專利名稱:利用水液氣二相變化進(jìn)行復(fù)式熱移轉(zhuǎn)的空調(diào)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種空調(diào)系統(tǒng),特別是一種利用水液氣二相變化進(jìn)行復(fù)式熱移轉(zhuǎn)的空調(diào)系統(tǒng)。
2、又如
圖1所示為現(xiàn)用空調(diào)系統(tǒng)的示意圖,熱源設(shè)備A于冷氣循環(huán)時(shí),提供室內(nèi)側(cè)熱交換器C對(duì)室內(nèi)進(jìn)行吸熱作用,而室外側(cè)熱交換器B則進(jìn)行排熱或稱放熱作用;在暖氣循環(huán)時(shí),室內(nèi)側(cè)熱交換器C則對(duì)空調(diào)區(qū)間R進(jìn)行放熱增溫作用,而室外側(cè)熱交換器B則進(jìn)行吸熱作用,而此空調(diào)系統(tǒng)其具體使用配置如為直膨式空調(diào)機(jī)時(shí),即如圖2所示,主要的熱源設(shè)備A1為一壓縮機(jī)。配合一室內(nèi)側(cè)熱交換器C1、一室外側(cè)熱交換器B1一切換閥D做為冷、暖氣切換控制,以進(jìn)行冷氣或暖氣循環(huán);至于此空調(diào)系統(tǒng)如為中央式空調(diào)系統(tǒng)時(shí),其具體使用配置如圖3所示,其中熱源設(shè)備A2包括了一鍋爐(提供暖氣的熱源)、一冷凍機(jī)(提供冷氣的熱源)、室內(nèi)側(cè)熱交換器C2則為一冷暖風(fēng)機(jī)組,室外側(cè)排熱熱交換器B2為一冷卻水塔。
然而無(wú)論是何種實(shí)施方式,或者何種熱源系(統(tǒng)機(jī)械式如冷媒壓縮系統(tǒng),或非機(jī)械式如吸收式系統(tǒng)),例如機(jī)械式熱源系統(tǒng)均是利用烷…等類的冷媒做為熱交換的循環(huán)介質(zhì),此種高度依賴有害環(huán)保的冷媒,來(lái)達(dá)到熱交換目的,并不符環(huán)保、節(jié)能運(yùn)轉(zhuǎn)的訴求;而又如非機(jī)械式的吸收式系統(tǒng)欲達(dá)到熱移轉(zhuǎn)目標(biāo),必須投入大量能源及排故龐大廢熱,同樣面臨環(huán)保與耗能問(wèn)題。
本發(fā)明所提出的技術(shù)問(wèn)題是由如下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
一種利用水液氣二相變化進(jìn)行復(fù)式熱移轉(zhuǎn)的空調(diào)系統(tǒng),此系統(tǒng)包括了一水循環(huán)系統(tǒng)及另一熱源系統(tǒng),其特怔在于設(shè)有一水循環(huán)系統(tǒng),系統(tǒng)的運(yùn)作以水循環(huán)系統(tǒng)為主,而以熱源系統(tǒng)為輔,利用此二者進(jìn)行復(fù)式熱移轉(zhuǎn)運(yùn)轉(zhuǎn),其中該水循環(huán)系統(tǒng)是于進(jìn)氣風(fēng)道內(nèi)位于室內(nèi)側(cè)熱交換器的外側(cè)設(shè)有一水管排,此管排內(nèi)設(shè)有盤管,其進(jìn)水端與出水端,分別藉由管路而與水泵補(bǔ)給水箱及水液氣熱交換裝置相接;而該水液氣熱交換裝置是設(shè)于排氣風(fēng)道內(nèi),位于室外側(cè)熱交換器的內(nèi)側(cè),其內(nèi)設(shè)有促進(jìn)水蒸發(fā)的濾材接受循環(huán)水的噴濺或流經(jīng),且在底部設(shè)有一集水盤。
除上述必要技術(shù)特征外,在具體實(shí)施過(guò)程中,還可補(bǔ)充如下技術(shù)內(nèi)容其中位于進(jìn)氣風(fēng)道中該水管排的外側(cè)增設(shè)一水液氣熱交換裝置。
其中于進(jìn)氣風(fēng)道與排氣風(fēng)道之間設(shè)一條或一條以上的旁路風(fēng)道。
