专利名称：一种逆流式露点间接蒸发冷却器的制作方法
技术领域：
本发明属于空调技术领域，具体涉及一种利用空气逆流换热和水蒸发制冷的原理
来产生接近露点温度空气的间接水蒸发冷却器。
背景技术：
随着环境污染日益加剧，碳排量居高不下，人们对能耗愈发关注。据统计建筑能耗 可占社会总能耗的30%，采暖和空调上的能耗在建筑能耗中的比重更高达55%。面对这种 环境与能源问题已经日趋严峻的局面，迫切需要开发出更节能、环保和经济型的采暖空调 设备。 现有的蒸发冷却器主要有直接蒸发冷却器和间接蒸发冷却器。直接蒸发冷却器可 把空气冷却到其湿球温度，间接蒸发冷却器可把空气冷却到接近其湿球温度，降温范围较 小。最近也出现了几种露点间接蒸发冷却器，一种是利用至少两个单级间接蒸发冷却器串 联在一起，上一级单级间接蒸发冷却器换热器的直接风出口通过风道连接着下一级单级间 接蒸发冷却器换热器直接风进口，上一级单级间接蒸发冷却器换热器的下部分出独立通道 连接着下一级单级间接蒸发冷却器换热器下部间接风进口 ，最终实现冷却器出口空气温度 接近其露点温度；其他露点间接蒸发冷却器都是利用冷却器内部气流交叉流动的原理，即 空气进入冷却器， 一部分气流经穿孔进入二次气流通道，一、二次气流通道垂直交叉排列， 利用二次通道内的水蒸发来冷却一次气流，结果也是实现出口空气温度接近其露点温度的 目的。只是现有的露点间接蒸发冷却器的露点效率偏低，最高也只达77%。本发明提出了 一种利用逆流换热、步进式降温的原理达到逼近空气露点的蒸发冷却器，结构更简单，效率 更高。
发明内容
本发明的目是提供一种既实现大的降温，也拥有更高的露点效率的蒸发冷却器。
本发明的具体内容为一种逆流式露点间接蒸发冷却器，包括露点冷却机芯和供 水及布水装置，其中的露点冷却机芯由1个或1个以上冷却单元体依次并排堆叠而成，每个 冷却单元体包括三个并排平行的气流通道，依次分别是一次空气气流通道、二次空气干侧 气流通道和二次空气湿侧气流通道，每个气流通道都是截面尺寸一样的矩形通道，其中二 次空气干侧气流通道的后端有挡板，二次空气湿侧气流通道的前后两端都有挡板，并且在 二次空气湿侧气流通道前端的中间隔层上开有矩形的排风通道，在一次空气气流通道和二 次空气干侧气流通道之间的换热隔板上开有穿孔；其中的供水及布水装置包括有水泵、水 槽、布水管、喷嘴、水阀、水管，其中喷嘴位于二次空气湿侧气流通道内靠近前端挡板的排风 通道中，喷嘴朝向二次空气湿侧气流通道内。水泵提供动力，把水从水槽中吸出，通过水管 送到喷嘴处，每个喷嘴都对应一个湿通道，处在湿通道前端的挡板6后面，水通过喷嘴喷射 到湿通道里面去。 本发明的露点冷却机芯的换热隔板可用0. lmm 0. 3mm的塑料板材、金属片和纤维纸制成；中间隔层可用塑料板材、金属片和纤维纸制成，但对厚度没有特别的要求。 露点冷却机芯与水平面成3。
-5°的夹角，使水能润湿整个湿通道。 穿孔的数量一半为4-8个，且沿二次空气干侧气流流动方向间距逐渐加大。 喷嘴采用雾化喷嘴从而使喷出的水颗粒很小且能均匀进入湿通道。 二次空气湿侧气流通道内表面涂覆有亲水性物质。由于亲水性物质的存在，不但
增强了水蒸发的效果，同时保证通道内水不易形成水流而多以水膜的形式存在。 本发明提出的逆流式露点间接蒸发冷却器是利用空气的干球温度和不断降低的
湿球温度之差来换热，最终出口空气13的干球温度比进口空气12的湿球温度低且接近其
露点温度，且含湿量不发生变化。冷却器是靠穿孔来得到湿球温度不同、含湿量相同的气流
