CN110207295A - 一种利用凝结水改善制冷和制热效果的热泵型空调器 - Google Patents

Abstract

本发明属于空调器技术领域,特别是涉及一种利用凝结水改善制冷和制热效果的热泵型空调器，包括室外机、室内机、冷凝水管、凝结水利用装置和风机，所述凝结水利用装置包括壳体，所述壳体上下分别设有带活动百叶的出风口和进风口，壳体内布满分子筛。所述空调器的制冷模式由蒸发降温过程组成，该过程的凝结水利用装置相当于一个空气蒸发冷却器，可以很好的冷却空气进而降低冷媒温度。所述制热模式由吸湿防霜和再生加湿过程组成，吸湿防霜过程利用分子筛的吸湿作用可以避免室外机结霜，再生加湿过程可利用分子筛再生时产生的水蒸气为室内加湿。本发明提供的热泵型空调器结构简单，成本低，制冷、制热效果大幅提升，且易与现有的空调器结合。

Description

一种利用凝结水改善制冷和制热效果的热泵型空调器

技术领域

本发明属于空调器技术领域，特别是涉及一种利用凝结水改善制冷和制热效果的热泵型空调器。

背景技术

随着生活水平的提高，空调开始进入了千家万户，空调的技术也在不断进步，但也仍然存在着一些问题，如夏季温度较高，一方面空调系统的出力受阻，为了得到相同的制冷量就需要消耗更多的电能；另一方面冷凝水随意排向室外不仅浪费了水资源，而且给行人也带来极大不便；此外，冬季空调器制热运行时面临的一个问题是室外机表面容易结霜，从而导致室内供热性能下降，传统的逆循环除霜时，不仅要从室内吸收大量热量，而且除霜期间空调器运行不稳定，影响其使用寿命；再有，冬季使用空调时面临的另一个问题是室内空气的干燥，严重影响室内的舒适性。

通过查阅现有专利，申请号为CN201410101113的专利提供了“一种空调器无水加湿装置”，该装置仅用于室内加湿，产生的冷凝水和排出的空气都没有得到充分利用；申请号为CN200610146099的专利提供了“一种无霜空气源热泵”，虽然也起到夏季降温冬季防霜的作用，但技术方案过于复杂，市场化推广难度较大。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用凝结水改善制冷和制热效果的热泵型空调器，夏天利用凝结水来间接冷却冷媒，冬天不仅能避免室外换热器结霜，还能为室内加湿，既提高了制冷、制热效果，又节约了水资源。

为达到上述目的，本发明是通过下述技术方案实现的：

一种利用凝结水改善制冷和制热效果的热泵型空调器，包括室外机、室内机、冷凝水管、凝结水利用装置、过滤器、冷凝水阀，所述凝结水利用装置包括壳体、吸湿材料、布水管和风机，所述室内机包括换热器和接水盘，所述空调器包括制冷和制热两种工作模式。

所述的一种利用凝结水改善制冷和制热效果的热泵型空调器，所述布水管设置在所述吸湿材料的上方，所述壳体上侧设有带活动百叶的出风口，下侧设有带活动百叶的进风口，所述风机位于带活动百叶的出风口下方和布水管的上方之间，所述冷凝水管的出口与布水管的进口连通。

所述的一种利用凝结水改善制冷和制热效果的热泵型空调器，所述室内接水盘固定在所述换热器的下方，并且与所述冷凝水管的进口相连通，所述过滤器设置在冷凝水管上且靠近冷凝水管的进口，所述室外机设置在壳体的右上方。

