凝效率，降低水冷空調(diào)系統(tǒng)的總消耗功率。本發(fā)明實(shí)施例另一個(gè)所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于，提供一種空調(diào)蒸發(fā)式冷凝方法， 以提升冷凝器的冷凝效率，降低水冷空調(diào)系統(tǒng)的總消耗功率。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明首先提供如下技術(shù)方案一種空調(diào)蒸發(fā)式冷凝系統(tǒng)， 包括設(shè)有入風(fēng)口和出風(fēng)口的機(jī)殼、設(shè)于機(jī)殼內(nèi)的冷凝器以及用于冷卻流動(dòng)于冷凝器內(nèi)的制冷劑的冷卻液循環(huán)裝置。所述冷卻液循環(huán)裝置包括套在冷凝器外部以供流經(jīng)的冷卻液吸收冷凝器中制冷劑熱量的換熱器、設(shè)于機(jī)殼內(nèi)用于匯集及存儲(chǔ)冷卻液并通過(guò)管路為換熱器供應(yīng)冷卻液的容器、填充于入風(fēng)口內(nèi)的透氣填料、通過(guò)管路與換熱器出口端連接以向透氣填料頂面噴淋冷卻液的噴頭組件以及促使冷卻液從容器流出并沿相應(yīng)管路依次流經(jīng)換熱器和噴頭組件的循環(huán)泵。
進(jìn)一步地，所述透氣填料為無(wú)機(jī)材料制成的蜂窩板狀透氣填料。進(jìn)一步地，所述循環(huán)泵設(shè)于連接換熱器與噴頭組件的管路中。進(jìn)一步地，所述冷卻液循環(huán)裝置還包括有向容器內(nèi)補(bǔ)充冷卻液的補(bǔ)液管以及用于控制所述補(bǔ)液管啟閉的補(bǔ)液控制閥。進(jìn)一步地，所述控制閥為浮球閥或電磁閥或電動(dòng)閥或手動(dòng)閥。進(jìn)一步地，所述冷卻液循環(huán)裝置還包括將容器內(nèi)的冷卻液排放出去的外排管及控制外排管啟閉的外排控制閥，所述外排控制閥為電磁閥或電動(dòng)閥或手動(dòng)閥。進(jìn)一步地，所述機(jī)殼呈長(zhǎng)方體狀，機(jī)殼四個(gè)側(cè)面均設(shè)有入風(fēng)口，而所述出風(fēng)口設(shè)于機(jī)殼頂面。進(jìn)一步地，所述出風(fēng)口內(nèi)設(shè)有風(fēng)機(jī)。進(jìn)一步地，所述冷卻液為水。另一方面，本發(fā)明還提供一種基于以上任一項(xiàng)所述的空調(diào)蒸發(fā)式冷凝系統(tǒng)的空調(diào)蒸發(fā)式冷凝方法，包括如下步驟
將空調(diào)運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的高溫制冷劑輸入冷凝器；
由在冷卻液循環(huán)裝置中循環(huán)流動(dòng)的冷卻液對(duì)冷凝器進(jìn)行冷卻，促使冷凝器內(nèi)的高溫制冷劑降溫液化以供循環(huán)使用；
將吸收了冷凝器中制冷劑熱量的冷卻液噴淋于入風(fēng)口的透氣填料頂部，使冷卻液順著透氣填料流淌形成冷卻液濕簾；
促使外界空氣流經(jīng)透氣填料吸收冷卻液的熱量，然后再?gòu)某鲲L(fēng)口排出，而冷卻液自透氣填料流淌下來(lái)后匯集于容器內(nèi)以供循環(huán)使用。通過(guò)采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明至少具有如下有益效果本發(fā)明直接將吸收了冷凝器中制冷劑熱量而升溫的冷卻液噴淋于入風(fēng)口處的透氣填料上形成冷卻液濕簾，外界流經(jīng)透氣填料的空氣對(duì)冷卻液進(jìn)行冷卻，從而使再次匯集以備循環(huán)使用的冷卻液始終保持較低溫度，由于冷凝溫度的降低可以降低制冷系統(tǒng)的冷凝壓力和壓縮機(jī)的排氣壓力，使壓縮機(jī)達(dá)到更高的能效比，最大程度地減少壓縮機(jī)的輸入功率，使得本冷凝系統(tǒng)的能耗大大低于傳統(tǒng)的同類(lèi)系統(tǒng)。而且外排的熱風(fēng)溫度較低，更加環(huán)保。


