CN103105086A - 冷凝管、冷凝器、制冷制热装置 - Google Patents

Abstract

一种冷凝管、冷凝器、制冷制热装置，所述冷凝管包括：第一接口和第二接口，所述第一接口和第二接口分别用于与管路接；所述冷凝管内包括多支子冷凝管。本发明的冷凝管内具有多支子冷凝管，可以增加冷凝管的散热、吸热能力。本发明的冷凝器应用于制冷制热装置时，制冷时防止制冷效率差；在制热时，可以避免出现结霜现象。

Description

冷凝管、冷凝器、制冷制热装置

技术领域

本发明涉及热交换技术领域，尤其涉及一种冷凝管、一种冷凝器、以及制冷制热装置的节能技术。

背景技术

空调分为单冷空调和冷暖两用空调，两者的工作原理相同，空调一般使用的制冷剂是氟利昂。氟利昂的特性是：由气态变为液态时，释放大量的热量；而由液态转变为气态时，会吸收大量的热量。空调就是据此原理而设计的。

现有技术的热泵式空调的工作原理为：在制冷的时候，过热蒸汽被压缩机吸入压缩成高温高压气体，经四通阀送到室外机热交换器中放热被冷凝成液态的制冷剂，液态制冷剂经毛细管减压然后进入室内机热交换器，在那里被蒸发后送回到压缩机内，由于制冷剂从毛细管到达室内机热交换器后空间突然增大，压力减小，液态的制冷剂就会汽化，变成气态低温的制冷剂，从而吸收大量的热量，室内机热交换器就会变冷，所以室内机热交换器中吹出来的就是冷风。在制热的时候，压缩机所释放出来的高温高压气体，经四通阀转换送入室内机热交换器，在室内机热交换器中进行放热，所以室内机热交换器中吹出的是热风，冷凝后的液体制冷剂经毛细管节流后进入室外机热交换器中，由于从毛细管到室外机热交换器空间突然变大，因此液体的制冷剂吸热后气化变成气态的制冷剂，之后回到压缩机内。

现有技术的热泵式空调存在以下问题：

制冷时，由于室外机热交换器的铝翅片的劣化、或由于环境温度高等，在室外机热交换器中制冷剂未被充分冷凝液化，因而有时会出现制冷效率差，导致送返压缩机的制冷剂的温度高，出现恶性循环，使压力上升而引起高压停机。

制热时，由压缩机排出的制冷剂气体被送到室内机热交换器，进行热交换。热交换过的制冷剂被送到室外机热交换器，在室外机热交换器中气化。因为冬天室外环境温度很低，如果加上环境湿度太大，则室外机热交换器上会结霜。一旦结霜，就无法进行热交换，空调机会频繁除霜运转，出现制热运转中止的状况。

发明内容

本发明解决的问题是现有的热泵式空调在制冷时制冷剂未被充分液化，制冷效率差；制热时易结霜，出现制热运转中止。

为解决上述问题，本发明提供一种冷凝管，包括：第一接口和第二接口，所述第一接口和第二接口分别用于与管路连接；所述冷凝管内包括多支子冷凝管，所述子冷凝管的延伸方向与所述冷凝管的延伸方向相同。

