一种中温水风盘强化换热装置、室内机和空调系统的制作方法

1.本发明涉及空调技术领域，尤其涉及一种中温水风盘强化换热装置、包括该强化换热装置的室内机和包括该室内机的空调系统。


背景技术：

2.空调系统的节能减排是当今空调研发的重要方向，只有空调系统的室内机和室外机均节能时，才可使空调系统整体实现节能减排。
3.现有技术中，空调系统室外机的出水温度为5℃，提高室外机的出水温度，例如是将室外机的出水温度提高至8℃左右，可实现室外机的节能减排；但是室外机的出水温度提高，将导致室内机的进水温度升高。研究表明，常规风盘进水温度每提高1℃，空调室内机的性能衰减约12％，除湿能力衰减30％；进出水温差每加大1℃，空调室内机的性能衰减约12.5％，除湿能力衰减31％。
4.室内机的进水温度升高，要满足工程设计所需要负荷，需要增加供水量，使冷冻室的循环水泵能耗增加，另外，室内机的进水温度升高，换热器的传热系数明显降低，仅提高风量已经很难满足用户舒适性要求。现有技术中公开了一种大温差风机盘管，针对大温差风机盘管，两组表冷器分别与所在空间内空气进行热交换，对冷冻水进行梯级利用，从而扩大冷冻水进出风机盘管的温差，将常规设计的5℃冷水温差增大为8℃-16℃，冷冻水泵的能耗可大大降低。该方案虽然可以降低冷冻水泵的能耗，但并不能优化其传热系数和除湿能力。
5.因此，急需提供一种可改善室内机换热能力和除湿能力的强化换热装置。


技术实现要素：

6.本发明的其中一个目的是提出一种中温水风盘强化换热装置，解决了现有技术中室内机的进水温度升高，导致室内机的换热能力和除湿能力下降的技术问题。本发明优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。
7.为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：
8.本发明的中温水风盘强化换热装置，包括表冷器、冷凝水收集装置、冷凝水提升装置和自动分水装置，其中，所述表冷器位于风机系统的出风口处，所述自动分水装置位于所述风机系统的出风口与所述表冷器之间，并且所述自动分水装置位于所述风机系统的出风口上方，所述冷凝水收集装置位于所述表冷器和所述自动分水装置下方，所述冷凝水提升装置用于将所述冷凝水收集装置中收集的冷凝水提升至所述自动分水装置处，并使冷凝水经所述自动分水装置分散后向下流入所述冷凝水收集装置中，冷凝水向下流动时经所述风机系统的出风剪切吹散形成分布的水雾，所述表冷器用于与水雾换热并使水雾温度降低到露点温度以下。
9.根据一个优选实施方式，所述表冷器包括至少两排换热器，从靠近风机系统的出风口到远离风机系统的出风口的方向，所述换热器中换热管的管径逐渐减小，并使水雾温
度至少在最后一个换热器之前降低到露点温度以下。
10.根据一个优选实施方式，所述表冷器包括第一换热器、第二换热器和第三换热器，所述第一换热器设置于靠近所述风机系统的出风口处，所述第二换热器和所述第三换热器依次设置于所述第一换热器远离所述出风口的一面，所述第一换热器、所述第二换热器和所述第三换热器中换热管的管径逐渐减小，并使所述第二换热器的出水温度低于循环气流露点温度。
11.根据一个优选实施方式，所述第一换热器中换热管的管径为9～10mm，所述第二换热器中换热管的管径为7.5～8.5mm，所述第三换热器中换热管的管径为6.5～7.5mm。
12.根据一个优选实施方式，所述自动分水装置包括排水管和分水板，其中，所述排水管的一端与所述冷凝水提升装置连接，所述排水管的另一端位于所述分水板上，并且所述排水管位于所述分水板上的部分设置有排水孔，所述排水孔用于将所述排水管中的冷凝水分布于所述分水板上。
13.根据一个优选实施方式，所述分水板上设置有漏水孔，所述分水板上的冷凝水经所述漏水孔分散后向下流入所述冷凝水收集装置中。
14.根据一个优选实施方式，所述漏水孔上方设置有凸包结构，所述凸包结构的边缘与所述漏水孔的部分边缘相接，并使所述凸包结构形成朝向所述排水孔的一侧具有开口，且在竖直方向与所述漏水孔之间具有间隙的拱形结构。
15.根据一个优选实施方式，所述漏水孔的孔径不小于5mm。
