CN105757856A - 一种具有电动调节阀的家用蒸发冷却式空调 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有电动调节阀的家用蒸发冷却式空调，包括压缩机、冷凝器、蒸发器、膨胀阀和布水器，布水器设有与水源接通的进水管路，布水器的喷淋头位于冷凝器上方；布水器的进水管路上设有电动调节阀，电动调节阀与控制主机连接，控制主机还连接有温度传感器，该温度传感器用于检测冷凝器设定部位的温度。优选，电动调节阀与布水器之间的管路上形成有具有喉管结构的喉管段，该喉管段的管壁上设有一个或两个旁路管孔，一个旁路管孔的截面积或两个旁路管孔的截面积总和远小于喉管小端截面积。本发明的有益效果是，结构简单、体积小，热交换效率高。

Description

一种具有电动调节阀的家用蒸发冷却式空调

技术领域

本发明涉及一种家用空调，特别涉及一种具有电动调节阀的家用蒸发冷却式空调。

背景技术

现有住宅与办公楼还大量采用家用空调包括分体式或窗式，其为风冷空调系统，能效比即制冷量与电耗之比，制冷系数越大能效比越大，制冷系数越小能效比越小较低，绝大多数空调的能效比都在2.0以下，并受气候条件影响大，气温越高能效比越低，特别是在夏季高温天气中，其能效比更低，甚至有的空调在高温环境下无法正常运行。由于其能耗大，空调产生的噪音也大，特别是在夏季大家都开着空调制冷的时候，其噪音使得很多人无法正常入眠，严重影响到了居民的身心健康。

由制冷原理可知，制冷循环的压缩过程增压比越大，制冷系数即制冷量与循环消耗净功的比值越小。相比较而言，风冷方式由于其冷却效果差，制冷剂的冷凝温度及其饱和温度高，对应的饱和压力及压缩机出口压力较高，压缩过程增压比较大，制冷系数较小；而水冷方式由于其冷却效果好，制冷剂的冷凝温度及其饱和温度低，相应的饱和压力及压缩机出口压力较低，水冷方式的压缩过程增压比小于风冷方式，制冷系数较大。为此，本领域的技术人员发明了采用水冷方式进行空调冷凝器热交换家用空调，如中国专利公开号为CN101871682A，公开日期2010年10月27日，公开的一种家用直接蒸发式空调机及其所用室外机。但这类空调大多采用循环水进行冷却，需要设置循环水系统以及如冷却塔类循环水冷却系统，存在结构复杂、体积庞大的缺陷。因此，需要对现有水冷方式的空调进行进一步改进，以形成制冷系数接近于水冷方式的蒸发式冷却。

发明内容

本发明的目的就是针对现有技术的不足，提供一种具有电动调节阀的家用蒸发冷却式空调，该空调利用冷凝器对冷却水进行热交换，使冷却水汽化而直接蒸发掉的方式，不需设置水循环系统和循环水冷却系统，其结构简单，体积小，适用于住宅、办公室用窗式空调和分体式空调。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案。

一种具有电动调节阀的家用蒸发冷却式空调，包括压缩机、冷凝器、蒸发器、膨胀阀和布水器，布水器设有与水源接通的进水管路，布水器的喷淋头位于冷凝器上方；布水器的进水管路上设有电动调节阀，电动调节阀与控制主机连接，控制主机还连接有温度传感器，该温度传感器用于检测冷凝器设定部位的温度。

采用前述技术方案的本发明，冷却水通过电动调节阀形成水流量实时调节或间歇供水，布水器的喷淋头对冷凝器形成喷淋冷却，冷却水被冷凝器加热汽化后，水汽排放在大气中，从而达到蒸发冷却目的。在冷却水流量、间隔时间，以及温度范围控制合理的情形下，冷凝器下方无残余水，因此，冷却不循环使用，不需设置水循环系统和循环水冷却系统，其结构简单，体积小，适用于住宅及办公室用分体空调或窗式空调。其喷淋水量的大小通过电动调节阀的开度控制，控制主机根据温度传感器检测到的冷凝器设定部位温度确定电动阀的开度大小，其可利用现有成熟的工业控制技术方便的实现，在冷凝器设定部位的温度高于设定温度范围上限值时，增大阀门开度，在低于设定温度范围下限值时，减小阀门开度，在设定温度范围内，保持阀门开度；在低于另一设定温度值时，关闭电动调节阀，并在达到第三设定温度时，打开电动调节阀。现有技术中的电动调节阀由电动执行机构和阀体组成，通过将电信号转换为阀门的开度实现流量控制。执行机构的输出方式有直行程、角行程和多转式类型，分别同直线移动的调节阀、旋转的蝶阀和多转的调节阀配合工作。其中，供水管路进水端的水源可以是压力水源，也可以在布水器的喷淋头外周环形成负压的情况下，采用与大气接通的水池或水箱的无压水源，水池或水箱的供水最好是采用根据水位自动开关的进水阀，供水宜采用城市供水管网的自来水。

