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一种相变蓄能空气调温装置的制作方法

时间:2022-02-10 阅读: 作者:专利查询

一种相变蓄能空气调温装置的制作方法

1.本实用新型属于移动空调技术领域,尤其涉及一种相变蓄能空气调温装置。


背景技术:

2.移动空调作为一种可移动的小型空调器,将制冷系统与送排风系统紧凑地安装在一个箱体内,可以根据需要滑动底部的万向轮灵活摆放,满足个性化的空调需求。
3.如申请号为cn201910496867.3公开的一种无线移动式空调机组,装置利用空气和蓄能材料模块对流换热,空气在与蓄能模块进行热交换时平均传热温差大,不可逆损失大,进而导致能量的损失较大,难以保证持续的制冷和制热需求。


技术实现要素:

4.本实用新型的目的在于提供一种相变蓄能空气调温装置,旨在解决空气在与蓄能模块进行热交换时热源温度和空气温度不匹配,导致平均传热温差大,不可逆损失大,难以保证持续的制冷和制热需求的问题。
5.本实用新型是这样实现的,一种相变蓄能空气调温装置,包括机壳、调温机组和分隔组件,所述分隔组件安装于机壳内并将机壳内部腔室分隔为蓄能腔和制能腔,所述蓄能腔内部间隔布设多个相变温度呈梯级变化的相变组件,蓄能腔的侧壁开设有与外界连通的进气口和出气口,所述调温机组安装于制能腔内,所述蓄能腔的内部安装有导气风机,所述蓄能腔通过分隔组件与制能腔进行气流导通或者隔断。
6.本实用新型的一种相变蓄能空气调温装置,通过设置调温机组便于对相变组件进行充冷或者充热,当装置进行充放能时,通过设置相邻相变组件的相变温度呈梯级变化,可以降低空气与相变组件的平均传热温差,各个传热过程均能实现温度匹配,减少了不可逆损失的同时避免额外消耗功率,达到了节能效果的同时也保证了持续的制冷和制热需求,节约了能源的同时也提升了释热释冷效果。
7.当空气调温装置用于充热时,多个相变组件的相变温度沿气流方向梯度降低。
8.当空气调温装置用于充冷时,多个相变组件的相变温度沿气流方向梯度增加。
9.优选地,多个相变组件平行排列,所述相变组件包括若干排可拆卸安装于蓄能腔内部的蓄能棒,且相邻两排蓄能棒交错设置,从而在蓄能棒之间形成风道。
10.优选地,所述分隔组件包括安装在蓄能腔与制能腔之间的挡板、以及安装在挡板的两端的调节风门。
11.优选地,所述制能腔通过阻隔件分为调温腔和换能腔,所述换能腔通过调节风门与蓄能腔导通或隔断。
12.优选地,换能腔与蓄能腔导通时,调节风门与机壳之间的开口大小均沿着气体的流动方向逐渐减缩。
13.优选地,所述调温机组包括通过制冷剂管道顺次连接的压缩机、第一换热器、节流阀和第二换热器,所述压缩机、第一换热器、节流阀安装于调温腔内部,所述第二换热器安
装在换能腔内部。
14.优选地,所述换能腔的内部安装有在换能腔和蓄能腔之间形成充冷回路或充热回路的循环风机,所述循环风机位于第二换热器的下方。
15.优选地,所述的调温腔靠近第一换热器的一侧设有排气风机和排气口,所述排气风机置于排气口和第一换热器之间,排气风机用于将第一换热器周围空气排出。
16.与现有技术相比,本实用新型的有益效果:降低了空气与相变组件的平均传热温差,各个传热过程均能实现温度匹配,减少了不可逆损失的同时避免了额外消耗功率,达到了节能效果的同时也保证了持续的制冷和制热需求。
附图说明
17.图1为本实用新型实施例提供的一种相变蓄能空气调温装置的立体结构图;
18.图2为本实用新型实施例提供的一种相变蓄能空气调温装置的侧面结构示意图;
19.图3为本实用新型实施例提供的一种相变蓄能空气调温装置制热时的工作原理图;
20.图4为本实用新型实施例提供的一种相变蓄能空气调温装置制冷时的工作原理图;
21.图5为本实用新型实施例提供的一种相变蓄能空气调温装置充冷/充热时的工作原理图;
