CN111811041A - 空调器***及具有其的空调 - Google Patents

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郭清风
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霍喜军
毕增利
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黄柏良
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Abstract

本发明提供了一种空调器***及具有其的空调。空调器***包括压缩机，压缩机具有一个排气口、第一吸气口和第二吸气口；冷凝器，冷凝器的进口端与压缩机的排气口相连通；第一蒸发器，第一蒸发器的进口端与冷凝器的出口端相连通，第一蒸发器的出口端与第一吸气口相连通；第二蒸发器，第二蒸发器的进口端与冷凝器的出口端连通，第二蒸发器的出口端与第二吸气口相连通。通过在室内采用双蒸发器***，使得该空调器***能够实现对室内温度、湿度进行解耦控制，同时通过双蒸发器结构的设置对空气进行梯级降温，降低蒸发器传热过程中产生的不可逆的热损失，提高了采用多排设置方式的蒸发器的换热效率。有效地提高了空调器***的能效比。

Description

空调器***及具有其的空调
技术领域
本发明涉及空调设备技术领域，具体而言，涉及一种空调器***及具有其的空调。
背景技术
现有技术中，蒸汽压缩式家用空调***的耗能较高，造成用户的用电量大的问题。而且，现有技术中采用的空调器大部分都是采用室内的气流内循环实现加热、降温的过程，在长时间使用后容易造成室内空气干燥、污染物增加，造成严重威胁用户的身体健康的问题。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种空调器***及具有其的空调，以解决现有技术中空调器换热能效低的问题。
为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种空调器***，包括：压缩机，压缩机具有一个排气口、第一吸气口和第二吸气口；冷凝器，冷凝器的进口端与压缩机的排气口相连通；第一蒸发器，第一蒸发器的进口端与冷凝器的出口端相连通，第一蒸发器的出口端与第一吸气口相连通；第二蒸发器，第二蒸发器的进口端与冷凝器的出口端连通，第二蒸发器的出口端与第二吸气口相连通。
进一步地，空调器***还包括：第一接水盘，第一接水盘设置于冷凝器的底部；第二接水盘，第二接水盘设置于第一蒸发器和第二蒸发器的底部；淋水装置，淋水装置的出水端设置于冷凝器的上方，淋水装置的进水端与第一接水盘和第二接水盘中的至少一个相连通，淋水装置用于向冷凝器喷洒冷凝水以降低冷凝器的温度。
进一步地，中间换热器，中间换热器的进口端与冷凝器的出口端相连通，中间换热器具有两个出口端，中间换热器的一个出口端与第一蒸发器的进口端连通，中间换热器的另一个出口端与第二蒸发器的进口端连通地设置。进一步地，冷凝器为蒸发式冷凝器。
进一步地，压缩机中使用的制冷剂为低GWP环保制冷剂。
进一步地，淋水装置包括：喷淋管件，喷淋管件设置于冷凝器的上方。
进一步地，空调器***还包括：外界供水管路，外界供水管路与喷淋管件相连通地设置。
进一步地，第一蒸发器设置于迎风侧，第一蒸发器为高温蒸发器，第一蒸发器用于处理室内的显热负荷。
进一步地，第二蒸发器设置于背风侧，第二蒸发器为低温蒸发器，第二蒸发器用于处理室内的潜热负荷。
进一步地，空调器***还包括机械通风装置，机械通风装置与外界连通，机械通风装置用于将外界新风引入室内，机械通风装置包括风机和加湿装置。
进一步地，空调器***还包括太阳能发电装置，太阳能发电装置包括光伏板，光伏板用于向压缩机供电。
进一步地，中间换热器具有并联设置的第一换热管路和第二换热管路，第一换热管路的进口端与冷凝器的出口端相连通，第一换热管路的出口端与第一蒸发器的进口端相连通，第二换热管路的进口端与冷凝器的出口端相连通，第二换热管路的出口端与第二蒸发器的进口端相连通，其中，第二换热管路的进口端设置有第一节流装置，第一换热管路的出口端设置有第二节流装置。
