CN1093244C - 空调装置 - Google Patents

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Abstract

一种空调装置，能够克服采用不同沸点的混合制冷剂时制冷供暖性能降低的问题，并能提高传热性能。在室内热交换器的同一翼片上的供混合制冷剂流过的多个配管中，第一通路在进行制冷循环时使制冷剂由送风机的下风侧朝上风侧流动，形成对向流动；第二通路使制冷剂由上风侧朝下风侧流动，形成了近于平行的流动，由于下风侧比上风侧的配管数多，能更有效地进行传热；第三通路使制冷剂先由上风侧朝下风侧流动，然后再次由上风侧朝下风侧流动，有一半成为对向流动，提高了传热性能。

Description

空调装置
本发明涉及的是冷暖两用空调装置，它具有采用不同沸点的混合制冷剂、在空气和制冷剂之间进行热交换的热泵式制冷循环系统。
近年来，根据制止对臭氧层的破坏，防止气温暖化这一全球性环境保护的观点，人们在致力于寻求替代制冷剂，以便取代传统空调装置中作为制冷剂使用的R22。尽管提供了循环温度和压力与R22相似的各种替代制冷剂，但它们大多数是具有不同沸点的混合制冷剂，这种制冷剂的缺点是在气液相变化时温度梯度大、传热性能低。
更具体地说，在进行制冷循环时，处于二相状态的蒸发器一侧的制冷剂的入口温度低、出口温度高，冷凝器一侧的制冷剂的入口温度高、出口温度低，因此在利用空气作为热源时，制冷剂和空气之间的有效温差变小，制冷剂和空气之间的传热性能低于采用单一制冷剂在处于二相状态时的传热性能，因而降低了以热泵方式运转时的供热制冷性能。
为了提高具有不同沸点的混合制冷剂和空气之间的热交换性能，已有技术中提出了使制冷剂的流动方向与空气的流动方向彼此对向的所谓″劳伦兹循环″方案。例如，日本特许公开特开平1-139960号公报提供了一种冷暖两用空调装置，它采用了两种类型的四通阀，用于切换制冷剂的流动方向，使得无论是在进行制冷还是在供暖时，制冷剂都和空气彼此对向流动。
由于上述特许公开所提供的空调装置是采用两种类型的四通阀来切换制冷剂的流动方向，使得在进行制冷或供暖时，制冷剂都和空气彼此对向流动，因此存在成本高制冷循环复杂的缺点。
本发明的目的是克服采用具有不同沸点的混合制冷剂所存在的供热制冷性能低的缺点，提供一种空调装置，使室内热交换器在制冷和供暖时的传热性能得到提高，从而提高空调装置的制冷和供暖性能。
为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：在采用具有不同沸点的混合制冷剂、利用空气作为热源进行热泵式制冷循环的空调装置中，在室内热交换器的同一翼片上设置供混合制冷剂流通的多列配管，在进行制冷循环时，让制冷剂由室内送风机的下风侧朝着其上风侧的方向流动。
此外，在本发明的采用具有不同沸点的混合制冷剂、利用空气作为热源进行热泵式制冷循环的空调装置中，在室内热交换器的同一翼片上设置供混合制冷剂流通的多个通路和多列配管，在进行制冷循环时，上述通路至少由下述三种类型中的两种组合而成：让制冷剂由室内送风机的下风侧朝着其上风侧的方向流动的通路；让制冷剂由室内送风机的上风侧朝下风侧流动的通路；让制冷剂先由室内送风机的上风侧朝下风侧流动，然后再次由上风侧朝下风侧流动的通路。
本发明的空调装置所采用的具有供混合制冷剂流过的多个通路和多列配管的室内热交换器形成″ㄑ″字型的弯曲形状，室内送风机配置在该弯曲形状的内侧。
