CN108286783A - 余热回收装置、空调制热组件和空调系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种余热回收装置、空调制热组件和空调系统。所述余热回收装置包括蓄热箱。所述蓄热箱贴合于所述压缩机外壳以吸收所述压缩机产生的热量。当所述空调系统制热时，所述压缩机输出的冷媒经所述蓄热箱进一步吸收热量。余热回收装置用于回收空调系统中压缩机工作产生的热量，并在空调制热模式时将热量传递给冷媒，提高了冷媒的温度，提高了空调的工作效率。

Description

余热回收装置、空调制热组件和空调系统

技术领域

本发明涉及家电领域，特别是涉及一种余热回收装置、空调制热组件和空调系统。

背景技术

传统技术中，空调器都具有制冷和制热功能，但随着国家对家电产品能效要求越来越高，怎样充分提高产品能效成为行业都在研究的问题。空调器在制冷和制热时，压缩机运转都会自身发热，生产较多的热量。压缩机产生的热排到环境中，造成了热量的浪费，从而使得空调器的效率降低。

发明内容

基于此，有必要针对压缩机产生的热量浪费的问题，提供一种能够回收压缩产生的热量并用于制热的余热回收装置。

一种余热回收装置，用于回收空调系统中压缩机产生的热量，包括蓄热箱，所述蓄热箱贴合于所述压缩机外壳以吸收所述压缩机产生的热量，当所述空调系统制热时，所述压缩机输出的冷媒流经所述蓄热箱。

在一个实施例中，所述余热回收装置进一步包括导热片，所述导热片夹设于所述蓄热箱和所述压缩机之间，所述导热片的两个相对表面分别与所述蓄热箱和所述压缩机贴合，所述导热片用于将所述压缩机产生的热量传递给所述蓄热箱。

在一个实施例中，所述蓄热箱中设置有余热回收管，制热状态时，所述压缩机输出的所述冷媒先经所述余热回收管后，再进行空调系统循环。

在一个实施例中，所述余热回收管在所述蓄热箱中蛇形排列。

在一个实施例中，所述蓄热箱内还设置有用于将所述蓄热箱的热量传递给所述余热回收管的导热材料。

在一个实施例中，所述导热材料为矿物油液体，所述余热回收管浸没于所述矿物油液体。

一种空调制热组件，包括依次串联形成回路的第一换热器、节流装置、第二换热器和压缩机还包括所述余热回收装置，所述余热回收装置串联于所述压缩机和所述第一换热器之间。

一种空调系统，包括所述的空调制热组件，还包括三通电磁阀和四通电磁换向阀；

所述余热回收装置具有余热回收装置入口和余热回收装置出口；

所述三通电磁阀的入口与所述压缩机的出口连接，所述三通电磁阀的第一出口和所述余热回收装置出口通过所述四通电磁换向阀依次连接所述第一换热器、所述节流装置、所述第二换热器和所述压缩机的入口，所述三通电磁阀的第二出口与所述余热回收装置入口连接。

在一个实施例中，所述空调系统还包括第一单向阀，所述第一单向阀串联于所述三通电磁阀和所述四通电磁换向阀之间。

在一个实施例中，所述空调系统还包括第二单向阀，所述第二单向阀串联于所述余热回收装置出口和所述四通电磁换向阀之间。

本发明提供的余热回收装置用于回收空调系统中压缩机工作产生的热量，并在空调制热模式时将热量传递给冷媒，提高了所述冷媒的温度，提高了空调的工作效率。

附图说明

图1为本发明一个实施例提供的移动空调的立体结构示意图；

图2为本发明一个实施例提供的余热回收装置的俯视图；

图3为本发明一个实施例提供的余热回收装置的主视图；

图4为本发明一个实施例提供的余热回收装置的侧视图；

图5为本发明一个实施例提供的空调系统制热模式的冷媒流向图；

图6为本发明一个实施例提供的空调系统制冷模式的冷媒流向图。

附图标记说明

10、余热回收装置，110、余热回收装置入口，120、余热回收装置出口，20、空调系统，210、蓄热箱，220、导热片，230、余热回收管，30、空调制热组件，310、压缩机，320、第一换热器，330、节流装置，340、第二换热器，400、三通电磁阀，500、四通电磁换向阀，600、第一单向阀，700、第二单向阀。

