專利名稱：利用水液氣兩相變化增強熱交換能力的熱交換裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于熱交換裝置，特別是一種利用水液氣兩相變化增強熱交換能力的熱交換裝置。
背景技術(shù)：
如圖1所示，習(xí)用的冷凍空調(diào)系統(tǒng)9包括壓縮機91、冷凝器92、蒸發(fā)器93、冷媒流量控制器94及冷媒切換閥95等元件。冷凝器92與蒸發(fā)器93通稱為熱交換器或熱交換裝置A。如圖2所示熱交換器A主要由盤管L配置電動送風(fēng)機M組成。惟此種習(xí)式的熱交換器A在運轉(zhuǎn)上存在如下缺失1、在排熱運轉(zhuǎn)時，利用進氣與熱交換器A的盤管L進行熱交換，由于熱空氣直接排放于大氣環(huán)境中，而此高熱空氣會造成環(huán)境的熱污染。
2、在溫度較低的季節(jié)，如冬季進行吸熱運轉(zhuǎn)時，由于空氣中水含量低，使得熱交換的過程只有顯熱交換，因而導(dǎo)致熱交換能力及其功率大為降低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種節(jié)能、降低熱污染、增加熱交換能力、提高熱交換效率的利用水液氣兩相變化增強熱交換能力的熱交換裝置。
本發(fā)明包括依序設(shè)置送風(fēng)機、主熱交換器、水蒸發(fā)結(jié)構(gòu)及輔助熱交換器；主熱交換器內(nèi)部設(shè)有供冷媒流經(jīng)的熱交換盤管；水蒸發(fā)結(jié)構(gòu)為提供水與進氣形成水蒸發(fā)效應(yīng)以使空氣通過時與水分子進行熱交換及加濕作用的結(jié)構(gòu)，其包含第一、二、三輸送水管；輔助熱交換器位于水蒸發(fā)結(jié)構(gòu)進氣側(cè)的前方，其包括分別設(shè)置于上端的上熱交換管體、設(shè)置于下端的下熱交換管體及數(shù)支連通上、下熱交換管體的縱向熱管；上熱交換管體包括橫向設(shè)置于中段的數(shù)支分管、形成并連通數(shù)支分管兩端的第一、二容室及分別以隔板封閉的各分管以外并與縱向熱管連通的外圍區(qū)域；外圍區(qū)域內(nèi)填充第一冷媒介質(zhì)；第一容室與第三輸送水管連接，第二容室與第一輸送水管連接；下熱交換管體包括橫向設(shè)置于中段的數(shù)支分管、形成并連通數(shù)支分管兩端的第三容室、第四容室及分別以隔板封閉的各分管以外并與縱向熱管連通的外圍區(qū)域，外圍區(qū)域內(nèi)填充第一冷媒介質(zhì)；第三容室與第三冷媒輸送管連接，第四容室與第二冷媒輸送管連接。
其中水蒸發(fā)結(jié)構(gòu)還包括與出水頭連接的本體；本體為由具有透氣性及滲水性材質(zhì)制成。
主熱交換器的熱交換盤管上端與第一冷媒輸送管連接。
主熱交換器的熱交換盤管下端與第二冷媒輸送管連接；第二次媒輸送管的另一端與輔助熱交換器連接。
水蒸發(fā)結(jié)構(gòu)的上、下方分別設(shè)有與第一輸送水管連接的出水頭及與第二輸送水管連接的集水盤。
由于本發(fā)明包括送風(fēng)機、設(shè)有熱交換盤管的主熱交換器、水蒸發(fā)結(jié)構(gòu)及輔助熱交換器；水蒸發(fā)結(jié)構(gòu)包含第一、二、三輸送水管；輔助熱交換器包括分別設(shè)置于上、下端的上、下熱交換管體及數(shù)支連通上、下熱交換管體的縱向熱管；上熱交換管體包括橫向設(shè)置于中段的數(shù)支分管、形成并連通數(shù)支分管兩端的第一、二容室及與縱向熱管連通并填充第一冷媒介質(zhì)的外圍區(qū)域；第一、二容室分別與第三、一輸送水管連接；下熱交換管體包括橫向設(shè)置于中段的數(shù)支分管、形成并連通數(shù)支分管兩端的第、四容室及與縱向熱管連通并填充第一冷媒介質(zhì)的外圍區(qū)域；第三、四容室分別與第三、二冷媒輸送管連接。