CN110873384A - 移动空调及其换热器系统 - Google Patents

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CN110873384A
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air conditioner
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林晨
岳宝
刘和成
大森宏
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Midea Group Co Ltd
Guangdong Midea White Goods Technology Innovation Center Co Ltd
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Abstract

本发明提供了一种移动空调及其换热器系统,移动空调的换热器系统包括:第一换热器;风扇,用于驱动气流与第一换热器换热;相变蓄能换热装置,包括第二换热器及能与第二换热器换热的相变材料;热管,与第一换热器及第二换热器连通,且热管导通时,冷媒能沿热管在第一换热器与第二换热器之间流通。本方案提供的移动空调的换热器系统,满足制冷工况运行需求的同时,该结构中实现制冷做功及冷媒循环驱动均不需要运用到压缩机,从而避免了制冷过程中压缩机运行所导致的噪音问题,产品静音效果更好,尤其适于休息和办公等场合,移动空调便捷性、舒适性优势得到更充分地发挥。

Description

移动空调及其换热器系统
技术领域
本发明涉及移动空调领域,具体而言,涉及一种移动空调的换热器系统及一种移动空调。
背景技术
现有的移动空调具有冷量低、体积小、局部范围内降温效果比普通空调快等优点,且移动空调移动性好,可方便移动到需要制冷的空间和区域,尤其适用于无室外机安装空间的办公室、车间等场合,可实现即插即用,但在实现本发明的过程中,发明人发现现有技术存在如下问题:现有移动空调由于紧凑布置,制冷运行时的压缩机噪音会带来噪音污染问题,影响用户的使用体验。
发明内容
为了解决上述技术问题至少之一,本发明的一个目的在于提供一种移动空调的换热器系统。
本发明的另一个目的在于提供一种具有上述移动空调的换热器系统的移动空调。
为实现上述目的,本发明第一方面的实施例提供了一种移动空调的换热器系统,包括:第一换热器;风扇,用于驱动气流与所述第一换热器换热;相变蓄能换热装置,包括第二换热器及能与所述第二换热器换热的相变材料;热管,与所述第一换热器及所述第二换热器连通,且所述热管导通时,冷媒能沿所述热管在所述第一换热器与所述第二换热器之间流通。
本发明上述实施例提供的移动空调的换热器系统,需要运行制冷模式时,第一换热器处风冷换热进行蒸发制冷,第二换热器处利用相变材料从第二换热器吸热进行冷凝,其中,设置第一换热器与第二换热器之间通过热管相连,当第二换热器内冷媒降温冷凝成液体后,利用热管可以实现将第二换热器中的低温液态冷媒主动输送到第一换热器中用于蒸发,且同时,热管还可将第一换热器中蒸发成为气态的高温冷媒主动输送到第一换热器中用于冷凝,从而使得第一换热器和第二换热器之间通过热管形成冷媒循环回路,这在满足制冷工况运行需求的同时,该结构中实现制冷做功及冷媒循环驱动均不需要运用到压缩机,从而避免了制冷过程中压缩机运行所导致的噪音问题,能极大地改善移动空调制冷工况的运行噪音问题,产品静音效果更好,尤其适于休息和办公等场合,移动空调便捷性、舒适性优势得到更充分地发挥。
另外,本发明提供的上述实施例中的移动空调的换热器系统还可以具有如下附加技术特征:
上述技术方案中,所述热管纵向布置或倾斜布置,且所述热管用于与所述第一换热器连接的部位低于其用于与所述第二换热器连接的部位。
在本方案中,设置热管纵向布置或倾斜布置,且热管用于与第一换热器连接的部位相对于用于与第二换热器连接的部位来说较低,这样,在热管内部液态冷媒能依靠重力自发向第一换热器输送,可以提升冷凝成液态的冷媒沿热管向第一换热器输送的效率,利于保证制冷效率,且能极大降低热管内的冷媒残留量,保证移动空调运行能效。
在本发明的一个技术方案中,所述热管为无芯重力热管。
在本方案中,设置热管为无芯重力热管,可以理解的是,当热管纵向布置或以足够的角度倾斜时,第二换热器中的冷媒在冷凝成液态后完全可以通过虹吸效应利用自身重力势能实现沿无芯重力热管进入第一换热器,而不用必须设置吸液芯利用毛细作用进行驱动,这样,热管结构更简化,热管内的冷媒残留量也可更低。
在本发明的一个技术方案中,所述热管为有芯热管。
在本方案中,设置热管为有芯热管,可以理解的是,有芯热管内设有吸液芯,吸液芯内形成有毛细通道可以自发地将第二换热器中冷凝成为液态的冷媒沿吸液芯输送到第一换热器中用于蒸发,这样,形成的是毛细作用对液态冷媒的驱动作用,该情况下,热管根据需求可以布置呈横向,而非必须呈纵向或倾斜,适用范围更广,对第一换热器和第二换热器的相对分布形式的局限性也小,产品设计更加灵活。
上述任一技术方案中,所述第一换热器用于与所述热管连接的部位处在所述第一换热器的顶端或处在邻近所述第一换热器顶端的位置处;和/或所述第二换热器用于与所述热管连接的部位处在所述第二换热器的底端或处在邻近所述第二换热器底端的位置处;和/或所述第二换热器位于所述第一换热器的上方。
在本方案中,设置第一换热器用于与热管连接的部位处在第一换热器的顶端或处在邻近第一换热器顶端的位置处,这样,可利于促使第一换热器内蒸发成为气态的冷媒沿热管尽数排入第二换热器中进行冷凝降温,而避免出现第一换热器局部困气的问题,如此可利于保证第一换热器内保持高效蒸发,从而保证制冷效率;设置第二换热器用于与热管连接的部位处在第二换热器的底端或处在邻近第二换热器底端的位置处,这样可以保证第二换热器的排液部位位置较低,冷凝成液态后的冷媒能更充分地沿热管排入第一换热器进行蒸发制冷,第二换热器不会残留积液,从而提升产品的制冷能效;设置第二换热器位于第一换热器的上方,布局更紧凑,且产品的横向尺寸小,同时,这样的结构设计也更利于第二换热器中冷凝成液态后的冷媒能尽数排入第一换热器中用于蒸发,第二换热器不会残留积液,从而提升产品的制冷能效。
上述任一技术方案中,所述第一换热器具有冷媒进口、冷媒出口及设在所述第一换热器的冷媒进口与冷媒出口之间的冷媒管路,所述第一换热器的所述冷媒管路上设有若干第一支管接口,每个所述第一支管接口通过一根所述热管与所述第二换热器连接;和/或所述第二换热器具有冷媒进口、冷媒出口及设在所述第二换热器的冷媒进口与冷媒出口之间的冷媒管路,所述第二换热器的所述冷媒管路上设有若干第二支管接口,每个所述第二支管接口通过一根所述热管与所述第一换热器连接。
在本方案中,设置第一换热器冷媒进口与冷媒出口之间的冷媒管路中途有第一支管接口供以连接热管,这样,第一换热器中,在冷媒管路上完成蒸发后的冷媒可直接沿热管向第二换热器排放,而无需走完第一换热器内的整个冷媒管路全程后沿冷媒进口或冷媒出口排放,冷媒流动阻力损失更小,第一换热器与第二换热器之间的冷媒流通更高效;设置第二换热器冷媒进口与冷媒出口之间的冷媒管路中途有第二支管接口供以连接热管,这样,第二换热器内,在冷媒管路上完成冷凝后的冷媒可直接沿热管向第一换热器排放,而无需走完第二换热器内的整个冷媒管路全程后沿冷媒进口或冷媒出口排放,冷媒流动阻力损失更小,第一换热器与第二换热器之间的冷媒流通更高效。