的；靠水的蒸发来实现冷却的；靠换热隔板把冷量传递出去。 本发明具有以下有益效果 (1)为了使初始状态相同的二次空气在经过穿孔时的湿球温度不同，冷却器内沿 气流方向，在二次空气干侧气流通道和二次空气湿侧气流通道之间的换热隔板上开有一系 列小孔(实验中开有5个小孔)，孔直径在3mm 4mm之间，沿二次空气干侧气流流动方向 小孔之间的距离逐渐扩大，这样使进入下一个穿孔的气流走过更长的距离，使其湿球温度 更低。从而加大了一次空气与二次空气湿侧气流之间传热温差，提高了传热效率。
(2)通过雾化喷嘴使水能有效蒸发，通过在湿通道内壁上涂敷亲水性物质和使冷 却器机芯与水平面呈3 5。的夹角保证整个湿通道都被水润湿。从而保证蒸发面积和水 蒸发量。 (3)为了使换热隔板两侧能更有效的换热，本发明使气流之间都是逆向流动，包括 二次空气干侧气流和二次空气湿侧气流、一次空气气流和二次空气湿侧气流，这样充分发 挥了逆流换热较其他形式换热都更高效的优势。另外由于用2. 5mm厚的塑料薄片，极大地 降低了换热隔板的热阻。 以下结合
和具体实施方式
对本发明作进一步详细说明。
图1冷却器整体结构图——湿通道处纵向剖面示意图；
图2冷却器一单元体结构示意图；
图3冷却器一平面结构示意图；
图4冷却器机芯结构示意图； 图中1、水槽，2、水阀，3、水泵，4、输水管，5、横向布水管，6、挡板，7、纵向布水管， 8、喷嘴，9、排风通道，10、穿孔，11、冷却器机芯，12、进风，13、出风，14、排风，15、换热隔板， 16、中间隔层，17、一次空气气流通道，18、二次空气干侧气流通道，19、二次空气湿侧气流通 道，20、一次空气，21、二次空气。
具体实施例方式
本发明用到两种介质，一为水，一为空气。水的流动由水槽1进入水管，经过水阀 2进入水泵3中，由水泵泵入输水管4，然后进入横向布水管5，再从横向布水管均分到纵向 布水管7中，最后经喷嘴8喷入湿通道，没有喷进湿通道的部分水滴落进水槽。进入湿通道
4内的水一部分以水雾的形式存在，一部分被亲水性物质捕获，润湿整个湿通道内壁。
空气的流动首先是进风12 —分为二，一部分作为一次空气20，另一部分作为二次 空气21，一次空气与二次空气之比为1.5 : 1。 二次空气21先经过干侧通道18后经过穿孔 10进入湿侧通道19，湿侧通道19内有通过喷嘴8而来的水，并且在通道内涂覆有亲水性物 质。二次空气和湿侧通道19内的水进行热质交换，来冷却隔壁通道内的一次空气20，冷却 后的一次空气13输出到室内，经过热质交换的二次空气作为排气14经冷却器前端的排气 通道9被排出。而且二次空气在进入二次空气干侧气流通道18后是被步进式冷却的，即往 前前进一步就被更深的冷却一次，因而越到后面，进入穿孔前的气流温度越低，由于其含湿 量没发生变化，所以气流的湿球温度也就越来越低，最终使穿过最后一排穿孔的气流的湿 球温度接近进风12的露点温度。具体是这样的二次空气进入干侧气流通道18，在到达第 一个穿孔前先被隔壁湿通道内的水蒸发吸热等湿冷却，二次气流进入第一个穿孔后逆向流 动与湿通道内的水进行传质换热，冷却隔壁的一次空气；二次空气沿干侧气流通道向前流 动由第一个穿孔处流向第二个穿孔处，在这过程中气流又不断被隔壁的湿通道等湿冷却， 使得气流穿过第二个穿孔时的湿球温度更低，二次气流经第二个穿孔逆流进入湿通道进行 蒸发冷却来吸收隔壁一次空气的热量，使得一次空气温度更低；同样二次空气沿干侧气流 通道继续向前流动，到达第三个穿孔处时，和第二个穿孔处的二次空气相比温度更低，含湿 量不变，从而进入第三个穿孔后能得到更低的气流温度，这样隔壁的一次空气被冷却的温 度也更低；二次空气沿干侧气流通道继续向前流动依次经第四个、第五个穿孔，发生同样的 蒸发冷却过程。整个过程下来使一次空气出风13的干球温度接近进风12的露点温度。
