一種兩級預冷式除溼裝置及其方法
2023-04-27 03:54:26 2
一種兩級預冷式除溼裝置及其方法
【專利摘要】本發明公開了一種兩級預冷式除溼裝置及其方法。突破傳統除溼系統形式，本發明裝置包括間接蒸髮式圓管表面換熱裝置、熱管換熱裝置、冷凍除溼系統和冷凝水收集裝置，由以上裝置和系統依次組成新風一級預冷段、二級預冷段、除溼處理段和回收冷質段。本發明充分利用優質排風、冷凝水冷量用於預冷新風，降低除溼機組蒸發器製冷負荷，使機組在達到相同除溼工作量時，單位輸入功率可以更少。從而在機組配件選型上可以有經濟性更佳的選擇。
【專利說明】一種兩級預冷式除溼裝置及其方法
【技術領域】
[0001]本發明屬於空調設備【技術領域】，涉及一種兩級預冷式除溼機組以及除溼方法。
【背景技術】
[0002]隨著國民的生活水平不斷提高，人們越來越重視室內空氣品質，具體表現為對適宜的空氣溫度、溼度要求越來越高，尤其在南方，由於其地方溼度大的氣候特性，常常讓人們有很強的不舒適感。而現有的大多數除溼系統不僅不能滿足人們的需求，且耗能巨大。t匕如，現如今國內的除溼系統多採用全新風形式，這種設計下的機組具有小風量、大焓差的特點，其結構複雜，體積龐大，在市場上的應用價值不高，節能效果不明顯，並且在全新風處理過程中持續有冷凝水產生，不但易滋生細菌，更影響美觀。同時由於國民素質的進步和國家政策的出臺，人們節能減排的意識不斷增強，現如今人們更需要經濟舒適的除溼系統。因此發展新型節能且高效的除溼系統愈發顯得重要，不但是科技進步使然，更是由於人們的切實需求，市場前景巨大。
【發明內容】
[0003]本發明旨在於充分利用優質排風、冷凝水冷量用於預冷新風，降低除溼機組蒸發器製冷負荷，使機組在達到相同除溼工作量時，單位輸入功率可以更少。從而在機組配件選型上可以有經濟性更佳的選擇。具體提出了一種兩級預冷式除溼裝置及其方法。
[0004]本發明裝置採用的技術方案是:
[0005]一種兩級預冷式除溼裝置，包括間接蒸髮式圓管表面換熱裝置、熱管換熱裝置、冷凍除溼系統和冷凝水收集裝置，所述間接蒸髮式圓管表面換熱裝置，為立式圓管，在圓管的徑向方向上開有轉向變截面噴嘴，作為一次風道；在圓管內表面開置波狀溝槽道，在溝槽中填放網狀吸液芯材料；所述一次風道與圓管外表面構成一級預冷段；所述熱管換熱裝置，為兩相閉式熱虹吸管，包括熱管蒸發段、熱管冷凝段及兩個工質循環通道；其中，熱管蒸發段和熱管冷凝段分別置於冷凍除溼機系統中的蒸發器前後，作為二級預冷段；所述冷凍除溼系統，包括所述蒸發器、風冷冷凝器、水冷冷凝器、節流閥和壓縮機，所述蒸發器聯通壓縮機低壓端，壓縮機高壓端串聯水冷冷凝器後與風冷冷凝器聯通；水冷冷凝器與節流閥和蒸發器依次連接；所述風冷冷凝器置於空氣調節段，水冷冷凝器置於空氣調節段外；所述冷凝水收集裝置，包括集水盤、冷凝水箱和冷凝水箱輸送管路，所述蒸發器通過集水盤與冷凝水箱連通，所述圓管的近地端插入冷凝水箱。
[0006]進一步地，所述圓管近地端的內部填充有多孔性材料。
[0007]所述圓管外加裝翅片，所述兩相閉式熱虹吸管上加裝有翅片。
[0008]本發明一種利用上述裝置的兩級預冷式除溼方法，具體包括如下步驟:
[0009](I)新風經過所述間接蒸髮式圓管表面換熱裝置，在一次風道處分流，大部分新風繼續向前流動待除溼處理，其餘部分沿圓管上升橫掠過由溝槽道和毛細網作用形成的水膜，強制其完成直接蒸發過程，水膜蒸發吸收管內熱量和管外熱量，由此完成對經流過管外的新風的預冷作用；完成蒸發過程後圓管內新風表現為溼冷，經由出風口排出；
[0010](2)待除溼處理的新風通過所述冷凍除溼系統中的蒸發器後，通過兩相閉式熱虹吸管的冷凝段實現一級升溫過程，經除溼處理後的冷量回收用於蒸發段新風預冷，然後通過風冷冷凝器實現二級升溫過程；製冷工質在冷凍除溼系統內依次經過壓縮機、水冷冷凝器、風冷冷凝器、節流閥和蒸發器；所述蒸發器下設置的集水裝置，冷凝水經由管路配送引至冷凝水箱，供間接蒸髮式圓管表面換熱裝置待用。
