CN106931685A - 空调换热器及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种空调换热器及其控制方法，所述空调换热器包括气管、液管以及连接设置于所述气管与液管之间且相互连通的换热管。所述换热管沿气流方向依次设置为至少两排，且所述换热管包括朝向进风侧的前排换热管及朝向出风侧的后排管热管，所述气管具有连接至后排换热管的气相输入管以及连接至前排换热管的气相输出管；所述液管具有连接至后排换热管的液相输入管以及连接至前排换热管的液相输出管。采用该空调换热器及其控制方法，空调制冷或制热运行时，气流与换热管均为逆流式换热，提高空调换热器的换热效率。

Description

空调换热器及其控制方法
技术领域
本发明涉及换热装置技术领域，尤其涉及一种空调换热器及其控制方法。
背景技术
如图1所示，现有家用空调制冷运行时，低温低压的冷媒自液管1流入换热管2后再经由气管3流出，完成与气流的逆流换热，换热效果较好。但是上述空调换热器转换为制热运行时，如图2所示，高温高压的冷媒自气管3流入换热管2再经由液管1流出，完成与气流的顺流换热。其中，为保证空调制冷运行效果，而使得空调换热器制热运行的效率降低，制热量减少。中国专利CN202371828 U公开一种逆流换热装置，通过保证水和制冷剂的逆流换热，增加空调的换热效果，提高空调的换热效率，但上述技术方案引入水换热器进行间接换热，其结构难以应用于现有家用空调换热器。
鉴于此，有必要提供一种新的空调换热器及其控制方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种空调换热器及其控制方法，使得空调制冷或制热运行时，气流与换热管均为逆流换热，提高空调换热器的换热效率。
为实现上述发明目的，本发明提供了一种空调换热器，包括气管、液管以及连接设置于所述气管与液管之间且相互连通的换热管。所述换热管沿气流方向依次设置为至少两排，且所述换热管包括朝向进风侧的前排换热管及朝向出风侧的后排管热管，所述气管具有连接至后排换热管的气相输入管以及连接至前排换热管的气相输出管；所述液管具有连接至后排换热管的液相输入管以及连接至前排换热管的液相输出管。
作为本发明的进一步改进，所述前排换热管包括若干沿垂直于气流的方向排布的前排子换热管，所述后排换热管包括若干沿垂直于气流的方向排布的后排子换热管；所述气相输入管具有若干分别连通至某一后排子换热管的气相输入支管，所述气相输出管具有若干分别连通至某一前排子换热管的气相输出支管；所述液相输入管具有若干分别连通至某一后排子换热管的液相输入支管，所述液相输出管具有若干分别连通至某一前排子换热管的液相输出支管。
作为本发明的进一步改进，所述前排子换热管与后排子换热管两两相互对应并连通。
作为本发明的进一步改进，所述气管包括若干呈并联设置的支气管，每一所述支气管连通至某一气相输入支管及对应于该气相输入支管的气相输出支管；所述液管包括若干呈并联设置的支液管，每一所述支液管连通至某一液相输入支管及对应于该液相输入支管的液相输出支管。
作为本发明的进一步改进，每一所述气相输入支管与气相输出支管分别设有第一单向阀与第二单向阀；每一所述液相输入支管与液相输出支管分别设有第三单向阀与第四单向阀。
作为本发明的进一步改进，所述气管包括并联设置的第一气管与第二气管，若干所述气相输入支管均连通至所述第一气管，若干所述气相输出支管均连通至所述第二气管；所述液管包括并联设置的第一液管与第二液管，若干所述液相输入支管均连通至所述第一液管，若干所述液相输出支管均连通至所述第二液管。
作为本发明的进一步改进，所述第一气管与第二气管上分别设有单向阀；所述第一液管与第二液管亦分别设有单向阀。
作为本发明的进一步改进，所述后排子换热管设有连接所述气相输入支管的气相输入端以及连接所述液相输入支管的液相输入端，所述气相输入端与液相输入端设置为同一端口；所述前排子换热管设有连接所述气相输出支管的气相输出端以及连接所述液相输出支管的液相输出端，所述气相输出端与液相输出端亦设置为同一端口。
本发明还提供了一种上述空调换热器的控制方法，包括：
空调制冷运行时，保持液相输入管及气相输出管开启，并控制关闭液相输出管及气相输入管，冷媒自所述液相输入管进入后排换热管后再经由前排换热管及气相输出管流出；
