专利名称：具有空气对空气热交换器的空调器的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及一种空调器，特别涉及一种加入空气对空气热交换器和传统蒸汽压缩性冷却系统组合的空调器。
传统空调系统，尤其是为家庭和商业房间致冷的空调系统，一般包括蒸发式空调系统或者制冷剂蒸汽压缩式系统。蒸发式空调系统一般利用空气中水分的蒸发来吸收空气中的热量。这样的系统明显不适用于潮湿的气候。
蒸汽压缩式系统在大范围的周围空气条件下提供有效的加热和冷却。它们在潮湿气候下仍有效，并对被冷却空气的去湿。然而，与蒸汽式冷却系统相比它们的效率和运行费都相当高。
空气对空气热交换在空调系统中不常用或者不是众所周知的。所述空气热交换器一般使用某些类型的板式热交换器，其具有两条用于两股分开的空气流的流程，，其中一股被冷却。这样的系统在先前的美国专利申请No.5301518中有说明。该说明书显示了空气流通道，热量通过相邻通道的壁面进行传递。在该说明书中，要被冷却的空气流过干通道，当它从干通道流出时其中部分空气被转移流过插入的湿通道。这一转移是由调整被调节空气出口和湿通道出口间的背压产生的。
湿通道中包括产生蒸发式冷却的湿介质。
虽然这一发明代表了一种紧凑和有效的蒸发式冷却系统，但是它仍然不适合于湿度高的场合。
所以，本发明的目的就是提供一种空调单元，其优点为可以在大范围的湿度下运行同时为各种不同的潮湿程度提供最经济有效的冷却。
在一种形式中，本发明为一种空调器单元，包括壳体，具有至少一个接受将被调节空气的空气入口和至少一个排出已被调节空气的出口，至少一个风扇，用于将空气从所述入口移动至所述出口，空气对空气热交换器，其特点是通过转移部分所述空气，使其通过蒸发式冷却设备并被冷却来冷却所述空气，热交换的产生贯穿于位于所述被蒸发冷却的空气和所述进入的空气之间的多个隔件中，蒸汽压缩式冷却系统，包括蒸发器盘管，所述出口空气流经过该盘管以进一步冷却所述出口空气，冷凝器盘管，从所述空气热交换器出来的所述被蒸发冷却的空气流经过该盘管，和控制系统，至少确定房间空气的温度并控制所述空调器的运行，当所述房间温度维持在低于预定值时只运行所述空气对空气热交换器，当房间温度高于所述预定值时同时运行所述空气对空气热交换器和蒸汽压缩式冷却系统。
根据以上描述，本发明的优点是，在空气相对干燥时，可以使用经济和有效的蒸发式冷却而不需要运行蒸汽压缩式冷却系统。然而，当湿气含量增加到蒸发式冷却不能满足需要时的点值时，可以结合蒸发式冷却系统运行蒸汽压缩式系统，这样就可以达到要求的冷却。
壳体可以包括任意个数的箱体或者腔室，空气调节单元也可以安装在管道内或者设备室中。任何的配置，只要有室外空气的入口，并提供空气对空气热交换器中排出空气的出口，和来自该单元的空气的出口都满足“壳体”的定义。
风扇可以包括任何适宜的空气处理装置，如轴流或离心风扇。另外，可以应用多于一个的风扇以产生所需的空气流。
任何形式的两股空气流之间产生热交换的空气对空气热交换器都满足本发明的要求。但是热交换器最好是利用间隔和介于两股空气流之间的隔件的逆流式空气对空气热交换器。
蒸发式冷却设备可以包括若干向空气对空气热交换器中的空气流之一加湿的设备。例如，可以使用加湿管芯填料，或者直接向空气流通道内喷水。可选择的，还可使用洒水或喷水和管芯材料的组合。
蒸汽压缩式冷却系统的特点是使用可压缩的和在一定压力下冷凝为液态的制冷剂蒸汽。来自压缩空气的热量通过一个冷凝器盘管被移走。冷凝后的液体经过膨胀阀，发生在蒸汽器盘管中的蒸发过程冷却了盘管和流经盘管的空气。从蒸发器盘管出来的气体然后流向压缩机的入口侧，从而又开始循环。
优选的，壳体包括室外空气入口和至被调节空间的入口。各入口也可以设有流量控制设备，使各入口打开、关闭或部分打开。当蒸发式系统运行，100％使用室外空气时，至被调节空间的入口可以关闭。在空气对空气热交换器和蒸汽压缩系统结合运行时，大部分空气流可以来自被调节空间，一小部分来自室外空气。
