一种穿孔热质交换器的制作方法

1.本实用新型涉及蒸发制冷技术领域，具体为一种穿孔热质交换器。


背景技术：

2.我国面临十分严峻的能源和环境挑战。在能源的消耗中，建筑能源消费总量约为10亿吨标准煤，占全国能源消费总量的约30%；而且建筑的碳排放总量为19.6亿吨，约占全国能源碳排放量的19.0%，其中压缩式蒸发制冷空调贡献了建筑能耗和碳排放的50%以上。目前，压缩式蒸发制冷空调的能效比eer大约4
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5，已达到了非常高的水平，再提升的空间非常有限。要在传统的压缩式蒸发制冷空调的基础上通过提升能效来降低建筑空调的能耗和排放已经非常困难。只有开发全新的技术才有可能大幅降低空调能耗。本实用新型公开一种不用压缩机不用制冷剂、只用空气自身能量就能实现空气自身降温的制冷技术。新制冷技术能耗只有传统压缩式蒸发制冷能耗的20
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30%左右，新蒸发制冷技术的能效比eer可达到40多，是传统压缩式空调的近10倍。新蒸发制冷技术的原理是基于水在空气中蒸发降温的原理。水在空气中蒸发降温的原理简单，其应用历史悠久且广泛应用于我们日常生活和各种大中型设备中。利用水在未饱和空气中蒸发降温的原理获取冷空气的方式可分为直接蒸发降温和间接蒸发降温两种方式。直接蒸发降温是空气和水直接接触，水蒸发而致空气降温，比如空气冷却塔就是直接蒸发降温的例子。基于这种方式获取冷空气的设备结构简单，但温度最多只能降低到空气的湿球温度，而且降温后的空气含湿量增加，因此，无法用作舒适性空调送风。间接蒸发冷却技术是把空气分作两部分，一部分经过喷水实现直接蒸发降温，用这部分空气通过间壁式换热器去冷却另一部分空气。间接蒸发降温解决了直接蒸发降温含湿量增加的问题，但换热效率差，温度也只能降到湿球温度。迄今为止，无论直接蒸发降温还是间接蒸发降温的设备
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换热器
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都不能把空气降低到更低的露点温度，因此，获得的冷空气难以用作舒适性空调的送风。本实用新型提出一种能循环利用直接和间接蒸发降温机制，能把空气降到接近露点温度、湿度不增加的一种穿孔热质交换器，其出风可作为舒适性空调送风。该热质交换器是取代传统压缩机
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制冷剂式空调的新一代空调的核心单元。由于利用空气中水蒸发降温原理的制冷能力非常小，一个具有房间空调制冷能力的新一代空调机需要成百上千个穿孔热质交换器核心单元堆叠在一起才能达到要求，因此，穿孔热质交换器需要具有能组成堆而保持新一代空调机外形美观、结构简单、体积紧凑、阻力小、热质交换效率高的特点。