[0011]裝置外設冷水機組給水冷冷凝器配水，分配其和風冷冷凝器的冷凝負荷，進而改變經二級升溫後新風的溫度。根據實際需要外設冷水機組，通過控制冷水量改變水冷冷凝器負荷和風冷冷凝器負荷份額，間接控制空氣調節段溫度變化，實現溫溼度粗調。
[0012]本發明與現有技術相比，具有以下特點；
[0013]I)採用環形兩相閉式熱虹吸管，充分回收新風除溼處理的冷量，用於預冷過程，降低表冷器製冷負荷，提高單位輸入功率除溼量，提高整機能效。
[0014]2)構置了間接蒸發冷卻圓管換熱器，充分利用低溫冷凝水冷量，回收其數值較為可觀的潛熱，內置毛細管網，運行不需額外動力。結構簡單，成本較低。
[0015]3)通過間接蒸發冷卻圓管的製得的冷溼空氣可在回收利用，就其具體應用場合，混風處理。給予室內溼度較為自由的調控手段。可相應減少加溼器等多餘裝置。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]圖1為本發明系統結構圖；
[0017]圖2為本發明間接蒸髮式圓管表面換熱器俯視截面示意圖。
【具體實施方式】
[0018]圖中所示，I為製冷系統節流裝置，2為製冷系統風冷冷凝器，3為水冷冷凝器，4為壓縮機，5為翅片，6為兩相閉式熱虹吸管冷凝段，7為製冷系統蒸發器(表冷器)，8兩相閉式熱虹吸管蒸發段，9為出風口，10為間接蒸髮式圓管表面式換熱器，11為變截面噴嘴，12為引風機，13為圓管近地端(內填充多孔性材料)，14為冷凝水箱。熱管裝置採用兩相閉式熱虹吸管，包含熱管蒸發段和冷凝段及兩個工質循環通道。利用工質的蒸發和冷凝來傳遞熱量,且不需要外加動力而工質自動循環。
[0019]如圖1，2所示，一種兩級預冷式全新風除溼機，一級預冷裝置包括出風口 9，間接蒸髮式圓管表面式換熱器10，變截面噴嘴11，圓管近地端13;二級預冷裝置包括翅片5，兩相閉式熱虹吸管冷凝段6，兩相閉式熱虹吸管蒸發段8 ;冷凍除溼系統包含製冷系統節流裝置1，風冷冷凝器2，水冷冷凝器3，壓縮機4，製冷系統蒸發器7，冷凝水箱14。由以上裝置整體完成機組新風預冷，除溼，升溫過程。
[0020]所述冷凍除溼系統，新風通過蒸發器(表冷器)7後通過兩相閉式熱虹吸管冷凝段6實現一級升溫過程，在通過風冷冷凝器2實現二級升溫過程。製冷工質在冷凍除溼系統內表現為依次經過壓縮機4，水冷冷凝器3，風冷冷凝器2，節流裝置1，蒸發器(表冷器)7。由此形成以蒸發器7表冷行為為核心的，由水冷冷凝器3負責調溫的冷凍除溼系統。特將風冷冷凝器2置於空氣調節段，用於回收冷凝熱，水冷冷凝器2置於空氣調節段外。通過外設的冷水機組給水冷冷凝器3配水，分配其和風冷冷凝器2的冷凝負荷，進而改變處理後新風的溫度，提升排風品質。作為優選，冷凍除溼系統為單級壓縮式製冷迴路，或根據實際需要，設為雙級壓縮製冷迴路。
[0021]所述兩相閉式熱虹吸管換熱裝置，熱虹吸管蒸發段8為二級預冷段，熱虹吸管冷凝段6為一級升溫段，換熱裝置將蒸發段(吸熱部分)、冷凝段(放熱部分)分別置於冷凍除溼系統表冷器前後，即將蒸發段置於新風二級預冷段，將冷凝段置於除溼處理段後，充分利用熱管高效的傳熱特性將新風經除溼處理後的冷量經由冷凝段6回收用於蒸發段8新風預冷，從一定程度上減少蒸發器製冷負荷。同時，將新風熱量傳至冷凝段6用於處理後新風升溫。由此，熱虹吸管在除溼系統中起到預冷和再熱雙重功效。兩相閉式熱虹吸管加裝翅片5用於加強換熱過程；整體布置為環路結構，使其結構緊湊。
