CN204043171U - 制冷空调装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种制冷空调装置，该制冷空调装置具备：制冷循环系统，其具有压缩机(1)、冷凝器(2)、膨胀阀(3)以及蒸发器(4)，制冷剂在该制冷循环系统循环；风扇(5)，其向蒸发器(4)输送空气；以及冷凝水用热交换器(6)，其配置于蒸发器(4)的空气上游侧，在该冷凝水用热交换器(6)，蒸发器(4)产生的冷凝水、与利用风扇(5)输送的空气从使得它们互不混合的独立的流路通过而彼此进行热交换。其能够通过对冷凝水的再利用而使制冷循环系统所需的冷却能力降低。

Description

制冷空调装置

技术领域

本实用新型涉及制冷空调装置。

背景技术

在具有将压缩机、冷凝器、膨胀阀、蒸发器连接为环状的制冷循环系统的制冷空调装置中，在利用风扇将外部空气输送到蒸发器送风并使该外部空气与蒸发器内部的制冷剂进行热交换以后，再供给热交换后的空气而将其用于空调的用途。另外，当外部空气从蒸发器通过时，外部空气中所包含的水分在蒸发器冷凝，从而在蒸发器的表面产生水滴(排水)。

对于以上述方式在蒸发器产生的冷凝水而言，保持原样地将其排出(例如参照专利文献1)、或者对其进行再利用(例如参照专利文献2)。在对冷凝水进行再利用的专利文献2中，使冷凝水直接朝冷凝器滴落，通过基于冷凝水的蒸发潜热而进行的热交换将冷凝器中的制冷剂冷却。如此，使冷凝器中的制冷剂与冷凝器冷却用空气进行热交换，除此之外，还使冷凝器中的制冷剂与冷凝水进行热交换，由此实现冷凝器的热交换效率的改善。

专利文献1：日本特开2008－39208号公报(第7页、图1)

专利文献2：日本特开2010－175171号公报(第7页、图2)

当在夏季的外部空气温度较高的高负荷的情况下进行运转时，为了使从制冷空调装置供给的用于空调用途的空气下降至目标温度而需要增强所需的制冷能力。为了补充该所需的能力而需要在制冷循环系统内增大压缩机容量，其结果，导致单元整体的动力变得过大。因此，虽然考虑了对在蒸发器产生的冷凝水进行再利用的方法，但是在专利文献1中原本便未示出对冷凝水进行再利用的技术方案。另外，在专利文献2中，虽然示出了对冷凝水进行再利用的技术方案，但却并未示出使制冷循环系统所需的冷却能力降低的方法。

实用新型内容

本实用新型是鉴于这种情况而完成的，其目的在于获得一种制冷空调装置，能够通过对冷凝水的再利用而使制冷循环系统所需的冷却能力降低。

本实用新型所涉及的制冷空调装置具备：制冷循环系统，其具有压缩机、冷凝器、减压装置以及蒸发器，制冷剂在该制冷循环系统循环；送风装置，其向蒸发器输送空气；以及热交换装置，其配置于蒸发器的空气上游侧，在该热交换装置，蒸发器产生的冷凝水、与利用送风装置输送的空气从使得它们互不混合的独立的流路通过而彼此进行热交换。

