CN113251502A - 一种冷凝换热单元和节能多联机 - Google Patents

一种冷凝换热单元和节能多联机 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种冷凝换热单元和节能多联机，所述节能多联机采用本发明的冷凝换热单元，所述冷凝换热单元包括从进风口至出风口之间依次设置的滤料和冷凝换热管盘，滤料上有液体；液体蒸发吸热，将进风口流入的室外侧空气降温至湿球温度、或降温至临近湿球温度；冷凝换热管盘内有制冷剂，被降温后的室外侧空气流入冷凝换热管盘内与制冷剂发生热交换并升温，升温后的室外侧空气经出风口排出；其通过湿球温度下的空气与冷凝换热盘管换热，极大降低制冷循环的冷凝温度；使得制冷循环的冷凝压力降低，压缩机理论耗功率降低，单位制冷剂流量的制冷量增加，制冷循环效率提升。

Description

一种冷凝换热单元和节能多联机
技术领域
本发明属于空调技术领域，具体涉及一种冷凝换热单元和节能多联机。
背景技术
随着人们生活水平的提高，人们对室内环境的要求也越来越高。现如今，空调得到了广泛的应用，其中多联机由于使用简单灵活而受到广泛应用，其使用情况已经大约占到中央空调市场容量的50％以上。然而，目前在多联机应用过程中存在如下缺陷：1、由于多联机属于风冷型设备，其冷源是室外空气，而夏季室外气温较高，导致多联机空调系统的能效较低；2、很多建筑项目在多联机室外机位上设置了致密的百叶，导致影响室外机的散热，使得室外机回风温度过高，从而导致能效和制冷量进一步降低；3、随着全球变暖，部分城市夏季温度逐年升高，极端高温出现的频率和持续时间越来越长；在高温情况下，房间需要的冷量变得更多，然而多联机空调系统的制冷量反而降低，从而导致存在冷量供需矛盾，导致房间舒适性难以得到保证。
发明内容
本发明提供一种冷凝换热单元和节能多联机，目的是解决现有技术中多为干球温度下的室外空气与冷凝器换热，其制冷循环的冷凝温度较高，导致制冷循环效率较低的问题。
本发明具体包括如下方案：
本发明提供一种冷凝换热单元，所述冷凝换热单元设置有进风口和出风口，所述冷凝换热单元包括从所述进风口至出风口之间依次设置的滤料和冷凝换热管盘，滤料上有液体；所述液体蒸发吸热，将进风口流入的室外侧空气降温至湿球温度、或降温至湿球温度的温度误差上限范围内；冷凝换热管盘内有制冷剂，被降温后的室外侧所述空气流入冷凝换热管盘内与所述制冷剂发生热交换并升温，升温后的室外侧所述空气经出风口排出。
由于在制冷工况下，冷凝换热器与空气的换热为显热交换。而空气的温度参数不仅包括干球温度，还包括湿球温度，湿球温度一般远低于干球温度。目前已有技术的多联机，多为干球温度下的室外空气与冷凝器换热，而本发明的上述冷凝换热单元，通过将进风口流入的室外侧空气降温至湿球温度、或降温至临近湿球温度；临近湿球温度是指高于湿球温度的温度误差上限范围内，该上限范围可以为2℃；例如可以将进风口流入的室外侧空气降温至高于湿球温度2℃；其是湿球温度下的空气与冷凝换热盘管换热，极大地降低了制冷循环的冷凝温度。
进一步的，滤料上的所述液体为水。
进一步的，滤料上的所述液体为滤料表面的水膜。
进一步的，所述冷凝换热单元还包括设置在出风口处的室外机排风机，升温后的室外侧所述空气经室外机排风机从出风口排出。
进一步的，所述冷凝换热单元还包括淋水装置，用于为滤料表面喷淋水膜。
进一步的，所述冷凝换热单元外部安装有换热单元外壳体。
本发明还提供一种节能多联机，包括压缩机，还包括上述任一项所述的冷凝换热单元，压缩机的出气口与冷凝换热管盘的管入口连通连接，冷凝换热管盘的管出口经电子膨胀阀与室内机的入口连通连接，室内机的出口与压缩机的吸气口连通连接。
进一步的，压缩机有制冷剂气体。
本发明的上述节能多联机，压缩机排出的高温高压制冷剂气体进入到冷凝换热盘管，在冷凝换热盘管汇总被冷却为低温高压的制冷剂液体，然后经电子膨胀阀节流变为低温低压的制冷剂液体，该制冷剂液体在室内机中蒸发吸热后，回到压缩机吸气口。
进一步的，压缩机的出气口经四通阀与冷凝换热管盘的入口连通连接。
进一步的，所述节能多联机还包括气液分离器，气液分离器的进口与室内机的出口连通连接，气液分离器的出口与压缩机的吸气口连通连接。
进一步的，气液分离器的进口经四通阀与室内机的出口连通连接。
本发明的有益效果是：
