CN109631171B - 一种具备新风功能的多换热器窗式空调器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种具备新风功能的多换热器窗式空调器，包括：制冷剂流路：包括依次连接的压缩机(1)、四通换向阀(2)、室外盘管(3)、排风盘管(16)、节流装置(4)、新风盘管(5)、送风盘管(6)，形成闭式循环回路；空气流路：包括室内送风流路和室外排风流路，室内送风流路包括第一回风支路和第一新风支路，所述第一回风支路和第一新风支路汇合后送入室内；室外排风流路包括第二回风支路和第二新风支路，所述第二回风支路和第二新风支路汇合后进入室外盘管(3)后排出室外。与现有技术相比，本发明能够减少新风与回风混风的损失，同时更好地回收回风中的能量，提高系统的能效，缩小系统结霜的工况范围。

Description

一种具备新风功能的多换热器窗式空调器
技术领域
本发明涉及一种窗式空调器，尤其是涉及一种具备新风功能的多换热器窗式空调器。
背景技术
窗式空调器是一种可以安装在窗户上的小型空调器。窗式空调器制造用材少，成本低使用价格比较低廉。同时，窗式空调器作为一体机，安装要求较低，技术要求不高。而且窗式空调器比一般空调会省电，因为它冷量损耗相对比较小。窗式空调器结构紧凑、体积小、重量轻、安装方便等特点。但是调查发现，目前市面上常见的窗式空调器，本身不带有新风功能，不能够适应人们对于室内新风需求。
近年来，有人提出在窗式空调器内外机隔板上开一个风口，将室外的新风通入室内与经过室内盘管处理后的室内回风混合，再送入室内。通过这种方式，可以给室内送入新风，提高室内空气质量。专利CN207196710U中提出了一种L型结构，将新风与回风混合处理后送入室内，提高送风舒适度；专利CN106369689A中提出一种叉流换热器，实现回风与新风的热交换；CN106642381A中提出了几种机器新风引入处理和回风排出并进行热回收的结构，使各个风道分隔开不互相影响。但是目前的带新风的窗式空调器也存在一些不足，从热力学角度，引入新风直接和回风直接混合会造成
Figure BDA0001915866370000011
损失，损失低温回风的一部分能量。使用热交换器的窗式空调器只能对新风的温度进行处理，但是无法除湿，而且此种方式的热回收由于回风温度的限制，能够回收的能量比较少。
专利CN108253554A中采用三个换热器，即两个排风盘管，一个送风盘管。通过回风过冷和混风冷凝的方式，提高过冷度，以提高系统能效。与以上专利相比本发明在换热器的数量以及布置上都有所不同，室内侧设有两个送风盘管，外侧可选择设置一个或者两个排风盘管。通过设置多换热器不但可以单独对室内的新风进行降温除湿，并降低制冷剂节流前的温度，还能够对室内回风进行更大程度的热回收，提高系统能效。本技术方案，在冬季运行时，还能够提高蒸发温度，与其他系统相比更不易结霜。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种具备新风功能的多换热器窗式空调器。
本发明是为了能够减少新风与回风混风的损失，同时更好地回收回风中的能量，提高系统的能效，缩小系统结霜的工况范围，进而提出一种具有多换热器处理空气的窗式空调器。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种具备新风功能的多换热器窗式空调器，包括：
制冷剂流路：包括通过制冷剂连接管依次连接的压缩机、室外盘管、排风盘管、节流装置、新风盘管、送风盘管，形成闭式循环回路，所述压缩机和室外盘管之间，以及压缩机和送风盘管之间连接有切换制冷剂流动方向的四通换向阀；
空气流路：包括室内送风流路和室外排风流路，所述室内送风流路包括经过送风盘管的第一回风支路和经过新风盘管的第一新风支路，所述第一回风支路和第一新风支路汇入送风风道，由送风风口送入室内；
所述室外排风流路包括第二回风支路和第二新风支路，所述第二回风支路和第二新风支路汇入排风风道进入室外盘管的空气通道后，通过排风风口排出室外。
