CN102734987A - 一种房间空调器用水冷式冷凝器装置 - Google Patents

Abstract

一种房间空调器用水冷式冷凝器装置，包括供制冷压缩机输出的制冷剂流通的盘管和容纳该盘管于水中的容器。所述容器包括内筒体和套于内筒体外侧的外筒体，外筒体的内壁面和内筒体的外壁面之间构成环形空腔；所述环形空腔二端封闭，开设进水口和出水口；所述盘管位于所述环形空腔，向空腔外伸出供制冷压缩机输出的制冷剂流通的输入口和输出口；还包括一冷却塔，所述内筒体兼为冷却塔外筒体的立面；还包括一水泵，用于驱动冷却水自冷却塔水处理的出水口流往所述环形空腔开设的进水口以及自所述环形空腔开设的出水口流往冷却塔水处理的进水口。该设计可重复使用冷却水，但比传统技术明显缩小需占据的空间，且成本较低和效率较高。

Description

一种房间空调器用水冷式冷凝器装置

技术领域

本发明涉及一种房间空调器用水冷式冷凝器装置，在国际专利分类表中，分类可属于F24F13/30。

背景技术

传统的制冷设备用水冷式冷凝器有多种形式，可见于《制冷工程技术辞典》（上海交通大学出版社1987年12月第1版）和《换热器原理·结构·设计》（上海交通大学出版社1990年7月第1版）等教科书。传统的水冷式冷凝器虽然比风冷式冷凝器有更高的单位换热面积冷却效率，但通常需配套独立安装的冷却塔及连接管路以循环利用冷却水，因而装置体积庞大，造价较高，至今主要用于大型工业或公用制冷设备，而难以应用于房间空调器等小型制冷设备。现有技术所提出的房间空调器用水冷式冷凝器设计，来自水源的冷却水使用后均没有再利用而被全部排走，可见于中国实用新型专利申请CN98205636.2、CN200420015456.7、CN200520055914.4和CN200920053340.5等。由于耗水过多，这些设计至今均未见得到规模化的实际应用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提出一种房间空调器用水冷式冷凝器装置，其可以循环利用冷却水，但体积较小，效率较高和成本较低。

本发明解决技术问题的技术方案是，一种房间空调器用水冷式冷凝器装置，包括供制冷压缩机输出的制冷剂流通的盘管和容纳该盘管于水中的容器，其特征在于：

a)所述容器包括:

——内筒体；

——外筒体，套于所述内筒体的外侧，且在外筒体的内壁面和内筒体的外壁面之间构成环形空腔；

——所述环形空腔二端封闭，开设进水口和出水口；

b)所述盘管位于所述环形空腔，向空腔外伸出供制冷压缩机输出的制冷剂流通的输入口和输出口；

c)还包括一冷却塔，所述内筒体兼为冷却塔外筒体的立面；

d)还包括一水泵，用于驱动冷却水自冷却塔水处理的出水口流往所述环形空腔开设的进水口以及自所述环形空腔开设的出水口流往冷却塔水处理的进水口。

该技术方案的巧妙之处在于：

——在环形的冷凝器环绕的空间内布置柱形的冷却塔构成一体化装置，既达到冷却水重复利用，但比传统技术明显缩小需占据的空间，因而可应用于房间空调器，各连接管道因而大大缩短，也降低了制造成本；

——环形的水冷式冷凝器与其内置柱形的冷却塔共用筒体立面，结构更紧凑且节省制造成本；同时，冷却塔的内腔温度较低，可通过该共用筒体立面对冷凝器进行冷却，冷却效果因而得以提高。

该技术方案的典型设计是：

——所述盘管是盘旋于所述环形空腔的螺旋管，其供制冷剂流通的输入口和输出口各自从所述环形空腔的二端中的各一端或同一端伸出；

——所述环形空腔的一端开设进水口，另一端开设出水口；

——所述冷却塔为逆流式机械通风冷却塔，包括在所述内筒体的内柱面之内自上而下布置排风装置、配水系统和淋水装置，以及自环形空腔的底端往下依次布置水平方向进入的进风口和开口向上的集水槽；