本发明的冷凝换热单元和节能多联机，所述冷凝换热单元能够解决现有技术中多为干球温度下的室外空气与冷凝器换热，使得制冷循环的冷凝温度较高，导致制冷循环效率较低的问题，其具有如下优势：1、充分利用里空气的温度特性，不需要额外消耗电能便将空气由干球温度降温至逼近湿球温度。让湿球温度下的空气与冷凝换热盘管换热，降低了冷凝温度，提升了制冷循环效率；2、其滤料及水膜对室外进风起到了水洗净化的作用，提升了与冷凝换热盘管换热的空气的洁净度，降低了换热的传热热阻，所述传热热阻为污垢热阻，污垢热阻增加可导致换热效率降低20％以上；3、相较于部分直接将水淋到冷凝换热翅片上的技术，没有水淋到冷凝换热翅片上，避免了水在翅片上结垢，同时避免了对翅片等结构的腐蚀，使得设备的寿命得到保证。
所述节能多联机能够解决现有技术中所存在的如下问题：1、由于多联机属于风冷型设备，其冷源是室外空气，而夏季室外气温较高，导致多联机空调系统的能效较低；2、很多建筑项目在多联机室外机位上设置了致密的百叶，导致影响室外机的散热，使得室外机回风温度过高，从而导致能效和制冷量进一步降低；3、随着全球变暖，部分城市夏季温度逐年升高，极端高温出现的频率和持续时间越来越长；在高温情况下，房间需要的冷量变得更多，然而多联机空调系统的制冷量反而降低，从而导致存在冷量供需矛盾，导致房间舒适性难以得到保证；其具有如下优势：1、其通过采用本发明的冷凝换热单元，使得湿球温度下的空气与冷凝换热盘管换热，降低了冷凝温度，提升了制冷循环效率，更利于在如夏季室外气温较高时的应用，提高多联机空调系统的能效；2、其避免使用致密的百叶，利于室外机的散热，避免室外机回风温度过高，利于降低能效和制冷量；3、针对全球变暖，部分城市夏季温度逐年升高，极端高温出现的频率和持续时间越来越长；在高温情况下，房间需要的冷量变得更多的实际需求，提高多联机空调系统的制冷量，缓解冷量供需矛盾，使得制冷循环的冷凝压力降低，压缩机理论耗功率降低，单位制冷剂流量的制冷量增加，制冷循环效率提升，促进保证房间舒适性。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明的冷凝换热单元的结构示意图。
图2为本发明的节能多联机的结构示意图。
图1和图2中的空心箭头所示为空气流向。图2中的箭头所示为制冷剂流向。
图3为本发明的制冷剂压焓图。
图中，1为压缩机，2为四通阀，3为淋水装置，4为滤料，5为冷凝换热管盘，501为管入口，502为管出口，6为室外机排风机，7为换热单元外壳体，701为进风口，702为出风口，8为电子膨胀阀，9为气液分离器，10为室内机，11为室外侧。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
以下结合附图，详细说明本发明各实施例提供的技术方案。
实施例1
如图1所示，一种冷凝换热单元，所述冷凝换热单元设置有进风口701和出风口702，所述冷凝换热单元包括从所述进风口701至出风口702之间依次设置的滤料4和冷凝换热管盘5，滤料4上有液体；所述液体蒸发吸热，将进风口701流入的室外侧11空气降温至湿球温度、或降温至湿球温度的温度误差上限范围内；冷凝换热管盘5内有制冷剂，被降温后的室外侧11所述空气流入冷凝换热管盘5内与所述制冷剂发生热交换并升温，升温后的室外侧11所述空气经出风口702排出。
由于在制冷工况下，冷凝换热器与空气的换热为显热交换，而空气的温度参数不仅包括干球温度，还包括湿球温度，湿球温度一般远低于干球温度。目前已有技术的多联机，多为干球温度下的室外空气与冷凝器换热，而本实施例的上述冷凝换热单元，是湿球温度下的空气与冷凝换热盘管5换热，极大地降低了制冷循环的冷凝温度。
进一步的，滤料4上的所述液体为水。
进一步的，滤料4上的所述液体为滤料4表面的水膜。
进一步的，所述冷凝换热单元还包括设置在出风口702处的室外机排风机6，升温后的室外侧11所述空气经室外机排风机6从出风口702排出。
进一步的，所述冷凝换热单元还包括淋水装置3，用于为滤料4表面喷淋水膜。
进一步的，所述冷凝换热单元外部安装有换热单元外壳体7。
实施例2
一种节能多联机，包括压缩机1，还包括实施例1中任一项所述的冷凝换热单元，压缩机1的出气口与冷凝换热管盘5的管入口501连通连接，冷凝换热管盘5的管出口502经电子膨胀阀8与室内机10的入口连通连接，室内机10的出口与压缩机1的吸气口连通连接。
