CN205448117U - 一种提高制冷能效的空调器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种提高制冷能效的空调器，包括压缩机、四通换向阀、蒸发器和冷凝器，压缩机的出口通过管路连通四通换向阀的第一端口，四通换向阀的第二端口通过管路连通压缩机的进口，四通换向阀的第三端口通过管路依次串联有蒸发器和冷凝器，并连接至四通换向阀的第四端口，冷凝器与四通换向阀的第四端口之间的管路上设有吸附装置，蒸发器表面生产的冷凝水被接水盘收集后通过排水管流至吸附装置，吸附装置由金属丝网、多孔硅胶吸附剂和换热盘管组成。本实用新型利用多孔硅胶吸附剂吸收蒸发器的冷凝水，在压缩机排气管处通过多孔硅胶吸附剂的解吸吸热对从压缩机排出的高温高压制冷剂气体进行预降温，提高空调的制冷能效。

Description

一种提高制冷能效的空调器

技术领域

本实用新型涉及一种提高制冷能效的空调器，属于空调器控制领域。

背景技术

空调进行制冷时，制冷能效受环境温度影响较大。夏季外界环境温度较高，室外冷凝器换热不足往往会导致系统制冷能效系数不高。目前，提高空调夏季制冷系数的主要方法就是加大冷凝器换热面积，采用电磁节流阀等技术，其结果在提高制冷系数的同时往往会增加成本投入。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供提高制冷能效的空调器，在原有空调器压缩机的基础上通过利用多孔硅胶吸附剂的吸附解吸特性来提高空调的制冷能效，设计思路是利用多孔硅胶吸附剂吸收蒸发器的冷凝水，在压缩机排气管处通过多孔硅胶吸附剂的解吸吸热对从压缩机排出的高温高压制冷剂气体进行预降温，提高空调的制冷能效。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种提高制冷能效的空调器，包括压缩机、四通换向阀、蒸发器和冷凝器，所述压缩机的出口通过管路连通四通换向阀的第一端口，所述四通换向阀的第二端口通过管路连通压缩机的进口，所述四通换向阀的第三端口通过管路依次串联有蒸发器和冷凝器，并连接至所述四通换向阀的第四端口，所述冷凝器与所述四通换向阀的第四端口之间的管路上设有吸附装置，所述蒸发器表面生产的冷凝水被接水盘收集后通过排水管流至所述吸附装置。

本实用新型的有益效果是：在压缩机和冷凝器之间增加一个吸附装置，来冷却从压缩机排出的高温高压制冷剂气体，使制冷剂气体及早的冷却降温。由于增加了吸附装置，其效果相当于增加了位于室外的冷凝器的换热面积，有利于制冷剂在室外侧的换热。另外，由于吸附装置的水是来自于位于室内的蒸发器的冷凝水，在换热时除了来自于压缩机排气管路的热量并无其他能量输入，因此根据能量守恒定律可以推断出此种冷却方法可以有效地提高系统的制冷能效。

在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。

进一步，所述吸附装置包括换热盘管和吸水材料，所述换热盘管连接在所述冷凝器与所述四通换向阀的第四端口之间的管路上，所述吸水材料包裹在所述换热盘管的周围，所述蒸发器表面生产的冷凝水被接水盘收集后通过排水管流至所述吸水材料并被其吸收。优选的，所述吸水材料为多孔硅胶吸附剂，所述多孔硅胶吸附剂的解吸温度为70℃。

传统空调器在夏季制冷时，从压缩机排出的高温高压制冷剂气体经冷凝器冷却、过冷后经节流阀(毛细管)节流后流入蒸发器进行制冷，在冷凝器进行冷却时，为保证冷凝效果往往会在冷凝器增加过冷管，以保证制冷剂在经冷凝器冷却换热后由高温高压制冷剂气体转变为高压过冷液体。而本实用新型在压缩机和室外机冷凝器之间的管路上增加一个换热盘管，换热盘管的周围包裹有多孔硅胶吸附剂，通过多孔硅胶吸附剂的解吸吸热来冷却从压缩机排出的高温高压制冷剂气体，使制冷剂气体及早的冷却降温。由于增加了换热盘管和多孔硅胶吸附剂，其效果相当于增加了冷凝器的换热面积，有利于制冷剂在室外侧的换热。另外，由于多孔硅胶吸附剂吸附的水是来自于位于室内的蒸发器的冷凝水(空调系统制冷过程中在蒸发器表面会产生冷凝水，这些冷凝水通过蒸发器自带接水盘收集，并通过排水管输送到多孔硅胶吸附剂)，在解吸吸热时除了来自于压缩机排气管路的热量并无其他能量输入，因此根据能量守恒定律可以推断出此种冷却方法可以有效地提高系统的制冷能效。