可选的，所述子冷凝管的管壁为非平面。

可选的，所述子冷凝管的管壁具有数个突起。

可选的，所述子冷凝管的支数为四支以上。

可选的，所述多支子冷凝管呈一排排列或呈两排以上排列。

可选的，所述子冷凝管的截面形状为圆角方形、圆形、圆角矩形、六边形、圆角三角形其中之一或者它们的任意组合。

可选的，所述冷凝管呈梳状。

本发明还提供一种冷凝器，包括：

以上所述的冷凝管；

散热件，与所述冷凝管接触，用于将所述冷凝管散发的热量向外界散热。

可选的，所述冷凝管呈梳状延伸，所述散热件为数片散热片，所述数片散热片位于呈梳状的相邻的冷凝管的间隙，散热片的两端分别与两侧的冷凝管的外管壁接触。

本发明还提供一种制冷制热装置，包括：

压缩机；

四通阀，通过管路与压缩机连接；

室外机热交换器和室内机热交换器，分别通过管路与四通阀连接；

室外机热交换器和室内机热交换器，分别通过管路与四通阀连接；

制热减压装置，一端通过管路与室外机热交换器连接；

制冷减压装置，一端通过管路与室内机热交换器连接；

还包括：所述冷凝器，所述冷凝管的第一接口通过管路与制热减压装置的另一端连接、第二接口通过管路与制冷减压装置的另一端连接。

可选的，所述制热减压装置包括第一止回阀和第一毛细管，所述第一止回阀的一端通过管路与室外机热交换器连接；所述第一毛细管的一端通过管路与室外机热交换器连接；

所述制冷减压装置包括第二止回阀和第二毛细管，所述第二止回阀的一端通过管路与室内机热交换器连接；第二毛细管的一端通过管路与室内机热交换器连接；

所述冷凝管的第一接口通过管路与所述第一止回阀的另一端、第一毛细管的另一端连接，所述冷凝管的第二接口通过管路与所述第二止回阀的另一端、第二毛细管的另一端连接。

可选的，所述的制冷制热装置为热泵式空调。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

本发明的冷凝管内具有多支子冷凝管，可以增加冷凝管的散热、吸热能力。在具体实施例中，子冷凝管的管壁为非平面，可以为管壁上具有多个突起，该突起可以增加子冷凝管的管壁面积，增加了子凝管散热、吸热的能力。

本发明的冷凝器包括以上所述的具有多支子冷凝管的冷凝管，与冷凝管接触的散热件。因此，本发明的冷凝器具有好的散热、吸热能力。

本发明的制冷制热装置包括以上所述的冷凝器，该冷凝器设置在室外机热交换器的吸入空气一侧，冷凝管的第一接口通过管路与室外机热交换器的第一毛细管、第一止回阀连接，第二接口通过管路与室内机热交换器的第二毛细管、第二止回阀连接。这样，在制冷时，从室外机热交换器中流出的制冷剂气体没有被充分冷却液化时，流经冷凝器时，该冷凝器可以对该制冷剂气体进行充分的冷却液化，防止制冷效率差；在制热时，从室内机热交换器流出的液态制冷剂经冷凝器后流过室外机热交换器，该冷凝器由于可以充分的使流经该冷凝器的液态制冷剂吸收外部热量升温后流入室外机热交换器，这样流入室外机热交换器中的制冷剂气体温度较高，避免出现结霜现象，从而也就不会出现制热运转和除霜运转的转换，可以降低空调的功耗。在实施例中，子冷凝管的管壁为非平面，可以为管壁上具有多个突起，该突起可以增加子冷凝管的管壁，从而可以增加子冷凝管的管壁的面积，增加了子凝管散热、吸热的能力，相应的也就增加冷凝管的散热、吸热能力，因此在空调制冷运转时，可以更好的提高制冷效率，制热运转时，可以更好的减少结霜现象的发生。

附图说明

图1是本发明具体实施例的冷凝管的平面示意图；

图2是本发明第一具体实施例的冷凝管的截面示意图；

图3是本发明第二具体实施例的冷凝管的截面示意图；

图4是本发明第三具体实施例的冷凝管的截面示意图；

图5是本发明第四具体实施例的冷凝管的截面示意图；

图6是本发明具体实施例的冷凝器的侧面示意图；

图7是本发明具体实施例的热泵式空调制冷运转的回路图；

图8是本发明具体实施例的热泵式空调制热运转的回路图。

具体实施方式

现有技术的热泵式空调由于在制冷过程中，由于室外机热交换器的铝翅片的劣化、或由于吸入环境温度高，在室外机热交换器中制冷剂未被充分液化，因而有时会出现制冷效率差，导致送返压缩机的制冷剂的温度高、出现恶性循环，使压力上升而引起高压停机。制热时，由于室外机热交换器的吸入环境温度低，如果环境湿度大，则室外机热交换器上会结霜，一旦结霜，就无法进行热交换，空调机会频繁除霜运转，出现制热运转中止的状况。

