蒸发冷却装置及其控制方法、空调器与流程

1.本技术涉及空调技术领域，具体涉及一种蒸发冷却装置及其控制方法、空调器。


背景技术：

2.空调为人们创造舒适的环境的功能已经为公众所熟知，随着空调使用量的猛增，其对能源消耗量也越来越大。在炎热夏季，空调制冷运行时主要通过风机驱动空气对室外机冷凝器进行散热。但环境温度较高时(≥37℃)，仅靠空气冷却的冷凝器散热效果变差，空调运行能耗增加，耗电量相应增加。
3.现有技术中公开了一种预冷型冷凝器及其空调机组，通过在冷凝器进风口处对湿膜淋水，利用湿膜表面水蒸发降低冷凝器入口空气温度，以降低制冷剂侧冷凝温度，提高系统能效整体运行的安全性和经济性，同时避免水与翅片直接接触而产生结垢。
4.但是该湿膜在使用过程中，布水均匀性较差，导致水在湿膜表面分布不均，降低了湿膜的散热效果。


技术实现要素：

5.因此，本技术要解决的技术问题在于提供一种蒸发冷却装置及其控制方法、空调器，能够提高布水均匀性，提高蒸发冷却装置的散热效果。
6.为了解决上述问题，本技术提供一种蒸发冷却装置，蒸发冷却装置包括框架，框架的顶部设置有第一过水通道和第一布水器，框架内设置有湿膜，湿膜位于第一过水通道下方，第一布水器位于第一过水通道上方，第一布水器包括容纳腔和溢流槽，水流进入容纳腔内，经溢流槽溢出后从第一过水通道流到湿膜。
7.优选地，溢流槽在水平方向上沿框架的长度延伸，第一过水通道与溢流槽对应设置，第一过水通道的长度大于或等于溢流槽的长度。
8.优选地，第一布水器的截面呈四分之一扇形，第一布水器的一个直角边位于框架顶部表面，另一个直角边垂直于框架顶部表面向上延伸，溢流槽位于第一布水器的弧面上。
9.优选地，溢流槽位于弧面的从顶部到底部的四分之一圆弧至三分之二圆弧处。
10.优选地，第一过水通道的侧壁与第一布水器的弧面底端齐平，或，第一过水通道位于第一布水器的弧面底端的下方。
11.优选地，框架的侧面设置有安装槽，湿膜经安装槽安装入框架内。
12.优选地，框架顶部还设置有第二布水器和第二过水通道，第二布水器位于第二过水通道的上方，第二布水器包括容纳腔和溢流槽，水流进入容纳腔内，经溢流槽溢出后从第二过水通道流到湿膜。
13.优选地，框架的底部设置有储水盒，储水盒通过水泵连接至第二布水器的容纳腔，并对第二布水器的容纳腔进行供水。
14.优选地，储水盒的顶部设置有第一隔板，第一隔板上开设有通孔，流经湿膜的水到达第一隔板后，经通孔进入储水盒。
15.优选地，框架内设置有第二隔板，第二隔板将框架内的安装空间分成上下两部分，湿膜为两个，分别设置在其中一个安装空间内，第二隔板上设置有上下贯通的通孔，通孔在第二隔板上均匀排布。
16.优选地，框架位于湿膜的出风侧的侧壁上开设有过风通道，过风通道处设置有导风叶片，导风叶片能够打开或者关闭过风通道。
17.优选地，导风叶片铰接在过风通道远离湿膜的一侧，并且向外侧打开；或，导风叶片铰接在过风通道靠近湿膜的一侧，并且向内侧打开。
18.优选地，框架位于湿膜周侧的各个侧壁上均设置有导风叶片。
19.根据本技术的另一方面，提供了一种空调器，包括室外机，还包括权利上述的蒸发冷却装置。
20.优选地，室外机包括机壳，机壳上设置有进风口，机壳内设置有室外换热器和风机，蒸发冷却装置设置在进风口处，室外换热器对应进风口设置，风机位于室外换热器远离蒸发冷却装置的一侧。
21.根据本技术的另一方面，提供了一种上述的蒸发冷却装置的控制方法，包括：
22.获取室外空气温度和相对湿度；
23.当室外空气温度大于设定温度且相对湿度小于或等于70％时，控制湿膜工作，同时对第一布水器进行供水，使得水流从第一布水器溢流到达湿膜，对湿膜进行加湿。
24.优选地，当湿膜开始工作时，控制导风叶片关闭。
