CN109282371A - 空调微雾冷却节能结构 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种空调微雾冷却节能结构，包括：喷雾装置和控制器***。其中，喷雾装置中的微雾主机在控制器***的控制下将待雾化水加压泵送至微雾喷嘴，高压水流在微雾喷嘴内部形成高压涡流，产生强大的离心力，再经过微雾喷嘴中的微小喷嘴喷出，从而产生极细螺旋水雾，微雾喷嘴设置于空调室外机的进风口处，水雾蒸发吸收空气中的热量，从而降低了冷凝器周围环境的温度，提高冷凝器的散热效率，提高空调的制冷效果；另一方面，冷凝器与空气温度差大，能有效提高高温高压的气体氟利昂与空气的热交换效率，使空调工作在最佳效能状态下，降低空调的耗电，避免出现空调高压、跳机等情况。

Description

空调微雾冷却节能结构

技术领域

本发明实施例涉及空调机技术领域，尤其是一种空调微雾冷却节能结构。

背景技术

空调是指用人工手段，对建筑/构筑物内环境空气的温度、湿度、洁净度、速度等参数进行调节和控制的设备。空调一般由室内机和室外机两部分组成，其中室外机安装放置在室外，通过室外机的冷凝器进行放热，即将高温高压的气态氟利昂在室外与空气进行热交换的过程。

但是在夏天或者天气炎热的地区，室外温度与冷凝器的温度接近甚至高于冷凝器的温度，将降低冷凝器的散热效果；而一旦运行空调冷凝器的散热受到影响，将导致空调制冷效果下降，而且会使空调的耗电增高，甚至出现空调高压、跳机等情况，影响空调的最佳效能。

发明内容

本发明实施例提供一种通过喷雾以降低空调室外机温度的空调微雾冷却节能结构。

为解决上述技术问题，本发明创造的实施例采用的一个技术方案是：提供一种空调微雾冷却节能结构，包括：

喷雾装置，包括微雾主机以及与所述微雾主机连通的微雾喷嘴，所述微雾喷嘴设置于空调室外机的进风口处；

控制器***，与所述微雾主机连接，用于驱动所述喷雾装置将待雾化水进行雾化后向空调室外机的进风口喷出水雾。

可选地，还包括：

温度检测器，设置于空调室外机上且与所述控制器***连接，用于检测所述空调室外机的温度值并将检测到的温度值输出给所述控制器***。

可选地，所述微雾主机包括入水口和出水口，所述入水口连通至外部水源，所述出水口与所述微雾喷嘴连通。

可选地，还包括：

水软化器，所述水软化器设置于所述外接水源和所述微雾主机之间，用于对所述外部水源中的待雾化水进行软化过滤处理。

可选地，还包括：

过滤器，所述过滤器设置于所述外部水源与所述水软化器之间，用于对所述外部水源中的待雾化水进行初步过滤处理。

可选地，还包括：

储水装置，所述储水装置用于存储待雾化水，且所述储水装置与所述微雾主机连通。

可选地，所述储水装置还与空调室内机的排水管连通，用于回收并存储所述空调室内机排出的结露水。

可选地，还包括:

水位检测装置，所述水位检测装置设置于所述储水装置内且与所述控制器***连接，用于检测所述储水装置内的待雾化水的水位信息并将所述水位信息发送至所述控制器***。

可选地，所述微雾主机与空调室外机之间通过可拆卸连接装置连接固定。

可选地，所述微雾主机与微雾喷嘴之间通过高压软管连通。

本发明实施例的有益效果为：通过设置喷雾装置和控制器***，其中，喷雾装置中的微雾主机在控制器***的控制下将待雾化水加压泵送至微雾喷嘴，高压水流在微雾喷嘴内部形成高压涡流，产生强大的离心力，再经过微雾喷嘴中的微小喷嘴喷出，从而产生极细螺旋水雾，微雾喷嘴设置于空调室外机的进风口处，水雾蒸发吸收空气中的热量，从而降低了冷凝器周围环境的温度，提高冷凝器的散热效率，提高空调的制冷效果；另一方面，冷凝器与空气温度差大，能有效提高高温高压的气体氟利昂与空气的热交换效率，使空调工作在最佳效能状态下，降低空调的耗电，避免出现空调高压、跳机等情况。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例的立体结构示意图；

