CN212618800U - 一种整体式房间空调器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种整体式房间空调器，由箱型壳体、换气热回收部件和热泵系统组成，中间隔板将壳体内部隔成二个相对独立的室内侧和室外侧空间，置于中间隔板侧面的换气热回收部件连通室内侧和室外侧，热泵系统的室外换热器及风机置于箱体的室外侧空间、室内换热器及风机置于箱体的室内侧空间，热泵系统中设有以夏季冷凝水、冬季融霜水或冷空气为冷却介质的过冷器，特别适合使用低GWP制冷剂。

Description

一种整体式房间空调器

技术领域

本实用新型主要涉及空气调节设备的技术领域，特别是一种整体式房间空调器。

背景技术

当前，环保、节能政策和法规要求越来越严的情况下，空气调节设备必需进一步提高能效水平，并逐步采用R290、R32、R1234yf及R1234ze等低温室效应潜能(GWP)制冷剂，替代现有的R410A和R22等高GWP制冷剂，而上述的低GWP制冷剂却具有可燃性或弱可燃性。1990年代以来，分体式空调器已经取代窗式空调器成为房间空调器的主流形式。但是，分体式空调器现场安装时会有部分制冷剂泄漏，同时长期使用时制冷剂泄漏可能性的很大，这使低GWP制冷剂使用的风险性陡增，同时，现场工作量大和潜在的泄漏致使安装、维护成本较高；其次，分体式空调器较长的连接管路，不仅耗材、增加成本，而且还增加制冷剂的流动阻力、降低了能效比，另外，分体式空调器无换气功能，使用时还需要配套安装换气设备，否则，室内空气环境的健康水平无法保证。因此，不管从增加低GWP制冷剂的使用安全性，还是从提高节能和健康水平、使用便利性，以及降低成本等多视角来看，空调器都需要向整体式回归，特别需要在传统窗式空调器的基础上研发新一代的整体式空调器。专利201910953263.7公开了一种多重回路热泵式换气热回收与空气处理复合一体机组，其基于基于多重回路热泵系统，将热泵式换气热回收和热泵型空调等功能有机集成于多重回路热泵系统中，充分发挥了热泵清洁高效、结构紧凑的优势，又可以组合出多种不同的空气处理功能和运行模式，结合房间内的空气调节和新风换气也能够实现一体式的结构，但是这样结构的紧凑性、成本，以及在极端气候条件下运行的性能都与房间空调器的要求还有不小的差距；因此，不管从增加低GWP制冷剂的使用安全性，还是从提高节能和健康水平、使用便利性，以及降低成本等多视角来看，空调器都需要向整体式回归，特别需要在传统窗式空调器的基础上研发新一代的整体式空调器。

实用新型内容

本实用新型的目的是，以传统的窗式空调器为基础，采用二级压缩热泵原理设计出充分利用夏季冷凝水和冬季融霜水或冷空气改善空调器性能、具有换气热回收功能、特别适合低GWP制冷剂使用的新一代整体式房间空调器，可为用户提供一种符合环保、节能和健康等现代理念且安全可靠的紧凑型空调器。

为了实现上述的实用新型目的，本实用新型的技术方案是一种整体式房间空调器，其特征在于：该空调器由箱型壳体(19)、换气热回收部件(22)和热泵系统组成；箱型壳体(19)内部的中间部位设中间隔板(26)，将壳体内部隔成二个相对独立的空间：

通过C1出风口(20)、新风进口(27)和室外空气相通的室外侧空间，通过C2出风口(25)及位于其下方的回风口和室内空气相通的室内侧空间；换气热回收部件(22)放置在中间隔板(26)的侧面，室外空气经过新风进口(27)、热回收部件(22)新风侧流道和新风出口(23)进入室内侧，室内空气经过排风进口(24)、热回收部件(22)排风侧流道和排风出口(21)进入室外侧；热泵系统的室外换热器(3)及室外风机(18)置于C1出风口(20)和新风进口(27)之间，室内换热器(13)及室内风机(16)置于C2出风口(25)和其下方回风口之间，电动机(17)与室内风机(16)和室外风机(18)相连接。

热泵系统为准二级压缩或二级压缩热泵系统，其连接次序为：四通换向阀(2)一侧单一接口与压缩机(1)的排气口相连，四通换向阀(2)另一侧中间接口与压缩机(1)的吸气口相连，四通换向阀(2)另一侧左边接口与室内换热器(13)连接，四通换向阀(2)另一侧右边接口与室外换热器(3)连接；室外换热器(3)另一端通过单向阀A1(4)和过冷器A(5)与节流元件A(7)连接，单向阀A2(6)并联在单向阀A1(4)进口和过冷器A(5)出口之间；节流元件A(7)另一端与闪发器(8)下部一接口连接，闪发器(8)下部另一接口与节流元件B(9)连接，而闪发器(8)上部接口通过电磁阀(14)与压缩机(1)的补气口相连；节流元件B(9)另一端通过单向阀B1(10)和过冷器B(12)与室内换热器(13)另一端连接，单向阀B2(11)并联在单向阀B1(10)进口和过冷器B(12)出口之间；热泵各部件通过管路(15)连接起来。

