CN219640365U - 一种空调器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种空调器，其包括：第一节流装置，设有与所述第三出口相接通的第五入口以及第五出口；气液分离器，设有与所述第五出口相接通的冷媒入口、液体出口以及与所述第四入口相接通的气体出口，用于对所述冷媒入口所输入的冷媒进行气液分离，并将液态冷媒和气态冷媒分别从所述液体出口和所述气体出口输出；以及第三换热器，包括第二换热管，所述第二换热管设有能与所述液体出口相接通的第六入口以及与所述第一入口相接通的第六出口。本实用新型提供的技术方案旨在解决如何提升换热效率的技术问题。

Description

一种空调器

技术领域

本实用新型涉及制冷技术领域，具体涉及一种空调器。

背景技术

现有采用常规冷媒(如R22、R32、R410A)的家用空调，由于其系统压力相对较小，采用常规管径的换热器进行换热时压损较小，对换热器的换热性能影响小。

但如果空调采用CO₂冷媒，由于系统压力很高，高压侧压力高达14Mpa，低压侧压力高达3-5Mpa。若采用常规管径的换热器作为蒸发器进行换热，例如D5管径的换热器，则会造成压损严重，进而使得系统换热效率低下。

以一种单冷型整体式空调为例，采用CO₂冷媒作为工作流体进行跨临界循环制冷，压损加大会导致系统换热效率无法达到最优，空调能效比低。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提供一种空调器，旨在解决如何提升换热效率的技术问题。

一种空调器，其包括：

压缩机，设有第一出口以及第一入口；

第一换热器，用于与空气换热，包括第一换热管，所述第一换热管设有与所述第一出口相接通的第二入口以及第二出口；

第二换热器，包括

第一换热流道，设有与所述第二出口相接通的第三入口和第三出口；和

第二换热流道，与所述第一换热流道换热，设有第四入口和与所述第一入口相接通的第四出口；

第一节流装置，设有与所述第三出口相接通的第五入口以及第五出口；

气液分离器，设有与所述第五出口相接通的冷媒入口、液体出口以及与所述第四入口相接通的气体出口，用于对所述冷媒入口所输入的冷媒进行气液分离，并将液态冷媒和气态冷媒分别从所述液体出口和所述气体出口输出；以及

第三换热器，包括第二换热管，所述第二换热管设有能与所述液体出口相接通的第六入口以及与所述第一入口相接通的第六出口。

在一个示意性的实施例中，还包括第二节流装置，所述气体出口通过所述第二节流装置连通于所述第四入口。

在一个示意性的实施例中，所述第二节流装置为节流阀或毛细管。

在一个示意性的实施例中，所述第二换热流道的长度大于所述第二换热管的长度。

在一个示意性的实施例中，所述第二换热器为回热器；

所述第一换热流道为回热器的管程通道，所述第二换热流道为回热器的壳程通道。

在一个示意性的实施例中，所述冷媒为二氧化碳。

在一个示意性的实施例中，所述空调器还包括：

壳体，内设有第一风道和第二风道；

第一风机，设置在所述第一风道内，用于驱动空气沿所述第一风道流动；以及

第二风机，设置在所述第二风道内，用于驱动空气沿所述第二风道流动；

其中，所述第一换热器设置在所述第二风道内，所述第三换热器设置在所述第一风道内。

在一个示意性的实施例中，所述第二换热器和/或所述压缩机设置在所述第二风道内。

在一个示意性的实施例中，所述壳体的两个相邻侧壁上均设置有与所述第一风道相接通的第一进风口；

所述第三换热器覆盖两个所述第一进风口。

在一个示意性的实施例中，所述气液分离器为重力沉降式气液分离器、折流分离式气液分离器、离心分离式气液分离器、丝网分离式气液分离器、微孔过滤分离式气液分离器或填料分离式气液分离器。

在该过程中，处于气液混合状态的冷媒先被气液分离器分离成液态冷媒和气态冷媒，再将液态冷媒输送到第三换热器与室内空气进行换热，而气态冷媒不进入第三换热器进行换热，这样能极大程度地减少冷媒在流经第三换热器时的压力损失，提升整个系统的换热效率，进而提升空调能效比。