——所述集水槽的出水口通往所述水泵的进水口，所述水泵的出水口通往所述环形空腔开设的进水口，所述环形空腔开设的出水口通往所述配水系统的进水口。

该典型设计中，冷凝器部分是盘管分布于环形空腔最合理而易于制造的设计，逆流式机械通风冷却塔是最适宜布置于冷凝器所环绕空间的结构，结构紧凑，体积小且效率高。

该技术方案的进一步设计是：所述环形空腔开设的进水口进入侧流道的柱面与环形空腔的柱面相切。该结构可在环形空腔内形成螺旋前进的水流，增强与盘管的换热效果。

本发明的技术方案和效果将在具体实施方式中结合附图作进一步的说明。

附图说明

图1是本发明实施例房间空调器用水冷式冷凝器装置的主视示意图；

图2是本发明实施例房间空调器用水冷式冷凝器装置的右视示意图；

图3是本发明实施例房间空调器用水冷式冷凝器装置的俯视示意图；

图4是图2中A—A剖面的示意图；

图5是本发明实施例房间空调器用水冷式冷凝器装置的立体示意图；

图6是本发明实施例房间空调器用水冷式冷凝器装置分解状态的立体示意图。

具体实施方式

本发明实施例房间空调器用水冷式冷凝器装置的基本结构和工作原理如图1～6所示。该冷凝器装置主要由水冷式冷凝器、逆流式机械通风冷却塔和水泵及连接该三者的进出口的管道组成。

水冷式冷凝器的结构包括：

——圆筒形的内筒体3；

——圆筒形的外筒体2，平行、等高和等距地套于内筒体3的外侧，在外筒体2的内圆柱壁面和内筒体3的外圆柱壁面之间形成圆环形空腔；

——圆环形空腔二端分别由形状与圆环形空腔横截面形状相同的圆环形平面上盖4和圆环形平面下盖1封闭，外筒体2靠近下盖1的一端开设进水口7，内筒体3靠近上盖4的一端开设出水口8（详见图4和图6）；

——螺旋管6作为盘管，是以一金属导管按照柱状螺旋的形式盘旋于圆环形空腔。该导管自上而下盘旋至圆环形空腔的底端后向上直接折回，其输入口9和输出口10穿过上盖4的对应通孔伸出，供制冷压缩机输出的制冷剂流通。

逆流式机械通风冷却塔的设计大体采用传统结构，见《换热器原理·结构·设计》中第6章，包括在内筒体3的内圆柱面之内自上而下布置：

——轴流式排风机12，以螺钉5固定于上盖4正中的圆孔的正上方（详见图6），该圆孔即轴流式排风机12对冷却塔内的结构实施向上排气的抽风口；

——旋转管式配水系统13，主要是支承于水平旋转中心并连通该旋转中心底端的进水口21的一直管，该直管于逆时针方向的侧面开设多个小孔（详见图4和图6）；进水口21即冷却塔水处理的进水口，经连接管17连通圆环形空腔的出水口8；

——淋水装置14,主要由填料组成。

然后，由外筒体2自下盖1底部开始圆柱型地向下延伸并封闭底部而构成集水槽15，其与外筒体2的连接段于水平方向沿圆柱面对称地开设4个进风口16。

水泵11固定于集水槽15的外侧，其进水管111的入口插入集水槽15内，其出水管112的出口经连接管71连通圆环形空腔的进水口7。连接管71于进水口7之前具有一直管段711。该直管段711的内圆柱壁面与外筒体2的内圆柱壁面相切，即该直管段711的内圆柱面最靠外侧的母线与与外筒体2的内圆柱面相切。

本发明实施例房间空调器用水冷式冷凝器装置工作过程如下：

a)首次使用时，外部水源往集水槽15注满冷水，之后按水位（耗水）控制补水；

b)同时或依次启动水泵11和排风机12；

c)制冷压缩机启动，其输出的制冷剂蒸汽自输入口9进入位于圆环形空腔的螺旋管6，被流经圆环形空腔的水冷却而冷凝后，自输出口10排出；

d)集水槽15中的冷水经进水管111进入水泵11，在水泵11的驱动下，自出水管112的出口经连接管71、圆环形空腔的进水口7进入圆环形空腔，被螺旋管6内的制冷剂间壁加热的水自圆环形空腔的出水口8流出，经连接管17到达旋转管式配水系统13的旋转中心底端的进水口21，即冷却塔水处理的进水口；

e)热水自旋转管式配水系统13的直管于逆时针方向的侧面开设的多个小孔喷出并因而产生反力推动该直管顺时针旋转，将热水均匀洒在内筒体3所包围的淋水装置14的填料上，分散的热水依靠自重沿填料表面向下流动或滴落；

f)排风机12驱动的空气自进风口16进入内筒体3所包围的淋水装置14，自下而上穿越淋水装置14的填料，沿填料表面向下流动或滴落的热水被该气流冷却，最后滴落位于填料正下方且具有上开口的集水槽15，并经进水管111进入水泵11而被再利用。

