專利名稱：一種逆流式露點間接蒸發(fā)冷卻器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于空調(diào)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種利用空氣逆流換熱和水蒸發(fā)制冷的原理
來產(chǎn)生接近露點溫度空氣的間接水蒸發(fā)冷卻器。
背景技術(shù)：
隨著環(huán)境污染日益加劇，碳排量居高不下，人們對能耗愈發(fā)關(guān)注。據(jù)統(tǒng)計建筑能耗 可占社會總能耗的30%，采暖和空調(diào)上的能耗在建筑能耗中的比重更高達55%。面對這種 環(huán)境與能源問題已經(jīng)日趨嚴峻的局面，迫切需要開發(fā)出更節(jié)能、環(huán)保和經(jīng)濟型的采暖空調(diào) 設備。 現(xiàn)有的蒸發(fā)冷卻器主要有直接蒸發(fā)冷卻器和間接蒸發(fā)冷卻器。直接蒸發(fā)冷卻器可 把空氣冷卻到其濕球溫度，間接蒸發(fā)冷卻器可把空氣冷卻到接近其濕球溫度，降溫范圍較 小。最近也出現(xiàn)了幾種露點間接蒸發(fā)冷卻器，一種是利用至少兩個單級間接蒸發(fā)冷卻器串 聯(lián)在一起，上一級單級間接蒸發(fā)冷卻器換熱器的直接風出口通過風道連接著下一級單級間 接蒸發(fā)冷卻器換熱器直接風進口，上一級單級間接蒸發(fā)冷卻器換熱器的下部分出獨立通道 連接著下一級單級間接蒸發(fā)冷卻器換熱器下部間接風進口 ，最終實現(xiàn)冷卻器出口空氣溫度 接近其露點溫度；其他露點間接蒸發(fā)冷卻器都是利用冷卻器內(nèi)部氣流交叉流動的原理，即 空氣進入冷卻器， 一部分氣流經(jīng)穿孔進入二次氣流通道，一、二次氣流通道垂直交叉排列， 利用二次通道內(nèi)的水蒸發(fā)來冷卻一次氣流，結(jié)果也是實現(xiàn)出口空氣溫度接近其露點溫度的 目的。只是現(xiàn)有的露點間接蒸發(fā)冷卻器的露點效率偏低，最高也只達77%。本發(fā)明提出了 一種利用逆流換熱、步進式降溫的原理達到逼近空氣露點的蒸發(fā)冷卻器，結(jié)構(gòu)更簡單，效率 更高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目是提供一種既實現(xiàn)大的降溫，也擁有更高的露點效率的蒸發(fā)冷卻器。
本發(fā)明的具體內(nèi)容為一種逆流式露點間接蒸發(fā)冷卻器，包括露點冷卻機芯和供 水及布水裝置，其中的露點冷卻機芯由1個或1個以上冷卻單元體依次并排堆疊而成，每個 冷卻單元體包括三個并排平行的氣流通道，依次分別是一次空氣氣流通道、二次空氣干側(cè) 氣流通道和二次空氣濕側(cè)氣流通道，每個氣流通道都是截面尺寸一樣的矩形通道，其中二 次空氣干側(cè)氣流通道的后端有擋板，二次空氣濕側(cè)氣流通道的前后兩端都有擋板，并且在 二次空氣濕側(cè)氣流通道前端的中間隔層上開有矩形的排風通道，在一次空氣氣流通道和二 次空氣干側(cè)氣流通道之間的換熱隔板上開有穿孔；其中的供水及布水裝置包括有水泵、水 槽、布水管、噴嘴、水閥、水管，其中噴嘴位于二次空氣濕側(cè)氣流通道內(nèi)靠近前端擋板的排風 通道中，噴嘴朝向二次空氣濕側(cè)氣流通道內(nèi)。水泵提供動力，把水從水槽中吸出，通過水管 送到噴嘴處，每個噴嘴都對應一個濕通道，處在濕通道前端的擋板6后面，水通過噴嘴噴射 到濕通道里面去。 本發(fā)明的露點冷卻機芯的換熱隔板可用0. lmm 0. 3mm的塑料板材、金屬片和纖維紙制成；中間隔層可用塑料板材、金屬片和纖維紙制成，但對厚度沒有特別的要求。 露點冷卻機芯與水平面成3。
-5°的夾角，使水能潤濕整個濕通道。 穿孔的數(shù)量一半為4-8個，且沿二次空氣干側(cè)氣流流動方向間距逐漸加大。 噴嘴采用霧化噴嘴從而使噴出的水顆粒很小且能均勻進入濕通道。 二次空氣濕側(cè)氣流通道內(nèi)表面涂覆有親水性物質(zhì)。由于親水性物質(zhì)的存在，不但
增強了水蒸發(fā)的效果，同時保證通道內(nèi)水不易形成水流而多以水膜的形式存在。 本發(fā)明提出的逆流式露點間接蒸發(fā)冷卻器是利用空氣的干球溫度和不斷降低的
濕球溫度之差來換熱，最終出口空氣13的干球溫度比進口空氣12的濕球溫度低且接近其
露點溫度，且含濕量不發(fā)生變化。冷卻器是靠穿孔來得到濕球溫度不同、含濕量相同的氣流