具体实施方式

为了使本发明的发明目的、技术方案及技术效果更加清楚明白，以下结合附图对本发明的具体实施例进行描述。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参见图1-3，本发明一个实施例提供一种余热回收装置10。所述余热回收装置10用于回收空调系统20中压缩机310在工作时向外界散发的热量。所述余热回收装置10包括贴合于所述压缩机310外壳以吸收所述压缩机310产生的热量的蓄热箱210。当所述空调系统20制热时，所述压缩机310输出的冷媒流经所述蓄热箱210。

所述压缩机310在工作过程中会将电能转化为活塞的运动的机械能。所述活塞压缩所述冷媒使所述冷媒变为高温高压的气态冷媒。所述气态冷媒可以通过热传导、热辐射、热对流的方式将热量传递给所述压缩机310的外壳。所述活塞工作过程中摩擦产生的热量也传递给所述压缩机310的外壳。所述压缩机310在工作过程中，所述压缩机310的外壳会向周围环境散发大量的热量从而造成热量的浪费。在外界温度较低时，这种浪费更为严重。这都严重降低了空调的工作效率。本发明所述的余热回收装置10能够吸收所述压缩机310向外界散发的热量。所述热量能够在所述空调系统20的制热模式中得到利用。所述余热回收装置10与所述压缩机310之间的热交换形式不限。所述余热回收装置10可以通过热辐射、热传导、热对流的形式吸收所述压缩机310产生的热量。所述余热回收装置10可以与所述压缩机310贴合，也可以在未接触的情况下间接吸收所述压缩机310产生的热量。所述余热回收装置10可以由具有良好导热性能的材料制成。

所述余热回收装置10用于回收、储存所述压缩机310在工作中产生向外界散发的热量。所述余热回收装置10在所述空调系统20制热时将热量传递给流经所述余热回收装置10的冷媒。所述冷媒在经过所述压缩机310的压缩后变为高温高压的气态冷媒。所述空调系统20制热时，所述高温高压的气态冷媒从所述压缩机310输出后进入所述余热回收装置10中，从而进一步吸收所述余热回收装置10回收的热量。所述高温高压的气态冷媒吸热后通过空调的循环系统将更多的热量释放到室内，提高了所述空调系统20的制热效率。因此，所述余热回收装置10提高了所述空调系统20的工作效率。所述空调系统20在制冷的时候，冷媒不经过所述余热回收装置10，因此不会进一步提高所述冷媒的温度，不会影响所述空调系统20的制冷效果。

在一个实施例中，所述余热回收装置10还包括蓄热箱210。所述蓄热箱210用于储存回收所述压缩机310的热量。所述蓄热箱210紧密贴合于所述压缩机310的外壳。所述蓄热箱210与所述压缩机310的外壳接触使所述蓄热箱210与所述压缩机310之间可以通过热传导的方式进行传热。所述蓄热箱210的形状与所述压缩机310的形状对应。所述形状对应指的是所述蓄热箱210与所述压缩机310具有能够相互贴合的形状结构并且具有较大的贴合面积。具体地，所述蓄热箱210的形状可以根据所述压缩机310的形状设计，以所述蓄热箱210的一面尽量包裹贴合于所述压缩机310发热的外表面部位为准。在一个实施例中，所述压缩机310的外形为圆柱体。所述蓄热箱210的形状为大致的U型。所述蓄热箱210的U型的凹位恰好能完全贴合于所述压缩机310的外表面。所述蓄热箱210的上述形状结构提高了热传导的效率。所述空调系统20在制热时，从所述压缩机310输出的气态冷媒再次从蓄热箱210吸收从所述压缩机310回收的热量，增加了所述的气态冷媒自身携带的热量并能在室内释放更多的热量。本发明所述的余热回收装置10提高了空调的工作效率。

在一个实施例中，所述余热回收装置10还包括导热片220。所述导热片220夹设于所述蓄热箱210和所述压缩机310之间。所述导热片220的两个相对表面分别与所述蓄热箱210和所述压缩机310贴合。所述导热片220用于将所述压缩机310产生的热量传递给所述蓄热箱210。

