一种高温天气环境下空调冷凝端冷却系统及使用方法

本发明涉及制冷，特别涉及一种高温天气环境下空调冷凝端冷却系统及使用方法。

背景技术：

1、空气的湿球温度比其干球温度要低，利用等焓加湿可将空气温度处理至对应的湿球温度，较低的空气温度与空调冷凝器端换热，可使其制冷循环做功减少。

2、根据近年气候变化，超过39℃的极端气候在全球范围均大幅增加。如按现有的制冷空调运行方式，空调的耗电量将增加40%以上，在重视民生问题的今天，为了满足人们生活舒适的要求，面对耗电增加，若进行电力增容建设将需要巨大投资，若停生产保生活又会造成极大损失，所以我们需要一种切实有效的应对高温极端天气环境下改善空调耗电量增加的方法。

技术实现思路

1、本发明的目的在于解决上述问题而提出一种可减少空调用电量的空调冷凝端冷却系统及使用方法。

2、为了实现上述目的，本发明提供的技术方案为：

3、一种高温天气环境下空调冷凝端冷却系统，包括蓄水箱、水泵、含湿量变送器、水量控制器、冷凝器风口、喷水雾化装置、冷凝器、节流阀、蒸发器、压缩机以及冷凝器风机；

4、其中，所述蓄水箱的出水口与水泵的进水端连接，水泵的出水口与水量控制器的进水口连接，水量控制器出水口与喷水雾化装置连接；

5、所述冷凝器的出水口连接有节流阀，节流阀的出水口与蒸发器的进水口连接，蒸发器的出水口与压缩机的进水口连接，所述压缩机的出水口冷凝器连接；

6、所述喷水雾化装置的出水口与冷凝器连通。

7、作为优选的一种技术方案，所述喷水雾化装置利用水的汽化潜热对进入冷凝器的空气进行等焓加湿降温处理。

8、作为优选的一种技术方案，所述含湿量变送器与水量控制器电连接，用于测量室外空气含湿量，将含湿量信号转化为电信号传递至水量控制器。

9、作为优选的一种技术方案，所述冷凝器风机与所述水量控制器电连接，用于将运行风速信息传递至水量控制器。

10、作为优选的一种技术方案，所述水量控制器用于根据冷凝器风机的风速信号v以及冷凝器风口的有效截面积s计算单位时间进入冷凝器的空气质量流量，表示空气密度。

11、作为优选的一种技术方案，所述水量控制器根据含湿量变送器的含湿量信息比对该环境温度下对应的湿球温度的含湿量，从而计算环境温度与湿球温度的单位含湿量差△d，单位时间的空气质量流量的等焓加湿水量。

12、作为优选的一种技术方案，所述水量控制器通过调节水压，控制喷水雾化装置的喷水量，其中，喷水量满足单位风量所需加湿水量。

13、作为优选的一种技术方案，所述喷水雾化装置设置于冷凝器风口侧与冷凝器相连接。

14、另一方面，本发明还提供一种利用上述任意一技术方案记载的高温天气环境下空调冷凝端冷却系统的使用方法，包括单向冷却和空调制冷循环：

15、其中，单向冷却过程为：

16、经水泵做功将蓄水箱中冷水泵入水量控制器，水量控制器根据测算的等焓加湿水量，精确控制喷水雾化装置喷水量，水雾化装置对冷凝器喷洒水雾，环境空气在冷凝器进口与水雾混合降温后，进入冷凝器与冷凝器换热管内的制冷剂换热，如此完成一个单向冷却过程；

17、空调制冷循环过程为：

18、制冷剂在蒸发器定压气化吸热后，再进入压缩机内绝热压缩升温，然后进入冷凝器内与经喷水雾化装置降温后的空气换热等压降温冷凝，进入节流阀处绝热膨胀降温，再进入蒸发器定压气化吸热，如此完成一个空气循环过程。