图2为本发明实施例的结构示意图；

图3为本发明实施例冷凝器冷凝温度降低的温度与冷却水量的关系图；

图4为本发明实施例增加的制冷量与喷雾用水量的关系图；

图5为本发明实施例减少的总功率与喷雾用水量的关系图。

附图标记说明：100、喷雾装置；101、微雾主机；102、微雾喷嘴；200、控制器***；300、温度检测器；1000、空调室外机。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面结合附图和具体实施例，对本发明进行更详细的说明。需要说明的是，当元件被表述“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。当一个元件被表述“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。本说明书所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本说明书中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是用于限制本发明。本说明书所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

实施例1

请参阅图1，图1为本发明实施例的立体结构示意图。

如图1所示，一种空调微雾冷却节能结构，包括：

喷雾装置100，包括微雾主机101以及与微雾主机101连通的微雾喷嘴102，微雾喷嘴102设置于空调室外机1000的进风口处；

控制器***200，与微雾主机101连接，用于驱动喷雾装置100将待雾化水进行雾化后向空调室外机1000的进风口喷出水雾。

空调在制冷时，室外机里的换热器(也称为热交换器)称为冷凝器，而室内机里的换热器称为蒸发器。冷凝器的放热的过程，其将高温高压的气态氟利昂在室外与空气进行热交换，变成低温高压的液态氟利昂；冷凝器在制冷时为***的高压设备(冷暖热泵型在制热状态时为低压设备)，装在压缩机排气口和节流装置(毛细管或电子膨胀阀)之间，由空调压缩机中排出的高温高压气体(氟利昂)，进入冷凝器，通过铜管和铝箔片散热冷却，空调器中都装有轴流式冷却风扇，采用的是风冷式，空气由进风口进入空调室外机1000的内部与冷凝器接触，从而使得空气吸收冷凝器的热量后从出风口排出，使制冷剂在冷却凝结过程中，压力不变，温度降低，由气体转化为液体。

微雾主机101是用于将水资源雾化后从微雾喷嘴102中喷出水雾的装置，在实施时，微雾主机101可以连接多个微雾喷嘴102，每个空调室外机1000可以对应设置有一个微雾喷嘴102，可以设置有多个微雾喷嘴102，从而使得微雾主机101可以同时对多台空调室外机1000进行降温，其中，微雾喷嘴102设置有多个微细喷孔，由微雾喷嘴102喷出微细雾气，在实施时，微细雾气的雾粒直径为20-40微米，细微雾气能快速吸收空气中的热量，降低空气温度，在不改变冷凝器的散热面积及风量的前提下，将冷凝器由风冷改为风冷与水雾相变冷却方式，使得冷凝器的热量由冷却空气和相变雾化的气体带走，相应降低了冷凝器的环境温度。

在一个可选实施例中，微雾主机101还可以设计成包括加压泵，加压泵与待雾化水资源连接，例如与自来水管连接，加压泵将自来水进行加压并输送至微雾喷嘴102，高压水在微雾喷嘴102内部形成高压涡流，产生强大的离心力，经微细喷孔喷出，例如经0.4毫米的微细喷孔喷出，从而产生极细螺旋雾气，例如雾粒直径为30微米的雾气，雾气与空调室外机1000的冷凝器周围空气进行热交换，蒸发气化吸收空气中的热量，降低了空气及冷凝器翅片温度，提高冷凝器的散热效率。

控制器***200用于控制喷雾装置100的工作状态，在实施时，控制器***200可以为软体、硬件设备或者软体和硬件设备结合的装置，例如控制器***200采用单片机来驱动微雾主机101工作从而在微雾喷嘴102喷出水雾，对空调室外机1000进行降温。

当空调室外机1000设置于室外，例如天台或者外墙上时，在白天太阳直晒的情况下，室外的温度升高，特别是空调室外机1000所处的环境中，由于太阳直晒和空调室外机1000的散热，使得空调室外机1000所处的环境温度进一步升高，从而使得空调室外机1000的冷凝器所处的环境的温度接近冷凝器的温度，冷凝器的散热将受到影响，导致空调制冷效果降低，而为了达到相同的制冷效果，空调将超负荷运转使得空调耗电高；此时，由喷雾装置100中的微雾主机101将待雾化水进行加压并由微雾喷嘴102中喷出水雾，喷出的水雾在空调室外机1000的进风口随空气被吸入空调室外机1000内部，水雾在蒸发过程中吸收了空气中的热量，降低了空气的温度，降低了冷凝器的环境温度，提高了冷凝器的散热效果，提高了空调的制冷效率，使空调运行的效能最佳，节约能源，避免空调在夏季出现高压、跳机等情况。