所述导热片220可以为具有良好导热性能的柔性材料。由于空气的热阻较大，所述柔性材料能够弥补所述压缩机310外壳和所述蓄热箱210外壳刚性接触产生的缝隙。所述柔性材料能够提高所述压缩机310传递给所述蓄热箱210的传热效率。优选地，所述导热片220可以为导热硅胶片。所述导热硅胶片是以硅胶为基材，添加金属氧化物等各种辅材，通过特殊工艺合成的一种导热介质材料。所述导热硅胶片能够填充缝隙，完成发热部位与散热部位间的热传递。所述导热硅胶片还起到绝缘、减震、密封等作用，能够满足设备小型化及超薄化的设计要求。所述导热硅胶片是一种极佳的导热填充材料。在一个实施例中，所述导热硅胶片包裹所述压缩机310侧面的面积约为所述压缩机310外壳的侧面总面积的二分之一。所述导热硅胶片的厚度约为3毫米。将所述导热硅胶片夹设于所述蓄热箱210和压缩机310，并使所述导热硅胶片的两侧分别与所述蓄热箱210和所述压缩机310贴合，进一步提高了热传导的效率。

请参见图4，在一个实施例中，所述蓄热箱210中设置有余热回收管230。制热状态时，所述压缩机310输出的所述冷媒先经所述余热回收管230后，再进行空调系统20循环。

所述余热回收管230用于承接从所述压缩机310输出的高温高压的气态冷媒。所述余热回收管230通过所述蓄热箱210吸收所述压缩机310向外界释放的热量。所述高温高压的气态冷媒在所述余热回收管230中吸收从所述压缩机310回收的热量后，再从所述余热回收管230输送到所述空调系统20中的换热器。通过所述换热器将热量散发到室内，达到取暖的目的。所述余热回收管230的一端与所述压缩机310输出所述气态冷媒的出口相接。所述余热回收管230的另一端与所述换热器相接。所述余热回收管230可以由热的良导体制成。制作所述余热回收管230的材料可以为碳素钢、低合金钢、不锈钢、铜、铜镍合金、铝合金、钛等。所述余热回收管230的形式可以为翅片管、螺纹管、螺旋槽管等。所述余热回收管230的厚度可以根据从所述压缩机310输出的所述气态冷媒的压力设计。所述余热回收管230可以通过媒介吸收从所述蓄热箱210中传递的热量，也可以直接从所述蓄热箱210吸收热量。所述余热回收管230将吸收的热量传递给从所述余热回收管230流过的所述冷媒。

在一个实施例中，所述余热回收管230在所述蓄热箱210中蛇形排列。蛇形管制作简单，能够增加传热面积。在一个实施例中，所述余热回收管230共上下绕制8排管。所述蛇形排列的结构使得所述冷媒在所述余热回收管230中流动的时间变长，利于热量充分交换。所述蛇形排列的结构提高了所述余热回收管230的传热效率，从而提高了所述空调系统20的工作效率。

在一个实施例中，所述蓄热箱210内还设置有用于将所述蓄热箱210的热量传递给所述余热回收管230的导热材料。所述导热材料用于将所述蓄热箱210的外壳的热量传递给所述余热回收管230。所述导热材料可以设置于所述蓄热箱210的内壁和所述余热回收管230的外壁之间。所述导热材料与所述蓄热箱210的内壁和所述余热回收管230的外壁可以直接接触以提高传热效率。

在一个实施例中，所述导热材料为矿物油液体，所述余热回收管230浸没于所述矿物油液体。所述矿物油液体是热的良导体。所述矿物油液体能够在零度下使用，从而在低温情况下不降低导热效率。所述矿物油液体能够与所述蓄热箱210的内壁和所述余热回收管230的外壁充分接触，从而提高传热效率。

本发明一个实施例提供一种空调制热组件30。所述空调制热组件30包括依次串联形成回路的第一换热器320、节流装置330、第二换热器340和压缩机310。所述空调制热组件30还包括所述余热回收装置10。所述余热回收装置10串联于所述压缩机310和所述第一换热器320之间。

所述空调制热组件30能够在所述空调系统20的制热模式中使用。其中所述压缩机310是所述空调系统20的重要组成部分。所述第一换热器320和所述第二换热器340是一种在不同温度的两种或两种以上流体间实现物料之间热量传递的设备，通常是使热量由温度较高的流体传递给温度较低的流体。所述节流装置330用于给所述冷媒降温减压。在所述空调制热组件30中，所述压缩机310、所述余热回收装置10、所述第一换热器320、所述节流装置330、所述第二换热器340依次串联形成回路。所述冷媒在所述空调制热组件30中循环。