该空调器的热泵系统可以是单级压缩系统，也可以是多回路单级压缩复合系统。

该空调器热泵系统的过冷器B(12)，可以置于壳体(19)内部的室外侧空间，也可以置于壳体(19)内部的室内侧空间，还可以省去。

该空调器热泵系统的过冷器A(5)和过冷器B(12)可以是二个独立的器件，也可以合二为一。

该空调器热泵系统的过冷器A(5)，应贴壳体(19)内底面安装，或者与壳体(19)内底面结合成一体；过冷器B(12)可以贴壳体(19)内底面安装，也可以安装在新风进口(27)附近。

该空调器热泵系统的闪发器(8)，可以是过冷器或者其它类型的经济器。

该空调器的风机驱动电动机(17)电机，可以是带双输出轴的电动机，也可以是二个独立的电动机。

该空调器的风机驱动电动机(17)电机，可以是带双输出轴的电动机，也可以是二个独立的电动机。

该空调器的换气热回收器可以是金属板式、热管式等显热回收设备，也可以高分子膜式、转轮式全热回收设备，还可以是热泵式、单通道蓄热式等其它热回收设备，也可以省去。

该空调器热泵系统的室外换热器，靠近室外侧出风口内侧安装，或者安装在新风进口附近的箱体侧面。

该空调器的箱型壳体(19)的中间隔板(26)是单个平板，或者是离开一定距离的一对平板，这对平板间的空腔朝外有一个或多个开口。

该空调器热泵系统的节流元件，可以是小孔节流器或毛细管，也可以是电动膨胀阀或热力膨胀阀。

热泵工质是R290、R32、R1234yf、R1234ze等环保工质，或者若干种工质的混合物。

本实用新型设计出的整体式房间空调器，采用准二级压缩或二级压缩热泵系统，使其在极端气候条件下运行的稳定性和能效水平得以有效改善；热泵系统中适当使用过冷器，能够充分利用夏季冷凝水和冬季融霜水或冷空气来改善空调器性能；将换气热回收器集成其中，换气量得以保证，换气能耗有效降低，同时热回收器连通了室内侧和室外侧空气，即使制冷剂发生泄漏，也能迅速扩散到室外，极大降低了可燃制冷剂使用的潜在风险。本实用新型提供一种符合环保、节能和健康等现代理念且安全可靠的紧凑型空调器，特别适合使用低GWP制冷剂。

附图说明

下面结合附图及具体的实施方式对本实用新型作进一步说明。

图1是本实用新型实施例一的结构原理图。

图2是本实用新型实施例二的结构原理图。

图3是本实用新型实施例三的结构原理图。

图4是本实用新型实施例四的结构原理图。

图5是本实用新型实施例五的结构原理图。

图6是本实用新型实施例六的结构原理图。

图中标号说明：

1—压缩机，2—四通换向阀，3—室外换热器，4—单向阀A1，5—过冷器A，6—单向阀A2，7—节流元件A，8—贮液器，9—节流元件B，10—单向阀B1，11—单向阀B2，12—过冷器B，13—室内换热器，14—电磁阀，15—管路，16—室内风机，17—电动机，18—室外风机，19—壳体，20—C1出风口，21—排风出口，22—换气热回收部件，23—新风出口，24—排风进口，25—C2出风口，26—中间隔板，27—新风进口，28—三通阀。

具体实施方式

实施例一

参考图1，该实施例是适合采用R290等可燃制冷剂的整体式房间空调器。它由箱型壳体(19)、换气热回收部件(22)和热泵系统组成，箱型壳体(19)内部的中间部位设中间隔板(26)，将壳体内部隔成二个相对独立的空间：通过C1出风口(20)、新风进口(27)和室外空气相通的室外侧空间，通过C2出风口(25)及位于其下方的回风口和室内空气相通的室内侧空间；紧凑型板式换气热回收器(22)放置在中间隔板(26)的侧面，室外空气经过新风进口(27)、热回收器(22)新风侧流道和新风出口(23)进入室内侧，室内空气经过排风进口(24)、热回收器(22)排风侧流道和排风出口(21)进入室外侧；热泵系统的室外换热器(3)及室外风机(18)置于C1出风口(20)和新风进口(27)之间，室内换热器(13)及室内风机(16)置于C2出风口(25)和其下方回风口之间，电动机(17)与室内风机(16)和室外风机(18)相连接。

