专利名称：相变材料贮能式新风机组的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及空调系统中使用的一种新风机组，尤其涉及空调蓄冷系统中利用相变材料进行蓄冷的一种空调蓄冷装置。
近年来，随着经济的发展和人民生活的不断提高，空调系统已成为现代工业与民用建筑中不可缺少的设施，但其耗电量很大，而且基本处于电负荷高峰期，给电网高峰用电造成很大压力，而空调蓄冷则是解决上述问题的有效手段，它可在用电低峰期蓄冷，用电高峰期放冷，为电网“削峰填谷”。目前在空调蓄冷技术中，冰蓄冷技术已在国内日趋成熟，但其缺点是冰的凝点较低(0℃)，蓄冰时需要制冷机提供-3～-7℃的温度，导致制冷机组蒸发温度过低，降低了制冷机组的制冷效率，一般将会使制冷机成本增加25～30％，从而加大了设备的投资。因此，人们一方面正在不断地寻找性能良好的相变材料，同时也在研究如何利用新的相变材料来满足空调蓄冷的要求。
本实用新型的目的和任务是利用相变材料设计一种可实现“削峰填谷”的节能型空调装置，即相变材料贮能式新风机组，使其在用电低峰期蓄冷，用电高峰期放冷；在夏季可提高空调蓄冷时制冷机的效率，过渡季节可充分利用自然风蓄冷，冬季还可作为空气加热器使用。
本实用新型是通过以下技术方案实现的该相变材料贮能式新风机组，主要由空气过滤器、风机、换热装置等部件组成，空气过滤器、换热器和风机三者之间由风道连接，其特征是上述换热装置采用相变材料贮能式换热器，该换热器采用空气与另外一种流体两种不同的通道组成，并在两者之间填充相变材料。
为了提高传热效果及相变材料的导热性能，在相变材料贮能式换热器中的相变材料内填加金属粉末或金属网格。
在上述方案的基础上，相变材料贮能式换热器可根据不同的相变材料和具体情况采用多种结构形式，如管式结构、板式结构，同心套管结构及球式结构等。
附
图1为本实用新型的原理结构示意图。
附图2为相变材料贮能式换热器采用管式结构时的示意图。
附图3为管式结构的贮能式换热器内设置的竖直隔板示意图。
图面说明1-进口空气；2-空气过滤器；3-出口空气；4-风机；5-空调进水管；6-空调回水管；7-相变材料贮能式换热器；8-相变材料；9-风管；10-水管；11-隔板。
以下结合附图详细描述本实用新型的工作原理，具体结构及最佳实施方式相变材料贮能式新风机组主要由空气过滤器2，相变材料贮能式换热器7，空调进水管5和空调回水管6以及风机4等组成。进口空气1经过空气过滤器2进入相变材料贮能式换热器7，经冷却后，由风机4将出口空气3送入室内。管式结构是本实用新型的实施例之一，即采用空气一相变材料一水三工质直接传热的结构形式，其水管10和风管11均采用圆管，且叉排排列；水管均匀分布在所有风管之间，两种管道之间填充相变材料8。并在水管的进、出口布置集水和分水管路，为提高系统的传热性能，在空气管道内外两侧可以通过加肋片强化传热；为了增大水与相变材料的传热温差，并使传热过程均匀，水和空气采用逆流方式，如图2所示，在相变材料中也可采取措施提高其导热性能，如添加金属粉末和金属网格等。
经计算，在系统的传热过程中，由于管壁的导热热阻占的比例不大，同时考虑到相变材料的腐蚀性和经济性，上述空气管和水管可采用较薄的聚乙烯塑料管；由于相变材料的热阻相对较大，而圆塑料管又不易加肋，所以此种情况应采用“细管、薄层、多根数”的方法；为了增强管束的刚度和强度，在相变材料贮能式换热器内还应加装如图3所示的竖直隔板11。此外，相变材料凝固成固体后在箱体上方会出现部分空间，在由固态向液态转化的初始阶段，相变材料与这部分空间中管道里的空气(或水)没有热交换，所以上方应留有余量空间，不布置管道。
本实用新型作为“削峰填谷”的一种节能空调装置，为充分发挥相变材料的潜力，该新风机组采用部分蓄冷运行方式，即由相变材料和制冷机的冷水共同提供冷量。具体运行方案为在谷时段通过制冷机或自然冷风对相变材料进行蓄冷；制冷机在平时段开动满足空调负荷要求，无法完全满足时，则由相变材料补充不足的冷量；在峰时段将所剩余的蓄冷量全部用于峰时段的负荷要求，以求最大程度地利用峰、谷电价差来节省运行费用，若仍不能满足，则由冷水补充。在过渡季节，处于白天热晚上冷时，晚上可以采用制冷机水冷和风冷兼用的方法，甚至有时可以完全采用风冷的方法，既节省了运行费用，也加热了夜间的冷空气，提高了室内的舒适性。在冬季，这种装置可以作为一种空气加热器来使用。
本实用新型所述的相变材料贮能式新风机组和常规空调与蓄冷空调相比，它有如下优点及有益效果该实用新型作为实现“削峰填谷”的一种节能空调装置与目前国内比较流行的冰蓄冷空调比较，不仅可提高制冷机的效率，还能有效地利用峰、谷电价差节约运行费用，降低空调蓄冷的投资。另一方面，这种装置的优越性在过渡季节尤为突出，在过渡季节，处于白天热晚上冷时，晚上可以采用制冷机水冷和风冷兼用的方法，甚至有时可以完全采用风冷的方法，节省了运行费用，也加热了夜间的冷空气，提高了室内的舒适性；冬季，这种装置还可以作为一种空气加热器来使用。
由此看出，这种相变材料贮能式新风机组很大程度上节约了运行费用，并可以全年运行，有着广阔的发展前景。
权利要求1.一种相变材料贮能式新风机组，它主要由空气过滤器[2]、风机[4]、换热器[7]等部件组成，空气过滤器、换热器和风机三者之间由风道连接，其特征是上述换热器采用相变材料贮能式换热器，该换热器采用空气与另外一种流体两种不同的通道组成，并在两者之间填充相变材料[8]。
2.根据权利要求1所述的一种相变材料贮能式新风机组，其特征是相变材料贮能式换热器中的相变材料内填加金属粉末或金属网格。
3.根据权利要求1或2所述的一种相变材料贮能式新风机组，其特征是所述相变材料贮能式换热器的两种流体通道采用管式结构，管束采用叉排排列。
4.根据权利要求3所述的一种相变材料贮能式新风机组，其特征是所述流体管道为风管[9]和水管[10]。
5.根据权利要求4所述的一种相变材料贮能式新风机组，其特征是在贮能式换热器内设有竖直隔板[11]。
专利摘要相变材料贮能式新风机组,涉及空调蓄冷系统中使用的一种空调蓄冷装置。它主要由空气过滤器、相变材料贮能式换热器,风机等部件组成,其特点是该换热器采用空气—相变材料—水三工质直接传热的结构形式。该机组可有效地利用峰、谷电价差来节约运行费用,相对于蓄冰空调可以提高制冷机的效率,降低设备投资。过渡季节可利用风蓄冷,提高室内的舒适性;冬季还可作为空气加热器使用,能全年运行,是一种“削峰填谷”的节能型空调装置。
文档编号F24H7/00GK2300855SQ9721907
公开日1998年12月16日 申请日期1997年6月27日 优先权日1997年6月27日
发明者江亿, 张寅平, 康艳兵, 巨永平, 魏庆芃 申请人:清华同方股份有限公司, 清华大学