进一步的，所述四通换向阀的四个接口分别连接压缩机出口、室外盘管的制冷剂通道、压缩机入口、送风盘管的制冷剂通道。
进一步的，所述第一回风支路包括沿第一回风流动方向的第一回风口、送风盘管、送风通道和回风送风风道，所述第一新风支路包括沿第一新风流动方向的第一新风口、新风风道、新风盘管的空气通道和新风送风风道，
所述新风送风风道和回风送风风道汇入送风风道，送风风道尽头连接送风风口。
进一步的，所述第二回风支路包括沿第二回风流动方向的第二回风口、回风排风风道，所述第二新风支路包括沿第二新风流动的第二新风口、新风排风风道，
回风排风风道和新风排风风道汇入排风风道，所述排风风道连接室外盘管的空气通道，室外盘管连接有排风风口。
进一步的，所述节流装置为毛细管，短管或电子膨胀阀，在采用四换热器的情况下，在制冷剂循环回路中通过制冷剂连接管与排风盘管、新风盘管连通；在采用三换热器的情况下，在制冷剂循环回路中通过制冷剂连接管与室外盘管、新风盘管连通。
进一步的，所述送风风道上还设置有送风风机。
进一步的，所述排风风道上设置有排风风机。
进一步的，所述制冷剂流路中，节流装置和室外盘管之间设置有排风盘管，所述排风盘管的空气通道连接回风排风风道，此时为四换热器窗式空调器。
进一步的，所述的送风盘具备制冷剂通道和空气通道，送风盘管的制冷剂通道在制冷剂循环回路中通过制冷剂连接管与四通换向阀、新风盘管连接，送风盘管的空气通道在空气循环回路中通过送风风道与风机、新风盘管连通。
进一步的，所述的新风盘管具备制冷剂通道和空气通道，新风盘管的制冷剂通道在制冷剂循环回路中通过制冷剂连接管与送风盘管、节流装置连接，新风盘管的空气通道在空气循环回路中通过送风风道与风机、送风盘管连通。
进一步的，所述的压缩机在制冷剂循环回路中通过制冷剂连接管与四通换向阀连接。
进一步的，所述的排风盘管具备制冷剂通道和空气通道，在采用四换热器的情况下，排风盘管的制冷剂通道在制冷剂循环回路中通过制冷剂连接管与室外盘管、节流装置连通，排风盘管的空气通道在空气循环回路中通过排风风道与室外盘管、风机、压缩机连通；采用三换热器情况下，无排风盘管。
进一步的，所述的室外盘管具备制冷剂通道和空气通道，在四换热器的情况下，室外盘管的制冷剂通道在制冷剂循环回路中通过制冷剂连接管与四通换向阀、优选的排风盘管连通，室外盘管的空气通道在空气循环回路中通过排风风道与优选的排风盘管、风机、压缩机连通；在三换热器的情况下，室外盘管的制冷剂通道在制冷剂循环回路中通过制冷剂连接管与四通换向阀、节流装置连通，室外盘管的空气通道在空气循环回路中通过排风风道与风机、压缩机连通。
进一步的，制冷工况下，四通换向阀接通压缩机入口和室外盘管，送风盘管和压缩机出口；制热工况下，四通换向阀接通压缩机入口和送风盘管，室外盘管和压缩机出口。
本发明的主要工作过程为：
制冷工况下：当采用四换热器窗式空调器时，室内侧回风(即第一回风)经过送风盘管降温除湿后与经过新风盘管降温除湿的小部分新风(即第一新风)混合，由送风风机送入室内。室内侧小部分回风(即第二回风)经过排风盘管，吸收排风盘管中的热量后与第二新风混合，由排风风机经由室外盘管吹出室外。
当采用三换热器窗式空调器时，室内侧风的流向和混合方式不变，室外侧小部分回风(即第二回风)与第二新风混合，由排风风机经由室外盘管吹出室外。
制热工况下：当采用四换热器窗式空调器时，室内侧回风(即第一回风)经过送风盘管加热后与经过新风盘管加热的小部分新风(即第一新风)混合，由送风风机送入室内。室外侧小部分回风(即第二回风)经过排风盘管，吸收盘管中的冷量后与第二新风混合，由排风风机经由室外盘管吹出室外。
当采用三换热器窗式空调器时，室内侧风的流向和混合方式不变，室外侧小部分回风(即第二回风)与第二新风直接混合后经过排风风机，室外盘管，吸收盘管中冷量后吹出室外。
本发明中，制冷/制热工况的切换使用四通换向阀。
本发明的特征在于：
