CN112923456A - 一种带蓄冷罐的超声波加湿蓄冷空调装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种带蓄冷罐的超声波加湿蓄冷空调装置，其包括保温蓄水槽组件、蓄冷罐组件、水箱、超声雾化器组件、风扇组件、微型水泵及微控制器，通过超声波组件对蓄水腔中在蓄冷罐组件的换热腔降温的低温液体进行雾化，通过风扇吹过雾化仓边缘，在雾化仓周围形成局部低气压区，低温雾气在大气压力的作用下，快速通过雾化仓上部的出气孔，与热空气混合，低温雾气在温差作用下，与空气快速进行热交换并进加剧气化，从而达到深度降温、少量加湿的目的。雾气与周围环境温差越大，降温效果越明显，空调装置消耗的液体也越少，更加节能环保，减少资源消耗。设备加湿量越低，对中老年人越友好，尤其是有关节炎、风湿病等人群。

Description

一种带蓄冷罐的超声波加湿蓄冷空调装置

技术领域

本发明涉及的是蓄冷空调领域，特别涉及一种超声波加湿蓄冷空调装置。

背景技术

冰蓄冷空调技术在峰谷电价差额大、人员相对聚集的区域可推广使用。

冰蓄冷空调是利用夜间低谷负荷电力制冷储存在蓄冷装置中，白天将所储存冷量释放出来，减少电网高峰时段空调用电负荷及空调***装机容量，它代表着当今世界空调的发展方向。

现有的冰蓄冷***，以水为蓄冷剂、以乙二醇溶液为载冷剂，在蓄冷工况时，经制冷机降温的乙二醇溶液/进入蓄冰槽的蓄冷换热器内，将蓄冰槽内水的热量吸收转移，当蓄冷过程结束时，整个蓄冰槽中的水将完全冻结成冰。放冷时，经过负荷终端的换热设备将空气中的热能转移至载冷剂中，载冷剂进入蓄冷换热器后，将热量传导给蓄冰槽中的冰，冰吸热融化，载冷剂放热降温，降温后的载冷剂再送回负荷终端继续完成放冷循环。现阶段冰蓄冷空调设备体积大制造成本高，并且受限于水温度降至0℃结冰以后无法继续蓄冷，整个***需要大量的水用于制冰蓄冷，使其仅限于工商业市场，无法进入普通民用市场，普通空调和冰蓄冷***放冷过程中，负荷周围空间必须密闭才能达到最好的制冷效果，不利于整个空间的空气流通，容易造成细菌、灰尘聚集，空气干燥，造成室内人员呼吸不适，同时，当外界环境温度低于室内温度时，由于建筑墙体本身的保温效果，密闭空间无法与外界环境进行热交换，空调***必须长时间运行，才能保证人体有舒适的温度。故需要提供一种可在开放环境中使用，只对局部环境提供制冷的方案解决上述技术问题。

现有的冷风机是利用液体蒸发吸热原理降温的设备，通过在冷风机内部设置多块湿帘，用小水泵从水箱中抽取经过几块蓄冷冰晶降温后的水，让水从上往下不断对湿帘进行增湿，当冷风机内的风扇运行时，迫使机外空气流经湿帘，热空气与湿帘进行热交换，同时带走部分蒸发的水分，同时增大空气的湿度，因此具有降温增湿的双重功能。但是现有技术的这种冷风机需要蓄冷冰晶对水降温，再通过蒸发来进行制冷和加湿，效率较低，耗水量大，并且冰晶蓄冷量低，对整个水箱中的水放冷，同时水箱没有保温措施，会与周围环境热交换，冰晶中的冷量会很快消耗掉，只能维持很短时间、环境温度下降不明显。故需要提供一种带保温功能、只对风扇吹过的热空气换热制冷的设备解决上述技术问题。

本发明的目的是结合现有冰蓄冷空调和冷风机技术的各自优势，提供了一种带蓄冷罐的超声波加湿蓄冷空调装置，本发明结合了大型冰蓄冷空调技术和冷风机技术，使设备小型化，易于推广。该超声波加湿蓄冷空调装置成本低，体积小，蓄冷和放冷效果好，运行过程中制冷效果远超普通加湿风扇和冷风机，成本远比蓄冷空调低，同时本装置不含制冷设备，结构简单轻便，运行稳定可靠，依靠现有成熟的制冷技术，蓄冷效率高，解决了现有冰蓄冷装置成本高，结构复杂、空气不流通、空气干燥和冷风机制冷能力低下、水资源消耗大、空气湿度过大、耗能较高等问题。

