两段式蒸发制冷装置制造方法

两段式蒸发制冷装置制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种两段式蒸发制冷装置，其包括：用于将空气引入所述制冷装置的风机；位于所述风机下方的机箱；置于所述风机下方的机箱内的间接蒸发制冷段，在所述间接蒸发制冷段中，由多个平行的热交换板分隔成交替排列的干热空气通道和冷湿空气通道；置于所述机箱内且同所述间接蒸发制冷段相连接的直接蒸发冷却段；以及供水系统，其用于向所述冷湿空气通道和/或所述直接蒸发制冷段供水，其中，所述制冷装置还包括整体注塑的高分子外壳，所述风机、所述间接蒸发制冷段和所述直接蒸发制冷段的机箱都和所述外壳融为一体。
【专利说明】两段式蒸发制冷装置

【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种间接蒸发制冷技术的改进，尤其是用于空气调节的间接/直接蒸发制冷装置。
[0002]

【背景技术】
[0003]两段式蒸发制冷系统，又称间接/直接蒸发制冷系统(IDEC)，在替代传统蒸汽压缩空调系统方面具有巨大潜力，能在干燥至中等干燥气候条件下提供舒适的室温环境，同时降低能耗。间接/直接蒸发制冷系统能够具备比传统单段式(即直接)蒸发制冷系统更强大的制冷能力，而且在相同空间内释放更少的湿气。间接/直接蒸发制冷系统不使用压缩机，因此能效明显高于传统空调系统。间接/直接蒸发制冷系统的高能效、高制冷能力和较小的湿气释放量能减轻传统空调系统产生的环境损害，将带来巨大社会效益。在夏季午后的用电高峰时段，间接/直接蒸发制冷系统的机组能非常有效地降低用电量。
[0004]现代间接蒸发制冷技术通常是将空气送过由若干平行的薄板分隔开的相间排列的干热空气通道和冷湿空气通道。在一股气流被送过干热空气通道的同时，另一股气流也被送过与其平行的冷湿空气通道。在与第二股气流直接接触的冷湿空气通道里，有水注到板壁表面，从而通过蒸发作用使热交换板降温。第一股气流与热交换板干燥的一面接触，其热量从干热的一面被传导至进行蒸发作用的冷湿一面，从而被冷却下来。在间接/直接蒸发制冷系统中，第一股气流在间接蒸发制冷段被冷却后，又在下游的直接蒸发制冷阶段被进一步冷却，然后才作为冷风被送入建筑物。
实用新型内容
[0005]现有市场上的两段式蒸发制冷系统有几个局限。第一个局限是由从机组顶部或底部排出废气导致的，因为它必须让气流垂直通过冷湿空气通道。如果进风机位于机组上方，而废气(冷湿空气通道)排气口位于热交换板的下方，那么必须增加垂直高度以便让空气从集水槽上方排出。在现有市场上的产品设计中，排出的废气携带湿气水滴可能造成机组维修保养问题。相反，如果风机位于热交换板下方，而废气从冷湿空气通道顶端排出，那么室外的异物可能进入冷湿空气通道，从而提高维修保养要求。这种布局还容易因为漏水渗入风机马达和电子系统而受损。
[0006]现有市场上的间接/直接蒸发制冷系统的第二个局限是对间接热交换器的错流设计。在行业内广为人知的是对流模式一般比错流模式的热交换效率更高。但是，正如大多数早先的间接/直接蒸发制冷系统设计一样，现有市场上的产品利用了错流热交换器设计易于将主、次气流分开的优势。
[0007]现有市场上的产品的第三个局限是次要气流流程过长。依据当今节能原理，间接/直接蒸发制冷系统的最佳设计所采用的间接热交换板的高度大约是其宽度的三倍，主要气流流速大约是次要气流流速的三倍。而在错流热交换模式中，次要气流的流程大约是主要气流流程的三倍，而且在所有热交换板间距相等的情况下，压力下降会很大。虽然可以增加冷湿空气通道的间距，但是在间接/直接蒸发制冷系统的限定空间内，这样做会缩小干热空气通道的流经面积，从而导致冷湿空气通道的压力下降很大。较大的压力下降增加风机的能耗。