所述空调制热组件30在工作时，液态冷媒在所述压缩机310中变为高温高压的气态冷媒。所述余热回收装置10能够回收所述压缩机310在工作中向外界散发的热量。热量通过所述压缩机310的外壳、所述导热片220、所述蓄热箱210的外壳、所述导热材料传递给所述余热回收管230。所述高温高压的气态冷媒进入所述余热回收管230吸收从所述压缩机310回收的热量。所述高温高压的气态冷媒进入所述第一换热器320冷凝放热变为液态冷媒。所述高温高压的气态冷媒释放的热量进入室内提高了室内的温度，达到制热的目的。所述液态冷媒经过所述节流装置330进一步降低温度和压力。所述液态冷媒进入所述第二换热器340吸热变为气态冷媒。所述气态冷媒再次回到所述压缩机310中被压缩为所述高温高压的气态冷媒，如此循环往复给室内供热。由于在制热过程中所述空调制热组件30利用了从所述压缩机310回收的热量，提高了工作效率。

请参见图5-6，本发明一个实施例还提供一种空调系统20。所述空调系统20包括所述的空调制热组件30。所述空调系统20还包括三通电磁阀400和四通电磁换向阀500。所述余热回收装置10具有余热回收装置入口110和余热回收装置出口120。所述三通电磁阀400的入口与所述压缩机310的出口连接。所述三通电磁阀的第一出口和所述余热回收装置出口120通过所述四通电磁换向阀500依次连接所述第一换热器320、所述节流装置330、所述第二换热器340和所述压缩机310的入口。所述三通电磁阀400的第二出口与所述余热回收装置入口110连接。

所述空调系统20具有制冷模式和制热模式。通过所述三通电磁阀400和所述四通电磁换向阀500能够切换所述制热模式和所述制冷模式。在所述制热模式中，所述空调系统20能够利用从所述压缩机310回收的热量制热以提高所述空调系统20的工作效率。在所述制冷模式中，所述空调系统20循环过程中不会通过所述余热回收装置10回收所述压缩机310向外界散发的热量。不会影响所述空调系统20的制冷效果。

所述空调系统20开启所述制热模式时，通过控制器控制所述压缩机310运行。所述三通电磁阀400和所述四通电磁换向阀500通电。所述冷媒在所述压缩机310中被压缩为高温高压的气态冷媒。所述高温高压的气态冷媒经过所述三通电磁阀400的入口进入所述三通电磁阀400，然后从所述三通电磁阀400的第二出口流出后流入所述余热回收装置入口110。所述高温高压的气态冷媒在所述余热回收装置10中进一步吸热后，进入所述第一换热器320。所述高温高压的气态冷媒在所述第一换热器320中冷凝向室内放热变为液态冷媒。所述液态冷媒从所述第一换热器320流出后经过所述节流装置330降压后，进入所述第二换热器340。所述液态冷媒在所述第二换热器340中蒸发吸热变为气态冷媒。所述气态冷媒从所述第二换热器340流出后从所述压缩机入口311回收进所述压缩机310从而再次循环。

所述空调系统20在制热的循环回路中设置有所述余热回收装置10。所述冷媒在流经所述余热回收装置10后能够吸收从所述压缩机311回收的热量。所述冷媒进入所述第一换热器320后冷凝能够释放更多的热量来提高室内温度。因此所述空调系统20的所述制热模式提高了空调的工作效率。

所述空调系统20开启所述制冷模式时，通过控制器控制所述压缩机310运行。所述三通电磁阀400和所述四通电磁换向阀500断电。所述冷媒在所述压缩机310中被压缩为高温高压的气态冷媒。所述高温高压的气态冷媒经过所述三通电磁阀400的入口进入所述三通电磁阀400，然后从所述三通电磁阀400的第一出口流出后流入所述四通电磁换向阀500。随后所述高温高压的气态流入所述第二换热器340后冷凝向室外放热变为液态冷媒。所述液态冷媒从所述第第二换热器320流出后经过所述节流装置330降压后，进入所述第一换热器340。所述液态冷媒在所述第一换热器340中蒸发吸收室内的热量后变为气态冷媒。所述气态冷媒从所述第一换热器340流出后从所述压缩机的入口回收进所述压缩机310从而再次循环。所述冷媒在所述空调系统20的制冷循环中不经过所述余热回收装置10，不会影响所述空调系统20的制冷效果。