所述的一种利用凝结水改善制冷和制热效果的热泵型空调器，所述冷凝水管的材质为耐100℃高温的非金属材料制成的波纹管或具有相同性能的管路。

所述的一种利用凝结水改善制冷和制热效果的热泵型空调器，所述吸湿材料为具有高吸湿性的分子筛或具有相同作用的吸附材料。

所述的一种利用凝结水改善制冷和制热效果的热泵型空调器，所述制冷模式由蒸发降温过程组成，所述制热模式由吸湿防霜和再生加湿过程组成。

所述的一种利用凝结水改善制冷和制热效果的热泵型空调器，蒸发降温过程时，所述冷凝水阀打开，所述带活动百叶的进风口和所述带活动百叶的出风口打开，电加热棒关闭。

所述的一种利用凝结水改善制冷和制热效果的热泵型空调器，吸湿防霜过程时，所述冷凝水阀闭合，所述带活动百叶的进风口和所述带活动百叶的出风口打开，且带活动百叶的出风口百叶调节出风吹向室外机的进风口，电加热棒关闭。

所述的一种利用凝结水改善制冷和制热效果的热泵型空调器，再生加湿过程时，所述冷凝水阀打开，所述带活动百叶的进风口和所述带活动百叶的出风口闭合，电加热棒开启。

综上所述，本发明的有益效果包括：

（1）空调器夏季制冷时，室内产生的温度较低的凝结水（冷凝水）流到分子筛表面，被多孔结构的分子筛所吸附，使得进入到凝结水利用装置中的温度较高的环境空气与冷凝水充分的进行热湿交换，从而能够很好的冷却空气，出来的温度较低的空气再与室外换热器中的高温冷媒换热，如此不仅可大大降低冷媒的冷凝温度，提高空调器的制冷效率，还可以避免冷凝水大量排放造成的水资源浪费会和建筑墙体污染问题。

（2）空调器冬季制热时，相对湿度较大的空气经分子筛除湿后再与换热器中的低温冷媒换热，可避免蒸发器的结霜，保证空调器高效稳定的制热，待分子筛吸水饱和后就不再具有吸水能力，此时利用电加热棒产生的热量对其再生，在室内风机的抽吸下，再生期间产生的水蒸气可进到室内加湿，不仅可以大大提高室内的热舒适性，还节约了水资源，同时还能保证空调器制热的连续运行。

（3）本发明结构简单、易于加工制作，附加成本低，非常容易与现有的空调器结合推广使用，而且效果显著。

前面所述的为本申请的概述，因此必然有简化、概括和细节省略的情况；本领域的技术人员应该认识到，概述部分仅是对本申请的说明，而不应看作是对本申请的任何限定。本说明书中描述的装置和/或方法和/或其他主题的其他方面、特征和优点将会由于本说明书的阐述而变得清晰。概述部分是用来以一种简化的方式导入多个将在以下具体实施方式部分进一步描述的概念。本概述部分既非用于确定所要求保护主题的关键特征或必要特征，也非用来作为确定所要求保护主题的范围的辅助手段。

附图说明

通过下面说明书和所附的权利要求书并与附图结合，就会更加充分地清楚理解本申请的上述和其他特征。应当理解，这些附图仅是对本申请若干实施方式的描述，不应认为是对本申请范围的限定，通过附图，本申请内容将会得到更加明确和详细地说明。

图1是本发明的一种利用凝结水改善制冷和制热效果的热泵型空调器的系统结构示意图。

附图标记说明：1-室内机、2-室外机、3-壳体、4-风机、5-带活动百叶的出风口、6-电加热棒、7-带活动百叶的进风口、8-分子筛、9-过滤器、10-冷凝水管、11-冷凝水阀、12-布水管。

具体实施方式

在下面的具体实施方式部分中，结合作为说明书一部分的附图进行说明。在附图中，相同/类似的标记通常表示相同/类似的部件，除非说明书中另有说明。具体实施方式、附图和权利要求书中描述的用来举例说明的实施方式不应认为是对本申请的限定。在不偏离本申请表述的主题的精神或范围的情况下，可以采用本申请的其他实施方式，并且可以对本申请做出其他变化。应该很容易理解，可以对本说明书中一般性描述的、附图中图解说明的本申请的各个方面进行各种不同构成的配置、替换、组合，设计，而所有这些改变都显然在预料之中，并构成本申请的一部分。