技术实现要素：

3.本实用新型提供如下技术方案：一种穿孔热质交换器，所述穿孔热质交换器由一个直角梯形腔体和一个穿孔平板组成，所述直角梯形腔体左右侧面平行，上侧面为垂直边，下侧面为斜边，所述直角梯形腔体左侧面又分作上下两部分，上大下小，上部开口增设网孔，所述直角梯形腔体背板左端下部开口增设网孔，所述直角梯形腔体下面底板最右端开口增设网孔，所述直角梯形腔体前面板开槽，槽的左端位于左侧面上下部分界处，槽的右端
位于底板开口左端处。所述穿孔平板置于所述梯形腔体内，将所述梯形腔体分隔为上下两部分，所述穿孔平板设有均匀的开孔，孔的右边设有挡板。所述穿孔平板的下壁面敷设有吸水多孔介质薄层。所述穿孔平板连带多孔介质薄层贯穿前面板上开的槽，再立即贯入储水管。所述穿孔热质交换器左右侧面板背面板均向下设有一定长度的延伸段。
4.优选的，所述穿孔热质交换器的材质为铜或铝材料。
5.优选的，所述梯形腔体壁厚0.3
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0.5mm
6.优选的，所述穿孔平板的厚度0.03
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0.2mm。
7.优选的，所述梯形腔体左右侧面面积比约为7:1
8.优选的，所述梯形腔体左断面上下两部分比为4:3。
9.优选的，所述梯形腔体形状扁平，腔体平均厚度5mm左右，其余两方向尺寸1m左右。
10.优选的，所述梯形腔体内沿长度方向设纵肋，肋间距约10mm。
11.优选的，所述穿孔平板上孔的个数为3，孔边缘挡板高度为3mm左右。
12.优选的，所述多孔吸水材料为金属泡沫。
13.优选的，所述吸水多孔材料厚度1mm左右。
14.优选的，所述吸水材料与穿孔平板应紧密固载。
15.优选的，所述储水管为毛细管，直径约4mm。
16.优选的，所述左右侧面板和背面板向下延伸的长度约5mm。
17.优选的，所述穿孔热质交换器所有连接应严格密封。
18.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：核心单元结构简单、易于制造，内部气流组织均匀合理、流动阻力小、露点效率高，空气进出口分别在三个不同方向，易于收集和控制，通过核心单元简单堆叠就能获得功率大、整机外形方正美观的空调机。
附图说明
19.图1为本实用新型的结构示意图，（a）为前视图，（b）为下视图，（c）为左视图。
20.图2为本实用新型的工作过程示意图。
21.图3为本实用新型的空气过程在焓
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湿图上的表示。
22.图4为本实用新型的堆叠组装示意图。
23.图1
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4中：1、进风口，2、干通道，3、上侧面板，4、穿孔平板，5、多孔吸水材料，6、导风折边，7、出风口，8、右侧面板，9、下底面板，10、湿通道，11、穿孔，12、湿空气排出口，13、左侧面板，14、向背面的箭头，15、延伸段。
具体实施方式
24.下面将结合附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通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，都属于本实用新型保护的范围。
25.请参见图2和图3，说明本实用新型的过程和原理。本实用新型提供的一种穿孔热质交换器实现露点蒸发降温的过程和原理说明如下：设热空气从左端进风口1流入干通道2，一部分空气在开孔b处被导风板6诱导入湿通道10，逆流向排出口12。由于空气是未饱和
的，在从b
´
到a
´
的流动过程中，含水多孔介质层5中的水会蒸发。蒸发需要吸热从而导致多孔介质层5中b
´
a
´
段温度降低。通过平板传热和对流换热，干通道2中ab段的空气温度被降低。图3在焓湿图上示意了a
‑
b
‑
b
´‑
a
´
段空气经历的过程。干通道b截面处降了温的空气的一部分继续向前流向c处，这部分空气重复前面a
‑
b
‑
b
´‑
a
´
段空气经历的过程，不同的是这是在一个降了温的水平上重复，因为c
´
b
´
段水的蒸发也会导致吸热产生降温，使得干通道2中bc段空气原来基础上会被进一步降温。b
‑
c
‑
c
´‑
b
´
段空气经历的过程请参见图3的焓湿图以便更好理解。图3中，斜线过程线表示在下部湿通道10中的空气过程，是一个等焓降温过程，垂直过程线表示上部干通道2的空气过程，是含湿量不变的被冷却过程。本实用新型的一种穿孔热质交换器在一个设备中巧妙地实现了直接蒸发冷却和间接蒸发冷却的耦合，通过这两种蒸发降温过程的不断重复，从而使上部干通道的空气最终可达到很低的露点温度，而湿度还不增加，因此可以用作舒适性空调的送风，从出风口7（e）排出。湿通道的空气作为工作空气从排出口12排出不用。本实用新型的干通道2沿着流动方向空气量是不断减少的，为了均匀流动，故通道截面积设计成渐缩，而湿通道10沿着流动方向空气量是不断增加的，故通道截面积设计成渐括。
26.请参见图4，本实用新型提供一种堆叠技术方案，以实现满足房间空调所需的大制冷量。本实用新型（图1所示的一个模块）的制冷量是非常小的，为了获得大制冷量，可以通过将同样的模块旋转180
°
进行如图4的组合，从而制冷量可以翻一倍。所述模块左右侧面设置了延伸段，旋转180
°
后相互对接，于是在两个模块之间自然形成一个通道g，通道g用于将从e口的出风收集在一起。如果将图4的组合视为一个单元，成百上千这样的单元直接堆叠在一起就可实现制冷量的放大。由于空气进出的三个口设计在三个不交叉的方向上，收集三个方向的空气非常容易实现。比如只需在外面再增加一夹层（图中f通道）就可以将进风集中在一个腔体内。g通道的背面是挡住的，因此，所有g通道的风均向前吹出作为送风，而湿通道10的湿空气均从排出口12向背面排出，若有必要只需加一个腔体便可收集和集中处理。
27.尽管已经示出和描述了本实用新型的部分实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。