在一个可选实施例中，请参阅图2，图2是本发明本发明实施例的结构示意图。

如图2所示，本发明空调微雾冷却节能结构还包括：

温度检测器300，温度检测器300设置于空调室外机1000上且与控制器***200连接，用于检测空调室外机1000的温度值并将检测到的温度值输出给控制器***200。

温度检测器300是指能感受温度并转换成可用输出信号的传感器；温度检测器300设置于空调室外机1000上，例如设置于空调室外机1000的进风口处，从而可以检测到空调室外机1000所处的环境温度，并将检测到的温度值发送给控制器***200，控制器***200将该温度值与预设的温度阈值进行比对，当该温度值大于预设的温度阈值时，驱动喷雾装置100开始工作喷雾降温，避免喷雾装置100连续工作一直喷雾降温造成的能源浪费。

在一个可选实施例中，微雾主机101包括入水口和出水口，入水口连通至外部水源，出水口与微雾喷嘴102连通。

外部水源可以是自来水或者储水装置，例如水塔、水箱或者水池等，以为微雾主机101的入水口与自来水管连接为例，微雾主机101将自来水作为待雾化水，在需要对空调室外机1000进行降温时，微雾主机101将自来水加压泵送至微雾喷嘴102，高压水在微雾喷嘴102内部形成高压涡流，产生强大的离心力，经微细喷孔喷出，从而产生极细螺旋雾气，微雾喷嘴102采用中压雾化喷头，使得喷出的雾粒能有效吸热，并能保证在四级以下风力吹不走雾气，雾气完全用于冷却冷凝器进风口处的空气。

在一个可选实施例中，本发明空调微雾冷却节能结构还包括水软化器，水软化器设置于外接水源和微雾主机101之间，用于对外部水源中的待雾化水进行软化过滤处理。

水的硬度主要是由其中的阳离子构成，例如钙(Ca2+)离子和镁(Mg2+)离子等，水软化器是一种将含有硬度的原水中的阳离子吸附过滤出来，并流出去掉了硬度离子的软化水的装置，水软化器用于将外部水源提供的硬水进行软化过滤处理后输出软水至微雾主机101；以微雾主机101的入水口连接自来水为例，自来水就是含有硬度的原水，经过水软化器处理后流出的是洁净软水，例如软水的硬度为0-30PPM，软水中没有钙镁离子，所以不会在冷凝器的翅片(铜管和铝箔片)上停留造成水垢等，避免对冷凝器翅片的损坏。

在一个可选实施例中，本发明空调微雾冷却节能结构还包括过滤器，过滤器设置于外部水源与水软化器之间，用于对外部水源中的待雾化水进行初步过滤处理。

过滤器是一种用于过滤水中杂质的装置，以外部水源为水池为例，水池中存储的水时间长了容易积灰或者滋生蚊虫甚至是青苔等，这些杂质如果没有经过过滤而直接输送至喷雾装置100，容易造成喷雾装置100内部管道堵塞，降低喷雾的效率甚至无法喷出水雾，通过过滤器先对原水进行初步过滤，去除原水中的泥沙等杂质，提高***运行的稳定性。

在一个可选实施例中，本发明空调微雾冷却节能结构还包括储水装置，储水装置用于存储待雾化水，且储水装置与微雾主机连通。

储水装置是一种用于存储待雾化水的容器，在实施时，以空调室外机1000安装在建筑物的外墙上为例，由于建筑物的外墙没有设置有自来水管，要想连接自来水管和微雾主机101，需要对自来水管进行改装，耗时耗力；通过设置有储水装置储存待雾化水，即可为微雾主机101提供水资源，微雾主机101中的加压泵能抽取储水装置中的待雾化水进行雾化处理，从而喷出水雾，在实施时，储水装置可以设计成单独的装置，储水装置还可以设计成为微雾主机101为一体结构，根据具体应用场景不同具体选择储水装置的位置结构。