同时，第一换热器输出的高温液态冷媒流经第二换热器的第一换热流道后才被输送到第一节流装置，气液分离器输出的低温气态冷媒流经第二换热器的第二换热流道后才回流到压缩机内，第二换热流道内的低温气态冷媒吸收第一换热流道内的高温液态冷媒的热量之后，输送到第一节流装置的液态冷媒温度进一步降低，进而流经第三换热器的冷媒温度能进一步降低，第三换热器与室内空气之间的换热效率更高，换热效果显著提升，提高了空调器的制冷量，防止了高温工况下排气超标。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例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，下面描述中的附图仅仅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示出的结构获得其他的附图。

图1为本申请实施例中的一种空调器的剖视示意图；

图2为本申请实施例中的一种空调器的内部管路连接示意图。

附图标号说明：

100、空调器；1、压缩机；2、第一换热器；21、第一换热管；211、第二入口；212、第二出口；3、第一节流装置；31、第五入口；32、第五出口；4、气液分离器；41、冷媒入口；42、液体出口；43、气体出口；5、第三换热器；51、第二换热管；511、第六入口；512、第六出口；6、第二换热器；61、第一换热流道；611、第三入口；612、第三出口；62、第二换热流道；621、第四入口；622、第四出口；7、第二节流装置；10、壳体；101、第一风道；102、第二风道；103、第一进风口；104、第一出风口；105、第二进风口；106、第二出风口；107、隔板；20、第一风机；30、第二风机。

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，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。

需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本实用新型中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其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。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”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。

另外，本实用新型各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

如图1、2所示，图1、2显示了本实施例中的一种空调器100的结构。该空调器100可以是整体式空调器。该空调器100包括壳体10、压缩机1、第一换热器2、第二换热器6、第一节流装置3、气液分离器4、第三换热器5、第一风机20和第二风机30。

空调器100的壳体10可以构造为矩形壳体。壳体10的壁面上设置有第一进风口103、第一出风口104、第二进风口105和第二出风口106。第一进风口103和第一出风口104可以是设置在壳体10的一侧，第二进风口105和第二出风口106可以是设置在壳体10的另一侧。该壳体10内设有第一风道和第二风道。第一风道从第一进风口103延伸到第一出风口104。第二风道从第二进风口105延伸到第二出风口106。第一风道101和第二风道102之间可以是通过设置在壳体10内的隔板107隔开，第一风道101和第二风道102互不接通。

空调器100在安装状态下，第一进风口103与建筑物内的室内空间相接通或者与建筑物外的室外空间相接通，第一出风口104与建筑物内的室内空间相接通，第二进风口105与建筑物内的室内空间相接通或者与建筑物外的室外空间相接通，第二出风口106与建筑物外的室外空间相连通。

第一风机20可以是离心风机、贯流风机或轴流风机。第一风机20设置在第一风道101内，第一风机20能驱动第一风道101内的气流沿第一风道101流动，在第一风道101内风向为从第一进风口103向第一出风口104方向流动。第一风机20运行时，内室空间的室内空气从第一进风口103吸入第一风道101内，再通过第一出风口104输送到室内空间。

第二风机30可以是离心风机、贯流风机或轴流风机。第二风机30设置在第二风道102内，第二风机30能驱动第二风道102内的气流沿第二风道102流动，在第二风道102内风向为从第二进风口105向第二出风口106方向流动。第二风机30运行时，室外空间的室外空气从第二进风口105吸入第二风道102内，再通过第二出风口106输送到室外室内。

如图2所示，压缩机1设置有第一入口11和第一出口12。压缩机1在运行时能将冷媒从第一入口11所吸入，并对该冷媒加压后从第一出口12输出。由于冷媒被压缩机1压缩，冷媒从压缩机1的第一出口12输出时温度较高。

该冷媒为二氧化碳。二氧化碳是空气的主要组成部分之一，对大气臭氧层没有破坏作用，来源广泛、价格便宜，可以大大降低冷媒替代成本，节约能源，解决常规冷媒对环境的污染问题，具有良好的经济性。二氧化碳作为冷媒，安全无毒、不可燃、不爆炸，具有良好的热稳定性，即使在高温下也不会分解出有害的气体，二氧化碳泄漏对人体、生态都无损害。二氧化碳具有与制冷循环和设备相适应的热物性，分子量小，制冷能力大，采用二氧化碳冷媒的制冷量比常规冷媒的制冷量高5～8倍，因而对于相同冷负荷的制冷系统，压缩机1的尺寸可以明显减小，重量减轻，使得整个空调器100非常紧凑；润滑条件容易满足，对制冷系统常见材料无腐蚀，可以改善开启式压缩机1的密封性能，减少泄漏。二氧化碳黏度小，流体的流动阻力小，传热性能好，可以改善全封闭压缩机1的散热。