参照图1，一种利用凝结水改善制冷和制热效果的热泵型空调器，包括室内机1、室外机2、壳体3、风机4、带活动百叶的出风口5、电加热棒6、带活动百叶的进风口7、分子筛8、过滤器9、冷凝水管10、冷凝水阀11和布水管12。该空调器包括制冷和制热两种工作模式，制冷模式由蒸发降温过程组成，制热模式由吸湿防霜和再生加湿过程组成。

各个过程的具体工作流程如下：

（1）空调器夏季制冷时，冷凝水阀11打开，带活动百叶的进风口7和带活动百叶的出风口5打开，电加热棒6关闭，室外换热器作为冷凝器，在风机4的抽吸下，温度较高的环境空气从带活动百叶的进风口7，依次经过分子筛8、风机4和带活动百叶的出风口5吹向室外换热器，室内换热器作为蒸发器，其表面产生的温度较低的凝结水（冷凝水）顺着冷凝水管流到布水管中，再从布水管的各小孔中均匀的流到分子筛表面并布满整个表面，一开始分子筛会吸收流到其表面的凝结水。当分子筛达到饱和后，由于分子筛8是多孔结构，而且表面积很大，所以此时的凝结水利用装置相当于一个空气蒸发冷却器，分子筛相当于冷却器中的填料层，温度较高的环境空气在经过分子筛时可与冷凝水充分的进行热湿交换，从而能够很好的冷却空气，出来的温度较低的空气再与室外换热器中的高温冷媒换热，从而可大大降低冷媒的冷凝温度，提高空调器的制冷效率。

（2）空调器冬季制热运行吸湿防霜过程时，冷凝水管进口阀门11闭合，带活动百叶的进风口7和带活动百叶的出风口5打开，电加热棒6关闭，室外换热器作为蒸发器，在风机4的抽吸下，相对湿度较大的环境空气依次经过分子筛8、风机4和带活动百叶的出风口5吹向室外换热器。由于分子筛是多空结构，表面积很大，其表面的水蒸气分压力较小，由吸附除湿原理可知，相对湿度较大（水蒸气分压力较大）的空气在经过分子筛时其自身的水蒸气会被分子筛吸附，从而完成对空气的除湿过程，除湿后的空气再与室外换热器中的低温冷媒换热，从可避免蒸发器的结霜现象发生，保证空调器高效稳定的制热。

（3）当分子筛8吸水达到饱和后，分子筛不再具有吸水能力，此时冷凝水阀11打开，带活动百叶的进风口7和带活动百叶的出风口5闭合，电加热棒6开启，开始再生加湿过程，室内换热器作为冷凝器（空调器依然制热运行），在电加热棒6的加热作用下，分子筛8内吸附的水变成水蒸气，在室内换热器风机的抽吸下，沿着冷凝水管经过滤器净化后，进到室内为空气加湿，从而提高室内空气的相对湿度，提高室内环境的热舒适性，再生期间，室外换热器作为蒸发器，直接与环境中相对湿度较大的空气进行换热，由于分子筛的再生时间较短（10~15min），在如此短的时间内，室外换热器一般不会结霜或结霜极少，在再生加湿过程结束时，壳体内的空气（水蒸气）温度较高，在打开带活动百叶的出风口5的瞬间，在风机4的抽吸下，这些温度较高的空气会吹向室外换热器，进而把换热器表面结有的少量霜融化除掉，然后带活动百叶的进风口7打开，恢复吸湿防霜过程。

本发明提供的空调器通过凝结水利用装置，夏天利用凝结水来间接冷却冷媒，冬天不仅能避免室外换热器结霜，还能为室内加湿，既提高了制冷、制热效果，又节约了水资源，一举多用，而且增加的凝结水利用装置（包括分子筛）结构简单、易于加工制作，附加成本低，非常容易与现有的空调器结合推广使用，具有广阔的市场应用前景。

