CN205448418U - 一种新型高效换热的空调制冷循环系统及空调器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种新型高效换热的空调制冷循环系统，包括压缩机、冷媒冷凝器、冷媒蒸发器、室内机换热器、膨胀阀和散热装置，压缩机高压输出端与冷媒冷凝器一端连通，冷媒冷凝器另一端通过管路与冷媒蒸发器一端连通，管路上设置膨胀阀，冷媒蒸发器另一端与压缩机低压输入端连通，冷媒冷凝器外接散热装置，冷媒蒸发器外接室内机换热器，冷媒冷凝器和冷媒蒸发器内均设置有与冷媒直接接触的导热介质，导热介质为固态导热体，冷媒冷凝器内的固态导热体与散热装置连接，冷媒蒸发器内的固态导热体与室内机换热器连接；本实用新型采用固态导热体作为导热介质，改变了传统空调制冷循环系统的结构，结构设置更为简单、热传递速率更快、效果更优。

Description

一种新型高效换热的空调制冷循环系统及空调器

技术领域

本实用新型涉及空调技术领域，尤其涉及一种新型高效换热的空调制冷循环系统及空调器。

背景技术

空调是一种使其内部的冷媒进行由压缩过程、冷凝过程、膨胀过程和蒸发过程组成的制冷或制热循环的装置。当空调进行制冷循环时，经过压缩机压缩而变成高温高压状态的冷媒可在四通阀的引导下流向冷凝器，并在室外机换热器中向外部散热，然后在流过膨胀阀门时显著降低其温度和压力，随后该低温、低压冷媒在流经蒸发器时会吸收热量，最后重新流回压缩机中。其中，压缩过程、冷凝过程以及膨胀过程是在空调的室外机中进行，而蒸发过程则是在室内机中的送风扇和室内机换热器的作用下进行。

空调通常分为家用空调和商用空调，其中商用空调主要用在办公楼、商场等大型建筑物内，目前，商用空调制冷循环系统其冷凝过程，通过采用冷却水(冷源)带走室外机换热器内由冷媒冷凝时产生的热量，冷却水经冷水塔循环冷却，水循环需要采用大量水泵，结构安装复杂、电能耗用大，且空调长期使用循环冷却水，冷却水中容易孳生和繁殖霉菌和病毒原微生物，空调机内的环境不卫生；而蒸发过程中通过冷媒吸收室内空气(热源)热量使空气变冷，但冷媒与空气的热交换效率不高，如何改善室内机换热器的热交换效率是我们待解决的问题。

实用新型内容

为了解决上述现有技术问题，本实用新型提供了一种结构简单、节能降耗、热交换效率高的空调制冷循环系统。

本实用新型的技术方案为：一种新型高效换热的空调制冷循环系统，包括压缩机、冷媒冷凝器、冷媒蒸发器、室内机换热器、膨胀阀和散热装置，压缩机高压输出端与冷媒冷凝器一端连通，冷媒冷凝器另一端通过管路与冷媒蒸发器一端连通，管路上设置膨胀阀，冷媒蒸发器另一端与压缩机低压输入端连通，所述冷媒冷凝器外接散热装置，冷媒蒸发器外接室内机换热器，所述冷媒冷凝器和冷媒蒸发器内均设置有与冷媒直接接触的导热介质，所述导热介质为固态导热体，所述冷媒冷凝器内的固态导热体与散热装置连接，所述冷媒蒸发器内的固态导热体与室内机换热器连接。

所述固态导热体为导热壳体内填充有气体或液体的复合导热体或热管或金属导热体或石墨烯导热体中任一种或多种。

所述冷媒冷凝器包括壳体，壳体内设置有冷媒冷凝通道，壳体上设置有冷媒入口端和冷媒出口端，冷媒入口端与压缩机高压输出端连通，冷媒出口端通过管路与膨胀阀连接，所述固态导热体一部分设置在冷媒冷凝通道内，另一部分伸出冷媒冷凝通道至冷媒冷凝器外与散热装置连接。

所述冷媒冷凝通道内的固态导热体呈直线型或呈曲线型结构固定在冷媒冷凝通道中轴线上，固态导热体呈曲线型结构可增大其与冷媒的接触面积，提高换热效率。

所述冷媒冷凝通道内的固态导热体表面设置有若干翅片，翅片用于进一步增大内固态导热体与冷媒的接触面积，提高换热效率。

所述冷媒蒸发器包括壳体，壳体内设置有冷媒蒸发通道，壳体上设置有冷媒入口端和冷媒出口端，冷媒入口端通过管路与膨胀阀连接，冷媒出口端与压缩机低压输入端连通，所述固态导热体一部分设置在冷媒蒸发通道内，固态导热体另一部分伸出冷媒蒸发通道至冷媒蒸发器外与室内机换热器连接。

