CN107024037B - 室内换热装置和空调器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种室内换热装置和空调器。该室内换热装置包括室内换热器(1)和设置于室内换热器(1)底部的冷凝水收集器，室内换热器(1)的换热管为小管径换热管，室内换热器(1)的高压端连接有高压管(2)，低压端连接有低压管(3)，低压管(3)的预冷段(4)设置在冷凝水收集器中，并由冷凝水收集器中的冷凝水对预冷段(4)内的冷媒进行预冷。根据本发明的室内换热装置，能够减少冷凝水的输送距离，提高冷凝水的利用效率，减少输送能量损失。

Description

室内换热装置和空调器

技术领域

本发明涉及空调技术领域，具体而言，涉及一种室内换热装置和空调器。

背景技术

空调器在运行制冷时，室内换热器处于吸热蒸发状态，换热器表面温度较低，当室内的热空气与室内换热器的表面接触时，会发生冷热交汇，空气里面的水汽容易受到换热器表面低温的影响而发生冷凝，进而在换热器的表面产生冷凝水，为了防止冷凝水在使用过程中发生滴落现象，对用户的居住环境造成污染，一般会在换热器的底部设置接水盘，用来收集滴落的冷凝水，当冷凝水收集到一定量之后，就会通过特定的排水管排出室外，保证室内环境制冷时的清洁。

由于冷凝水的温度较低，因此为了避免浪费，这一部分冷凝水往往也会用来对室外换热器进行降温，从而提高室外换热器的冷凝效果，同时提高冷凝水的利用效率，提高空调器的能源利用效率。

然而，由于冷凝水产生于室内，因此在将冷凝水输送至室外时，需要专门的冷凝水输送管道，并且需要将冷凝水输送至室外换热器的上部，从而便于利用冷凝水对室外换热器进行降温。在这个过程中，由于冷凝水的输送距离较远，特别是室外环境较热，因此冷凝水在输送过程中的能量损失较大，导致冷凝水的冷量被大部分浪费，能够利用到的冷凝水冷量始终是一小部分，降低了冷凝水的利用效率。

发明内容

本发明的目的是提出一种室内换热装置和空调器，能够减少冷凝水的输送距离，提高冷凝水的利用效率，减少输送能量损失。

根据本发明的一个方面，提供了一种室内换热装置，包括室内换热器和设置于室内换热器底部的冷凝水收集器，室内换热器的换热管为小管径换热管，室内换热器的高压端连接有高压管，低压端连接有低压管，低压管的预冷段设置在冷凝水收集器中，并由冷凝水收集器中的冷凝水对预冷段内的冷媒进行预冷。

优选地，冷凝水收集器包括接水盘和储液器，接水盘设置在室内换热器底部，储液器设置在接水盘下方，接水盘的出水口连接至储液器的进水口，低压管的预冷段设置在储液器内。

优选地，预冷段为盘管，盘管平铺在储液器的底部。

优选地，盘管与储液器的底部之间具有间隙，间隙的高度大于盘管高度的1/2。

优选地，盘管包括多个串联的U型管，至少一个U型管的靠近室内换热器的端部与盘管的末端出口之间设置有旁通管，旁通管与该U型管之间设置有第一控制阀，盘管的靠近室内换热器的末端U型管上设置有第二控制阀。

优选地，储液器的底部设置有第一排水孔，第一排水孔处设置有第一排水管，第一排水管处设置有截止阀。

优选地，第一排水管上还连接有第二排水管，第二排水管的第一端伸入储液器内，且第二排水管伸入储液器内的管口高度高于盘管的高度，第二排水管的第二端连接至第一排水管的排水端，截止阀位于第二排水管的第二端与第一排水孔之间的第一排水管上。

