蒸发式冷凝器在家用空调的创新应用

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1、蒸发式冷凝器在家用空调的创新应用作品内容简介设计出一种新型的风冷、水冷复合的家用空调。传统的家用空调冷凝器一般采用风冷，现设计出一种风冷、水冷结合冷却冷凝器的空调，此种冷凝器利用非饱和空气的含湿量差和水的蒸发潜热进行换热。1Kg水在常压下蒸发能带走约2440KJ的热量,而传统的家用空调的风冷式冷凝器虽不需要用水,但冷凝效率低,其适用的场合受到很大限制。由于夏季室外温度较高（约30~40℃），采用空冷式冷凝器时冷凝温度将升至45~50℃，为获得同样的制冷量，制冷压缩机的容量需增大20%;另一个突出的问题是空冷式冷凝器的传热系数小

2、,约24—28，造成运行费用和设备成本较高。蒸发式冷凝器以水和空气的混合物作为冷却介质，其中，气态制冷剂冷凝过程所放出的凝结潜热主要依靠冷却水的蒸发带走。本作品利用空调蒸发器吸热，表面产生的露水作为供水源，以实现水的充分利用，同时，可以降低风冷电动机功率，达到节能的目的。因水的比热容较大，其冷凝效果更好。根据设计和理论计算，以KFR—50T3W/Y—A型家用空调为例，在室外35℃，室内27℃温度下，蒸发器可产生露水5L/h，在同样的冷凝效果下，此新型空调可降低功率，因此，节能效果非常明显。联系人：联系电话：EMAIL：1作品的

3、背景和意义节能减排是深入贯彻落实科学发展观，构建和睦社会的重大举措，全球能源的严重缺乏已经是一个严峻的事实，研发，推广，普及节能家电是许多国家积极从事的工作。当前，世界许多企业都在研制更加节能、环保的空调系统。在我国，随着人民生活水平的不断提高及国家家电下乡政策的推动，家用空调已经走向亿万农村家庭。然而，其能耗的增大，将是一个严峻的问题。因此，节能、环保、高效，将是空调发展的主要方向。目前，家用空调冷凝器是以风作为冷却介质，风冷发动机功耗较大，双蒸发器室内换热表面所产生的露水直接排向环境，未能得到利用，造成能源的浪费。本作品利

4、用蒸发器表面露水作为水源，以风冷，水冷复合方式冷却冷凝器，以达到风冷电动机功耗，且充分利用水源的目的。2设计方案2.1设计思路冷凝器是一种将压缩机排出的高温、高压制冷剂气体冷凝成液体的换热设备，制冷剂在冷凝过程中要放出热量，这些热量通过冷凝器的铜管和铝片传至外侧，由流过冷凝器的空气带走，从而起到排出热量的目的。家用空调为分体式空调，室外机组采用风冷式和水冷式两种方式结合，其中水源由室内机组的排水管提供，在排水管上装配高压喷嘴，通过轴流风扇与喷觜喷出的高压雾水，共同对冷凝器进行冷却。2.2冷凝器设计如图1是分体式空调器风冷式冷凝

5、器的整体结构。图2是冷凝器实物图。冷凝器由铜管外套铝片组成，来自压缩机的高温高压气体由上方进入冷凝器的传热管，沿着管子向下流动，放出液体后被冷凝成液体，由下部的管子流出。室外空气由风机鼓风，吹过传热管和肋片。本作品的改进之处是在风机前部安装一个喷嘴，工作时，在风机吹风的同时，喷嘴向冷凝器表面喷出高压水雾，在冷凝管上同时与风进行对流换热和与水进行表面热传导。本作品所设计的冷凝器由冷却管组、高压喷嘴、轴流风机、小型水泵、集水器、收水器、箱体等部分组成。喷淋水由小型水泵将集水器的水输送到冷凝器前的高压喷嘴，经喷嘴喷淋到冷凝排管的外表

6、面形成很薄的水膜，水膜中部分水吸热后蒸发为水蒸气，其余未能蒸发的的水滴被收水器回收至集水器，供水泵循环使用。集水器的水由室内机组的蒸发器表面露水经排水管收集而来，根据具体的环境温度可以人为补充冷却用水。2.3集水器的设计集水器主要是收集室内蒸发器表面露水，同时将集水器中的水通过水泵喷淋至冷凝器表面。工作原理如下图所示：集水器的结构设计如下图所示：2.4高压喷嘴为了使喷淋水更加均匀地与冷凝器接触,降低冷凝温度,提高冷凝器换热效率,本作品选择一种高性能的雾化喷嘴——DFD系列防滴漏精细雾化喷嘴。DFD系列防滴漏精细雾化喷嘴采用黄铜

7、材质或不锈钢材质作主体，内镶不锈钢喷嘴蕊和不锈钢导流叶片，内含有一防漏装置，液体高速流动，在导流叶片中形成一个离心旋涡，从喷孔中喷出极细微的空心式雾粒，使用特氟龙滤网，喷出雾滴细微：10-30 微米，喷射角度：80--115，出水量：2.4—6L/小时，系统供水压力：3-14公斤，每个喷嘴喷雾覆盖面积3~5平方米，降温能力：5~10℃。喷嘴抗老化、耐寒、耐晒、耐酸碱 、不长苔、不易堵塞,并且清洗方便使用寿命长。以下为高压喷嘴示意图：2.5冷凝器设计优化基于传统的家用空调冷凝器的材料及结构特点，采用此种冷凝方式会造成冷凝器出现一

8、系列问题，如冷凝器外的铝片在湿热的环境中易被氧化，而影响冷凝器使用寿命；在恶劣的环境下，冷凝器易被灰尘堵塞，且冷凝管外易形成水垢，从而严重影响其传热性能；且轴流风机的电动机在湿热的环境中极易出现漏电现象。因此必须对冷凝器作相应的改进：采用高质量的全封闭式电机，散热好，防护等级