上述技术方案中,所述第二换热器的所述冷媒管路包括:第二换热管,与所述第二换热器的冷媒进口及冷媒出口连通;若干汇合管路,位于所述第二换热管的下侧,所述汇合管路具有进口和出口,所述进口的数量多于所述出口,且在所述汇合管路内部形成有从所述进口向所述出口延伸并汇聚于所述出口的通道,其中,每个所述进口与所述第二换热管连接,所述出口作为所述第二支管接口。
在本方案中,设置第二换热器中的冷媒管路包括第二换热管和若干汇合管路,使汇合管路的多个进口与第二换热管连接以沿该多个进口分别收集第二换热管内的液态冷媒后,通过汇合管路对收集的液态冷媒进行汇集然后沿热管向第一换热器集中排放,这样设计在无需过多增加热管数量的前提下,可以使得对第二换热管中液态冷媒收集点的数量更多,收集点的分布也可更为广泛和均匀,相应地,冷媒在第二换热管内冷凝成液态后至排出第二换热管这一阶段的滞留时长、流动路途均有效缩短,可确保对第一换热器补液充足、高效,促进提升第一换热器与第二换热器之间的冷媒循环效率,尤其在无压缩机驱动的场合中,可更利于保证制冷可靠性和制冷效率。
上述技术方案中,所述第二换热管包括多根支管,多根所述支管并联,每根所述支管与所述第二换热器的冷媒进口及冷媒出口连通,且每根所述支管与一个或多个所述进口接通。
在本方案中,设置第二换热管包括多根支管,多根支管之间并联,这样可以提升第二换热器的比表面积,可提升第二换热器内冷媒的冷凝效率,且也有利于第二换热器的换热表面在相变材料中分散开,以利于相变材料受热均匀,这样,产品蒸发温度也更加均匀,相变材料的冷量利用率也更高。
上述技术方案中,所述支管呈蛇形,且包括直管段、所述直管段底端的底部弯头及所述直管段顶端的顶部弯头,所述进口与所述支管的所述底部弯头连接。
在本方案中,设置支管呈蛇形,更具体如长蛇形,具体地,支管呈纵向布置或大致呈纵向布置,以使其直管段部位大致沿纵向,其顶部弯头位于直管段的顶端,底部弯头位于直管段的底端,且利用顶部弯头和底部弯头交替地将横向排列的多个直管段两两衔接,以构造出该蛇形的支管,其中,该支管呈纵向布置或大致呈纵向布置的形式可利于支管内的冷媒重力向下汇聚,本方案通过设置进口与支管的底部弯头连接,可以利用底部弯头对沿其两端处的直管段流下的冷媒进行汇流后沿再排入进口,同等收集效率时,进口的数量得到精简,结构更简化,且该结构也有利于支管内的液态冷媒尽数排出,避免支管内残留液态冷媒。
上述任一技术方案中,所述汇合管路包括:若干第一级三通管,所述第一级三通管具有三个接口,且其中的两个接口作为所述进口,剩下的所述接口作为汇流口;若干第二级三通管,所述第二级三通管具有三个接口,且其中的两个接口对应与两个所述第一级三通管的所述汇流口连接,所述第二级三通管的另外一个接口作为所述出口。
在本方案中,设置汇合管路包括第一级三通管和第二级三通管组合构造出的多级汇流结构,这样设计在无需过多增加热管数量的前提下,可以极大地增加对第二换热管中液态冷媒收集点的数量,也进一步使得收集点的分布更广泛和均匀,这样,冷媒在第二换热器内冷凝后至排出这一阶段的滞留时长及流动路途均更短,更利于保证制冷可靠性和制冷效率,且该两级汇流结构结合前述支管自身的底部弯头的汇流作用所共同形成的三级汇流,基本可以满足现有移动空调的制冷工况下的最大冷媒循环量和最高循环效率需求,且可以实现产品结构紧凑。
上述任一技术方案中,所述第一换热器的冷媒管路包括:第一换热管,与所述第一换热器的冷媒进口及冷媒出口连通;引出接口,位于所述第一换热管顶端且与所述第一换热管连通,所述引出接口作为所述第一支管接口。
上述技术方案中,所述第一换热管包括:多个并联管路,所述并联管路包括多个分支和设在多个所述分支两端的主管;若干连接管,多个所述并联管路的所述主管之间通过所述连接管连接,以使所述第一换热管的多个所述并联管路之间串联,其中,若干所述连接管中的一根或多根上设有所述引出接口。
在本方案中,在用于串接并联管路的连接管上设有引出接口作为第一支管接口,这时,连接管的第一支管接口可以起到汇流的效果,具体如将连接于其两端的并联管路内的气态冷媒汇流到连接管后,通过连接管的第一支管接口集中经热管排向第二换热器,这样设计在无需过多增加热管数量的前提下,可以使得对第一换热管中气态冷媒收集点的数量更多,收集点的分布也可更为广泛和均匀,相应地,冷媒在第一换热管内冷凝成液态后至排出第一换热管这一阶段的滞留时长、流动路途均有效缩短,可确保对第二换热器补气充足、高效,促进提升第一换热器与第二换热器之间的冷媒循环效率,尤其在无压缩机驱动的场合中,可更利于保证制冷可靠性和制冷效率。
上述技术方案中,所述并联管路中的所述分支呈纵向布置或呈倾斜布置,且多个所述分支的顶端汇流形成第一主管,多个所述分支的底端汇流形成第二主管,其中,多个并联管路的所述第一主管之间连接有所述连接管,且与所述第一主管连接的所述连接管上设有所述引出接口。
在本方案中,设置并联管路中的分支呈纵向布置或呈倾斜布置,这样,在并联管路内的冷媒蒸发成为气态后,可直接沿纵向或倾斜布置的分支做上升运动,并经分支顶端的第一主管后沿与第一主管连接的连接管的引出接口排入热管,这样,冷媒汽化后的流动轨迹基本朝上,气态冷媒的流动阻力小、动能损失少,可确保对第二换热器补气充足、高效,促进提升第一换热器与第二换热器之间的冷媒循环效率,尤其在无压缩机驱动的场合中,可更利于保证制冷可靠性和制冷效率。
上述任一技术方案中,所述第一换热器整体相对于纵向平面倾斜,且所述第一换热器与所述纵向平面之间呈预设夹角。
在本方案中,设置第一换热器整体相对于纵向平面倾斜,更具体例如,第一换热器为翅片换热器,气流从翅片换热器的内表面穿透翅片换热器后沿翅片换热器的外表面排出,且气流在穿透翅片换热器的过程中实现与气流换热,其中,第一换热器整体相对于纵向平面倾斜,可具体理解为翅片换热器的内表面或外表面相对于纵向平面倾斜并呈预设夹角,可以使冷风呈一定角度吹出,避免横向直吹,优选朝向倾斜吹出,其中,进一步优选预设夹角根据第一换热器所处位置高度设计,目的在于使吹出的冷风能够指向用户的躯干部位,使用体验更佳。
上述任一技术方案中,所述移动空调的换热器系统还包括:阀门,所述热管上连接有用于控制所述热管导通或截止的所述阀门。
在本方案中,设置阀门用以控制热管导通或截止,这样,在无需利用热管在第一换热器与第二换热器之间输送冷媒以实现第一换热器与第二换热器之间的冷媒循环时,可以控制阀门截止使热管不导通,这时,第一换热器和第二换热器之间可基于传统空调中的冷媒循环模式进行冷媒循环,产品工作模式可更多样化。
上述技术方案中,所述移动空调的换热器系统还包括:开度调节机构,与所述阀门连接,用于调节所述阀门的开度。
在本方案中,设置开度调节机构用于调节阀门的开度,这样,可以实现通过开度调节机构调节阀门的开度,以相应控制第一换热器与第二换热器之间的冷媒循环效率,并以此达到控制制冷效率的目的,例如,对于制冷效率需求较高时,可以调大阀门的开度相应调高第一换热器内蒸发效率,从而调高制冷效率,反之,对于制冷效率需求较低时,可以调小阀门的开度相应调低第一换热器内蒸发效率,从而调低制冷效率,或者,对于相变材料内的蓄冷总量较大的制冷工况运行前期,由于相变材料对第二换热器吸热效率较高,可以调小阀门开度,随着制冷工况运行时间累积,相变材料内的蓄冷总量有所降低,相变材料对第二换热器吸热效率相应降低,这时可以调大阀门开度,以使制冷工况的前期和后期冷量输出基本均匀。