第一换热器2可以是翅片换热器。第一换热器2包括第一换热管21以及多个第一翅片。第一换热管21可以是金属管，例如铜管。多个第一翅片并排设置，相邻两个第一翅片之间间隔设置，第一翅片均连接于第一换热管21。第一换热管21设有第二入口211和第二出口212。第一换热管21为一个或并联的多个。第二入口211和第二出口212分别位于第一换热管21的相对两端。空调器100在制冷模式下，第一换热管21的第二入口211连通于压缩机1的第一出口12，压缩机1通过该第二入口211向第一换热管21输送高温高压的冷媒，冷媒流经第一换热管21后从第二出口212输出。第一换热器2设置在第二风道102内，第二风道102内的通向室外的空气流经第一换热器2时与流经第一换热管21的冷媒进行换热，带走一部分冷媒的热量，冷媒在第一换热管21内降温液化。

在一个示意性的实施例中，第二换热器6包括第一换热流道61以及第二换热流道62。第一换热流道61的相对两端分别设置有第三入口611和第三出口612。第一换热流道61的第三入口611连通于第一换热管21的第二出口212。第一换热管21输出的高压冷媒从第三入口611输入到第一换热流道61中，再从第二出口212流出第一换热流道61。

第二换热流道62的相对两端分别设置有第四入口621和第四出口622。该第四出口622连通于压缩机1的第一入口11。流体能从第四入口621输入到第二换热流道62，再从第四出口622流出第二换热流道62。

第一换热流道61和第二换热流道62之间间隔有导热壁面。导热壁面将第一换热流道61和第二换热流道62相互隔开。导热壁面可以是采用导热性能好的材料制成，例如金属材料。第一换热流道61中的流体和第二换热流道62中的流体可以通过导热壁面传热而实现热交换。导热壁面可以是流道的壁面，第一换热流道61以及第二换热流道62可以共用相同的一个导热壁面，或者可以分别设有导热壁面，第一换热流道61以及第二换热流道62的导热壁面之间设有导热材料。

第一节流装置3可以是节流阀，也可以是毛细管。第一节流装置3设置有第五入口31、第五出口32以及节流通道。节流通道的两端分别连接于第五入口31和第五出口32。节流通道上设置有内径收缩的节流部，节流部的内径小于节流通道其他部分的内径。第一节流装置3的第五入口31连通于第二换热器6的第一换热流道61的第三出口612。第一换热流道61输出的液态冷媒从第五入口31进入第一节流装置3，再流经节流通道后从第五出口32输出第一节流装置3。冷媒在流经节流通道的节流部时，由于流道变窄，使得冷媒的流速增加，静压力降低，一部分液态冷媒气化成气态冷媒，第一节流装置3的第五出口32所输出的冷媒为气液混合态的冷媒。

气液分离器4用于对冷媒进行气液分离。气液分离器4可以是重力沉降式气液分离器、折流分离式气液分离器、离心分离式气液分离器、丝网分离式气液分离器、微孔过滤分离式气液分离器或填料分离式气液分离器。气液分离器4上设置有冷媒入口41、液体出口42和气体出口43。气液分离器4的冷媒入口41与第一节流装置3的第五出口32相接通，第一节流装置3通过冷媒入口41向气液分离器4注入气液混合态的冷媒。气液分离器4将气液混合态的冷媒进行气液分离后，将气态冷媒从气体出口43输出，将液态冷媒从液体出口42输出。气液分离器4的气体出口43与第二换热器6的第二换热流道62的第四入口621相接通，气态冷媒能输送至第二换热流道62内与第一换热流动61内的高温冷媒进行换热。

第三换热器5可以是翅片换热器。第三换热器5包括第二换热管51以及多个第二翅片。第二换热管51可以是金属管，可以是铜管。第二换热管51为一个或并联的多个。多个第二翅片并排设置，相邻两个第二翅片之间间隔设置，第二翅片连接于第二换热管51。第二换热管51设置有第六入口511和第六出口512。第六入口511和第六出口512分别设置在第二换热管51的相对两端。

