[發明專利]一種復合結構濕膜表冷器

無效

• 申請號: 201410152648.0
• 申請日: 2014-04-17
• 公開（公告）號: CN103940154A
• 公開（公告）日: 2014-07-23
• 發明（設計）人: 童軍
• 申請（專利權）人: 童軍
• 主分類號: F25B39/00
• 分類號: F25B39/00;F24F1/42
• 代理公司: 長沙星耀專利事務所 43205
• 代理人: 龍芳;寧星耀

技術領域

本發明涉及空調技術領域，特別是涉及一種復合結構濕膜表冷器。

背景技術

現有空調機的冷卻方式分為風冷和水冷兩種。

風冷空調機是通過室外的散熱盤管和風機，直接向空氣散發制冷時產生的熱量。通常將散熱盤管稱為表面式空氣冷卻器（簡稱表冷器），其結構為多組銅管陣列，銅管內流動有制冷劑，銅管外漲接密集的散熱鋁翅片。風冷空調機可以夏季制冷、冬季制熱，實現一機兩用。冬季制熱時，表冷器吸收空氣中的熱量，多用于家用、小型或大型熱泵機組。由于完全是通過風機帶動空氣，讓空調機內的制冷劑在表冷器外表與空氣換熱，使得制冷效率一般僅有COP3.2左右。

水冷空調機則增加了冷卻水系統，空調機冷媒先與冷卻水換熱，再通過冷卻塔向空氣散熱。水冷空調機一般多為大型夏季單制冷空調機組（螺桿、離心機組）。水冷空調機組COP一般在5.0以上，但是水冷空調機的體積大，成本高，結構復雜。

現有的表冷器結構由肋管（空調機一般采用紫銅管）、聯箱和護板組成，肋管內流動有冷（熱）制冷劑，肋管外有翅片，通過肋管脹管與翅片緊密配合。其中肋管和翅片是主要換熱部件。常見的翅片形式有繞片式、皺槽式、軋片式和套片式等。表冷器的傳熱面結構形式有板式（如螺旋板式、板殼式、波紋板式、板翅式等）和管式（如列管式、套管式、蛇形管式、翅片管式等），空調機常用的為翅片管式，可分為平翅片、波紋翅片、沖縫型翅片和百葉窗翅片，以保證進行空氣熱交換的擾動性，使其處于紊流狀態下，較大地提高換熱效率。

為使風冷空調機更節能，目前國內外主要通過回收冷凝水或自來水噴淋（霧）兩種方式來提高風冷空調機的能耗比COP。通過回收空調制冷時室內機產生的冷凝水，采用不同方式將冷凝水（或自來水）在表冷器上（或附近）直接蒸發，利用水的蒸發吸收的潛熱，額外增強空調表冷器的散熱效果，降低空調制冷時壓縮機的排氣壓力，從而降低空調的能耗。但目前空調的冷凝水一般都直接排走，沒有進行循環利用。

現有技術中關于冷凝水的利用主要有以下幾種方式：

（1）采用超聲霧化器將冷凝水霧化后隨風機吹灑在表冷器表面。但是超聲霧化器極易損壞，造價高，難于實用化。

（2）采用微型離心式水泵將冷凝水加壓霧化噴灑在表冷器表面。但是水泵高速運行，在冷凝水斷斷續續的情況下，水泵極易損壞，難于實用化。?

（3）采用將冷凝水收集后以自流方式在表冷器上流淌。但是冷凝水有效利用率低，在表冷器上隨機流淌，滴水問題未克服。

（4）增加一個浸水式蒸發器。附加一個蒸發式冷凝器，但是這種方式使空調系統復雜化，故障率增加，損失空調整機的質量可靠性。?

（5）采用風機風葉甩出冷凝水。但是這種結構冷凝水有效利用率低，僅適用于窗式空調機，而現有的家用空調產品中，95%都是分體式空調機。

（6）將冷凝水集中，當中水使用。如沖洗澆灌等，但是這種方式不能起到節能效果。

（7）透膜加濕器。許多層水片層，它們由疏水性的聚四氟乙烯微孔膜包圍，形成一層層膜袋。水片層之間墊有波紋板，形成空氣通路，當空氣流過水片層之間，由于透濕膜水一側的水蒸汽壓力大于空氣側的水蒸汽分壓力，水蒸汽就在其壓力差的作用下從水側通過透濕膜的膜孔進入空氣側。如《暖通空調》2003年第2期第33卷發表的“房間空調器冷凝水的利用與節能”一文。但是這種方式會增加空調冷凝風機的風阻力，降低整機換熱系數，結構復雜且成本高。

（8）空調器中增設一個小水槽，先使冷凝水匯流到水槽中，然后利用微泵抽送冷凝水到霧化器中，霧化器把霧化后的水氣送進室內，完成對室內的加濕；霧化器要設置在送風道處，冷凝水流向的轉換通過二通電磁閥完成。如《儀表技術與傳感器》2005年第10期發表的“家用空調器無滴水可調濕技術研究”一文。但是這種方式需要一套龐雜的傳感器保護系統，總體造價高，使家用空調的成本難以消化。

（9）采用加微型水泵和0.5mm×64孔銅管淋水結合的方案，效果最為明顯，可提高能效比EER達8.38%，制冷量提高1.58%，空調功率降低達6.29%。如《制冷與空調》2006年第2期發表的“小型分體式空調冷凝水利用與節能實驗探索與研究”?一文。但是這種方式無法可靠運行。

綜上所述，現有冷凝水的利用方式雖然很多，但尚存在以下缺陷：或成本高，或可靠性差，或結構復雜，或有效利用率低。這也是上述方法公布十多年來，市售空調機均沒有設置冷凝水利用裝置的原因。