优选的，所述电动调节阀与布水器之间的管路上形成有具有喉管结构的喉管段，该喉管段的管壁上设有一个或两个旁路管孔，一个旁路管孔的截面积或两个旁路管孔的截面积总和远小于喉管小端截面积。以利用喉管段流速加快和压力降低的原理，使旁路管孔形成低于大气环境的负压环境，由旁路管孔吸入空气与冷却水充分混合形成喷淋水雾，进一步提高蒸发效果；当然，也可在因多种因素造成冷凝器下部尚有少量残余水的情况下，利用旁路管孔吸入冷凝器下方聚集的未完全蒸发的残留水，使其进入再蒸发过程，形成无循环泵的残留水循环利用，可有效避免积水直接外排形成滴水困扰。

优选的，所述冷凝器和布水器的喷淋头设在箱体内，箱体内通过真空泵或排风扇形成负压环境。以利用真空泵或排风扇使喷淋冷却形成负压环境，此时，水源可采用与大气接通的水池或水箱形成，以进一步提高残余水再利用的可靠性。当采用排风扇时，可利用现有空调的箱体结构和冷却风扇，只需将箱体的进风口适当减小即可。

进一步优选的，所述箱体下部形成有积水仓，积水仓中的积水通过一回水管接回所述布水器。未完全汽化的冷凝水受重力作用聚集在积水仓中，积水过回水管再次由负压吸入布水器中被再次利用，进一步避免设置循环泵而使冷凝水充分汽化。

更进一步优选的，所述积水仓下端设有回水阀，回水阀下方设有接水盘；所述回水管的进水端连接在接水盘容腔底部，回水管的出水端与一所述旁路管孔接通。以在积水仓中积水达到一定聚集量时，从大气环境下的接水盘中返回布水器被再次利用，确保再次利用的可靠性。

再进一步优选的，所述回水阀为由控制主机控制的电磁阀；所述箱体的积水仓部设有液位检测元件，该液位检测元件的液位信号输出端与控制主机控制的液位信号输入端连接。以在积水仓中的积水达到设定高度的水位后，自动实现向积水盘中放水，实现自动回水目的。

进一步优选的，所述箱体的主体段水平截面呈椭圆形。以与冷凝器的扁平结构相适应，在箱体内部的设定负压条件下，确保箱体具有足够的结构强度和设定的使用寿命。

优选的，所述冷凝器呈竖向布置的扁平结构；所述温度传感器设在所述冷凝器下端。以延长冷凝水的由上至下的流经路径，并利用冷凝器下端充分体现冷凝效果的结构特性，确保冷凝水最大限度的被加热汽化和蒸发。其中，竖向布置的扁平结构是指厚度远小于高度和宽度。

本发明与现有技术相比的有益效果是，结构简单、体积小，热交换效率高，特别适用于住宅和办公室用分体或窗式空调。

附图说明

图1是本发明实施例1的结构原理示意图。

图2是本发明的部分结构示意图。

图3是本发明实施例2的结构原理示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的说明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。

实施例1，参见图1、图2，一种具有电动调节阀的家用蒸发冷却式空调，包括压缩机1、冷凝器2、蒸发器3、膨胀阀4和布水器5，布水器5设有与水源接通的进水管路，该水源为与大气接通的水箱或水池，布水器5的喷淋头位于冷凝器2上方；冷凝器2由之字形布置的排管21，以及排管21上的翅片22组成，排管21的进口端21a与压缩机1的出口端连接，排管21的出口端21b与膨胀阀4的进口端接通，冷凝器2和布水器5的喷淋头设在箱体11内，该箱体11连接有真空泵12，真空泵12用于对箱体11内部形成负压环境；箱体11下部形成积水仓，积水仓中的积水通过一回水管10接回所述布水器5；冷凝器2呈竖向布置的扁平结构，具体体现在冷凝器2呈厚度小于宽度和高度的立方体结构，箱体11的主体段水平截面呈椭圆形；布水器5的进水管路上设有电动调节阀6，电动调节阀6与控制主机连接，控制主机还连接有温度传感器7，该温度传感器设在所述冷凝器2下端，温度传感器7用于检测冷凝器2下端的温度。

其中，电动调节阀6与布水器5之间的管路上形成有具有喉管结构的喉管段8，该喉管段8的管壁上设有两个旁路管孔8a，旁路管孔8a由喉管段8的管外向内朝布水器5的喷淋头方向倾斜，旁路管孔8a轴线与喉管段8的管孔轴线夹角为15～45°之间；两个的旁路管孔8a的截面积均远小于喉管小端截面积，具体比值约为1/20～1/50；积水仓下端设有回水阀13，该回水阀13为由控制主机控制的电磁阀；回水阀13下方设有接水盘9，回水管10的进水端连接在接水盘9容腔底部，回水管10的出水端与一旁路管孔8a接通，且箱体11的积水仓部设有液位检测元件，该液位检测元件的液位信号输出端与控制主机控制的液位信号输入端连接。

