[发明专利]一种复合结构湿膜表冷器

说明书

技术领域

本发明涉及空调技术领域，特别是涉及一种复合结构湿膜表冷器。

背景技术

现有空调机的冷却方式分为风冷和水冷两种。

风冷空调机是通过室外的散热盘管和风机，直接向空气散发制冷时产生的热量。通常将散热盘管称为表面式空气冷却器（简称表冷器），其结构为多组铜管阵列，铜管内流动有制冷剂，铜管外涨接密集的散热铝翅片。风冷空调机可以夏季制冷、冬季制热，实现一机两用。冬季制热时，表冷器吸收空气中的热量，多用于家用、小型或大型热泵机组。由于完全是通过风机带动空气，让空调机内的制冷剂在表冷器外表与空气换热，使得制冷效率一般仅有COP3.2左右。

水冷空调机则增加了冷却水系统，空调机冷媒先与冷却水换热，再通过冷却塔向空气散热。水冷空调机一般多为大型夏季单制冷空调机组（螺杆、离心机组）。水冷空调机组COP一般在5.0以上，但是水冷空调机的体积大，成本高，结构复杂。

现有的表冷器结构由肋管（空调机一般采用紫铜管）、联箱和护板组成，肋管内流动有冷（热）制冷剂，肋管外有翅片，通过肋管胀管与翅片紧密配合。其中肋管和翅片是主要换热部件。常见的翅片形式有绕片式、皱槽式、轧片式和套片式等。表冷器的传热面结构形式有板式（如螺旋板式、板壳式、波纹板式、板翅式等）和管式（如列管式、套管式、蛇形管式、翅片管式等），空调机常用的为翅片管式，可分为平翅片、波纹翅片、冲缝型翅片和百叶窗翅片，以保证进行空气热交换的扰动性，使其处于紊流状态下，较大地提高换热效率。

为使风冷空调机更节能，目前国内外主要通过回收冷凝水或自来水喷淋（雾）两种方式来提高风冷空调机的能耗比COP。通过回收空调制冷时室内机产生的冷凝水，采用不同方式将冷凝水（或自来水）在表冷器上（或附近）直接蒸发，利用水的蒸发吸收的潜热，额外增强空调表冷器的散热效果，降低空调制冷时压缩机的排气压力，从而降低空调的能耗。但目前空调的冷凝水一般都直接排走，没有进行循环利用。

现有技术中关于冷凝水的利用主要有以下几种方式：

（1）采用超声雾化器将冷凝水雾化后随风机吹洒在表冷器表面。但是超声雾化器极易损坏，造价高，难于实用化。

（2）采用微型离心式水泵将冷凝水加压雾化喷洒在表冷器表面。但是水泵高速运行，在冷凝水断断续续的情况下，水泵极易损坏，难于实用化。 

（3）采用将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，在表冷器上随机流淌，滴水问题未克服。

（4）增加一个浸水式蒸发器。附加一个蒸发式冷凝器，但是这种方式使空调系统复杂化，故障率增加，损失空调整机的质量可靠性。 

（5）采用风机风叶甩出冷凝水。但是这种结构冷凝水有效利用率低，仅适用于窗式空调机，而现有的家用空调产品中，95%都是分体式空调机。

（6）将冷凝水集中，当中水使用。如冲洗浇灌等，但是这种方式不能起到节能效果。

（7）透膜加湿器。许多层水片层，它们由疏水性的聚四氟乙烯微孔膜包围，形成一层层膜袋。水片层之间垫有波纹板，形成空气通路，当空气流过水片层之间，由于透湿膜水一侧的水蒸汽压力大于空气侧的水蒸汽分压力，水蒸汽就在其压力差的作用下从水侧通过透湿膜的膜孔进入空气侧。如《暖通空调》2003年第2期第33卷发表的“房间空调器冷凝水的利用与节能”一文。但是这种方式会增加空调冷凝风机的风阻力，降低整机换热系数，结构复杂且成本高。

（8）空调器中增设一个小水槽，先使冷凝水汇流到水槽中，然后利用微泵抽送冷凝水到雾化器中，雾化器把雾化后的水气送进室内，完成对室内的加湿；雾化器要设置在送风道处，冷凝水流向的转换通过二通电磁阀完成。如《仪表技术与传感器》2005年第10期发表的“家用空调器无滴水可调湿技术研究”一文。但是这种方式需要一套庞杂的传感器保护系统，总体造价高，使家用空调的成本难以消化。

（9）采用加微型水泵和0.5mm×64孔铜管淋水结合的方案，效果最为明显，可提高能效比EER达8.38%，制冷量提高1.58%，空调功率降低达6.29%。如《制冷与空调》2006年第2期发表的“小型分体式空调冷凝水利用与节能实验探索与研究” 一文。但是这种方式无法可靠运行。

综上所述，现有冷凝水的利用方式虽然很多，但尚存在以下缺陷：或成本高，或可靠性差，或结构复杂，或有效利用率低。这也是上述方法公布十多年来，市售空调机均没有设置冷凝水利用装置的原因。