當(dāng)主熱交換器以排熱運轉(zhuǎn)為主時，系統(tǒng)循環(huán)冷媒流入主熱交換器的熱交換盤管后經(jīng)第二冷媒輸送管流入輔助熱交換器的下熱交換管體，再由第四容室經(jīng)由數(shù)支分管流往第三容室，此時，各分管內(nèi)的系統(tǒng)循環(huán)冷媒與外圍區(qū)域的第一冷媒介質(zhì)因溫差而產(chǎn)生熱交換作用，即產(chǎn)生蒸發(fā)作用。因上熱交換管體內(nèi)的第一容室內(nèi)的進水亦經(jīng)由數(shù)支分管流往第二容室，而各分管內(nèi)的進水與外圍區(qū)域的第一冷媒介質(zhì)因溫差效應(yīng)亦產(chǎn)生熱交換作用，即產(chǎn)生冷凝作用，使得縱向熱管內(nèi)的第一冷媒介質(zhì)產(chǎn)生自然對流的循環(huán)效果，使經(jīng)過縱向熱管的進氣發(fā)生排熱或吸熱的作用，使進氣在輔助熱交換器獲得預(yù)冷效果或提高溫度并獲得加濕效果而增加空氣中的水含量，借此有效提高主熱交換器的熱交換能力，又能達到節(jié)能及降低對環(huán)境的熱污染程度。當(dāng)主熱交換器以吸熱運轉(zhuǎn)為主時，系統(tǒng)循環(huán)冷媒由第三冷媒輸送管流入輔助熱交換器的下熱交換管體，再由第三容室、數(shù)支分管流向第四容室，并自第二冷媒輸送管流入主熱交換器；各分管內(nèi)的系統(tǒng)循環(huán)冷媒與外圍區(qū)域的第一冷媒介質(zhì)因溫差而產(chǎn)生熱交換，即系統(tǒng)循環(huán)冷媒在下熱交換管體內(nèi)排熱，而第一冷媒介質(zhì)則吸熱蒸發(fā)，相對的上熱交換管體的第一容室的進水亦經(jīng)數(shù)支分管流向第二容室，使各分管內(nèi)的進水與外圍區(qū)域內(nèi)的第一冷媒介質(zhì)因溫差效應(yīng)產(chǎn)生熱交換作用，即產(chǎn)生冷凝作用，使進水在上熱交換管體內(nèi)進行吸熱而令水溫上升，使得縱向熱管內(nèi)的第一冷媒介質(zhì)形成自然對流的循環(huán)效果；由于進氣為低溫低濕的空氣，輔助熱交換器的縱向熱管內(nèi)的第一冷媒介質(zhì)的溫度高于進氣溫度，在熱交換作用下進氣會產(chǎn)生升溫預(yù)熱，再經(jīng)過水蒸發(fā)結(jié)構(gòu)時，由于水與進氣因水蒸發(fā)效應(yīng)獲得加濕效果，而有效增加進氣空氣中的水含量，以利于主熱交換器的熱交換能力的提高，進而達到節(jié)能的效益，即本發(fā)明無論主熱交換器是在吸熱或排熱運轉(zhuǎn)狀態(tài)，皆能利用水液氣兩相變化增強熱交換能力，借以提高熱交換裝置的運轉(zhuǎn)效率，能達到節(jié)能及降低對環(huán)境的熱污染程度等進步效益。不僅節(jié)能、降低熱污染，而且增加熱交換能力、提高熱交換效率，從而達到本發(fā)明的目的。


圖1、為習(xí)用的冷凍空調(diào)系統(tǒng)示意圖。
圖2、為習(xí)用的冷凍空調(diào)系統(tǒng)中熱交換器結(jié)構(gòu)示意剖視圖。
圖3、為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意剖視圖。
圖4、為本發(fā)明的輔助熱交換器結(jié)構(gòu)示意剖視圖。
圖5、為圖4中A-A剖視圖。
具體實施例方式
