冷凝器膠球清洗裝置在中央空調(diào)節(jié)能中的應(yīng)用?
人們都知道,夏天天氣炎熱,需要打開空調(diào)進行降溫制冷,暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計是針對冷凝器膠球清洗裝置節(jié)能環(huán)保效益改造技術(shù)問題以中心的討論專題,宏琦公司針對中央空調(diào)冷凝器膠球清洗裝置節(jié)能創(chuàng)新設(shè)計進行理論分析。對冷凝器膠球清洗裝置進行局部模塊化改善,來解決夏季由于室外高溫環(huán)境使得分體式空調(diào)冷凝器膠球清洗裝置無法有效地將制冷劑循環(huán)攜帶的熱量及時通過肋片傳給室外空氣,影響空調(diào)制冷效果,耗能大等問題。
中央空調(diào)冷凝器膠球清洗裝置用于制冷空調(diào)系統(tǒng),管內(nèi)制冷液直接與管外空氣強制進行熱交換,以達到制冷空氣的效果。
冷凝器膠球清洗裝置中冷凝器即室外熱交換器,在制冷時為系統(tǒng)的高壓設(shè)備(冷暖熱泵型在制熱狀態(tài)時為低壓設(shè)備)裝在壓縮機排氣口和節(jié)流裝置(毛細管或電子膨脹閥)之間,由空調(diào)壓縮機中排出的高溫高壓氣體,進入冷凝器,通過銅管和鋁箔片散熱冷卻,空調(diào)器中都裝有軸流式冷卻風(fēng)扇,采用的是風(fēng)冷式,使制冷劑在冷卻凝結(jié)過程中,壓力不變,溫度降低,由氣體轉(zhuǎn)化為液體。
□ 冷凝器膠球清洗裝置問題描述:
現(xiàn)實生活中,數(shù)以億計的分體式空調(diào)器遍布在家庭和小型辦公場所,夏季高溫,需要制冷提供優(yōu)良的生活和工作環(huán)境,傳統(tǒng)的分體式空調(diào)冷凝器一般采用風(fēng)冷式,在室外風(fēng)機的作用下,使得冷凝器散熱效果不佳,影響了空調(diào)器的制冷效果,耗費了大量的能源。同時由于室內(nèi)蒸發(fā)器的溫度在大多數(shù)情況下低于空氣的露點溫度,將空氣中的部分水分凝結(jié)下來形成冷凝水,這樣不僅浪費了冷凝水,而且外排的冷凝水直接滴落在人行道或住戶窗臺,既擾民又污染了環(huán)境。
□ 冷凝器膠球清洗裝置技術(shù)系統(tǒng)確定
針對前述問題的現(xiàn)狀,將分體式空調(diào)器室外冷凝器作為技術(shù)系統(tǒng)。該技術(shù)系統(tǒng)由制冷劑、散熱鋁肋片、底座、保護外殼、銅管等組件組成。
□ 冷凝器膠球清洗裝置最佳理想解(IFR)的確定
根據(jù)TRIZ最佳理想解的分析方法,確定最佳理想解如下:
1)設(shè)計的最終目標(biāo)是什么?提高冷凝器散熱能力。
2)IFR是什么?冷凝器能自主散發(fā)熱量。
3)達到最終理想結(jié)果的障礙是什么? 冷凝器內(nèi)制冷劑與室外空氣之間溫差較。ㄏ募靖邷丨h(huán)境狀態(tài)時)。
4)它為什么成為你的障礙?夏季室外環(huán)境空氣的溫度較高。
5)你如何使障礙消失?如果環(huán)境空氣能自己在冷凝器肋片附近形成低溫環(huán)境。
6)什么資源可以幫助你?空氣、地下水、海水、河水、空調(diào)冷凝水、低溫自來水、風(fēng)扇……
7)在其它領(lǐng)域中或其它工具可以解決這個問題嗎?大型空調(diào)裝置使用地下水等冷媒實現(xiàn)了強化傳熱。
理想解的方案:借助分體式空調(diào)中冷凝水(或低溫自來水)可以幫助我們提高散熱效果。
□ 冷凝器膠球清洗裝置系統(tǒng)功能分析
對現(xiàn)有系統(tǒng)進行組件分析、結(jié)構(gòu)模型分析,并構(gòu)建系統(tǒng)功能模型。
1)系統(tǒng)組件肋片對空氣傳遞熱量能力不足;
2)超系統(tǒng)組件灰塵存儲在肋片和銅管表面,該垢層對將制冷劑的熱能傳遞給空氣有抑制的有害作用;
3)系統(tǒng)組件肋片表面存儲灰塵帶來影響熱量輻射給空氣的有害作用。
□ 冷凝器膠球清洗裝置物場分析與標(biāo)準(zhǔn)解
根據(jù)系統(tǒng)功能模型,得出問題物場模型。根據(jù)問題物場模型,得出其部分標(biāo)準(zhǔn)解。
□ 冷凝器膠球清洗裝置產(chǎn)生概念解
6.1 產(chǎn)生不足作用的物場模型根據(jù)示物場模型與標(biāo)準(zhǔn)解,蒸發(fā)器室內(nèi)換熱表面所產(chǎn)生的冷凝水(溫度一般為10~15℃)直接排向環(huán)境,未能得到利用,造成能源的浪費,故將超系統(tǒng)資源――蒸發(fā)器冷凝水通過管線收集、存儲在冷凝器肋片上部,利用海綿虹吸現(xiàn)象和布水器,借助自身重力使低溫冷凝水呈膜狀流過肋片表面,形成局部低溫環(huán)境,利用制冷劑傳導(dǎo)來的熱量將其蒸發(fā),實現(xiàn)對高溫高壓制冷劑進行降溫的目的,當(dāng)冷凝水量不足時,采用低溫自來水進行補充。
6.2 產(chǎn)生有害作用的物場模型 根據(jù)示物場模型與標(biāo)準(zhǔn)解,還是利用超系統(tǒng)的冷凝水和自來水對肋片表面進行清洗,防止灰塵的積累和附著、結(jié)垢,繼而造成熱傳導(dǎo)系數(shù)的下降,同時也可利用冷卻風(fēng)扇的風(fēng)力將灰塵吹走。
□ 冷凝器膠球清洗裝置改善方案與結(jié)論
在技術(shù)系統(tǒng)概念設(shè)計的基礎(chǔ)上,如圖4所示,對分體式空調(diào)器改進設(shè)計如下:
對改進結(jié)構(gòu)實行模塊化設(shè)計,在肋片上部安裝積水布水盤,從室內(nèi)機排出的低溫冷凝水借助自身重力、海綿的毛細和溫度場作用流到冷凝器上部積水布水盤,盤內(nèi)放置易于吸水、存水的海綿體材料,布水盤的開孔與肋片間隙等距并保證冷凝水能沿著肋片流下,直接與空氣流接觸進行熱交換,冷凝水得以蒸發(fā)進入空氣,既提高了冷凝器的換熱量,又杜絕了冷凝水外排影響環(huán)境的問題,轉(zhuǎn)害為利?紤]到室外冷凝器肋片有振動,需要將噴淋器和積水布水盤等做好固定、減振措施。另外,這里僅僅是將冷凝器的熱量移走,資源利用上并未達到最優(yōu)化,如果能設(shè)計、改造為加熱熱水,能量充分得到利用是今后的研究重點。
經(jīng)過分體式空調(diào)冷凝器改進后的試驗驗證,該改善方案達到較好的節(jié)能降溫效果經(jīng)過測算大約可以增加制冷量7~10%,節(jié)約耗電量9~11%。其將具有極為廣闊的市場。