可以理解的是,开度调节机构可以为电控调节阀门开度的结构,如移动终端、控制面板、电控旋钮等,通过移动终端、控制面板等的输出信号来控制电磁阀等阀门改变其开度,开度调节机构可以为机械调节阀门开度的结构,例如操作手柄,操作手柄连接或通过传动机构连接作为阀门的如翻板阀等机械阀,以相应调节机械阀的开度。
上述技术方案中,所述阀门具有阀体,所述阀体具有第一接口和第二接口,所述阀体倾斜布置并使所述第一接口的位置高于所述第二接口,其中,所述第一接口与所述第二换热器接通,所述第二接口与所述第一换热器接通。
在本方案中,设置阀门的阀体倾斜布置并使其第一接口的位置高于第二接口,这样有利于阀门内部液态冷媒自发向第一换热器流动,有助于重力热管等热管更好的发挥作用导通作用,提升第一换热器与第二换热器之间冷媒循环效率,同时,避免冷媒在阀体内残留,提升产品能效。
上述任一技术方案中,所述移动空调的换热器系统还包括:第一保温件,其中,所述相变蓄能换热装置还具有容器,所述第一保温件对所述容器保温,所述容器内部形成有容纳空间,所述相变材料位于所述容纳空间中;和/或第二保温件,设在所述热管上并对所述热管保温。
在本方案中,设置第一保温件对相变蓄能换热装置用于盛装相变材料的容器进行保温,例如设计第一保温件为隔热棉、海绵等材质的保温套,使之穿套在容器外侧对容器保温,可以减少相变材料冷量散失,提升产品能效;设置第二保温件对热管保温,例如设计第二保温件为隔热棉、海绵等材质的保温套,使之穿套在热管外侧对热管保温,可以减少热管传输过程中其内部冷媒的自身汽化和升温,提升产品能效。
本发明第二方面的实施例提供了一种移动空调,包括上述任一技术方案中所述的移动空调的换热器系统。
本发明第二方面的实施例提供的移动空调,通过设置有上述任一技术方案中所述的移动空调的换热器系统,从而具有以上全部有益效果,在此不再赘述。
另外,本发明提供的上述实施例中的移动空调还可以具有如下附加技术特征:
上述技术方案中,所述移动空调还包括:压缩机,具有回气口和排气口,所述排气口与所述第一换热器的冷媒进口连通,所述回气口与所述第二换热器的冷媒出口连通;节流元件,与所述第一换热器的冷媒出口及所述第二换热器的冷媒进口连通。
在本方案中,设置压缩机和节流元件与第一换热器及第二换热器连接并形成回路,在相变材料吸热饱和而需要再生蓄冷时,可将移动空调移至室外或其他无制冷需求的地方,这时,控制热管截止,且控制压缩机运行,这时,压缩机排出的冷媒依次流经第一换热器、节流元件、第二换热器,最后回到压缩机完成冷媒循环,且该过程中,第一换热器作为冷凝器,第二换热器作为蒸发器,第二换热器处冷媒蒸发对相变材料吸热,使相变材料蓄能再生,相对于自然再生而言,耗时更短,而相对通过冰箱等制冷设备再生而言,用户工作量减少,使用上更为便利。
上述技术方案中,所述压缩机布置在所述移动空调的换热器系统的下方;和/或所述节流元件通过管道与所述第二换热器的冷媒进口接通,且所述节流元件与所述管道的连接处及所述管道上设有第三保温件,并通过所述第三保温件保温;和/或所述压缩机的回气口处接有吸气管,且所述吸气管与所述第二换热器的冷媒出口连通,其中,所述吸气管缠绕在所述节流元件的周围,和/或所述吸气管处设有第四保温件且所述吸气管通过所述第四保温件保温,和/或所述移动空调包括回热器,所述回热器连接所述吸气管及所述第二换热器的冷媒出口。
在本方案中,设置压缩机布置在移动空调的换热器系统的下方,这样,产品的横向尺寸小,结构更紧凑,且利于产品重心下移,产品放置时更为稳定,也利于降低压缩机运行时的整机振幅,提升产品品质。
设置节流元件与第二换热器的冷媒进口之间的管道上及节流元件与该管道的衔接处设有第三保温件进行保温,例如设计第三保温件为隔热棉、海绵等材质的保温套,使之穿套在管道外侧及管道与节流元件衔接处的外侧以对其保温,可以提升冷媒的蒸发效率,从而提升对相变材料的再生效率,缩短再生时长、降低能耗。
设置压缩机的回气口处接有吸气管,吸气管与第二换热器的冷媒出口连通,且吸气管缠绕在节流元件的周围,吸气管从节流元件处回热以使内部冷媒充分汽化,避免压缩机进液,防止出现液击现象。
设置压缩机的回气口处接有吸气管,吸气管与第二换热器的冷媒出口连通,且吸气管处设有第四保温件且吸气管通过第四保温件保温,例如设计第四保温件为隔热棉、海绵等材质的保温套,使之穿套在吸气管外侧以对其保温,这样可以抑制吸气管处从环境的吸热量,避免回气温度过高,提升压缩机工作效率。
设置压缩机的回气口处接有吸气管,吸气管与第二换热器的冷媒出口连通,且设置移动空调还包括回热器,该回热器连接吸气管及第二换热器的冷媒出口,利用回热器进行回热,避免压缩机进液,防止出现液击现象。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显,或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解,其中:
图1是本发明一个实施例所述换热器系统的结构示意图;
图2是本发明一个实施例所述换热器系统的侧视结构示意图;
图3是本发明一个实施例所述换热器系统的结构示意图;
图4a是本发明一个实施例所述第二换热器部分结构的主视结构示意图;
图4b是图4a中所示第二换热器部分结构的俯视结构示意图;
图4c是图4a中所示第二换热器部分结构的左视结构示意图;
图5a是本发明一个实施例所述第一换热器部分结构的主视结构示意图;
图5b是图5a中所示第一换热器部分结构的仰视结构示意图;
图5c是图5a中所示第一换热器部分结构的左视结构示意图;
图6是本发明一个实施例所述移动空调的结构示意图;
图7是本发明一个实施例所述移动空调在室外蓄冰模式下的结构示意图。
其中,图1至图7中的附图标记与部件名称之间的对应关系为:
100第一换热器,111冷媒进口-A,112冷媒出口-A,120冷媒管路-A,121第一换热管,1211并联管路,1211a分支,1211b第一主管,1211c第二主管,1212连接管,122引出接口,123第一支管接口,200风扇,300相变蓄能换热装置,310第二换热器,311冷媒进口-B,312冷媒出口-B,313冷媒管路-B,3131第二换热管,31311支管,31311a直管段,31311b底部弯头,31311c顶部弯头,3132汇合管路,3132a进口,3132b出口,3132c第一级三通管,3132d第二级三通管,3133第二支管接口,400热管,500阀门,510阀体,520第一接口,530第二接口,600压缩机,610回气口,620排气口,700节流元件,800吸气管。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点,下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明,但是,本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施,因此,本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
下面参照图1至图7描述根据本发明一些实施例所述移动空调及其换热器系统。