如圖3、圖4、圖5所示，本發(fā)明利用水液氣兩相變化增強熱交換能力的熱交換裝置2包括機殼20及依序設(shè)置于機殼20內(nèi)的送風(fēng)機24、主熱交換器21、水蒸發(fā)結(jié)構(gòu)22及輔助熱交換器23。
主熱交換器21內(nèi)部設(shè)有熱交換盤管210，熱交換盤管210上端與第一冷媒輸送管L1連接，熱交換盤管210下端與第二冷媒輸送管L2連接。第二冷媒輸送管L2形成分流的第一分管L21及第二分管L22后與輔助熱交換器23下部連接。第一分管L21及第二分管L22上分別設(shè)有冷媒流量控制器215及冷媒電磁截止閥214。
水蒸發(fā)結(jié)構(gòu)22為提供水與進氣形成水蒸發(fā)效應(yīng)的結(jié)構(gòu)，其包括位于上方出水頭221、與出水頭221連接的本體220、位于下方的集水盤222、連接于出水頭221與輔助熱交換器23上方之間的第一輸送水管227、連設(shè)于集水盤222的第二輸送水管224、與第二輸送水管連接的第三輸送水管223及設(shè)置于第三輸送水管223上的水泵225。第三輸送水管223與輔助熱交換器23連接。
本體220為由具有透氣性及滲水性材質(zhì)制成，借以提供空氣通過時與水分子進行熱交換及加濕作用。
水蒸發(fā)結(jié)構(gòu)22的出水頭221可將進水直接噴出水霧；亦可經(jīng)與出水頭221連接的本體220供空氣通過時與水分子進行熱交換及加濕作用。
如圖3、圖4所示，輔助熱交換器23位于水蒸發(fā)結(jié)構(gòu)22進氣側(cè)的前方，其包括分別設(shè)置于上端的上熱交換管體231、設(shè)置于下端的下熱交換管體232、數(shù)支連通上、下熱交換管體231、232并容置第一冷媒介質(zhì)的R1的縱向熱管233及第三冷媒輸送管L3。
上熱交換管體231包括橫向設(shè)置于中段的數(shù)支分管2311、形成并連通數(shù)支分管2311兩端的第一、二容室2314、2315及分別以隔板2312、2313封閉的各分管2311以外并與縱向熱管233連通的外圍區(qū)域2316。外圍區(qū)域2316內(nèi)填充第一冷媒介質(zhì)R1。第一容室2314與第三輸送水管223連接，第二容室2315與第一輸送水管227連接。
下熱交換管體232包括橫向設(shè)置于中段的數(shù)支分管2321、形成并連通數(shù)支分管2321兩端的第三容室2324、第四容室2325及分別以隔板2322、2323封閉的各分管2321以外并與縱向熱管233連通的外圍區(qū)域2326。外圍區(qū)域2326內(nèi)填充第一冷媒介質(zhì)R1。第三容室2324與第三冷媒輸送管L3連接，第四容室2325與第二冷媒輸送管L2連接。
借由上述結(jié)構(gòu)組成，當(dāng)主熱交換器21以排熱運轉(zhuǎn)為主時，系統(tǒng)循環(huán)冷媒R(如圖3、圖4中箭頭所指流向)由第一冷媒輸送管L1流入主熱交換器21的熱交換盤管210，并自其下端的第二冷媒輸送管L2、第二分管L22流入輔助熱交換器23的下熱交換管體232(此時，第二分管L22上的冷媒電磁截止閥214因受控制器C的控制呈打開狀態(tài))，再由第四容室2325經(jīng)由各橫向設(shè)置的數(shù)支分管2321流往第三容室2324，此時，各分管2321內(nèi)的系統(tǒng)循環(huán)冷媒R與外圍區(qū)域的第一冷媒介質(zhì)R1因溫差而產(chǎn)生熱交換作用，即產(chǎn)生蒸發(fā)作用。