25.优选地，当室外空气温度大于设定温度时，或当室外空气温度小于设定温度且相对湿度小于或等于70％时，检测储水盒的水位开关；
26.当储水盒的水位开关开启，控制水泵工作，利用储水盒对第一布水器和/或第二布水器进行供水。
27.优选地，当室外空气温度大于设定温度时，或当室外空气温度小于设定温度且相对湿度小于或等于70％时，检测储水盒的水位开关；
28.当储水盒的水位开关闭合时，检测室内机是否产生冷凝水；
29.当检测到室内机产生冷凝水时，控制湿膜工作，同时利用室内机侧的冷凝水对第一布水器和/或第二布水器进行供水，控制导风叶片关闭；
30.当检测到室内机未产生冷凝水时，控制湿膜不工作，控制导风叶片开启。
31.优选地，当室外空气温度小于设定温度时，或当室外空气温度大于设定温度且相对湿度大于70％时，控制导风叶片开启，控制水泵和湿膜不工作。
32.本技术提供的蒸发冷却装置，包括框架，框架的顶部设置有第一过水通道和第一布水器，框架内设置有湿膜，湿膜位于第一过水通道下方，第一布水器位于第一过水通道上方，第一布水器包括容纳腔和溢流槽，水流进入容纳腔内，经溢流槽溢出后从第一过水通道流到湿膜。该蒸发冷却装置中，第一布水器通过溢流方式对湿膜进行供水，可以利用溢流方式均匀水流，能够在低循环流量下达到较高布水均匀性，有效降低了水泵功耗，提高了蒸发冷却装置的散热效果。
附图说明
33.图1为本技术一个实施例的空调器外机的立体结构图；
34.图2为本技术一个实施例的空调器外机的俯视图；
35.图3为本技术一个实施例的空调器外机的侧视图；
36.图4为本技术一个实施例的蒸发冷却装置的结构示意图；
37.图5为图4的a处的放大结构示意图；
38.图6为本技术一个实施例的蒸发冷却装置的俯视结构示意图；
39.图7为本技术一个实施例的蒸发冷却装置的侧视结构示意图；
40.图8为本技术一个实施例的蒸发冷却装置的控制原理图。
41.附图标记表示为：
42.1、框架；2、第一过水通道；3、第一布水器；4、通孔；5、湿膜；6、溢流槽；7、安装口；8、第二布水器；9、第二过水通道；10、储水盒；11、第一隔板；12、第二隔板；13、过风通道；14、导风叶片；15、机壳；16、进风口；17、室外换热器；18、风机；19、压缩机。
具体实施方式
43.结合参见图1至图8所示，根据本技术的实施例，蒸发冷却装置包括框架1，框架1的顶部设置有第一过水通道2和第一布水器3，框架1内设置有湿膜5，湿膜5位于第一过水通道2下方，第一布水器3位于第一过水通道2上方，第一布水器3包括容纳腔和溢流槽6，水流进入容纳腔内，经溢流槽6溢出后从第一过水通道2流到湿膜5。
44.该蒸发冷却装置中，第一布水器3通过溢流方式对湿膜进行供水，可以利用溢流方式均匀水流，能够在低循环流量下达到较高布水均匀性，有效降低了水泵功耗，提高了蒸发冷却装置的散热效果。
45.在一个实施例中，溢流槽6为条缝结构，相对于常规的小孔出水结构，具有更大的出水面积，且溢流结构的实现使得溢流槽6并非位于第一布水器3的底部，与第一布水器3的底壁之间有预设距离，因此能够有效避免第一布水器3的布水处被水垢或者杂质堵塞。
46.常规结构均是在下方设置出水孔或水缝，就会发生离进水位置近的地方出水多，离进水位置远的地方出水少的水流不均匀现象。而溢流结构则通过容器内水位上升，当遇到容器边沿时，水流就会沿着边沿均匀流出去，因此溢流是不用通过水压实现的，结构更加简单，布水均匀性更好。
47.上述的湿膜5可采用高分子湿膜、植物纤维湿膜、无纺布湿膜、树脂材料、陶瓷材料等吸湿性能较好的材料。
48.在一个实施例中，溢流槽6在水平方向上沿框架1的长度延伸，第一过水通道2与溢流槽6对应设置，第一过水通道2的长度大于或等于溢流槽6的长度。
