专利名称：蒸发空调机组的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于狭窄单一居住空间的通风和空气制冷的装置和系统。特别涉及适用于制冷狭窄居住空间的整套安装的空调机组。
蒸发冷却器是已知技术，所谓的“淹没制冷器”是利用绝热饱和的热力学原理。被冷却的空气被用水湿气饱和，水湿气从液态(湿气)蒸发成蒸汽状态会从空气中获取相当的热能，于是空气的温度降低了，用这种直接蒸发冷却的方法，周围空气可被冷却到的限度为它的湿泡温度，也就是已知绝热饱和温度。除了在十分干燥的气候中，直接蒸发冷却是不适合于用来持续地制冷狭窄居住空间的，因为持续的潮湿空气对居住者是不舒服的。
在现有技术中还存在着多种间接蒸发制冷的方法，其中空气流首先被绝热饱和冷却，然后用一分隔开的，非混合的空气流越过热传输隔板，所说的后一空气流明显地冷却了，这种制冷没有改变其绝对湿度的含量。这种方法能够在狭窄的居住空间中，没有增大湿度的不舒服效应时持续制冷和作空气循环。
此外，现有技术包括在绝热饱和冷却之前预冷进入空气流的方法，因而可使空气流根据其初始进入状态而被冷到湿泡温度之下。作为限制，根据初始进入空气流的状态，进入空气流能被冷却到凝结水点(露点)。当环境相对湿度小于40%时，在进口处相对干燥的环境状态下，凝结水点可上升到10℃(摄氏湿度)低于相应的湿泡温度。这种方法提高了进入空气流的冷却能力，于是对前述的循环到和从居住空间循环来的第二空气流施以更大程度的明显的冷却。
上述现有技术在其应用于空调装备而用于制冷空间时是经历了各种欠缺的，某些缺点在下面予以描述。
在某些通用流行的系统中，周围环境空气在进口处被直接吹过湿通道并由此被绝热饱和冷却(即可以应用水湿气，喷雾，也可以应用通道内的湿的多孔材料)，湿通道和数目相等的干通道依次交替排列。一分隔独立的非混合的室内空气流以反向流或者交叉流方向穿过通道，这个后者循环室内空气流由于热传输件而被明显地冷却了，该热传输器横过组成交替的湿和干通道的隔板。
这种系统的主要缺点是因为在绝热饱和之前，在进入空气流处有有效的预冷却，根据其进入处状态进入空气流只能被冷却到湿泡温度为限。这同样也限制在交替干通道中冷却次级空气流的能力。为了克服一这缺点，这系统的多数都要求在周围环境空气流通过进入湿通道之前有附加干燥方法，因而降低了气流的湿泡温度并提高了气流的可用冷却能力。大多数普通的持续流，再生循环空气的干燥方法是使用化学助剂，诸如锂溴化物或锂氯化物(Lithium Bromide或者Lithium Chloride)这都是现有技术。这种干燥板总是比较笨重的并且比冷却装置自身更贵，因此在现有技术的现阶段要以其它形式的装置来克服不足。
在现有技术中，预冷进入气流的另一系统是通过进入反向流的湿通道的预冷气流的分配部分来实现的，该湿通道与进入通道交替安排。作为限制这种安排能使第一气流根据其进入状态被冷却到凝结点，因而提高了可用冷却能力。由于偏折进入预冷湿通道的部分可被要求高到初始进入气流的50%，为了湿润气候在通道中必须提供足够的流通面积。因此，这种系统在设计时会遇到两个不利因素的权衡，其为(ⅰ)较宽通道削弱交替气流之间的热传递(ⅱ)较窄的通道在湿气流中产生很大的流动阻抗从而提高了鼓风机的动力损失。
现有技术中的大多数间接蒸发制冷系统，全部地从室外周围环境抽取进入空气，当在非常热的气侯状况下运行时，例如，当外部周围环境干泡温度超过35℃时，这种安排在预冷进入气流中强加了很大的负荷。为达到预冷需要的程度，以反向流方向偏折进入湿通道的进入气流的部分可超过初始进入气流的50%。因此这预冷负荷降低了对于居住空间有利的制冷能力。在很热的室外环境状况下，在性能上，许多流行的系统遇到一系列衰退。
在流行的间接蒸发制冷系统中，在型式和附加在湿通道隔壁墙上的衬垫材料方面存在另一欠缺。