优选的，一个水箱被提供用于向空气对空气热交换器供应水。泵和分配管可以被用来将供应的水导向所需的位置。冷凝液最好从蒸发器盘管排到水箱中。
空调单元的空气出口可以设有流量控制装置，用于通过背压来控制转移至空气对空气热交换器的二次冷却通道的空气，和另一个用于排出来自空气对空气热交换器中空气的风扇。
现在将描述本发明优选的实施例，但是要意识到的是，本发明不局限于实施例中显示的确切的特点的组合。进一步，其它更改和变化，如果对专业人员来说是明显的，都被认为在本发明的范围内。
优选的实施例结合附图进行说明，其中
图1显示了沿图2中显示的剖面线1-1的空调单元侧面剖面图，图2显示了沿图1中显示的剖面线2-2的空调单元平面剖面图，图3显示了沿图1中显示的剖面线3-3的空气对空气热交换器的部分剖面图，和图4显示了图1中显示的区域C限定的空气对空气热交换器顶部的部分剖面图。
空调单元10包括安装在将被空气调节的房间12外面的壳体11。回风管13与房间12相连并通过入口14与空调单元10相连。流量控制设备位于入口14中，该流量控制设备包括可旋转的叶片挡板15，该挡板可以控制空气流从完全打开的状态到完全关闭的状态。进风管18将空调单元10的出口19与房间12相连。包括可移动的叶片挡板的空气流控制设备位于出口19中，用来控制流过管道18的空气。
室外空气通过入口21被吸入。可移动的叶片挡板22位于入口21中。风扇24用来将空气移动通过空调单元10。在本实施例中，风扇24由电动马达25驱动的轴流风扇构成。
壳体11为薄板金属结构，外表面结合有绝热材料。空调单元10可以安装在将被空气调节的房间12的屋顶，如图1所示，但是也可以选择安装在房间12的墙壁上。
空气对空气热交换器26位于壳体11内，并位于风扇24和出口19之间。空气对空气热交换器在图2中显示的最清楚，其包括若干形成空气流通道的隔开的垂直隔件27。第一通道28两端都敞开(参见图2)使空气从风扇室29流向分配室30。第二空气通道31在分配室30中交替地隔开在第一通道28之间，并在与第一通道排放端相邻的一端敞开。从第一通道28出来的空气一部分被转移至第二通道31。第二通道31的一端是封闭的，并且从第二通道31排出的空气被垂直地通过第二通道31封闭端的顶部开口32排出，排出的空气排放至排气室33。第二风扇34将排出的空气排放到大气中。
隔件27在第二通道31内的表面排列有多孔材料36，这样设计是为了用于利用毛细作用使多空材料36下部边缘的管芯水沿材料36的纵向到达其上部边缘。
流经第二通道31的空气被蒸发冷却使得第二通道31内的温度显著下降。反过来，由于第一通道28与隔件27接触，产生了冷却经过第一通道29的空气的效果，使得热量从第一通道28传递至第二通道31。
挡板20用来产生足够的背压，使部分离开第一通道28的空气将被转移至第二通道31。由风扇34产生的压力也有助于引起此转移。水箱39位于空气对空气热交换器26下方。泵40从水箱39中抽水，经过一个双通阀41和管道42进入一排位于空气对空气热交换器26下方的集管43中。集管43在各个第二通道31的底部有开口44。若干开口沿各第二通道31的长度方向设置。水流量足够淹没各个第二通道31的底部以完全润湿多孔材料36。多空材料36的管芯特性使它从各个第二通道31的底部到顶部都被润湿。
来自集管43的多余的水在各个第二通道31的末端被排出流回水箱39。经过第二通道31的空气的流动有助于沿第二通道31推动水，使水在它们的末端排出。
第二水管45从双向阀41延伸至空气对空气热交换器26的顶部，并与向各个第二通道31敞开的集管46相连。集管46的细节显示在图4中，其中显示了嵌进顶板48上方树脂材料47的管46。顶板48位于第一和第二通道28和31的上方且有开向第二通道31的细长槽49。
经过第二通道45转移至空气对空气热交换器26顶部的水用来将各个多孔板36顶部的水冲刷至底部。这有助于溶化和除去长时间积累的盐分或者沉淀物。