其中該水液氣熱交換裝置,裝置內(nèi)設(shè)有至少一個(gè)的噴水頭配合濾材。
其中該水循環(huán)系統(tǒng)中的水管排與熱源系統(tǒng)中的室內(nèi)側(cè)熱交換器,分別置放于不同進(jìn)氣風(fēng)道的位置。
其中位于排氣風(fēng)道中該水液氣熱交換裝置的外側(cè)設(shè)一自然對(duì)流管排,該自然對(duì)流管排內(nèi)設(shè)有封閉的環(huán)形盤管,該環(huán)形盤管內(nèi)裝有冷媒。
其中水管排的位置,是設(shè)在進(jìn)氣風(fēng)道以外的室內(nèi)側(cè)適當(dāng)位置,并配合一風(fēng)扇馬達(dá)直接對(duì)室內(nèi)空氣進(jìn)行熱交換。
其中該室內(nèi)側(cè)熱交換器設(shè)在進(jìn)氣風(fēng)道以外的室內(nèi)適當(dāng)位置,并配合一風(fēng)扇馬達(dá),直接對(duì)室內(nèi)空氣進(jìn)行熱交換。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于能有效提升熱源系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)效率,效降低空調(diào)熱移轉(zhuǎn)所需的耗能與降低其廢熱顯熱排放的熱污染。
以下茲配合附圖詳細(xì)介紹本發(fā)明具體實(shí)施例如后
圖2是現(xiàn)用空調(diào)系統(tǒng)配置于直膨脹式空調(diào)機(jī)系統(tǒng)的示意圖。
圖3是現(xiàn)用空調(diào)系統(tǒng)配置于中央式空調(diào)機(jī)系統(tǒng)的示意圖。
圖4是本發(fā)明其系統(tǒng)示意圖。
圖5是本發(fā)明于冷氣供應(yīng)時(shí)的作動(dòng)關(guān)系示意圖。
圖6是本發(fā)明于暖氣供應(yīng)時(shí)的作動(dòng)關(guān)系示意圖。
圖7是本發(fā)明其另一實(shí)施例一的系統(tǒng)示意圖。
圖8是本發(fā)明其另一實(shí)施例二的系統(tǒng)示意圖。
圖9是本發(fā)明其另一實(shí)施例三系統(tǒng)示意圖。
圖10是本發(fā)明其另一實(shí)施例四的系統(tǒng)示意圖。
圖11是本發(fā)明其水液氣熱交換裝置的剖面示意圖。
圖12是本發(fā)明其水液氣熱交換裝置另一實(shí)施例的剖面示意圖。
此外,為了更明確說(shuō)明本案的發(fā)明特色,茲以圖5、6詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的作動(dòng)關(guān)系如下1、于冷氣供應(yīng)時(shí)如圖5所示,室外側(cè)的進(jìn)氣TA0是為一高溫空氣,經(jīng)過(guò)水管排322的預(yù)冷作用,再經(jīng)室內(nèi)側(cè)熱交換器312的吸熱作用,而能提供室內(nèi)側(cè)冷氣,亦由于水管排322的預(yù)冷降溫減輕了室內(nèi)側(cè)熱交換器312約負(fù)荷與耗能;且當(dāng)室內(nèi)側(cè)空氣TI排出時(shí),經(jīng)過(guò)水液氣熱交換裝置323的水液氣蒸發(fā)效應(yīng),而使排出的空氣TI獲得降溫而成一濕冷的空氣,則有助于室外側(cè)熱交換器314的排熱效率,減少熱源系統(tǒng)31所需的耗能及對(duì)大氣的熱污染;再者,由圖中所揭,更可使人們了解到此二循環(huán)系統(tǒng)31、32進(jìn)行復(fù)式熱移轉(zhuǎn)的互動(dòng)關(guān)系;2、于暖氣供應(yīng)時(shí)如圖6所示,室外側(cè)的進(jìn)氣TA0是為一低溫空氣,經(jīng)過(guò)水管排322的預(yù)熱作用,再經(jīng)室內(nèi)側(cè)熱交換器312的排熱增溫作用,而能提供室內(nèi)側(cè)暖氣,亦由于水管排322的升溫減少了室內(nèi)側(cè)熱交換器312的負(fù)荷與熱源系統(tǒng)31所需的耗能;且當(dāng)室內(nèi)側(cè)空氣TI排出時(shí),經(jīng)過(guò)水液氣熱交換裝置323的水液氣蒸發(fā)或凝結(jié)效應(yīng),而使排出的空氣TI獲得降溫增濕的效果,則有助于室外側(cè)熱交換器314的吸熱效果(相較于直接由外氣吸熱);因此??商岣呤彝鈧?cè)熱交換器314的吸熱效率,減少熱源系統(tǒng)的耗能。
