CN219550771U - 用于空调器的热回收装置和空调器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及空调技术领域，尤其涉及一种用于空调器的热回收装置和空调器。空调包括制冷回路以及所述制冷回路上的压缩机、冷凝器、节流阀和蒸发器，所述热回收装置包括冷水回路以及设置于所述冷水回路上的水箱和水泵；所述水箱设置有连通外部水源的供水口，以及用于排水的生活用水口；所述冷水回路包括过冷管段，所述冷凝器和节流阀之间的所述制冷回路延伸经过所述过冷管段，且与所述冷水回路隔离。本实用新型实现了对空调流失能量的回收和利用，提高了能源利用率和空调性能。

Description

用于空调器的热回收装置和空调器

技术领域

本实用新型涉及空调技术领域，尤其涉及一种用于空调器的热回收装置和空调器。

背景技术

空调是现代生活中人们不可缺少的一部分，家用空调的种类分为很多种，其中常见的包括挂壁式空调、立柜式空调、窗式空调和吊顶式空调等。

随着技术的不断发展，以及空调应用面的普及，人们对空调提出了更高的能效要求。在节能减排的大背景下，提高能源利用效率已经成为目前关注的焦点，传统空调的冷凝器释放的热量通常在未加以利用的情况下，直接释放到外界空气中，造成了能源浪费。此外，电脑板在工作时会升温，由于升温的限制，也造成空调的性能不能完全释放。

实用新型内容

本实用新型提供一种用于空调器的热回收装置和空调器，用以解决现有技术中空调能源利用效率不高的缺陷，实现对空调流失能量的回收和利用，提高能源利用率和空调性能。

本实用新型提供一种用于空调器的热回收装置，所述空调包括制冷回路以及所述制冷回路上的压缩机、冷凝器、节流阀和蒸发器，所述热回收装置包括冷水回路以及设置于所述冷水回路上的水箱和水泵；所述水箱设置有连通外部水源的供水口，以及用于排水的生活用水口；所述冷水回路包括过冷管段，所述冷凝器和节流阀之间的所述制冷回路延伸经过所述过冷管段，且与所述冷水回路隔离。

根据本实用新型提供的一种用于空调器的热回收装置，在所述过冷管段的上游位置，所述冷水回路包括导热管路，所述导热管路与空调的电脑板相邻设置，以能够吸收所述电脑板在工作时释放的热量。

根据本实用新型提供的一种用于空调器的热回收装置，所述导热管路为盘管形状，或者所述导热管路上设置有微通道换热器。

根据本实用新型提供的一种用于空调器的热回收装置，所述冷水回路包括与所述导热管路并联的并联管路，所述导热管路和所述并联管路中的一者连通的情况下，另一者切断流路。

根据本实用新型提供的一种用于空调器的热回收装置，在所述水泵的出水位置设置有水温传感器；和/或，在所述水泵的出水位置设置有换向阀，所述换向阀用于控制所述导热管路和所述并联管路中的一者连通。

根据本实用新型提供的一种用于空调器的热回收装置，所述过冷管段包括管体和导热壁，所述导热壁在所述管体内分隔出相互隔离的第一通道和第二通道。

根据本实用新型提供的一种用于空调器的热回收装置，所述第一通道用于接入所述冷水回路，所述第二通道用于接入所述制冷回路；在重力方向上，所述第一通道位于所述第二通道的上方。

根据本实用新型提供的一种用于空调器的热回收装置，所述第一通道和第二通道内的流体流向相反。

根据本实用新型提供的一种用于空调器的热回收装置，所述水箱设置有用于测量水箱水位高度的水位传感器。

根据本实用新型提供的一种用于空调器的热回收装置，所述供水口与所述蒸发器之间设置有冷凝水回收管路，以能够将所述蒸发器产生的冷凝水导入所述水箱。

本实用新型还提供一种空调器，包括：制冷回路、电脑板、以及如上任一项所述的用于空调器的热回收装置。

本实用新型提供的一种用于空调器的热回收装置和空调器，通过冷水回路来进行供水，使水流过过冷管段，从而带走冷凝器中流出的冷媒的热量，以提高空调的制冷效率，同时经换热后回到水箱中的热水可以提供家用。本实用新型实现了对空调流失能量的回收和利用，提高了能源利用率和空调性能。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型提供的空调器以及用于空调器的热回收装置的结构示意图；

