CN106931565A - 冷却装置及具该冷却装置的空调 - Google Patents

Abstract

一种冷却装置包括壳体、风机、压缩机、收容于壳体内的第一换热系统及与所述第一换热系统连通的第二换热系统，壳体具有连通的进风口及出风口，进风口及出风口间形成散热风道，风机设于所述出风口或进风口。第一换热系统包括与压缩机连通的风冷冷凝器，第二换热系统包括第一换热子系统及第二换热子系统，第一换热子系统包括收集部及水冷冷凝器，收集部用于容纳水，水冷冷凝器与风冷冷凝器连通，水冷冷凝器于使用时淹没于水；第二换热子系统包括蒸发媒介结构及喷淋结构，蒸发媒介结构与风冷冷凝器位于散热风道内。来自压缩机的冷媒经风冷冷凝器时能够通过空气进行一次冷却，流入水冷冷凝器时能够通过水蒸发进行二次冷却。本发明还提供一种空调。

Description

冷却装置及具该冷却装置的空调

技术领域

本发明涉及一种热交换装置，特别涉及一种应用在空调技术领域的冷却装置及具该冷却装置的空调。

背景技术

在生活、工业冷却装置中，通常采用风冷方式进行冷却，如常用的家用空调室外机由压缩机、冷凝器、风机等组成，风机对冷凝器进行吹风，使冷凝器内的冷媒通过冷凝器与空气进行热交换，从而降低冷媒的温度。然而，冷凝器的冷凝效率随室外温度升高而降低，耗电量较大。

发明内容

鉴于以上内容，有必要提供一种节能的冷却装置。

还有必要提供一种具该冷却装置的空调。

一种冷却装置，包括壳体及风机，所述壳体具有连通的进风口及出风口，所述进风口及所述出风口间形成散热风道，所述风机设于所述出风口或进风口。所述冷却装置还包括压缩机、收容于所述壳体内的第一换热系统及与所述第一换热系统连通的第二换热系统，所述第一换热系统的换热方式为风冷方式，第二换热系统的换热方式为水蒸发方式，所述第一换热系统包括与所述压缩机连通的风冷冷凝器，所述第二换热系统包括第一换热子系统及与所述第一换热子系统连通的第二换热子系统，所述第一换热子系统包括收集部及水冷冷凝器，所述收集部位于所述壳体的底部用于容纳水，所述收集部为敞开式的结构，所述水冷冷凝器与所述风冷冷凝器连通，所述水冷冷凝器于使用时淹没于所述收集部所盛水；所述第二换热子系统包括蒸发媒介结构及喷淋结构，所述蒸发媒介结构与所述风冷冷凝器位于所述散热风道内，所述喷淋结构设置于所述壳体，用于向所述蒸发媒介结构提供所述水以淋湿所述蒸发媒介结构，来自所述压缩机的冷媒经所述风冷冷凝器时能够通过空气进行一次冷却，流入水冷冷凝器时能够通过水蒸发进行二次冷却。

一种空调，其包括冷却装置及与冷却装置连通的蒸发装置，所述蒸发装置具蒸发器，所述冷却装置包括壳体及风机，所述壳体具有连通的进风口及出风口，所述进风口及所述出风口间形成散热风道，所述风机设于所述出风口或进风口。所述冷却装置还包括压缩机、收容于所述壳体内的第一换热系统及与所述第一换热系统连通的第二换热系统，所述第一换热系统的换热方式为风冷方式，第二换热系统的换热方式为水蒸发方式，所述第一换热系统包括与所述压缩机连通的风冷冷凝器，所述第二换热系统包括第一换热子系统及与所述第一换热子系统连通的第二换热子系统，所述第一换热子系统包括收集部及水冷冷凝器，所述收集部位于所述壳体的底部用于容纳水，所述收集部为敞开式的结构，所述水冷冷凝器与所述风冷冷凝器连通，所述水冷冷凝器于使用时淹没于所述收集部所盛水；所述第二换热子系统包括蒸发媒介结构及喷淋结构，所述蒸发媒介结构与所述风冷冷凝器位于所述散热风道内，所述喷淋结构设置于所述壳体，用于向所述蒸发媒介结构提供所述水以淋湿所述蒸发媒介结构，来自所述压缩机的冷媒经所述风冷冷凝器时能够通过空气进行一次冷却，流入水冷冷凝器时能够通过水蒸发进行二次冷却。

