CN102072528A - 空调及其室外单元 - Google Patents

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    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT-PUMP SYSTEMS
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    • F25B2339/04Details of condensers
    • F25B2339/044Condensers with an integrated receiver

Abstract

本发明公开了一种空调及其室外单元,所述空调包括:压缩机;第一热交换器,通过第一连接管线连接到压缩机;第二热交换器,通过第二连接管线连接到第一热交换器并适于通过第三连接管线排放过冷的制冷剂;吹风机,朝着第一热交换器和第二热交换器吹送气流。第一热交换器包括:第一集管,与用于引入制冷剂的第一连接管线连通;多个管,每个管具有与第一集管连通的一端以及另一相对端;第二集管,与所述多个管中的每个管的另一端连通。第二热交换器包括在第二连接管线和第三连接管线之间弯曲多次的热交换管。

Description

空调及其室外单元

技术领域

[0001] 实施例涉及一种具有制冷循环系统的空调。 背景技术

[0002] 空调是一种通过在制冷剂的蒸发或冷凝过程中发生热传导来控制(例如)空气的 温度或湿度的设备。

[0003] 通常,空调的制冷循环系统包括压缩机、冷凝器、膨胀器、蒸发器以及将上述部件 互相连接的管线。在制冷剂通过管线进行循环的过程中,制冷剂通过压缩机被压缩成高压, 然后被引入到冷凝器中。制冷剂在通过冷凝器的同时通过散热而被冷凝。冷凝的制冷剂被 引入到膨胀器,从而被膨胀成低温低压制冷剂。当膨胀的液相制冷剂被引入到膨胀器中时, 制冷剂在通过蒸发器的同时通过接收周围空气的热而被蒸发。

[0004] 可在制冷能力/制热能力和能量效率方面评估空调的性能。为了提高空调的制冷 能力/制热能力和能量效率,有必要提高冷凝器的传热能力和效率。

发明内容

[0005] 因此,一方面在于提供一种空调以及该空调的室外单元,该空调具有改进的制冷 循环系统,以加强空调性能。

[0006] 其它方面一部分将在下面的描述中进行阐述,一部分通过描述而变得明显,或者 可通过本发明的实施而了解。

[0007] 根据一方面,空调包括:压缩机,用于压缩制冷剂;第一热交换器,被布置成与周 围的空气进行热交换,并通过第一连接管线连接到压缩机,以冷凝由压缩机压缩的气相制 冷剂;第二热交换器,被布置成与周围的空气进行热交换,并通过第二连接管线连接到第一 热交换器,以过冷由第一热交换器冷凝的制冷剂,过冷的制冷剂通过第三连接管线被排放; 吹风机,被布置成产生朝着第一热交换器和第二热交换器吹送的气流,其中,第一热交换器 包括第一集管、多个管和第二集管,第一集管与用于引入制冷剂的第一连接管线连通,所述 多个管中的每个管具有与第一集管连通的一端,第二集管与所述多个管中的每个管的另一 端连通,其中,第二热交换器包括在第二连接管线和第三连接管线之间弯曲多次的热交换 管。

[0008] 第二热交换器可沿着吹风机的吹送方向被布置在第一热交换器的上游。

[0009] 第一热交换器可包括布置在第一集管和第二集管中的多个导流板,以将所述多个 管划分为多个组,每个组可包括多个管,第一热交换器的制冷剂可沿着相同的方向流过同 一组中的管。

[0010] 所述多个组中的布置在制冷剂流动方向下流的一些组与布置在制冷剂流动方向 的上游的其它组相比可包括较少数量的管。

[0011] 第二连接管线可连接到在第一热交换器的一侧的第一集管,并可在与第一热交换 器的一侧对应的第二热交换器的一侧连接到第二热交换器。[0012] 第一热交换器可包括在第一集管和第二集管之间限定的第一热交换区,第二热交 换器可包括布置在相对两侧的第一弯曲部分和第二弯曲部分以及在第一弯曲部分和第二 弯曲部分之间限定的第二热交换区,第一热交换区和第二热交换区可彼此交迭。