的；靠水的蒸發(fā)來實現(xiàn)冷卻的；靠換熱隔板把冷量傳遞出去。 本發(fā)明具有以下有益效果 (1)為了使初始狀態(tài)相同的二次空氣在經(jīng)過穿孔時的濕球溫度不同，冷卻器內(nèi)沿 氣流方向，在二次空氣干側(cè)氣流通道和二次空氣濕側(cè)氣流通道之間的換熱隔板上開有一系 列小孔(實驗中開有5個小孔)，孔直徑在3mm 4mm之間，沿二次空氣干側(cè)氣流流動方向 小孔之間的距離逐漸擴大，這樣使進入下一個穿孔的氣流走過更長的距離，使其濕球溫度 更低。從而加大了一次空氣與二次空氣濕側(cè)氣流之間傳熱溫差，提高了傳熱效率。
(2)通過霧化噴嘴使水能有效蒸發(fā)，通過在濕通道內(nèi)壁上涂敷親水性物質(zhì)和使冷 卻器機芯與水平面呈3 5。的夾角保證整個濕通道都被水潤濕。從而保證蒸發(fā)面積和水 蒸發(fā)量。 (3)為了使換熱隔板兩側(cè)能更有效的換熱，本發(fā)明使氣流之間都是逆向流動，包括 二次空氣干側(cè)氣流和二次空氣濕側(cè)氣流、一次空氣氣流和二次空氣濕側(cè)氣流，這樣充分發(fā) 揮了逆流換熱較其他形式換熱都更高效的優(yōu)勢。另外由于用2. 5mm厚的塑料薄片，極大地 降低了換熱隔板的熱阻。 以下結(jié)合


和具體實施方式
對本發(fā)明作進一步詳細說明。

圖1冷卻器整體結(jié)構(gòu)圖——濕通道處縱向剖面示意圖；
圖2冷卻器一單元體結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3冷卻器一平面結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4冷卻器機芯結(jié)構(gòu)示意圖； 圖中1、水槽，2、水閥，3、水泵，4、輸水管，5、橫向布水管，6、擋板，7、縱向布水管， 8、噴嘴，9、排風通道，10、穿孔，11、冷卻器機芯，12、進風，13、出風，14、排風，15、換熱隔板， 16、中間隔層，17、一次空氣氣流通道，18、二次空氣干側(cè)氣流通道，19、二次空氣濕側(cè)氣流通 道，20、一次空氣，21、二次空氣。
具體實施例方式
本發(fā)明用到兩種介質(zhì)，一為水，一為空氣。水的流動由水槽1進入水管，經(jīng)過水閥 2進入水泵3中，由水泵泵入輸水管4，然后進入橫向布水管5，再從橫向布水管均分到縱向 布水管7中，最后經(jīng)噴嘴8噴入濕通道，沒有噴進濕通道的部分水滴落進水槽。進入濕通道
4內(nèi)的水一部分以水霧的形式存在，一部分被親水性物質(zhì)捕獲，潤濕整個濕通道內(nèi)壁。
空氣的流動首先是進風12 —分為二，一部分作為一次空氣20，另一部分作為二次 空氣21，一次空氣與二次空氣之比為1.5 : 1。 二次空氣21先經(jīng)過干側(cè)通道18后經(jīng)過穿孔 10進入濕側(cè)通道19，濕側(cè)通道19內(nèi)有通過噴嘴8而來的水，并且在通道內(nèi)涂覆有親水性物 質(zhì)。二次空氣和濕側(cè)通道19內(nèi)的水進行熱質(zhì)交換，來冷卻隔壁通道內(nèi)的一次空氣20，冷卻 后的一次空氣13輸出到室內(nèi)，經(jīng)過熱質(zhì)交換的二次空氣作為排氣14經(jīng)冷卻器前端的排氣 通道9被排出。而且二次空氣在進入二次空氣干側(cè)氣流通道18后是被步進式冷卻的，即往 前前進一步就被更深的冷卻一次，因而越到后面，進入穿孔前的氣流溫度越低，由于其含濕 量沒發(fā)生變化，所以氣流的濕球溫度也就越來越低，最終使穿過最后一排穿孔的氣流的濕 球溫度接近進風12的露點溫度。具體是這樣的二次空氣進入干側(cè)氣流通道18，在到達第 一個穿孔前先被隔壁濕通道內(nèi)的水蒸發(fā)吸熱等濕冷卻，二次氣流進入第一個穿孔后逆向流 動與濕通道內(nèi)的水進行傳質(zhì)換熱，冷卻隔壁的一次空氣；二次空氣沿干側(cè)氣流通道向前流 動由第一個穿孔處流向第二個穿孔處，在這過程中氣流又不斷被隔壁的濕通道等濕冷卻， 使得氣流穿過第二個穿孔時的濕球溫度更低，二次氣流經(jīng)第二個穿孔逆流進入濕通道進行 蒸發(fā)冷卻來吸收隔壁一次空氣的熱量，使得一次空氣溫度更低；同樣二次空氣沿干側(cè)氣流 通道繼續(xù)向前流動，到達第三個穿孔處時，和第二個穿孔處的二次空氣相比溫度更低，含濕 量不變，從而進入第三個穿孔后能得到更低的氣流溫度，這樣隔壁的一次空氣被冷卻的溫 度也更低；二次空氣沿干側(cè)氣流通道繼續(xù)向前流動依次經(jīng)第四個、第五個穿孔，發(fā)生同樣的 蒸發(fā)冷卻過程。整個過程下來使一次空氣出風13的干球溫度接近進風12的露點溫度。