针对现有技术的以上缺点，本发明提供了一种冷凝管，冷凝管内具有多支子冷凝管，可以增加冷凝管的散热、吸热能力。并将包含该冷凝管的冷凝器用于制冷制热装置，在制冷时，从室外机热交换器中流出的制冷剂气体没有被充分冷却液化时，流经冷凝器时，该冷凝器可以对该制冷剂气体进行充分的冷却液化，防止制冷效率差；在制热时，从室内机热交换器流出的液态制冷剂经冷凝器后流过室外机热交换器，该冷凝器由于可以充分的使流经该冷凝器的液态制冷剂吸收外部热量升温后经毛细管气化后流入室外机热交换器，这样室外机热交换器就不会出现结霜现象，从而也就不会出现制热运转和除霜运转的转换，可以降低空调的功耗。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。

在以下描述中阐述了具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以多种不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广。因此本发明不受下面公开的具体实施方式的限制。

图1是本发明具体实施例的冷凝管的平面示意图，图2至图5分别为第一、第二、第三和第四实施例的冷凝管的横截面示意图，即沿A-A方向的截面示意图，参考图1本发明的冷凝管31包括第一接口311和第二接口312，第一接口311和第二接口312分别用于与管路连接，参考图2至图5，冷凝管内具有多支子冷凝管，第一实施例中为多支子冷凝管313A，第二实施例中为多支子冷凝管313B，第三实施例中为多支子冷凝管313C，第四实施例中为多支子冷凝管313D。并且各子冷凝管的延伸方向与冷凝管31的延伸方向相同，例如，在图1所示的例子中，冷凝管31呈梳形延伸，那么各个子冷凝管也是沿梳形延伸，即冷凝管31和其内的各个子冷凝管的整体形状相同，均为梳形。由于冷凝管31内具有多支子冷凝管，因此也就相当于增加了冷凝管31的接触面积，这样可以增加冷凝管的散热、吸热能力。

在具体实施例中，子冷凝管的支数可以根据实际使用情况进行确定，在图2至图5所示的第一实施例、第二实施例、第三实施例和第四实施例中，子冷凝管的支数均为四支，但子冷凝管管的支数不限于四支，可以大于四支，也可为三支、两支。

图2和图4所示的第一实施例和第三实施例中，四支子冷凝管呈一排排列，图3和图5所示的第二实施例和第四实施例中，四支子冷凝管呈两排排列。本发明中，多支子冷凝管的排列方式不限于一排排列和两排排列，根据实际情况，也可以为三排以上的排列包括三排，也就是说，本发明中，多支冷凝管呈一排排列或呈两排以上排列，此处两排以上包括两排。

图2和图3所示的第一实施例和第二实施例中，每支子冷凝管313A、313B的管壁为平面，图4和图5所示的第三实施例和第四实施例中，每支子冷凝管313C、313D的管壁为非平面，具有多个突起，呈锯齿状，该突起可以增加子冷凝管的管壁面积，增加了子凝管散热、吸热的能力。

本发明中，一个子冷凝管的截面形状可以为四边形、圆角方形、圆形、圆角矩形、六边形、圆角三角形、菱形等它们的任意一种，也可以为它们的任意组合。一个冷凝管内的多支子冷凝管的截面可以相同，为以上形状中的任意一种，例如图3所示的第二实施例中，四个子冷凝管的截面均为方形；多支子冷凝管的截面也可以不相同，为以上所述形状的任意的组合，例如图2所示的第一实施例中，中间的两个子冷凝管的截面为方形，两侧的两个子冷凝管的截面为半圆弧和方形的三个边，。冷凝管31以及其内的子冷凝管的材料为导热性能良好的材料，本发明具体实施例中选用铝作为冷凝管31以及其内的子冷凝管的材料。

并且，参考图1，本发明具体实施例中，冷凝管31和其内的子冷凝管均呈梳状延伸，也就是说冷凝管31的整体形状呈梳状。但是本发明中，冷凝管31的整体形状不限于梳状，也可以为本领域技术人员公知的其他形状。