因上熱交換管體231內(nèi)的第一容室2314內(nèi)的進水亦經(jīng)由橫向設(shè)置的數(shù)支分管2311流往第二容室2315，而各分管2311內(nèi)的進水W與外圍區(qū)域2316的第一冷媒介質(zhì)R1因溫差效應(yīng)亦產(chǎn)生熱交換作用，即產(chǎn)生冷凝作用，使得縱向熱管233內(nèi)的第一冷媒介質(zhì)R1產(chǎn)生自然對流的循環(huán)效果，使經(jīng)過縱向熱管233的進氣發(fā)生排熱或吸熱的作用，即當(dāng)上熱交換管體231內(nèi)的進水W與第一冷媒介質(zhì)R1的熱交換大于下熱交換管體232內(nèi)的系統(tǒng)冷媒R與第一冷媒介質(zhì)R1的熱交換時，且輔助熱交換器23的溫度低于進入空氣的溫度時，進氣在輔助熱交換器23獲得預(yù)冷效果；當(dāng)上熱交換管體231內(nèi)的進水W與第一冷媒介質(zhì)R1的熱交換小于下熱交換管體232內(nèi)的系統(tǒng)冷媒R與第一冷媒介質(zhì)R1的熱交換時，且輔助熱交換器23的溫度高于進入空氣的溫度時，進氣在輔助熱交換器23借由顯熱作用效果而將空氣溫度提高，以利進氣經(jīng)過水蒸發(fā)結(jié)構(gòu)22以獲得加濕效果而增加空氣中的水含量，借此有效提高主熱交換器21的熱交換能力，又能達到節(jié)能及降低對環(huán)境的熱污染程度。
當(dāng)主熱交換器21以吸熱運轉(zhuǎn)為主時，系統(tǒng)循環(huán)冷媒R(如圖3、圖4中虛線箭頭所指流向)由第三冷媒輸送管L3流入輔助熱交換器23的下熱交換管體232，再由第三容室2324、數(shù)支橫向設(shè)置的分管2321流向第四容室2325，并自第二冷媒輸送管L2、第一分管L21、冷媒流量控制器215流入主熱交換器21(此時，第二分管L22上的冷媒電磁截止閥214因受控制器C的控制呈關(guān)閉狀態(tài))。各分管2321內(nèi)的系統(tǒng)循環(huán)冷媒R與外圍區(qū)域2326的第一冷媒介質(zhì)R1因溫差而產(chǎn)生熱交換，即系統(tǒng)循環(huán)冷媒R在下熱交換管體232內(nèi)排熱，而第一冷媒介質(zhì)R1則吸熱蒸發(fā)，相對的上熱交換管體231的第一容室2314的進水W亦經(jīng)數(shù)支橫向設(shè)置的分管2311流向第二容室2315，使各分管2311內(nèi)的進水W與外圍區(qū)域2316內(nèi)的第一冷媒介質(zhì)R1因溫差效應(yīng)產(chǎn)生熱交換作用，即產(chǎn)生冷凝作用，使進水W在上熱交換管體231內(nèi)進行吸熱而令水溫上升，使得縱向熱管233內(nèi)的第一冷媒介質(zhì)R1形成自然對流的循環(huán)效果；由于進氣為低溫低濕的空氣，輔助熱交換器23的縱向熱管233內(nèi)的第一冷媒介質(zhì)R1的溫度高于進氣溫度，在熱交換作用下進氣會產(chǎn)生升溫預(yù)熱，再經(jīng)過水蒸發(fā)結(jié)構(gòu)22時，由于水與進氣因水蒸發(fā)效應(yīng)獲得加濕效果，而有效增加進氣空氣中的水含量，以利于主熱交換器21的熱交換能力的提高，進而達到節(jié)能的效益。
綜上所述，本發(fā)明無論主熱交換器21是在吸熱或排熱運轉(zhuǎn)狀態(tài)，皆能利用水液氣兩相變化增強熱交換能力，借以提高熱交換裝置2的運轉(zhuǎn)效率，能達到節(jié)能及降低對環(huán)境的熱污染程度等進步效益。
權(quán)利要求