图3显示了构成第一和第二通道28和31的结构。第一通道构件28包括通过多个纵向壁51跨接的隔壁27，纵向壁51沿各第一通道28平齐地垂直设置并延伸至各通道28的全长。纵向壁51的使用增加了表面积使通过第一通道28的空气的传热增强。构成隔件27和纵壁51的结构可以由若干材料制造和生产出来，但是是最好由冲压聚合材料或冲压铝构成。
第二通道31形成在相邻的隔件27之间并具有粘附在第二通道31的各面的多孔板状材料36。一个或全部多孔材料36板可以设有纵向凸出部53以保持第二通道31各面的多孔板材36相互隔开。
流经第二通道的空气因为蒸发被冷却，反过来也冷却了隔件27。这样结果就冷却了流经第一通道28的空气。
本发明还包括一个蒸汽压缩式冷却系统。图1显示了位于空气对空气热交换器下游的蒸发器盘管54。从第一通道28流出的不转移至第二通道31的空气经过蒸发器盘管54再离开出口19。它还包括位于空气排放室33中的冷凝器盘管55。来自第二通道的排出空气先经过冷凝器盘管55再由风扇34排入大气。
为了简洁起见，其它与蒸发压缩式冷却系统相关的元件没有显示在图1或图2中，但是可以很快的被本领域技术人员所理解。一些元件包括热膨胀阀和相关管路以及压缩机62示意地显示了。
排水管56位于蒸发器盘管54的下方并通过管道57与水箱39相连。这使得任何凝结在蒸发器盘管的水分都排放到空气对空气热交换器26的水箱39中。使用这样的冷凝液是需要的，因为它可以减少溶化的盐分，否则这些盐分可能被引入水箱39。
控制系统60用来启动空调单元10的各种部件。恒温器61感知房间12的温度。控制系统60还控制泵40和双向阀41。它控制风扇马达25和挡板15、21和20。它还控制压缩机62的运行。
现在描述空调单元10的运行。在干燥季节或当大气中的湿气含量不超过9g/kg时，只有空气对空气热交换器运行。在这种情况下，挡板15完全关闭，挡板22完全打开，这样100％的室外空气进入空调单元10。泵40开启，水被泵送至第二通道31的底部。风扇24开启，将空气吹过空气对空气热交换器，并且如前所述，空气被转移通过第二通道31以冷却经过第一通道28的空气。从第一通道28排出的没有转移到第二通道31的被冷却的空气经过出口19进入房间12。第二通道31中转移的空气从开口32排放到排气室33，并被排放到大气中。
挡板21自身或者结合风扇34可以调节以提供最佳比例的被转移的空气至第二通道31。优选的，被转移的空气流大约构成进入空气对空气热交换器26的空气总量的三分之一。
在干燥季节或者当大气中的水分含量低于9g/kg时，空气对空气热交换器26足够提供充分的房间12的室内冷量，而不需要运行蒸汽压缩式冷却系统。然而，随着湿度的增加，空气对空气热交换器的净冷却量减少，室内空气温度上升。恒温器61感知上升的温度并使控制系统启动压缩机62以开启蒸汽压缩式冷却系统。来自空气对空气热交换器26流经蒸发器盘管54的空气流在进入房间12前进一步被冷却和干燥。同时，挡板20由控制统统60来调节使得大约25％至35％的空气被转移至第二通道31。
当蒸汽压缩式冷却系统打开后，随着湿度的增加，通过挡板21进入的室外空气的比例减小。蒸汽压缩式系统的能耗最多是消耗于减少经过蒸发器54的空气的湿气含量(干燥)过程。这使得冷却能力下降，因此房间12温度上升。恒温器61将使控制系统60调节挡板21和15这样经过风扇24抽吸的室外空气的比例将不断从100％减少到低至20％至30％。当室外空气的湿度从高于9k/kg持续上升至高湿度水平时将会发生这种情况，这时只使用20％至30％的室外空气。随着湿度的增加，通过回风管13抽吸的室内空气的逐步增加将使房间12的湿气含量维持在9-10g/kg，这是低于室外空气湿度水平的。这意味着空气对空气热交换器26仍将产生有益的冷却效果。
在高湿度条件下的空调单元起始阶段，控制器60将使空气对空气热交换器只运行一段很短的时间以确定是否需要应用蒸汽压缩式冷却系统。这个时间段是可以调节的，其取决于空气对空气热交换器26降低房间12温度所需的时间。