根据本实用新型，能够通过冷凝水的再利用而使所需的冷却能力降低。

附图说明

图1是示出本实用新型的实施方式1所涉及的制冷空调装置的制冷剂回路的图。

图2是本实用新型的实施方式1所涉及的制冷空调装置的冷凝水用热交换器的作用说明图。

图3是示出本实用新型的实施方式2所涉及的制冷空调装置的包括冷凝水容器在内的主要部分的结构的图。

图4是示出本实用新型的实施方式3所涉及的制冷空调装置的包括冷凝水用热交换器在内的主要部分的结构的图。

图5是本实用新型的实施方式3所涉及的制冷空调装置的作用说明图。

附图标记说明：

1、1A、1B…压缩机；2、2A、2B…冷凝器；3、3A、3B…膨胀阀；4、4A、4B…蒸发器；5…风扇；6…冷凝水用热交换器；7…冷凝水容器；40…蒸发器组。

具体实施方式

以下，基于附图对本实用新型的实施方式进行说明。此外，本实用新型并不限定于以下说明的实施方式。另外，在各图中标注了相同的附图标记的要素是相同或者与之相当的要素，这在说明书全文中都通用。此外，在说明书全文中示出的构成要素的方式归根结底仅为示例而已，并不限定于这些记载。另外，对于温度、压力等的高低，并非以与绝对值的关系来确定高低等，而是针对系统、装置等的状态、动作等相对地确定的。

实施方式1.

图1是示出本实用新型的实施方式1所涉及的制冷空调装置的制冷剂回路的图。

制冷空调装置具备制冷循环系统，该制冷循环系统具有压缩机1、冷凝器2、作为减压装置的膨胀阀3、以及蒸发器4，并借助制冷剂配管将上述这些部件连接而成。制冷空调装置还具有作为向蒸发器4送风的送风装置的风扇5、以及冷凝水用热交换器6。

本实用新型的特征在于，对在蒸发器4产生的冷凝水进行再利用，在蒸发器4的空气上游侧，利用使向蒸发器4流入的空气中的水分量不变的方法，使冷凝水与向蒸发器4流入的空气进行热交换，作为其热交换装置而将冷凝水用热交换器6配置于蒸发器4的空气上游侧。此外，作为对冷凝水进行再利用而使之与空气进行热交换的方法，例如还存在如下方法：利用向多孔质板供给冷凝水、进而使空气从该多孔质板通过的方法进行热交换。但是，在该方法中，冷凝水的水分被添加到空气中。在本实用新型中，并不采用这种方法，而是利用以下再次说明的使向蒸发器4流入的空气中的水分量不变的方法，使冷凝水与向蒸发器4流入的空气进行热交换。

冷凝水用热交换器6由具有导热管和翅片的翅片管型热交换器构成，并构成为使得冷凝水从导热管内通过。换言之，冷凝水用热交换器6形成为如下结构，在蒸发器4产生的冷凝水、与利用风扇5输送的空气分别从使得它们互不混合的独立的流路通过，进而进行热交换。通过该结构，如上述那样利用使向蒸发器4流入的空气中的水分量不变的方法与冷凝水进行热交换。

另外，蒸发器4也由翅片管型热交换器构成。冷凝器2只要是使得制冷剂与作为来自外部的热源而被供给的热介质进行热交换、进而向热介质放热的热交换器即可，可以为翅片管型热交换器，也可以为板型热交换器。

对以上述方式构成的制冷空调装置的动作进行说明。

在制冷循环过程中，从压缩机1排出的制冷剂流入到冷凝器2，该制冷剂与从冷凝器2通过的例如空气等的热介质进行热交换而变成高压液态制冷剂流出。从冷凝器2流出的高压液态制冷剂在膨胀阀3被减压而变成低压二相制冷剂、进而向蒸发器4流入。流入到蒸发器4的低压二相制冷剂与借助风扇5从蒸发器4通过的空气进行热交换而变成低压气态制冷剂、进而再次被压缩机1吸入。

另一方面，借助风扇5从蒸发器4通过的空气与蒸发器4内的制冷剂进行热交换而被冷却，从而作为供给空气被供给并被用于空调用途。此处，从蒸发器4通过的空气中的水分在蒸发器4的翅片的表面冷凝。该冷凝水被向设于蒸发器4的空气上游侧的冷凝水用热交换器6引导。

