CN103591721A - 一种空调系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种空调系统，包括通过管道首尾依次连接并形成循环回路的压缩机、冷凝器、过热换热器、电子膨胀阀和蒸发器，所述过热换热器与所述蒸发器为一体结构，所述蒸发器与过热换热器通过一个导流板隔离，所述导流板上设有用于将所述蒸发器加热后的所述制冷剂导流至所述过热蒸发器的导流凹槽，所述导流凹槽的截面积与两端的导流接口的过流面积大致相等。本发明在不增加额外设备的前提下，通过对系统的优化，进而提供一种占用空间小，换热效率高的空调系统。

Description

一种空调系统

技术领域

   本发明涉及一种空调系统。

背景技术

如今，空调技术日趋成熟，在激烈的市场竞争中，如何设计出高效而又便于搬运、安装的空调装置，以赢得市场，成为各空调厂家和科研机构研发的主要课题。蒸发器作为整个空调系统的重要部件，其利用液态低温制冷剂在低压下易蒸发的特点，将经过节流阀后压力减小的制冷剂转变为蒸气并吸收被冷却介质的热量，达到制冷目的。所以只要能够提高蒸发器的蒸发效率，那么整个空调系统的制冷效果也会随之提高。

如中国专利文件CN1376253A公开了一种热热泵流体加热系统，其包括压缩机，热降温交换器，冷凝器，冷凝器热交换器、液体/气体热交换器以及蒸发器。上述加热系统中把蒸发器的工作流体出口通过液体/气体热交换器后与压缩机的入口连通，这种连接方式可以使蒸发器流出的介质蒸汽经过液体/气体热交换器的再次过热，从而使流入压缩机的介质都成气体状态，既提高了系统的效率，又减少了液击对压缩机的伤害。但是，这种系统由于增设液体/气体过热换热器，使冷水机组的占用空间增大，与人们追求空调小型化的期望不相符。在制冷量相同的情况下，人们都希望机组越小越好。上述机组，虽然提高了系统的制冷量，但同时也增大了机组的占空比，影响了其安装使用的范围。

为解决现有冷水机组过热换热器与蒸发器分体设置，占用空间大的问题，中国专利文件CN2604667Y公开一种集预热、灭菌、冷却于一体的板式换热器。其为解决已有技术中消毒灭菌及快速冷却采用两套独立设备同时运行存在的能源利用不充分、浪费水及设备投资大的问题。该换热器是将多片板式换热器紧密地连接，在中间增设了导流片形成余热交换区和高温灭菌区，它由预热片1、消毒灭菌片4、散热片2,导流片3和高温加热片5所组成，冷液体经预热和消毒，在散热片内放出热量后流出，高温介质可用热水或过热蒸气，在加热片中放出热量，由于它们连接紧密热量能充分交换。但是，该板式换热器中的导流板3的内部形状为平行四边形，流体经过导流板3时会导致流体流速过小，最终导致换热效率较低，不能满足空调中的蒸发器对换热效率的要求。

发明内容

为此，本发明要解决的技术问题在于：现有空调系统占用空间大，换热效率低的问题，进而提供一种占用空间小，换热效率高的空调系统。

为实现上述目的，本发明的空调系统包括首尾依次连接并形成循环回路的压缩机、冷凝器、过热换热器、电子膨胀阀和蒸发器，所述过热换热器与所述蒸发器为一体结构，所述蒸发器由多个蒸发换热片紧密连接而成，用于实现制冷剂与冷冻液的换热；所述过热换热器由多个过热换热片紧密连接而成，用于实现经过所述蒸发器后的制冷剂与经过冷凝器后的过热制冷剂的换热；所述蒸发器与所述过热换热器通过一个导流板隔离，所述导流板上设有用于将所述蒸发器加热后的所述制冷剂导流至所述过热蒸发器的导流凹槽，所述导流凹槽的截面积与两端的导流接口的过流面积大致相等。

所述导流凹槽的截面积可以选择设置为与两端的导流接口的过流面积相比完全相等，也可以略大于或略小于所述导流接口的过流面积，略大于或略小于的范围界定为所述导流凹槽的截面积与两端的导流接口的过流面积相比上下相差不超过10%，优选不超过5%。

上述空调系统中，所述导流凹槽成型为流线型。

上述空调系统中，所述蒸发换热片以及所述过热换热片的板面上成型有用于导通换热介质的导流孔以及多个规则排列的换热凹槽。

上述空调系统中，所述换热凹槽呈人字形，相邻换热片上的所述换热凹槽呈正人字形和倒人字形设置。

上述空调系统中，相邻的所述蒸发换热片以及所述过热换热片的所述导流孔、导流孔处采用密封胶垫进行密封连接。

上述空调系统中，所述蒸发器和所述过热换热器的外端设置换热端盖，所述换热端盖用于将蒸发器和过热换热器与其它装置隔开。

上述空调系统中，所述换热端盖、所述蒸发换热片、所述导流板、所述过热换热片之间焊接连接。

上述空调系统中，所述过热换热片以及所述导流板上成型有用于将所述制冷剂导流至所述过热换热器的制冷剂导流孔，相邻的所述制冷剂导流孔之间设置密封垫圈，用于将所述制冷剂导流孔与所述过热换热片的所述换热凹槽相隔离。