圖1是本發(fā)明空調(diào)蒸發(fā)式冷凝系統(tǒng)的立體圖。圖2是本發(fā)明空調(diào)蒸發(fā)式冷凝系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理示意圖。圖3是本發(fā)明空調(diào)蒸發(fā)式冷凝系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)透氣填料填充示意圖。
具體實(shí)施例方式請(qǐng)參考圖廣圖3所示的本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，本發(fā)明提供一種空調(diào)蒸發(fā)式冷凝系統(tǒng)，包括設(shè)有機(jī)殼1、設(shè)于機(jī)殼1內(nèi)的冷凝器2以及用于冷卻流動(dòng)于冷凝器2內(nèi)的制冷劑的冷卻液循環(huán)裝置(圖未標(biāo)示)。所述機(jī)殼1整體通常為長(zhǎng)方體狀，機(jī)殼1的四個(gè)側(cè)面均設(shè)有入風(fēng)口 10，入風(fēng)口 10 的外端口通常設(shè)有柵網(wǎng)以起保護(hù)作用；而機(jī)殼1的頂面設(shè)有出風(fēng)口 12，所述出風(fēng)口 12內(nèi)設(shè)有風(fēng)機(jī)14以促使外界的空氣從入風(fēng)口 10進(jìn)入機(jī)殼內(nèi)再?gòu)某鲲L(fēng)口 12排出。
所述冷凝器2是用于供空調(diào)的制冷劑進(jìn)行熱交換實(shí)現(xiàn)冷凝。所述冷卻液循環(huán)裝置包括套在冷凝器2外部以供流經(jīng)的冷卻液吸收冷凝器2中制冷劑熱量的換熱器30、設(shè)于機(jī)殼1內(nèi)用于匯集及存儲(chǔ)冷卻液并通過(guò)管路31為換熱器30供應(yīng)冷卻液的容器32、填充于機(jī)殼1的入風(fēng)口 10內(nèi)的透氣填料33、通過(guò)管路34與換熱器30 出口端連接以向透氣填料33頂面噴淋冷卻液的噴頭組件35以及促使冷卻液從容器32流出并沿相應(yīng)管路31、34依次流經(jīng)換熱器30和噴頭組件35的循環(huán)泵36。所述透氣填料33 優(yōu)選為無(wú)機(jī)材料制成的蜂窩板狀透氣填料。如圖2所示，所述噴頭組件35優(yōu)選為開(kāi)設(shè)有多個(gè)噴孔的噴淋管。所述循環(huán)泵36設(shè)于連接換熱器30與噴頭組件35的管路34中。所述冷卻液循環(huán)裝置3中循環(huán)使用的冷卻液優(yōu)選為水。所述冷卻液循環(huán)裝置3還可進(jìn)一步包括向容器32內(nèi)補(bǔ)充冷卻液的補(bǔ)液管37、用于控制所述補(bǔ)液管37啟閉的補(bǔ)液控制閥370、用于將容器32內(nèi)的冷卻液排放出去的外排管38及控制所述外排管38啟閉的外排控制閥380。所述補(bǔ)液控制閥370以及外排控制閥 380均可選用浮球閥或電磁閥或電動(dòng)閥或手動(dòng)閥等常見(jiàn)的閥門(mén)組件，補(bǔ)液控制閥37優(yōu)選采用浮球閥。另一方面，本發(fā)明還提供一種基于上述空調(diào)蒸發(fā)式冷凝系統(tǒng)的空調(diào)蒸發(fā)式冷凝方法，包括如下步驟
將空調(diào)運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的高溫制冷劑輸入冷凝器2 ；
由在冷卻液循環(huán)裝置3中循環(huán)流動(dòng)的冷卻液對(duì)冷凝器2進(jìn)行冷卻，促使冷凝器2內(nèi)的高溫制冷劑降溫液化以供循環(huán)使用；