[0008]现有市场上产品的第四个局限是采用了用许多块金属板制造的外壳、风机箱和的集水槽。这些金属板造价昂贵，而且容易锈蚀，从而影响机组的使用寿命和外观。
[0009]另外，将风机和控制板安装在集水槽下方更加重了保养问题。
[0010]本实用新型就是为了从上述以及其它方面中的至少一个方面改进间接/直接蒸发制冷设备。
[0011]这些技术进步提高了机组的可靠性和/或运行效率和/或制冷能力，并且/或者减低了制造难度。
[0012]为实现以上目的和/或其它目的中的至少一个目的，本实用新型的可以采用如下方案。
[0013]一种两段式蒸发制冷装置，其特征在于，包括:
[0014]用于将空气引入所述制冷装置的风机；
[0015]位于所述风机下方的机箱；
[0016]置于所述风机下方的机箱内的间接蒸发制冷段，在所述间接蒸发制冷段中，由多个平行的热交换板分隔成交替排列的干热空气通道和冷湿空气通道；
[0017]置于所述机箱内且同所述间接蒸发制冷段相连接的直接蒸发冷却段；以及
[0018]供水系统，其用于向所述冷湿空气通道和/或所述直接蒸发制冷段供水，
[0019]其中，所述制冷装置还包括整体注塑的高分子外壳，所述风机、所述间接蒸发制冷段和所述直接蒸发制冷段的机箱都和所述外壳融为一体。
[0020]优选地，所述外壳还包括一体成形的强化肋材。
[0021]优选地，所述外壳还包括一体成形的腔室，用来容纳向所述冷湿空气通道和所述直接蒸发制冷段供水的多通管件。
[0022]优选地，所述外壳还包括至少一根一体成形的支柱，所述支柱从所述风机一直延伸到所述直接蒸发制冷段和所述间接蒸发制冷段的机箱。
[0023]优选地，所述外壳还包括一体成形的用于蒸发介质的支撑，所述支撑位于所述外壳内水箱正常水平面之上。
[0024]优选地，所述外壳还包括用于将所述制冷装置固定到支撑物上的一体成形的支撑栓，所述支撑栓的设计便于所述制冷装置围绕支撑栓旋转。
[0025]优选地,所述外壳还包括至少一处一体成形的凹槽,用来容纳至少一台水泵和一个跑水阀，所述凹槽位于水箱正常水平面之下。
[0026]优选地，所述外壳还包括至少一个一体成形的用来插接冬季停机保护板的插口。
[0027]优选地，所述外壳还包括至少一个一体成形的用来插接防止昆虫和杂物进入的保护罩的插口。
[0028]优选地，其特征在于所述风机的外壳包括至少一个文氏进风管。

【专利附图】

【附图说明】
[0029]下面参照附图详细描述本实用新型，在各附图中，相同的附图标指示相同的内容或部件，其中:
[0030]图1是根据当前实用新型的一实施例绘制的间接/直接蒸发制冷设备的垂直剖面图。
[0031]图2是间接蒸发制冷段的热交换板的等距视图，显示当前实用新型的一实施例的气流和水流模式。
[0032]图3是图1所示的间接/直接蒸发制冷设备的注塑外壳的等距视图。

【具体实施方式】
[0033]下面参照图1至图3说明本实用新型的原理及示例性实施方式。
[0034]图1是根据当前实用新型的一实施例绘制的间接/直接蒸发制冷设备的垂直剖面图。图1还包括显示空气流动的指示箭头。
[0035]如图1所示，间接/直接蒸发制冷设备I包括外壳2，有一台风机3通过喇叭口排气道4排出空气。在一优选实施例中，风机3是一台离心风扇，它包括外壳5，叶轮6，以及电机7。电机7可以不间断地改变运转速度以便精确提供当前制冷负荷所需的风量，从而提高设备I的整体能效，减少风机3的能耗。在一优选实施例中，一台电子整流电机(ECM)驱动风机3。