发明内容

本发明提供一种带蓄冷罐的超声波加湿蓄冷空调装置，以水和防冻剂的混合溶液为蓄冷剂、以水为载冷剂，通过超声波组件对蓄水腔内经过蓄冷罐换热降温的低温溶液进行雾化形成超低温雾气，积聚在雾化仓内，经风扇吹过的快速热空气通过雾化仓后，在雾化仓边缘形成低气压区，超低温雾气在大气压力下通过雾化仓上部出气孔迅速抽出，在温差作用下，与热空气快速进行热交换并进加剧气化，从而达到深度降温、少量加湿的目的。解决了现有冰蓄冷装置成本高，结构复杂、空气不流通、空气干燥和冷风机制冷能力低下、水资源消耗大、空气湿度过大、耗能较高等问题。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：一种带蓄冷罐的超声波加湿蓄冷空调装置，其包括：

保温蓄水槽组件，包括外壳、保温层、蓄水腔、蓄冷罐室，所述蓄水腔设置在所述保温蓄水槽组件中，用于盛装经过蓄冷罐降温的低温溶液，所述蓄水腔顶部开孔，所述超声组件安装在所述蓄水腔顶部开孔位置，方便日后对超声组件维修更换，所述蓄冷罐室底部与所述蓄水腔通过管道连通，经过所述蓄冷罐降温的溶液通过所述蓄冷罐室底部管道进入所述蓄水腔，所述蓄冷罐室顶部设置进水孔，所述蓄冷罐室顶部设置水位传感器，所述保温层设置在保温蓄水槽组件外壳与蓄水腔、蓄冷罐室形成的空腔中间，所述外壳用来保护整个保温蓄水槽组件及蓄冷罐组件。

进一步的，所述蓄水腔为可开启结构，在设备刚开始运行，溶液有可能热交换时间过短，溶液降温不明显，可打开所述蓄水腔，加入冰块，以提高制冷效果。

可选的，所述蓄水腔作为超声加湿器组件中的棉芯的保护外壳。

蓄冷罐组件，包括不锈钢外壳、蓄冷液腔、不锈钢换热腔，安装在所述保温蓄水槽组件内部的保温蓄冷罐室中，所述微型水泵将溶液通过从所述水箱抽出，通过所述顶部进水孔，流入所述蓄冷罐组件，溶液经过所述不锈钢换热腔降温后，通过所述蓄冷罐组件底部小孔，进入所述蓄水腔，所述不锈钢外壳与所述不锈钢换热腔组成一个整体的不锈钢罐，不锈钢罐内部空间为所述蓄冷液腔，用于盛装蓄冷液，所述不锈钢换热腔为一条中空的不锈钢螺纹管，不锈钢螺纹用于溶液与蓄冷液之间冷热交换，降低溶液温度，所述不锈钢外壳为所述蓄冷罐组件提供一个结实可靠的结构，保证蓄冷液在使用过程中避免出现破损漏液等问题，所述蓄冷罐组件外壳上有把手，可以方便的将所述蓄冷罐组件从所述保温蓄水槽组件取出更换。

进一步的，蓄冷罐组件可以采用具有蓄冷和换热功能的其他形状的非不锈钢材质构成。

可选的，所述蓄水腔在所述蓄冷罐组件的换热腔内部，为所述超声波组件中的棉芯外壳结构，棉芯延伸到不锈钢换热腔底部，直接将换热后的低温溶液吸出雾化。

超声雾化器组件，包括超声雾化片、棉芯、雾化仓，所述超声雾化片设置在所述蓄水腔顶部，用于对溶液进行雾化，所述棉芯有很强的吸水性和过滤能力，可将所述蓄水腔中的低温溶液从所述蓄水腔底部吸出到升高到所述蓄水腔顶部的超声雾化片底部，所述棉芯可将溶液微小杂质吸附、过滤，延长所述超声雾化片使用寿命，在设备停机后，超声雾化器设置延时关闭，可将所述蓄水腔和所述不锈钢换热腔中的溶液吸出雾化，避免溶液在所述不锈钢换热腔中结冰，影响设备再次开机，所述雾化仓在超声雾化片上面，用于聚集雾气，在所述雾化仓上部，开有小孔，所述风扇将热空气吹过所述雾化仓后，在所述雾化仓周围形成局部低气压，在大气压力下，可将所述雾化仓上的小孔中的雾气快速抽出。