[0022]所述間接蒸髮式圓管表面換熱器，其中變截面噴嘴11為一次風入口，起導向和加大風速作用，新風在此處分流，大部分新風繼續向前流動待除溼處理，其餘部分沿圓管上升橫掠過由溝槽道和毛細網作用形成的水膜，強制其完成直接蒸發過程，水膜蒸發吸收管內熱量和管外熱量，由此完成對經流過管外的新風的預冷作用。圓管近地端13插入冷凝水箱14，其內部填充多孔性吸水材料，增高冷凝水水位，增強圓管換熱器內表面蓄液能力，減少其上端毛細網和溝槽道的毛細阻力。完成蒸發過程後管內新風表現為溼冷，經由出風口9排出。作為優選，溼冷新風需遠離系統新風進氣口，以防造成幹擾。或可將溼冷新風另作回收處理。
[0023]所述冷凝水收集裝置，包含在表冷器7下設置的集水裝置，冷凝水經由管路配送引至冷凝水箱14，供間接蒸髮式圓管表面換熱器待用。
[0024]本發明兩級預冷式全新風除溼機組既可獨立使用，即排出冷水機組，關閉水冷冷凝器，室外新風經過機組處理後直接使用，又可作為溫溼度獨立控制系統的構件，成為除溼方案。在新風處理後可加設溫溼度傳感器。
[0025]可以指出，對於應用本【技術領域】的普通技術人員來說，在不脫離本發明構造的前提下，還可以做出若干改進，這些改進也應視為本發明的保護範圍，本實例中未明確的各組分均可以用現有技術加以實現。
【權利要求】
1.一種兩級預冷式除溼裝置，包括間接蒸髮式圓管表面換熱裝置、熱管換熱裝置、冷凍除溼系統和冷凝水收集裝置，其特徵在於， 所述間接蒸髮式圓管表面換熱裝置，為立式圓管，在圓管的徑向方向上開有轉向變截面噴嘴，作為一次風道；在圓管內表面開置波狀溝槽道，在溝槽中填放網狀吸液芯材料；所述一次風道與圓管外表面構成一級預冷段； 所述熱管換熱裝置，為兩相閉式熱虹吸管，包括熱管蒸發段、熱管冷凝段及兩個工質循環通道；其中，熱管蒸發段和熱管冷凝段分別置於冷凍除溼機系統中的蒸發器前後，作為二級預冷段； 所述冷凍除溼系統，包括所述蒸發器、風冷冷凝器、水冷冷凝器、節流閥和壓縮機，所述蒸發器聯通壓縮機低壓端，壓縮機高壓端串聯水冷冷凝器後與風冷冷凝器聯通；水冷冷凝器與節流閥和蒸發器依次連接；所述風冷冷凝器置於空氣調節段，水冷冷凝器置於空氣調節段外； 所述冷凝水收集裝置，包括集水盤、冷凝水箱和冷凝水箱輸送管路，所述蒸發器通過集水盤與冷凝水箱連通，所述圓管的近地端插入冷凝水箱。
2.根據權利要求1所述的一種兩級預冷式除溼裝置，其特徵在於，所述圓管近地端的內部填充有多孔性材料。
3.根據權利要求1所述的一種兩級預冷式除溼裝置，其特徵在於，所述圓管外加裝翅片，所述兩相閉式熱虹吸管上加裝有翅片。
4.一種利用如權I所述裝置的兩級預冷式除溼方法，其特徵在於，包括如下步驟: (1)新風經過所述間接蒸髮式圓管表面換熱裝置，在一次風道處分流，大部分新風繼續向前流動待除溼處理，其餘部分沿圓管上升橫掠過由溝槽道和毛細網作用形成的水膜，強制其完成直接蒸發過程，水膜蒸發吸收管內熱量和管外熱量，由此完成對經流過管外的新風的預冷作用；完成蒸發過程後圓管內新風表現為溼冷，經由出風口排出； (2)待除溼處理的新風通過所述冷凍除溼系統中的蒸發器後，通過兩相閉式熱虹吸管的冷凝段實現一級升溫過程，經除溼處理後的冷量回收用於蒸發段新風預冷，然後通過風冷冷凝器實現二級升溫過程；製冷工質在冷凍除溼系統內依次經過壓縮機、水冷冷凝器、風冷冷凝器、節流閥和蒸發器；所述蒸發器下設置的集水裝置，冷凝水經由管路配送引至冷凝水箱，供間接蒸髮式圓管表面換熱裝置待用。
5.根據權利要求4所述的一種兩級預冷式除溼方法，其特徵在於，裝置外設冷水機組給水冷冷凝器配水，分配其和風冷冷凝器的冷凝負荷，進而改變經二級升溫後新風的溫度。
【文檔編號】F24F12/00GK103982958SQ201410184375
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2014年5月4日 優先權日:2014年5月4日
【發明者】王若琳, 紀鵬越, 趙孝保 申請人:南京師範大學