如图1至图5c所示,本发明第一方面的实施例提供的移动空调的换热器系统,包括:第一换热器100、风扇200、相变蓄能换热装置300和热管400。
具体地,如图1所示,风扇200用于驱动气流与第一换热器100换热;相变蓄能换热装置300包括第二换热器310及能与第二换热器310换热的相变材料;热管400与第一换热器100及第二换热器310连通,且热管400导通时,冷媒能沿热管400在第一换热器100与第二换热器310之间流通。
值得说明的是,本方案中的热管400为两端不封闭的热管结构,且其两端对应接入第一换热器100和第二换热器310,当热管400导通时在第一换热器100与第二换热器310之间起到连通作用,且热管400内部无需再另外充入载热介质,而是直接以第一换热器100及第二换热器310中的冷媒作为载热介质,换热器系统运行制冷模式时,第一换热器100作为近似于热管的蒸发端,第二换热器310作为近似于热管的冷凝端,如图1和图3中的虚线箭头所示,第一换热器100内蒸发汽化的冷媒携带着潜热通过热管400沿虚线箭头方向输送到第二换热器310中,此后,该输送到第二换热器310中的气态冷媒通过第二换热器310向相变材料释放潜热发生冷凝,随后,如图1和图3中的实线箭头所示,第二换热器310中冷凝后的冷媒通过热管400的如虹吸或毛细等效应顺着热管400沿实线箭头方向送回到第一换热器100中,从而形成冷媒循环,并同时完成第一换热器100的蒸发工作和第二换热器310的冷凝工作。
本发明上述实施例提供的移动空调的换热器系统的优点在于:
(1)第二换热器310与相变材料换热,这样,第二换热器310散发的热量可被相变材料吸收,从而无需再通过粗连接管路引流对外排热,移动空调的使用更具灵活性和便利性的优势,且相变材料可直接吸收第二换热器310的热量进行蓄存,移动空调向室内制冷过程中向室内环境的产热量少,制冷运行的能效更高;
(2)第一换热器100与第二换热器310之间通过热管400相连,当第二换热器310内冷媒降温冷凝成液体后,利用热管400可以实现将第二换热器310中的低温液态冷媒输送到第一换热器100中用于蒸发,且同时,热管400还可将第一换热器100中蒸发成为气态的高温冷媒输送到第一换热器100中用于冷凝,从而实现第一换热器100和第二换热器310之间通过热管400进行冷媒循环,结构简单,且在满足制冷工况运行需求的同时,通过热管400实现的对汽液态的冷媒在第一换热器100和第二换热器310之间输送具有高效性和可靠性,且整个制冷做功及冷媒循环驱动均不需要运用到压缩机600,从而避免了制冷过程中压缩机600运行所导致的噪音问题,能极大地改善移动空调制冷工况的运行噪音问题,产品静音效果更好,尤其适于休息和办公等场合,移动空调便捷性、舒适性优势得到更充分地发挥;
(3)冷媒通过第一换热器100与气流换热实现对室内空气降温,相比一般空调扇等产品而言,不会出现冷空气湿度过高的问题,使用更舒适、健康。
可选地,热管400数量可以为单根也可为多根。
在本发明的一个实施例中,优选地,相变材料为冰。其中,相变材料在相变区内温度波动小,利用相变材料与第二换热器310换热,相对于风冷换热而言,不仅可以实现蓄能换热,减少第二换热器310向环境的散热量,且具有换热效率高、温度稳定性好等优点,利于控制产品运行在理想的蒸发温度和冷凝温度,提高系统的制冷效率,其中,冰的蓄冷密度较之一般相变材料而言较高,约330kJ/kg,设置相变材料为冰,同等条件下,可利于延长制冷工况单次有效运行时长,且成本也较低。
在本发明的一个实施例中,优选地,热管400纵向布置或倾斜布置,且热管400用于与第一换热器100连接的部位低于其用于与第二换热器310连接的部位,这样,在热管400内部液态冷媒能依靠重力自发向第一换热器100输送,可以提升冷凝成液态的冷媒沿热管400向第一换热器100输送的效率,利于保证制冷效率,且能极大降低热管400内的冷媒残留量,保证移动空调运行能效。
在本发明的一个实施例中,热管400为无芯重力热管,可以理解的是,当热管400纵向布置或以足够的角度倾斜时,第二换热器310中的冷媒在冷凝成液态后完全可以通过虹吸效应利用自身重力势能实现沿无芯重力热管进入第一换热器100,而不用必须设置吸液芯利用毛细作用进行驱动,这样,热管400结构更简化,热管400内的冷媒残留量也可更低。
在本发明的一个实施例中,热管400为有芯热管,可以理解的是,有芯热管内设有吸液芯,吸液芯内形成有毛细通道可以自发地将第二换热器310中冷凝成为液态的冷媒沿吸液芯输送到第一换热器100中用于蒸发,这样,形成的是毛细作用对液态冷媒的驱动作用,该情况下,热管400根据需求可以布置呈横向,而非必须呈纵向或倾斜,适用范围更广,对第一换热器100和第二换热器310的相对分布形式的局限性也小,产品设计更加灵活。
上述任一实施例中,优选地,第一换热器100用于与热管400连接的部位处在第一换热器100的顶端或处在邻近第一换热器100顶端的位置处,这样,可利于促使第一换热器100内蒸发成为气态的冷媒沿热管400尽数排入第二换热器310中进行冷凝降温,而避免出现第一换热器100局部困气的问题,如此可利于保证第一换热器100内保持高效蒸发,从而保证制冷效率。
上述任一实施例中,优选地,第二换热器310用于与热管400连接的部位处在第二换热器310的底端或处在邻近第二换热器310底端的位置处,这样可以保证第二换热器310的排液部位位置较低,冷凝成液态后的冷媒能更充分地沿热管400排入第一换热器100进行蒸发制冷,第二换热器310不会残留积液,从而提升产品的制冷能效。
上述任一实施例中,优选地,第二换热器310位于第一换热器100的上方,布局更紧凑,且产品的横向尺寸小,同时,这样的结构设计也更利于第二换热器310中冷凝成液态后的冷媒能尽数排入第一换热器100中用于蒸发,第二换热器310不会残留积液,从而提升产品的制冷能效。
上述任一实施例中,如图3所示,第一换热器100具有冷媒进口-A 111、冷媒出口-A112及设在冷媒进口-A 111与冷媒出口-A 112之间的冷媒管路-A 120,第一换热器100的冷媒管路-A 120上设有若干第一支管接口123,每个第一支管接口123通过一根热管400与第二换热器310连接,其中,通过设置第一换热器100冷媒进口-A 111与冷媒出口-A 112之间的冷媒管路-A 120中途有第一支管接口123供以连接热管400,这样,第一换热器100中,在冷媒管路-A 120上完成蒸发后的冷媒可直接沿热管400向第二换热器310排放,而无需走完第一换热器100内的整个冷媒管路-A 120全程后沿冷媒进口-A 111或冷媒出口-A 112排放,冷媒流动阻力损失更小,第一换热器100与第二换热器310之间的冷媒流通更高效。
上述任一实施例中,如图3所示,第二换热器310具有冷媒进口-B 311、冷媒出口-B312及设在冷媒进口-B 311与冷媒出口-B 312之间的冷媒管路-B 313,第二换热器310的冷媒管路-B 313上设有若干第二支管接口3133,每个第二支管接口3133通过一根热管400与第一换热器100连接,其中,通过设置第二换热器310的冷媒进口-B 311与冷媒出口-B 312之间的冷媒管路-B 313中途有第二支管接口3133供以连接热管400,这样,第二换热器310内,在冷媒管路-B 313上完成冷凝后的冷媒可直接沿热管400向第一换热器100排放,而无需走完第二换热器310内的整个冷媒管路-B 313全程后沿冷媒进口-B 311或冷媒出口-B312排放,冷媒流动阻力损失更小,第一换热器100与第二换热器310之间的冷媒流通更高效。