在一个可选实施例中，本发明空调微雾冷却节能结构还包括水位检测装置，水位检测装置设置于储水装置内且与控制器***200连接，用于检测储水装置内的待雾化水的水位信息并将水位信息发送至控制器***200。

水位检测装置是一种将感受到的水位信号转换为电信号的传感器，水位检测装置设置于储水装置内用于检测存储在储水装置中的待雾化水的水位信息，当控制器***200通过水位检测装置感受到待雾化水的水位低于预设的侦测点时，或者控制器***200通过水位检测装置检测不到水信号时，根据预设的方案来控制喷雾装置100的工作状态，例如延迟5秒后驱动微雾主机101停止运转，避免微雾主机出现空转现象而造成的能源浪费。

在另一个实施例中，水位检测装置还可以设置于微雾主机101的入水口，用于检测水信号，以微雾主机101连接自来水为例，当自来水正常供水时，水位检测装置能够检测到水信号，控制器***200根据温度检测器检测到的温度值来控制微雾主机101进入工作状态，而当自来水停水时，控制器***200通过水位检测装置检测不到水信号，控制器***根据预设的方案来控制喷雾装置100的工作状态，例如延迟3秒后驱动微雾主机101停止运转。

在一个可选实施例中，微雾主机101与空调室外机1000之间通过可拆卸连接装置连接固定。可拆卸连接装置是一种将两个部件拼装在一起且拆除后可以将两个部件分开的装置，喷雾装置100和控制器***200采用模块化设计，无需对空调机组进行改动，组装维护方便，且喷雾装置100发生故障时不影响空调的运行，保障空调***运行稳定性，在实施时，以微雾主机101设有插接卡块而空调室外机1000设置有与插接卡块适配的插接卡槽为例，通过将插接卡块***相应的插接卡槽中即可完成微雾主机101与空调室外机1000的组装，当需要对空调室外机1000或者喷雾装置100进行改装时，例如当多台空调室外机1000分散安装于天台上，需要将这些空调室外机1000几种安装在天台上的某一处位置时，可以将空调室外机1000和喷雾装置100拆开来分别进行移动改装，降低拆卸和组装的难度。当然，在实施时，可拆卸连接装置不限于上述的插接卡块和插接卡槽的配合，根据不同的应用场景，可拆卸连接装置还可以设计成其它的连接结构。

在一个可选实施例中，所述微雾主机101与微雾喷嘴102之间通过高压软管连通。微雾喷嘴102通过高压软管与微雾主机101的出水口连通，能在不移动微雾主机101的情况下，按照用户的需求将微雾喷嘴102按照固定在任意的位置处，方便用户使用安装。若空调室外机1000需要进行重新布置，例如布置在6楼墙外的空调室外机1000由于改造需要，需要移动到5楼墙外，此时不需要移动微雾主机101的位置，通过高压软管采用韧性较高的水管，只需将微雾喷嘴102随空调室外机1000进行移动即可，简化组装和拆卸工艺。

另一方面，在高压软管中还可以设置有压力检测装置，压力检测装置与控制器***200连接，用于检测高压软管中的水压值并将水压值发送至控制器***200，当微雾主机101中的压力泵功率降低(用电高峰期)时，会使得高压软管中的水压降低，进而使得微雾喷嘴102喷出的水雾颗粒较大，水雾不能及时气化导致在冷凝器翅片上停留，对冷凝器翅片的散热效率造成影响甚至腐蚀冷凝器翅片；当控制器***200通过压力检测装置检测到高压软管中的水压低于预设水压阈值时，控制器***200提高微雾主机101的输出功率，从而使得高压软管中的水压保持在稳定的水平，保证水雾颗粒不会在冷凝器翅片上停留，提高冷凝器的散热效率。

在一个可选实施例中，本发明机房空调微雾冷却节能装置还包括水回收装置，水回收装置与空调室内机1000排水管连通，用于回收空调室内机排出的结露水并输送至微雾主机101。在实施时，该水回收装置可以设计成独立的储水结构，水回收装置与储水装置连通，通过储水装置将回收的结露水输送至微雾主机101；当然，也可以由储水装置替代该水回收装置，空调室内机用于排出结露水的排水管连通至水回收装置，从而可以为微雾主机101提供水资源，减少水资源的消耗。