相较于现有技术，本发明提供的冷却装置及具该冷却装置的空调，第一换热系统通过空气对流经风冷冷凝器的冷媒进行一次冷却，第二换热系统包括第一换热子系统与第二换热子系统，第一换热子系统通过水对流经水冷冷凝器的冷媒进行二次冷却，收集部为敞开式结构，其利用水自身重力从第二换热子系统流入第一换热子系统，第二换热子系统通过喷淋结构喷淋蒸发媒介结构对水进行蒸发散热进而对水进行降温。由于水在蒸发过程中产生相变，吸收热量较多，故而提高了冷凝换热效率，同时提高系统的可靠性。相对单一风冷或单一水蒸发冷方式的冷凝系统的能耗更低。另外，由于两个换热系统共用一个风道，降低了风能的损耗，且结构紧凑，有利于冷却装置的小型化发展。

附图说明

图1为本发明的实施方式提供的空调的结构原理框图。

图2为图1的空调的冷却装置的组装图。

图3为图2所示的冷却装置部分分解图。

图4为图2所示的冷却装置的部分分解图的另一视角图。

图5为控制器的功能模组图。

主要元件符号说明

空调	300
		冷却装置	100
蒸发装置	200
		蒸发器	201
第一换热系统	101
		第二换热系统	102
第一换热子系统	30
		第二换热子系统	50
控制器	103
		壳体	10
底壁	11
		侧壁	13
第一侧壁	133
		第二侧壁	137
出风口	138
		进风口	139
隔板	14
		冷却腔	130
容置腔	170
		收集部	35
压缩机	20
		水冷冷凝器	37
第一冷凝单元	371
		第二冷凝单元	373
支撑架	51
		蒸发媒介结构	53
抽水泵	55
		喷淋结构	57
连接管道	59
		风冷冷凝器	1011
控制模组	1031
		感测模组	1035

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

需要说明的是，在本发明中，当一个组件被认为是与另一个组件“相连”时，它可以是与另一个组件直接相连，也可以是通过居中组件与另一个组件间接相连。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。

请参阅图1，图1为本发明的实施方式提供的空调300的结构原理示意图。空调300包括冷却装置100及与冷却装置100连通的蒸发装置200。蒸发装置200具有与冷却装置100连通的蒸发器201。冷却装置100用于使高温的冷媒（图未示）与空气或其他水进行热交换实现降温冷却。蒸发装置200用于使经冷却装置100冷却后的冷媒在蒸发器201中通过蒸发吸收环境热量，实现其所处环境降温。冷媒在蒸发器201中吸热蒸发后再回到冷却装置100，从而完成制冷过程中的冷媒循环。当然，空调300还包括其它常用结构，如节流阀组件等，为节省篇幅，在此不做赘述。

本实施例中，冷却装置100用作设置在室外的空调室外机。冷却装置100包括壳体10（如图2所示）、压缩机20、收容于所述壳体10内的第一换热系统101、与第一换热系统101连通的第二换热系统102，以及风机40。从蒸发装置200流出的冷媒经压缩机20压缩后于第一换热系统101进行热交换后，再流经第二换热系统102进行第二次热交换，并流回至蒸发装置200，如此进行循环制冷。第一换热系统101具有与第二换热系统102不同的换热模式，其中，第二换热系统102的热交换率高于第一换热系统101的热交换率。具体地，第一换热系统101及第二换热系统102具有不同的换热方式，如第一换热系统101的换热方式为风冷方式，第二换热系统102的换热方式为水蒸发方式，第二换热系统102包括第一换热子系统30及与第一换热子系统30连通的第二换热子系统50。第一换热子系统30用于实现空调300的冷媒与水之间的热交换。