借助风扇5流入到冷凝水用热交换器6的空气在冷凝水用热交换器6与冷凝水进行热交换而被冷却。如上所述，冷凝水用热交换器6由翅片管型热交换器构成，冷凝水的水分不被添加到从风扇5供给至冷凝水用热交换器6的空气，该空气与冷凝水进行热交换而被冷却、进而被向蒸发器4供给。流入到蒸发器4的空气与蒸发器4中的制冷剂进行热交换而被进一步冷却，进而被供给用于空调用途。此外，在冷凝水用热交换器6与来自风扇5的空气进行热交换以后的冷凝水被向外部排出。

图2是本实用新型的实施方式1所涉及的制冷空调装置的冷凝水用热交换器的作用说明图，并示出了空气线图。横轴为干球温度[℃]，纵轴为绝对湿度[kg/kg(DA)]。此外，在图2中示出了夏季的外部空气温度较高的高负荷运转时的如下例子：从风扇5向冷凝水用热交换器6排出的空气的温度为42℃，被供给用于空调用途的供给空气的供给温度(目标温度)为13℃。另外，在图2中从点B以及点C通过的曲线表示具备冷凝水用热交换器6的本实施方式1的空气线图，在图2中从点A、点B以及点C通过的曲线表示不具备冷凝水用热交换器6的比较例的空气线图。此外，此处示出的各温度的具体数值不过表示一个例子而已，这些值会根据实际使用条件等而改变。

从风扇5排出至冷凝水用热交换器6的约42℃的风扇空气(点A)，因在冷凝水用热交换器6与冷凝水进行热交换而保持绝对湿度不变地被冷却至约40℃(点B)。然后，在冷凝水用热交换器6被冷却的空气被向蒸发器4供给、进而与蒸发器4的制冷剂进行热交换而使温度降低至供给温度，并且，上述空气因其中的水分冷凝而使得绝对湿度下降(点C)。

此处，对本实施方式1与比较例进行比较，通过基于冷凝水的再利用而产生的热交换效果，对于向蒸发器4流入的空气的状态而言，能够不改变绝对湿度地从干球温度42℃下降至约40℃。于是，每当使向蒸发器4流入的空气降低至供给温度时，本实施方式1中所需的蒸发器4的入口侧与出口侧之间的比焓差(Δ比焓)都能变为Δh1，与比较例的比焓差Δh2相比有所下降。

通过风量与Δ比焓的相乘运算而求出冷却能力。此处，若设定风量相同，因在冷凝水用热交换器6对冷凝水进行再利用，故此使得Δ比焓如上所述那样地减少，从而能够抑制蒸发器4所需的冷却能力。此外，通过风量与绝对湿度差(Δ绝对湿度)的相乘运算而求出除湿量。

如以上说明那样，根据本实施方式1，能够通过冷凝水的再利用而抑制蒸发器4所需的冷却能力，因此能够减少制冷循环系统内的压缩机1的容量，从而能够减小单元整体的动力。例如，对于60马力的一般的制冷空调装置而言，在将从风扇5送出的约42℃的风扇空气(点A)冷却至供给温度(目标温度)13℃的情况下，本实施方式1中所需的蒸发器4的入口侧与出口侧之间的比焓差(Δ比焓)为Δh1＝50kg/kJ，比较例的比焓差为Δh2＝53kg/kJ，能够使单元整体所需的冷却能力降低约6％左右。于是，能够构成既能抑制单元整体的动力又能应对夏季的外部空气温度高的高负荷时的环境的制冷空调装置。

此外，冷凝水用热交换器6的设置位置只要比蒸发器4靠上游侧即可，因此与风扇5的上游侧、还是下游侧无关。

实施方式2.