上述空调系统中，所述冷凝器的其中一个制冷剂出口连通至所述压缩机，对所述压缩机进行冷却。

上述空调系统中，所述压缩机为磁悬浮离心机。

本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：

（1）本发明所述的空调系统将从蒸发器流出的制冷剂流回过换热热器，进行再次蒸发，这样就保证了制冷剂经过充分蒸发后才回到压缩机，提高了整个空调系统的效率，同时也使压缩机免受液击的伤害。另外通过把蒸发器与过热蒸发器一体设置，用一个导流板隔开，这样就使得整个结构更为紧凑，占用空间小。同时，蒸发器与过热换热器之间的导流板上设置的导流凹槽的截面积与两端的导流接口的过流面积大致相等，这样可以使制冷剂的流速在导流板处稳定，换热效率大大提高。

（2）本发明蒸发器和过热换热器的换热板上开设多个规则排列的换热凹槽用于换热介质的流动，该换热凹槽呈人字形，相对于现有的不设置换热凹槽的换热板片，本发明的换热板之间换热面积增大，换热效率进一步提高。

（3）本发明中经过冷凝器后的制冷剂，在过热换热器内与蒸发器流出的制冷剂进行换热，实现了对节流前制冷剂的过冷，增加机组的制冷量；且上述所有功能集成一体，加工方便，便于安装。

附图说明

图1是本发明的工作流程示意图；

图2 是本发明过热换热器与蒸发器组合示意图；

图3 是本发明导流板结构示意图；

图中:1-压缩机，2-冷凝器，3-过热换热器，30-过热换热片，31，51，63-导流孔，32，52-换热凹槽， 4-电子膨胀阀，5-蒸发器，50-蒸发换热片， 6-导流板，61-导流凹槽，62-导流接口， 7-换热端盖， A-制冷剂，B-冷冻液，C-过热制冷剂。

具体实施方式

以下将结合附图，使用以下实施例对本发明进行进一步阐述。

图1为本发明空调系统的工作流程示意图，从图上可以得知，所述空调系统包括首尾依次连接并形成循环回路的压缩机1、冷凝器2、过热换热器3、电子膨胀阀4和蒸发器5，所述过热换热器3与所述蒸发器5为一体结构。参见图2，所述蒸发器5由多个蒸发换热片50紧密连接而成，用于实现制冷剂A与冷冻液B的换热；所述过热换热器3由多个过热换热片30紧密连接而成，用于实现经过所述蒸发器后的制冷剂A与经过冷凝器后的过热制冷剂C的换热；所述蒸发器5与所述过热换热器3通过一个导流板6隔离，所述导流板6上设有用于将所述蒸发器5加热后的所述制冷剂A导流至所述过热蒸发器3的导流凹槽61，所述导流凹槽61的截面积与两端的导流接口62的过流面积大致相等。本实施方式中，所述导流凹槽61的截面积与两端的导流接口62的过流面积设置为完全相等。

本实施例中，所述制冷剂A是氟利昂，所述过热制冷剂C为经过冷凝器2冷凝后的热流体。所述过热制冷剂C经进入过热换热器3后，再经过节流阀4节流后形成低温低压的所述制冷剂A，所述制冷剂A直接流通至所述蒸发器5内与所述冷冻液B进行换热，其中，所述冷冻液B是水或盐水等相关介质。制冷剂A在蒸发器5内蒸发后，通过导流板6进入过热蒸发器3进行再次蒸发，然后以气态的形式回到压缩机1。

所述蒸发换热片50以及所述过热换热片50的板面上成型有用于导通换热介质的导流孔51以及多个规则排列的换热凹槽52。所述换热凹槽52呈人字形，相邻换热片上的所述换热凹槽52呈正人字形和倒人字形设置。这种人字形的设置就使得该换热板的换热面积大，换热效率进一步提高。 

相邻的所述蒸发换热片50以及所述过热换热片30的所述导流孔51、导流孔31处采用密封胶垫进行密封连接。

所述蒸发器5和所述过热换热器3的外端设置换热端盖7，所述换热端盖7用于将蒸发器5和过热换热器3与其它装置隔开。这样的设置可以使蒸发器5和过热换热器3连接的更为紧密，既节省了空间，又提高了换热效率。

所述换热端盖7、所述蒸发换热片50、所述导流板6、所述过热换热片30之间焊接连接。当然，采用焊接方式是最优的选择，加工方便、连接牢固，同时也可以采用其他链接方式，如铆接等，所以链接的方式并不只限于这一种。