图6是本发明具体实施例的冷凝器的底面示意图，其中，需要说明的是，图6中示出的是冷凝管31的底面示意图，是沿图1中的箭头方向的示意图。参考图6，本发明的冷凝器包括：以上所述的冷凝管31和散热件32，散热件32与所述冷凝管31接触，用于将所述冷凝管31散发的热量向外界散发。本发明具体实施例中，冷凝管31呈梳状，散热件32为数片散热片，数片散热片位于呈梳状的相邻的冷凝管的间隙内，散热片的两端分别与两侧的冷凝管的外管壁接触。

本发明的冷凝器30包括以上所述的具有多支子冷凝管的冷凝管，因此，本发明的冷凝器具有好的散热、吸热能力。

针对现有技术的热泵式空调在制冷时制冷剂未被充分液化，制冷效率差；制热时易结霜，出现制热运转中止的问题，将本发明的冷凝器用于热泵式空调。

图7是本发明具体实施例的热泵式空调制冷运转的回路图，图8是本发明具体实施例的热泵式空调制热运转的回路图，参考图7和图8，本发明的热泵式空调，包括：压缩机10；四通阀11，通过管路41、48与压缩机10连接；室外机热交换器12和室内机热交换器13，分别通过管路42、47与四通阀11连接；仅在制冷时启动的制冷减压装置15，一端通过管路46与室内机热交换器13连接；仅在制热时启动的制热减压装置14，一端通过管路43与室外机热交换器12连接；冷凝器30，第一接口通过管路44与制热减压装置14的另一端连接，第二接口通过管路45与制冷减压装置15的另一端连接。冷凝器30的第一接口、第二接口即为冷凝管31的第一接口、第二接口。

制冷时的制冷减压装置15包括在管路45和管路46上并列配置的第二止回阀19和第二毛细管18。第二止回阀19对于欲从管路45流向管路46的制冷剂呈关闭状态。因此，制冷运转时，从管路45经过第二毛细管18流向管路46，这种情况下制冷剂被减压。具体为：第二止回阀19，一端通过管路46与室内机热交换器13连接；第二毛细管18，一端通过管路46与室内机热交换器13连接；冷凝器30的第二接口通过管路45与第二止回阀19的另一端、第二毛细管18的另一端连接。在图7所示的制冷运转时，在制热时的制热减压装置14中，第一止回阀17呈开启状态，制冷剂不是经过第一毛细管16而是经过第一止回阀17，从管路43流向管路44，不会被减压。

制热时的制热减压装置14包括在管路43和管路44上并列配置第一止回阀17和第一毛细管16。第一止回阀17对于欲从管路44流向管路43的制冷剂呈关闭状态。在图8所示的制热运转时，在制冷时的制冷减压装置15中，第二止回阀19呈开启状态。因此，制热运转时的制冷剂从管路46流出，不是经过第二毛细管18而是经过第二止回阀19流到管路45，不会被减压。具体为：第一止回阀17，一端通过管路43与室外机热交换器12连接；第一毛细管16，一端通过管路43与室外机热交换器12连接；冷凝器30的第一接口通过管路44与所述第一止回阀17的另一端、第一毛细管16的另一端连接。

本发明具体实施例中，冷凝器30与室外机热交换器12近乎平行的设置，设置在室外机热交换器12的进风侧。冷凝器30利用室外机风扇的吸入风使制冷剂放热、冷凝。

本发明具体实施例中，室外机热交换器12的管路44、43为单孔铜管，为了提高冷凝器30的散热效率，冷凝器30的材料为铝。

参考图7，制冷运转时，制冷剂从压缩机10排出，通过管路41、四通阀11、管路42、室外机热交换器12、管路43、第一止回阀17、管路44、冷凝器30、管路45、第二毛细管18、管路46、室内机热交换器13、管路47、四通阀11以及管路48，再返回压缩机10。空调制冷过程中，由于制冷运转而导致室外机周围温度高，以及由于室外机热交换器12的铝翅片劣化而不能充分散热的情况下，制冷剂在室外机热交换器12中不能充分液化。在室外机热交换器12中不能液化的制冷剂通过冷凝器30时，冷凝器30的散热能力非常好，可以使没有液化的制冷剂放热、液化。这样也就可以避免现有技术中出现的空调制冷效率差，导致送返压缩机的制冷剂的温度高、出现恶性循环，使压力上升而引起高压停机这样的问题。