请结合参阅图3及图4，壳体10包括相对设置的底壁11、顶壁12，及位于底壁11及顶壁12之间的侧壁13。所述侧壁13包括相对设置的第一侧壁133与第二侧壁137。第一侧壁133与第二侧壁137其中一者上设置有出风口138，另一者上设置进风口139，出风口138上设置风机40，从而在壳体10内形成一个单向且垂直贯穿第一侧壁133与第二侧壁137的散热风道。风机40用于将空气从进风口139吸入，至出风口138排出。于其他实施例中，风机40可以设于进风口139，以将空气从进风口139送入壳体10，空气经过蒸发媒介结构53至出风口138排出。

进一步，壳体10中还包括一隔板14，隔板14将壳体10隔成冷却腔130与容置腔170。出风口138、进风口139设置于冷却腔130的侧壁上，进而使散热风道设置于冷却腔130。本实施方式中，进风口139与出风口138相对设置；出风口138的数量为两个，从上至下排列。本实施方式中，风机40的数目为两个，分别装设于两个出风口138上。

压缩机20容置于容置腔170内，其与蒸发装置200的蒸发器201连通。

第一换热系统101包括与压缩机20连通的风冷冷凝器1011，以使经压缩机20压缩后的冷媒与空气进行第一次热交换。风冷冷凝器1011设置于散热风道中。本实施方式中，风冷冷凝器1011为翅片式风冷冷凝器。

第二换热系统102与第一换热系统101相通，并共用散热风道。

第一换热子系统30包括收集部35及水冷冷凝器37。收集部35设于壳体10的下方并位于冷却腔130的底部，用于收集水。收集部35为一敞开式结构，其采用上端部分或整体敞开方式。水冷冷凝器37收容于收集部35内，且于使用时淹没于水。水冷冷凝器37与压缩机20连通，以使来自压缩机20的高温冷媒与收集部35的水进行第二次热交换。

本实施方式中，水冷冷凝器37为由一金属制成的换热管弯折绕设而成的多层结构。水冷冷凝器37包括相互连通的第一冷凝单元371及第二冷凝单元373。第一冷凝单元371及第二冷凝单元373大致呈螺旋管状。于其他实施例中，水冷冷凝器37还可以为绕弯的换热管及与其相连的散热翅片构成，水冷冷凝器37可以为螺旋管之外的其它形状，如S形管。于其他实施中，冷凝单元的数量可以为一个，或者两个以上。

第二换热子系统50包括支撑架51、蒸发媒介结构53、抽水泵55及喷淋结构57。第二换热子系统50用于实现对水的散热，从而降低水的温度。

支撑架51收容于冷却腔130内，并架设于收集部35上，用于支撑蒸发媒介结构53使得蒸发媒介结构53整体位于收集部35的上方并且其底部高于收集部35的水表面，使蒸发媒介结构53与空气充分接触，以达到高效蒸发的目的。

蒸发媒介结构53设置于冷却腔130內并邻近进风口139设置，其由支撑架51支撑。蒸发媒介结构53位于所述散热风道内并位于第一定位部516及进风口139之间。蒸发媒介结构53为一具多孔的结构。本实施方式中，蒸发媒介结构53为湿帘，其具蜂窝多孔结构的特点；蒸发媒介结构53的数量为一个。可以理解，蒸发媒介结构53可以由纸浆或其它纤维、陶瓷、不锈钢、聚氯乙烯（Polyvinyl chloride，PVC)等材料构成。例如，陶瓷材料制成的蒸发媒介结构，其上具很多微小孔，以增大水与空气的接触面积；不锈钢材料制成的蒸发媒介结构，利用不锈钢丝绕设成具有多孔或类似蜂窝的结构。本实施方式中，蒸发媒介结构53朝向风机40的侧面与风机40之间的距离大于第一侧壁133与第二侧壁137间距离之五分之一。