优选地，截止阀为电控阀。

优选地，小管径换热管的管径为5mm。

根据本发明的实施例，空调器包括室内换热装置，该室内换热装置为上述的室内换热装置。

本发明的室内换热装置，包括室内换热器和设置于室内换热器底部的冷凝水收集器，室内换热器的换热管为小管径换热管，室内换热器的高压端连接有高压管，低压端连接有低压管，低压管的预冷段设置在冷凝水收集器中，并由冷凝水收集器中的冷凝水对预冷段内的冷媒进行预冷。由于室内换热器的换热管采用小管径换热管，而小管径换热器可以利用自身的管径对冷媒流动进行节流降压，因此可以在制冷过程中，使得进口冷媒的温度高于出口冷媒的温度，这就使得利用冷凝水对室内换热器的进口端低压管内的冷媒进行降温以提高换热效率提供了实现依据，由于低压管的预冷段设置在冷凝水收集器中，并浸泡在其中收集的冷凝水中，而冷凝水的温度是介于室内换热器的进口冷媒与出口冷媒的温度之间的，因此可以对进入室内换热器的低压管内的冷媒进行预冷，降低进入室内换热器的换热管内的冷媒温度，加大室内换热器的冷媒与室内空气温度之间的温差，提高换热效率，提高制冷效果，提高冷凝水的利用效率。同时，由于冷凝水直接在室内得到利用，不用输送至室外，因此能够减少冷凝水的输送距离，提高冷凝水的利用效率，减少输送过程中的能量损失。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明实施例的室内换热装置的结构示意图；

图2是本发明实施例的室内换热装置的低压管预冷段的结构示意图。

附图标记说明：1、室内换热器；2、高压管；3、低压管；4、预冷段；5、接水盘；6、储液器；7、U型管；8、第一控制阀；9、第二控制阀；10、第一排水孔；11、第一排水管；12、截止阀；13、第二排水管；14、旁通管。

具体实施方式

以下描述和附图充分地示出本发明的具体实施方案，以使本领域的技术人员能够实践它们。其他实施方案可以包括结构的、逻辑的、电气的、过程的以及其他的改变。实施例仅代表可能的变化。除非明确要求，否则单独的部件和功能是可选的，并且操作的顺序可以变化。一些实施方案的部分和特征可以被包括在或替换其他实施方案的部分和特征。本发明的实施方案的范围包括权利要求书的整个范围，以及权利要求书的所有可获得的等同物。在本文中，各实施方案可以被单独地或总地用术语“发明”来表示，这仅仅是为了方便，并且如果事实上公开了超过一个的发明，不是要自动地限制该应用的范围为任何单个发明或发明构思。本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用于将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法或者设备中还存在另外的相同要素。本文中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的方法、产品等而言，由于其与实施例公开的方法部分相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

本发明中的小管径换热器是指换热管的管径小于或等于5mm的换热器。

由于室内换热器不管是在制热工况还是制冷工况，换热管其中一端的冷媒压力始终是大于另一端的冷媒压力的，因此本发明中以压力较高的一端为高压端，该端所连接的冷媒管为高压管，压力较低的一端为低压端，该端所连接的冷媒管为低压管。

发明人在实践中发现，对于室内换热器而言，当采用小管径换热器时，制冷过程中换热效果达到最佳时，进口冷媒温度约23℃，出口冷媒约9℃，产生的冷凝水温度室内换热器之前与冷凝水换热，降低冷媒进口温度，从而达到冷量回收的目的，同时提高室内换热器的换热效率。以此为依据，

结合参见图1和图2所示，根据本发明的实施例，室内换热装置包括室内换热器1和设置于室内换热器1底部的冷凝水收集器，室内换热器1的换热管为小管径换热管，室内换热器1的高压端连接有高压管2，低压端连接有低压管3，低压管3的预冷段4设置在冷凝水收集器中，并由冷凝水收集器中的冷凝水对预冷段4内的冷媒进行预冷。

由于室内换热器1的换热管采用小管径换热管，而小管径换热器可以利用自身的管径对冷媒流动进行节流降压，同时可以增加换热管的总长，加大冷媒的换热流程，因此可以在制冷过程中，使得进口冷媒的温度高于出口冷媒的温度，这就使得利用冷凝水对室内换热器1的进口端低压管3内的冷媒进行降温以提高换热效率提供了实现依据，由于低压管3的预冷段设置在冷凝水收集器中，并浸泡在其中收集的冷凝水中，而冷凝水的温度是介于室内换热器1的进口冷媒与出口冷媒的温度之间的，因此可以对进入室内换热器1的低压管3内的冷媒进行预冷，降低进入室内换热器1的换热管内的冷媒温度，加大室内换热器1的冷媒与室内空气温度之间的温差，提高换热效率，提高制冷效果，提高冷凝水的利用效率。同时，由于冷凝水直接在室内得到利用，不用输送至室外，因此能够减少冷凝水的输送距离，提高冷凝水的利用效率，减少输送过程中的能量损失。在本实施例中，小管径换热管的管径为5mm。