所述过热换热片30以及所述导流板6上成型有用于将所述制冷剂A导流至所述过热换热器3的制冷剂导流孔31，相邻的所述制冷剂导流孔31之间设置密封垫圈，用于将所述制冷剂导流孔31与所述过热换热片30的所述换热凹槽32相隔离。

所述冷凝器2的其中一个制冷剂出口连通至所述压缩机1，对所述压缩机1进行冷却。这样可以使压缩机的温度一直保持在适当的温度，很好地避免了压缩机温度高，需要动力机输出的功率大的问题。

本实施例中采用的压缩机1为磁悬浮离心机。

该空调系统的工作过程如下：

如图1所示，制冷剂依次通过所述压缩机1、所述冷凝器2后，变成高温高压的制冷剂过热制冷剂C进入所述过热换热器3，经过过热换热器3的换热后制冷剂进入电子膨胀阀4，经过电子膨胀阀4的节流后，变成低温低压的制冷剂A，依次通过导流孔31、导流孔63、导流孔51，以低温低压的形式进入蒸发器5后进行蒸发，由蒸发器5出来的低温低压的气态、液态混合的制冷剂A，再进入过热换热器3后，与之前的从冷凝器2流进来的高温高压的过热制冷剂C进行换热，再次蒸发后，完全变成气态的制冷剂A进入压缩机1参与下一循环。由于过热换热器3与蒸发器5为一体式结构，在蒸发器5与过热换热器3之间设有一个导流板6把两者隔开，在导流板6上开设有导流凹槽61，导流凹槽61引导经过蒸发器5蒸发后的气态制冷剂通过导流接口62进入过热蒸发器3进行再次蒸发，这就保证了进入压缩机的制冷剂都是经过充分蒸发的，使压缩机1免受液击的影响。

其他实施方式中，所述导流凹槽61成型为流线型，其截面积设置为略大于或略小于两端的导流接口62的过流面积，略大于或略小于的范围界定为所述导流凹槽的截面积与两端的导流接口的过流面积相比上下相差不超过10%，优选不超过5%。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围。

Claims (10)

1.一种空调系统，包括首尾依次连接并形成循环回路的压缩机（1）、冷凝器（2）、过热换热器（3）、电子膨胀阀（4）和蒸发器（5），其特征在于：

所述过热换热器（3）与所述蒸发器（5）为一体结构，所述蒸发器（5）由多个蒸发换热片（50）紧密连接而成，用于实现制冷剂（A）与冷冻液（B）的换热；

所述过热换热器（3）由多个过热换热片（30）紧密连接而成，用于实现经过所述蒸发器后的制冷剂（A）与经过冷凝器后的过热制冷剂（C）的换热；

所述蒸发器（5）与所述过热换热器（3）通过一个导流板（6）隔离，所述导流板（6）上设有用于将所述蒸发器（5）加热后的所述制冷剂导流至所述过热蒸发器（3）的导流凹槽（61），所述导流凹槽（61）的截面积与两端的导流接口（62）的过流面积大致相等。

2.根据权利要求1所述的空调系统，其特征在于：

所述导流凹槽（61）的截面积与两端的导流接口（62）的过流面积设置为完全相等或相比上下相差不超过5%。

3.根据权利要求1或2所述的空调系统，其特征在于：

所述蒸发换热片（50）以及所述过热换热片（50）的板面上成型有用于导通换热介质的导流孔（51）以及多个规则排列的换热凹槽（52）。

4.根据权利要求3所述的空调系统，其特征在于：

所述换热凹槽（52）呈人字形，相邻换热片上的所述换热凹槽（52）呈正人字形和倒人字形设置。

5.根据权利要求1－4任意一项所述的空调系统，其特征在于：

相邻的所述蒸发换热片（50）以及所述过热换热片（30）的所述导流孔（51）、导流孔（31）处采用密封胶垫进行密封连接。

6.根据权利要求1-5任意一项所述的空调系统，其特征在于：

所述蒸发器（5）和所述过热换热器（3）的外端设置换热端盖（7），所述换热端盖（7）用于将蒸发器（5）和过热换热器（3）与其它装置隔开。

7.根据权利要求6所述的空调系统，其特征在于：

所述换热端盖（7）、所述蒸发换热片（50）、所述导流板（6）、所述过热换热片（30）之间焊接连接。

8.根据权利要求1-7任意一项所述的空调系统，其特征在于：

所述过热换热片（30）以及所述导流板（6）上成型有用于将所述制冷剂（A）导流至所述过热换热器（3）的导流孔（31），相邻的所述导流孔（31）之间设置密封垫圈，用于将所述导流孔（31）与所述过热换热片（30）的所述换热凹槽（32）相隔离。

9.根据权利要求1-8任意一项所述的空调系统，其特征在于：

所述冷凝器（2）的其中一个制冷剂出口连通至所述压缩机（1），对所述压缩机（1）进行冷却。

10.根据权利要求1-9任意一项所述的空调系统，其特征在于：

所述压缩机（1）为磁悬浮离心机。

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