本实施例中，风冷冷凝器1011与蒸发媒介结构53并列设置于进风口139与出风口138之间，风冷冷凝器1011位于蒸发媒介结构53与出风口138之间。风冷冷凝器1011亦可以位于支撑架51上。

抽水泵55设置于收集部35内，抽水泵55与收集部35及喷淋结构57通过连接管道59连通，以将收集部35内的水抽送至喷淋结构57。由于收集部35采用敞开式设计，收集部35与冷却腔130内大气压强相同，水通过自身的重力流下，再经过抽水泵55抽水至收集部35的上方，形成水的循环运行，因此，抽水泵55对扬程的要求可以降低，功率也可以降低，从而降低成本，提高能效。本实施例采用抽水泵55的功率范围为5~60W；扬程范围在10m以下，抽水泵55扬程的优选范围为1.5m~6m。

喷淋结构57设置于冷却腔130内，并位于蒸发媒介结构53的上方，用于向蒸发媒介结构53提供水以使蒸发媒介结构53被水淋湿，进而使水与空气有较大的接触面积。

如图5所示，冷却装置100还包括控制器103，控制器103用于控制冷却装置的工作模式。控制器103包括控制模组1031及感测模组1035。控制模组1031用以控制第一换热系统101及第二换热系统102的工作。控制模组1031与感测模组1035、压缩机20、抽水泵55及两个风机40电性相接。感测模组1035设于收集部35内，用以感测收集部35内水的液位。当感测模组1035感测到收集部35内水达到或高于某一水的液位预设值时，控制模组1031控制风机40处于第一工作模式，在所述第一工作模式下，冷却装置100处于节能状态，风机40具有第一功率，风冷冷凝器1011具有第一风量。具体地，控制模组1031控制其中一个风机40工作，另一个风机40停止。当感测模组1035感测到收集部35内水的液位低于某一预设值时，控制模组1031控制风机40处于第二工作模式，在所述第二模式下，冷却装置100处于强风状态，冷却装置100具有第二功率，该第二功率高于第一功率。具体地，控制模组1031控制两个风机40同时工作。此时，风冷冷凝器1011具有第二风量，该第二风量高于第一风量。所述风机40的数量可为两个以上，当所述冷却装置100处于所述第一模式时，所述控制模组1031能够控制其中至少一个风机40停止工作；当所述冷却装置100处于所述第二模式时，所述控制模组1031能够控制其中至少两个风机40处于工作状态。在其他实施例中，尤其是在仅有一个风机40的情况下，可采用可调速的风机。通过控制模组1031对单一风机40的风速进行调节以达成冷却装置100具有多个工作模式，如当感测模组1035感测到水的液位低于预设值时，通过控制模组1031增大风机40的风速，以吸入更多风量。

组装时，将支撑架51放入壳体10的冷却腔130内，将水冷冷凝器37放入收集部35内，将蒸发媒介结构53及风冷冷凝器1011并列设置于支撑架51上，将喷淋结构57装设于冷却腔130内并与抽水泵55相通，将压缩机20与抽水泵55设置于容置腔170内，将水冷冷凝器37与压缩机20及风冷冷凝器1011连通，将风冷冷凝器1011与蒸发装置200的蒸发器201连通。