16.根据一个优选实施方式，所述分水板倾斜设置于所述风机系统的出风口上方，并且所述分水板与所述风机系统的出风面之间的夹角为75～88
°
。
17.根据一个优选实施方式，所述冷凝水收集装置的底面为斜面结构，所述冷凝水收集装置用于收集所述表冷器与回风空气换热产生的冷凝水，并且所述冷凝水提升装置设置于所述冷凝水收集装置中集水深度最深处。
18.本发明提供的中温水风盘强化换热装置至少具有如下有益技术效果：
19.本发明的中温水风盘强化换热装置，通过冷凝水提升装置将冷凝水收集装置中收集的冷凝水提升至自动分水装置处，在重力作用下，冷凝水自上而下流向冷凝水收集装置中，水流向下流动的过程中，经风机系统的出风口处吹出的气流向前流动并与向下流动的水流相互作用，出风气流将冷凝水流剪裂吹散，冷凝水流形成分布的水雾，可提高空气的含湿量；另一方面，高温高湿的分布水雾通过表冷器时，水雾与表冷器换热可迅速降到露点温度以下，在表冷器的翅片上形成大量的冷凝水，大大提高了表冷器的潜热能力，从而大大强化了换热装置制冷能力。即本发明的中温水风盘强化换热装置，解决了现有技术中室内机的进水温度升高，导致室内机的换热能力和除湿能力下降的技术问题。
20.本发明的另一个目的是提出一种室内机。
21.本发明的室内机，包括本发明中任一项技术方案所述的中温水风盘强化换热装置。本发明的室内机，具有本发明中任一项技术方案的中温水风盘强化换热装置，通过中温水风盘强化换热装置的作用，可提高室内机的除湿能力和换热能力，满足用户舒适性要求。
22.本发明的又一个目的是提出一种空调系统。
23.本发明的空调系统，包括室内机和室外机，其中，所述室内机为本发明中任一项技术方案所述的室内机。本发明的空调系统，具有本发明中任一项技术方案的室内机的作用，
利用该室内机，可在室内机的进水温度升高时，仍使室内机保持优异的除湿能力和换热能力，从而可实现通过提高室外机的出水温度来使空调系统达到节能减排的目的。
附图说明
24.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
25.图1是本发明中温水风盘强化换热装置的优选实施方式示意图；
26.图2是本发明冷凝水和出风气流的流动方向示意图；
27.图3是本发明表冷器的优选实施方式示意图；
28.图4是本发明表冷器冷冻水的控制流程图；
29.图5是本发明表冷器冷冻水温度的控制流程图；
30.图6是本发明自动分水装置的优选实施方式示意图；
31.图7是图6中a部分的放大图；
32.图8是本发明风机系统的出风口的分布示意图；
33.图9是本发明中温水风盘强化换热装置的局部示意图；
34.图10是本发明分水板优选实施方式的设置方式示意图；
35.图11是本发明表冷器和冷凝水收集装置上的冷凝水流向示意图；
36.图12是本发明漏水孔上未设置凸包结构时的水流表面张力区域示意图；
37.图13是本发明漏水孔上设置凸包结构时的水流表面张力区域示意图。
38.图中：10、表冷器；101、第一换热器；102、第二换热器；103、第三换热器；20、冷凝水收集装置；30、冷凝水提升装置；40、自动分水装置；401、排水管；4011、排水孔；402、分水板；4021、漏水孔；4022、凸包结构；50、风机系统；60、温湿度传感器。
具体实施方式
39.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。
40.下面结合说明书附图1～13以及实施例1～3对本发明的中温水风盘强化换热装置、室内机和空调系统进行详细说明。
41.实施例1
42.本实施例对本发明的中温水风盘强化换热装置进行详细说明。
43.本实施例的中温水风盘强化换热装置，包括表冷器10、冷凝水收集装置20、冷凝水提升装置30和自动分水装置40，如图1所示。优选的，表冷器10位于风机系统50的出风口处，自动分水装置40位于风机系统50的出风口与表冷器10之间，并且自动分水装置40位于风机系统50的出风口上方，冷凝水收集装置20位于表冷器10和自动分水装置40下方，冷凝水提升装置30用于将冷凝水收集装置20中收集的冷凝水提升至自动分水装置40处，并使冷凝水