热泵系统为准二级压缩或二级压缩热泵系统，其连接次序为：四通换向阀(2)一侧单一接口与压缩机(1)的排气口相连，四通换向阀(2)另一侧中间接口与压缩机(1)的吸气口相连，四通换向阀(2)另一侧左边接口与室内换热器(13)连接，四通换向阀(2)另一侧右边接口与室外换热器(3)连接；室外换热器(3)另一端通过单向阀A1(4)和过冷器A(5)与节流元件A(7)连接，单向阀A2(6)并联在单向阀A1(4)进口和过冷器A(5)出口之间；节流元件A(7)另一端与双向闪发器(8)下部一接口连接，闪发器(8)下部另一接口与节流元件B(9)连接，而闪发器(8)上部接口通过电磁阀(14)与压缩机(1)的补气口相连；节流元件B(9)另一端通过单向阀B1(10)和过冷器B(12)与室内换热器(13)另一端连接，单向阀B2(11)并联在单向阀B1(10)进口和过冷器B(12)出口之间；热泵各部件通过管路(15)连接起来。过冷器A(5)和过冷器B(12)，应贴壳体(19)内底面安装，或者与壳体(19)内底面结合成一体。

空调器按照制冷模式运行时，压缩机(1)的排气通过四通换向阀(2)流经室外换热器(3)，放热给室外空气后冷凝为工质液体，液体通过单向阀A1(4)和过冷器A(5)时再进一步过冷，过冷器A(5)冷却流体为从室内换热器(13)流过来的冷凝水；过冷液体经节流元件A(7)节流降压后进入双向闪发器(8)，在闪发器(8)中上部工质气体通过带电磁阀(14)的补气管路流入压缩机(1)的补气口，而下部工质液体经另一接口流过节流元件B(9)，再次节流降压后的工质通过单向阀B2(11)进入室内换热器(13)，吸收室内空气的热量后变为工质气体，之后通过四通换向阀(2)被压缩机吸入。空气流经室内换热器(13)降温后凝结出的冷凝水，被引到过冷器A(5)。

空调器按照制热模式运行时，压缩机(1)的排气通过四通换向阀(2)流经室内换热器(13)，放热给室内空气后冷凝为工质液体，液体通过过冷器B(12)和单向阀B1(10)时再进一步过冷，过冷器B(12)冷却流体为从室外换热器(3)流过来的融霜水，融霜水汽化后可为室内空气加湿；过冷液体经节流元件B(9)节流降压后进入双向闪发器(8)，在闪发器(8)中上部工质气体通过带电磁阀(14)的补气管路流入压缩机(1)的补气口，而下部工质液体经另一接口流过节流元件A(7)，再次节流降压后的工质通过单向阀A2(6)进入室外换热器(3)，吸收室外空气的热量后变为工质气体，之后通过四通换向阀(2)被压缩机吸入。空气流经室外换热器(3)降温后部分水蒸气凝霜结在室外换热器(3)外表面，霜层达到一定厚度时，热泵启动融霜并按照制冷模式运行，双层融化后的低温水，被引到过冷器B(12)。

实施例二

参考图2，该实施例是冬季制热无加湿功能的整体式房间空调器。与实施例一相比，只是将单向阀B1(10)、单向阀B2(11)、过冷器B(12)由箱体(19)的室内侧空间移至室外侧空间，而它们之间的管路连接不变。冬季制热时，过冷器B(12)的冷却流体为融霜水或/和室外空气。其余部分与实施例一相同。

实施例三

参考图3，该实施例是冬季制热无工质液体过冷功能的整体式房间空调器。与实施例一相比，只是将单向阀B1(10)、过冷器B(12)及其管路，以及单向阀B2(11)全部省去。冬季制热时，室内换热器(13)出来的工质液体再无专门器件进行过冷，直接进入节流元件B(9)。过冷器B(12)的冷却流体为融霜水或/和室外空气。其余部分与实施例一相同。

实施例四

参考图4，该实施例是是冬季制热无加湿功能的单级压缩整体式房间空调器。与实施例二相比，省去了闪发器(8)及其上部之压缩机补气口的带电磁阀(14)补气管路，压缩机无补气口的热泵压缩机；节流元件B(9)移至单向阀B1(10)和过冷器B(12)所在的管路上，该管路与单向阀B2(11)所在管路并联后，一端与节流元件A(7)连接，另一端与室内换热器(13)连接。其余部分与实施例二相同。

