空气能、空气制冷调节机的制作方法

日期:2019-05-07 20:14:38

专利名称:空气能、空气制冷调节机的制作方法
技术领域
本发明是一种新型的以空气吸收为能源的蒸发制冷技术,特别是涉及可将气体制冷到湿球或雾点温度以下的集气体制冷、净化、除尘、消音为一体的空气调节机。
现行的各类蒸发式冷风机,因汽化能力较弱≤90%,很难使冷风出口温度达到湿球温度。故制冷效果较差,不能用来降低环境温度。另一方面,输出冷风湿度较高,且伴随着大量未汽化的悬浮液滴,室内物品容易霉烂、腐蚀,而人体对气调环境舒适要求,主要是湿度、温度两个指标,因而现行的冷风机得不到广泛应用。
现行的窗式家用空调,其制冷系数较低<3.5,肋片的热交换系数也较差,约40w/m2;所以需要较大的压缩制冷和热交换送风功率,不但能耗较大,其运转噪音也较高。其次,为防止冷量损失,而采用的内封闭式气流循环,即抽取室内的气体经蒸发器助片冷却后,继续排向室内,且无气体净化系统,室内各种用具、织物,挥发出来的气体和人体表皮、呼吸、抽烟排出的浊气,及浮菌、悬尘等浊物,无法处理和排放,还有含氧量,空气负离子浓度和含湿量的损失等因素,偏离了人们对气调环境的舒适、卫生要求。
人体对气调环境的舒适、卫生要求有气体的温度、湿度、流速、含氧量、负离子浓度和气体的洁净程度几方面,显然现行的家用窗式空调和冷风机不能满足以上几方面的气调要求。
为创造附合上述要求的气调环境,为了提高制冷系数和热交换系数,为大幅度降低气调机的运转噪音。本发明采用振动的、润湿性较好的、疏松多孔的、平行排列的膜面蒸发器,可产生足够与快速气流反复完全混和的汽化空间,其次蒸发器与气流接触时产生微孔热效应及水溶液表面活性剂的作用,可使一级制冷的输出气流低于湿球温度1.5~3℃。而二级制冷达到雾点温度左右,其输出制冷气流的含湿量变化较小,这样这种制冷机即使在阴雨天也有制冷效果。因这种蒸发器对气流阻力较小,所需的送风功率也较小,而制冷完全由空气吸收完成无需消耗电能,可使制冷系数成数十倍的提高。另一方面,振动、润湿的蒸发膜面具有吸收尘埃、浮菌和净化部份有害气体、消音等作用。所以本发明是集制冷、调湿、气体净化、消音为一体的系统,可创造附合人们舒适、卫生要求的气调环境。
下面结合附图对本发明进一步叙述