具体过程为：夏季空调器制冷时，蒸发器表面的冷凝水经排水管流至多孔硅胶吸附剂，并被其吸收，从压缩机排出的高温高压制冷剂气体经过换热盘管与多孔硅胶吸附剂换热，多孔硅胶吸附剂解吸并吸收高温高压制冷剂气体的热量，将制冷剂气体提前冷却，进而增加制冷剂在冷凝器中两相换热流程，由于在此过程中多孔硅胶吸附剂吸收的冷凝水会发生相变，因此会吸收大量的热量用于解吸，进而可以对流入冷凝器之前的制冷剂气体进行预降温，提高系统的制冷能效。该过程可与空调器系统的运行同步进行。本实用新型的空调器结构简单，设计合理，在原有空调器系统的基础上通过设置多孔硅胶吸附剂来实现对制冷剂的预降温。

通过这种降温措施能够有效地提高系统制冷时的能效系数，其能效Q计算如下：

Q+W＝Q”＋Q’(1)

$\mathrm{\η}=\frac{Q^{,,}+Q^{,}}{W}-1---\left(2\right)$

其中:Q”—多孔硅胶的解吸热

Q’—冷凝器散热量

W—系统的输入功

η—能效系数

若不采用多孔硅胶吸附剂进行预降温,则系统的能效计算如下:

Q+W＝Q’(3)

$\mathrm{\η}=\frac{Q^{,}}{W}-1---\left(4\right)$

综上,采用多孔硅胶吸附剂进行预降温之后,能效系数提高了

进一步，所述多孔硅胶吸附剂上设有用于将水蒸气释放到大气中的金属丝网。

采用上述进一步方案的有益效果是本实用新型的吸附装置由金属丝网、多孔硅胶吸附剂和换热盘管组成，吸收冷凝水的多孔硅胶吸附剂会与换热盘管内的高温高压制冷剂气体进行热交换，当多孔硅胶吸附剂温度达到解吸温度后，多孔硅胶吸附剂吸收的冷凝水则会以水蒸气的形式经金属丝网释放到大气中。

进一步，所述排水管上设有对冷凝水进行过滤的过滤装置。

进一步，所述过滤装置为冷凝水过滤网。

采用上述进一步方案的有益效果是冷凝水过滤网可滤去冷凝水中可能存在的杂质，避免杂质对多孔硅胶吸附剂吸收冷凝水并解吸的过程产生影响。

进一步，所述四通换向阀的第二端口与压缩机的出口之间的管路上设有气液分离器。

进一步，所述蒸发器与所述冷凝器之间的管路上还设置有节流阀，所述节流阀的开度可调。

采用上述进一步方案的有益效果是节流阀可依据相关的判断条件来调节开度，例如在内外温差大，空调器需要以高功率运行时，可以适当的加大压缩机的功率，同时增大节流阀开度以获得更好的制冷或制热效果，反之，在内外温差小时，空调器以低功率运行即可，此时可以控制压缩机的功率，同时减小节流阀开度，既可以实现制冷或制热效果，还可以相对的节约能源。

进一步，所述蒸发器处设有室内风机，所述冷凝器处设有室外风机。

进一步，所述空调器进行制热模式时，所述四通换向阀的第一端口与第三端口连通，所述四通换向阀的第四端口与第二端口连通；所述空调器进行制冷模式时，所述四通换向阀的第一端口与第四端口连通，所述四通换向阀的第三端口与第二端口连通。

采用上述进一步方案的有益效果是空调器正常的制热和制冷模式的切换，是通过四通换向阀的换向实现，压缩机处的制冷剂流向不变，而冷凝器、蒸发器处的制冷剂流向可以变化，从而实现制冷或制热。

附图说明

图1为本实用新型提高制冷能效的空调器的结构示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、压缩机，2、气液分离器，3、四通换向阀，4、蒸发器，5、节流阀，6、室外风机，7、冷凝器，8、金属丝网，9、多孔硅胶吸附剂，10、换热盘管，11、排水管，12、冷凝水过滤网。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