越过湿、干通道之间的隔板的最好的热传输器可以做成没有任何衬垫材料的。然而，为了促进绝热饱和必须保持水的供应均匀地分配越过湿通道壁的表面。在现段的现有技术中，这是通过有吸收能力的毛细多孔材料附加到每个隔板的湿侧边上来达到的。这材料用来既可以以湿气、滴点也可以以(灯)芯布置来分布和保持引导进入湿通道的水，因此大多数流行的系统在设计上遇到两个因素的权衡(ⅰ)毛细多孔材料对热传输表面绝热，因而妨碍热传输，(ⅱ)材料的缺乏导致不充足的越过表面的水分布，使之达到饱和蒸发困难。因为上述两因素的折衷，某些流行的设计采用在每个隔板表面的湿侧边上以交替图案布置材料。
本发明的目的至少是部分地克服上述现有技术的不足。
根据本发明提出一种整套装在一起的空调机组，该空调机组包含-外壳，所述外壳包含用以与外部周围环境空气相沟通的第一进口和与放置所述空调机组的居住空间相沟通的第一出口，以及与居住空间相沟通的第二进口和与所述居住空间外部周围环境空气相沟通的第二出口;
-水槽;
-用以预混合从所述第一和所述第二进口来的空气的预混合腔;
-热交换器设置在水槽上方的壳体之内，所述热交换器包含多个交替的湿空气通道和干空气通道，其每一个通道具有进口端和出口端，所述湿通道的进口端位于贴近所述干通道的出口端，并且，所述湿通道的出口端位于贴近所述干通道的进口端，所述交替的湿空气通道和干空气通道由相对的热交换表面界定，每个所述干通道在所述进口端处与预混合腔沟通，每个所述湿通道在所述出口端与所述第二出口沟通;
分配装置设置在每个所述干通道的所述出口端处用以分散成一股从每个所述干通道到所述第一出口的初级空气流部分和一股从每个所述干通道在所述进口端到所述每个所述湿通道的次级空气流部分，因此，穿过所述湿通道和所述干通道的空气流是相对地相反流动的;
-包含毛细多孔材料的湿隔板设置在每个所述湿通道中，每个湿隔板设置在实质上平行于所述相对的热交换表面的平面上并被定位，以使实质上平分湿隔板所在所述湿通道的容积，每个所述湿隔板延伸进入水槽;
空气驱动装置用来迫使空气从所述第一和第二进口，穿过所述预混合腔和所述干通道到达到所述分配装置，并且，从所述湿通道的所述进口端到达所述第二出口。
最好所述空调机组设置有用于调节在进入热交换器的干通道的进入空气混合入口前的从室外周围环境抽取的空气和从居住空间抽取的空气的比例(以下称“预混合比”)的装置。
最好所述空调机组设置用于调节从干通道空气容积出口偏折的初级和次级空气流的比例(以下称“偏折比”)的装置。
最好还由毛细多孔非吸收性疏水性材料构成的湿隔板，该隔板可用表面活性助剂浸渍，材料与表面助剂结合的选择以使之赋于湿润和竖直输送(灯芯效应)的特性而到达水浸没表面之上的需要的高度。
因为毛细多孔板是由疏水材料构成，在与水接触时材料具有稳定的物理和化学特征，而以疏水助剂处理的隔板表面可能做成毛细水份输送到毛细-多孔隔板要求的高度。
所述空调机组还包含空气驱动装置包含用以迫使空气从所述第一和第二进口穿过所述预混合腔和干通道到达所述分配装置的第一鼓风机，以及用以迫使空气从所述进口端穿过所述湿通道到达所述第二出口的第二鼓风机。
所述空调机组最好是湿、干通道的横断面面积和空气驱动装置的选择使之能提供促使空气层流而实质上消除紊流的空气流速，并且在这一方面的选择是提供的流速具有的建立于湿、干通道有效宽度的雷诺数小于2000，如现有技术中已知的，用在相对平行板之间层流的空气通道的“有效宽度”是其物理宽度的二倍。
所述空调机组进一步还包含另一个设置在所述分配装置下游处的热交换器，该另一个热交换器包含多个湿空气通道和多个干通道，每个具有进和出口端，所述湿通道的进口端位于贴近所述干通道的所述出口端，并且所述湿通道的所述出口端位于贴近所述干通道的所述进口端，所述交替的湿空气通道和干空气通道是实质上由平行相对的热交换表面所界定的，一个包含毛细多孔材料的湿隔板设置在每一个湿通道中，每一湿隔板设置在实质上平行于相对的热交换表面的平面上并被定位，以使其实质上平分湿隔板所在所述湿通道的容积，每个湿隔板延伸进入水槽，并且所述分配装置通过这另个热交换器的第一干通道偏折空气的初级气流部分到达第一出口，还偏折第三空气流到达这另一热交换器的第二干通道，第二干通道在其出口端与这另一热交换器的湿通道相连接。
以下通过举例子并参考附图对本发明实施例作说明，其中
图1是根据本发明一实施例的用于间接蒸发冷却空气的装置的侧视图;