[0013] 第一热交换区和第二热交换区可具有相同的形状。

[0014] 第二热交换器的第一弯曲部分和第二弯曲部分之间的距离可基本上等于第一热 交换器的第一集管和第二集管之间的距离。

[0015] 第一热交换区的高度可基本上等于第二热交换区的高度。

[0016] 根据另一方面,空调的室外单元包括:压缩机,用于压缩制冷剂;第一热交换器, 连接到压缩机,以冷凝由压缩机压缩的气相制冷剂,第一热交换器包括第一集管、第二集管 以及布置在第一集管和第二集管之间以限定第一热交换区的多个管;第二热交换器,连接 到第一热交换器,以过冷由第一热交换器冷凝的制冷剂,第二热交换器包括弯曲多次以限 定第二热交换区的热交换管;吹风机,被布置成产生通过第一热交换器和第二热交换器的 气流,其中,第一热交换器和第二热交换器在吹风机的吹送方向上彼此平行地布置。

[0017] 吹风机可包括轴流风扇,第二热交换器、第一热交换器和轴流风扇可沿着吹风机 的吹送方向依次布置。

[0018] 第一热交换区和第二热交换区可具有基本上相同的形状和尺寸。

[0019] 第一热交换器可包括布置在第一集管和第二集管中的多个导流板,以将多个管 划分为多个组,每个组可包括多个管,当第一热交换器的制冷剂通过同一组的管时可沿着 同一给定方向流动,而当第一热交换器的制冷剂通过相邻两组的管时可沿着不同的方向流 动。

附图说明

[0020] 通过下面结合附图对实施例进行的描述,这些和/或其它方面将会变得清楚并更 加易于理解,其中:

[0021] 图1是示意性地示出根据实施例的空调的视图;

[0022] 图2是示出根据实施例的空调的室外单元的立体图;

[0023] 图3是示出根据实施例的空调的室外单元中所包括的风扇、第一热交换器和第二 热交换器的立体图;

[0024] 图4是第一热交换器的主视图;

[0025] 图5是第二热交换器的主视图。

具体实施方式

[0026] 现在将详细说明实施例,其示例在附图中示出,其中,相同的标号始终指示相同的 元件。图1是示意性地示出根据实施例的空调的视图,图2是示出根据实施例的空调的室 外单元的立体图。

[0027] 如图1所示,空调1包括室内单元2和室外单元3。制冷循环系统的组成元件被安 装在室内单元2和室外单元3中。这些组成元件通过制冷剂管线4彼此连接。

[0028] 室内单元2被布置在建筑物的室内空间中,用于冷却或加热室内空气。室外单元3 被安装在室外,以使通过制冷剂管线4循环的制冷剂和室外空气之间能够进行热交换。室内单元2和室外单元3可彼此分开或彼此结合在一起。

[0029] 在室内单元2用作冷却器的一个示例中,室内单元2包括蒸发器10。当风扇14被 电机12驱动时,室内空气被朝着蒸发器10输送。穿过蒸发器10的制冷剂通过从由风扇14 输送的室内空气吸收热而蒸发,高温的室内空气被冷却并被排放到室内空间中。

[0030] 室外单元3包括压缩机20、第一热交换器40、第二热交换器60和吹风机80。 [0031 ] 压缩机20经制冷剂管线如连接到蒸发器10,并压缩来自于蒸发器10的蒸发的制 冷剂,从而生成高温高压制冷剂。

[0032] 第一热交换器40被布置成与周围的空气进行热交换,并且通过第一连接管线4b 连接到压缩机20。在压缩机20中产生的被压缩的气相制冷剂被引入到第一热交换器40 中,并在通过第一热交换器40的同时通过向周围的空气散热而冷凝。

[0033] 第二热交换器60经第二连接管线如连接到第一热交换器40。第二热交换器60 与周围的空气进行热交换,以过冷(super-cool)由第一热交换器40冷凝的制冷剂。

[0034] 当制冷剂通过依次布置的第一热交换器40和第二热交换器60而冷凝和冷却时, 空调1可实现加强的制冷剂过冷性能,从而提高空调的制冷性能。此外,由于第二热交换 器60具有用于在其中容纳液相制冷剂的内部空间,所以制冷剂管线4中可填充大量的制冷 剂。这可加强空调1的制冷能力和制冷剂的过冷效率,而制冷剂的冷凝压力或蒸发压力不 会显著增加。