本实施例中的旁路管孔8a也可设置为仅用于与回水管10连接的一个，该旁路管孔8a的截面积均远小于喉管小端截面积，具体比值约为1/20～1/50。

本实施例中的箱体11为密闭结构。

本实施例的蒸发冷却式空调具有用水量少，能效比高的特点。工作时，冷却水由负压吸入方式从冷凝器2上部呈水雾状的均匀喷洒在冷凝器2的散热表面，形成一层很薄的冷却水膜，高温气态制冷剂由冷凝器2的排管21上部的进口端21a进入，被冷凝器2的排管21和翅片22外表面上的冷却水吸收热量冷凝降温，吸收热量的冷却水绝大部分或全部蒸发为水蒸气，几十有少部未完全汽化的水顺冷凝器表面流下聚集在下方的积水仓中，再在负压作用下，通过回水管10、旁路管孔8a返回布水器5被再次作为冷凝器2的冷却介质使用。

实施例2，参见图3，所述箱体11设有进气口，箱体11内部通过排风扇14形成负压环境。

本实施例的其余结构与实施例1相同，在此不再赘述。

本实施例的蒸发冷却式空调，适用于无压水源和压力水源，采用无压水源时，由排风扇14形成的负压环境形成喷淋冷却水；采用压力水源时，可不设置回水阀13和接水盘9，接水盘9由积水仓替代，排风扇14主要起到吹排水蒸汽的作用。但需要通过调试使水源供水压力和布水器5喷淋头的喷水压力具有合理的取值范围，以使喉管段8处的旁路管孔8a形成低于大气压的负压状态，以便可靠的吸入残余水或空气。工作时，冷却水通过正压从冷凝器2上部呈水雾状的均匀喷洒在冷凝器2的散热表面，形成一层很薄的冷却水膜，高温气态制冷剂由冷凝器2的排管21上部的进口端21a进入，被冷凝器2的排管21和翅片22外表面上的冷却水吸收热量冷凝降温，吸收热量的冷却水绝大部分或全部蒸发为水蒸气，即使有少量未完全汽化的水顺冷凝器2表面流下聚集在下方的积水仓中，再在负压作用下，通过回水管10、旁路管孔8a返回布水器5被再次作为冷凝器2的冷却介质使用。

以上虽然结合附图描述了本发明的实施方式，但本领域的普通技术人员也可以意识到对所附权利要求的范围内作出各种变化或修改，如将本发明中的推杆的楔形工作面做成由外向内逐渐增大的方式，通过拉动推杆实现离合器脱离超越状态的目的，相应推杆的内端面底部可以设置拉伸弹簧等。这些修改和变化应理解为是在本发明的范围和意图之内的。

Claims (8)

1.一种具有电动调节阀的家用蒸发冷却式空调，包括压缩机(1)、冷凝器(2)、蒸发器(3)、膨胀阀(4)和布水器(5)，布水器(5)设有与水源接通的进水管路，布水器(5)的喷淋头位于冷凝器(2)上方；其特征在于，所述布水器(5)的进水管路上设有电动调节阀(6)，电动调节阀(6)与控制主机连接，控制主机还连接有温度传感器(7)，该温度传感器(7)用于检测冷凝器(2)设定部位的温度。

2.根据权利要求1所述的具有电动调节阀的家用蒸发冷却式空调，其特征在于，所述电动调节阀(6)与布水器(5)之间的管路上形成有具有喉管结构的喉管段(8)，该喉管段(8)的管壁上设有一个或两个旁路管孔(8a)，一个旁路管孔(8a)的截面积或两个旁路管孔(8a)的截面积总和远小于喉管小端截面积。

3.根据权利要求1或2所述的具有电动调节阀的家用蒸发冷却式空调，其特征在于，所述冷凝器(2)和布水器(5)的喷淋头设在箱体(11)内，箱体(11)内通过真空泵(12)或排风扇(14)形成负压环境。

4.根据权利要求3所述的具有电动调节阀的家用蒸发冷却式空调，其特征在于，所述箱体(11)下部形成有积水仓，积水仓中的积水通过一回水管(10)接回所述布水器(5)。

5.根据权利要求4所述的具有电动调节阀的家用蒸发冷却式空调，其特征在于，所述积水仓下端设有回水阀(13)，回水阀(13)下方设有接水盘(9)；所述回水管(10)的进水端连接在接水盘(9)容腔底部，回水管(10)的出水端与一所述旁路管孔(8a)接通。

6.根据权利要求5所述的具有电动调节阀的家用蒸发冷却式空调，其特征在于，所述回水阀(13)为由控制主机控制的电磁阀；所述箱体(11)的积水仓部设有液位检测元件，该液位检测元件的液位信号输出端与控制主机控制的液位信号输入端连接。

7.根据权利要求3所述的具有电动调节阀的家用蒸发冷却式空调，其特征在于，所述箱体(11)的主体段水平截面呈椭圆形。

8.根据权利要求1或2所述的具有电动调节阀的家用蒸发冷却式空调，其特征在于，所述冷凝器(2)呈竖向布置的扁平结构；所述温度传感器(7)设在所述冷凝器(2)下端。