风扇组件，包括风扇、温度传感器、滤网，所述风扇用于提高局部空气速度，通过所述雾化仓后，在所述雾化仓边缘附近形成低气压区，在大气压力作用下，将所述雾化仓聚集的雾气快速抽出与流经风扇的热空气进行热交换，降低空气温度，适当提高空气湿度，给人一种冰爽的体验，所述温度传感器安装在风扇前和后各一个，用来测量通过所述风扇的空气温度和经过与超低温雾气热交换后的空气温度，通过所述控制器来调节所述风扇速度、控制所述超声雾化片雾化量，所述滤网与空调滤网相同功能，用于搜集空气中的粉尘、细小漂浮物等，对空气净化处理。

本发明相较于现有技术，其优势为：以水和防冻剂的混合溶液为蓄冷剂、以水为载冷剂，蓄冷量更大，蒸发效果更好，本发明的带蓄冷罐的超声波加湿蓄冷空调装置中的蓄冷液为水和防冻剂的混合溶液，蓄冷温度可低至零下18℃以下，蓄冷量远超普通的蓄冷冰晶和冰块，通过超声波组件对溶液腔内的低温溶液进行雾化形成超低温雾气，积聚在雾化仓内，通过风扇吹过的快速气流将雾化仓内的超低温雾气迅速抽出，超低温雾气在温差作用下大量吸收空气中的热量，从而达到降温的目的，由于采用低温溶液进行雾化，可大量减少溶液消耗，不会显著增加空气湿度，避免普通空调在放冷中将空气中的水分冷凝排出，造成空气干燥，同时也避免了普通冷风机大量增加空气湿度，造成空气湿度敏感人群的不适感。

另一方面，本发明设备可以放置蓄冷罐，蓄冷罐中的冷量使用完成后，可方便更换为经过蓄冷的蓄冷罐，设备可以持续运行，本发明中的蓄冷罐体小重轻，可方便用于各种需要冷量的设备。

另外蓄冷罐中的蓄冷液为水和防冻剂的混合溶液，蓄冷温度可低至零下18℃以下，可用普通家用冰箱冷冻室蓄冷，也可由集中制冰站或者就近采用峰平谷电价的制冷设备提供利用夜间廉价的电能进行更低温度的蓄冷，可有效减轻电网及其他需要制冷设备的负荷，有利于城市能源优化，对电网起到削峰填谷的作用，同时还大幅降低制冷费用，减少城市热岛效应及尾气排放。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面对实施例中所需要使用的附图作简单的介绍，下面描述中的附图仅为本发明的部分实施例相应的附图，图1中的虚线部分为信号与控制线路。

图 1 是本超声波加湿蓄冷空调装置的整体示意图。

图 2 是本超声波加湿蓄冷空调装置的保温蓄水槽组件剖面图及蓄水腔与蓄冷罐室底部管道连接放大图。

图 3 是本超声波加湿蓄冷空调装置的蓄冷罐组件剖面图。

图 4 是蓄冷罐组件的换热腔与保温蓄水槽组件的溶液腔共用结构剖面图。

图 5 是本超声波加湿蓄冷空调装置的超声波组件图。

图中，1、智能控制器；21、水箱；23、微型水泵；31、进风温度传感器；32、空气滤网；33、风扇；34、出风温度传感器；41、保温蓄水箱本体；42、液位传感器；43、进水口；44、超波声组件安装板；45、蓄水腔；46、管道；47、硅胶垫； 48、蓄冷罐室；51、超声雾化器组件；52、雾化仓；53、棉芯；54、超声雾化片；61、蓄冷罐；62、不锈钢螺纹管；63、不锈钢换热腔；64、蓄冷液腔；65、底部出水口。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明进一步描述，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参照图1，为本发明的超声波加湿蓄冷空调装置的结构示意图。