冷凝水收集器包括接水盘5和储液器6，接水盘5设置在室内换热器1底部，储液器6设置在接水盘5下方，接水盘5的出水口连接至储液器6的进水口，低压管3的预冷段4设置在储液器6内。一般来讲，接水盘5的上侧开口，且接水盘5的厚度会受到设置空间的影响，因此厚度有限，如果直接将预冷段4设置在接水盘5内进行预冷，可能会导致接水盘5内的冷凝水量不足以对预冷段4内的冷媒形成有效预冷，降低了预冷的效果。而通过在接水盘5的下方设置储液器6，就可以将冷凝水引出接水盘5，使得预冷段在储液器6内进行预冷。由于储液器6与接水盘5之间是分开设置的，因此可以将储液器6设置在合适的位置，使其形状不受周围环境的影响，能够具有足够的空间容纳足够的冷凝水，实现对预冷段4的有效预冷。

储液器6与接水盘5之间通过接管连接，该接管可以分别与接水盘5的出水口和储液器6的进水口螺接，也可以直接与接水盘5的出水口和储液器6的进水口焊接在一起，或者是通过其他的方式例如套接等固定连接在一起。为了保证接水盘5内的冷凝水能够方便地流入到储液器6内，接水盘5的底面可以设置为从接水盘5的出水口向四周的高度递增，从而使得冷凝水可以更加方便快速地汇流至接水盘5的出水口，提高冷凝水的汇流效率。

当然，也可以直接将接水盘5作为冷凝水收集器来使用，也能够简化冷凝水收集器的结构，降低冷凝水收集器的生产成本。对于冷凝水收集器的类型选择，可以根据接水盘5的设置结构而定，如果接水盘5本身的结构可以满足预冷段4的预冷要求，则可以不设置储液器6，如果不能满足预冷段4的预冷要求，则需要设置储液器6。

优选地，预冷段4为盘管，盘管平铺在储液器6的底部。将预冷段4设置为盘管，可以增加预冷段4在储液器6内的预冷长度，提高冷凝水与预冷段4内的冷媒的换热效果。将盘管平铺在储液器6的底部，可以降低对冷凝水量的要求，即使较少的冷凝水，由于盘管平铺设置在储液器6的底部，也可以保证预冷段4与冷凝水之间能够充分接触，实现冷凝水对冷媒的有效预冷。

优选地，盘管与储液器6的底部之间具有间隙，间隙的高度大于盘管高度的1/2，可以保证盘管与储液器6的底部之间具有足够的距离，可以容纳足量的冷凝水，保证盘管底部的冷媒也能够与冷凝水之间实现充分换热，避免出现盘管底部与储液器6的底部距离过近而导致对盘管下部的冷媒换热不足的问题，保证盘管内流过的冷媒均能够得到有效的预冷换热。一般而言，盘管的截面为圆形，盘管高度为盘管的直径。

在本实施例中，盘管包括多个串联的U型管7，至少一个U型管7的靠近室内换热器1的端部与盘管的末端出口之间设置有旁通管14，旁通管14与该U型管7之间设置有第一控制阀8，盘管的靠近室内换热器1的末端U型管7上设置有第二控制阀9。通过设置多个串联的U型管7，然后在至少一个U型管7的出口端设置旁通管14，并在该旁通管14上设置第一控制阀8，就可以通过调节第一控制阀8以及第二控制阀9的开度来调节预冷段4的有效管程，从而根据出口冷媒的温度选择合适的管程，避免出现室内换热器1的出口冷媒温度过低的现象，提高冷媒温度调节的灵活性，提高室内换热器装置的结构灵活性，进而提高空调系统的工作能效。在本实施例中，当处于制冷工况时，多个U型管7的出口端均设置有第一控制阀8，当确定所需的管程之后，就可以根据管程打开该管程的U型管7所对应的第一控制阀8，关闭其他的第一控制阀8以及第二控制阀9，使得冷凝水能够提供合适的换热量，保证冷媒在从室内换热器1流出时具有适宜的回气温度。

在本实施例中，储液器6的底部设置有第一排水孔10，第一排水孔10处设置有第一排水管11，第一排水管11处设置有截止阀12。当储液器6内的冷凝水过多或者是空调系统处于制热工况时，就可以打开截止阀12，使得冷凝水可以从第一排水管11排出，避免冷凝水过多而溢出储液器6，或者是避免制热工况时对冷媒的制热造成不利影响。