在本发明的空调装置中，上述室内热交换器的″ㄑ″字型弯曲部分的上侧翼片部分的制冷剂流路由两个通路组成。其下侧翼片部分的制冷剂流路由一个通路组成。
在本发明的空调装置的上述使得制冷剂由室内送风机的下风侧朝上风侧方向流动的通路中，位于上风侧的配管数目多于位于下风侧的配管数目；在使得制冷剂由上风侧朝下风侧方向流动的通路中，位于下风侧的配管数目多于位于上风侧的配管数目。
在本发明的采用具有不同沸点的混合制冷剂、利用空气作为热源进行热泵式制冷循环的空调装置中，在室内热交换器的同一翼片上设置供混合制冷剂流通的多个通路和多列配管，在进行制冷循环时，上述通路至少由下述三种类型中的两种组合而成：让制冷剂由室内送风机的下风侧朝着其上风侧的方向流动的通路；让制冷剂由室内送风机的上风侧朝下风侧流动的通路；让制冷剂先由室内送风机的上风侧朝下风侧流动，然后再由下风侧朝上风侧流动、并使制冷剂的流入和流出从同一方向上进行的通路。
在本发明的采用具有不同沸点的混合制冷剂、利用空气作为热源进行热泵式制冷循环的空调装置中，在室内热交换器的同一翼片上设置供混合制冷剂流通的多个配管，在进行制冷循环时，制冷剂由室内送风机的下风侧朝着其上风侧的方向流动。
在本发明的采用具有不同沸点的混合制冷剂、利用空气作为热源进行热泵式制冷循环的空调装置中，在室内热交换器的同一翼片上设置供混合制冷剂流通的多个通路和多列配管，进行制冷循环时，上述通路至少由下述三种类型中的两种组合而成：让制冷剂由室内送风机的下风侧朝着其上风侧的方向流动的通路；让制冷剂由室内送风机的上风侧朝下风侧流动的通路；让制冷剂先由室内送风机的上风侧朝下风侧流动，然后再次由上风侧朝下风侧流动的通路。
本发明的空调装置所采用的具有供混合制冷剂流过的多个配管的室内热交换器形成″ㄑ″字型的弯曲形状，室内送风机配置在该弯曲形状的内侧。
在本发明的空调装置中，室内热交换器的上述″ㄑ″字型弯曲部分的上侧翼片部分的制冷剂流路由两个通路组成，其下侧翼片部分的制冷剂流路由一个通路组成。
在本发明的空调装置的上述使得制冷剂由室内送风机的下风侧朝上风侧方向流动的通路中，位于上风侧的配管的数目多于位于下风侧的配管数目；在使得制冷剂由上风侧朝下风侧方向流动的通路中，位于下风侧的配管数目多于位于上风侧的配管数目。
在本发明的采用具有不同沸点的混合制冷剂、利用空气作为热源进行热泵式制冷循环的空调装置中，在室内热交换器的同一翼片上设置供混合制冷剂流通的多个通路和多列配管，上述通路至少由下述三种类型中的两种组合而成：即在制冷循环时让制冷剂由室内送风机的下风侧朝着其上风侧的方向流动的通路；让制冷剂由室内送风机的上风侧朝下风侧流动的通路；让制冷剂先由室内送风机的上风侧朝下风侧流动，然后再由下风侧朝上风侧流动、并使制冷剂的流入和流出从同一方向上进行通路。
以下结合附图对本发明的实施例进行详细的说明。
附图1显示了本发明空调装置的一种实施例的制冷循环；
附图2显示了附图1所示空调装置的室内热交换器的具体结构以及与室内热交换器和室内送风机的相对位置关系；
附图3是莫里尔曲线图，用于显示具有不同沸点的混合制冷剂在产生气液相变化时的温度梯度；
附图4显示了本发明另一种实施例的空调装置采用的室内热交换器的具体结构以及室内送风机与室内热交换器的相对位置关系。