图2是本实用新型提供的用于空调器的热回收装置的过冷管段的剖面结构示意图。

附图标记：

10：制冷回路；11：压缩机；12：冷凝器；13：节流阀；14：蒸发器；15：电脑板；20：冷水回路；21：水箱；22：水泵；23：供水口；24：生活用水口；25：导热管路；26：水温传感器；27：换向阀；30：过冷管段；31：管体；32：导热壁；33：第一通道；34：第二通道。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型中的附图，对本实用新型中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

现有的家用空调通常包括制冷回路以及用于控制空调运行的电脑板，如图1所示，制冷回路10上的压缩机11吸入从蒸发器14出来的较低压力的冷媒蒸汽，使之压力升高后送入冷凝器12，在冷凝器12中冷凝成压力较高的冷媒液体，经节流阀13节流后，成为压力较低的液体后，送入蒸发器14，在蒸发器中吸热蒸发而成为压力较低的蒸汽，从而完成制冷循环。

其中，空调的制冷效率受到冷凝器12散热效率的影响，在进入蒸发器14之前，冷媒的温度越低制冷效果越好。此外，冷媒散热过程中的热量流失，以及空调的电脑板运行时的散热均会导致能源浪费。考虑到上述因素，本实用新型提供了一种既能够提高空调制冷性能，又能够实现对空调流失能量的回收和利用的用于空调器的热回收装置和空调器。

下面结合图1-图2描述本实用新型优选实施方式的空调器以及用于空调器的热回收装置。

如图1所示，空调器包括制冷回路10和电脑板15，制冷回路10上沿冷媒流动方向依次设置有压缩机11、冷凝器12、节流阀13和蒸发器14。其中，节流阀13也可以替换为毛细管。

热回收装置的冷水回路20上沿水流动的方向依次设置有水箱21、水泵22和导热管路25。水箱21还设有供水口23和生活用水口24。供水口23可连接至自来水管路或其他水源，以能够向水箱21内加水；生活用水口24可连接至卫生间或厨房等家庭用水场景中，将水箱21内升温后的水进一步利用(如洗漱)。

冷水回路20和制冷回路10分别延伸经过过冷管段30，从而能够通过过冷管段30使冷水回路20内的水能够吸收冷媒的热量。导热管路25设置在电脑板15的相邻位置，以能够使导热管路25内流动的水能够吸收电脑板运行时的放热。冷水回路20设有换向阀27，能够控制水流是否经过导热管路25，从而在水温较高的情况下，停止向导热管路25供水，防止较高的水温导致电脑板15温度升高。

如图2所示，上述过冷管段30优选包括管体31和管体31内的导热壁32。导热壁32将第一通道33中的水和第二通道34的冷媒隔离且不隔热，从而在热传导作用下，冷媒的热量传导至水中，使水升温，并进一步降低冷媒温度，提高制冷效果。

空调器实际运行过程中，压缩机11将气态的冷媒压缩为高温高压的气态冷媒，然后送到冷凝器12(室外机)散热后成为降温后的液态冷媒。其中冷凝器12进口处的温度一般在70～90度之间，冷凝器12中部温度一般在50度左右，冷凝器12出口温度一般在42～50度之间。

根据需求，上述过冷管段30可设置于冷凝器12进口、中部和出口中的任意位置，以获得不同的换热效果。优选情况下，根据家庭普遍用水需求，冷凝器12和节流阀13之间的制冷回路10延伸经过过冷管段30，从而获取较为适宜温度的热水。换热过程中，冷媒的热量一部分在冷凝器12中被外部流动的空气带走，一部分通过热传导效应使冷水回路20中的水升温，既提高了空调的制冷能力，又进一步回收并利用了冷媒的热量。

下面对本实用新型提供的用于空调器的热回收装置的各个具体实施方式进行描述。

根据本实用新型的一种用于空调器的热回收装置，该热回收装置包括冷水回路20以及设置于冷水回路20上的水箱21和水泵22；水箱21设置有连通外部水源的供水口23，以及用于排水的生活用水口24；冷水回路20包括过冷管段30，冷凝器12和节流阀13之间的制冷回路10延伸经过过冷管段30，且与冷水回路20隔离。

热回收装置通过水箱21和水泵22来进行供水，使水流过过冷管段30，从而带走冷凝器12中流出的冷媒的热量，一方面提高空调的制冷效率，另一方面经换热后回到水箱中的热水可以提供家用。本方案实现了对空调的冷媒流失热能的回收和利用，并通过对冷媒的进一步水冷降温提高了空调的制冷性能。