上述任一实施例中,如图4a、图4b和图4c所示,第二换热器310的冷媒管路-B 313包括:第二换热管3131和若干汇合管路3132,第二换热管3131与第二换热器310的冷媒进口-B 311及冷媒出口-B 312连通;若干汇合管路3132位于第二换热管3131的下侧,汇合管路3132具有进口3132a和出口3132b,进口3132a的数量多于出口3132b,且在汇合管路3132内部形成有从进口3132a向出口3132b延伸并汇聚于出口3132b的通道,其中,每个进口3132a与第二换热管3131连接,出口3132b作为第二支管接口3133。
其中,通过设置第二换热器310中的冷媒管路-B 313包括第二换热管3131和若干汇合管路3132,使汇合管路3132的多个进口3132a与第二换热管3131连接以沿该多个进口3132a分别收集第二换热管3131内的液态冷媒后,通过汇合管路3132对收集的液态冷媒进行汇集然后沿热管400向第一换热器100集中排放,这样设计在无需过多增加热管400数量的前提下,可以使得对第二换热管3131中液态冷媒收集点的数量更多,收集点的分布也可更为广泛和均匀,相应地,冷媒在第二换热管3131内冷凝成液态后至排出第二换热管3131这一阶段的滞留时长、流动路途均有效缩短,可确保对第一换热器100补液充足、高效,促进提升第一换热器100与第二换热器310之间的冷媒循环效率,尤其在无压缩机600驱动的场合中,可更利于保证制冷可靠性和制冷效率。
进一步地,如图4a、图4b和图4c所示,第二换热管3131包括多根支管31311,多根支管31311并联,每根支管31311与第二换热器310的冷媒进口-B 311及冷媒出口-B 312连通,且每根支管31311与一个或多个进口接通。其中,设置第二换热管3131包括多根支管31311,多根支管31311之间并联,这样可以提升第二换热器310的比表面积,可提升第二换热器310内冷媒的冷凝效率,且也有利于第二换热器310的换热表面在相变材料中分散开,以利于相变材料受热均匀,这样,产品蒸发温度也更加均匀,相变材料的冷量利用率也更高。
更进一步地,如图4a、图4b和图4c所示,支管31311呈蛇形,且具体包括直管段31311a、直管段31311a底端的底部弯头31311b及直管段31311a顶端的顶部弯头31311c,进口3132a与支管31311的底部弯头31311b连接。其中,设置支管31311呈蛇形,更具体如长蛇形,具体地,支管31311呈纵向布置或大致呈纵向布置,以使其直管段31311a部位大致沿纵向,其顶部弯头31311c位于直管段31311a的顶端,底部弯头31311b位于直管段31311a的底端,且利用顶部弯头31311c和底部弯头31311b交替地将横向排列的多个直管段31311a两两衔接,以构造出该蛇形的支管31311,其中,该支管31311呈纵向布置或大致呈纵向布置的形式可利于支管31311内的冷媒重力向下汇聚,本方案通过设置进口3132a与支管31311的底部弯头31311b连接,可以利用底部弯头31311b对沿其两端处的直管段31311a流下的冷媒进行汇流后沿再排入进口3132a,同等收集效率时,进口3132a的数量得到精简,结构更简化,且该结构也有利于支管31311内的液态冷媒尽数排出,避免支管31311内残留液态冷媒。
当然,本方案并不局限于此,第二换热器310并不必须为该蛇管换热器,本领域技术人员根据需求也可设计第二换热器310为盘管式换热器或旋翅式换热器等。
上述任一技术方案中,如图4a、图4b和图4c所示,汇合管路3132包括:若干第一级三通管3132c和若干第二级三通管3132d,具体地,第一级三通管3132c具有三个接口,且其中的两个接口作为进口3132a,剩下的接口作为汇流口;第二级三通管3132d具有三个接口,且其中的两个接口对应与两个第一级三通管3132c的汇流口连接,第二级三通管3132d的另外一个接口作为出口3132b。其中,设置汇合管路3132包括第一级三通管3132c和第二级三通管3132d组合构造出的多级汇流结构,这样设计在无需过多增加热管400数量的前提下,可以极大地增加对第二换热管3131中液态冷媒收集点的数量,也进一步使得收集点的分布更广泛和均匀,这样,冷媒在第二换热器310内冷凝后至排出这一阶段的滞留时长及流动路途均更短,更利于保证制冷可靠性和制冷效率,且该两级汇流结构结合前述支管31311自身的底部弯头31311b的汇流作用所共同形成的三级汇流,基本可以满足现有移动空调的制冷工况下的最大冷媒循环量和最高循环效率需求,且可以实现产品结构紧凑。
优选地,每个汇合管路3132具有一个出口3132b、4个进口3132a,支管31311的数量为4根,汇合管路3132的4个进口3132a对应连接4根支管31311的4个底端弯头31311b,其中,每根支管31311具有4个底端弯头31311b,设有4个汇合管路3132,以具有16个进口3132a对应连接4根支管31311的16个底端弯头31311b,且设有4根热管,以对应连接4个汇合管路3132的4个出口3132b。
上述任一实施例中,如图5a、图5b和图5c所示,第一换热器100的冷媒管路-A 120包括:第一换热管121和引出接口122,第一换热管121与第一换热器100的冷媒进口-A 111及冷媒出口-A 112连通;引出接口122位于第一换热管121顶端且与第一换热管121连通,引出接口122作为第一支管接口123。
进一步地,如图5a、图5b和图5c所示,第一换热管121包括:多个并联管路1211和若干连接管1212,并联管路1211包括多个分支1211a和设在多个分支1211a两端的主管;多个并联管路1211的主管之间通过连接管1212连接,以使第一换热管121的多个并联管路1211之间串联,其中,若干连接管1212中的一根或多根上设有引出接口122。其中,在用于串接并联管路1211的连接管1212上设有引出接口122作为第一支管接口123,这时,连接管1212的第一支管接口123可以起到汇流的效果,具体如将连接于其两端的并联管路1211内的气态冷媒汇流到连接管1212后,通过连接管1212的第一支管接口123集中经热管400排向第二换热器310,这样设计在无需过多增加热管400数量的前提下,可以使得对第一换热管121中气态冷媒收集点的数量更多,收集点的分布也可更为广泛和均匀,相应地,冷媒在第一换热管121内冷凝成液态后至排出第一换热管121这一阶段的滞留时长、流动路途均有效缩短,可确保对第二换热器310补气充足、高效,促进提升第一换热器100与第二换热器310之间的冷媒循环效率,尤其在无压缩机600驱动的场合中,可更利于保证制冷可靠性和制冷效率。