將吸收了冷凝器2中制冷劑熱量的冷卻液噴淋于入風(fēng)口 10的透氣填料33頂部，使冷卻液順著透氣填料33流淌形成冷卻液濕簾；
促使外界空氣流經(jīng)透氣填料33吸收冷卻液的熱量，然后再?gòu)某鲲L(fēng)口 12排出，而冷卻液自透氣填料流淌下來(lái)后匯集于容器32內(nèi)以供循環(huán)使用。本發(fā)明將冷卻液均勻分布在透氣填料表面，形成數(shù)百倍面積的液體薄膜的濕簾， 風(fēng)機(jī)驅(qū)動(dòng)空氣流掠過(guò)濕簾促使液體薄膜蒸發(fā)，從而可迅速降低冷卻液溫度。經(jīng)測(cè)試，從換熱器輸出的冷卻液溫度約為45°C，而該冷卻液流經(jīng)透氣填料33經(jīng)蒸發(fā)冷卻后，匯集于容器 2中的冷卻液的溫度可降低至環(huán)境濕球溫度，例如在室外干球溫度為35°C、環(huán)境濕度為50% 的情況下，濕球溫度為25°C。冷凝溫度的降低可以降低制冷系統(tǒng)的冷凝壓力和壓縮機(jī)的排氣壓力，使壓縮機(jī)達(dá)到更高的能效比，最大程度地減少壓縮機(jī)的輸入功率。根據(jù)壓縮機(jī)壓焓圖可知，冷凝溫度每降低1°C，壓縮機(jī)能效比可提高2. 3%左右，采用傳統(tǒng)冷凝系統(tǒng)的空調(diào)的冷凝溫度為54. 4 而使用了本發(fā)明冷凝系統(tǒng)的空調(diào)產(chǎn)品，在最嚴(yán)酷的情況下，也能將冷凝溫度降至35°C，由此，壓縮機(jī)能效比提高了 48%以上，系統(tǒng)能效比提高了 35%以上。在輸出同等冷量的前提下，本發(fā)明冷凝系統(tǒng)所需的風(fēng)機(jī)風(fēng)量約為傳統(tǒng)風(fēng)冷式冷凝系統(tǒng)的1/4，而所需的循環(huán)冷卻液量?jī)H為傳統(tǒng)水冷式冷凝系統(tǒng)的1/2，單位KW冷量的能耗僅為0. 014KW。采用本發(fā)明冷凝系統(tǒng)進(jìn)行的檢測(cè)試驗(yàn)中，在2300千克/平方米 小時(shí)的噴淋密度下，進(jìn)風(fēng)速度為1.5米/秒時(shí)，在標(biāo)準(zhǔn)工況下(環(huán)境干球溫度27°C，濕球溫度19. 5°C)，冷卻液流經(jīng)80cmX60cmX IOcm的透氣填料33后，溫度可由45°C下降至30°C以?xún)?nèi)。本發(fā)明使得空調(diào)制冷劑的熱交換效率達(dá)到最高，而且與傳統(tǒng)水冷中央空調(diào)相比，無(wú)需設(shè)置冷卻塔和冷卻水泵，結(jié)構(gòu)更為緊湊，可大大減少了設(shè)備外形尺寸，提高設(shè)備空間使用率，而且蒸發(fā)式冷凝方式可將制冷劑溫度降到接近環(huán)境濕球溫度。
權(quán)利要求
1.一種空調(diào)蒸發(fā)式冷凝系統(tǒng)，包括設(shè)有入風(fēng)口和出風(fēng)口的機(jī)殼、設(shè)于機(jī)殼內(nèi)的冷凝器以及用于冷卻流動(dòng)于冷凝器內(nèi)的制冷劑的冷卻液循環(huán)裝置，其特征在于，所述冷卻液循環(huán)裝置包括套在冷凝器外部以供流經(jīng)的冷卻液吸收冷凝器中制冷劑熱量的換熱器、設(shè)于機(jī)殼內(nèi)用于匯集及存儲(chǔ)冷卻液并通過(guò)管路為換熱器供應(yīng)冷卻液的容器、填充于入風(fēng)口內(nèi)的透氣填料、通過(guò)管路與換熱器出口端連接以向透氣填料頂面噴淋冷卻液的噴頭組件以及促使冷卻液從容器流出并沿相應(yīng)管路依次流經(jīng)換熱器和噴頭組件的循環(huán)泵。
2.如權(quán)利要求1所述的空調(diào)蒸發(fā)式冷凝系統(tǒng)，其特征在于，所述透氣填料為無(wú)機(jī)材料制成的蜂窩板狀透氣填料。
3.如權(quán)利要求1所述的空調(diào)蒸發(fā)式冷凝系統(tǒng)，其特征在于，所述循環(huán)泵設(shè)于連接換熱器與噴頭組件的管路中。