根据本实用新型的一种用于空调器的热回收装置，在过冷管段30的上游位置，冷水回路20包括导热管路25，导热管路25与空调的电脑板15相邻设置，以能够吸收电脑板15在工作时释放的热量。

在空调运行过程中，作为空调控制模块的电脑板15在运行时通常利用风冷设备释放热量。根据本方案，水泵22从水箱21中引出的冷水可先通过导热管路25与电脑板15热交换，从而给电脑板15降温，防止其因温度升高而限频，并回收电脑板15释放的热量。结合了水冷和原本风冷散热形式的电脑板15，在高频工作状态下能够发挥更为可靠的性能。

根据本实用新型的一种用于空调器的热回收装置，导热管路25为盘管形状；或者优选情况下，导热管路25上设置有微通道换热器。

盘管形状的导热管路25可围绕电脑板15设置，以在水流动过程中吸收电脑板15周围的热量。微通道换热器优选采用导热系数较高的材料(如:聚甲基丙烯酸甲酯、镍、铜、不锈钢、陶瓷、硅、Si3N4和铝等)制造而成，微通道换热器利用其安装固定结构能够更为可靠地贴合于电脑板15固定设置，以提供较为可靠和高效的热交换效率。

根据本实用新型的一种用于空调器的热回收装置，冷水回路20还可以包括与导热管路25并联的并联管路，导热管路25和并联管路中的一者连通的情况下，另一者切断流路。

具体如图1所示，根据上述并联管路，用户能够选择在水泵22启动的过程中，冷水回路20中的水是直接流向过冷管段30，还是先经过导热管路25与电脑板15换热后再流向过冷管段30。在并联管路接通的情况下，水泵22启动将水箱21内的水泵向过冷管段30，在过冷管段30中与制冷回路10的冷媒换热后返回水箱21，从而完成换热循环。在导热管路25接通的情况下，水泵22启动将水箱21内的水泵向导热管路25，在导热管路25中吸收电脑板15释放的热量，然后流向过冷管段30，在过冷管段30中与制冷回路10的冷媒换热后返回水箱21，从而完成换热循环。

冷水回路20的上述切换可基于水温而决定，在水温较高的情况下接通并联管路，水温较低的情况下接通导热管路25。

根据本实用新型的一种用于空调器的热回收装置，在水泵22的出水位置优选设置有水温传感器26；和/或，在水泵22的出水位置设置有换向阀27，换向阀27用于控制导热管路25和并联管路中的一者连通。

电脑板15通常设有实时监控电脑板15温度的测温元件(如热电偶)，水温传感器26通过测量水泵22的出水位置的水温，并将水温与电脑板15的温度进行比对，能够较为准确地把控换向阀27的切换状态。可以理解的是，只有在水温小于电脑板15的温度的情况下，才可以选择接通导热管路25，防止较高水温对电脑板15的性能造成负面影响。

应用中，电脑板15的温度为T1，水温为T2，可设定一个额定差值T3。当T1-T2＞T3时，导热管路25连通，由导热管路25与风冷散热设备一起对电脑板15进行降温；当T1-T2≤T3时，并联管路连通，水不经过导热管路25，仅由风冷散热设备对电脑板15进行降温。其中，额定差值T3优选为0℃～10℃中的任意值，如额定差值T3为5℃。

前文所述实施方式中的过冷管段30可以有多重结构形式，例如：两根并排相邻的管路，通过管路外壁接触实现热传递；或者过冷管段30设置为套管换热器，使制冷回路10和冷水回路20分别接入套管换热器的内管和外管。

根据本实用新型的一种用于空调器的热回收装置，过冷管段30优选包括管体31和导热壁32，如图2所示，导热壁32在管体31内分隔出相互隔离的第一通道33和第二通道34。导热壁32将第一通道33和第二通道34中的水和冷媒隔离且不隔热，从而在热传导作用下，冷媒的热量传导至水中，使水升温，并进一步降低冷媒温度，提高制冷效果。

优选情况下，第一通道33用于接入冷水回路20，第二通道34用于接入制冷回路10，其中，在重力方向上，第一通道33位于第二通道34的上方。根据液体中温度较高的部分更为靠近液位顶部，第二通道34中的冷媒与导热壁32接触的部分温度较高，更为容易向上方第一通道33内的水传递热量。

根据本实用新型的一种用于空调器的热回收装置，第一通道33和第二通道34内的流体流向相反。

冷媒进入过冷管段30后，随着与水的换热，温度会逐渐降低，水进入过冷管段30后，随着吸收冷媒的热量，温度会逐渐升高。基于此，将第一通道33和第二通道34内的流体流向设置为相反的，能够始终保持水和冷媒之间的温度差，在过冷管段30种实现较为稳定的换热效率。