49.溢流槽6沿框架1的水平方向延伸，且延伸长度大致与湿膜5在该方向上的长度相同，可以大于或者小于湿膜5在该方向上的长度，也可以完全等于该方向上的长度，第一过水通道2在该方向上的长度大于或等于溢流槽6的长度，能够保证溢流槽6溢出的水流能够完全通过第一过水通道2到达湿膜5，对湿膜5进行更加全面的加湿。
50.为了保证对湿膜5的加湿效果，第一布水器3的溢流槽6经过第一过水通道2流下的水应该完全位于湿膜5的承载区域内，使得水流能够更加有效地被湿膜5吸收，提高水流利用效率。
51.在一个实施例中，第一布水器3的截面呈四分之一扇形，第一布水器3的一个直角
边位于框架1顶部表面，另一个直角边垂直于框架1顶部表面向上延伸，溢流槽6位于第一布水器3的弧面上。
52.第一布水器3的截面呈四分之一圆的扇形，或者说成直角扇形，能够利用扇形的圆弧外凸结构增大第一布水器3的容积，提高容水量，为湿膜5提供足够的冷凝水，且圆弧面能够对溢流进行有效导流，更加方便水流的贴壁流动，避免出现水流的流动不均现象。
53.在一个实施例中，溢流槽6位于弧面的从顶部到底部的四分之一圆弧至三分之二圆弧处，既能够避免溢流槽6的高度过低导致无法有效利用溢流效果，又能够避免溢流槽6的高度过高导致第一布水器3内的水流积聚过多，溢流水量过小的问题。优选地，溢流槽6位于弧面的从顶部到底部的三分之一圆弧处。
54.在一个实施例中，第一过水通道2的侧壁与第一布水器3的弧面底端齐平。在本实施例中，该结构能够避免第一过水通道2对第一布水器3的水流流动造成阻碍，保证水流流动效果，同时还可以使得冷凝水溢流流出后，沿着第一布水器3的表面流动的过程中，通过第一过水通道2的侧壁进行进一步的导流，提高对冷凝水的导流效果，进一步提高水流分布均匀性。
55.在一个实施例中，第一过水通道2位于第一布水器3的弧面底端的下方。在该实施例中，第一布水器3中的冷凝水溢流之后，沿着第一布水器3的表面流动，并在到达底部之后，直接从第一过水通道2流动至湿膜5，对湿膜5进行加湿，有效避免了第一过水通道2对水流流动发生阻碍的问题，提高水流的流动效率。
56.在一个实施例中，框架1的侧面设置有安装口7，湿膜5经安装口7安装入框架1内。在本实施例中，通过在框架1的侧面设置安装口7，能够方便湿膜5经安装口7从侧面插入框架1内，或者是经安装口7从框架1内抽出，降低湿膜5的装拆难度。
57.在一个实施例中，框架1顶部还设置有第二布水器8和第二过水通道9，第二布水器8位于第二过水通道9的上方，第二布水器8包括容纳腔和溢流槽6，水流进入容纳腔内，经溢流槽6溢出后从第二过水通道9流到湿膜5。在本实施例中，通过设置第二布水器8和第二过水通道9，能够对湿膜5进行多列布水，提高布水效率和布水均匀性。
58.在一个实施例中，框架1的底部设置有储水盒10，储水盒10通过水泵连接至第二布水器8的容纳腔，并对第二布水器8的容纳腔进行供水。在本实施例中，第一布水器3的冷凝水主要来源于室内机侧的冷凝水，由室内机侧直接对第一布水器3进行供水，而第二布水器8的冷凝水则主要来自于储水盒10内，既可以利用室内机侧冷凝水温度较低的特点，使得第一布水器3可以更加充分地利用冷凝水的冷量，同时又可以对经过第一次使用之后汇集在储水盒10内的未完全蒸发的冷凝水通过第二布水器8进行再次利用，提高冷量利用效率。
59.储水盒10内可以设置杀菌过滤网和/或离子交换树脂，以防止水质污染堵塞布水器和湿膜5。
60.储水盒10内还设置有水位开关和水泵，储水盒10通过输水管连接至第二布水器8，水位开关可以监测储水盒10内的水位高度，并在储水盒10内的水位高度达到预设高度后，控制水泵开启，从而利用水泵和输水管将储水盒10内的冷凝水顺利输送至第二布水器8内，完成对第二布水器8的供水。