所述空调系统20在制热过程中利用了从所述压缩机310回收的热量，提高了所述空调系统20的工作效率。在所述空调的制冷过程中没有利用所述压缩机310回收的热量，从而不影响所述空调系统20的制冷效果。

在一个实施例中，所述空调系统20还包括第一单向阀600，所述第一单向阀600串联于所述三通电磁阀400和所述四通电磁换向阀500之间。所述第一单向阀600使所述冷媒只能从所述第一单向阀的入口流入，从所述第一单向阀的出口流出。所述第一单向阀600避免了所述冷媒从第一单向阀的出口流向所述第一单向阀的入口进而流回到所述三通电磁阀400，造成所述冷媒的浪费和对所述空调系统20的损坏。

在一个实施例中，所述空调系统20还包括第二单向阀700，所述第二单向阀串联于所述余热回收装置出口120和所述四通电磁换向阀500之间。所述第二单向阀700使所述冷媒只能从所述第二单向阀的入口流入，从所述第二单向阀的出口流出。所述第二单向阀700避免了所述冷媒从第二单向阀的出口流向所述第二单向阀的入口进而流回所述余热回收装置10，造成所述冷媒的浪费和对所述空调系统20的损坏。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种余热回收装置，用于回收空调系统(20)中压缩机(310)产生的热量，其特征在于，包括蓄热箱(210)，所述蓄热箱(210)贴合于所述压缩机(310)外壳以吸收所述压缩机(310)产生的热量，当所述空调系统(20)制热时，所述压缩机(310)输出的冷媒流经所述蓄热箱(210)。

2.如权利要求1所述的余热回收装置，其特征在于，进一步包括导热片(220)，所述导热片(220)夹设于所述蓄热箱(210)和所述压缩机(310)之间，所述导热片(220)的两个相对表面分别与所述蓄热箱(210)和所述压缩机(310)贴合，所述导热片(220)用于将所述压缩机(310)产生的热量传递给所述蓄热箱(210)。

3.如权利要求1所述的余热回收装置，其特征在于，所述蓄热箱(210)中设置有余热回收管(230)，制热状态时，所述压缩机(310)输出的所述冷媒先经所述余热回收管(230)后，再进行空调系统(20)循环。

4.如权利要求3所述的余热回收装置，其特征在于，所述余热回收管(230)在所述蓄热箱(210)中蛇形排列。

5.如权利要求3所述的余热回收装置，其特征在于，所述蓄热箱(210)内还设置有用于将所述蓄热箱(210)的热量传递给所述余热回收管(230)的导热材料。

6.如权利要求5所述的余热回收装置，其特征在于，所述导热材料为矿物油液体，所述余热回收管(230)浸没于所述矿物油液体。

7.一种空调制热组件，包括依次串联形成回路的第一换热器(320)、节流装置(330)、第二换热器(340)和压缩机(310)，其特征在于，包括权利1-6任一所述的余热回收装置(10)，所述余热回收装置(10)串联于所述压缩机(310)和所述第一换热器(320)之间。

8.一种空调系统，其特征在于，包括权利要求7所述的空调制热组件(30)，还包括三通电磁阀(400)和四通电磁换向阀(500)；

所述余热回收装置(10)具有余热回收装置入口(110)和余热回收装置出口(120)；

所述三通电磁阀(400)的入口与所述压缩机(310)的出口连接，所述三通电磁阀(400)的第一出口和所述余热回收装置出口(120)通过所述四通电磁换向阀(500)依次连接所述第一换热器(320)、所述节流装置(330)、所述第二换热器(340)和所述压缩机(310)的入口，所述三通电磁阀(400)的第二出口与所述余热回收装置入口(110)连接。

9.如权利要求8所述的空调系统，其特征在于，还包括第一单向阀(600)，所述第一单向阀(600)串联于所述三通电磁阀(400)和所述四通电磁换向阀(500)之间。

10.如权利要求9所述的空调系统，其特征在于，还包括第二单向阀(700)，所述第二单向阀(700)串联于所述余热回收装置出口(120)和所述四通电磁换向阀(500)之间。