圖7所示,為本發(fā)明另一實(shí)施例一的系統(tǒng)圖,其中該空調(diào)系統(tǒng)4如圖4實(shí)施例一般,包括有一水循環(huán)系統(tǒng)42及另一熱源系統(tǒng)41,而該熱源系統(tǒng)41是由一熱源設(shè)備411、一室內(nèi)側(cè)熱交換器412、一風(fēng)扇馬達(dá)413、一室外側(cè)熱交換器414及一風(fēng)扇馬達(dá)415;至于水循環(huán)系統(tǒng)42則設(shè)有一水泵421,一位于排氣風(fēng)道43內(nèi)設(shè)有一水液氣熱交換裝置423,其底部有一集水盤424,而在進(jìn)氣風(fēng)道44內(nèi)則設(shè)有一水管排422,其內(nèi)部具有盤管4221,與圖4實(shí)施例不同之處,在水管排422之前增投一水液免氣熱交換裝置425,其底部設(shè)一集水盤426,利用水泵421的動(dòng)力推動(dòng)管路內(nèi)的水循環(huán),并以一進(jìn)水管4271補(bǔ)水給補(bǔ)給水箱427提供水循環(huán)42的用水來(lái)源,且籍助于該水液氣熱交換裝置425,使室外側(cè)的進(jìn)氣,于冷氣循環(huán)供應(yīng)時(shí),讓進(jìn)氣經(jīng)過(guò)水液氣熱交換裝置425的水與空氣,因部分水由液相蒸發(fā)為氣相,而獲得降溫效果,再經(jīng)水管排422而在室內(nèi)側(cè)熱交換器之前,即可移走大部分空調(diào)負(fù)載,以降低熱源設(shè)備411所需的耗能;而于暖氣循環(huán)供應(yīng)時(shí),此水液氣熱交換裝置425使室外側(cè)進(jìn)氣經(jīng)過(guò)后得到升溫加濕效果,同樣的可降低所搭配各熱源設(shè)備411的耗能。
圖8是本發(fā)明的另一實(shí)施例二,此空調(diào)系統(tǒng)5是于圖4的實(shí)施例中相同,此系統(tǒng)5主要由一熱源設(shè)備511、一室內(nèi)側(cè)熱交換器512、一風(fēng)扇馬達(dá)513、一室外側(cè)熱交換器514及一風(fēng)扇馬達(dá)515所組成的熱源系統(tǒng)51,以及由一水泵521、一具有進(jìn)水管5251的補(bǔ)給水箱525、一水管排522,其內(nèi)具有一盤管5221與一水液氣熱交換裝置523,其底部設(shè)一集水盤524等所組成的水循環(huán)系統(tǒng)52,所不同之處,在排氣風(fēng)道53與進(jìn)氣風(fēng)道54間,增加了一條或一條以上的旁路風(fēng)道55、56每一旁路風(fēng)道55、56內(nèi)設(shè)有一管制空氣進(jìn)入風(fēng)門擋板551、561,提供空氣旁路循環(huán),以適用于在室內(nèi)、外側(cè)溫度差過(guò)高時(shí)(即Ta-T0≥X時(shí),其中Ta代表室內(nèi)側(cè)環(huán)境溫度,T0代表室外側(cè)環(huán)境溫度,X代表設(shè)定差值),為維持空調(diào)區(qū)內(nèi)的溫度于一恒定條件,利用旁路方式;以控制整個(gè)系統(tǒng)的熱交換量而形成一旁路循環(huán)。