本發(fā)明通過濕通道內(nèi)的水蒸發(fā)與隔壁通道內(nèi)的一次空氣進行換熱，且濕通道內(nèi)的 空氣流與一次空氣流呈逆流形式，所以換熱效率高，另外冷卻器所用的制冷劑是水，較為 環(huán)保，因而冷卻器突出表現(xiàn)為高效、節(jié)能和環(huán)保的特點。經(jīng)過試驗，本冷卻器濕球效率達 121%，露點效率達84X，系統(tǒng)C0P達到9. 4。本發(fā)明可廣泛使用在我國中濕度地區(qū)。
權(quán)利要求
一種逆流式露點間接蒸發(fā)冷卻器，包括露點冷卻機芯和供水及布水裝置，其特征在于所述的露點冷卻機芯(11)由1個或1個以上冷卻單元體依次并排堆疊而成，每個冷卻單元體包括三個并排平行的氣流通道，依次分別是一次空氣氣流通道(17)、二次空氣干側(cè)氣流通道(18)和二次空氣濕側(cè)氣流通道(19)，每個氣流通道都是截面尺寸一樣的矩形通道，其中二次空氣干側(cè)氣流通道(18)的后端有擋板，二次空氣濕側(cè)氣流通道(19)的前后兩端都有擋板，并且在二次空氣濕側(cè)氣流通道(19)前端的中間隔層(16)上開有矩形的排風通道(9)，在一次空氣氣流通道(17)和二次空氣干側(cè)氣流通道(18)之間的換熱隔板(15)上開有穿孔(10)；所述的供水及布水裝置包括有水泵(3)、水槽(1)、布水管(7)、噴嘴(8)、水閥(2)、水管(4)，其中噴嘴(8)位于二次空氣濕側(cè)氣流通道(19)內(nèi)靠近前端擋板的排風通道(9)中，噴嘴朝向二次空氣濕側(cè)氣流通道內(nèi)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種逆流式露點間接蒸發(fā)冷卻器，其特征在于所述的換熱隔 板(15)可用0. lmm 0. 3mm的塑料板材、金屬片和纖維紙制成。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種逆流式露點間接蒸發(fā)冷卻器，其特征在于所述的露點冷 卻機芯(11)與水平面成3。
-5°的夾角。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種逆流式露點間接蒸發(fā)冷卻器，其特征在于所述的穿孔 (10)沿二次空氣干側(cè)氣流流動方向間距逐漸加大。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種逆流式露點間接蒸發(fā)冷卻器，其特征在于所述的穿孔 (10)的數(shù)量為4-8個。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種逆流式露點間接蒸發(fā)冷卻器，其特征在于所述的噴嘴 (8)采用霧化噴嘴。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種逆流式露點間接蒸發(fā)冷卻器，其特征在于所述的二次空 氣濕側(cè)氣流通道(19)內(nèi)表面涂覆有親水性物質(zhì)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種逆流式露點間接蒸發(fā)冷卻器，其特征在于所述的中間隔 層(16)可用塑料板材、金屬片和纖維紙制成。
全文摘要
本發(fā)明的逆流式露點間接蒸發(fā)冷卻器，包括露點冷卻機芯和供水及布水裝置，露點冷卻機芯由1個或1個以上冷卻單元體依次并排堆疊而成，每個冷卻單元體包括三個并排平行的氣流通道，依次分別是一次空氣氣流通道、二次空氣干側(cè)氣流通道和二次空氣濕側(cè)氣流通道，其中干側(cè)氣流通道的后端有擋板，濕側(cè)氣流通道的前后兩端都有擋板，并且在濕側(cè)氣流通道前端的中間隔層上開有矩形的排風通道，在一次空氣氣流通道和干側(cè)氣流通道之間的換熱隔板上開有穿孔；其中噴嘴位于濕側(cè)氣流通道內(nèi)靠近前端擋板的排風通道中，噴嘴朝向濕側(cè)氣流通道內(nèi)。本發(fā)明通過濕通道內(nèi)的水蒸發(fā)與隔壁通道內(nèi)的一次空氣進行逆流換熱，因此具有高效、環(huán)保的特點。
文檔編號F24F5/00GK101761997SQ20101003381
公開日2010年6月30日 申請日期2010年1月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月8日
發(fā)明者劉忠寶, 張強 申請人:北京工業(yè)大學