附图1显示了本发明空调装置的一种实施例的制冷循环，该空调装置采用具有不同沸点的混合制冷剂，空调装置包括室内机10和室外机100，室内机10由室内热交换器3、室内送风机7等主要部件构成；室外机由压缩机1、四通阀2、节流部件5、室外热交换器4、室外送风机6等主要部件构成。
当采用具有上述结构的空调装置进行供暖操作时，由压缩机1送出的高温高压制冷剂气体沿着附图1中虚线箭头所示的方向，通过四通阀2送到室内热交换器3，在制冷剂通过室内热交换器3时采用室内送风机7使之和室内空气进行热交换，在热交换过程中向室内放出热量，冷凝为高压液体。被冷凝液化的制冷剂由节流部件5进行节流，被减压成为低温低压的二相流体，送入室外热交换器4，采用室外送风机6使之和室外空气进行热交换，在这一热交换过程中吸收室外空气的热量，使制冷剂气化，完成蒸发过程。将被加热的低压制冷剂气体再次送入压缩机1，成为高温高压的制冷剂气体送出，这样就完成了供暖操作的一个循环。
在进行制冷操作时，由压缩机1送出的高温高压的制冷剂蒸汽沿着附图1中实线箭头所示的方向，通过四通阀2流入室外热交换器4，室外送风机6采用室外空气使制冷剂放热冷却，从而使之冷凝。此后，被冷凝的高压制冷剂液体通过节流部件5进行节流减压，成为低温低压，送入室内热交换器3。当制冷剂通过室内热交换器3时，采用室内送风机7使之和室内空气进行热交换，在这一热交换过程中吸收室内空气的热量，使制冷剂气化，从而进行制冷。气化后的低压制冷剂通过四通阀2被吸入压缩机1，再次成为高温高压的制冷剂蒸汽送出，这样就完成了制冷操作的一个循环。
附图2显示了附图1中所示空调装置采用的室内热交换器3的具体结构以及室内热交换器3和室内送风机7的相对位置关系。如附图2所示，使室内热交换器3的一片翼片的中间部位产生弯曲，使之成为″ㄑ″字型，形成上侧翼片部分31和下侧翼片部分32。在上侧翼片部分31中设置的配管形成了供制冷剂流过的第一通路33和第二通路34；在下侧翼片部分32中设置的配管形成了供制冷剂流过的第三通路35。
在附图2中，由室内送风机7形成的空气气流沿着箭头41所示的方向由室内热交换器3的左侧向其右侧流动，从而形成了附图2中所示的上风侧和下风侧。在附图2中，粗实线箭头表示制冷剂在进行制冷时的流动方向。供暖时，制冷剂的流动方向与制冷时的流动方向相反。
在附图2中，流过上侧翼片部分31的第一通路33的配管的制冷剂先是在下风侧流动，然后又由下风侧朝上风侧流动，在这一通路中，位于上风侧的配管数目多于位于下风侧的配管数目，同时位于上风侧和下风侧各个配管的位置不应相互重叠。
流过上侧翼片部分31中的第二通路34的制冷剂先是在上风侧流动，然后由上风侧朝下风侧流动，在这一通路中，位于下风侧的配管数目多于上风侧的配管数目，同时位于上风侧和下风侧各个配管的位置不应相互重叠。
流过下侧翼片部分32中的第三通路35的制冷剂一开始是在上风侧流动，然后在下风侧流动，随后再次返回上风侧，在上风侧流动后最后再由上风侧朝下风侧流动。在这一通路中，位于上风侧和下风侧各个配管的位置不应相互重叠。
在已有的空调装置中，在采用具有不同沸点的混合制冷剂进行制冷循环时，如附图3的莫里尔曲线中的倾斜等温线所示，当制冷剂产生气液相变化时，具有温度梯度大、制冷剂在蒸发器侧的入口温度低、出口温度高、制冷剂在冷凝器制侧的入口温度高、出口温度低的问题。
然而，在采用上述结构的本发明空调装置实施例的制冷循环中，由于上侧翼片部分31的第一通路33中的制冷剂是由下风侧朝上风侧流动，从而能够实现具有温度梯度的不同沸点混合制冷剂与空气气流之间的对流，提高它们之间的传热性能，这不但克服了上述问题，而且改善了制冷性能和传热性能。