[0036]供水路线如图1所示。水通过进水阀9被引入水箱8。在一实施例中，水箱8的水位可以根据水箱8内浮动开关10的位置进行电子控制。水泵11驱动水循环，使水从水箱8经输水管12流到设备I的顶部。在一实施例中，水泵11不是潜水泵，而是安装在集水槽(即，水箱)外、外壳2的龛室内。选这个位置既是为了方便触及，也是因为目前还没有高效潜水泵可供选用。输水管12里的水进入一个分水多通13，分水多通把水分配到间接蒸发制冷段14和直接蒸发制冷段15。水在重力作用下流过间接蒸发制冷段14和直接蒸发制冷段15，然后流回水箱8。在水向下流动的过程中被分配到直接蒸发制冷段15和间接蒸发制冷段14的冷湿空气通道表面。间接蒸发制冷段14和直接蒸发制冷段15里的水被风机3吹送进的气流通过蒸发作用冷却下来。在一实施例里，水泵11里流出的水在设备I运行过程中持续地被循环利用。
[0037]如图1所示，新鲜空气52从进风口 51进入风机3。新鲜空气在由电机7驱动的叶轮6推动下通过风机3。空气从喇叭口排气道4流出风机3的机箱(即，外壳)5后进入位于外壳2里的间接蒸发制冷段14。空气垂直向下流动然后水平流动，作为干热空气通道17(图2)内的气流20经过间接蒸发制冷段14。在流出间接蒸发制冷段14后，大部分空气作为供给气流22经过直接蒸发制冷段15。其余空气在直接蒸发制冷段15压力下降的作用下转向180度，水平回流经过间接蒸发制冷段14的冷湿空气通道18(图2)，然后作为排放气流23从背面47流出设备I。
[0038]图2是间接蒸发制冷段热交换板的等距视图，显示当前实用新型的一优选实施例的气流和水流模式。
[0039]如图2所示，间接蒸发制冷段14用平行排列的热交换板16来分隔干热空气通道17和冷湿空气通道18。空气通过排气道4流出风机3后进入间接蒸发制冷段14。风机气流19流出风机排气道4(图1)后垂直向下通过干热空气通道入口 24进入干热空气通道17。干热空气通道17是由两侧的热交换板16分隔而成的。风机气流19被总称为一股气流20，它分成许多支通过所有干热空气通道17。热交换板16经过特殊成形，从而使由热交换板16分隔成的冷湿空气通道18在朝向风机出口 4的一端是闭合的，以确保从风机3的排气道4流出的风机气流19不能进入冷湿空气通道18。当气流20通过干热空气通道17时，气流20被转向为水平流动。气流20在空气转向器21的辅助下转向为水平流动。
[0040]当流出干热空气通道17时，气流20分开为两股气流22，23。气流22继续沿着气流20的水平路线进入直接蒸发制冷段15。另外一股气流23在室内气压和冷湿空气通道18内气压之间相对压力下降的作用下转向180度。气流23进入间接蒸发制冷段14里的由热交换板16分隔成的冷湿空气通道18。气流22和气流23的流量比是由直接蒸发制冷段15、冷湿空气通道18、间接蒸发制冷段14和直接蒸发制冷段15之间的空隙、以及冷湿空气通道18和直接蒸发制冷段15下游的其他部件之间的相对压力下降决定的。
[0041 ] 直接蒸发制冷段15包括蒸发介质(图中没有显示)，例如潮湿垫或渗透膜，通过蒸发作用使气流22冷却。一种适用的高质量蒸发介质是“CELdec”,由蒙特斯公司(MuntersCooperat1n)提供。
[0042]可以参照图2进一步说明水流。干热空气通道入口 24位于风机排风道4的下方。热交换板16的顶端相向倾斜将冷湿空气通道18闭合，阻止从排气道4流出的风机气流19进入冷湿空气通道18。冷湿空气通道18的给水口 25位于分水多通13(图1)下面。水从分水多通13流出后进入给水口 25。每个给水口 25下面紧贴着一个半透性格栅26组成的水平槽27，水平槽纵向与冷湿空气通道18大致等长，横向搭在两块面向冷湿空气通道18的热交换板16之间。半透性格栅26的垂直部件39阻止水从水平槽27两端溢出。在一实施例中，半透性格栅26的设计在分水多通13供水充足的情况下，水能沿着格栅26从头到尾流到冷湿空气通道18的每个地方。在一优选实施例中，每道水平槽27都是由相邻板壁上突出的相互对称的格栅26--对接组成的。