圖9所示為本發(fā)明的另一實(shí)施例三,此系統(tǒng)6熱源系統(tǒng)61由一熱源設(shè)備611、一室外側(cè)熱交換器614、一風(fēng)扇馬達(dá)615及一室內(nèi)側(cè)熱交換器612、一風(fēng)扇馬達(dá)613等所組成,而水循環(huán)系統(tǒng)62則由一水泵621、一具有進(jìn)水管6251的補(bǔ)給水箱625、一水管排622內(nèi)設(shè)有盤管6221、一水液氣熱交換裝置623,其底部有一集水盤624等所組成,此實(shí)施例大致與圖4同,不同之處,在進(jìn)氣風(fēng)道64中配置有水管排622及一風(fēng)扇馬達(dá)65,室外側(cè)進(jìn)氣TA0經(jīng)過(guò)水管排622后藉由風(fēng)扇馬達(dá)65直接送入室內(nèi)側(cè),另一熱源系統(tǒng)61的室內(nèi)側(cè)熱交換器612與一風(fēng)扇馬達(dá)613可依室內(nèi)空間的需要,另行裝設(shè)于適當(dāng)位置,即將水管排622與室內(nèi)側(cè)熱交換器612分開(kāi)于不同的適當(dāng)空間提供冷暖氣。
圖10所示為本發(fā)明的另一實(shí)施例四,此系統(tǒng)8熱源系統(tǒng)81由一熱源設(shè)備811、一室外側(cè)熱交換器814、一風(fēng)扇馬達(dá)815及一室內(nèi)側(cè)熱交換器812、一風(fēng)扇馬達(dá)813等所組成,而水循環(huán)系統(tǒng)82則由一水泵821、一其有進(jìn)水管8251的補(bǔ)給水箱825、一水管排822內(nèi)設(shè)有盤管8221、一水液氣熱交換裝置823,其底部有一集水盤824等所組成,其中進(jìn)氣風(fēng)道84中配置有一室內(nèi)側(cè)熱交換器812、一風(fēng)扇馬達(dá),室外側(cè)進(jìn)氣TA0經(jīng)過(guò)室內(nèi)側(cè)熱交換器812與風(fēng)扇馬達(dá)813提供冷氣或暖氣給室內(nèi)側(cè),而在室內(nèi)適當(dāng)空間的位置,另行設(shè)有一水管排822、一風(fēng)扇馬達(dá)85,利用此水管排822直接與室內(nèi)側(cè)的空氣進(jìn)行熱交換。
以上所述的實(shí)施例中的水液氣熱交換裝置還可如圖11所示,此裝置323內(nèi)設(shè)有至少一個(gè)以上的噴頭3231噴出霧狀水氣于濾材3232,此濾材3232具有透氣性的濾網(wǎng)所組成,因此當(dāng)霧狀水氣噴灑于濾材3232上即由液態(tài)的水轉(zhuǎn)變?yōu)闅鈶B(tài)的水氣,空氣經(jīng)過(guò)濾材3232因水蒸發(fā)與過(guò)濾效應(yīng),使空氣產(chǎn)生適度降溫或升溫(視水溫與空氣溫度而定),水溫低于空氣濕球溫度則會(huì)使空氣降溫;反之,則升溫與凈化效果,而集水盤324則收集濾材流出的水,經(jīng)由排水管3241輸進(jìn)水泵,水與空氣在此裝置323進(jìn)行熱交換工作,冷氣循環(huán)時(shí),循環(huán)水經(jīng)由蒸發(fā)將熱量排放至空氣中。而暖氣循環(huán)時(shí),循環(huán)水由空氣中獲得熱量。
有關(guān)于水液氣熱交換裝置的功能,主要是利用循環(huán)水噴灑、或流經(jīng)于水液氣熱交換裝置其濾材,使循環(huán)水以最短時(shí)間在最大面積上擴(kuò)散,而提供排出空氣經(jīng)過(guò)時(shí),能迅速利用水的蒸發(fā)或凝結(jié)作用(即液氣二相變化),進(jìn)行熱交換以達(dá)到降溫(冷氣循環(huán)時(shí))或升溫(暖氣循環(huán)時(shí))效果;然而欲達(dá)此一水液氣二相變化的方式有很多種,諸如圖12所示,亦為很好的實(shí)施方式。此實(shí)施例中,主要利用壓縮空氣經(jīng)由噴嘴728吹出壓縮空氣而水箱725內(nèi)的水因受壓縮的快速引流由吸管726流出,并噴成霧狀水氣噴灑于水液氣熱交換裝置723的濾材上,以提供排氣TI經(jīng)過(guò)濾材時(shí)產(chǎn)生熱交換作用。
