CN202613692U

CN202613692U - 空调器

Info

Publication number: CN202613692U
Application number: CN 201220287398
Authority: CN
Inventors: 王磊; 胡朝发; 汪俊勇; 魏忠梅; 胡知耀; 颜圣绿
Original assignee: Gree Electric Appliances Inc of Zhuhai
Current assignee: Gree Electric Appliances Inc of Zhuhai
Priority date: 2012-06-18
Filing date: 2012-06-18
Publication date: 2012-12-19
Anticipated expiration: 2022-06-18

Abstract

本实用新型提供了一种空调器，包括：壳体(10)，具有进风口(11)和出风口(12)；风机(20)，位于靠近进风口(11)处或者出风口(12)处；蒸发器(30)，设置在壳体(10)内，并位于风机(20)和出风口(12)之间或者位于进风口(11)和风机(20)之间，空调器还包括：冷却器(40)，设置在壳体(10)内并位于蒸发器(30)朝向进风口(11)一侧。本实用新型的空调器无需增大蒸发器和冷凝器的面积即可提高能效，并且成本低廉。

Description

空调器

技术领域

本实用新型涉及空调技术领域，具体而言，涉及一种空调器。

背景技术

随着节能减排工作的推进，空调器的能效标准逐渐提高，厂家为了开发高能效的空调器，一般采用的方法是增大两器(蒸发器和冷凝器)的面积，重新进行元器件的选型和***匹配，必然造成壳体空间的增大，另外，对于重新开发空调器而言，会产生较高的开放成本。

实用新型内容

本实用新型旨在提供一种无需增大蒸发器和冷凝器的面积即可提高能效的空调器。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种空调器，包括：壳体，具有进风口和出风口；风机，位于靠近进风口处或者出风口处；蒸发器，设置在壳体内，并位于风机和出风口之间或者位于进风口和风机之间，空调器还包括：冷却器，设置在壳体内并位于蒸发器朝向进风口一侧。

进一步地，冷却器包括振荡热管，振荡热管的内部形成封闭内腔，封闭内腔内填充有工质，冷却器包括冷却段和加热段。

进一步地，冷却器还包括位于冷却段和加热段之间的绝热段。

进一步地，蒸发器的底部设置有接水盘；振荡热管的底部设置在接水盘内以形成冷却段。

进一步地，振荡热管的冷却段以外的部分为振荡热管的加热段。

进一步地，振荡热管包括第一U形段和设置在第一U形段所围成的区域内的多个第二U形段，第一和第二U形段的U形开口方向均朝上，多个第二U形段中相邻的两个第二U形段彼此连接，位于最外侧的两个第二U形段分别与第一U形段的两端连接，第一和第二U形段的内腔相通形成振荡热管的封闭内腔。

进一步地，冷却器还包括翅片，翅片套设在振荡热管的加热段上。

进一步地，振荡热管的加热段相对蒸发器的迎风面平行设置。

进一步地，振荡热管的冷却段包括与振荡热管的加热段在同一平面内的延伸段和相对于延伸段弯折设置的弯折段，弯折段沿接水盘的底面延伸。

进一步地，振荡热管的冷却段的外部包裹有吸湿层。

应用本实用新型的技术方案，在壳体内增设置有冷却器，该冷却器位于蒸发器朝向进风口一侧，冷却器用于空气的预冷，即使空气进入蒸发器换热前先进行一次换热，这样可以有效地提高空调器的制冷能力(提高能效)。同时，本实用新型的技术方案可以在现有空调配置基础上进行局部改造，无需增大空调器壳体的尺寸，即，可充分利用蒸发器迎风侧的剩余空间。相对于现有技术中增大两器面积、重新进行元器件的选型和***匹配的技术方案而言，本实用新型的技术方案无需增大两器面积同样可以实现提高能效，另外，本实用新型的技术方案可以通过改造现有空调器来实现，与重新开发空调器相比较，节省了开发资源和成本。

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实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本实用新型的空调器的实施例的内部结构示意图；