经自动分水装置40分散后向下流入冷凝水收集装置20中，冷凝水向下流动时经风机系统50的出风剪切吹散形成分布的水雾，表冷器10用于与水雾换热并使水雾温度降低到露点温度以下，如图1和图2所示。表冷器10位于风机系统50的出风口前方，如图1所示。本实施例所说的中温水的温度例如是9～12℃。
44.本实施例的中温水风盘强化换热装置，通过冷凝水提升装置30将冷凝水收集装置20中收集的冷凝水提升至自动分水装置40处，在重力作用下，冷凝水自上而下流向冷凝水收集装置20中，水流向下流动的过程中，经风机系统50的出风口处吹出的气流向前流动并与向下流动的水流相互作用，出风气流将冷凝水流剪裂吹散，冷凝水流形成分布的水雾，可提高空气的含湿量；另一方面，高温高湿的分布水雾通过表冷器10时，水雾与表冷器10换热可迅速降到露点温度以下，在表冷器10的翅片上形成大量的冷凝水，大大提高了表冷器10的潜热能力，从而大大强化了换热装置制冷能力。即本实施例的中温水风盘强化换热装置，解决了现有技术中室内机的进水温度升高，导致室内机的换热能力和除湿能力下降的技术问题。
45.根据一个优选实施方式，表冷器10包括至少两排换热器，从靠近风机系统50的出风口到远离风机系统50的出风口的方向，换热器中换热管的管径逐渐减小，并使水雾温度至少在最后一个换热器之前降低到露点温度以下。优选的，靠近风机系统50的出风口处的换热器可采用大管径换热器，远离风机系统50的出风口处的换热器可采用普通管径换热器，如图5所示。本实施例优选技术方案的表冷器10由不同管径的换热器组合，从靠近风机系统50的出风口到远离风机系统50的出风口的方向，换热器中换热管的管径逐渐减小，并使水雾温度至少在最后一个换热器之前降低到露点温度以下，可提高气流与表冷器10之间的潜热换热能力，使回风空气中的水蒸气尽可能在与最后一个换热器换热之前；降低到露点温度以下的水雾还可与至少最后一个换热器继续换热，可提高表冷器10的显热换热能力，保证在中温水的情况下，换热装置有足够的制冷能力。
46.优选的，表冷器10包括第一换热器101、第二换热器102和第三换热器103，如图3所示。优选的，第一换热器101设置于靠近风机系统50的出风口处，第二换热器102和第三换热器103依次设置于第一换热器101远离风机系统50的出风口的一面，第一换热器101、第二换热器102和第三换热器103中换热管的管径逐渐减小，并使第二换热器102的出水温度低于循环气流露点温度，如图3～图5所示。具体的，控制第一换热器101的出水温度为t
1c
，控制第二换热器102的出水温度为t
2c
，t
2c
大大低于回风气流的露点温度。优选的，露点温度可通过设置于换热器附近的温湿度传感器60采集的数据计算确认，如图5所示。具体计算方法可采用现有技术中的方法计算，在此不再详述。本实施例优选技术方案所说的第一换热器101远离风机系统50的出风口的一面也可以说是第一换热器101的背风面。更优选的，第一换热器101中换热管的管径为9～10mm，第二换热器102中换热管的管径为7.5～8.5mm，第三换热器103中换热管的管径为6.5～7.5mm。例如，第一换热器101中换热管的管径为9.52mm，第二换热器102中换热管的管径为8mm，第三换热器103中换热管的管径为7mm。不限于此，本实施例优选技术方案第一换热器101、第二换热器102和第三换热器103中换热管的管径也可以是其余尺寸，一般满足第一换热器101和第二换热器102中的换热管为大管径换热管，第三换热器103中的换热管为普通管径换热管即可。不限于此，本实施例优选技术方案也可只设置两排换热器，也可设置四排甚至四排以上换热器。
47.根据一个优选实施方式，自动分水装置40包括排水管401和分水板402，如图6所示。优选的，排水管401的一端与冷凝水提升装置30连接，排水管401的另一端位于分水板402上，并且排水管401位于分水板402上的部分设置有排水孔4011，排水孔4011用于将排水管401中的冷凝水分布于分水板402上，如图6所示。优选的，分水板402上设置有漏水孔4021，分水板402上的冷凝水经漏水孔4021分散后向下流入冷凝水收集装置20中，如图6所示。漏水孔4021位于风机系统50的出风口上方，如图8所示。本实施例优选技术方案通过排水管401上的排水孔4011可使冷凝水均匀分布于分水板42上，通过分水板402上漏水孔4021的作用，可使冷凝水经漏水孔4021分散后向下流动。