图1、是本发明一级膜式蒸发制冷机,主剖视图。
图2、是图1的A-A剖视图。
图3、是膜式蒸发制冷原理图。
图4、无功式膜式蒸发制冷原理图。
图5、是本发明二级气调制冷机主剖视图。
图6、是间隔式制冷原理图。
图7、是管束间隔式制冷原理图。
图8、是机械制冷的冷凝器制冷原理图。
见附图1、一级膜式蒸发制冷机由机体和膜式蒸发器(8)二部份组成。机体由电机(1)、固定圈(2)、主轴(3)网窗(4)、风扇(5)、轴流风套(6)、分压板(7)、轴承座(21)、支撑架(22)导向风叶(20)、连杆(19)组成。网窗起初级进风过滤作用;前级风扇(5)起推风作用,后级风扇起吸风作用。轴流风套(6)和分压板(7)可防止气体回流 形成严格的风压区,以防止风压的无效损耗。导向风叶(20)调节输出气流的方向,连杆(19)可保持各导向风叶(20)的同步方向。膜式蒸发器(8)由配水系统、蒸发膜(25)和框架(12)等组成,框架(12)和平行排列于其上的栅杆(15)起着均匀张开蒸发膜(25)的作用。张力调节杆(9)和框架上的螺杆(10)用以调节各蒸发膜的均匀张力。平行排布的淋水管(13)上均匀分布着微孔,从微孔中渗出的水溶液,被导水纤维层(14)吸收,由毛细管传导,给均水套(16)和蒸发膜(25)。蒸发膜(25)选择耐热、耐腐蚀,不易腐烂、具有弹性、吸湿性较好、表面蓬松特性的化学纤维而织成的疏松孔布,单层或数层迭合而成。均水套和导水纤维将水溶液均匀而适量地分配给蒸发膜(25)、蒸发膜借助于重力和毛细管的输导作用,使整个膜面处于润湿状态。水盘(23)中的积水层(24)、蒸发膜也可借助于毛细抽吸力向上供水。水溶液中加入少量具有长链疏水基和短小亲水基分子结构的表面活性剂,如氯化十八烷基三甲基季胺盐等。用以降低水溶液的表面张力和提高蒸发膜的毛细传导能力。由于蒸发膜具有大于自身数十倍的表面积,可将水溶液表面积极大而极薄地展开,使之有足够的动态蒸发表面积。配水阀(17)用以自动控制蒸发器的水容量,进水管(18)可接水箱或自来水。
膜式蒸发制冷原理图见附图3、蒸发膜(25)两侧的饱和空气区(27)当室外干热空气a由风扇沿→强制流入蒸发膜片(25)间时,因气流a的卷吸作用,与饱和空气(27)混合,如蒸发膜不振动时,其单面动态饱和空气厚度为1,而蒸发膜在动态时是波浪形(26)振动的,其蒸发膜单面动态饱和层厚度可甩振扩大至11,这样蒸发膜间的动态饱和区厚度为211,而干热空气可在最短的行程L内达到完全吸收态。在L行程内气流a强制流动时,其蒸发膜间的间隔愈宽,其气流动压损失也愈小。动态时,蒸发膜面处于半润湿状态,水溶液在蓬松多孔的蒸发膜上呈极薄的膜状展开,而表面活性剂可使这种膜更薄,更均匀,处于这种状态下的水溶液是极易蒸发的。另一方面膜面的波浪形甩振运动,又加剧了这种蒸发过程。膜面是无数微孔组成的,振动时可使压入微孔的空气处于压缩发热状态,在一定的空气状态下,蒸发膜面是等温蒸发温度的,所以串入微孔的声能及压缩发热空气很快被冷凝至等温蒸发温度,而使其焓值降低。表面活性剂可降低水膜面的水汽分压力,降低水溶液的蒸发能态,具体表现为更低的等温蒸发温度点。这个等温点低于湿球温度1.5~3℃,而输出冷风a"是完全吸收态,也表现为这个等温点值。因而即使在外界处于饱和空气下也有制冷效果。这种蒸发器是冷空气和制冷工质直接接触而吸收制冷的,又有极好的蒸发条件,因而有较大的热交换系数,可达5000w/m2。这种膜式蒸发器,因气体流动阻力被控制在极小值,且具有较大的换热系数,而制冷能源大部份是空气吸收能,所以具有极高的制冷系数,cop可达30~200。其次润湿态的蒸发膜面还有吸附尘埃、浮菌及部份有害气体的效果,被水膜吸附的污物随水膜流动而沉入水盘(23),其中尘埃沉积,由于细菌无繁殖所需的养份,只能休眠或死亡;溶解水中的有害气体可用活性炭吸收。所以本发明是一个高度节能的、低噪音、集制冷、气体净化、调湿为一体的系统。该系统如加大供水量,还可作为一种吸尘器使用,其尘埃的清除率为99.9%以上。
这种蒸发制冷原理,还可制成无功膜式蒸发制冷机。见附图4,无功膜式制冷原理图。安装在顶部的定位风叶(28)自动随风向变化而变化,其箭头方向就是风的流向;滚珠(30)使这种自动转向更为灵活,使入气口(29)自动对准自然风a,当a从入气口流入膜式蒸发器(8)而制冷后,由于比重增加及风压作用,使a"沿导风管(32)输入室内,调风阀(31)用以控制a"的流量。这种制冷机充分利用自然风力和热能而制冷,无需消耗电能,即使在室外风力极小时,该机仍可利用冷风a"的重压力而继续工作,所以称无功式,即无需耗电功。
图5是本发明二级气调制冷机主剖视图,它由机体和间隔式蒸发器(35)和膜式蒸发器(8)串接而成,二个蒸发器的配水原理一致,不再赘述。图6是间隔式制冷原理图。蒸发膜(25)和导热膜(37)迭合在一起。导热膜(37)由导热性较好的防腐材料制成,可以是金属,也可以用非金属。自然空气进入间隔式蒸发器后气流分为2股a和b,a在蒸发膜(25)周围吸收制冷,使蒸发膜保持等温蒸发,而b则被导热膜(37)冷凝至等温点b",a"经导流片(34)转向后,流出排风口(33),而排向室外墙(36)左侧。而b"经冷凝至等温点后,被电扇强制压入膜式蒸发器(8),由于b"虽然被冷凝而焓值降低,但含温量未增加,所以仍然处于未饱和态,仍有较大的吸收能,进入膜式制冷蒸了器后,吸收制冷至雾点温度以下或雾点温度的b”,而输向室内墙(36)右侧,作为制冷气体b”完全利用了空气的吸收能,而其本身的含湿量增加却很少。虽然制冷系数较一级膜式制冷系数有所降低至cop=30~150,但是一种更为理想的空气制冷调节机。
间隔式制冷还可制成管束式,见图7管束式间隔制冷原理图,淋水管(13)和均水套(16)置于管束(39)的顶部,润湿的蒸发膜(25)裹在管束(29)的外侧,使管束外形成饱和区。当a流过时,蒸发膜(25)处于等温蒸发点,管束是导热薄管,具有较好的导热性,在管束内流过的b气流可被迅速冷凝、a和b垂直运行。
一级膜式制冷虽然制冷系数较高,但等温点偏高,且冷风输出温度较高,只能适用于较干燥的地区和制冷要求不高的用户。而二级气调制冷原理有较低的等温点,且输出冷风含湿量增加较少。我国绝大部份地区均可获得较满意的使用效果。
该制冷原理还可应用于机械制冷机的冷凝器等温制冷。见原理7。特制的扁形冷凝管(38),外侧是蒸发膜(25)和饱和区(26),冷凝管(38)内的机械制冷剂工质可被强制冷凝至湿球温度或雾点温度以下,而大大降低冷凝温度。这机械制冷系数可大大提高,如应用于集中空调则节能效果是明显的。
权利要求
1.一种以空气吸收为能源的蒸发制冷技术,动力可分电动力式和自然动力式,蒸发制冷可制成膜式蒸发器(8)和间隔式蒸发器(35);膜式蒸发器(8)还可用以高效除尘、气体净化、消音;该制冷原理也可用作机械制冷的冷凝器强制制冷。
全文摘要
空气能、空气制冷调节机是一种新型的以空气吸收为能源的蒸发制冷技术。其制冷系数可达30~∞;热交换系数可达5000W/m
文档编号F25D1/02GK1063930SQ9110058
公开日1992年8月26日 申请日期1991年2月1日 优先权日1991年2月1日
发明者吉阿明 申请人:吉阿明


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