图2是沿图1中A-A线的间接蒸发冷却空气装置的剖视图;
图3a是图1和图2的间接蒸发冷却空气装置的剖视图;其是沿图2的B-B线剖示的;
图3b是图3a的间接蒸发冷却空气装置的部分剖视详图，显示着现今推荐的结构细节;
图4是本发明的与图1相似的第二实施例的视图;
图5是与图2相似的图4的实施例。
本领域的普通技术人员将理解本发明的以下描述仅是解说性的，并且是不受任何限制的。本发明的其它实施例将很容易地由本技术领域的技术人员提出来。
参见图1～3a，该图等显示根据本发明的现今推荐的一个间接蒸发空调组机的实施例的侧视图，剖示俯视图，和竖直剖剖视图。图2剖视图是沿图1中A-A线的剖视图，图3a是沿图2中B-B线的剖视图。
本发明第一实施例的空调组机10包容在适当的外壳12中，外壳12至少设置一个第一进口14用以供应外部环境的空气进入空调组机。显示的是两个第一进口。第一进口14位于外壳12上的位置以使之当外壳12适当地安装到要求制冷的居住空间时，可与外部周围环境相沟通。
设置有一第一出口16用以将冷空气供应到居住空间。出口16位于外壳12上的位置以使之当外壳12适当地安装在居住空间和外部周围环境之间时与被制冷的居住空间沟通。
设置至少一个第二进口18用以将冷空气从居住空间回复到空调组机中。显示的是两个第二进口。第二进口18位于外壳12上的位置以使之当外壳12适当地安装来冷却居住空间时与被制冷的居住空间沟通。
设置一第二出口20用于将空气返回到外部周围环境。第二出口20位于外壳12上的位置以使之当外壳12适当地安装到居住空间和外部周围环境之间时与外部周围环境相沟通。
热交换组件22设置在水槽24上方的外壳12之内。热交换组件22包含交替竖直定向的湿通道26和干通道28。湿通道26和干通道28用竖直热交换隔板30相互分隔开。每一热交换隔板30的一侧形成一湿通道26的一个壁，并且，每一热交换热隔板30的另一侧形成干通道28的壁。热交换隔板30可由一种材料组成，诸如铝，聚乙烯或者聚氯乙烯。
包含毛细渗透孔材料板的一湿隔板32设置在每一湿通道26中，每一湿隔板32实质上与热交换隔板30平行地定向并被定位以使之实质上平分其所在湿通道的容积。本领域的技术人员知道提供足够的支承元件以保证在湿通道中遭受空气流的状况下将湿隔板保持在它们所要求的位置处。
每一湿隔板32延伸进入水槽24中并且浸入到包容在其中的水容积中。根据本发明现今推荐的实施例，湿隔板32可由一种材料组成，诸如多孔聚乙烯或者多孔聚氯乙烯，并且可以是用已知的表面活性剂浸渍。
请参阅图2，该图显示图1装置的部分详细剖视图。
第一鼓风机34与第一进口14沟通，并且其作用是迫使空气从外部环境穿过混合腔36，然后穿过干通道28(如箭头38所示)，当空气通过干通道28时，空气随着就将其热量的一些传给热交换隔板30。第一鼓风机34还与第二进口18沟通，该鼓风机将空气从第二进口18从居住空间穿过通风道40抽回(如箭头42所示)。当空气从混合腔36穿过干通道28之后，空气碰到分配腔，该腔最好包含一缝隙可调的偏流板44。缝隙空间和孔46空间相匹配，冷空气的初级空气流部分穿过孔46并且被导向第一出口16而进入居住空间。已穿过干通道28的冷空气次级空气流部分被邻接的孔46表面(和可滑动的偏流板44表面)折向并导入湿通道26、该空气被迫穿过湿通道26并越过湿隔板32的表面，在该处空气失去热量是由于通过毛细作用和包容在湿隔板32表面的，从水槽24抽上的水份的一些蒸发的缘故。该空气从湿通道的热交换器隔板30表面抽去热量。已穿过湿通道26的包含水份的空气被穿过第二出口20输送到外部环境。第二鼓风机48可被选择地使用以便协助这一功能。
设置有一调节预混合比和偏折流比的装置，通过该装置可控制预混合比，该装置是位于每一通风道40中的可滑动挡板50，它们可部分地对从居住空间到第一鼓风机34的回流空气节流。根据本发明现今推荐的实施例，外部空气和从居住空间返回的空气的比率应该是大约在1∶0和1∶3之间。
偏折流比可以通过调节可滑动的偏流板44的位置以覆盖孔口46选择的部分来控制。根据本发明现今推荐的实施例。允许流入居住空间的初级冷空气流和进入湿通道的次级偏折流的偏折流比率应该在1∶1和3∶1之间。