在实施方式1中，作为热交换装置而使用了冷凝水用热交换器6，但在实施方式2中却使用了冷凝水容器。

图3是示出本实用新型的实施方式2所涉及的制冷空调装置的包括冷凝水容器在内的主要部分的结构的图。制冷空调装置中的其他结构与图1中的相同。以下，以与实施方式1不同的部分为中心对实施方式2进行说明。

与冷凝水用热交换器6相同，冷凝水容器7也配置于蒸发器4的空气上游侧。而且，对在蒸发器4产生的冷凝水进行积存，并使从风扇5送出的压缩空气在流入到蒸发器4之前与冷凝水进行热交换。该冷凝水容器7以不妨碍从风扇5至蒸发器4的流路的大小而构成，并在该冷凝水容器7使来自风扇5的空气与冷凝水容器7内的冷凝水进行热交换。冷凝水容器7也与冷凝水用热交换器6相同，形成为不被添加冷凝水的水分地与空气进行热交换的结构。

对于冷凝水用热交换器6而言，与来自风扇5的空气进行热交换以后的冷凝水被向外部排出。因设置冷凝水容器7而发挥的作用效果与实施方式1相同。与实施方式1相同，只要冷凝水容器7的设置位置比蒸发器4靠上游侧即可，与风扇5的上游侧、下游侧无关。

如以上说明那样，根据本实施方式2，能够获得与实施方式1相同的作用效果。

实施方式3.

在上述实施方式1、2中采用了具备一个蒸发器4的所谓的一级冷却的方式，但实施方式3中采用了具备多个蒸发器4的多级冷却的方式。

图4是示出本实用新型的实施方式3所涉及的制冷空调装置的包括冷凝水用热交换器在内的主要部分的结构的图。制冷空调装置中的其他的结构与图1中的相同。以下，以与实施方式1不同的部分为中心对实施方式3进行说明。

在实施方式1、2中，具备一套制冷循环系统，但在实施方式3的制冷空调装置中，具备独立的多套制冷循环系统。此处，具备两套制冷循环系统，即，具有压缩机1A、冷凝器2A、膨胀阀3A以及蒸发器4A的制冷循环系统；以及具有压缩机1B、冷凝器2B、膨胀阀3B以及蒸发器4B的制冷循环系统。而且，由各制冷循环系统的蒸发器4A、4B构成蒸发器组40。此处，将蒸发器4A设于空气上游侧，将蒸发器4B设于空气下游侧。

而且，实施方式3的制冷空调装置与实施方式1相同，在蒸发器组40的空气上游具备冷凝水用热交换器6。此处，示出了在风扇5的上游配置有冷凝水用热交换器6的例子，但只要冷凝水用热交换器6处于蒸发器组40的空气上游即可，与风扇5的上游侧、下游侧无关。另外，也可以采用实施方式2的冷凝水容器7以代替冷凝水用热交换器6。

图5是本实用新型的实施方式3所涉及的制冷空调装置的作用说明图，且示出了空气线图。横轴为干球温度[℃]，纵轴为绝对湿度[kg/kg(DA)]。此外，在图5中示出了在夏季的外部空气温度较高的高负荷运转时的借助风扇5而向冷凝水用热交换器6流入的空气的温度为42℃、且被供给用于空调用途的供给空气的供给温度(目标温度)为0℃的情况的例子。另外，在图5中从点B以及点C通过的曲线表示具备冷凝水用热交换器6的本实施方式3的空气线图，在图5中从点A、点B以及点C通过的曲线表示不具备冷凝水用热交换器6的比较例的空气线图。此外，此处示出的各温度的具体数值不过表示一个例子而已，这些值会根据实际使用条件等改变。

约42℃的风扇空气(点A)因风扇5的旋转而流入到冷凝水用热交换器6，进而，通过与冷凝水进行热交换而保持绝对湿度不变地被冷却至约40℃(点B)。然后，在冷凝水用热交换器6被冷却的空气被向蒸发器4A供给，其温度因与蒸发器4A的制冷剂进行热交换而降低至约12℃，并且，其绝对湿度因空气中的水分冷凝而下降(点D)。从蒸发器4A通过后的空气，被向蒸发器4B供给，其温度因与蒸发器4B的制冷剂进行热交换而降低至约0℃，并且，其绝对湿度因空气中的水分冷凝而进一步下降(点E)。