[0035] 当电机82使风扇84旋转时,吹风机80产生朝着第一热交换器40和第二热交换 器60的气流。第二热交换器60可沿着吹风机80的吹送方向F布置在第一热交换器40的 上游。

[0036] 上述构造提高了第一热交换器40和第二热交换器60的整体效率。具体地,由于 第二热交换器60内部的制冷剂比第一热交换器40内部的制冷剂的温度低,所以当第二热 交换器60先与被吹送的空气进行热交换时能够提高第二热交换器60的效率。此外,即使 被吹送的空气的温度由于从第二热交换器60传来的热而增加,具有相对更高的温度的第 一热交换器40内部的制冷剂也可与温度增加的空气有效地进行热交换。

[0037] 已通过第二热交换器60的过冷制冷剂通过第三连接管4d从第二热交换器60排 放。排放的过冷制冷剂被引入到膨胀器100内,从而压力降低,然后经制冷剂管线如被输 送到蒸发器10。

[0038] 虽然图1示出了膨胀器100设置在室外单元3中,但是膨胀器100也可设置在室 内单元2中。

[0039] 如图2中所示,室外单元3包括盒形壳体120。壳体120通过将前板122、后板124、 两个侧板126和128、顶板130和底板132结合形成。后板IM和一个侧板1¾可由单个直 角面板形成。后板1¾具有用于吸入室外空气的吸入格栅125。

[0040] 另一侧板1¾具有开口(未显示),该开口用作制冷剂管线和供电电线的通道。盖 子134结合到所述开口。

[0041] 前板122具有排放孔123,以将空气排放到壳体120之外。风扇护罩136结合到排 放孔123,以防止外部杂质进入室外单元3。

[0042] 压缩机20、第一热交换器40、第二热交换器60和吹风机80布置在壳体120的内部。[0043] 吹风机80可包括轴流风扇84以及驱动轴流风扇84的电机82。吹风机80被固定 到支撑构件86,而支撑构件86的上端和下端分别结合到顶板130和底板132,从而结合到 壳体120。

[0044] 轴流风扇84包括:毂84a,结合到电机82的旋转轴;叶片84b,沿着径向从毂8½ 延伸并沿着毂84a的圆周方向布置。当电机82使轴流风扇84旋转时,产生沿轴向F的气 流。

[0045] 分隔件138用于将用于安装压缩机20的空间与用于安装轴流风扇84的空间分隔 开。其中容纳各种电气元件的电气箱140被布置在用于安装压缩机20的空间的上部区域 中。

[0046] 第一热交换器40和第二热交换器60沿着吹风机80的吹送方向F被布置在吸入 格栅125和轴流风扇84之间。通过吸入格栅125吸入的室外空气从第一热交换器40和第 二热交换器60吸收热量,从而实现对制冷剂的冷却,然后通过吸入格栅125吸入的室外空 气通过排放孔123被排放到壳体120之外。

[0047] 图3是示出根据实施例的空调的室外单元所包括的风扇、第一热交换器和第二热 交换器的立体图,图4是第一热交换器的主视图,图5是第二热交换器的主视图。

[0048] 如图3和图4所示,第一热交换器40是所谓的平行流动式热交换器。第一热交换 器40包括第一集管(header) 42和第二集管44以及将第一集管42和第二集管44互相连 接的多个管46,每个集管的内部限定空间。第一集管42、第二集管44和管46可由具有优 异的热传导特性的铝材料制成。

[0049] 在图中,第一集管42和第二集管44竖直地延伸并彼此水平地隔开预定距离。第 一连接管线4b和第二连接管线如分别连接到第一集管42的上部位置和下部位置。第一 连接管线4b和第二连接关系如的位置可反过来。

[0050] 在压缩机20中压缩的高温高压制冷剂经第一连接管线4b被引入到第一热交换器 40中。此外,已经穿过第一热交换器40的冷凝的制冷剂经第二连接管线如被输送到第二 热交换器60。

[0051] 每个管46的一端与第一集管42连通,每个管46的另一相对端与第二集管44连 通。在各个管46之间限定空气路径48,以使空气通过。

[0052] 第一热交换器40具有第一热交换区50,在第一热交换区50中,第一热交换器40 内部的制冷剂与气流进行热交换。考虑到热交换大部分发生在位于第一集管42和第二集 管44之间的空气路径48和管46中,所以可在第一集管42和第二集管44之间限定第一热 交换区50。