实施例五

参考图5，该实施例是过冷器A(5)与过冷器B(12)合二为一的整体式房间空调器。与实施例一相比，在过冷器A(5)后的管路上增加三通阀(28)，三通阀(28)一出口节流元件A(7)与单向阀A2(6)之间的管路上，而另一出口接到节流元件B(9)与单向阀B2(11)之间的管路上；单向阀B2(11)另一端通过单向阀B1(10)接到过冷器A(5)与单向阀A1(4)之间的管路上。这样，制冷模式来自室外换热器(3)、制热模式来自室内换热器(13)的工质液体均由冷器A(5)进行过冷。其余部分与实施例一相同。

实施例六

参考图6，该实施例是室外换热器(3)侧置的整体式房间空调器。与实施例一相比，室外换热器(3)分为两片，分别安放在箱体(19)两侧面位于新风进口(27)附近，四通换向阀(2)另一侧右边接口通过管路与两片室外换热器的一端连接，两片室外换热器的另一端汇合后，通过单向阀A1(4)和过冷器A(5)与节流元件A(7)连接。这样，室外空气被吸入通过室外换热器(3)，可以改善换热器空气侧的换热效果。其余部分与实施例一相同。

Claims (10)

1.一种整体式房间空调器，其特征在于：该空调器由箱型壳体(19)、换气热回收部件(22)和热泵系统组成；箱型壳体(19)内部的中间部位设中间隔板(26)，将箱型壳体(19)内部隔成两个相对独立的空间，并配有C1出风口(20)、排风出口(21)、新风出口(23)、排风进口(24)、C2出风口(25)和新风进口(27)；换气热回收部件(22)放置在中间隔板(26)的侧面；热泵系统的室外换热器(3)及室外风机(18)置于C1出风口(20)和新风进口(27)之间，室内换热器(13)及室内风机(16)置于C2出风口(25)和其下方回风口之间，电动机(17)与室内风机(16)和室外风机(18)相连接；热泵系统为准二级压缩或二级压缩热泵系统；

热泵系统中，四通换向阀(2)一侧单一接口与压缩机(1)的排气口相连，四通换向阀(2)另一侧中间接口与压缩机(1)的吸气口相连，四通换向阀(2)另一侧左边接口与室内换热器(13)连接，四通换向阀(2)另一侧右边接口与室外换热器(3)连接；室外换热器(3)另一端通过单向阀A1(4)和过冷器A(5)与节流元件A(7)连接，单向阀A2(6)并联在单向阀A1(4)进口和过冷器A(5)出口之间；节流元件A(7)另一端与闪发器(8)下部一接口连接，闪发器(8)下部另一接口与节流元件B(9)连接，而闪发器(8)上部接口通过电磁阀(14)与压缩机(1)的补气口相连；节流元件B(9)另一端通过单向阀B1(10)和过冷器B(12)与室内换热器(13)另一端连接，单向阀B2(11)并联在单向阀B1(10)进口和过冷器B(12)出口之间；热泵各部件通过管路(15)连接起来。

2.根据权利要求1所述的一种整体式房间空调器，其特征在于：热泵系统是单级压缩系统，或者是多回路单级压缩复合系统。

3.根据权利要求1所述的一种整体式房间空调器，其特征在于：该空调器热泵系统的过冷器B(12)置于壳体(19)内部的室外侧空间，或者置于壳体(19)内部的室内侧空间，或者直接省去。

4.根据权利要求1所述的一种整体式房间空调器，其特征在于：热泵系统的过冷器A(5)和过冷器B(12)是两个独立的器件，或者是一体式结构。

5.根据权利要求1所述的一种整体式房间空调器，其特征在于：热泵系统的过冷器A(5)贴壳体(19)的内底面安装，或者与壳体(19)的内底面结合成一体；过冷器B(12)贴壳体(19)内底面安装，或者安装在新风进口(27)附近。

6.根据权利要求1所述的一种整体式房间空调器，其特征在于：热泵系统的闪发器(8)是过冷器。

7.根据权利要求1所述的一种整体式房间空调器，其特征在于：风机驱动电动机(17)的电机，是带双输出轴的电动机，或者是两个独立的电动机。

8.根据权利要求1所述的一种整体式房间空调器，其特征在于：换气热回收器是金属板式或热管式显热回收设备，或者是高分子膜式或转轮式全热回收设备，或者是热泵式、单通道蓄热式热回收设备，或者省去。

9.根据权利要求1所述的一种整体式房间空调器，其特征在于：热泵系统的室外换热器，靠近室外侧出风口内侧安装，或者安装在新风进口附近的箱体侧面。

10.根据权利要求1所述的一种整体式房间空调器，其特征在于：箱型壳体(19)的中间隔板(26)是单个平板，或者是离开一定距离的一对平板，这对平板间的空腔朝外有一个或多个开口。

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