48.根据一个优选实施方式，漏水孔4021上方设置有凸包结构4022，凸包结构4022的边缘与漏水孔4021的部分边缘相接，并使凸包结构形成朝向排水孔4011的一侧具有开口，且在竖直方向与漏水孔4021之间具有间隙的拱形结构，如图7所示。优选的，漏水孔4021为圆形结构。更优选的，漏水孔4021的孔径不小于5mm。本实施例优选技术方案漏水孔4021的结构，也可以说是半圆凸包型结构。冷凝水在流过漏水孔4021时，由于重力和表面张力作用的影响，水流在漏水孔4021的周边形成表面张力，造成阻塞效应，影响水流向下流通，如图12所示。本实施例优选技术方案在漏水孔4021上方设置凸包结构4022，通过凸包结构4022的作用，可减小水流在漏水孔4021周边形成的表面张力，具体是水流仅在漏水孔4021未设置有凸包结构4022的周边形成表面张力，从而可减小阻塞效应，提升水流流动的通畅性，保证水流可以均匀的向下流动，如图13所示。
49.根据一个优选实施方式，分水板402倾斜设置于风机系统50的出风口上方，如图10所示。优选的，分水板402与风机系统50的出风面之间的夹角为75～88
°
。分水板402与风机系统50的出风面之间的夹角如图10中所示的α。更优选的，分水板402与风机系统50的出风面之间的夹角也可基于机组性能要求设置为其余角度。分水板402与风机系统50的出风面之间的夹角越小，即分水板402倾斜度越大，冷凝水向下流动的速度越快；分水板402与风机系统50的出风面之间的夹角越大，即分水板402倾斜度越小，冷凝水向下流动的速度越慢。本实施例优选技术方案通过控制分水板402倾斜度可控制冷凝水的流速，通过控制冷凝水提升装置30的水泵叶轮转速可控制冷凝水的流量，从而控制空气湿度和表冷器10的换热能力。
50.根据一个优选实施方式，冷凝水收集装置20的底面为斜面结构，冷凝水收集装置20用于收集表冷器10与回风空气换热产生的冷凝水，并且冷凝水提升装置30设置于冷凝水收集装置20中集水深度最深处，如图9所示。图11示出了表冷器10和冷凝水收集装置20上的冷凝水流向示意图。冷凝水提升装置30例如是水泵装置。本实施例优选技术方案冷凝水收集装置20的底面为斜面结构，可使表冷器10与回风空气换热产生的冷凝水汇流到冷凝水收集装置20的较低处，将冷凝水提升装置30设置于集水深度最深处，从而可便于冷凝水提升装置30将收集的冷凝水提升至分水板402上，实现冷凝水的循环利用。
51.实施例2
52.本实施例对本发明的室内机进行详细说明。
53.本实施例的室内机，包括实施例1中任一项技术方案的中温水风盘强化换热装置。室内机的其余结构可与现有技术相同，在此不再赘述。
54.本实施例的室内机，具有本实施例中任一项技术方案的中温水风盘强化换热装
置，通过中温水风盘强化换热装置的作用，可提高室内机的除湿能力和换热能力，满足用户舒适性要求。
55.实施例3
56.本实施例对本发明的空调系统进行详细说明。
57.本实施例的空调系统，包括室内机和室外机，其中，室内机为实施例2中任一项技术方案的室内机。室外机的出水温度为7～10℃，室外机的其余结构可与现有技术相同，在此不再赘述。
58.本实施例的空调系统，具有本实施例中任一项技术方案的室内机的作用，利用该室内机，可在室内机的进水温度升高时，仍使室内机保持优异的除湿能力和换热能力，从而可实现通过提高室外机的出水温度来使空调系统达到节能减排的目的。
59.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
60.在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可视具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
61.以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。