本发明通过湿通道内的水蒸发与隔壁通道内的一次空气进行换热，且湿通道内的 空气流与一次空气流呈逆流形式，所以换热效率高，另外冷却器所用的制冷剂是水，较为 环保，因而冷却器突出表现为高效、节能和环保的特点。经过试验，本冷却器湿球效率达 121%，露点效率达84X，系统C0P达到9. 4。本发明可广泛使用在我国中湿度地区。
权利要求
一种逆流式露点间接蒸发冷却器，包括露点冷却机芯和供水及布水装置，其特征在于所述的露点冷却机芯(11)由1个或1个以上冷却单元体依次并排堆叠而成，每个冷却单元体包括三个并排平行的气流通道，依次分别是一次空气气流通道(17)、二次空气干侧气流通道(18)和二次空气湿侧气流通道(19)，每个气流通道都是截面尺寸一样的矩形通道，其中二次空气干侧气流通道(18)的后端有挡板，二次空气湿侧气流通道(19)的前后两端都有挡板，并且在二次空气湿侧气流通道(19)前端的中间隔层(16)上开有矩形的排风通道(9)，在一次空气气流通道(17)和二次空气干侧气流通道(18)之间的换热隔板(15)上开有穿孔(10)；所述的供水及布水装置包括有水泵(3)、水槽(1)、布水管(7)、喷嘴(8)、水阀(2)、水管(4)，其中喷嘴(8)位于二次空气湿侧气流通道(19)内靠近前端挡板的排风通道(9)中，喷嘴朝向二次空气湿侧气流通道内。
2. 根据权利要求1所述的一种逆流式露点间接蒸发冷却器，其特征在于所述的换热隔 板(15)可用0. lmm 0. 3mm的塑料板材、金属片和纤维纸制成。
3. 根据权利要求1所述的一种逆流式露点间接蒸发冷却器，其特征在于所述的露点冷 却机芯(11)与水平面成3。
-5°的夹角。
4. 根据权利要求1所述的一种逆流式露点间接蒸发冷却器，其特征在于所述的穿孔 (10)沿二次空气干侧气流流动方向间距逐渐加大。
5. 根据权利要求1所述的一种逆流式露点间接蒸发冷却器，其特征在于所述的穿孔 (10)的数量为4-8个。
6. 根据权利要求1所述的一种逆流式露点间接蒸发冷却器，其特征在于所述的喷嘴 (8)采用雾化喷嘴。
7. 根据权利要求1所述的一种逆流式露点间接蒸发冷却器，其特征在于所述的二次空 气湿侧气流通道(19)内表面涂覆有亲水性物质。
8. 根据权利要求1所述的一种逆流式露点间接蒸发冷却器，其特征在于所述的中间隔 层(16)可用塑料板材、金属片和纤维纸制成。
全文摘要
本发明的逆流式露点间接蒸发冷却器，包括露点冷却机芯和供水及布水装置，露点冷却机芯由1个或1个以上冷却单元体依次并排堆叠而成，每个冷却单元体包括三个并排平行的气流通道，依次分别是一次空气气流通道、二次空气干侧气流通道和二次空气湿侧气流通道，其中干侧气流通道的后端有挡板，湿侧气流通道的前后两端都有挡板，并且在湿侧气流通道前端的中间隔层上开有矩形的排风通道，在一次空气气流通道和干侧气流通道之间的换热隔板上开有穿孔；其中喷嘴位于湿侧气流通道内靠近前端挡板的排风通道中，喷嘴朝向湿侧气流通道内。本发明通过湿通道内的水蒸发与隔壁通道内的一次空气进行逆流换热，因此具有高效、环保的特点。
文档编号F24F5/00GK101761997SQ20101003381
公开日2010年6月30日 申请日期2010年1月8日 优先权日2010年1月8日
发明者刘忠宝, 张强 申请人:北京工业大学