根据本发明的另一方面，提供了一种空调，包括空调器***，空调器***为上述的空调器***。
应用本发明的技术方案，通过在室内采用双蒸发器***，使得该空调器***能够实现对室内温度、湿度进行解耦控制，同时通过双蒸发器结构的设置对空气进行梯级降温，降低蒸发器传热过程中的不可逆的热损失，提高了采用多排设置方式的蒸发器的换热效率。有效地提高了空调器***的能效比。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1示出了根据本发明的空调器***的实施例的结构示意图。
其中，上述附图包括以下附图标记：
10、压缩机；
20、冷凝器；
30、第一蒸发器；
40、第二蒸发器；
50、第一接水盘；
60、第二接水盘；
70、淋水装置；
80、外界供水管路；
91、光伏板；92、室外控制器；94、风机；95、中间换热器；96、室内控制器；97、加湿装置；98、市政供电。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的术语在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、***、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
现在，将参照附图更详细地描述根据本申请的示例性实施方式。然而，这些示例性实施方式可以由多种不同的形式来实施，并且不应当被解释为只限于这里所阐述的实施方式。应当理解的是，提供这些实施方式是为了使得本申请的公开彻底且完整，并且将这些示例性实施方式的构思充分传达给本领域普通技术人员，在附图中，为了清楚起见，有可能扩大了层和区域的厚度，并且使用相同的附图标记表示相同的器件，因而将省略对它们的描述。
结合图1所示，根据本申请的具体实施例，提供了一种空调器***。
具体地，该空调器***包括压缩机10、冷凝器20、第一蒸发器30和第二蒸发器40。压缩机10具有一个排气口、第一吸气口和第二吸气口；冷凝器20的进口端与压缩机10的排气口相连通。第一蒸发器30的进口端与冷凝器20的出口端相连通，第一蒸发器30的出口端与第一吸气口相连通。第二蒸发器40的进口端与冷凝器20的出口端连通，第二蒸发器40的出口端与第二吸气口相连通。
在本实施例中，通过在室内采用双蒸发器***，使得该空调器***能够实现对室内温度、湿度进行解耦控制，同时通过双蒸发器结构的设置对空气进行梯级降温，降低蒸发器传热过程中的不可逆的热损失，提高了采用多排设置方式的蒸发器的换热效率。有效地提高了空调器***的能效比。
其中，空调器***还包括第一接水盘50、第二接水盘60、淋水装置70。第一接水盘50设置于冷凝器20的底部，即收集冷凝器上落下的水。第二接水盘60设置于第一蒸发器30和第二蒸发器40的底部，以收集蒸发器上落下的凝露水。淋水装置70的出水端设置于冷凝器20的上方，淋水装置70的进水端与第一接水盘50和第二接水盘60中的至少一个相连通，淋水装置70用于向冷凝器20喷洒水以降低冷凝器20的温度。这样设置能够利用空调器***中产生的冷凝水，有效地减少了空调器的用水量。
进一步地，第一蒸发器30和第二蒸发器40形成梯级换热蒸发器。冷凝器20为蒸发式冷凝器。这样设置能够有效地提高空调器***的能效。其中，压缩机10中使用的制冷剂可以为R32、R152a中的一种。其中，制冷剂优选为低GWP制冷剂，该制冷剂起到环保，减少碳排放量的作用。
淋水装置70包括喷淋管件。喷淋管件设置于冷凝器20的上方。这样设置使得淋水装置70的结构简单、加工容易，有效地降低了该空调器***的生产成本。
空调器***还包括外界供水管路80。外界供水管路80与喷淋管件相连通地设置。这样能够通过从外界补入充足的水源来对冷凝器进行降温，提高了空调器***的可靠性。