61.在其他的实施例中，储水盒10也可以同时对第一布水器3和第二布水器8同时进行供水。
62.在一个实施例中，储水盒10的顶部设置有第一隔板11，第一隔板11上开设有通孔4，流经湿膜5的水到达第一隔板11后，经通孔4进入储水盒10。在第一隔板11上开设通孔4，既能够实现对于湿膜5的支撑作用，又能够方便流经湿膜5的冷凝水在第一隔板11上汇集之后，从通孔4汇集入储水盒10内，便于进行冷凝水的收集和再次利用。
63.在一个实施例中，框架1内设置有第二隔板12，第二隔板12将框架1内的安装空间分成上下两部分，湿膜5为两个，分别设置在其中一个安装空间内，第二隔板12上设置有上下贯通的通孔4，通孔4在第二隔板12上均匀排布。
64.在本实施例中，通过第二隔板12对框架1内的安装空间进行分层处理，从而降低湿膜5的整体高度，降低湿膜5的装拆难度，使得湿膜5更加容易清洗或者更换，同时可以利用第二隔板12上的通孔4进行冷凝水的再次分流，进一步提高冷凝水的利用效率。
65.在其他的实施例中，湿膜5的块数也可以为三块或三块以上。
66.在一个实施例中，框架1位于湿膜5的出风侧的侧壁上开设有过风通道13，过风通道13处设置有导风叶片14，导风叶片14能够打开或者关闭过风通道13。在本实施例中，通过过风通道13以及导风叶片14，使得过风通道13能够连通框架1的湿膜出风侧与侧壁外的空间，在无需对空气进行加湿时，可以利用导风叶片14打开过风通道13，使得湿膜5和过风通道13能够同时进风，从而减小湿膜对空气的阻力，保证进风量。
67.在一个实施例中，导风叶片14铰接在过风通道13远离湿膜5的一侧，并且向外侧打开。
68.在一个实施例中，导风叶片14铰接在过风通道13靠近湿膜5的一侧，并且向内侧打开。
69.上述两个实施例，均能够在导风叶片14打开时，使得导风叶片14对于气流的导流方向与气流流经湿膜5的流动方向相同，提高气流的导流效率，保证气流流量。
70.各侧的导风叶片14可以为一个整块导风板，也可以为若干导风板组合形成，过风通道13为整体式的矩形通道，也可以是多个通风孔。
71.在一个实施例中，框架1位于湿膜5周侧的各个侧壁上均设置有导风叶片14，可以从四周同时进行气流补充，进一步降低湿膜5的空气阻力影响，增加风量，提高冷凝器散热效果。
72.在一个实施例中，当湿膜5上有水蒸发冷却时，导风叶片14关闭，导风叶片14与蒸发冷却装置的框架1的内侧壁处于同一平面。当湿膜5上没有水蒸发冷却时，导风叶片14向内侧开启，与其所在的框架1的内侧壁平面呈约60
°
角。
73.当水进入第一布水器3中，第一布水器3内部水位缓慢上升，当水位到达第一布水器3的出水条缝的位置时，通过溢流的作用，水流沿圆弧弧面流下,通过第一过水通道2流到位于上层的湿膜5上,水流沿湿膜5的长度方向均匀分布。条缝出水还避免了水垢或杂质堵塞的问题。第一布水器3将室内机冷凝水均匀分布到湿膜5上，让湿膜5表面均匀分布水膜，使蒸发效果最佳。第二隔板12上均匀设计5mm小孔，孔距12mm，上层的湿膜5上未完全蒸发的冷凝水在重力作用下流到第二隔板12上，水流在第二隔板12的进一步均匀作用下流到下层湿膜5上继续蒸发吸热。第一隔板11上设置40*7mm的矩形通孔，间距12mm。下层湿膜5上未完全蒸发的冷凝水则通过第一隔板11上的矩形通孔流入到储水盒10中。储水盒10中含有水位开关和水泵，当储水盒10内未完全蒸发的冷凝水达到预设水位，使水位开关开启，水泵启动
将水输送到第二布水器8中再进行一次蒸发循环。
74.根据本技术的实施例，空调器包括室外机，还包括上述的蒸发冷却装置。