进一步的，压缩机1有制冷剂气体。
本实施例的上述节能多联机，压缩机1排出的高温高压制冷剂气体进入到冷凝换热盘管5，在冷凝换热盘管5汇总被冷却为低温高压的制冷剂液体，然后经电子膨胀阀8节流变为低温低压的制冷剂液体，该制冷剂液体在室内机10中蒸发吸热后，回到压缩机1吸气口。
进一步的，压缩机1的出气口经四通阀2与冷凝换热管盘5的入口连通连接。
进一步的，所述节能多联机还包括气液分离器9，气液分离器9的进口与室内机10的出口连通连接，气液分离器9的出口与压缩机1的吸气口连通连接。
进一步的，气液分离器9的进口经四通阀2与室内机10的出口连通连接。
上述实施例的节能多联机，其具体工作原理为：一、制冷剂循环：压缩机1排出的高温高压制冷剂气体，经四通阀2到冷凝换热盘管5，在冷凝换热盘管5汇总被冷却为低温高压的制冷剂液体，之后经电子膨胀阀8节流变为低温低压的制冷剂液体，在室内机10中蒸发吸热后，回到压缩机1吸气口。二、风循环：室外空气从冷凝换热单元的进风口701流入，流经滤料4；滤料4表面有一层水膜，水蒸发吸热，将室外侧11空气的温度降低到临近湿球温度；被降温到临近湿球温度的空气，流到冷凝换热盘管5中与制冷剂发生热交换，变为高温的空气后，经室外机排风机6排出。
上述实施例的节能多联机，其节能原理为：在制冷工况下，冷凝换热器与空气的换热为显热交换。而空气的温度参数不仅包括干球温度，还包括湿球温度，湿球温度一般远低于干球温度。目前已有技术的多联机，均是干球温度下的室外空气与冷凝器换热，而上述实施例的节能多联机，是湿球温度下的空气与冷凝换热盘管5换热，极大地降低了制冷循环的冷凝温度。如图3所示，常规多联机制冷循环在压焓图中的循环过程为Ⅰ-Ⅱ-Ⅲ-Ⅳ-Ⅰ，而上述实施例的节能多联机，其制冷循环过程为Ⅰ-Ⅴ-Ⅵ-Ⅶ-Ⅰ，从图3所示的压焓图中可以看出，采用本发明的冷凝换热单元和节能多联机后，制冷循环的冷凝压力降低，压缩机理论耗功率降低，单位制冷剂流量的制冷量增加，制冷循环效率提升。
以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种冷凝换热单元，所述冷凝换热单元设置有进风口(701)和出风口(702)，其特征在于，所述冷凝换热单元包括从所述进风口(701)至出风口(702)之间依次设置的滤料(4)和冷凝换热管盘(5)，滤料(4)上有液体；所述液体蒸发吸热，将进风口(701)流入的室外侧(11)空气降温至湿球温度、或降温至湿球温度的温度误差上限范围内；冷凝换热管盘(5)内有制冷剂，被降温后的室外侧(11)所述空气流入冷凝换热管盘(5)内与所述制冷剂发生热交换并升温，升温后的室外侧(11)所述空气经出风口(702)排出。
2.如权利要求1所述的冷凝换热单元，其特征在于，滤料(4)上的所述液体为水。
3.如权利要求2所述的冷凝换热单元，其特征在于，滤料(4)上的所述液体为滤料(4)表面的水膜。
4.如权利要求1所述的冷凝换热单元，其特征在于，所述冷凝换热单元还包括设置在出风口(702)处的室外机排风机(6)，升温后的室外侧(11)所述空气经室外机排风机(6)从出风口(702)排出。
5.如权利要求1所述的冷凝换热单元，其特征在于，所述冷凝换热单元还包括淋水装置(3)，用于为滤料(4)表面喷淋水膜。
6.如权利要求1-5中任一项所述的冷凝换热单元，其特征在于，所述冷凝换热单元外部安装有换热单元外壳体(7)。
7.一种节能多联机，包括压缩机(1)，其特征在于，还包括如权利要求1-6中任一项所述的冷凝换热单元，压缩机(1)的出气口与冷凝换热管盘(5)的管入口(501)连通连接，冷凝换热管盘(5)的管出口(502)经电子膨胀阀(8)与室内机(10)的入口连通连接，室内机(10)的出口与压缩机(1)的吸气口连通连接。
8.如权利要求7所述的节能多联机，其特征在于，压缩机(1)的出气口经四通阀(2)与冷凝换热管盘(5)的入口连通连接。
9.如权利要求8所述的节能多联机，其特征在于，所述节能多联机还包括气液分离器(9)，气液分离器(9)的进口与室内机(10)的出口连通连接，气液分离器(9)的出口与压缩机(1)的吸气口连通连接。
10.如权利要求9所述的节能多联机，其特征在于，气液分离器(9)的进口经四通阀(2)与室内机(10)的出口连通连接。
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