其中，第一蒸发器30为高温蒸发器，第一蒸发器30用于处理室内的显热负荷。第二蒸发器40为低温蒸发器，第二蒸发器40用于处理室内的潜热负荷。这样设置能够通过不同的蒸发器对室内气流进行梯级降温以实现单独的温度和湿度的控制。
上述实施例中的空调器***还可以用于空调设备技术领域，即根据本发明的另一方面，提供了一种空调，包括空调器***，空调器***为上述实施例中的空调器***。
具体地，如图1所示，空调器***还包括机械通风装置、太阳能发电装置和中间换热器95。机械通风装置与外界连通，机械通风装置用于将外界新风引入室内，机械通风装置包括风机94。太阳能发电装置包括光伏板91，光伏板91用于向压缩机10供电。中间换热器95的进口端与冷凝器20的出口端相连通，中间换热器95具有两个出口端，中间换热器95的一个出口端与第一蒸发器30的进口端连通，中间换热器95的另一个出口端与第二蒸发器40的进口端连通地设置。该空调还包括室外控制器92、中间换热器95、室内控制器96、加湿装置97、市政供电98。采用该结构的空调器***，解决了常规空调能耗高的问题、解决了常规空调不能处理房间湿度的问题。其中，风机94包括风扇和驱动风扇转动的电机，图1中的箭头方向为风向。
如图1所示，本申请的空调器***为一种复合性空调器，采用复合高效空调***，以“梯级吸气压缩制冷循环”为核心，结合蒸发冷却、光伏直驱等自然能源利用技术，构建高效的复合空调***。有效地起到降低空调器***的负荷的作用。采用机械通风直接利用温度差与湿度差节能，采用机械通风加湿，通过在新风后放置加湿装置如湿膜实现等焓降温，在满足室内要求的情况下，降低室内显热负荷。该***还能够提高制冷机组能效。当室外有充足的干空气能(tdry-twet>5℃)，在室外翅片管冷凝器表面淋水，通过蒸发冷却降低进风温度，从而降低冷凝温度提高机组的能效。该***还充分利用自然能源，达到节能的效果。
采用该空调器***，能够显著提高机组处理热湿负荷能力、提高机组能效的作用。室内采用梯级换热的双蒸发器***，分级处理显热和潜热负荷，高温蒸发器处理显热负荷，低温蒸发器主要处理潜热负荷，实现温度、湿度的解耦控制。其中，太阳能发电装置采用光伏直驱技术通过多电源管理协调控制、能量互补及平滑切换技术，能够根据空调器运行所需功率以及光伏发电功率实时调整市电和太阳能的供电比例，实现太阳能的高效利用。
在本申请中，采用双吸气压缩转子的压缩机10，梯级换热蒸发器及耦合蒸发式冷凝器，构建梯级吸气压缩制冷循环，实现了温度、湿度独立控制及宽工况下节能高效运行。以蒸气压缩制冷为核心，结合通风、蒸发冷却、太阳能利用技术，创建了复合制冷家用空调***，回收室内机凝露水用于冷却室外机换热器，降低室外机淋水温度，提升***能效的同时减少室外机的用水量，***采用低GWP环保制冷剂，可以是R32、R152a等。
具体地，结合第一接水盘50、水管及循环泵，采用淋水装置70时，水从冷凝器20的上方或前方，经布水器直接流到冷凝器20的翅片和换热管上进行蒸发，未蒸发的水流到第一接水盘50进入储水箱，由循环水泵再一次打至冷凝器20的上方或前方进行循环。可以将淋水装置70改成喷雾装置，则水被喷入空气进行蒸发降温，降温后的空气再流经冷凝器20进行换热。制冷机组采用的冷凝器20优选翅片管换热器，当使用淋水装置70时，可以提高蒸发冷却效果。
压缩机采用双吸气的压缩机10，压缩机10包括排气口、第一吸气口及第二吸气口。室内机包括第一蒸发器30、第二蒸发器40、中间换热器95及第二接水盘60。其中第一蒸发器30为高温蒸发器、第二蒸发器40为低温蒸发器。制冷机组采用两台蒸发器，其中高温蒸发器主要处理室内显热负荷、低温蒸发器主要处理室内潜热负荷，两组换热器并联设置。待处理空气先经过高温蒸发器进行降温，再经过低温蒸发器进行除湿(同时也降温)，达到送风条件后再送入室内。进而达到温度湿度独立控制的目的。