使用时，将水引入收集部35内，水淹没水冷冷凝器37。在制冷过程中，压缩机20压缩冷媒后输送至风冷冷凝器1011，冷媒流经风冷冷凝器1011时与空气进行第一次热交换，冷媒流入水冷冷凝器37与收集部35的水进行第二次热交换，抽水泵55工作进而将收集部35中的水抽取至喷淋结构57，喷淋结构57使水由上向下喷淋至蒸发媒介结构53，在风机40的作用下，空气从进风口139吸入至出风口138，喷淋水和流动的空气通过蒸发媒介结构53进行热交换，实现对水的降温。经过冷却后的冷媒输送至蒸发装置200的蒸发器201，冷媒在蒸发器201中吸热蒸发后再回到压缩机20，从而完成制冷过程中的冷媒循环。在该冷媒循环的过程中，冷媒在蒸发器201中通过蒸发而吸收环境热量，从而达到降温的效果。

本发明提供的冷却装置100及具该冷却装置100的空调300，第一换热系统101通过空气对流经风冷冷凝器1011的冷媒进行一次冷却，第二换热系统102包括第一换热子系统30与第二换热子系统50，第一换热子系统30通过水对流经水冷冷凝器37的冷媒进行二次冷却，收集部35为敞开式结构，其利用水自身重力从第二换热子系统50流入第一换热子系统，第二换热系统通过喷淋结构喷淋蒸发媒介结构对水进行蒸发散热进而对水进行降温，提高了冷凝换热效率，同时提高系统的可靠性。另外，由于两个换热系统共用一个风道，降低了风能的损耗，且结构紧凑，有利于冷却装置100的小型化发展。更甚者，冷却装置100具控制工作模式的控制器103，其根据感测水的液位自动控制工作模式，保证整体系统可靠性的同时，方便了使用。

可以理解，冷却装置100不仅限用于空调300，其也可以应用于其它生活、工业冷却领域，如制冰机、CNC设备冷却等等。

可以理解，可以省略支撑架51，直接于冷却腔130的内侧壁上设置支撑部件，如具一定宽度的凸条，以支撑蒸发媒介结构53及风冷冷凝器1011。

可以理解，风冷冷凝器1011可以邻近进风口139设置，蒸发媒介结构53位于风冷冷凝器1011与风机40之间。

可以理解，可以省略壳体10可以不设隔绝的冷却腔130及容置腔170。壳体10不限定为六面体，壳体10大致为半圆柱体状，进风口139的数目可为两个或两个以上，蒸发媒介结构53的数目对应为两个或两个以上，每一个进风口139的对应设置一个蒸发媒介结构53。

可以理解，风冷冷凝器1011与设有出风口138的侧壁或设有进风口139的侧壁大致平行。

以上实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照以上实施方式对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或等同替换都不应脱离本发明技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种冷却装置，包括壳体及风机，所述壳体具有连通的进风口及出风口，所述进风口及所述出风口间形成散热风道，所述风机设于所述出风口或进风口，其特征在于：所述冷却装置还包括压缩机、收容于所述壳体内的第一换热系统及与所述第一换热系统连通的第二换热系统，所述第一换热系统的换热方式为风冷方式，第二换热系统的换热方式为水蒸发方式，所述第一换热系统包括与所述压缩机连通的风冷冷凝器，所述第二换热系统包括第一换热子系统及与所述第一换热子系统连通的第二换热子系统，所述第一换热子系统包括收集部及水冷冷凝器，所述收集部位于所述壳体的底部用于容纳水，所述收集部为敞开式的结构，所述水冷冷凝器与所述风冷冷凝器连通，所述水冷冷凝器于使用时淹没于所述收集部所盛水；所述第二换热子系统包括蒸发媒介结构及喷淋结构，所述蒸发媒介结构与所述风冷冷凝器位于所述散热风道内，所述喷淋结构设置于所述壳体，用于向所述蒸发媒介结构提供所述水以淋湿所述蒸发媒介结构，来自所述压缩机的冷媒经所述风冷冷凝器时能够通过空气进行一次冷却，流入所述水冷冷凝器时能够通过水蒸发进行二次冷却。