如图1所示，一种提高制冷能效的空调器，包括压缩机1、四通换向阀3、蒸发器4和冷凝器7，所述压缩机1的出口通过管路连通四通换向阀3的第一端口，所述四通换向阀3的第二端口通过管路连通压缩机1的进口，所述四通换向阀3的第三端口通过管路依次串联有蒸发器4和冷凝器7，并连接至所述四通换向阀3的第四端口，所述冷凝器7与所述四通换向阀3的第四端口之间的管路上设有吸附装置，所述蒸发器4表面生产的冷凝水被接水盘收集后通过排水管11流至所述吸附装置。本实用新型在压缩机1和冷凝器7之间增加一个吸附装置，来冷却从压缩机1排出的高温高压制冷剂气体，使制冷剂气体及早的冷却降温。由于增加了吸附装置，其效果相当于增加了位于室外的冷凝器7的换热面积，有利于制冷剂在室外侧的换热。另外，由于吸附装置的水是来自于位于室内的蒸发器4的冷凝水，在换热时除了来自于压缩机1排气管路的热量并无其他能量输入，因此根据能量守恒定律可以推断出此种冷却方法可以有效地提高系统的制冷能效。

所述吸附装置包括换热盘管10和吸水材料，所述换热盘管10连接在所述冷凝器7与所述四通换向阀3的第四端口之间的管路上，所述吸水材料包裹在所述换热盘管10的周围，所述蒸发器4表面生产的冷凝水被接水盘收集后通过排水管11流至所述吸水材料并被其吸收。优选的，所述吸水材料为多孔硅胶吸附剂9，所述多孔硅胶吸附剂9的解吸温度为70℃。

传统空调器在夏季制冷时，从压缩机1排出的高温高压制冷剂气体经冷凝器7冷却、过冷后经节流阀5(毛细管)节流后流入蒸发器4进行制冷，在冷凝器7进行冷却时，为保证冷凝效果往往会在冷凝器7增加过冷管，以保证制冷剂在经冷凝器7冷却换热后由高温高压制冷剂气体转变为高压过冷液体。而本实用新型在压缩机1和冷凝器7之间的管路上增加一个换热盘管10，换热盘管10的周围包裹有多孔硅胶吸附剂9，通过多孔硅胶吸附剂9的解吸吸热来冷却从压缩机1排出的高温高压制冷剂气体，使制冷剂气体及早的冷却降温。由于增加了换热盘管10和多孔硅胶吸附剂9，其效果相当于增加了冷凝器7的换热面积，有利于制冷剂在室外侧的换热。另外，由于多孔硅胶吸附剂吸附9的水是来自于位于室内的蒸发器4的冷凝水(空调系统制冷过程中在蒸发器4表面会产生冷凝水，这些冷凝水通过蒸发器4自带接水盘收集，并通过排水管11输送到多孔硅胶吸附剂9)，在解吸吸热时除了来自于压缩机1排气管路的热量并无其他能量输入，因此根据能量守恒定律可以推断出此种冷却方法可以有效地提高系统的制冷能效。

所述多孔硅胶吸附剂9上设有用于将水蒸气释放到大气中的金属丝网8。本实用新型的吸附装置由金属丝网8、多孔硅胶吸附剂9和换热盘管10组成，吸收冷凝水的多孔硅胶吸附剂9会与换热盘管10内的高温高压制冷剂气体进行热交换，当多孔硅胶吸附剂9温度达到解吸温度后，多孔硅胶吸附剂9吸收的冷凝水则会以水蒸气的形式经金属丝网8释放到大气中。

所述排水管11上设有对冷凝水进行过滤的过滤装置，所述过滤装置为冷凝水过滤网12。冷凝水过滤网12可滤去冷凝水中可能存在的杂质，避免杂质对多孔硅胶吸附剂9吸收冷凝水并解吸的过程产生影响。

所述四通换向阀3的第二端口与压缩机1的出口之间的管路上设有气液分离器2。

所述蒸发器4与所述冷凝器7之间的管路上还设置有节流阀5，所述节流阀5的开度可调。节流阀5可依据相关的判断条件来调节开度，例如在内外温差大，空调器需要以高功率运行时，可以适当的加大压缩机1的功率，同时增大节流阀5开度以获得更好的制冷或制热效果，反之，在内外温差小时，空调器以低功率运行即可，此时可以控制压缩机1的功率，同时减小节流阀5开度，既可以实现制冷或制热效果，还可以相对的节约能源。