前述已通过框图、流程图和/或实施例子进行了详细描述，阐明了本申请装置和/或方法的不同实施方式，当这些框图、流程图和/或实施例包含一个或多个功能和/或操作时，本领域的技术人员会明白，这些框图、流程图和/或实施例中的各功能和/或操作可以通过各种硬件、软件、固件或实质上它们的任意组合而单独地和/或共同地实施。本领域的技术人员会认识到，以本说明书中说明的方式描述装置和/或方法，然后进行工程实践以将所描述的装置和/或方法集成到数据处理系统中，在本领域里是很常见的，也就是说，本说明书中描述的装置和/或方法中的至少一部分，可通过合理数量的实验集成到数据处理系统中，对于本说明书中所用的基本上任何复数和/或单数术语，本领域的技术人员可以将复数解释为单数和/或将单数解释为复数，只要这样做从上下文和/或应用上看是合适的即可，为了清楚起见，在本说明书中可能将各种单数/复数组合明确地表述出来。

本申请中公开了本申请的多个方面和实施方式，本领域的技术人员会明白本申请的其它方面和实施方式，本申请中公开的多个方面和实施方式只是用于举例说明，并非是对本申请的限定，本申请的真正保护范围和精神应当以下面的权利要求书为准。

Claims (9)

1.一种利用凝结水改善制冷和制热效果的热泵型空调器，其特征在于，包括室外机、室内机、冷凝水管、凝结水利用装置、过滤器、冷凝水阀，所述凝结水利用装置包括壳体、吸湿材料、布水管和风机，所述室内机包括换热器和接水盘，所述空调器包括制冷和制热两种工作模式。

2.如权利要求1所述的一种利用凝结水改善制冷和制热效果的热泵型空调器，其特征在于，所述布水管设置在所述吸湿材料的上方，所述壳体上侧设有带活动百叶的出风口，下侧设有带活动百叶的进风口，所述风机位于带活动百叶的出风口下方和布水管的上方之间，所述冷凝水管的出口与布水管的进口连通。

3.如权利要求1所述的一种利用凝结水改善制冷和制热效果的热泵型空调器，其特征在于，所述室内接水盘固定在所述换热器的下方，并且与所述冷凝水管的进口相连通，所述过滤器设置在冷凝水管上且靠近冷凝水管的进口，所述室外机设置在壳体的右上方。

4.如权利要求1所述的一种利用凝结水改善制冷和制热效果的热泵型空调器，其特征在于，所述冷凝水管的材质为耐100℃高温的非金属材料制成的波纹管或具有相同性能的管路。

5.如权利要求1所述的一种利用凝结水改善制冷和制热效果的热泵型空调器，其特征在于，所述吸湿材料为具有高吸湿性的分子筛或具有相同作用的吸附材料。

6.如权利要求1所述的一种利用凝结水改善制冷和制热效果的热泵型空调器，其特征在于，所述制冷模式由蒸发降温过程组成，所述制热模式由吸湿防霜和再生加湿过程组成。

7.如权利要求6所述的一种利用凝结水改善制冷和制热效果的热泵型空调器，其特征在于，蒸发降温过程时，所述冷凝水阀打开，所述带活动百叶的进风口和所述带活动百叶的出风口打开，电加热棒关闭。

8.如权利要求6所述的一种利用凝结水改善制冷和制热效果的热泵型空调器，其特征在于，吸湿防霜过程时，所述冷凝水阀闭合，所述带活动百叶的进风口和所述带活动百叶的出风口打开，且带活动百叶的出风口百叶调节出风吹向室外机的进风口，电加热棒关闭。

9.如权利要求6所述的一种利用凝结水改善制冷和制热效果的热泵型空调器，其特征在于，再生加湿过程时，所述冷凝水阀打开，所述带活动百叶的进风口和所述带活动百叶的出风口闭合，电加热棒开启。