[0043]水缓慢地从格栅26渗透下来，流到热交换板“冷湿” 一侧的表面28，以水帘29的形态缓慢向下流过整个板壁表面28。板壁表面28可能经过机械、化学或涂层处理，使水流29均匀散布到整个表面28。
[0044]在一优选实施例中，在聚苯乙烯板壁表面可以覆盖聚酯涂层。在另一实施例中，人造丝可以起到帮助板壁湿润的作用。在另一实施例中(图中没有显示)，水平槽27底部插入一根“灯心线”可以起到助湿作用。虽然实施例只提供了个别例子，但是本实用新型也考虑其他任何已知和未来的板壁表面助湿方法。
[0045]热力热交换过程如下:气流23和水流29在冷湿空气通道18相遇后，都在蒸发作用下被冷却。在水流29润湿冷湿空气通道18的整个板壁表面时，这个过程效率最高。由此产生的水流29和干热空气通道17内干热气流20之间的温差导致热量从干热气流20通过热交换板16传到至水流29。因为气流20是被间接制冷的，所以它的湿球温度在它通过干热空气通道17过程中逐步降低，从而提高了气流22和气流23分别进入直接蒸发制冷段15和冷湿空气通道18后的蒸发能力。
[0046]在本实用新型的一优选实施例中，热交换板是由内处理热成形设备制成的，在该设备上，一卷很薄的塑料材料通过自动化流程被迅速制成热交换板。热交换板上的突出部件，如间隔装置30、锁扣31、气流转向器21和32、半透性格栅26的突出部分以及冷湿空气通道24和干热空气通道25的喇叭型开口，可以在注塑过程中增加或减少其从热交换板28原平面突出的高度。间隔装置30伸入冷湿空气通道18以保持热交换板之间的间距，其作用是顶住干热空气通道17内气流20的产生的压力，否则这个压力可能导致冷湿空气通道18完全或部分闭合。锁扣31突入热交换板16之间的干热空气通道17构成固定相邻板壁的互锁装置。如上所述，空气转向器21的功能是帮助气流20从垂直流动转向为水平流动。在一实施例中，转向器21的优选设计是小风翼形状，以减小压力下降。气流转向器32最好是伸入并横贯冷湿空气通道18两侧热交换板16相对的板壁28之间。在一实施例中,气流转向器32被设计成能收集湿气形成的水滴并把它们排入水箱8 (见图1)。
[0047]如图2所示，在优选的实施例中，热交换板是沿中线33对称折叠形成的双板。折板的方法免除了干热空气通道17垂直底沿密封防漏的需要。热交换板顶端边缘必须经过细致加工，以便分开干热空气通道17和冷湿空气通道18，优化效能。风机气流19和水流沿着热交换板16顶部边缘进入间接蒸发制冷段14。为了在风机气流19进入干热空气通道17的后部区域将冷湿空气通道18的顶部边缘闭合，热交换板的上沿有一个双弯以构成外向闭合部件34，闭合部件最上端是垂直部件36。每个垂直部件36与相邻的热交换板16上的接合部件35相连。在一实施例中，接合部件35可以用熔塑、黏合剂、紧密的盖槽或其他方式(图中没有显示)固定在一起。横跨垂直部件36将干热空气通道入口 24的区域与冷湿空气通道入口 25的区域分开，内向闭合部件37顶端有垂直部件38以相同方式相互连接，以闭合干热空气通道17。
[0048]图3是根据本实用新型的一优选实施方案绘制的旋转注塑塑料外壳2的等距视图。旋转注塑外壳2大幅减少了组装人力成本，杜绝了外壳锈蚀。在实施例中，注塑外壳2包括一体注塑成形的离心风机箱5，用来容纳风机3、叶轮6和电机7(图1)。风机的文氏进气管49使通过进口 51进入风机机箱5的新鲜空气流动平顺。排气道4使风机气流19从风机机箱5流出后进入间接蒸发制冷段14。机箱40用来容纳间接蒸发制冷段14、直接蒸发制冷段15以及水箱8。外壳2上可增加结构肋材41以提高强度。