1.与传统的窗式空调器不同，本发明增设了新风通道，并在制冷循环的送风盘管和节流装置之间为处理新风单独设置了一个新风盘管。
2.与传统的窗式空调器不同，本发明增设了排风通道，使室内回风吹过室外盘管进行排风热回收。在四换热器的设计中，还在制冷循环的室外盘管和节流装置之间为进一步回收排风冷量和热量单独设置了一个新风盘管。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1.本发明通过三种方式来提高系统能效。首先，本发明克服了传统窗机送风盘管面积受限制的困难，增设了一个新风盘管，增大了室内换热的面积，提高换热量；其次，增设设置的新风盘管能够单独对新风进行处理能够使得除湿更加均匀，冷凝水不会由于混风不均匀集中在某些翅片上而造成降低换热系数，且不会造成室内回风的
Figure BDA0001915866370000041
损；最后，室外盘管能够回收排风中的能量，尤其在四换热器的设计中增设了一个排风盘管，能够增加系统过冷度，提高系统单位制冷量。
2.在冬季时，在三换热器设计中，室内的高温回风与新风混合经过室外盘管，可以延缓室外盘管的结霜；在四换热器的设计中，不仅有高温的回风同时，增大了室外盘管的换热面积，增大了换热量，能够更好的延缓室外盘管的结霜。
附图说明
图1为本发明中四换热器窗式空调器的结构示意图；
图2为本发明中三换热器窗式空调器的结构示意图。
图中标号所示：
1、压缩机，2、四通换向阀，3、室外盘管，4、节流装置，5、新风盘管，6、送风盘管，7、回风送风风道，8、送风风道，9、送风风机，10、第一回风口，11、新风风道，12、第一新风口，13、新风送风风道，14、第二回风口，15、回风排风风道，16、排风盘管，17、新风排风风道，18、排风风口，19、第二新风口，20、排风风机，21、送风风口，22、排风风道。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例1
一种采用多换热器的窗式空调器，四换热器的窗式空调器如图1所示，包括压缩机1，四通换向阀2，室外盘管3，排风盘管16，节流装置4，新风盘管5，送风盘管6。
室外盘管3、排风盘管16、送风盘管6、新风盘管5均具备制冷剂通道和空气通道。
四换热器的窗式空调器制冷剂流路为：四通换向阀2具有四个接口，分别为A、B、C、D，压缩机1的进口通过制冷剂连接管路与四通换向阀2的接口B连通，压缩机1的出口通过制冷剂连接管路与四通换向阀2的接口D连通，四通换向阀2的接口A、制冷剂连接管路、室外盘管3的制冷剂通道、制冷剂连接管路、排风盘管16的制冷剂通道、制冷剂连接管路、节流装置4、制冷剂连接管路、新风盘管5、制冷剂连接管路、送风盘管6的制冷剂通道、制冷剂连接管路、四通换向阀2的接口C顺序连接，形成闭式循环回路。
第一回风口10、送风盘管6的空气通道、回风送风风道7、送风风道8，送风风机8，送风风口21顺序连接，形成室内送风流路。送风风口21用于向室内提供室内新风。
第一新风口12、新风风道11、新风盘管5的空气通道，新风送风风道13顺序连接后与回风送风风道7相连，经过送风风道8、送风风机9、送风风口21送入室内。
第二新风口19、排风风机20、新风排风风道17、排风风道22、室外盘管3的空气通道，排风风口18顺序连接，形成室外排风流路。排风风口18排出被处理后的空气。
第二回风口14、回风排风风道15、排风盘管16的空气通道顺序连接后与新风排风风道17相连，经过排风风道22，排风风机20，室外盘管3的空气通道，排风风口18排出室外。
本实施例中，室内送风流路与室外排风流路为两个独立流路。
本实施例中，节流装置可以为毛细管，短管或电子膨胀阀等制冷系统节流装置。