图2示出了图1的空调器的冷却器的展开俯视示意图；

图3示出了图1的空调器的冷却器的侧视示意图；

图4示出了图1的空调器的冷却器的振荡热管的工作原理示意图；以及

图5示出了使用现有技术的空调器与使用根据本实用新型的空调器的优选实施例的室内空气焓湿状态变化对比示意图。

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实用新型。

如图1所示，本实施例的空调器为吸风式空调器，其包括：壳体10、风机20、蒸发器30和冷却器40。壳体10具有进风口11和出风口12，风机20位于靠近出风口12处，蒸发器30设置在壳体10内，并位于进风口11和风机20之间，冷却器40设置在壳体10内并位于蒸发器30朝向进风口11一侧(迎风面一侧)。

冷却器40用于空气的预冷，即使空气进入蒸发器30换热前先进行一次换热，这样可以有效地提高空调器的制冷能力(提高能效)。同时，本实施例可以在现有空调配置基础上进行局部改造，无需增大空调器壳体的尺寸，即，可充分利用蒸发器30迎风侧的剩余空间。相对于现有技术中增大两器面积、重新进行元器件的选型和***匹配的技术方案而言，本实施例同样可以实现提高能效，另外，本实施例的技术方案可以通过改造现有空调器来实现，与重新开发空调器相比较，节省了开发资源和成本。

如图1至图4所示，本实施例中蒸发器30的底部设置有接水盘50，冷却器40包括振荡热管41(传热元件)，振荡热管41的内部形成封闭内腔，封闭内腔内填充有工质，常用的工质有水、乙醇、丙酮，应用到空调器中，上述工质在一定真空度下的饱和温度应该在10-20℃。振荡热管41的底部设置在接水盘50内以形成振荡热管41的冷却段(冷却器部分浸于蒸发器产生的冷凝水中)，振荡热管41的冷却段以外的部分为振荡热管41的加热段。振荡热管41的加热段暴露在空气中，能够与空气进行热交换。振荡热管41的传热原理如下：

如图4所示，振荡热管具有封闭内腔，该内腔形成蛇形回路，回路中填充有一定量的工质，该工质在冷热端温差的热作用下形成汽液塞状流随机地出现在蛇形回路中，通过汽液振荡实现热量传递。振荡热管一般包括加热段、绝热段和冷却段，也可根据实际情况来决定是否需要绝热段。因使用空间有限，冷热端的距离较短，故本实施例的冷却器只有加热段和冷却段，没有绝热段。

空调器开机制冷时，室内的高温空气由进风口进入，先经过冷却器40进行一次换热。因为空气温度高于振荡热管41内工质的饱和温度，工质开始吸热沸腾汽化，在加热段的局部形成小气泡并逐渐聚合成大的汽塞，当汽塞长大到一定程度时，就会膨胀做功并推动与其相临的液塞运动，形成连锁反应，从而产生汽液塞振荡或脉冲。当吸收热量后的汽塞和液塞运动到冷却段后，因为接水盘50里冷凝水的温度低于振荡热管41的工质的饱和温度，工质就会冷凝放热，并在表面张力、脉冲力和重力等的综合作用下流回加热段继续吸热，如此循环，从而将空气中的部分热量传递到冷凝水中，实现空气预冷。预冷降温后的空气再经过蒸发器30进行二次换热，将空气中的热量传递给制冷剂，从而获得更低的出风温度和含湿量。二次降温后的低温空气被风机20吸入，再经过出风口12送入室内。

需要说明的是，振荡热管41只有在冷热端存在温差时才能够启动运行。在空调器刚开机后的短时间内，接水盘50里还没有存储低温冷凝水，振荡热管41无法启动，对空气的预冷效果并不明显。只有当空调器运行一段时间后，接水盘50存有一定量的冷凝水后，振荡热管41才能启动运行。另外，当空调器制热时，接水盘50内不会聚集冷凝水，这样，也就不会启动振荡热管41，这样冷却器40不会影响空调器的制热过程。