22.图6为本实用新型实施例提供的一种相变蓄能空气调温装置释冷/释热时的工作原理图。
23.附图中:1机壳、2调温机组、201压缩机、202第一换热器、203节流阀、204第二换热器、205换向阀、3蓄能腔、301进气口、302出气口、303导气风机、4相变组件、401蓄能棒、402风道、5分隔组件、501挡板、502调节风门、6调温腔、7换能腔、8阻隔件、9循环风机、10排气风机、11排气口、12电源、13排风管、14控制器。
具体实施方式
24.为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型,并不用于限定本实用新型。
25.以下结合具体实施例对本实用新型的具体实现进行详细描述。
26.实施例1
27.如图1-3所示,为本实用新型的一个实施例提供的一种相变蓄能空气调温装置的结构图,包括机壳1、调温机组2和分隔组件5,所述分隔组件5安装于机壳1内并将机壳1内部腔室分隔为蓄能腔3和制能腔,所述蓄能腔3内部间隔布设多个相变温度呈梯级变化的相变组件4,蓄能腔3的侧壁开设有与外界连通的进气口301和出气口302,所述调温机组2安装于制能腔内,所述蓄能腔3的内部安装有导气风机303,所述蓄能腔3通过分隔组件5与制能腔进行气流导通或者隔断。
28.本实施例在实际应用时,通过设置调温机组2便于对相变组件4进行充冷或者充热,当装置充放能时,通过设置相邻相变组件4的相变温度呈梯级变化,可以降低空气与相
变组件4的平均传热温差,各个传热过程均能实现温度匹配,减少了不可逆损失的同时避免额外消耗功率,达到了节能效果的同时也保证了持续的制冷和制热需求;同时可以根据需要将调温机组2和蓄能腔3组合在一起,利用机壳1进行装配,进而增大了空调的活动范围,避免了制冷过程中排风管13与墙体连接部位持续漏入热风,减小了制冷负荷,使用起来更加方便。
29.当空气调温装置用于充热时,多个相变组件4的相变温度沿气流方向梯度降低。
30.当空气调温装置用于充冷时,多个相变组件4的相变温度沿气流方向梯度增加。
31.具体的来说,多个相变组件4平行排列,所述相变组件4包括若干排可拆卸安装于蓄能腔3内部的蓄能棒401,且相邻两排蓄能棒401交错设置,从而在蓄能棒401之间形成风道402。
32.在进行充热时,相变组件4包含两层具有相同相变温度的蓄能棒401,相变组件4的相变温度从进气口301和出气口302逐渐梯级升高。
33.在进行充冷时,相变组件4包含两层具有相同相变温度的蓄能棒401,相变组件4的相变温度从进气口301和出气口302逐渐梯级降低。
34.进一步的,所述分隔组件5包括安装在蓄能腔3与制能腔之间的挡板501、以及安装在挡板501的两端的调节风门502。
35.更进一步的,所述制能腔通过阻隔件8分为调温腔6和换能腔7,所述换能腔7通过调节风门502与蓄能腔3导通或隔断。
36.示例性的,换能腔7与蓄能腔3导通时,调节风门502与机壳1之间的开口大小均沿着气体的流动方向逐渐减缩。
37.在本实用新型的一个实例中,进气口301设置在蓄能腔3底部侧面,出气口302设置在蓄能腔3顶部,相变组件4设置成可拆卸安装于蓄能腔3内部的蓄能棒401,且相邻两排蓄能棒401交错设置,便于获得大容量能量存储和优异传热性能,使用时长得到提升,阻隔件8可以设置为密封板,从而对调温机组2进行划分,通过设置调节风门502与机壳1之间的开口变化,便于在进行换能时气体流动更加平滑,增加换热效果。
38.在制热过程中,蓄能棒401可以是相变温度从上到下逐渐递减的材料,比如相变材料和对应温度区间分别是月桂酸42℃-44℃、正二十烷36℃-38℃、正十八烷28℃-30℃正十六烷16℃-18℃,从而在进行充放热过程中与空气温度匹配,进而形成了温度滑移曲线,降低了平均传热温差,减少了不可逆损失。