[0049]如图3所示，外壳包括一个龛室42，用来容纳分水多通13(图1)的一部分，风机机箱支架43，以及间接和直接蒸发制冷段的支架44。间接和直接蒸发制冷段的支架44也起能方便水排入水箱8。外壳2底部的支撑栓45可作为旋转支点将机组固定在支撑框架(图中没有显示)上。支撑栓45可以使外壳2旋转移出支撑框架，以便于维修保养。水泵龛室46为水泵11 (图1)和其它可能需要的部件提供了空间。垂直供气排放口 47能够插接在寒冷天气下使用的护板(图中没有显示)。在气流23排气口一面的两边有垂直插口 48，可以插接(图中没有显示)护板或防虫罩。
[0050]本实用新型描述时所参照的实施例仅用于理解本实用新型，本实用新型并不局限于这些实施例和结构。相反，本实用新型旨在涵盖各种变化和相应配置。另外，实施例中的各项元素虽以不同组合和外观展现，本实用新型的精神和范围依然涵盖其它组合和外观，包括更多、更少甚至单一元素的组合。
[0051]上面参照【专利附图】

【附图说明】了本实用新型的优选实施方式，但是，应当理解，上述说明仅是示例性的。本领域的技术人员可以在不脱离本实用新型的精神和范围的前提下，对本实用新型作出各种修改和变型。本实用新型的保护范围由权利要求书限定。
【权利要求】
1.一种两段式蒸发制冷装置，其特征在于，包括: 用于将空气引入所述制冷装置的风机； 位于所述风机下方的机箱； 置于所述风机下方的机箱内的间接蒸发制冷段，在所述间接蒸发制冷段中，由多个平行的热交换板分隔成交替排列的干热空气通道和冷湿空气通道； 置于所述机箱内且同所述间接蒸发制冷段相连接的直接蒸发冷却段；以及 供水系统，其用于向所述冷湿空气通道和/或所述直接蒸发制冷段供水， 其中，所述制冷装置还包括整体注塑的高分子外壳，所述风机、所述间接蒸发制冷段和所述直接蒸发制冷段的机箱都和所述外壳融为一体。
2.根据权利要求1所述的两段式蒸发制冷装置，其特征在于，所述外壳还包括一体成形的强化肋材。
3.根据权利要求1所述的两段式蒸发制冷装置，其特征在于，所述外壳还包括一体成形的腔室，用来容纳向所述冷湿空气通道和所述直接蒸发制冷段供水的多通管件。
4.根据权利要求1所述的两段式蒸发制冷装置，其特征在于，所述外壳还包括至少一根一体成形的支柱，所述支柱从所述风机一直延伸到所述直接蒸发制冷段和所述间接蒸发制冷段的机箱。
5.根据权利要求1所述的两段式蒸发制冷装置，其特征在于，所述外壳还包括一体成形的用于蒸发介质的支撑，所述支撑位于所述外壳内水箱正常水平面之上。
6.根据权利要求1所述的两段式蒸发制冷装置，其特征在于，所述外壳还包括用于将所述制冷装置固定到支撑物上的一体成形的支撑栓，所述支撑栓的设计便于所述制冷装置围绕支撑栓旋转。
7.根据权利要求1所述的两段式蒸发制冷装置，其特征在于，所述外壳还包括至少一处一体成形的凹槽，用来容纳至少一台水泵和一个跑水阀，所述凹槽位于水箱正常水平面之下。
8.根据权利要求1所述的两段式蒸发制冷装置，其特征在于，所述外壳还包括至少一个一体成形的用来插接冬季停机保护板的插口。
9.根据权利要求1所述的两段式蒸发制冷装置，其特征在于，所述外壳还包括至少一个一体成形的用来插接防止昆虫和杂物进入的保护罩的插口。
10.根据权利要求1至9中的任一项所述的两段式蒸发制冷装置，其特征在于所述风机的外壳包括至少一个文氏进风管。
【文档编号】F24F5/00GK204240504SQ201420232012
【公开日】2015年4月1日 申请日期:2014年5月8日 优先权日:2014年5月8日
【发明者】莫伯乐 申请人:绿能新风环境科技(北京)有限公司