在本实施例中，如图2所示，振荡热管41包括第一U形段和设置在第一U形段所围成的区域内的多个第二U形段，第一和第二U形段的U形开口方向均朝上，多个第二U形段中相邻的两个第二U形段彼此连接，位于最外侧的两个第二U形段分别与第一U形段的两端连接，第一和第二U形段的内腔相通形成振荡热管41的封闭内腔。为适应不同的蒸发器形式(如V字形、一字型等)，可以将振荡热管41加工成相适应的样式。振荡热管41的管径一般为1-6mm，不同的工质对应不同的管径，有经验公式可以计算，管间距一般为10-60mm，视管径、换热面积大小而定。

为了加大换热面积，增强换热效果，如图1和3所示，冷却器40还包括翅片42，翅片42套设在振荡热管41的加热段上。

本实施例中，振荡热管41的加热段相对蒸发器30的迎风面平行设置，如图1和图3所示，本实施例中的蒸发器30和振荡热管41的加热段相对于接水盘50均是倾斜放置的，并且倾斜角度相同。在图中未示出的实施例中，蒸发器30是竖直放置的，振荡热管41的加热段也是竖直放置。上述结构用于减少风阻并保证各处换热均匀。。

为了加大冷凝面积，增强冷凝效果，振荡热管41的冷却段包括与振荡热管41的加热段在同一平面内的延伸段和相对于延伸段弯折设置的弯折段，在本实施例中，弯折段沿接水盘50的底面并朝向蒸发器30方向延伸。在图中未示出的实施例中，弯折段沿接水盘50的底面并背离蒸发器30的方向延伸。

接水盘50内振荡热管41加热段的弯折段的朝向应根据蒸发器30底部在接水盘50内的位置和接水盘50的剩余空间来设计，并尽量减小弯折程度以降低局部阻力损失。如果蒸发器30与振荡热管41的加热段均垂直接水盘50的底面设置，则弯折段在接水盘50内可以朝向蒸发器30延伸，也可以背离蒸发器30延伸。

优选地，振荡热管41的冷却段的外部包裹有吸湿层43。这样，即使在接水盘50水量较少时也能够保证充足的冷却面积，提高了冷凝效果。

在图中未示出的实施例中，空调器可以为吹风式空调器，在吹风式空调器结构中，与上述实施例的区别在于，风机设置在进风口处，相应的蒸发器位于风机和出风口之间。在吹风式空调器的实施例中，冷却器同样设置在壳体内并位于蒸发器朝向进风口一侧(迎风面一侧)。冷却器同样可以进行空气的预冷从而提高空调器的制冷能力(提高能效)，其工作原理与上述实施例相同，在此不再赘述。

如图5所示，横坐标为湿空气的含湿量，纵坐标为湿空气的焓值，图中100％的等相对湿度线为湿空气的饱和状态线。室内空气的状态点为N1，如果采用现有空调器制冷，空气被降温减湿后达到状态点N2(降温减湿过程)。本实用新型的空调器先采用冷却器进行预冷，室内空气由状态点N1处理到状态点N1’(等湿降温过程)，再经过空调器处理到状态点N2’(降温减湿过程)。状态点N2’的干湿球温度、含湿量和焓值均低于状态点N2，根据以下公式：

Q＝m(h_N1-h_N2) (1)

Q′＝m(h_N1-h_N2′) (2)

可以得出，Q＜Q’，即本实用新型提高了制冷能力。

上述公式中：Q为现有空调器的制冷能力，Q′为带空气冷却器的空调器的制冷能力，m为空气的质量流量，h_N1为现有空调器的进口的空气焓值，h_N2为现有空调器的出口的空气焓值，h_N1’为本实用新型的空调器的进口的空气焓值，h_N2’为本实用新型的空调器的出口的空气焓值。

在具体的实施例比对中，参考一台24K天井机的实验数据并结合理论计算，N1点的干湿球温度分别为27℃、19℃，焓值h_N1为54.45KJ/Kg，密度ρ_N1为1.168kg/m3，风量m_v为1220m³/h，N2点的干湿球温度分别为14.9℃、13.5℃，焓值h_N2为38.19KJ/Kg，此时该空调的制冷量Q＝m(h_N1-h_N2)＝m_vρ_N1(h_N1-h_N2)＝6436W，实测功率P为2232W，能效EER＝Q/P＝2.88。