空调器100在制冷模式下，第二换热管51的第六入口511与气液分离器4的液体出口42，第二换热管51的第六出口512与压缩机1的第一入口11相接通。第三换热器5设置在第一风道101内。第一风道101内的通向室内的空气流经第三换热器5时，流经第二换热管51的冷媒与通向室内的空气换热，通向室内的空气可以是回风的室内空气，室内空气吸收冷媒的冷量而降温，降温后的室内空气重新被输送到室内空间，第二换热管51内的液态冷媒吸收室内空气的热量之后气化，变成气态冷媒或气液混合态冷媒，再重新回流到压缩机1内进行下一次制冷循环。

这样，在制冷模式下，压缩机1将冷媒加压后输送到第一换热器2，冷媒在经过第一换热器2时将热量传递给室外空气而降温液化，液化后的冷媒被输送到第二换热器6的第一换热流道61，再从第一换热流道61输送至第一节流装置3，冷媒流经第一节流装置3时其静压力降低且一部分冷媒气化，使得冷媒处于气液混合的状态。处于气液混合状态的冷媒被输送到气液分离器4进行气液分离，气液分离器4将分离出的液态冷媒输送到第三换热器5的第二换热管51，冷媒在流经第二换热管51时吸收室内空气的热量，从而对室内空气进行降温，从第二换热管51输出的冷媒能重新回流到压缩机1被再次压缩。气液分离器4将分离出的气态冷媒输送到第二换热器6的第二换热流道62内，从第二换热流道62输出的冷媒能重新回流到压缩机1被再次压缩。

在该过程中，处于气液混合状态的冷媒先被气液分离器4分离成液态冷媒和气态冷媒，再将液态冷媒输送到第三换热器5与室内空气进行换热，而气态冷媒不进入第三换热器5进行换热，这样能极大程度地减少冷媒在流经第三换热器5时的压力损失，提升整个系统的换热效率，进而提升空调能效比。

同时，第一换热器2输出的高温液态冷媒流经第二换热器6的第一换热流道61后才被输送到第一节流装置3，气液分离器4输出的低温气态冷媒流经第二换热器6的第二换热流道62后才回流到压缩机1内，第二换热流道62内的低温气态冷媒吸收第一换热流道61内的高温液态冷媒的热量之后，输送到第一节流装置3的液态冷媒温度进一步降低，进而流经第三换热器5的冷媒温度能进一步降低，第三换热器5与室内空气之间的换热效率更高，换热效果显著提升，提高了空调器100的制冷量。

在一些实施例中，空调器在工况35/24℃条件下，从第三换热器5输出的冷媒的温度为15-16℃，温度相对降低，而从第一换热器2输出的冷媒的温度大于45℃，温度相对较高。两者在第二换热器6中能进行高效的换热，使得第一换热器2所输出的冷媒的温度在进入第三换热器5之前能进一步降低。

在一个示意性的实施例中，空调器100还包括第二节流装置7。第二节流装置7可以是毛细管、节流阀或电子膨胀阀。第二节流装置7设置在将气液分离器4的气体出口43和第二换热流道62的第四出口622相连通的管线上，从气液分离器4的气体出口43输出的气态冷媒流经第二节流装置7之后再流入到第二换热器6的第二换热流道62内。

第二节流装置7能增加气态冷媒的流动阻力，增大气态冷媒的压降，从而使得气态冷媒从气液分离器流动到压缩机所产生的压降能接近于或等于液态冷媒从气液分离器流动到压缩机所产生的压降，进而使得气态冷媒和液态冷媒均能顺畅的从气液分离器流动到压缩机。

在一个示意性的实施例中，第二换热器6的第二换热流道62的长度大于第三换热器5的第二换热管51的长度。

第二换热流道62的长度大于第二换热管51的长度，气态冷媒流经第二换热流道62的流程大于液态冷媒流经第二换热管51的流程，从而使得气态冷媒从气液分离器流动到压缩机所产生的压降能接近于或等于液态冷媒从气液分离器流动到压缩机所产生的压降，进而使得气态冷媒和液态冷媒均能顺畅的从气液分离器流动到压缩机。