1.一種利用水液氣兩相變化增強熱交換能力的熱交換裝置，它包括主熱交換器及設(shè)置于主熱交換器一側(cè)的送風(fēng)機；主熱交換器內(nèi)部設(shè)有供冷媒流經(jīng)的熱交換盤管；其特征在于所述的主熱交換器另一側(cè)設(shè)有水蒸發(fā)結(jié)構(gòu)及輔助熱交換器；水蒸發(fā)結(jié)構(gòu)為提供水與進氣形成水蒸發(fā)效應(yīng)以使空氣通過時與水分子進行熱交換及加濕作用的結(jié)構(gòu)，其包含第一、二、三輸送水管；輔助熱交換器位于水蒸發(fā)結(jié)構(gòu)進氣側(cè)的前方，其包括分別設(shè)置于上端的上熱交換管體、設(shè)置于下端的下熱交換管體及數(shù)支連通上、下熱交換管體的縱向熱管；上熱交換管體包括橫向設(shè)置于中段的數(shù)支分管、形成并連通數(shù)支分管兩端的第一、二容室及分別以隔板封閉的各分管以外并與縱向熱管連通的外圍區(qū)域；外圍區(qū)域內(nèi)填充第一冷媒介質(zhì)；第一容室與第三輸送水管連接，第二容室與第一輸送水管連接；下熱交換管體包括橫向設(shè)置于中段的數(shù)支分管、形成并連通數(shù)支分管兩端的第三容室、第四容室及分別以隔板封閉的各分管以外并與縱向熱管連通的外圍區(qū)域，外圍區(qū)域內(nèi)填充第一冷媒介質(zhì)；第三容室與第三冷媒輸送管連接，第四容室與第二冷媒輸送管連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用水液氣兩相變化增強熱交換能力的熱交換裝置，其特征在于所述的水蒸發(fā)結(jié)構(gòu)還包括與出水頭連接的本體；本體為由具有透氣性及滲水性材質(zhì)制成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用水液氣兩相變化增強熱交換能力的熱交換裝置，其特征在于所述的主熱交換器的熱交換盤管上端與第一冷媒輸送管連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用水液氣兩相變化增強熱交換能力的熱交換裝置，其特征在于所述的主熱交換器的熱交換盤管下端與第二冷媒輸送管連接；第二次媒輸送管的另一端與輔助熱交換器連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用水液氣兩相變化增強熱交換能力的熱交換裝置，其特征在于所述的水蒸發(fā)結(jié)構(gòu)的上、下方分別設(shè)有與第一輸送水管連接的出水頭及與第二輸送水管連接的集水盤。
全文摘要
一種利用水液氣兩相變化增強熱交換能力的熱交換裝置。為提供一種節(jié)能、降低熱污染、增加熱交換能力、提高熱交換效率的熱交換裝置，提出本發(fā)明，它包括送風(fēng)機、設(shè)有熱交換盤管的主熱交換器、水蒸發(fā)結(jié)構(gòu)及輔助熱交換器；水蒸發(fā)結(jié)構(gòu)包含第一、二、三輸送水管；輔助熱交換器包括上、下熱交換管體及縱向熱管；上熱交換管體包括數(shù)支分管、形成并連通數(shù)支分管兩端的第一、二容室及與縱向熱管連通并填充第一冷媒介質(zhì)的外圍區(qū)域；第一、二容室分別與第三、一輸送水管連接；下熱交換管體包括橫向設(shè)置于中段的數(shù)支分管、形成并連通數(shù)支分管兩端的第、四容室及與縱向熱管連通并填充第一冷媒介質(zhì)的外圍區(qū)域；第三、四容室分別與第三、二冷媒輸送管連接。
文檔編號F24F5/00GK1629552SQ20031012184
公開日2005年6月22日 申請日期2003年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月19日
發(fā)明者翁國亮, 柯明村, 翁靖雯 申請人:煜豐科技股份有限公司