采用本实用新型的空调器可以将空气从N1点先处理到N1’点。

N1’点的干湿球温度分别为26℃、18.7℃，焓值h_N1为53.47KJ/Kg，空气再经过蒸发器由N1’点处理到N2’点，N2’点的干湿球温度分别为14.5℃、13.2℃，焓值h_N2为37.40KJ/Kg，此时该空调的Q’＝m(h_N1-h_N2’)＝m_vρ_N1(h_N1-h_N2’)＝6749W，实测功率P’为2216W，计算能效EER＝Q’/P’＝3.05。

如果N1’点的干湿球温度分别为25℃、18.4℃，则换热后N2’点的干湿球温度分别为14.0℃、12.9℃，焓值h_N2为36.62KJ/Kg，此时该空调的Q’＝m(h_N1-h_N2’)＝m_vρ_N1(h_N1-h_N2’)＝7058W，实测功率P’为2207W，计算能效EER＝Q’/P’＝3.2。

从以上的描述中，可以看出，本实用新型上述的实施例实现了如下技术效果：

1、现有技术中空调器制冷时产生的冷凝水往往直接排到室外，其携带的冷量没有得到有效利用，损失了一部分能量。本实用新型的空调器是通过振荡热管将空调器产生的低温冷凝水中的冷量回收利用，达到更好的降温除湿效果，以最低的成本实现空调器能力能效的提升。

2、同现有技术中提能效方法相比，采用本实用新型的技术方案，无需增大两器面积便可提高空调的制冷量，而且不增加耗功，相应的能效也得以提升。

3、冷却器的体积较小，加工形式多样，在现有空调配置基础上进行局部改造，即可充分利用蒸发器迎风侧的剩余空间，同重新开发空调相比，节省了开发资源和成本。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种空调器，包括：

壳体（10），具有进风口（11）和出风口（12）；

风机（20），位于靠近所述进风口（11）处或者出风口（12）处；

蒸发器（30），设置在所述壳体（10）内，并位于所述风机（20）和出风口（12）之间或者位于所述进风口（11）和风机（20）之间，

其特征在于，所述空调器还包括：

冷却器（40），设置在所述壳体（10）内并位于所述蒸发器（30）朝向所述进风口（11）一侧。

2.根据权利要求1所述的空调器，其特征在于，所述冷却器（40）包括振荡热管（41），所述振荡热管（41）的内部形成封闭内腔，所述封闭内腔内填充有工质，所述冷却器（40）包括冷却段和加热段。

3.根据权利要求2所述的空调器，其特征在于，所述冷却器（40）还包括位于冷却段和加热段之间的绝热段。

4.根据权利要求2所述的空调器，其特征在于，

所述蒸发器（30）的底部设置有接水盘（50）；

所述振荡热管（41）的底部设置在所述接水盘（50）内以形成所述冷却段。

5.根据权利要求3所述的空调器，其特征在于，所述振荡热管（41）的冷却段以外的部分为所述加热段。

6.根据权利要求2所述的空调器，其特征在于，所述振荡热管（41）包括第一U形段和设置在所述第一U形段所围成的区域内的多个第二U形段，所述第一和第二U形段的U形开口方向均朝上，所述多个第二U形段中相邻的两个第二U形段彼此连接，位于最外侧的两个所述第二U形段分别与所述第一U形段的两端连接，所述第一和第二U形段的内腔相通形成所述振荡热管（41）的封闭内腔。

7.根据权利要求2所述的空调器，其特征在于，所述冷却器（40）还包括翅片（42），所述翅片（42）套设在所述振荡热管（41）的加热段上。

8.根据权利要求2所述的空调器，其特征在于，所述振荡热管（41）的加热段相对所述蒸发器（30）的迎风面平行设置。

9.根据权利要求4所述的空调器，其特征在于，所述振荡热管（41）的冷却段包括与所述振荡热管（41）的加热段在同一平面内的延伸段和相对于所述延伸段弯折设置的弯折段，所述弯折段沿所述接水盘（50）的底面延伸。

10.根据权利要求2至9中任一项所述的空调器，其特征在于，所述振荡热管（41）的冷却段的外部包裹有吸湿层（43）。