根据本发明的现今推荐实施例，湿、干通道的宽度和穿过通道的空气流速的选择要使之产生实质上越过热交换隔板的为层流空气流并且要实质上避免紊流空气流越过这些表面，以此来达到小的流动组力。例如，根据本发明的原理建立的实例中，干通道的宽度在大约1.0到2.5毫米之间，湿通道的一热交换隔板和湿隔板之间计量的宽度大约为干通道宽度的一半，在干通道中的流速应该大约在2～5米/秒之间，干通道有效的宽度建立在雷诺数小于2000。
参见图3b，该图显示根据本发明的现今推荐的实施例建立的图3a的装置的部分剖示详细视图，每一干通道可包含聚氯乙烯材料的波纹层压片52(如“层压板”)部分，该部分具有断面大约为2毫米×4毫米的通道。置于干通道对之间的湿通道，包含背靠背的聚乙烯或聚氯乙烯泡沫材料铸成的具有结构支承肋56的片54。
参见图4和图5，本发明的第二实施例结合举例来说明。
本发明的第二实施例一般地以110表示，它包含具有第一和第二空气进口114、118的机壳101，进口114被布置成使之与外部周围环境沟通，进口118被布置成使之与被制冷的居住空间相沟通，该进口均与形成预混合腔的进气歧管136相连接。预混合腔136通过滤清器135而与鼓风机134以流体流动地相沟通，设置的调节器150来调节提供穿过进口114和118的进入空气的相对比例，空调机110还包含水槽124和两个热交换件123，125。第一热交换件123实质上与图2的热交换器件是相同的设计，通过空气分配腔113，第一热交换件123与第二热交换件125相连接。
第一热交换件123包含多个干通道107和湿通道110，第二热交换件125包含多个第一干通道108，该多个第一干通道与具有调控器117的主气流出口116连接，多个第二干通道109与多个湿通道111，通过由通道端和密封板112界定的传输道，在通道的排出端头多个湿通道111和干通道109相连接。它们的布置是这样的，即第一干通道108与第二干通道109交替，从湿通道来的具有调控件156、158的出口119a、119b和跟周围环境相连接的第二出口20相接。可选择用第二鼓风机148来协助空气流动。
空气分配腔113将从通道107来的冷空气流分散成流过第一干通道108初级流124，流进湿通道110二级空气流126以及通过第二干通道109流进湿通道111的三级空气流127。调控件156，158和调节器117是可调控的以提供变化的冷空气到居住空间中和变化的偏折空气进入湿通道110、111。
在另一个热交换件中的偏折比例，也称为在第一和第二干通道中的初级流和三级流的容积比例，相应是在1∶1和3∶1范围内。
促使在干、湿通道中为层流的第一实施例的热交换件的布置最好也提供于本实施例的热交换件中，特别是干、湿通道的横断面面积和空气移动装置的选择使之能提供的空气流速度促使其为层流，并且建立热交换件的干、湿通道的有效宽度的雷诺数小于2000。
本发明的实施例和应用已描述并显示，本技术领域的技术人员可能提供许多对上述的内容的改进、但均没超出本发明的范畴，本发明也不局于权利要求的内容。
权利要求
1.整套装在一起空调机组，其特征是，该空调机组包含一外壳，所述外壳包含用以与外部周围环境空气相沟通的第一进口和与放置所述空调机组的居住空间相沟通的第一出口，以及与居住空间相沟通的第二进口和与所述居住空间外部周围环境空气相沟通的第二出口；一水槽；一用以预混合从所述第一和所述第二进口来的空气的预混合腔；一热交换器设置在水槽上方的壳体之内，所述热交换器包含多个交替的湿空气通道和干空气通道，其每一个通道具有进口端和出口端，所述湿通道的进口端位于贴近所述干通道的出口端，并且，所述湿通道的出口端位于贴近所述干通道的进口端，所述交替的湿空气通道和干空气通道由相对的热交换表面界定，每个所述干通道在所述进口端处与预混合腔沟通，每个所述湿通道在所述出口端与所述第二出口沟通；分配装置设置在每个所述干通道的所述出口端处用以分散成一股从每个所述干通道到所述第一出口的初级空气流部分和一股从每个所述干通道在所述进口端到所述每个所述湿通道的次级空气流部分，因此，穿过所述湿通道和所述干通道的空气流是相对地相反流动的；一包含毛细多孔材料的湿隔板设置在每个所述湿通道中，每个湿隔板设置在实质上平行于所述相对的热交换表面的平面上并被定位，以使实质上平分湿隔板所在所述湿通道的容积，每个所述湿隔板延伸进入水槽；空气驱动装置用来迫使空气从所述第一和第二进口，穿过所述预混合腔和所述干通道到达到所述分配装置，并且，从所述湿通道的所述进口端到达所述第二出口。