75.本技术由于采用了湿膜蒸发冷却方式，因此可以明显降低冷凝器进风温度，增强冷凝器散热效果，从而降低空调运行能耗。
76.在一个实施例中，室外机包括机壳15，机壳15上设置有进风口16，机壳15内设置有室外换热器17和风机18，蒸发冷却装置设置在进风口16处，室外换热器17对应进风口16设置，风机18位于室外换热器17远离蒸发冷却装置的一侧。
77.本技术实施例中，蒸发冷却装置与室外机相贴合，并位于室外机的机壳15的进风口处，室内机冷凝水在蒸发冷却装置中的湿膜5上蒸发吸收空气热量，蒸发冷却装置的出风温度降低，同时蒸发冷却装置四周的导风叶片14关闭，蒸发冷却装置的出风作为室外机的进风，室外机的进风温度降低，提高室外换热器17的散热效果，降低空调运行能耗。当蒸发冷却装置的湿膜5不进行蒸发冷却时，蒸发冷却装置四周的导风叶片14开启，以减小进风阻力。沿空气流动方向依次布置着蒸发冷却装置和室外机，室外机的机壳15中包含室外换热器17、风机18和压缩机19，风机18例如为轴流风机。
78.结合参见图8所示，根据本技术的实施例，上述的蒸发冷却装置的控制方法包括：获取室外空气温度t
外
和相对湿度rh
外
；当室外空气温度t
外
大于设定温度且相对湿度rh
外
小于或等于70％时，控制湿膜5工作，同时对第一布水器3进行供水，使得水流从第一布水器3溢流到达湿膜5，对湿膜5进行加湿。
79.当湿膜5开始工作时，控制导风叶片14关闭。
80.当室外空气温度t外大于设定温度时，或当室外空气温度t
外
小于设定温度且相对湿度rh
外
小于或等于70％时，检测储水盒10的水位开关；当储水盒10的水位开关开启，控制水泵工作，利用储水盒10对第一布水器3和/或第二布水器8进行供水。
81.当室外空气温度t
外
大于设定温度时，或当室外空气温度t
外
小于设定温度且相对湿度rh
外
小于或等于70％时，检测储水盒10的水位开关；当储水盒10的水位开关闭合时，检测室内机是否产生冷凝水；当检测到室内机产生冷凝水时，控制湿膜5工作，同时利用室内机侧的冷凝水对第一布水器3和/或第二布水器8进行供水，控制导风叶片14关闭；当检测到室内机未产生冷凝水时，控制湿膜5不工作，控制导风叶片14开启。
82.当室外空气温度t外小于设定温度时，或当室外空气温度t
外
大于设定温度且相对湿度rh
外
大于70％时，控制导风叶片14开启，控制水泵和湿膜5不工作。
83.为了实现上述的控制，本技术的蒸发冷却装置还包括湿度检测装置、冷凝水检测装置，和控制模块，湿度检测装置设置在室外，以用于检测室外空气温度t
外
和相对湿度rh
外
，冷凝水检测装置位于室内侧用于检测是否有冷凝水，控制模块，与导风叶片14的驱动装置和水泵相连接，控制导风叶片14的状态以及水泵的启停。
84.通过上述的控制方法，能够通过检测室外环境状态对淋水进行控制，间歇运行蒸发冷却装置，使湿膜蒸发一直高效运行，同时降低了耗水量。同时该蒸发冷却装置的框架1四周设置导风叶片，在湿膜5不工作时，开启导风叶片14，能够增加进风量，减小湿膜的风阻影响。
85.根据本技术的实施例，新能源汽车包括汽车热管理空调系统，该汽车热管理空调系统为上述的汽车热管理空调系统。
86.本领域的技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各有利方式可以自由地组合、叠加。
87.以上仅为本技术的较佳实施例而已，并不用以限制本技术，凡在本技术的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。以上仅是本技术的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本技术的保护范围。