在制冷循环中，上侧翼片部分31的第二通路34中的制冷剂由上风侧朝下风侧流动，尽管近似于平行流动，但是由于位于下风侧的配管数目多于上风侧的管道数目，而且在空气气流方向上重叠的配管数目少，从而减小了在上风侧被制冷剂冷却的空气的影响，能够进行更加有效的传热。
在制冷循环中，由于下侧翼片部分32的第三通路35中的制冷剂一开始由上风侧朝下风侧流动，然后再次由上风侧朝下风侧流动，因此有一半成为对向流动，提高了传热性能。
在供暖循环中，上侧翼片部分31的第一通路33中的制冷剂由上风侧朝下风侧流动，尽管近似于平行流动，但是由于位于上风侧的配管数目多于位于下风侧的配管数目，而且在空气气流方向上相互重叠的配管少，因此在上流侧被制冷剂加热的空气的影响小，能够进行更为有效的传热。
在供暖循环中，由于上侧翼片部分31的第二通路34中的制冷剂由下风侧朝上风侧流动，近似于对向流动，因此提高了传热性能。此外，由于下侧部分的第三通路35中的制冷剂由下风侧朝上风侧流动，然后再次由下风侧朝上风侧流动，因此有一半成为对向流动，能够提高传热性能。另外，为了在冷凝时取得过冷却度，将制冷剂的出口部分设置在空气温度较低的上风侧位置上，可以提高供暖性能。在本实施例中，由于将各个通路以及出口传热配管中的1-2个设置在上风侧位置上，因此能够提高制冷性能的同时保持供暖性能。
附图4显示了本发明另一实施例空调装置中采用的室内热交换器30的具体结构以及室内热交换器30和室内送风机7的相对位置关系。除了下侧翼片部分32中的第三通路37的配管设置方式以及制冷剂在该配管中的流动方向有所不同之外，附图4所示的室内热交换器30与附图2所示的热交换器的结构、作用和效果均相同。
更具体地说，在附图4所示的热交换器30的下侧翼片部分32的第三通路37中，制冷剂由上风侧流入，首先在上风侧流动，然后流向下风侧，并在下风侧流动，然后又流向上风侧，并在上风侧中流动，最后由上风侧流出。换句话说，制冷剂是由上风侧流向下风侧，然后再由下风侧流向上风侧，同时第三通路37中制冷剂的流入和流出是从同一方向，即同一上风方向进行的。制冷剂的上述流动方向是进行制冷循环时的流动方向，在进行供暖循环时，制冷剂的上述流动方向正好相反，这一点和附图2所示的情况相同的。
这样，制冷剂流入和流出下侧翼片部分32中的第三通路37的部位被设置在该通路的同一侧，这可以使第三通路37的配管设置更为简单，从而简化了结构。
在上述各个实施例中，设计了第一通路33、第二通路34以及第三通路35、37这样3种类型的通路，可以由上述各种通路独立地构成或者将它们连接起来构成热交换器。
如上所述，根据本发明，在室内热交换器的同一翼片上设置供混合制冷剂流通的多列配管，在进行制冷循环时，制冷剂由室内送风机的下风侧朝着其上风侧的方向流动，因而能够实现对向流动，提高传热性能和制冷供暖性能。
根据本发明，在室内热交换器的同一翼片上设置供混合制冷剂流通的多个通路和多列配管，在进行制冷循环时，上述通路至少由下述三种类型中的两种组合而成：让制冷剂由室内送风机的下风侧朝着其上风侧的方向流动的通路；让制冷剂由室内送风机的上风侧朝着下风侧流动的通路；让制冷剂先由室内送风机的上风侧朝着下风侧流动，然后再次由上风侧朝着下风侧流动的通路。因此，能实现对流能够提高传热性能和制冷供暖性能。