在本申请中，中间换热器95具有并联设置的第一换热管路951和第二换热管路952，第一换热管路951的进口端与冷凝器20的出口端相连通，第一换热管路951的出口端与第一蒸发器30的进口端相连通，第二换热管路952的进口端与冷凝器20的出口端相连通，第二换热管路952的出口端与第二蒸发器40的进口端相连通，其中，第二换热管路952的进口端设置有第一节流装置953，第一换热管路951的出口端设置有第二节流装置954。第一蒸发器30入口制冷剂与第二节流装置954前的制冷剂进行换热，增加节流前过冷度，降低第二蒸发器入口干度及入口比焓，提高***能效。第二接水盘60用于回第一蒸发器30和第二蒸发器40的凝露水，与室外机的第一接水盘50相连接，回收的凝露水用于室外机的淋水装置70，降低淋水温度，提升能效的同时减少用水量。
机械通风装置包括加湿装置97和淋水装置70。加湿装置97包括湿膜、喷淋装置、接水盘、水泵等部件。加湿装置97也可以采用超声波等加湿形式。在本实施例中，风机94中的风扇采用离心风扇，能够起到降低尺寸的作用。
机械通风装置通过自来水水压直接接到湿膜上，通过离心风叶的转动实现新风的加湿降温，避免额外功耗。通过机械通风加湿，通过在新风后放置湿膜实现等焓降温，在满足室内要求的情况下，降低室内显热负荷，避免部分时间开启制冷机组，降低空调***能耗。
光伏板91包括高效光伏板、蓄电池及逆变器等部件。光伏直驱技术通过多电源管理协调控制、能量互补及平滑切换技术，能够根据空调器运行所需功率以及光伏发电功率实时调整市电和太阳能的供电比例，实现太阳能高效利用。
各***连接如下：从压缩机10排气口排出的高温高压制冷剂气体进入冷凝器20进行冷凝，从冷凝器20出来的过冷制冷剂分成两路，一路制冷剂经第一节流装置953节流至中压两相状态在中间换热器95与另一路制冷剂进行换热后进入第一蒸发器30，另一路制冷剂经中间换热器95进入第二节流装置954被节流至低压两相状态进入第二蒸发器40，第一蒸发器30出口的饱和或过热气体被压缩机10的第一吸气口吸入，第二蒸发器40出口的饱和或过热气体被压缩机10的第二吸气口吸入，制冷剂气体在压缩缸内被压缩，至此完成整个循环。
光伏板91收集太阳能并将其转化为电能供给空调室内机、室外机和机械通风装置。供水管路将城市用水送到机械换气扇和户外蒸发冷却装置。采用喷淋的方式分别加湿处理。室内控制器根据房间不同的参数调整各个部件的运行情况。具体控制流程如下：
光伏板91将太阳光转化为直流电，给风机94、室外风机供电，太阳能供电不够时，通过市电给风机94、室外风机供电。
运行模式切换：
模式a(风机单通风)：当室外温度低于室内温度时，***运行通风机单通风模式，风机94高速运转，将室外低温空气引入室内，降低室内温度。
模式b(风机单通风和加湿)：当室外温度高于室内温度时，通过控制逻辑内置公式由室外干球温度和室外相对湿度，计算室外空气焓值，当焓值低于预设焓值时，***运行通风机通风和加湿模式，此时检测风机94的出风温度，当出风温度低于室内干球温度时，保持该模式不变，当出风温度高于室内温度时，运行模式c。
模式c(纯空调)：当室外温度高于室内温度时，通过控制逻辑内置公式由室外干球温度和室外相对湿度，计算室外空气焓值，当焓值高于预设焓值时，***运行纯空调模式，此模式下风机94停止运行，压缩机10启动，室内和室外风机运行，通过室内机低温送风降低室内负荷。
模式d(空调和冷凝器淋水)：当相对湿度低于预设相对湿度值时，低温冷凝器淋水装置启动，该装置将自来水引到翅片管冷凝器20顶部淋下来，降低冷凝温度，提高整机能效。
为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
除上述以外，还需要说明的是在本说明书中所谈到的“一个实施例”、“另一个实施例”、“实施例”等，指的是结合该实施例描述的具体特征、结构或者特点包括在本申请概括性描述的至少一个实施例中。在说明书中多个地方出现同种表述不是一定指的是同一个实施例。进一步来说，结合任一实施例描述一个具体特征、结构或者特点时，所要主张的是结合其他实施例来实现这种特征、结构或者特点也落在本发明的范围内。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (13)

1.一种空调器***，其特征在于，包括：
压缩机(10)，所述压缩机(10)具有一个排气口、第一吸气口和第二吸气口；