39.在制冷过程中,蓄能棒401可以是相变温度从上到下逐渐递增的材料,因此冷空气从上到下流动,与梯级变化的蓄能棒之间形成温度匹配,比如依次分别为二元蓄冷材料正十四烷和十二醇相变温度为4.3℃;二元蓄冷材料液体石蜡和十八烷相变温度为16.9℃;十五烷相变温度10℃;na2so4
·
10h2o-na2co3
·
10h2o二元盐水合物相变温度为25.04℃;进而在充冷和释冷过程中形成了温度滑移曲线,降低了平均传热温差,有利于减少不可逆损失。
40.实施例2
41.如图3所示,在实施例1的基础上,所述调温机组2包括通过制冷剂管道顺次连接的压缩机201、第一换热器202、节流阀203和第二换热器204,所述压缩机201、第一换热器202、节流阀203安装于调温腔6内部,所述第二换热器204安装在换能腔7内部。
42.具体的来说,所述换能腔7的内部安装有在换能腔7和蓄能腔3之间形成充冷回路或充热回路的循环风机9,所述循环风机9位于第二换热器204的下方,所述的调温腔6靠近第一换热器202的一侧设有排气风机10和排气口11,所述排气风机10置于排气口11和第一换热器202之间,排气风机10用于将第一换热器202周围空气排出。
43.本实施例的一种情况中,当进行制冷循环时,所述第一换热器202充当冷凝器,第二换热器204充当蒸发器,当进行制热循环时,所述第一换热器202充当蒸发器,第二换热器204充当冷凝器,所述装置还包括安装在调温机组2侧面的电源12和排风管13。
44.本实施例在实际应用时,装置还安装有控制器14,可对压缩机201进行调节,使管网压力维持在设定的限值范围,进而对制冷和制热过程进行控制,通过设置调温机组2便于进行蓄能棒401的充冷或者充热。
45.如图4-5所示,当需要进行充热时,通过换向阀205换向改变制冷剂流向,同时第二换热器204充当冷凝器,第一换热器202充当蒸发器,由于间隔设置的相变组件4之间的相变温度由上到下递减,从而在充热时匹配空气被加热时的温度逐渐降低,因此从上向下流入蓄能腔3的空气,先与高相变温度材料换热,由于空气比热容较小,空气产生明显降温,变为中温空气,随后流入中相变温度材料区域,进行换热后,空气温度继续降低,最后流入相变温度更低的材料区域,在充热过程中,第二换热器204和空气、空气和相变材料间都得到了温度匹配。
46.如图6所示,在进行释热的过程中,冷空气经过进气口301,先与较低相变温度材料换热,由于空气比热容较小,空气产生明显升温,变为中温空气,流入中相变温度材料区域进行换热后,空气温度继续升高,流入相变温度更高的材料区域,然后从出气口302进入到外界。
47.如图3、图5-6所示,当需要进行充冷时,连接电源12和排风管13,调温机组2运行向蓄能棒401提供冷量,此时第二换热器204为蒸发器,第一换热器202为冷凝器,导气风机303、循环风机9启动,关闭蓄能腔3上的进气口301和出气口302,打开挡板501的两端的调节风门502,循环风机9迫使空气流动,将第二换热器204所产生冷量储存在蓄能棒401中。
48.如图6所示,在进行释冷过程中,打开蓄能腔3上的进气口301和出气口302,关闭挡板501的两端的调节风门502,热空气经过进气口301,先与较高相变温度材料换热,由于空气比热容较小,空气产生明显降温,变为中温空气,流入中相变温度材料区域进行换热后,空气温度继续降低,流入相变温度更低的材料区域,然后从出气口302进入到外界即可。
49.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已,并不用以限制本实用新型,凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。