为了使冷凝器30具有良好的散热、吸热能力，因此冷凝器30中的冷凝管内具有多支子冷凝管，在本发明实施例中，每一个子冷凝管截面面积在室外机热交换器12的截面面积的30％以内。此外，多个子冷凝管的截面总面积比室外机热交换器12的截面面积大5％以上，消除制冷剂流动的阻力。从冷凝器30的第一接口到第二接口处，制冷剂的温度冷却3℃以上，由此制冷剂得以冷凝，从而能够进行高效制冷运转。由此，由于制冷运转时制冷剂会在冷凝器30中液化，所以可以提高室内机热交换能力。通过使制冷剂液化，可以降低运转压力、减小压缩机负荷，通过在低电流下进行运转，可以降低电耗。

参考图8，制热运转时，制冷剂从压缩机10排出，通过管路48、四通阀11、管路47、室内机热交换器13、管路46、第二止回阀19、管路45冷凝器30、管路44、第一毛细管16、管路43、室外机热交换器12、管路42、四通阀11以及管路41，再返回压缩机10。制热运转时，通常外部环境温度低，室外机热交换器12上就会结霜。在本实施例中，为防止室外机热交换器12结霜，增设冷凝器30，由于从室内机热交换器13供给到冷凝器30的制冷剂通过第一止回阀17输送，未被减压，所以，温度较高的制冷剂经过冷凝器30，通过冷凝器30而变得暖和的风被输送到室外机热交换器12，使室外机热交换器12的结霜难以产生，由此，除霜运转减少，因而能够进行高效率的制热运转。当然，也没有制热运转、除霜运转的切换，使得电耗下降。

室内机热交换器和室外机热交换器在制冷运转时和制热运转时，其使制冷剂冷凝的功能和气化的功能发生交替。因此，必须使室外机热交换器和室内机热交换器的容量大致相同。冷凝器在制冷运转时对室外机热交换器的冷凝进行辅助，而在制热运转时，进行室内热交换器的冷凝、散热。即，实现了可以改变室外机与室内机的热交换容量平衡、进行高效运转的构造。

表1：包括第一实施例冷凝管的冷凝器的空调与包括第三实施例冷凝管的冷凝器的空调的效能比较。其中，参考图2，第一实施例中，冷凝管的宽度L1＝22cm，高度h＝5cm，冷凝管的壁厚d1＝1cm，相邻的子冷凝管之间的壁厚d2＝1cm，位于两侧的两个子冷凝管的半圆弧部分的半径r＝2.5cm，两侧的子冷凝管的矩形部分之间距离L2＝17cm，中间的两个子冷凝管之间的距离L3＝11cm。参考图4，第三实施例中，冷凝管的宽度L1＝22cm，高度h＝5cm，冷凝管的外管壁壁厚d4＝1cm，内管壁壁厚d1＝0.6cm，相邻的子冷凝管之间的外壁之间距离d2＝0.6cm，内壁之间的距离d3＝1.4cm，位于两侧的两个子冷凝管的半圆弧部分的半径r＝2.5cm，两侧的子冷凝管的方形部分之间距离L2＝17cm，中间的两个子冷凝管之间的距离L3＝11cm，且子冷凝管具有锯齿部分的宽度L4＝2.8cm。

表1

从表1的数据中可以看出第三实施例冷凝管的冷凝器的出入口温度差比包括第一实施例冷凝器的出入口温度差大，其平均提高率为：空调运转20分钟时为33％，空调运转40分钟时为20％，空调运转60分钟时为18％。