本实施例可以有如下设计修改：

1、本实施例的总体外形为圆柱体，其实也可以视空调器结构布置的需要设计为椭圆柱体或正方体。此时，如内、外筒体等相关部件需设计为相应的椭圆形或矩形，圆环形空腔也改变为椭圆环形空腔或长方环形空腔，圆柱壁面也改变为椭圆柱壁面或长方棱柱壁面。此外，所述柱体、柱壁面也可视空调器结构布置的需要设计为适当的锥体、锥壁面。

2、圆环形空腔的进水口和出水口通常分别开设于空腔的各一端，例如上盖和下盖，或者外筒体和内筒体靠近上盖和下盖的柱面部分；若圆环形空腔内有适当的轴向间隔，圆环形空腔的进水口和出水口也可以开设于空腔的同一端。

3、螺旋管可以设计为自上而下盘旋至圆环形空腔的底端后不向上折回，其输入口穿过上盖4的对应通孔引出，输出口穿过下盖1的对应通孔引出。

4、盘管可以蛇管的形式分布于圆环形空腔，且蛇管的直线部分与圆环形空腔的柱壁面平行。

5、可采用小型潜水泵。安装时，使泵整体连同进水口淹没于集水槽所盛的水中，潜水泵的出水管向上穿越下盖1连通圆环形空腔。该设计紧凑且有利于防止漏水。

6、为保持水质或控制的需要，水泵所驱动的水流通道中可插入过滤器和阀门，水的流通方向不变。

7、冷却塔也可以为其它适当的形式，详见《制冷工程技术辞典》和《换热器原理·结构·设计》。

8、若排风机需在空调器另一方便位置安装，逆流式机械通风冷却塔最上部的排风装置也可以只是一个抽风口，该抽风口经适当结构的风道连通所述排风机的进气口。

9、逆流式机械通风冷却塔中的配水系统也可以是传统技术的槽式或池式配水系统，圆环形空腔内的水自出水口8流往这些配水系统的上开口的水槽或水池，然后自这些水槽或水池的底部的分散小孔自由滴落至淋水装置14的填料上。

10、集水槽也可以改由内筒体自下盖底部开始圆柱型地向下延伸并封闭底部而成，在与内筒体的连接段于水平方向沿圆柱面对称地开设进风口。

11、为减少冷却气流对循环水的污染，冷却塔的进风口可设置适当的空气过滤结构。

以上设计修改可属于本专利申请权利要求的保护范围。

Claims (3)

1.一种房间空调器用水冷式冷凝器装置，包括供制冷压缩机输出的制冷剂流通的盘管和容纳该盘管于水中的容器，其特征在于：

a)所述容器包括:

——内筒体；

——外筒体，套于所述内筒体的外侧，且在外筒体的内壁面和内筒体的外壁面之间构成环形空腔；

——所述环形空腔二端封闭，开设进水口和出水口；

b)所述盘管位于所述环形空腔，向空腔外伸出供制冷压缩机输出的制冷剂流通的输入口和输出口；

c)还包括一冷却塔，所述内筒体兼为冷却塔外壳的立面；

d)还包括一水泵，用于驱动冷却水自冷却塔水处理的出水口流往所述环形空腔开设的进水口以及自所述环形空腔开设的出水口流往冷却塔水处理的进水口。

2.根据权利要求1所述冷凝器装置，其特征在于：

——所述盘管是盘旋于所述环形空腔的螺旋管，其供制冷剂流通的输入口和输出口各自从所述环形空腔的二端中的各一端或同一端伸出；

——所述环形空腔的一端开设进水口，另一端开设出水口；

——所述冷却塔为逆流式机械通风冷却塔，包括在所述内筒体的内柱面之内自上而下布置排风装置、配水系统和淋水装置，以及自环形空腔的底端往下依次布置水平方向进入的进风口和开口向上的集水槽；

——所述集水槽的出水口通往所述水泵的进水口，所述水泵的出水口通往所述环形空腔开设的进水口，所述环形空腔开设的出水口通往所述配水系统的进水口。

3.根据权利要求1所述冷凝器装置，其特征在于：所述环形空腔开设的进水口进入侧流道的柱面与环形空腔的柱面相切。

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