所述蒸发器4处设有室内风机，所述冷凝器7处设有室外风机6。

所述空调器进行制热模式时，所述四通换向阀3的第一端口与第三端口连通，所述四通换向阀3的第四端口与第二端口连通；所述空调器进行制冷模式时，所述四通换向阀3的第一端口与第四端口连通，所述四通换向阀3的第三端口与第二端口连通。空调器正常的制热和制冷模式的切换，是通过四通换向阀3的换向实现，压缩机1处的制冷剂流向不变，而冷凝器7、蒸发器4处的制冷剂流向可以变化，从而实现制冷或制热。

以下结合图1对本实用新型的工作过程做出详细描述：夏季空调器制冷时，蒸发器4表面温度低于对应气压下的露点温度，因此会产生冷凝水，蒸发器4表面的冷凝水经排水管10及冷凝水过滤网12流至多孔硅胶吸附剂9，并被其吸收，从压缩机1排出的高温高压制冷剂气体经过换热盘管10与多孔硅胶吸附剂9换热，多孔硅胶吸附剂9解吸并吸收高温高压制冷剂气体的热量，将制冷剂气体提前冷却，进而增加制冷剂在冷凝器7中两相换热流程，由于在此过程中多孔硅胶吸附剂9吸收的冷凝水会发生相变，因此会吸收大量的热量用于解吸，进而可以对流入冷凝器7之前的制冷剂气体进行预降温，制冷剂在流入冷凝器7后会提前进入两相状态，从而增加了两相换热流程，有利于制冷剂与外界环境的换热。该过程可与空调器系统的运行同步进行。本实用新型的空调器结构简单，设计合理，在原有空调器系统的基础上通过设置多孔硅胶吸附剂9来实现对制冷剂的预降温。

本实用新型中涉及各种管路均可采用本领域常规的管道连接或其他方式。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“包裹”、“周围”、“连接”、“连通”、“串联”等术语应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。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实用新型中的具体含义。

此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种提高制冷能效的空调器，包括压缩机(1)、四通换向阀(3)、蒸发器(4)和冷凝器(7)，所述压缩机(1)的出口通过管路连通四通换向阀(3)的第一端口，所述四通换向阀(3)的第二端口通过管路连通压缩机(1)的进口，所述四通换向阀(3)的第三端口通过管路依次串联有蒸发器(4)和冷凝器(7)，并连接至所述四通换向阀(3)的第四端口，其特征在于，所述冷凝器(7)与所述四通换向阀(3)的第四端口之间的管路上设有吸附装置，所述蒸发器(4)表面生产的冷凝水被接水盘收集后通过排水管(11)流至所述吸附装置。

2.根据权利要求1所述一种提高制冷能效的空调器，其特征在于，所述吸附装置包括换热盘管(10)和吸水材料，所述换热盘管(10)连接在所述冷凝器(7)与所述四通换向阀(3)的第四端口之间的管路上，所述吸水材料包裹在所述换热盘管(10)的周围，所述蒸发器(4)表面生产的冷凝水被接水盘收集后通过排水管(11)流至所述吸水材料并被其吸收。

3.根据权利要求2所述一种提高制冷能效的空调器，其特征在于，所述吸水材料为多孔硅胶吸附剂(9)。

4.根据权利要求3所述一种提高制冷能效的空调器，其特征在于，所述多孔硅胶吸附剂(9)上设有用于将水蒸气释放到大气中的金属丝网(8)。

5.根据权利要求2所述一种提高制冷能效的空调器，其特征在于，所述排水管(11)上设有对冷凝水进行过滤的过滤装置。

6.根据权利要求5所述一种提高制冷能效的空调器，其特征在于，所述过滤装置为冷凝水过滤网(12)。

7.根据权利要求1所述一种提高制冷能效的空调器，其特征在于，所述四通换向阀(3)的第二端口与压缩机(1)的出口之间的管路上设有气液分离器(2)。

8.根据权利要求1所述一种提高制冷能效的空调器，其特征在于，所述蒸发器(4)与所述冷凝器(7)之间的管路上还设置有节流阀(5)，所述节流阀(5)的开度可调。

9.根据权利要求1所述一种提高制冷能效的空调器，其特征在于，所述蒸发器(4)处设有室内风机，所述冷凝器(7)处设有室外风机(6)。

10.根据权利要求1至9任一项所述一种提高制冷能效的空调器，其特征在于，所述空调器进行制热模式时，所述四通换向阀(3)的第一端口与第三端口连通，所述四通换向阀(3)的第四端口与第二端口连通；所述空调器进行制冷模式时，所述四通换向阀(3)的第一端口与第四端口连通，所述四通换向阀(3)的第三端口与第二端口连通。