在图中，结构相似的单元是以相同标号表示。

本发明术语中的“进”“出”仅作为描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征，以及不作为对先后顺序的限制。

本发明提供的超声波加湿蓄冷空调装置的实施例为：一种带蓄冷罐的超声波加湿蓄冷空调装置，其至少包括保温蓄水槽组件、蓄冷罐组件、超声雾化组件和风扇组件。

本实施例中的保温蓄水槽组件主要由箱体件41、超波声组件安装板44及保温材料组成，并在内部形成空腔，其中保温蓄水槽组件还包括溶液腔45以及蓄冷罐室48。

本发明的工作原理：超声波组件对蓄水腔内的通过蓄冷罐中换热腔降温的低温溶液进行雾化形成超低温雾气，积聚在雾化仓内，经风扇吹过的快速气流通过雾化仓后，在雾化仓边缘形成低气压区，超低温雾气在大气压力下通过雾化仓上部出气孔迅速抽出，超低温雾气在温差作用下，与热空气快速进行热交换并进加剧气化，从而达到深度降温、少量加湿的目的。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (11)

1.一种带蓄冷罐的超声波加湿蓄冷空调装置，其特征在于，包括控制器(1)，水箱(21)，微型水泵（23），超声雾化器组件(51), 蓄冷罐组件(61)，保温蓄水槽组件(41)，风扇(33)，出风温度传感器（34），进风温度传感器（31）。

2.如权利要求1所述的超声波加湿蓄冷空调装置，其特征在于：所述控制器(1)通过电气线路与所述风扇(33)电源模块、所述出风温度传感器（34）、所述进风温度传感器（31）、所述保温蓄水槽组件(41)的蓄冷罐室顶部液位传感器 、所述微型水泵（23）电源模块、所述水箱(21)液位传感器、 所述超声雾化器组件(51)的驱动单元相连。

3.如权利要求1所述的超声波加湿蓄冷空调装置，其特征在于：所述保温蓄水槽组件(41)内部带有保温层的蓄水腔和蓄冷罐室，所述蓄水腔底部低于所述蓄冷罐底部，所述蓄水腔和所述蓄冷罐底部有管道连通，保证低温溶液快速流进所述蓄水腔，避免低温溶液在所述蓄冷罐室长时间停留，以防结冰。

4.如权利要求3所述的超声波加湿蓄冷空调装置，其特征在于：所述保温蓄水槽组件(41)内部的蓄冷罐室顶部有进水孔和液位传感器。

5.如权利要求1所述的超声波加湿蓄冷空调装置，其特征在于：所述超声雾化器组件(51)安装在所述保温蓄水槽组件(41)内部的蓄水腔上部，通过电气线路与所述控制器(1)连接。

6.如权利要求1所述的超声波加湿蓄冷空调装置，其特征在于：所述蓄冷罐组件(61)是由不锈钢外壳和不锈钢螺纹管（62）组成。

7.如权利要求6所述的超声波加湿蓄冷空调装置，所述蓄冷罐组件(61)的蓄冷液腔为所述不锈钢螺纹管（62）与所述不锈钢外壳之间的空间，用于盛装蓄冷液。

8.如权利要求1所述的超声波加湿蓄冷空调装置，所述蓄冷罐组件(61)的蓄冷液腔中的蓄冷液为水和防冻剂的混合溶液或者相变蓄冷材料。

9.如权利要求6所述的超声波加湿蓄冷空调装置，所述蓄冷罐组件(61)的所述不锈钢换热腔（63）为一条中空的不锈钢螺纹管（62）内部空腔，不锈钢螺纹用于溶液与蓄冷液之间冷热交换使用。

10.如权利要求6所述的超声波加湿蓄冷空调装置，所述蓄冷罐组件(61)的底部有小孔，低温溶液通过小孔进入所述蓄水腔。

11.如权利要求1所述的超声波加湿蓄冷空调装置，所述出风温度传感器（34）和进风温度传感器（31）安装在所述风扇(33)进风和出风口位置，所述出风温度传感器（34）安装在所述雾化仓(52)前部。

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