2.如权利要求1所述的冷却装置，其特征在于：所述风冷冷凝器与所述蒸发媒介结构并列设置于所述散热风道。

3.如权利要求2所述的冷却装置，其特征在于：所述壳体包括相对设置的底壁、顶壁及侧壁，所述侧壁位于所述底壁及所述顶壁之间，所述出风口设于所述壳体的侧壁上。

4.如权利要求3所述的冷却装置，其特征在于：所述侧壁包括相对设置的第一侧壁与第二侧壁，所述第一侧壁与所述第二侧壁其中一者上设置有所述出风口，另一者上设置所述进风口，从而使所述散热风道在所述壳体内呈单向且垂直贯穿所述第一侧壁与所述第二侧壁。

5.如权利要求1所述的冷却装置，其特征在于：所述冷却装置还包括控制器，所述控制器包括控制模组及感测模组，所述控制模组与所述感测模组、所述压缩机及所述风机电性相接，所述感测模组设于所述收集部用以感测所述收集部内的所述水的液位。

6.如权利要求5所述的冷却装置，其特征在于：当所述感测模组感测到所述收集部内所述水达到或高于某一水的液位预设值时，所述控制模组控制所述风机处于第一工作模式，在所述第一工作模式下，所述冷却装置处于节能状态，所述风机具有第一功率，所述风冷冷凝器具有第一风量；当所述感测模组感测到所述收集部内所述水的液位低于某一预设值时，所述控制模组控制所述风机处于第二工作模式，在所述第二模式下，所述冷却装置处于强风状态，所述冷却装置具有第二功率，所述第二功率高于所述第一功率。

7.如权利要求6所述的冷却装置，其特征在于：所述风机的数量为若干个，当所述冷却装置处于所述第一模式时，所述控制模组能够控制其中至少一个风机停止工作；当所述冷却装置处于所述第二模式时，所述控制模组能够控制其中至少两个风机处于工作状态。

8.如权利要求5所述的冷却装置，其特征在于：当所述感测模组感测到所述水低于某一水的液位预设值时，所述控制模组增大所述风机的风速；当所述感测模组感测到所述收集部内的水高于某一水的液位预设值时，所述控制模组减小所述风机的风速。

9.如权利要求1所述的冷却装置，其特征在于：所述第二换热子系统还包括抽水泵，所述抽水泵与所述收集部及所述喷淋结构通过连接管道连通，以将所述收集部内的水抽送至所述喷淋结构进行循环利用，所述抽水泵的功率范围为5~60W，所述抽水泵的扬程范围在10m以下。

10.一种空调，其包括冷却装置及与冷却装置连通的蒸发装置，所述蒸发装置具蒸发器，所述冷却装置包括壳体及风机，所述壳体具有连通的进风口及出风口，所述进风口及所述出风口间形成散热风道，所述风机设于所述出风口或进风口，其特征在于：所述冷却装置还包括压缩机、收容于所述壳体内的第一换热系统及与所述第一换热系统连通的第二换热系统，所述第一换热系统的换热方式为风冷方式，第二换热系统的换热方式为水蒸发方式，所述第一换热系统包括与所述压缩机连通的风冷冷凝器，所述第二换热系统包括第一换热子系统及与所述第一换热子系统连通的第二换热子系统，所述第一换热子系统包括收集部及水冷冷凝器，所述收集部位于所述壳体的底部用于容纳水，所述收集部为敞开式的结构，所述水冷冷凝器与所述风冷冷凝器连通，所述水冷冷凝器于使用时淹没于所述收集部所盛水；所述第二换热子系统包括蒸发媒介结构及喷淋结构，所述蒸发媒介结构与所述风冷冷凝器位于所述散热风道内，所述喷淋结构设置于所述壳体，用于向所述蒸发媒介结构提供所述水以淋湿所述蒸发媒介结构，来自所述压缩机的冷媒经所述风冷冷凝器时能够通过空气进行一次冷却，流入所述水冷冷凝器时能够通过水蒸发进行二次冷却。