在圖12中所示的實(shí)施例,本發(fā)明可在該水液氣熱交換裝置723的外側(cè)裝設(shè)一自然對(duì)流管排75,此管排為一封閉的環(huán)形管路,內(nèi)裝設(shè)有適量飽和冷媒液,使在冷氣循環(huán)時(shí)室內(nèi)側(cè)低溫空氣排出又經(jīng)過(guò)此管排75上段時(shí),吸收該管排內(nèi)氣態(tài)冷媒的熱量并促使冷媒,于自然對(duì)流管排上端凝結(jié),因重力,自然沿著內(nèi)管壁往下滴流,然此自然對(duì)流管排的下端,即置于新鮮外氣的入口,高溫高濕的新鮮外氣經(jīng)此管排,即可獲得預(yù)冷的效果,故此自然對(duì)流管排75的增設(shè)在冷氣循環(huán)對(duì)于節(jié)省能源的耗用,是非常有幫助的;至于在此實(shí)施例中的空調(diào)系統(tǒng)7其熱源循環(huán)系統(tǒng)71包括有熱源設(shè)備711、室內(nèi)外側(cè)的風(fēng)扇馬達(dá)713、715、室內(nèi)外側(cè)熱交換器712、714而水循環(huán)系統(tǒng)72的水泵721、具有進(jìn)水管7271的補(bǔ)給水箱727、其有盤管7221的水管排722,以及排氣風(fēng)道73、進(jìn)氣風(fēng)道74等配置,大體與前面實(shí)施例相同;此實(shí)施例與前面的各實(shí)施例最大不同,是在利用一水箱725內(nèi)設(shè)有一水位控制器729及一吸管726,藉由壓縮空氣自噴嘴728噴出,將水箱725內(nèi)的水由吸管726流出,混合噴嘴728噴出的空氣,而成一霧化水液氣噴曬于水液氣熱交換裝置723的濾材,以提供室內(nèi)空氣TI排出經(jīng)過(guò)時(shí)作水液氣熱交換。
綜上所陳,本發(fā)明利用水二相(液氣)變化的循環(huán)系統(tǒng)搭配其它熱源系統(tǒng),進(jìn)行復(fù)式熱移轉(zhuǎn)循環(huán),有效利用自然冷媒水降低熱移轉(zhuǎn)的耗能與廢熱排放的污染,故而本發(fā)明特具顯著實(shí)用進(jìn)步效益。
權(quán)利要求
1.一種利用水液氣二相變化進(jìn)行復(fù)式熱移轉(zhuǎn)的空調(diào)系統(tǒng),此系統(tǒng)包括了一水循環(huán)系統(tǒng)及另一熱源系統(tǒng),其特征是設(shè)有一水循環(huán)系統(tǒng),系統(tǒng)的運(yùn)作以水循環(huán)系統(tǒng)為主,而以熱源系統(tǒng)為輔,利用此二者進(jìn)行復(fù)式熱移轉(zhuǎn)運(yùn)轉(zhuǎn),其中該水循環(huán)系統(tǒng)是于進(jìn)氣風(fēng)道內(nèi)位于室內(nèi)側(cè)熱交換器的外側(cè)設(shè)有一水管排,此管排內(nèi)設(shè)有盤管,其進(jìn)水端與出水端,分別藉由管路而與水泵補(bǔ)給水箱及水液氣熱交換裝置相接;而該水液氣熱交換裝置是設(shè)于排氣風(fēng)道內(nèi),位于室外側(cè)熱交換器的內(nèi)側(cè),其內(nèi)設(shè)有促進(jìn)水蒸發(fā)的濾材接受循環(huán)水的噴濺或流經(jīng),且在底部設(shè)有一集水盤。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用水液氣二相變化進(jìn)行復(fù)式熱移轉(zhuǎn)的空調(diào)系統(tǒng),其特征是其中位于進(jìn)氣風(fēng)道中該水管排的外側(cè)增設(shè)一水液氣熱交換裝置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用水液氣二相變化進(jìn)行復(fù)式熱移轉(zhuǎn)的空調(diào)系統(tǒng),其特征是其中于進(jìn)氣風(fēng)道與排氣風(fēng)道之間設(shè)一條或一條以上的旁路風(fēng)道。