所述冷媒蒸发通道内的固态导热体呈直线型或呈曲线型结构固定在冷媒蒸发通道中轴线上。

所述冷媒蒸发通道外的固态导热体呈直线型或呈曲线型结构固定在室内机换热器壳体内。

所述散热装置为风冷装置或水冷装置或地冷装置。

本实用新型还提供一种空调器，包括空调制冷循环系统，所述空调制冷循环系统为上述任一技术方案所述的空调制冷循环系统。

本实用新型的有益效果为：

1、本实用新型采用固态导热体作为导热介质，改变了传统空调制冷循环系统的结构，冷媒循环可不用进入室内，结构设置更为简单、热传递效果更优，热传递速率更快，大大提高了整个空调制冷循环系统制冷效率，热传递效率越高；其次，本实用新型的空调制冷循环系统通过固态导热体进行温差换热，无须采用循环水，则不需要大量的水泵，节省电能耗用，节约使用成本；

2、本实用新型采用固态导热体作为导热介质，减少冷却水在室外机换热器内循环所需要的机组，使得设备结构简单化，避免在室外机换热器内采用循环冷却水滋生和繁殖霉菌和病毒原微生物，保持空调机的清洁，且减少水资源利用，达到节能的效果。

附图说明

图1为本实用新型空调制冷循环系统的结构示意图；

图2为实施例1冷媒冷凝器结构示意图；

图3为实施例1冷媒蒸发器结构示意图；

图4为实施例2固态导热体结构示意图；

图5为实施例2冷媒冷凝器结构示意图(带散热装置)；

图中，1、压缩机；2、冷媒冷凝器；21、壳体；211、冷媒冷凝通道；212、冷媒入口端；213、冷媒出口端；22、内部固态导热体；23、外部固态导热体；24、翅片；3、冷媒蒸发器；31、壳体；311、冷媒蒸发通道；312、冷媒入口端；313、冷媒出口端；32、内部固态导热体；33、外部固态导热体；34、翅片；4、室内机换热器；5、膨胀阀；6、散热装置；7、鼓风机；8金属棒体；100、固态导热体；200、石墨烯涂层；300、石墨烯棒。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步阐述，在全部视图的附图中，对应的参考符号表示对应的部件。

实施例1

一种新型高效换热的空调制冷循环系统，包括压缩机1、冷媒冷凝器2、冷媒蒸发器3、室内机换热器4、膨胀阀5和散热装置6，压缩机1高压输出端与冷媒冷凝器2一端连通，冷媒冷凝器2另一端通过管路与冷媒蒸发器一端连通，膨胀阀5设置在管路上，冷媒蒸发器另一端与压缩机1低压端输入端连通，冷媒蒸发器外接室内机换热器4，冷媒冷凝器2外接散热装置6。

冷媒冷凝器2包括壳体21，壳体21内设置有冷媒冷凝通道211，冷媒冷凝通道211设置有冷媒入口端212和冷媒出口端213，冷媒入口端212和冷媒出口端213伸出壳体21外，冷媒入口端212与压缩机1高压输出端连通，冷媒出口端213通过管路与膨胀阀5一端连接，冷媒入口端212位于冷媒出口端213上方，便于冷媒冷凝时，气体转化成液体后液体能顺利流出冷媒冷凝通道211；冷媒冷凝通道211内设置有固态导热体100，固态导热体一部分位于冷媒冷凝通道211内，另一部分伸出冷媒冷凝通道211至冷媒冷凝器2外，具体地，固态导热体可以是一端部位于冷媒冷凝通道211内、另一端部位于冷媒冷凝通道211外，或者是两个端部均位于冷媒冷凝通道211内，弯曲段位于冷媒冷凝通道211外，以下均以一端位于冷媒冷凝通道211内另一端位于冷媒冷凝通道211为的固态导热体为例；将位于冷媒冷凝通道211内的固态导热体定义为内部固态导热体，位于冷媒冷凝器2外的固态导热体定义为外部固态导热体，内部固态导热体22固定在冷媒冷凝通道211的中轴线上，为增大冷媒与内部固态导热体22的接触面积，使得冷媒冷凝过程放出的热量能通过内部固态导热体22快速传递至外部固态导热体23，内部固态导热体22呈曲线型结构，优选地，呈曲线型结构的固态导热体表面设置有若干翅片24，进一步提高固态导热体与冷媒的接触面积，提高换热效率；