更具体地,如图5a、图5b和图5c所示,并联管路1211中的分支1211a呈纵向布置或呈倾斜布置,且多个分支1211a的顶端汇流形成第一主管1211b,多个分支1211a的底端汇流形成第二主管1211c,其中,多个并联管路1211的第一主管1211b之间连接有连接管1212,且与第一主管1211b连接的连接管1212上设有引出接口122。其中,设置并联管路1211中的分支1211a呈纵向布置或呈倾斜布置,这样,在并联管路1211内的冷媒蒸发成为气态后,可直接沿纵向或倾斜布置的分支1211a做上升运动,并经分支1211a顶端的第一主管1211b后沿与第一主管1211b连接的连接管1212的引出接口122排入热管400,这样,冷媒汽化后的流动轨迹基本朝上,气态冷媒的流动阻力小、动能损失少,可确保对第二换热器310补气充足、高效,促进提升第一换热器100与第二换热器310之间的冷媒循环效率,尤其在无压缩机600驱动的场合中,可更利于保证制冷可靠性和制冷效率。
优选地,第一换热管121包括8个并联管路1211,在分支1211a的顶端,通过4根连接管1212对8个第一主管1211b形成两两连接,且该4根连接管1212上分别设有引出接口122,在分支1211a的底端,通过另外4根连接管1212对8个第二主管1211c形成两两连接。
上述任一实施例中,如图2所示,第一换热器100整体相对于纵向平面倾斜,且第一换热器100与纵向平面之间呈预设夹角α,如α>0°。其中,设置第一换热器100整体相对于纵向平面倾斜,更具体例如,第一换热器100为翅片换热器,气流从翅片换热器的内表面穿透翅片换热器后沿翅片换热器的外表面排出,且气流在穿透翅片换热器的过程中实现与气流换热,其中,第一换热器100整体相对于纵向平面倾斜,可具体理解为翅片换热器的内表面或外表面相对于纵向平面倾斜并呈预设夹角,可以使冷风呈一定角度吹出,避免横向直吹,优选朝向倾斜吹出,其中,进一步优选预设夹角根据第一换热器100所处位置高度设计,目的在于使吹出的冷风能够指向用户的躯干部位,使用体验更佳。
上述任一实施例中,如图2所示,移动空调的换热器系统还包括阀门500,热管400上连接有用于控制热管400导通或截止的阀门500。其中,设置阀门500用以控制热管400导通或截止,这样,在无需利用热管400在第一换热器100与第二换热器310之间输送冷媒以实现第一换热器100与第二换热器310之间的冷媒循环时,可以控制阀门500截止使热管400不导通,这时,第一换热器100和第二换热器310之间可基于传统空调中的冷媒循环模式进行冷媒循环,产品工作模式可更多样化。
进一步地,移动空调的换热器系统还包括开度调节机构,开度调节机构与阀门500连接,用于调节阀门500的开度,这样,可以实现通过开度调节机构调节阀门500的开度,以相应控制第一换热器100与第二换热器310之间的冷媒循环效率,并以此达到控制制冷效率的目的,例如,对于制冷效率需求较高时,可以调大阀门500的开度相应调高第一换热器100内蒸发效率,从而调高制冷效率,反之,对于制冷效率需求较低时,可以调小阀门500的开度相应调低第一换热器100内蒸发效率,从而调低制冷效率,或者,对于相变材料内的蓄冷总量较大的制冷工况运行前期,由于相变材料对第二换热器310吸热效率较高,可以调小阀门500开度,随着制冷工况运行时间累积,相变材料内的蓄冷总量有所降低,相变材料对第二换热器310吸热效率相应降低,这时可以调大阀门500开度,以使制冷工况的前期和后期冷量输出基本均匀。
可以理解的是,开度调节机构可以为电控调节阀门500开度的结构,如移动终端、控制面板、电控旋钮等,通过移动终端、控制面板等的输出信号来控制电磁阀等阀门500改变其开度,开度调节机构可以为机械调节阀门500开度的结构,例如操作手柄,操作手柄连接或通过传动机构连接作为阀门500的如翻板阀等机械阀,以相应调节机械阀的开度。而至于阀的具体类型,本领域技术人员可基于截止导通功能需求及开度调节需求等进行选择,如为截止阀、自动控制开关阀等,保证阀的内部公称通径与热管400管路基本一致以确保热管400能正常流通即可。
进一步地,如图2所示,阀门500具有阀体510,阀体510具有第一接口520和第二接口530,阀体510倾斜布置并使第一接口520的位置高于第二接口530,其中,第一接口520与第二换热器310接通,第二接口530与第一换热器100接通,其中,设置阀门500的阀体510倾斜布置并使其第一接口520的位置高于第二接口530,这样有利于阀门500内部液态冷媒自发向第一换热器100流动,有助于重力热管等热管400更好的发挥作用导通作用,提升第一换热器100与第二换热器310之间冷媒循环效率,同时,避免冷媒在阀体510内残留,提升产品能效。
上述任一实施例中,优选地,移动空调的换热器系统还包括第一保温件,其中,相变蓄能换热装置300还具有容器,第一保温件对容器保温,容器内部形成有容纳空间,相变材料位于容纳空间中。例如设计第一保温件为隔热棉、海绵等材质的保温套,使之穿套在容器外侧对容器保温,可以减少相变材料冷量散失,提升产品能效。
上述任一实施例中,优选地,移动空调的换热器系统还包括第二保温件,第二保温件设在热管400上并对热管400保温,例如设计第二保温件为隔热棉、海绵等材质的保温套,使之穿套在热管400外侧对热管400保温,可以减少热管400传输过程中其内部冷媒的自身汽化和升温,提升产品能效。
本发明第二方面的实施例提供的移动空调,包括上述任一实施例中所述的移动空调的换热器系统。
本发明第二方面的实施例提供的移动空调,通过设置有上述任一技术方案中所述的移动空调的换热器系统,从而具有以上全部有益效果,在此不再赘述。
在本发明的一个实施例中,如图6和图7所示,所述移动空调还包括:压缩机600和节流元件700,压缩机600具有回气口610和排气口620,排气口620与第一换热器100的冷媒进口-A 111连通,回气口610与第二换热器310的冷媒出口-B 312连通;节流元件700与第一换热器100的冷媒出口-A 112及第二换热器310的冷媒进口-B 311连通。
在本方案中,设置压缩机600和节流元件700与第一换热器100及第二换热器310连接并形成回路,在相变材料吸热饱和而需要再生蓄冷时,可将移动空调移至室外或其他无制冷需求的地方,这时,控制热管400截止,且控制压缩机600运行,这时,压缩机600排出的冷媒依次流经第一换热器100、节流元件700、第二换热器310,最后回到压缩机600完成冷媒循环,且该过程中,第一换热器100作为冷凝器,第二换热器310作为蒸发器,第二换热器310处冷媒蒸发对相变材料吸热,使相变材料蓄能再生,相对于自然再生而言,耗时更短,而相对通过冰箱等制冷设备再生而言,用户工作量减少,使用上更为便利。
可选地,压缩机600可以是定频压缩机也可以是变频压缩机,一款合适的变频压缩机可以一定程度上进一步减少蓄冰耗时。
可选地,节流元件700为毛细管、电子膨胀阀或热力膨胀阀。
在本发明的一个实施例中,优选地,压缩机600布置在移动空调的换热器系统的下方,这样,产品的横向尺寸小,结构更紧凑,且利于产品重心下移,产品放置时更为稳定,也利于降低压缩机600运行时的整机振幅,提升产品品质。
在本发明的一个实施例中,优选地,节流元件700通过管道与第二换热器310的冷媒进口-B 311接通,且节流元件700与管道的连接处及管道上设有第三保温件,并通过第三保温件保温。例如设计第三保温件为隔热棉、海绵等材质的保温套,使之穿套在管道外侧及管道与节流元件700衔接处的外侧以对其保温,可以提升冷媒的蒸发效率,从而提升对相变材料的再生效率,缩短再生时长、降低能耗。