2.如权利要求1所述空调机组，其特征是，该空调机组还包含用来调节从所述第一和第二进口抽来的空气的比例的预混合装置。
3.如权利要求2所述空调机组，其特征是，所述预混合装置是能够调节从所述第一和第二进口来的空气的比例从1∶0到1∶3。
4.如权利要求1所述空调机组，其特征是，所述分配装置还包含一装置，该装置改变从所述干通道来的所述初级气流部分和所述次级气流部分的相对容积。
5.如权利要求4所述空调机组，其特征是，所述改变相对容积的装置可将所述初级和次级部分气流的容积比在1∶1和3∶1之间变化。
6.如权利要求1所述空调机组，其特征是，所述湿隔板用表面活性助剂浸渍。
7.如权利要求1所述空调机组，其特征是，所述空气驱动装置包含用以迫使空气从所述第一和第二进口穿过所述预混合腔和干通道到达所述分配装置的第一鼓风机，以及用以迫使空气从所述进口端穿过所述湿通道到达所述第二出口的第二鼓风机。
8.如权利要求1所述空调机组，其特征是，空气驱动装置以及湿通道和干通道的模断面面积选择成提供的空气流速度使之促成为层流空气流并且实质上消除了紊流。
9.如权利要求9所述空调机组，其特征是，空气驱动装置以及湿通道和干通道的横断面面积选择成提供的空气流速度使之促成为层流并具有建立所述湿和干通道有效宽度的雷诺数小于2000。
10.如权利要求1所述空调机组，其特征是，该空调机组还包含另一个设置在所述分配装置下游处的热交换器，该另一个热交换器包含多个湿空气通道和多个干通道，每个具有进和出口端，所述湿通道的进口端位于贴近所述干通道的所述出口端，并且所述湿通道的所述出口端位于贴近所述干通道的所述进口端，所述交替的湿空气通道和干空气通道是实质上由平行相对的热交换表面所界定的，一个包含毛细多孔材料的湿隔板设置在每一个湿通道中，每一湿隔板设置在实质上平行于相对的热交换表面的平面上并被定位，以使其实质上平分湿隔板所在所述湿通道的容积，每个湿隔板延伸进入水槽，并且所述分配装置通过这另个热交换器的第一干通道偏折空气的初级气流部分到达第一出口，还偏折第三空气流到达这另一热交换器的第二干通道，第二干通道在其出口端与这另一热交换器的湿通道相连接。
11.如权利要求10所述空调机组，其特征是，所述第一和第二干通道是交替设置的。
12.如权利要求10所述空调机组，其特征是，在第一和第二干通道中的初级气流对三级气流之比例相对地在1∶1和3∶1范围内。
13.如权利要求10所述空调机组，其特征是，空气驱动装置以及湿通道和第一、第二干通道的横断面面积选择成使之提供的空气流速能提供层流空气流并实质上消除了紊流。
14.如权利要求13所述空调机组，其特征是，空气驱动装置以及湿通道和第一、第二干通道的横断面面积选择成使之提供空气流速促成层流空气流并具有建立于有效的湿通道和第一、第二干通道宽度的雷诺数为小于2000。
全文摘要
一种蒸发空调机组包含具有多个湿通道和干通道的热交换器，湿通道中央设置连接水槽的湿隔板，于是可使湿通道外侧没有多孔材料而可允许对邻接的干通道很好地传热。该空调机组还具有调控器以允许调节从干通道偏折进入湿通道循环的冷空气，还具有鼓风机从外部和从空调空间抽取空气。这种空调机结构简单、可靠性高。
文档编号F24F3/00GK1090920SQ9310127
公开日1994年8月17日 申请日期1993年2月11日 优先权日1993年2月11日
发明者陈培植, 尤里·依万诺维奇·克拉斯诺克托切科夫, 万兰列·琴那第维奇·克里塔切夫, 赛格尔·潘托洛维奇·卡那琴, 万林廷·阿列克山罗维奇·马特维夫, 阿历山特·依万诺维奇·马金科, 维克多·阿历克山罗维奇·莫洛托夫 申请人:兴马有限公司