外部固态导热体23与散热装置6连接，散热装置6用以使得内部固态导热体22和外部固态导热体23始终保持明显的温差，内部固态导热体22能快速将冷媒冷凝通道211内热量传递至外部固态导热体23端部并散去，提高冷媒冷凝速率，提高空调制冷循环系统的循环效率，以此实现高效换热效率。

散热装置6可以是风冷装置或水冷装置或地冷装置。散热装置6为风冷装置时，伸出冷媒冷凝器2的固态导热体直接用风机对着吹，将热量吹散；散热装置6为水冷装置时，水冷装置为循环冷却水槽或喷淋冷却器，伸出冷媒冷凝器2的固态导热体端部直接浸没在循环冷却水槽内或被冷却水持续不断地喷淋；散热装置6为地冷装置时，地冷装置为埋于地面下的地冷盘管，伸出冷媒冷凝器2的固态导热体端部延伸至地面下与冷盘管连接，利用地表面和地底(地表1.5米以下)的温差效应，固态导热体直接将热量带至地面，实现热交换。

冷媒蒸发器包括壳体，壳体内设置有冷媒蒸发通道311，冷媒蒸发通道311设置有冷媒入口端312和冷媒出口端313，冷媒入口端312和冷媒出口端313伸出壳体外，冷媒入口端312通过管路与膨胀阀5另一端连接，冷媒出口端313与压缩机1低压输入端连通，冷媒入口端312位于冷媒出口端313下方，便于冷媒气化时，液体转化成气体后上升流出冷媒蒸发通道311；冷媒蒸发通道311内设置有固态导热体100，固态导热体一部分位于冷媒蒸发通道311内，另一部分伸出冷媒蒸发通道311至冷媒蒸发器外；将位于冷媒蒸发通道311内的固态导热体定义为内部固态导热体，位于冷媒蒸发器外的固态导热体定义为外部固态导热体，内部固态导热体32固定在冷媒蒸发通道311的中轴线上，外部固态导热体33延伸进入室内机换热器4内，室内机换热器4包括壳体和设置在壳体内的鼓风机7，外部固态导热体33呈曲线型结构固定在壳体内，曲线型结构增大了固态导热体与空气的接触面积，冷媒气化过程需要吸热，外部固态导热体33与空气进行换热，将空气中的热量传递给内部固态导热体32，冷媒吸热气化，空气热量被固态导热体带走，实现了降温，利用鼓风机7加速空气对流，快速降低室内温度，实现制冷目的；进一步地，曲线型结构的外部固态导热体表面套接有若干翅片34，提高其与空气的接触面积，提高热转换。

进一步地，位于冷媒蒸发通道311内的内部固态导热体呈曲线型结构，增大其与冷媒的接触面积，提高冷媒的气化量，且与曲线型结构的外部固态导热体结合使用，大大提高了冷媒气化速率，加快了蒸发效率，从而提高了空调循环系统的循环效率。

位于冷媒蒸发器和室内机换热器之间的固态导热体部分包覆有绝缘隔热保护套，防止热量从室内机换热器在传递至冷媒蒸发器的过程中散失，确保热量全部进入冷媒蒸发器内用以被冷媒吸收，保证冷媒气化效果，从而使得制冷效果佳。

本实施例采用的固态导热体100为导热壳体内填充有气体或液体的复合导热体，复合导热体为管状体，管壳可以由任何可导热的材质制成，优选为金属壳体，该复合导热体一端接触热源后，会激发其内部气体或液体分子之间的激烈碰撞，将热量快速传递到另一端，以1m长的复合导热体为例，其热量从一端传递至另一端的速率为1s左右时间，即当一端进入热源后，另一端即可马上感受到热量，经过科学测试，其导热率是铜的500倍，热传输距离超过70m，可见采用复合导热体可实现空调制冷循环系统的热传导，进而使得热交换效率提高；且由于改变了传统的导热结构，因此改变了空调制冷循环系统的结构，结构更简单、使用更节能、环保。

实施例2

实施例2与实施例1的不同之处在于，本实施例采用的固态导热体100为石墨烯导热体，可以为涂覆有石墨烯涂层200的金属管体或棒体或石墨烯棒或石墨烯管，优选为涂覆有石墨烯涂层200的金属棒体8，石墨烯化学性能稳定，石墨烯热导率高达5300W/m·K，远超银和铜等金属材料，传热效率远远超过空气或液体传热效率，冷媒与石墨烯导热体直接接触，可实现快速吸热与散热，效果明显优于现有技术采用的循环水进行热交换，大大提高了空调制冷循环系统的热交换效率；本实施例金属棒体8采用铜。