在本发明的一个实施例中,优选地,压缩机600的回气口610处接有吸气管800,且吸气管800与第二换热器310的冷媒出口-B 312连通,其中,吸气管800缠绕在节流元件700的周围。这样,吸气管800从节流元件700处回热以使内部冷媒充分汽化,避免压缩机600进液,防止出现液击现象。
在本发明的一个实施例中,优选地,压缩机600的回气口610处接有吸气管800,且吸气管800与第二换热器310的冷媒出口-B 312连通,其中,移动空调还包括回热器,回热器连接吸气管800及第二换热器310的冷媒出口-B 312。这样,利用回热器进行回热,可避免压缩机600进液,防止出现液击现象。
在本发明的一个实施例中,优选地,如图6和图7所示,压缩机600的回气口610处接有吸气管800,且吸气管800与第二换热器310的冷媒出口-B 312连通,其中,吸气管800处设有第四保温件且吸气管800通过第四保温件保温。例如设计第四保温件为隔热棉、海绵等材质的保温套,使之穿套在吸气管800外侧以对其保温,这样可以抑制吸气管800处从环境的吸热量,避免回气温度过高,提升压缩机600工作效率。
针对现有移动空调需设外散热管400路引起的移动性受限的痛点问题,再加上现有常规蓄热相变材料蓄能密度较低,且制冷过程需启动压缩机600等不利因素,及采用冷气扇替换移动空调而又存在的吹出的冷风通常会含有较高的湿度,用户使用不舒适且容易引起风湿等疾病的痛点问题。
在本发明的一个具体实施例中,提供了一种移动空调,如图6所示,其具体包括压缩机600(为定频或变频压缩机)、节流元件700(优选为毛细管)及移动空调的换热器系统,其中,移动空调的换热器系统包括第一换热器100(为风冷型换热器,优选如翅片管换热器)、风扇200、相变蓄能换热装置300、热管400(优选为重力热管)及阀门500,相变蓄能换热装置300包括容器、容器内的第二换热器310及容器内分布在第二换热器310周围的相变材料(优选为冰),其中,压缩机600、第一换热器100、节流元件700及第二换热器310连接形成一个冷媒回路,而第一换热器100与第二换热器310之间通过热管400连接形成另一个冷媒回路。
本移动空调产品有室外蓄冰模式和室内制冷模式两种运行模式切换:
室外蓄冰模式:该模式中,阀门500处于截止状态,热管400不导通,此时,移动空调的冷媒回路可参见图7所示,其中,压缩机600运行,第二换热器310作为蒸发器,第一换热器100作为冷凝器,第二换热器310为容器中的水提供冷量制冰,当容器中的水全部凝固成冰,蓄冰完成,可停止运行室外蓄冰模式,将移动空调移入室内用于运行室内制冷模式。
更具体地,在该室外蓄冰模式中,冷媒循环回路为正常的蒸汽压缩式制冷循环,其中,冷媒经压缩机600压缩后进入第一换热器100内释放热量给外界环境,再经节流元件700节流,且节流后的冷媒进入第二换热器310中蒸发实现温度降至低于0℃,这样,第二换热器310内的冷媒通过第二换热器310吸收容器内水的热量使水凝固成冰,实现蓄冰过程,而第二换热器310内的冷媒完成蒸发工作后再流回压缩机600完成冷媒循环。当容器内的水逐渐降温至完全凝固成冰后,系统可准备切换至室内制冷模式。其中,由于从节流元件出口-第二换热器-压缩机的回气口这一冷媒路径中,冷媒的温度可低至0℃以下,因此,优选对节流元件后半部及其至第二换热器的管路、第二换热器至压缩机的管路、容器整体这些部位采取严密的保温措施。
室内制冷模式:该模式中,压缩机600停止运行,而阀门500处于导通状态,热管400相应导通,此时,移动空调的冷媒回路可参见图3所示,冷媒在第一换热器100和第二换热器310之间通过热管400传递热量,实现制冷的目的。
更具体地,在室内制冷模式中,压缩机600停机,第一换热器100和第二换热器310之间的热管400上的阀门500处于导通状态,系统中的冷媒回路呈现如图3所示的形式进行运行,其中,冷媒在上方的第二换热器310中向冰释放热量冷凝成液体,冷凝形成的液态冷媒经自身重力可自发地沿热管400下沉到下方的第一换热器100中,且冷媒在第一换热器100中吸收室内空气的热量蒸发成气体,气体由于密度低会在热管400中往上升,进入上方的第二换热器310中再次冷凝,周而复始完成了冷媒通过重力热管将第一换热器100对空气吸收的热量传递给容器内的冰块,从而实现给房间空气制冷的目的。
其中,为稳定制冷量输出,可对热管400的阀门500增设相应的开度调节机构用以调节阀门500的开度,可以通过调小阀门500开度以将室内制冷模式运行前期过大的制冷量输出控制得小一些,而通过调大阀门500开度以将室内制冷模式运行后期稍小的制冷量输出控制得大一些,也可以理解为,对于室内制冷模式运行的前期和后期,前期阀门500的开度小于后期阀门500的开度。
其中,为保证蓄冰/制冷模式能够高效运行,本方案中对第一换热器100和第二换热器310的结构进行了更优化的设计,优选第一换热器100和第二换热器310均采取翅片管的形式,其中,如图4a、图4b和图4c所示为第二换热器310部分结构的示意图,由于第二换热器310的换热量较大,因而管路数较多,换热器体积较大,本第二换热器310与常规翅片管换热器不同之处主要在于,第二换热器310沿管竖直方向放置,其中,第二换热器310底部弯头31311b被一系列Y型三通所替代,Y型三通通过三级(如:底部弯头+第一级三通管+第二级三通管)汇总,最终往下输出4个流路,这4个流路即为重力热管的流通通道。第二换热器310的顶部左右各有4个流路输出,每一边的4个流路输出采用并联形式,且分别作为第二换热器310的冷媒进口-B 311和冷媒出口-B 312。
如图5a、图5b和图5c所示为第一换热器100部分结构的示意图,第一换热器100的情况跟第二换热器310类似,只不过Y型三通取代的是第一换热器100的顶部连接管1212,也即Y型三通取代图示中第一换热器100顶部的半月管,且Y型三通通过两级(如:第一主管+连接管及引流接口)汇总,最终往上输出4个流路,亦为重力热管的流道。第一换热器100底部左右两边各有1个流路汇聚,分别作为第一换热器100的冷媒进口-A 111和冷媒出口-A112。
产品在位置布局上,压缩机600位于移动空调的换热器系统的下方,移动空调的换热器系统中,第二换热器310位于第一换热器100的上方,根据系统布置的第一换热器100的高度,第一换热器100可与竖直方向呈一定夹角α布置,以确保吹出的冷风能够指向用户躯干部位。同时在本方案中使用的阀门500存在大致沿水平方向的阀体510,阀体510保持一定的倾斜角度以助于重力热管更好的发挥作用。
经过初步设计和测试,目前初步测试结果如表1所示。
蓄冰运行时长 制冷运行时长 平均制冷量
2小时20分钟 1小时50分钟 >350W
可见,通过一次蓄冰,可以实现较长时间的持续制冷,且制冷过程中无压缩机噪音影响,使用体验感好,同时,制冷量达350W以上,完全能够满足房间制冷需求,且通过相变材料提供吸热的方式可使得整个制冷过程中冷凝、蒸发温度基本稳定,舒适度较佳。