与只有蒸汽压缩式冷却系统对的空调单元运行相比，空气对空气热交换器26利用蒸发冷却和蒸汽压缩式牵引系统的组合，使得空调单元10的季节能量效率增加了两至三倍。因此，当室外湿度低时，仅仅使用空气对空气热交换器26就可以提供充分的冷却，而不需要运行效率较低的蒸汽压缩式冷却系统。在这些情况下，当室外空气湿度增加时，空调单元10仍然能够通过将蒸汽压缩式冷却系统与空气对空气热交换器26相结合而提供充分的冷却。
进一步，在排气室33内安装冷凝器盘管55增强了蒸汽压缩式系统的冷却能力，因为来自第二通道31的排出空气与室外空气相比温度下降了。例如，室外温度为40℃时，25％的室外空气与来自房间12的回风(温度大约为27℃)的组合在混合后温度大约为30℃。这将在经过第二通道31时进一步被冷却至大约27℃。这将是经过冷凝器盘管55排出的空气的温度，与应用单独使用室外40℃空气相比，它将显著的提高蒸汽压缩式冷却系统的效率。
所述的设备适用于湿度变化范围大的气候区域供冷季节的空气调节。与单独应用蒸汽压缩式系统相比，本系统使季节能量效率提高了两至三倍。
权利要求
1.一种空调器单元包括壳体，具有至少一个接受将被调节空气的空气入口和至少一个排出以已被调节空气的出口，至少一个风扇，用于将空气从所述入口移动至所述出口，空气对空气热交换器，其特点是通过转移部分所述空气，使其通过蒸发式冷却设备并被冷却来冷却所述空气，热交换的产生贯穿于位于所述被蒸发冷却的空气和所述进入的空气之间的多个隔件中，蒸汽压缩式冷却系统，包括蒸发器盘管，出口空气流经过该盘管以进一步冷却所述出口空气，冷凝器盘管，从所述空气热交换器出来的所述被蒸发冷却的空气流经过该盘管，和控制系统，至少确定房间空气的温度并控制所述空调器的运行，当所述房间温度维持在低于预定值时只运行所述空气对空气热交换器，当房间温度高于所述预定值时同时运行所述空气对空气热交换器和蒸汽压缩式冷却系统。
2.如权利要求1所述的空调器进一步包括两个空气入口，第一空气入口接受室外空气和第二空气入口接受来自空调空间的空气，来自所述第一和第二入口的所述空气在进入所述空气对空气热交换器前被混合。
3.如权利要求2所述的空调器进一步包括所述第一和第二入口处的空气流控制设备，启动、关闭或部分开启入口以控制经过所述入口的空气流，所述空气流控制设备由所述控制装置操纵。
4.如权利要求3所述的空调器，位于所述第二空气入口处的所述空气流控制设备当只有所述空气对空气热交换器运行时是关闭的。
5.如权利要求3所述的空调器，位于所述第一空气入口上的所述空气流控制设备部分开启，让总流量的20％至30％的空气经过所述第一空气入口，位于所述第二空气入口处的所述第二空气流控制设备部分开启，通过所述第二空气入口使总的空气流量平衡。
6.如前任一项权利要求所述的空调器进一步包括水箱，为所述空气对空气热交换器提供水。
7.如权利要求6所述的空调器进一步包括位于所述蒸发器盘管上的排入所述水箱的冷凝液收集器。
8.如权利要求6或7所述的空调器，所述空气对空气热交换器的蒸发冷却设备，包括位于多个空气流通道内的多个管芯元件，其中来自所述水箱的水被提供到所述各个管芯元件的底部。
9.如权利要求8所述的空调器，进一步包括二次水供应，将水从所述水箱引导至各个所述管芯元件的顶部，以提供沿所述管芯元件向下的冲刷流。