在空调制冷时，冷凝器散热量为制冷量的1.2倍，可根据水雾化量计算公式：

W＝(qΔd q2)/ρ ①

来计算出***所需要的水量，其中，微雾蒸发吸热带走的热量按冷凝器总散热量的25％计算，W代表雾化水量kg/h，ρ代表水雾蒸发潜热L/kw/h(0.5-0.63KW/H)，q代表制冷量KW/h，q2代表冷凝器散热量KW(取制冷量的1.1-1.3倍)，Δd代表蒸发所带走热量比(20-35％)；以一台30KW的机房空调来计算，其中，ρ＝0.5/kw/L/h,Δd＝25％，q＝30KW/h，代入公式①中计算出其雾化水量为：

W＝(30*1.2*25％)/0.5＝18kg/h

根据上述分析可知，1台30kW的空调，若要带走其冷凝器上面25％的热量，则需要提供的水量为18kg/h，相当于直接水喷淋冷却(水喷淋冷凝器的翅片)的1/60，节约水资源消耗。

请参阅图3至图5，图3是冷凝器冷凝温度降低的温度与冷却水量的关系图，图4是增加的制冷量与喷雾用水量的关系图，图5是减少的总功率与喷雾用水量的关系图；在压缩式制冷机的运行中，当蒸发温度一定时，冷凝温度每降低1℃，压缩机的轴功率降低了3％，水经过雾化气化，利用率达95％，冷凝温度降低到40℃，实现节能达20％以上。充分利用这些水雾给空调***中的冷凝器降温，可以降低空调机功率负荷，提高制冷量，既省电又能保证空调制冷量满足机房需求。

需要说明的是，本发明的说明书及其附图中给出了本发明的较佳的实施例，但是，本发明可以通过许多不同的形式来实现，并不限于本说明书所描述的实施例，这些实施例不作为对本发明内容的额外限制，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。并且，上述各技术特征继续相互组合，形成未在上面列举的各种实施例，均视为本发明说明书记载的范围；进一步地，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种空调微雾冷却节能结构，其特征在于，包括：

喷雾装置，包括微雾主机以及与所述微雾主机连通的微雾喷嘴，所述微雾喷嘴设置于空调室外机的进风口处；

控制器***，与所述微雾主机连接，用于驱动所述喷雾装置将待雾化水进行雾化后向空调室外机的进风口喷出水雾。

2.根据权利要求1所述的空调微雾冷却节能结构，其特征在于，还包括：

温度检测器，设置于空调室外机上且与所述控制器***连接，用于检测所述空调室外机的温度值并将检测到的温度值输出给所述控制器***。

3.根据权利要求1所述的空调微雾冷却节能结构，其特征在于：所述微雾主机包括入水口和出水口，所述入水口连通至外部水源，所述出水口与所述微雾喷嘴连通。

4.根据权利要求3所述的空调微雾冷却节能结构，其特征在于，还包括：

水软化器，所述水软化器设置于所述外接水源和所述微雾主机之间，用于对所述外部水源中的待雾化水进行软化过滤处理。

5.根据权利要求4所述的空调微雾冷却节能结构，其特征在于，还包括：

过滤器，所述过滤器设置于所述外部水源与所述水软化器之间，用于对所述外部水源中的待雾化水进行初步过滤处理。

6.根据权利要求1所述的空调微雾冷却节能结构，其特征在于，还包括：

储水装置，所述储水装置用于存储待雾化水，且所述储水装置与所述微雾主机连通。

7.根据权利要求6所述的空调微雾冷却节能结构，其特征在于，所述储水装置还与空调室内机的排水管连通，用于回收并存储所述空调室内机排出的结露水。

8.根据权利要求6所述的空调微雾冷却节能结构，其特征在于，还包括:

水位检测装置，所述水位检测装置设置于所述储水装置内且与所述控制器***连接，用于检测所述储水装置内的待雾化水的水位信息并将所述水位信息发送至所述控制器***。

9.根据权利要求1所述的空调微雾冷却节能结构，其特征在于，所述微雾主机与空调室外机之间通过可拆卸连接装置连接固定。

10.根据权利要求1所述的空调微雾冷却节能结构，其特征在于，所述微雾主机与微雾喷嘴之间通过高压软管连通。