在本发明中,术语“第一”、“第二”仅用于描述的目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性;术语“多个”则指两个或两个以上,除非另有明确的限定。术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解,例如,“连接”可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;“相连”可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
本发明的描述中,需要理解的是,术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或单元必须具有特定的方向、以特定的方位构造和操作,因此,不能理解为对本发明的限制。
在本说明书的描述中,术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且,描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (21)

1.一种移动空调的换热器系统,其特征在于,包括:
第一换热器;
风扇,用于驱动气流与所述第一换热器换热;
相变蓄能换热装置,包括第二换热器及能与所述第二换热器换热的相变材料;
热管,与所述第一换热器及所述第二换热器连通,且所述热管导通时,冷媒能沿所述热管在所述第一换热器与所述第二换热器之间流通。
2.根据权利要求1所述的移动空调的换热器系统,其特征在于,
所述热管纵向布置或倾斜布置,且所述热管用于与所述第一换热器连接的部位低于其用于与所述第二换热器连接的部位。
3.根据权利要求2所述的移动空调的换热器系统,其特征在于,
所述热管为无芯重力热管。
4.根据权利要求1所述的移动空调的换热器系统,其特征在于,
所述热管为有芯热管。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的移动空调的换热器系统,其特征在于,
所述第一换热器用于与所述热管连接的部位处在所述第一换热器的顶端或处在邻近所述第一换热器顶端的位置处;和/或
所述第二换热器用于与所述热管连接的部位处在所述第二换热器的底端或处在邻近所述第二换热器底端的位置处;和/或
所述第二换热器位于所述第一换热器的上方。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的移动空调的换热器系统,其特征在于,
所述第一换热器具有冷媒进口、冷媒出口及设在所述第一换热器的冷媒进口与冷媒出口之间的冷媒管路,所述第一换热器的所述冷媒管路上设有若干第一支管接口,每个所述第一支管接口通过一根所述热管与所述第二换热器连接;和/或
所述第二换热器具有冷媒进口、冷媒出口及设在所述第二换热器的冷媒进口与冷媒出口之间的冷媒管路,所述第二换热器的所述冷媒管路上设有若干第二支管接口,每个所述第二支管接口通过一根所述热管与所述第一换热器连接。
7.根据权利要求6所述的移动空调的换热器系统,其特征在于,所述第二换热器的所述冷媒管路包括:
第二换热管,与所述第二换热器的冷媒进口及冷媒出口连通;
若干汇合管路,位于所述第二换热管的下侧,所述汇合管路具有进口和出口,所述进口的数量多于所述出口,且在所述汇合管路内部形成有从所述进口向所述出口延伸并汇聚于所述出口的通道,其中,每个所述进口与所述第二换热管连接,所述出口作为所述第二支管接口。
8.根据权利要求7所述的移动空调的换热器系统,其特征在于,
所述第二换热管包括多根支管,多根所述支管并联,每根所述支管与所述第二换热器的冷媒进口及冷媒出口连通,且每根所述支管与一个或多个所述进口接通。
9.根据权利要求8所述的移动空调的换热器系统,其特征在于,
所述支管呈蛇形,且包括直管段、所述直管段底端的底部弯头及所述直管段顶端的顶部弯头,所述进口与所述支管的所述底部弯头连接。
10.根据权利要求7所述的移动空调的换热器系统,其特征在于,所述汇合管路包括:
若干第一级三通管,所述第一级三通管具有三个接口,且其中的两个接口作为所述进口,剩下的所述接口作为汇流口;
若干第二级三通管,所述第二级三通管具有三个接口,且其中的两个接口对应与两个所述第一级三通管的所述汇流口连接,所述第二级三通管的另外一个接口作为所述出口。
11.根据权利要求6所述的移动空调的换热器系统,其特征在于,所述第一换热器的冷媒管路包括:
第一换热管,与所述第一换热器的冷媒进口及冷媒出口连通;
引出接口,位于所述第一换热管顶端且与所述第一换热管连通,所述引出接口作为所述第一支管接口。
12.根据权利要求11所述的移动空调的换热器系统,其特征在于,所述第一换热管包括:
多个并联管路,所述并联管路包括多个分支和设在多个所述分支两端的主管;
若干连接管,多个所述并联管路的所述主管之间通过所述连接管连接,以使所述第一换热管的多个所述并联管路之间串联,其中,若干所述连接管中的一根或多根上设有所述引出接口。
13.根据权利要求12所述的移动空调的换热器系统,其特征在于,
所述并联管路中的所述分支呈纵向布置或呈倾斜布置,且多个所述分支的顶端汇流形成第一主管,多个所述分支的底端汇流形成第二主管,其中,多个并联管路的所述第一主管之间连接有所述连接管,且与所述第一主管连接的所述连接管上设有所述引出接口。
14.根据权利要求1至4中任一项所述的移动空调的换热器系统,其特征在于,
所述第一换热器整体相对于纵向平面倾斜,且所述第一换热器与所述纵向平面之间呈预设夹角。
15.根据权利要求1至4中任一项所述的移动空调的换热器系统,其特征在于,还包括:
阀门,所述热管上连接有用于控制所述热管导通或截止的所述阀门。
16.根据权利要求15所述的移动空调的换热器系统,其特征在于,还包括:
开度调节机构,与所述阀门连接,用于调节所述阀门的开度。
17.根据权利要求15所述的移动空调的换热器系统,其特征在于,所述阀门具有阀体,所述阀体具有第一接口和第二接口,所述阀体倾斜布置并使所述第一接口的位置高于所述第二接口,其中,所述第一接口与所述第二换热器接通,所述第二接口与所述第一换热器接通。
18.根据权利要求1至4中任一项所述的移动空调的换热器系统,其特征在于,还包括:
第一保温件,其中,所述相变蓄能换热装置还具有容器,所述第一保温件对所述容器保温,所述容器内部形成有容纳空间,所述相变材料位于所述容纳空间中;和/或
第二保温件,设在所述热管上并对所述热管保温。
19.一种移动空调,其特征在于,包括如权利要求1至18中任一项所述的移动空调的换热器系统。
20.根据权利要求19所述的移动空调,其特征在于,还包括:
压缩机,具有回气口和排气口,所述排气口与所述第一换热器的冷媒进口连通,所述回气口与所述第二换热器的冷媒出口连通;
节流元件,与所述第一换热器的冷媒出口及所述第二换热器的冷媒进口连通。
21.根据权利要求20所述的移动空调,其特征在于,
所述压缩机布置在所述移动空调的换热器系统的下方;和/或
所述节流元件通过管道与所述第二换热器的冷媒进口接通,且所述节流元件与所述管道的连接处及所述管道上设有第三保温件,并通过所述第三保温件保温;和/或
所述压缩机的回气口处接有吸气管,且所述吸气管与所述第二换热器的冷媒出口连通,其中,
所述吸气管缠绕在所述节流元件的周围,和/或
所述吸气管处设有第四保温件且所述吸气管通过所述第四保温件保温,和/或
所述移动空调还包括回热器,所述回热器连接所述吸气管及所述第二换热器的冷媒出口。
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