10.一种空调器单元包括壳体，具有至少一个接受将被调节空气的空气入口和至少一个将已被调节的空气排入室内的出口，至少一个风扇，用于将空气从所述入口移动至所述出口，空气对空气热交换器，具有多个由一对相邻的壁面限定出的第一通道，第一通道两端敞开，所述空气流过该通道，多个第二通道，它们与所述第一通道开口相邻的第一端关闭，它们与所述第一通道出口相邻的第二端敞开，其中所述各个第二通道形成在一对相邻的所述第一通道壁面之间，和位于各个所述第二通道内的蒸发式冷却设备，其中离开所述第一通道的所述空气流的一部分被转移进入所述第二通道，并流经所述第二通道，通过所述蒸发式冷却设备被冷却，因此通过所述壁面的热交换冷却了所述第一通道内的所述空气流，所述壳体内的出口用于排放来自第二通道的排出空气，蒸汽压缩式冷却系统，包括蒸发器盘管，来自所述空气对空气热交换器的出口空气流经过该盘管以进一步冷却所述出口空气，冷凝器盘管，从所述空气热交换器出来的所述被蒸发冷却的空气流经过该盘管，和控制系统，至少确定房间空气的温度并控制所述空调器的运行，当所述房间温度维持在低于预定值时只运行所述空气对空气热交换器，当房间温度高于所述预定值时同时运行所述空气对空气热交换器和蒸汽压缩式冷却系统。
11.如权利要求10所述的空调器，进一步包括两个空气入口，第一空气入口接受室外空气和第二空气入口接受来自空调空间的空气，来自所述第一和第二入口的所述空气在进入所述空气对空气热交换器前被混合。
12.如权利要求11所述的空调器进一步包括所述第一和第二入口处的空气流控制设备，启动、关闭或部分开启入口以控制经过所述入口的空气流，所述空气流控制设备由所述控制装置操纵。
13.如权利要求12所述的空调器，位于所述第二空气入口上的所述空气流控制设备当只有所述空气对空气热交换器运行时是关闭的。
14.如权利要求12所述的空调器，位于所述第一空气入口处的所述空气流控制设备部分开启，让总流量的20％至30％的空气流经所述第一空气入口，位于所述第二空气入口处的所述第二空气流控制设备部分开启，通过所述第二空气入口使总的空气流量平衡。
15.如权利要求10-14所述的空调器进一步包括水箱，为所述空气对空气热交换器提供水。
16.如权利要求15所述的空调器进一步包括位于所述蒸发器盘管上的排入所述水箱的冷凝液收集器。
17.如权利要求15或16所述的空调器，所述空气对空气热交换器的蒸发冷却设备，包括位于多个空气流通道内的多个管芯元件，其中来自所述水箱的水被提供到所述各个管芯元件的底部。
18.如权利要求17所述的空调器进一步包括二次水供应，将水从所述水箱引导至各个所述管芯元件的顶部，以提供沿所述管芯元件向下的冲刷流。
19.如权利要求10-18任一项所述的空调器进一步包括位于所述出口处的空气流控制设备，限制流经出口的空气流，反过来以控制经过所述第二通道的所述转移的空气流的速度。
20.如权利要求10-19任一项所述的空调器进一步包括至少一个位于所述出口中用于排放来自所述第二通道的所述排出空气的风扇。
21.一种如此处参考附图所充分描述的空调器。
全文摘要
本发明为一种空调单元(10)，包括壳体(11)，具有至少一个接受将被调节空气的空气入口(21)和至少一个排出已被调节空气的出口(19)；至少一个风扇(24)，用于将空气从入口(21)移动至出口(19)；空气对空气热交换器(26)，其特点是通过转移部分空气，使其通过蒸发式冷却设备并被冷却来冷却空气，热交换的产生贯穿于位于被蒸发冷却的空气和所述进入的空气之间的多个隔件(27)中，蒸汽压缩式冷却系统，包括蒸发器盘管(54)，出口空气流经过该盘管以进一步冷却出口空气，冷凝器盘管(55)，从空气对空气热交换器(26)出来的被蒸发冷却的空气流经过该盘管，和控制系统(60)，至少确定房间(12)空气的温度并控制空调器的运行，当房间温度维持在低于预定值时只运行空气对空气热交换器(26)，当房间温度高于预定值时同时运行空气对空气热交换器(26)和蒸汽压缩式冷却系统。与只有蒸汽压缩式系统的空调系统运行相比，本发明的优点在于它的季节能量效率高出两至三倍。
文档编号F24F1/00GK1934394SQ200580009248
公开日2007年3月21日 申请日期2005年3月22日 优先权日2004年3月24日
发明者钱翰云, 郭成平, 瓦来利·根那迪耶维奇·克里亚茨切夫, 亚力山大·伊万诺维奇·马克连科, 瓦伦蒂娜·亚力山大洛维奇·马特维耶夫, 尤里·伊万诺维奇·克拉斯诺茨奇科夫 申请人:兴马有限公司