优选地，第一排水管11上还连接有第二排水管13，第二排水管13的第一端伸入储液器6内，且第二排水管13伸入储液器6内的管口高度高于盘管的高度，第二排水管13的第二端连接至第一排水管11的排水端，截止阀12位于第二排水管13的第二端与第一排水孔10之间的第一排水管11上。该第二排水管13的管口高度高于盘管高度，能够保证冷凝水的高度足以覆盖整个盘管，使得冷凝水能够对整个盘管内的冷媒进行有效换热，提高换热效率，避免出现换热不均的问题。为了更进一步地保证换热的有效性，第二排水管13的管口高度高出盘管高度的距离大于盘管高度的1/2。设置第二排水管13，可以在空调系统处于制冷工况下，无需完全排出冷凝水时，使得冷凝水到达第二排水管13的管口高度后，自动经第二排水管13然后从第一排水管11排出，可以有效避免冷凝水在储液器6内的高度过高而发生溢出现象。由于截止阀12位于第二排水管13的第二端与第一排水孔10之间的第一排水管11上，因此冷凝水从第二排水管13流出至第一排水管11后，不会受到截止阀12的状态的影响，可以直接从第一排水管11排出。

第二排水管13的第二端也可以直接伸出储液器6，并与第一排水管11相互独立设置，从而通过第二排水管13自身实现对储液器6内的水位的自动控制。

该截止阀12例如为电控阀，能够实现截止阀12的电动控制，可以在检测水位到达预测高度时或者是空调系统处于制热工况时自动打开截止阀12，实现冷凝水排出。

冷凝水的回收冷量值可以通过如下公式获得：

μ＝V*f；

M＝ρ*μ；

Q＝Cp*M*(T1-T2)。

其中T1为冷媒与冷凝水换热前温度；T2为冷媒与冷凝水换热后温度；V为压缩机排量；f为压缩机频率；ρ为排气口冷媒密度，可查表获得；Cp为排气口冷媒状态的定压比容，可查表获得；μ为冷媒循环量；M为冷媒循环质量流量；Q为得到回收的冷量值。

根据本发明的实施例，空调器包括室内换热装置，该室内换热装置为上述的室内换热装置。

应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的流程及结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (9)

1.一种室内换热装置，其特征在于，包括室内换热器(1)和设置于所述室内换热器(1)底部的冷凝水收集器，所述室内换热器(1)的换热管为小管径换热管，所述室内换热器(1)的高压端连接有高压管(2)，低压端连接有低压管(3)，所述低压管(3)的预冷段(4)设置在所述冷凝水收集器中，并由所述冷凝水收集器中的冷凝水对所述预冷段(4)内的冷媒进行预冷；

其中，所述冷凝水收集器包括接水盘(5)和储液器(6)，所述接水盘(5)设置在所述室内换热器(1)底部，所述储液器(6)设置在所述接水盘(5)下方，所述接水盘(5)的出水口连接至所述储液器(6)的进水口，所述低压管(3)的预冷段(4)设置在所述储液器(6)内。

2.根据权利要求1所述的室内换热装置，其特征在于，所述预冷段(4)为盘管，所述盘管平铺在所述储液器(6)的底部。

3.根据权利要求2所述的室内换热装置，其特征在于，所述盘管与所述储液器(6)的底部之间具有间隙，所述间隙的高度大于所述盘管高度的1/2。

4.根据权利要求2所述的室内换热装置，其特征在于，盘管包括多个串联的U型管(7)，至少一个U型管(7)的靠近所述室内换热器(1)的端部与盘管的末端出口之间设置有旁通管(14)，所述旁通管(14)与该所述U型管(7)之间设置有第一控制阀(8)，盘管的靠近所述室内换热器(1)的末端U型管(7)上设置有第二控制阀(9)。

5.根据权利要求2所述的室内换热装置，其特征在于，所述储液器(6)的底部设置有第一排水孔(10)，所述第一排水孔(10)处设置有第一排水管(11)，所述第一排水管(11)处设置有截止阀(12)。

6.根据权利要求5所述的室内换热装置，其特征在于，所述第一排水管(11)上还连接有第二排水管(13)，所述第二排水管(13)的第一端伸入所述储液器(6)内，且所述第二排水管(13)伸入所述储液器(6)内的管口高度高于盘管的高度，所述第二排水管(13)的第二端连接至所述第一排水管(11)的排水端，所述截止阀(12)位于所述第二排水管(13)的第二端与所述第一排水孔(10)之间的所述第一排水管(11)上。

7.根据权利要求5所述的室内换热装置，其特征在于，所述截止阀(12)为电控阀。

8.根据权利要求1所述的室内换热装置，其特征在于，所述小管径换热管的管径为5mm。

9.一种空调器，包括室内换热装置，其特征在于，所述室内换热装置为权利要求1至8中任一项所述的室内换热装置。

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