此处，当将设有冷凝水用热交换器6的情况下、以及未设有冷凝水用热交换器6的情况下的空气上游侧的蒸发器4A处的冷却能力考虑为相同时，换句话说，对于具备两个蒸发器4A、4B与冷凝水用热交换器6的图4的结构而言，当使蒸发器4A的比焓差Δh11与未设有冷凝水用热交换器6而利用一个蒸发器将空气冷却至点C的情况下的比焓差Δh21相同时，因基于蒸发器4A的上游侧的冷凝水而进行的热交换，能够使原本作为蒸发器4整体所需的冷却能力变得过剩。换句话说，利用该过剩的冷却能力(＝风量×Δh3)对向蒸发器4B供给的空气在其空气上游侧的蒸发器4A处进一步进行冷却、进而再将冷却后的空气向蒸发器4B供给，由此，与未设有冷凝水用热交换器6的情况相比，能够抑制蒸发器4B的冷却能力、除湿量。

在图5的例子中，对于蒸发器4B的入口侧与出口侧之间的比焓差(Δ比焓)而言，通过使用冷凝水用热交换器6，使得未设有冷凝水用热交换器6时的比焓差Δh22下降至比焓差Δh12，从而能够与“风量×Δh3”相应地抑制冷却能力。另外，能够与“风量×ΔSH”相应地抑制除湿量。换句话说，每当使风扇空气降低至供给温度时，通过设置冷凝水用热交换器6而使得蒸发器组40整体所需的比焓差相应地减小Δh3，因此，能够使蒸发器组40中的空气下游侧的蒸发器4B所需的比焓相应地下降该比焓差Δh3，从而能够抑制蒸发器4B的冷却能力。

如以上说明那样，根据实施方式3，能够获得与实施方式1相同的单元动力降低的效果，除此之外，还能够使空气的流动方向的下游侧的蒸发器4B的除湿量降低，因此，还能够抑制蒸发器组40整体的霜附着量。例如，对于120马力的一般的制冷空调装置而言，在使从风扇5送出的约42℃的风扇空气(点A)冷却至供给温度(目标温度)0℃的情况下，在本实施方式3中若将空气上游侧的制冷循环系统(蒸发器4A)处的冷却能力考虑为相同，则在蒸发器4B产生的除湿量＝54L/h，比较例的除湿量＝61L/h，从而能够使在空气下游侧的蒸发器4B产生的除湿量减少约11％左右。由此能够使蒸发器4B的霜附着量减少。

此外，此处虽然举例示出二级冷却的情况而进行了说明，但利用多于二级的多级冷却的方法也能够获得同样的效果。

Claims (5)

1.一种制冷空调装置，其特征在于，具备：

制冷循环系统，其具有压缩机、冷凝器、减压装置以及蒸发器，制冷剂在该制冷循环系统循环；

送风装置，其向所述蒸发器输送空气；以及

热交换装置，其配置于所述蒸发器的空气上游侧，在该热交换装置，所述蒸发器产生的冷凝水、与利用所述送风装置输送的空气从使得它们互不混合的独立的流路通过而彼此进行热交换。

2.根据权利要求1所述的制冷空调装置，其特征在于，

具备多套所述制冷循环系统，

所述送风装置向由所述多套制冷循环系统的多个所述蒸发器构成的蒸发器组输送空气，

所述热交换装置配置于所述蒸发器组的空气上游侧，在所述热交换装置，所述蒸发器组产生的冷凝水、与利用所述送风装置输送的空气从使得它们互不混合的独立的流路通过而彼此进行热交换。

3.根据权利要求2所述的制冷空调装置，其特征在于，

形成为使得所述多个蒸发器中的空气下游侧的蒸发器的冷却能力相应地降低通过所述热交换装置而得到的冷却能力的结构。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的制冷空调装置，其特征在于，

所述热交换装置为具备供所述冷凝水通过的导热管的翅片管型热交换器。

5.根据权利要求1～3中任一项所述的制冷空调装置，其特征在于，

所述热交换装置为供所述冷凝水积存的容器。