冷凝器(20)，所述冷凝器(20)的进口端与所述压缩机(10)的排气口相连通；
第一蒸发器(30)，所述第一蒸发器(30)的进口端与所述冷凝器(20)的出口端相连通，所述第一蒸发器(30)的出口端与所述第一吸气口相连通；
第二蒸发器(40)，所述第二蒸发器(40)的进口端与所述冷凝器(20)的出口端连通，所述第二蒸发器(40)的出口端与所述第二吸气口相连通。
2.根据权利要求1所述的空调器***，其特征在于，所述空调器***还包括：
第一接水盘(50)，所述第一接水盘(50)设置于所述冷凝器(20)的底部；
第二接水盘(60)，所述第二接水盘(60)设置于所述第一蒸发器(30)和所述第二蒸发器(40)的底部；
淋水装置(70)，所述淋水装置(70)的出水端设置于所述冷凝器(20)的上方，所述淋水装置(70)的进水端与所述第一接水盘(50)和所述第二接水盘(60)中的至少一个相连通，所述淋水装置(70)用于向所述冷凝器(20)喷洒冷凝水以降低所述冷凝器(20)的温度。
3.根据权利要求1所述的空调器***，其特征在于，所述空调器***还包括：
中间换热器(95)，所述中间换热器(95)的进口端与所述冷凝器(20)的出口端相连通，所述中间换热器(95)具有两个出口端，所述中间换热器(95)的一个出口端与所述第一蒸发器(30)的进口端连通，所述中间换热器(95)的另一个出口端与所述第二蒸发器(40)的进口端连通地设置。
4.根据权利要求1所述的空调器***，其特征在于，所述冷凝器(20)为蒸发式冷凝器。
5.根据权利要求1所述的空调器***，其特征在于，所述压缩机(10)中使用的制冷剂为低GWP环保制冷剂。
6.根据权利要求2所述的空调器***，其特征在于，所述淋水装置(70)包括：
喷淋管件，所述喷淋管件设置于所述冷凝器(20)的上方。
7.根据权利要求6所述的空调器***，其特征在于，所述空调器***还包括：
外界供水管路(80)，所述外界供水管路(80)与所述喷淋管件相连通地设置。
8.根据权利要求1所述的空调器***，其特征在于，所述第一蒸发器(30)设置于迎风侧，所述第一蒸发器(30)为高温蒸发器，所述第一蒸发器(30)用于处理室内的显热负荷。
9.根据权利要求1所述的空调器***，其特征在于，所述第二蒸发器(30)设置于背风侧，所述第二蒸发器(40)为低温蒸发器，所述第二蒸发器(40)用于处理室内的潜热负荷。
10.根据权利要求1所述的空调器***，其特征在于，所述空调器***还包括机械通风装置，所述机械通风装置与外界连通，所述机械通风装置用于将外界新风引入室内，所述机械通风装置包括风机(94)和加湿装置(97)。
11.根据权利要求1所述的空调器***，其特征在于，所述空调器***还包括太阳能发电装置，所述太阳能发电装置包括光伏板(91)，所述光伏板(91)用于向所述压缩机(10)供电。
12.根据权利要求3所述的空调器***，其特征在于，所述中间换热器(95)具有并联设置的第一换热管路(951)和第二换热管路(952)，所述第一换热管路(951)的进口端与所述冷凝器(20)的出口端相连通，所述第一换热管路(951)的出口端与所述第一蒸发器(30)的进口端相连通，所述第二换热管路(952)的进口端与所述冷凝器(20)的出口端相连通，所述第二换热管路(952)的出口端与所述第二蒸发器(40)的进口端相连通，其中，所述第二换热管路(952)的进口端设置有第一节流装置(953)，所述第一换热管路(951)的出口端设置有第二节流装置(954)。
13.一种空调，包括空调器***，其特征在于，所述空调器***为权利要求1至12中任一项所述的空调器***。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114811987A (zh) * 2022-04-25 2022-07-29 珠海格力电器股份有限公司 机柜空调及控制方法

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