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用水液氣二相變化進(jìn)行復(fù)式熱移轉(zhuǎn)的空調(diào)系統(tǒng),其特征是其中該水液氣熱交換裝置,裝置內(nèi)設(shè)有至少一個(gè)的噴水頭配合濾材。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用水液氣二相變化進(jìn)行復(fù)式熱移轉(zhuǎn)的空調(diào)系統(tǒng),其特征是其中該水循環(huán)系統(tǒng)中的水管排與熱源系統(tǒng)中的室內(nèi)側(cè)熱交換器,分別置放于不同進(jìn)氣風(fēng)道的位置。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用水液氣二相變化進(jìn)行復(fù)式熱移轉(zhuǎn)的空調(diào)系統(tǒng),其特征是其中位于排氣風(fēng)道中該水液氣熱交換裝置的外側(cè)設(shè)一自然對(duì)流管排,該自然對(duì)流管排內(nèi)設(shè)有封閉的環(huán)形盤管,該環(huán)形盤管內(nèi)裝有冷媒。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用水液氣二相變化進(jìn)行復(fù)式熱移轉(zhuǎn)的空調(diào)系統(tǒng),其特征是其中水管排的位置,是設(shè)在進(jìn)氣風(fēng)道以外的室內(nèi)側(cè)適當(dāng)位置,并配合一風(fēng)扇馬達(dá)直接對(duì)室內(nèi)空氣進(jìn)行熱交換。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用水液氣二相變化進(jìn)行復(fù)式熱移轉(zhuǎn)的空調(diào)系統(tǒng),其特征是其中該室內(nèi)側(cè)熱交換器設(shè)在進(jìn)氣風(fēng)道以外的室內(nèi)適當(dāng)位置,并配合一風(fēng)扇馬達(dá),直接對(duì)室內(nèi)空氣進(jìn)行熱交換。
全文摘要
一種利用水液氣二相變化進(jìn)行復(fù)式熱移轉(zhuǎn)的空調(diào)系統(tǒng),特征是在空調(diào)系統(tǒng)中設(shè)一水循環(huán)系統(tǒng),此水循環(huán)系統(tǒng)是于室外空氣引進(jìn)的進(jìn)氣風(fēng)道中,位于室內(nèi)側(cè)熱交換器的外側(cè)設(shè)有水管排,排利用水為熱交換介質(zhì),于冷氣循環(huán)時(shí),經(jīng)過(guò)水管排的進(jìn)氣得到降溫;室內(nèi)空氣排出室外前,先經(jīng)過(guò)排氣風(fēng)道中的水液氣熱交換裝置,獲得降溫效果,使室外側(cè)熱交換器的排熱效果大增,熱源系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)效率獲得大幅提升,減輕熱源系統(tǒng)所需的耗能,效降低熱源系統(tǒng)所排廢熱對(duì)大氣的熱污染;在暖氣循環(huán)時(shí),經(jīng)過(guò)管排的進(jìn)氣獲得升溫的效果,而室內(nèi)熱空氣排出室外前,經(jīng)排氣風(fēng)道中的水液氣熱交換裝置,獲得升溫增濕效果,進(jìn)而減輕熱源系統(tǒng)所需的耗能。
文檔編號(hào)F24F5/00GK1397771SQ0112031
公開(kāi)日2003年2月19日 申請(qǐng)日期2001年7月18日 優(yōu)先權(quán)日2001年7月18日
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