[0053] 便于热交换的翅片52被布置在空气路径48中。翅片52可由铝材料制成,并且可 被焊接到相邻的管46。虽然图4中示出了波形翅片52在第一集管42和第二集管44之间 延伸,但是翅片52的形状可改变。

[0054] 导流板(baffle) 54a,54b和5½被布置在第一集管42和第二集管44中。导流板 54a,54b和5½将第一热交换器40的管46分为多个组。第一组Gl由第一集管42内部的 沿着制冷剂的流动方向布置在上游的导流板5½分隔而成。第二组G2在导流板5½和布 置在第二集管44中的导流板54b之间限定。第三组G3在第二集管44内部的导流板54b 和布置在第一集管42的下游的导流板5½之间限定。第四组G4由布置在第一集管42下游的导流板5½分隔而成。

[0055] 当制冷剂穿过第一热交换器40时,制冷剂穿过同一组的管时沿着同一给定方向 流动,制冷剂穿过相邻两组的管时沿着不同的方向流动。

[0056] 更具体地,通过第一连接管线4b被引入到第一集管42内的高温高压制冷剂在通 过第一组Gl的管46流到第二集管44的同时与周围的空气进行热交换。穿过第一组Gl的 管46的制冷剂汇合到第二集管44内,然后被分配到第二组G2的管46中。分配的制冷剂 在通过第二组G2的管46流到第一集管42的同时与周围的空气进行热交换。然后,制冷剂 通过第三组G3的管46流到第二集管44,通过第四组G4的管46返回到第一集管42,从而 通过第二连接管线4c被排放。

[0057] 在第一组G1、第二组G2、第三组G3和第四组G4中,与其它组相比沿着制冷剂的流 动方向被布置在更下游的一些组可比其它上游组包含更少的管46。图4示出了第一组G1、 第二组G2、第三组G3和第四组G4分别包括6个管、5个管、3个管和2个管的实施例。

[0058] 存在于第一热交换器40的上游的高温高压制冷剂显示出相对较快的流速,而存 在于第一热交换器40的下游的冷凝的制冷剂则显示出相对较慢的流速。因此,当制冷剂流 过第一热交换器40的上游的大量的管时,可提高热交换能力和效率。

[0059] 虽然图4示出了三个导流板Ma、54b和5½将管分为四个组G1、G2、G3和G4的实 施例,但是根据要划分的组的数量,可改变导流板的数量。

[0060] 通过第二连接管线如被弓I入到第二热交换器60内的制冷剂在通过第二热交换器 60的同时被过冷,并通过第三连接管线4d被排放到第二热交换器60之外。

[0061] 如图3和图5中所示,第二热交换器60包括在第二连接管线如和第三连接管线 4d之间弯曲多次的蜿蜒的热交换管62。热交换管62具有布置在相对两侧的第一弯曲部分 64和第二弯曲部分66。

[0062] 已通过第一弯曲部分64的制冷剂流到第二弯曲部分66,制冷剂的流动方向在第 二弯曲部分66处反转过来。已通过第二弯曲部分66的制冷剂流到第一弯曲部分64,而制 冷剂的流动方向在第一弯曲部分64被再次反转过来,从而流动到第二弯曲部分66。

[0063] 第二热交换器60具有第二热交换区70,第二热交换器60内部的制冷剂在第二热 交换区70中与气流进行热交换。考虑到大部分热交换发生在第一弯曲部分64和第二弯曲 部分之间的热交换管62中,因此可在第一弯曲部分64和第二弯曲部分66之间限定第二热 交换区70。

[0064] 便于热交换的翅片68结合到热交换管62。翅片68可被压装到热交换管62中。 翅片68可由具有优异的热传导特性的薄金属板制成,并且可布置在第一弯曲部分64和第 二弯曲部分66之间。

[0065] 如图3中所示,第二热交换器60、第一热交换器40和轴流风扇84沿着吹送方向F 依次布置。为了允许由轴流风扇84吹送的空气依次通过第二热交换器60和第一热交换器 40,第一热交换器40的第一热交换区50和第二热交换器60的第二热交换区70可彼此交 迭。这种布置可提供紧凑的室外单元3以及效率提高的第二热交换器60,从而使空调1的 过冷性能和制冷能力提高。