在一个示意性的实施例中，第二换热器6为回热器。第一换热流道61为回热器的管程通道。第二换热流道62为回热器的壳程通道。回热器为气液换热器，换热效率较高。

在一个示意性的实施例中，第二换热器6设置在第二风道102内。

第二换热器6设置在第二风道102内时，可以利用流经第二风道102的通向室外的空气例如可以是室外空气来对第二换热器6进行风冷降温，带走流经第一换热流道61的冷媒的热量，可以进一步增加空调器的制冷量。

在一个示意性的实施例中，压缩机1设在第二风道192中。

压缩机1设在第二风道192内时，可以利用流经第二风道102的室外空气来对压缩机1进行风冷降温，能降低压缩机1的故障率，延长压缩机1的使用寿命。

在一个示意性的实施例中，壳体10上设置有两个第一进风口103。两个第一进风口103分别设置在壳体10的相邻两个侧壁上。两个侧壁上的两个第一进风口103相互靠近。第三换热器5可以构造为L形结构，第三换热器5相互垂直的两个部分分别覆盖两个第一进风口103。

第一风道101可以通过两个第一进风口103进风，进风风量大，第三换热器5分别覆盖两个第一进风口103，第三换热器5与室内空气的接触面大，换热效果更好。

图2所示的本实施例中的制冷循环系统除了可以用于图1所示的一体式的空调器100，还可以用于分体式空调器，分体式空调器的第一风道101可以设于建筑物内的室内机壳体内，第一风道101内可以设有第二换热器5和第一风机20；分体式空调器的第二风道102可以设于建筑物外的室外机壳体内，第二风道102内可以设有压缩机1、第一换热器2和第二风机30等。室内机和室外机之间设有冷媒管道连接压缩机1、第一换热器2、节流装置3和第二换热器5，构成制冷循环回路。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种空调器，其特征在于，包括：

压缩机，设有第一出口以及第一入口；

第一换热器，用于与空气换热，包括第一换热管，所述第一换热管设有与所述第一出口相接通的第二入口以及第二出口；

第二换热器，包括

第一换热流道，设有与所述第二出口相接通的第三入口和第三出口；和

第二换热流道，与所述第一换热流道换热，设有第四入口和与所述第一入口相接通的第四出口；

第一节流装置，设有与所述第三出口相接通的第五入口以及第五出口；

气液分离器，设有与所述第五出口相接通的冷媒入口、液体出口以及与所述第四入口相接通的气体出口，用于对所述冷媒入口所输入的冷媒进行气液分离，并将液态冷媒和气态冷媒分别从所述液体出口和所述气体出口输出；以及

第三换热器，用于与空气换热，包括第二换热管，所述第二换热管设有能与所述液体出口相接通的第六入口以及与所述第一入口相接通的第六出口。

2.根据权利要求1所述的空调器，其特征在于，还包括第二节流装置，所述气体出口通过所述第二节流装置连通于所述第四入口。

3.根据权利要求2所述的空调器，其特征在于，所述第二节流装置为节流阀或毛细管。

4.根据权利要求1所述的空调器，其特征在于，所述第二换热流道的长度大于所述第二换热管的长度。

5.根据权利要求1所述的空调器，其特征在于，所述第二换热器为回热器；

所述第一换热流道为回热器的管程通道，所述第二换热流道为回热器的壳程通道。

6.根据权利要求1所述的空调器，其特征在于，所述冷媒为二氧化碳。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的空调器，其特征在于，所述空调器还包括：

壳体，内设有第一风道和第二风道；

第一风机，设置在所述第一风道内，用于驱动空气沿所述第一风道流动；以及

第二风机，设置在所述第二风道内，用于驱动空气沿所述第二风道流动；

其中，所述第一换热器设置在所述第二风道内，所述第三换热器设置在所述第一风道内。

8.根据权利要求7所述的空调器，其特征在于，所述第二换热器和/或所述压缩机设置在所述第二风道内。

9.根据权利要求7所述的空调器，其特征在于，所述壳体的两个相邻侧壁上均设置有与所述第一风道相接通的第一进风口；

所述第三换热器覆盖两个所述第一进风口。

10.根据权利要求1至6中任一项所述的空调器，其特征在于，所述气液分离器为重力沉降式气液分离器、折流分离式气液分离器、离心分离式气液分离器、丝网分离式气液分离器、微孔过滤分离式气液分离器或填料分离式气液分离器。