进一步地，冷媒冷凝器2的固态导热体可采用石墨烯棒300与散热装置6连接，加快内部固态导热体和外部固态导热体之间的热量传递速率，提高整个循环系统的热转换效率。

实施例3

实施例3与实施例1的不同之处在于，本实施例采用的固态导热体100为热管。

本实用新型采用固态导热体实现冷媒的快速吸热和散热，冷媒进入冷媒冷凝器时固态导热体能将冷媒散出的热量快速传递出去，加快冷媒冷凝速率，冷媒经过膨胀阀后进入冷媒蒸发器，固态导热体能将冷媒气化所需要的热量快速传递给冷媒，加快了室内机换热器的换热效率，实现快速制冷，提高了空调制冷循环系统的高效换热，制冷速度提高，降低冷媒的耗用，改变了现有空调循环系统结构，简化了结构设置，节省成本，同时避免了采用循环水进行循环冷却，减少水泵的使用，减少电能耗用，且可保持冷凝器的清洁，保持空调环境卫生，不会滋生细菌，人们使用起来更环保健康。

本实用新型的新型高效换热的空调制冷循环系统可应用于家用空调或商用空调。

以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同替换和改进，均应包含在本实用新型技术方案的保护范围内。

Claims (10)

1.一种新型高效换热的空调制冷循环系统，其特征在于，包括压缩机、冷媒冷凝器、冷媒蒸发器、室内机换热器、膨胀阀和散热装置，压缩机高压输出端与冷媒冷凝器一端连通，冷媒冷凝器另一端通过管路与冷媒蒸发器一端连通，管路上设置膨胀阀，冷媒蒸发器另一端与压缩机低压输入端连通，所述冷媒冷凝器外接散热装置，冷媒蒸发器外接室内机换热器，所述冷媒冷凝器和冷媒蒸发器内均设置有与冷媒直接接触的导热介质，所述导热介质为固态导热体，所述冷媒冷凝器内的固态导热体与散热装置连接，所述冷媒蒸发器内的固态导热体与室内机换热器连接。

2.根据权利要求1所述的新型高效换热的空调制冷循环系统，其特征在于，所述固态导热体为导热壳体内填充有气体或液体的复合导热体或热管或金属导热体或石墨烯导热体中任一种或多种。

3.根据权利要求1所述的新型高效换热的空调制冷循环系统，其特征在于，所述冷媒冷凝器包括壳体，壳体内设置有冷媒冷凝通道，壳体上设置有冷媒入口端和冷媒出口端，冷媒入口端与压缩机高压输出端连通，冷媒出口端通过管路与膨胀阀连接，所述固态导热体一部分设置在冷媒冷凝通道内，另一部分伸出冷媒冷凝通道至冷媒冷凝器外与散热装置连接。

4.根据权利要求3所述的新型高效换热的空调制冷循环系统，其特征在于，所述冷媒冷凝通道内的固态导热体呈直线型或呈曲线型结构固定在冷媒冷凝通道中轴线上。

5.根据权利要求3所述的新型高效换热的空调制冷循环系统，其特征在于，所述冷媒冷凝通道内的固态导热体表面设置有若干翅片。

6.根据权利要求1所述的新型高效换热的空调制冷循环系统，其特征在于，所述冷媒蒸发器包括壳体，壳体内设置有冷媒蒸发通道，壳体上设置有冷媒入口端和冷媒出口端，冷媒入口端通过管路与膨胀阀连接，冷媒出口端与压缩机低压输入端连通，所述固态导热体一部分设置在冷媒蒸发通道内，固态导热体另一部分伸出冷媒蒸发通道至冷媒蒸发器外与室内机换热器连接。

7.根据权利要求6所述的新型高效换热的空调制冷循环系统，其特征在于，所述冷媒蒸发通道内的固态导热体呈直线型或呈曲线型结构固定在冷媒蒸发通道中轴线上。

8.根据权利要求7所述的新型高效换热的空调制冷循环系统，其特征在于，所述冷媒蒸发通道外的固态导热体呈直线型或呈曲线型结构固定在室内机换热器壳体内。

9.根据权利要求1所述的新型高效换热的空调制冷循环系统，其特征在于，所述散热装置为风冷装置或水冷装置或地冷装置。

10.一种空调器，包括空调制冷循环系统，其特征在于，所述空调制冷循环系统为上述1～9任一项所述的空调循环系统。