空调制热运行时，保持气相输入管及液相输出管开启，并控制关闭气相输出管及液相输入管，冷媒自所述气相输入管进入后排换热管后再经由前排换热管及液相输出管流出。
本发明的有益效果是：采用本发明空调换热器及控制方法，冷媒先后流经后排换热管与前排换热管，气流先后与前排换热管与后排换热管进行热交换，通过上述逆流式换热使得空调制热运行时的换热效率有效提高。
附图说明
图1是现有空调换热器制冷运行时冷媒流向示意图；
图2是现有空调换热器制热运行时冷媒流向示意图；
图3是本发明空调换热器制冷运行时冷媒流向示意图；
图4是本发明空调换热器制热运行时冷媒流向示意图；
图5是图4中空调换热器相对应的一组前排换热管与后排换热管以及相应的气管与液管连接示意图。
具体实施方式
以下将结合附图所示的实施方式对本发明进行详细描述。但该实施方式并不限制本发明，本领域的普通技术人员根据该实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本发明的保护范围内。
请参阅图3至图5为本发明一较佳实施例。所述空调换热器100包括液管1、气管3以及连接设置于所述气管1与液管3之间且相互连通的换热管2。所述换热管2沿气流方向依次设置为至少两排，且所述换热管2包括朝向进风侧的前排换热管21及朝向出风侧的后排管热管22。所述液管1具有连接至后排换热管22的液相输入管以及连接至前排换热管21的液相输出管；所述气管3具有连接至后排换热管22的气相输入管以及连接至前排换热管21的气相输出管。
所述前排换热管21包括若干沿垂直于气流的方向排布的前排子换热管211，所述后排换热管22包括若干沿垂直于气流的方向排布的后排子换热管221。所述前排子换热管211与后排子换热管221均沿垂直于气流方向呈“S”型弯折延伸，并且所述前排子换热管211与后排子换热管221两两相互对应并连通。所述换热管2还具有若干用以连接相互对应的后排子换热管221与前排子换热管211的连接管23。
在本实施例中，所述液管1还包括若干呈并联设置的支液管11，所述液相输入管具有若干分别连通至某一后排子换热管221的液相输入支管12，所述液相输出管具有若干分别连通至某一前排子换热管211的液相输出支管13。每一所述支液管11连通至某一液相输入支管12及液相输出支管13，连通至同一支液管11的液相输入支管12与液相输出支管13分别连接至相互对应的一组后排子换热管221与前排子换热管211。
同样地，所述气管3包括若干呈并联设置的支气管31，所述气相输入管具有若干分别连通至某一后排子换热管221的气相输入支管32，所述气相输出管具有若干分别连通至某一前排子换热管211的气相输出支管33。 每一所述支气管31连通至某一气相输入支管32及气相输出支管33，连通至同一支气管31的气相输入支管32与气相输出支管33分别连接至相互对应的一组后排子换热管221与前排子换热管211。
所述后排子换热管221设有连接所述气相输入支管32的气相输入端以及连接所述液相输入支管12的液相输入端，所述气相输入端与液相输入端设置为同一端口；所述前排子换热管211设有连接所述气相输出支管33的气相输出端以及连接所述液相输出支管13的液相输出端，所述气相输出端与液相输出端亦设置为同一端口。
每一所述气相输入支管32与气相输出支管33分别设有第一单向阀41与第二单向阀42；每一所述液相输入支管12与液相输出支管13分别设有第三单向阀43与第四单向阀44。当然，上述第一单向阀41、第二单向阀42、第三单向阀43与第四单向阀44均可采用其它控制阀以控制相应管路的开启或关闭。
在本发明的另一实施例中（未图示），所述液管1包括并联设置的第一液管与第二液管，若干所述液相输入支管12均连通至所述第一液管，若干所述液相输出支管13均连通至所述第二液管，所述第一液管与第二液管上分别设有单向阀。所述气管3包括并联设置的第一气管与第二气管，若干所述气相输入支管32均连通至所述第一气管，若干所述气相输出支管33均连通至所述第二气管，所述第一气管与第二气管上亦分别设置有单向阀。
本发明还提供了一种上述空调换热器100的控制方法，包括：
空调制冷运行时，保持液相输入管及气相输出管开启，并控制关闭液相输出管及气相输入管，即使得第二单向阀42及第第三单向阀43开启，第一单向阀41及第第四单向阀44关闭，冷媒自所述液相输入管进入后排换热管22后再经由前排换热管21及气相输出管流出；