根据本实用新型的一种用于空调器的热回收装置，水箱21优选设置有用于测量水箱水位高度的水位传感器，利用水位传感器监控水箱21内的水位，能够让用户或控制系统及时判断是否需要向水箱21内补水，而在生活用水口24未开放的情况下，根据水位的变化也能够及时发现冷水回路20的泄漏隐患，提高装置的安全性能。

根据本实用新型的一种用于空调器的热回收装置，供水口23与蒸发器14之间优选设置有冷凝水回收管路，以能够将蒸发器14产生的冷凝水导入水箱21。利用回收的冷凝水作为冷水回路20的水源之一，不仅提高了水资源的利用率，还能够解决空调冷凝水的排放问题。

本实用新型根据前文所述的用于空调器的热回收装置，还提供了一种空调器，包括：制冷回路10、电脑板15、以及前文任意实施方式中的用于空调器的热回收装置。空调器在运行过程中，不仅能够通过热回收装置对冷媒热量的吸收，提供更好的制冷效果，还能够较为可靠地维持空调器的电脑板15的温度，从而充分发挥空调器的性能，而且在空调器运行的同时，热回收装置利用回收的热量制备生活用热水。因此，根据本实用新型的空调器，实现了对冷媒和电脑板流失热能的回收和利用，并提高了能源利用率和空调自身性能。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (11)

1.一种用于空调器的热回收装置，其特征在于，所述空调包括制冷回路(10)以及所述制冷回路(10)上的压缩机(11)、冷凝器(12)、节流阀(13)和蒸发器(14)，所述热回收装置包括冷水回路(20)以及设置于所述冷水回路(20)上的水箱(21)和水泵(22)；

所述水箱(21)设置有连通外部水源的供水口(23)，以及用于排水的生活用水口(24)；

所述冷水回路(20)包括过冷管段(30)，所述冷凝器(12)和节流阀(13)之间的所述制冷回路(10)延伸经过所述过冷管段(30)，且与所述冷水回路(20)隔离。

2.根据权利要求1所述的用于空调器的热回收装置，其特征在于，在所述过冷管段(30)的上游位置，所述冷水回路(20)包括导热管路(25)，所述导热管路(25)与空调的电脑板(15)相邻设置，以能够吸收所述电脑板(15)在工作时释放的热量。

3.根据权利要求2所述的用于空调器的热回收装置，其特征在于，所述导热管路(25)为盘管形状，或者所述导热管路(25)上设置有微通道换热器。

4.根据权利要求2所述的用于空调器的热回收装置，其特征在于，所述冷水回路(20)包括与所述导热管路(25)并联的并联管路，所述导热管路(25)和所述并联管路中的一者连通的情况下，另一者切断流路。

5.根据权利要求4所述的用于空调器的热回收装置，其特征在于，在所述水泵(22)的出水位置设置有水温传感器(26)；和/或，在所述水泵(22)的出水位置设置有换向阀(27)，所述换向阀(27)用于控制所述导热管路(25)和所述并联管路中的一者连通。

6.根据权利要求1所述的用于空调器的热回收装置，其特征在于，所述过冷管段(30)包括管体(31)和导热壁(32)，所述导热壁(32)在所述管体(31)内分隔出相互隔离的第一通道(33)和第二通道(34)。

7.根据权利要求6所述的用于空调器的热回收装置，其特征在于，所述第一通道(33)用于接入所述冷水回路(20)，所述第二通道(34)用于接入所述制冷回路(10)；

在重力方向上，所述第一通道(33)位于所述第二通道(34)的上方。

8.根据权利要求6所述的用于空调器的热回收装置，其特征在于，所述第一通道(33)和第二通道(34)内的流体流向相反。

9.根据权利要求1-8中的任一项所述的用于空调器的热回收装置，其特征在于，所述水箱(21)设置有用于测量水箱水位高度的水位传感器。

10.根据权利要求1-8中的任一项所述的用于空调器的热回收装置，其特征在于，所述供水口(23)与所述蒸发器(14)之间设置有冷凝水回收管路，以能够将所述蒸发器(14)产生的冷凝水导入所述水箱(21)。

11.一种空调器，其特征在于，包括：制冷回路(10)、电脑板(15)、以及权利要求1-10中的任一项所述的用于空调器的热回收装置。