4.如權(quán)利要求1或2或3所述的空調(diào)蒸發(fā)式冷凝系統(tǒng)，其特征在于，所述冷卻液循環(huán)裝置還包括有向容器內(nèi)補(bǔ)充冷卻液的補(bǔ)液管以及用于控制所述補(bǔ)液管啟閉的補(bǔ)液控制閥。
5.如權(quán)利要求4所述的空調(diào)蒸發(fā)式冷凝系統(tǒng)，其特征在于，所述控制閥為浮球閥或電磁閥或電動(dòng)閥或手動(dòng)閥。
6.如權(quán)利要求1所述的空調(diào)蒸發(fā)式冷凝系統(tǒng)，其特征在于，所述冷卻液循環(huán)裝置還包括將容器內(nèi)的冷卻液排放出去的外排管及控制外排管啟閉的外排控制閥，所述外排控制閥為電磁閥或電動(dòng)閥或手動(dòng)閥。
7.如權(quán)利要求1所述的空調(diào)蒸發(fā)式冷凝系統(tǒng)，其特征在于，所述機(jī)殼呈長(zhǎng)方體狀，機(jī)殼四個(gè)側(cè)面均設(shè)有入風(fēng)口，而所述出風(fēng)口設(shè)于機(jī)殼頂面。
8.如權(quán)利要求1或7所述的空調(diào)蒸發(fā)式冷凝系統(tǒng)，其特征在于，所述出風(fēng)口內(nèi)設(shè)有風(fēng)機(jī)。
9.如權(quán)利要求1所述的空調(diào)蒸發(fā)式冷凝系統(tǒng)，其特征在于，所述冷卻液為水。
10.一種基于如權(quán)利要求廣9中任一項(xiàng)所述的空調(diào)蒸發(fā)式冷凝系統(tǒng)的空調(diào)蒸發(fā)式冷凝方法，其特征在于，包括如下步驟將空調(diào)運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的高溫制冷劑輸入冷凝器；由在冷卻液循環(huán)裝置中循環(huán)流動(dòng)的冷卻液對(duì)冷凝器進(jìn)行冷卻，促使冷凝器內(nèi)的高溫制冷劑降溫液化以供循環(huán)使用；將吸收了冷凝器中制冷劑熱量的冷卻液噴淋于入風(fēng)口的透氣填料頂部，使冷卻液順著透氣填料流淌形成冷卻液濕簾；促使外界空氣流經(jīng)透氣填料吸收冷卻液的熱量，然后再?gòu)某鲲L(fēng)口排出，而冷卻液自透氣填料流淌下來(lái)后匯集于容器內(nèi)以供循環(huán)使用。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種空調(diào)蒸發(fā)式冷凝系統(tǒng)及基于所述空調(diào)蒸發(fā)式冷凝系統(tǒng)的冷凝方法，所述空調(diào)蒸發(fā)式冷凝系統(tǒng)包括設(shè)有入風(fēng)口和出風(fēng)口的機(jī)殼、設(shè)于機(jī)殼內(nèi)的冷凝器及用于冷卻流動(dòng)于冷凝器內(nèi)的制冷劑的冷卻液循環(huán)裝置。冷卻液循環(huán)裝置包括套在冷凝器外部的換熱器、設(shè)于機(jī)殼內(nèi)用于匯集及存儲(chǔ)冷卻液并為換熱器供應(yīng)冷卻液的容器、填充于入風(fēng)口內(nèi)的透氣填料、與換熱器出口端連接以向透氣填料頂面噴淋冷卻液的噴頭組件及促使冷卻液從容器流出并依次流經(jīng)換熱器和噴頭組件的循環(huán)泵。本發(fā)明將換熱器輸出的冷卻液噴淋于透氣填料上形成濕簾，外界流經(jīng)透氣填料的空氣對(duì)冷卻液進(jìn)行冷卻，使冷卻液始終保持較低溫度，系統(tǒng)能耗低，能效比高。而且外排熱風(fēng)溫度較低，更環(huán)保。
文檔編號(hào)F25B39/04GK102563983SQ20111042869
公開(kāi)日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2011年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月19日
發(fā)明者王濤 申請(qǐng)人:深圳市立冰空調(diào)有限公司