窗式空调器的主要工作过程为：制冷工况下，当采用四换热器窗式空调器时，第二回风口14打开，四通换向阀2接口A、D互通，B、C互通。室内侧：室外小部分新风从第一新风口12经过新风盘管5降温除湿后与从第一回风口10经过送风盘管6处理的室内回风混合后经过送风风道8，由送风风机9通过送风风口21送入室内。室外侧：室内的小部分回风通过第二回风口14，被排风盘管16处理后与从第二新风口19进入的大部分新风混合，而后由排风风机20吹入室外盘管3，吸收室外盘管3中的热量而后吹出室外。制冷剂经过压缩机1压缩为高温高压气体，而后经过四通换向阀2、室外盘管3、排风盘管16冷凝放热后变为过冷液体，再经过节流装置4变为两相状态，经过新风盘管5、送风盘管6蒸发吸热变为过热气体，再经过四通换向阀2进入压缩机1进行压缩。
制热工况下，当采用四换热器窗式空调器时，第二回风口14打开，四通换向阀2接口C、D互通，A、B互通。室内侧：室外小部分新风从第一新风口12经过新风盘管5，由新风盘管5加热后与从第一回风口10经过送风盘管6处理的室内回风混合后经过送风风道8，由送风风机9经送风风口21送入室内。室外侧：室内的小部分回风通过第二回风口14，被排风盘管16回收热量后与从第二新风口19进入的大部分新风混合，而后由排风风机20吹入室外盘管3，吸收室外盘管3中的冷量而后排到室外。制冷剂经过压缩机1压缩为高温高压气体，而后经过四通换向阀2、送风盘管6、新风盘管5冷凝放热后变为过冷液体，再经过节流装置4变为两相状态，经过排风盘管16、室外盘管3蒸发吸热变为过热气体，再经过四通换向阀2进入压缩机1进行压缩。
本发明采用多换热器的窗式空调器，增设一个送风盘管单独处理新风可以能够使得除湿更加均匀，冷凝水不会由于混风不均匀集中在某些翅片上，降低换热系数。并且在有限的范围内扩大了换热面积，提高了制冷量，同时通过排风盘管回收室内排风中的能量，提高系统的能效。而且在四换热器设计中单独设置排风盘管处理室内回风可以能够系统提高过冷度，在功耗不变的情况下提高单位制冷量，因此可以提高系统能效。
实施例2
一种采用多换热器的窗式空调器，三换热器窗式空调器如图2所示，包括压缩机1，四通换向阀2，室外盘管3，节流装置4，新风盘管5，送风盘管6。
室外盘管3、送风盘管6、新风盘管5均具备制冷剂通道和空气通道。
三换热器的窗式空调器制冷剂流路为：四通换向阀2具有四个接口，分别为A、B、C、D，压缩机1的进口通过制冷剂连接管路与四通换向阀2的接口B连通，压缩机1的出口通过制冷剂连接管路与四通换向阀2的接口D连通，四通换向阀2的接口A、制冷剂连接管路、室外盘管3的制冷剂通道、制冷剂连接管路、节流装置4、制冷剂连接管路、新风盘管5、制冷剂连接管路、送风盘管6的制冷剂通道、制冷剂连接管路、四通换向阀2的接口C顺序连接，形成闭式循环回路。
第一回风口10、送风盘管6的空气通道、回风送风风道7、送风风道8、送风风机8、送风风口21顺序连接，形成室内送风流路。送风风口21用于向室内提供室内新风。
第一新风口12、新风风道11、新风盘管5的空气通道、新风送风风道13顺序连接后与回风送风风道7相连，经过送风风道8、送风风机9、送风风口21送入室内。
第二新风口19、新风排风风道17、排风风道22、排风风机20、室外盘管3的空气通道、排风风口18顺序连接，形成室外排风流路。排风风口18排出被处理后的空气。
第二回风口14、回风排风风道15顺序连接后与新风排风风道17相连，经过排风风道22、排风风机20、排风风口18排出室外。
本实施例中，室内送风流路与室外排风流路为两个独立流路。
本实施例中，节流装置可以为毛细管，短管或电子膨胀阀等制冷系统节流装置。
窗式空调器的主要工作过程为：制冷工况下，当采用三换热器窗式空调器时，第二回风口14打开，四通换向阀接口A、D互通，B、C互通。室内侧：室外小部分新风从第一新风口12经过新风盘管5降温除湿后与从第一回风口10经过送风盘管6处理的室内回风混合后经过送风风道8，由送风风机9经送风风口21送入室内。室外侧：新风经过第二新风口19与经过第二回风口14的回风混合，由排风风机20吹入室外盘管3，吸收室外盘管3中的热量通过排风风口18排到室外。制冷剂经过压缩机1压缩为高温高压气体，而后经过四通换向阀2、室外盘管3冷凝放热后变为过冷液体，再经过节流装置4变为两相状态，经过新风盘管5、送风盘管6蒸发吸热变为过热气体，再经过四通换向阀2进入压缩机1进行压缩。