空调制热运行时，保持气相输入管及液相输出管开启，并控制关闭气相输出管及液相输入管，即使得第一单向阀41及第第四单向阀44开启，第二单向阀42及第第三单向阀43关闭，冷媒自所述气相输入管进入后排换热管22后再经由前排换热管21及液相输出管流出。
所述空调换热器100在制热运行时，同样采取逆流式换热，较之顺流式换热的对数平均温差更大，有效提高换热效率。我们还能够通过下述具体换算得出上述结论：空调器在制热运行时，液管1温度设定为40℃，气管3温度设定为70℃，空调制热运行时环境温度为20℃，空调换热后出风温度为35℃。参照对数平均温差计算公式△Tm=（△T1-△T2）/㏑（△T1/△T2），其中，
顺流式换热时△T1=T1-t1，△T2=T2-t2，△Tm=19.5℃；
逆流式换热时△T1= T1-t2，△T2=T2-t1，△Tm=26.8℃。
可明显看出，采用逆流式换热比采用顺流式换热的对数平均温差显著提升，进而使得换热效率得到有效改善。
综上所述，采用本发明空调换热器100及控制方法，无论空调进行制冷还是制热，冷媒首先进入后排换热管22再经前排换热管21流出，气流先后与前排换热管21与后排换热管22进行热交换，通过上述逆流式换热使得空调制热运行时的换热效率有效提高。
应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种空调换热器，包括气管、液管以及连接设置于所述气管与液管之间且相互连通的换热管，其特征在于：所述换热管沿气流方向依次设置为至少两排，且所述换热管包括朝向进风侧的前排换热管及朝向出风侧的后排管热管，所述气管具有连接至后排换热管的气相输入管以及连接至前排换热管的气相输出管；所述液管具有连接至后排换热管的液相输入管以及连接至前排换热管的液相输出管。
2.根据权利要求1所述的空调换热器，其特征在于：所述前排换热管包括若干沿垂直于气流的方向排布的前排子换热管，所述后排换热管包括若干沿垂直于气流的方向排布的后排子换热管；所述气相输入管具有若干分别连通至某一后排子换热管的气相输入支管，所述气相输出管具有若干分别连通至某一前排子换热管的气相输出支管；所述液相输入管具有若干分别连通至某一后排子换热管的液相输入支管，所述液相输出管具有若干分别连通至某一前排子换热管的液相输出支管。
3.根据权利要求2所述的空调换热器，其特征在于：所述前排子换热管与后排子换热管两两相互对应并连通。
4.根据权利要求3所述的空调换热器，其特征在于：所述气管包括若干呈并联设置的支气管，每一所述支气管连通至某一气相输入支管及对应于该气相输入支管的气相输出支管；所述液管包括若干呈并联设置的支液管，每一所述支液管连通至某一液相输入支管及对应于该液相输入支管的液相输出支管。
5.根据权利要求4所述的空调换热器，其特征在于：每一所述气相输入支管与气相输出支管分别设有第一单向阀与第二单向阀；每一所述液相输入支管与液相输出支管分别设有第三单向阀与第四单向阀。
6.根据权利要求2所述的空调换热器，其特征在于：所述气管包括并联设置的第一气管与第二气管，若干所述气相输入支管均连通至所述第一气管，若干所述气相输出支管均连通至所述第二气管；所述液管包括并联设置的第一液管与第二液管，若干所述液相输入支管均连通至所述第一液管，若干所述液相输出支管均连通至所述第二液管。
7.根据权利要求6所述的空调换热器，其特征在于：所述第一气管与第二气管上分别设有单向阀；所述第一液管与第二液管亦分别设有单向阀。
8.根据权利要求2所述的空调换热器，其特征在于：所述后排子换热管设有连接所述气相输入支管的气相输入端以及连接所述液相输入支管的液相输入端，所述气相输入端与液相输入端设置为同一端口；所述前排子换热管设有连接所述气相输出支管的气相输出端以及连接所述液相输出支管的液相输出端，所述气相输出端与液相输出端亦设置为同一端口。
9.一种如权利要求1-8任一项所述空调换热器的控制方法，其特征在于：
空调制冷运行时，保持液相输入管及气相输出管开启，并控制关闭液相输出管及气相输入管，冷媒自所述液相输入管进入后排换热管后再经由前排换热管及气相输出管流出；
空调制热运行时，保持气相输入管及液相输出管开启，并控制关闭气相输出管及液相输入管，冷媒自所述气相输入管进入后排换热管后再经由前排换热管及液相输出管流出。
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