[0066] 如图4和图5中所示,第一热交换区50和第二热交换区70可基本上具有相同的 形状和尺寸。第一热交换器40的第一集管42和第二集管44之间的距离Dl可基本上等于第二热交换器60的第一弯曲部分64和第二弯曲部分66之间的距离D2。此外,第一热交换 器40的最上面的管和最下面的管之间的距离Hl (即,第一热交换区50的高度)可基本上 等于第二热交换器60的最上端的热交换管62和最下端的热交换管62之间的距离(S卩,第 二热交换区70的高度)。

[0067] 同时,如图2中所示,第二连接管线如可连接到在第一热交换器40的一侧的第一 集管42,并且还可在与第一热交换器40的一侧对应的第二热交换器60的一侧连接到第二 热交换器60。这种构造减化了第一热交换器40和第二热交换器60之间的管线连接,实现 了室外单元3的紧凑。

[0068] 从上述描述清楚的是,根据具有上述构造的实施例的空调可表现出能力和效率提 高,实现了优异的性能而无需使用大尺寸的室外单元。

[0069] 虽然已经显示并描述了一些实施例,但是本领域技术人员应当意识到在不脱离本 发明的原理和精神的前提下可在这些实施例中进行改变,本发明的范围由权利要求及其等 同物限定。

Claims (11)

1. 一种空调,包括:压缩机,被配置为用于压缩制冷剂;第一热交换器,被布置成与周围的空气进行热交换,并通过第一连接管线连接到压缩 机,以冷凝由压缩机压缩的气相制冷剂;第二热交换器,被布置成与周围的空气进行热交换,并通过第二连接管线连接到第 一热交换器,以过冷由第一热交换器冷凝的制冷剂,过冷的制冷剂通过第三连接管线被排 放;吹风机,被布置成产生朝着第一热交换器和第二热交换器的气流,其中,第一热交换器包括:第一集管,与用于引入制冷剂的第一连接管线连通;多个 管,每个管具有与第一集管连通的一端;第二集管,与所述多个管中的每个管的另一端连 通,其中,第二热交换器包括在第二连接管线和第三连接管线之间弯曲多次的热交换管。
2.如权利要求1所述的空调,其中,第二热交换器沿着吹风机的吹送方向被布置在第 一热交换器的上游。
3.如权利要求1或2所述的空调,其中,第一热交换器包括布置在第一集管和第二集管中的多个导流板,以将所述多个管划分 为多个组;每个组包括多个管;第一热交换器的制冷剂沿着相同的方向流过同一组中的管。
4.如权利要求3所述的空调,其中,当第一热交换器的制冷剂流过相邻两组中的管时 沿着不同的方向流动。
5.如权利要求3所述的空调,其中,所述多个组中的布置在制冷剂流动方向下流的一 些组与布置在制冷剂流动方向的上游的其它组相比包括较少数量的管。
6.如权利要求1-2和4-5中的任一项所述的空调,其中,第二连接管线连接到在第一热 交换器的一侧的第一集管,并在与第一热交换器的一侧对应的第二热交换器一侧的连接到 第二热交换器。
7.如权利要求1-2和4-5中的任一项所述的空调,其中,第一热交换器包括在第一集管和第二集管之间限定的第一热交换区;第二热交换器包括布置在相对两侧的第一弯曲部分和第二弯曲部分以及在第一弯曲 部分和第二弯曲部分之间限定的第二热交换区;第一热交换区和第二热交换区彼此交迭。
8.如权利要求7所述的空调,其中,第一热交换区和第二热交换区具有相同的形状。
9.如权利要求7所述的空调,其中,第二热交换器的第一弯曲部分和第二弯曲部分之 间的距离基本上等于第一热交换器的第一集管和第二集管之间的距离。
10.如权利要求7所述的空调,其中,第一热交换区的高度基本上等于第二热交换区的尚度。
11.如权利要求1-2、4-5和8-10中的任一项所述的空调,其中,吹风机包括轴流风扇;第二热交换器、第一热交换器和轴流风扇沿着吹风机的吹送方向依次布置。
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