制热工况下，当采用三换热器窗式空调器时，第二回风口14打开，四通换向阀接口C、D互通，A、B互通。室内侧：室外小部分新风从第一新风口12经过新风盘管5，由新风盘管5加热后与从第一回风口10经过送风盘管6处理的室内回风混合后经过送风风道8，由送风风机9经送风风口21送入室内。室外侧：新风经过第二新风口19与经过第二回风口14的回风混合，由排风风机20吹入室外盘管3，吸收室外盘管3中的冷量通过排风口30排到室外。制冷剂经过压缩机1压缩为高温高压气体，而后经过四通换向阀2、送风盘管6、新风盘管5冷凝放热后变为过冷液体，再经过节流装置4变为两相状态，经过室外盘管3蒸发吸热变为过热气体，再经过四通换向阀2进入压缩机1进行压缩。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种具备新风功能的多换热器窗式空调器，其特征在于，包括：
制冷剂流路：包括通过制冷剂连接管依次连接的压缩机(1)、室外盘管(3)、排风盘管(16)、节流装置(4)、新风盘管(5)、送风盘管(6)，形成闭式循环回路，所述压缩机(1)和室外盘管(3)之间，以及压缩机(1)和送风盘管(6)之间连接有切换制冷剂流动方向的四通换向阀(2)；
空气流路：包括室内送风流路和室外排风流路，所述室内送风流路包括经过送风盘管(6)的第一回风支路和经过新风盘管(5)的第一新风支路，所述第一回风支路和第一新风支路汇入送风风道(8)，由送风风口(21)送入室内；
所述室外排风流路包括第二回风支路和第二新风支路，所述第二回风支路和第二新风支路汇入排风风道(22)进入室外盘管(3)的空气通道后，通过排风风口(18)排出室外；
所述第一回风支路包括沿第一回风流动方向的第一回风口(10)、送风盘管(6)的空气通道、送风通道和回风送风风道(7)，所述第一新风支路包括沿第一新风流动方向的第一新风口(12)、新风风道(11)、新风盘管(5)的空气通道和新风送风风道(13)，
所述新风送风风道(13)和回风送风风道(7)汇入送风风道(8)，送风风道(8)尽头设有送风风口(21)；
所述第二回风支路包括沿第二回风流动方向的第二回风口(14)、回风排风风道(15)，所述第二新风支路包括沿第二新风流动的第二新风口(19)、新风排风风道(17)，
回风排风风道(15)和新风排风风道(17)汇入排风风道(22)，所述排风风道(22)连接室外盘管(3)的空气通道，室外盘管(3)的空气通道连接有排风风口(18)。
2.根据权利要求1所述的一种具备新风功能的多换热器窗式空调器，其特征在于，所述四通换向阀(2)的四个接口分别连接压缩机(1)出口、室外盘管(3)的制冷剂通道、压缩机(1)入口、送风盘管(6)的制冷剂通道。
3.根据权利要求1所述的一种具备新风功能的多换热器窗式空调器，其特征在于，所述节流装置(4)为毛细管，短管或电子膨胀阀。
4.根据权利要求1所述的一种具备新风功能的多换热器窗式空调器，其特征在于，所述送风风道(8)上还设置有送风风机(9)。
5.根据权利要求1所述的一种具备新风功能的多换热器窗式空调器，其特征在于，所述排风风道(22)上设置有排风风机(20)。
6.根据权利要求1所述的一种具备新风功能的多换热器窗式空调器，其特征在于，所述制冷剂流路中，节流装置(4)和室外盘管(3)之间设置有排风盘管(16)，所述排风盘管(16)的空气通道连接回风排风风道(15)。
7.根据权利要求1所述的一种具备新风功能的多换热器窗式空调器，其特征在于，制冷工况下，四通换向阀(2)接通压缩机(1)入口和室外盘管(3)，送风盘管(6)和压缩机(1)出口；制热工况下，四通换向阀(2)接通压缩机(1)入口和送风盘管(6)，室外盘管(3)和压缩机(1)出口。
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