从表1的数据中可以看出包括第三实施例冷凝管的冷凝器空调的平均电流比包括第一实施例冷凝器的空调的平均电流低，其下降率为：空调运转20分钟时为10％，空调运转40分钟时为8％，空调运转60分钟时为8％。

基于以上实验数据可以得知：本发明中包括第三实施例或第四实施例的冷凝器空调的室内机温度差与包括第一实施例或第二实施例的冷凝器的空调的室内机温度差几乎无差异，但包括第三实施例或第四实施例冷凝管的冷凝器的出入口温度差比包括第一实施例或第二实施例的冷凝器的出入口温度差大；另外，包括第三实施例或第四实施例的冷凝器空调的电流值低于包括第一实施例或第二实施例的冷凝器的空调的电流值，这说明第三实施例或第四实施例的冷凝器比第一实施例或第二实施例的冷凝器节能率高。其原因为：第三实施例或第四实施例的冷凝管内的子冷凝管的管壁为锯齿状，增加了冷凝器的热交换所需的面积，提高了热交换能力。

需要说明的是，本发明以热泵式空调说明了本发明冷凝器的运用，但是本发明的冷凝器不限于热泵式空调，也可以为其他的制冷制热装置。

本发明虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (12)

1.一种冷凝管，包括：第一接口和第二接口，所述第一接口和第二接口分别用于与管路连接；其特征在于，所述冷凝管内包括多支子冷凝管，所述子冷凝管的延伸方向与所述冷凝管的延伸方向相同。

2.如权利要求1所述的冷凝管，其特征在于，所述子冷凝管的管壁为非平面。

3.如权利要求2所述的冷凝管，其特征在于，所述子冷凝管的管壁具有数个突起。

4.如权利要求1～3任一项所述的冷凝管，其特征在于，所述子冷凝管的支数为四支以上。

5.如权利要求1～3任一项所述的冷凝管，其特征在于，所述多支子冷凝管呈一排排列或呈两排以上排列。

6.如权利要求1～3任一项所述的冷凝管，其特征在于，所述子冷凝管的截面形状为圆角方形、圆形、圆角矩形、六边形、圆角三角形其中之一或者它们的任意组合。

7.如权利要求1～3任一项所述的冷凝管，其特征在于，所述冷凝管呈梳状。

8.一种冷凝器，其特征在于，包括：

权利要求1～7任一项所述的冷凝管；

散热件，与所述冷凝管接触，用于将所述冷凝管散发的热量向外界散发。

9.如权利要求8所述的冷凝器，其特征在于，所述冷凝管呈梳状延伸，所述散热件为数片散热片，所述数片散热片位于呈梳状的相邻的冷凝管的间隙，散热片的两端分别与两侧的冷凝管的外管壁接触。

10.一种制冷制热装置，包括：

压缩机；

四通阀，通过管路与压缩机连接；

室外机热交换器和室内机热交换器，分别通过管路与四通阀连接；

制热减压装置，一端通过管路与室外机热交换器连接；

制冷减压装置，一端通过管路与室内机热交换器连接；

其特征在于，还包括：权利要求8或9所述的冷凝器，所述冷凝管的第一接口通过管路与制热减压装置的另一端连接、第二接口通过管路与制冷减压装置的另一端连接。

11.如权利要求10所述的制冷制热装置，其特征在于，所述制热减压装置包括第一止回阀和第一毛细管，所述第一止回阀的一端通过管路与室外机热交换器连接；所述第一毛细管的一端通过管路与室外机热交换器连接；

所述制冷减压装置包括第二止回阀和第二毛细管，所述第二止回阀的一端通过管路与室内机热交换器连接；第二毛细管的一端通过管路与室内机热交换器连接；

所述冷凝管的第一接口通过管路与所述第一止回阀的另一端、第一毛细管的另一端连接，所述冷凝管的第二接口通过管路与所述第二止回阀的另一端、第二毛细管的另一端连接。

12.如权利要求10或11所述的制冷制热装置，其特征在于，所述制冷制热装置为热泵式空调。

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