根据本发明，具有供混合制冷剂流过的多个配管的室内热交换器被设置成″ㄑ″字型的弯曲形状，室内送风机配置在该弯曲形状的内侧，室内热交换器的上述″ㄑ″字型弯曲部分的上侧翼片部分的制冷剂流路由两个通路组成，下侧翼片部分的制冷剂流路由一个通路组成，因此能够有效地形成对向流动，提高传热性能和制冷供暖性能。
根据本发明，在制冷剂由室内送风机的下风侧朝上风侧方向流动的通路中，使位于上风侧的配管的数目多于位于下风侧的配管数目；在制冷剂由上风侧朝下风侧方向流动的通路中，使位于下风侧的配管数目多于位于上风侧的配管数目，这样即使形成近似平行的流动，但在制冷循环时减小被制冷剂冷却的上风侧空气的影响，从而获得更为有效的传热；在供暖时减小被制冷剂加热的上风侧空气的影响，从而获得更为有效的传热。
根据本发明，在采用具有不同沸点的混合制冷剂、利用空气作为热源进行热泵式制冷循环的空调装置中，在室内热交换器的同一翼片上设置供混合制冷剂流通的多个通路和多个配管，在进行制冷循环时，上述通路至少由下述三种类型中的两种组合而成：让制冷剂由室内送风机的下风侧朝着其上风侧的方向流动的通路；让制冷剂由室内送风机的上风侧朝下风侧流动的通路；让制冷剂先由室内送风机的上风侧朝下风侧流动，然后再由下风侧朝上风侧流动、并使制冷剂的流入和流出在同一方向上进行的通路。这样就能够实现对向流动，提高传热性能和制冷供暖性能，同时简化结构。

Claims (6)

1.一种空调装置，采用具有不同沸点的混合制冷剂、利用空气作为热源进行热泵式制冷循环，其特征在于在室内热交换器的同一翼片上设置供混合制冷剂流通的多列配管，在进行制冷循环时，制冷剂由室内送风机的下风侧朝着其上风侧的方向流动。
2.一种空调装置，采用不同沸点的混合制冷剂、利用空气作为热源进行热泵式制冷循环，其特征在于在室内热交换器的同一翼片上设置供混合制冷剂流通的多个通路和多列配管，在进行制冷循环时，上述通路至少由下述三种类型中的两种组合而成：让制冷剂由室内送风机的下风侧朝着其上风侧的方向流动的通路；让制冷剂由室内送风机的上风侧朝下风侧流动的通路；让制冷剂先由室内送风机的上风侧朝下风侧流动，然后再次由上风侧朝下风侧流动的通路。
3.如权要求2所述的空调装置，其特征在于所述具有供上述混合制冷剂流过的多个通路多列配管的室内热交换器被设置成″ㄑ″字型的弯曲形状，室内送风机配置在该弯曲形状的内侧。
4.如权利要求3所述的空调装置，其特征在于所述室内热交换器的″ㄑ″字型弯曲部分的上侧翼片部分的制冷剂流路由两个通路组成，其下侧翼片部分的制冷剂流路由一个通路组成。
5.如权利要求2所述的空调装置，其特征在于所述使得制冷剂由室内送风机的下风侧朝上风侧方向流动的通路中，位于上风侧的配管数目多于位于下风侧的配管数目；在使得制冷剂由上风侧朝下风侧方向流动的通路中，位于下风侧的配管数目多于位于上风侧的配管数目。
6.一种空调装置，采用具有不同沸点的混合制冷剂，利用空气作为热源进行热泵式制冷循环，其特征在于在室内热交换器的同一翼片上设置供混合制冷剂流通的多个通路和多列配管，在进行制冷循环时，上述通路至少由下述三种类型中的两种组合而成：让制冷剂由室内送风机的下风侧朝着其上风侧的方向流动的通路；让制冷剂由室内送风机的上风侧朝下风侧流动的通路；让制冷剂先由室内送风机的上风侧朝下风侧流动，然后再由下风侧朝上风侧活动、并使制冷剂的流入和流出从同一方向上进行的通路。
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