19、在上述使用方法中，环境空气混合水雾增湿冷却至对应湿球温度，再经冷凝器风口，与冷凝器换热管内的制冷剂换热；水量控制器控制喷水雾化装置的喷水量是根据实时风量和实时空气含湿量计算所得的精确给水量，能做到自响应智能给水冷却。

20、与现有传统空调运行相比，本发明的有益效果在于：

21、在极端高温天气条件下环境温度在39℃以上，本发明能保证原空调制冷量不变的情况下极大的减少做功耗能，节电效果达到40%。在常规高温天气下，本发明仍有可观的节能效果。

技术特征：

1.一种高温天气环境下空调冷凝端冷却系统，其特征在于，包括蓄水箱（1）、水泵（2）、含湿量变送器（3）、水量控制器（4）、冷凝器风口（5）、喷水雾化装置（6）、冷凝器（7）、节流阀（8）、蒸发器（9）、压缩机（10）以及冷凝器风机（11）；

2.根据权利要求1所述的高温天气环境下空调冷凝端冷却系统，其特征在于，所述喷水雾化装置（6）利用水的汽化潜热对进入冷凝器（7）的空气进行等焓加湿降温处理。

3.根据权利要求1所述的高温天气环境下空调冷凝端冷却系统，其特征在于，所述含湿量变送器（3）与水量控制器（4）电连接，用于测量室外空气含湿量，将含湿量信号转化为电信号传递至水量控制器（4）。

4.根据权利要求1所述的高温天气环境下空调冷凝端冷却系统，其特征在于，所述冷凝器风机（11）与所述水量控制器（4）电连接，用于将运行风速信息传递至水量控制器（4）。

5.根据权利要求1所述的高温天气环境下空调冷凝端冷却系统，其特征在于，所述水量控制器（4）用于根据冷凝器风机（11）的风速信号v以及冷凝器风口（5）的有效截面积s计算单位时间进入冷凝器的空气质量流量，表示空气密度。

6.根据权利要求5所述的高温天气环境下空调冷凝端冷却系统，其特征在于，所述水量控制器（4）根据含湿量变送器（3）的含湿量信息比对该环境温度下对应的湿球温度的含湿量，从而计算环境温度与湿球温度的单位含湿量差△d，单位时间的空气质量流量的等焓加湿水量。

7.根据权利要求6所述的高温天气环境下空调冷凝端冷却系统，其特征在于，所述水量控制器（4）通过调节水压，控制喷水雾化装置（6）的喷水量，其中，喷水量满足单位风量所需加湿水量。

8.根据权利要求1所述的高温天气环境下空调冷凝端冷却系统，其特征在于，所述喷水雾化装置（6）设置于冷凝器风口（5）侧与冷凝器（7）相连接。

9.一种利用权利要求1-8中任意一项高温天气环境下空调冷凝端冷却系统的使用方法，其特征在于，包括单向冷却和空调制冷循环：

10.根据权利要求9所述的使用方法，其特征在于，环境空气混合水雾增湿冷却至对应湿球温度，再经冷凝器风口（5），与冷凝器换热管内的制冷剂换热；水量控制器（4）控制喷水雾化装置（6）的喷水量是根据实时风量和实时空气含湿量计算所得的精确给水量，能做到自响应智能给水冷却。

技术总结
一种高温天气环境下空调冷凝端冷却系统，属于制冷技术领域。该系统包括蓄水箱、水泵、含湿量变送器、水量控制器、喷水雾化装置以及空调制冷系统。本发明基于等焓加湿原理，通过在冷凝端加装喷水雾化装置，将空气温度处理至对应的湿球温度，从而降低空调制冷循环冷凝温度，以此减少制冷循环做功量。本发明可以在极端高温天气下保证正常制冷量的情况下，极大减少空调耗电量，可大大节约能源，提高能源利用率，具有很大的实用价值。

技术研发人员：蒙祖发,王怡雯,张路驰,蒋心田,夏文庆,许玉
受保护的技术使用者：南京航空航天大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14