CN204612229U - 一种反向双旋翼纯逆流细通道空调 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种反向双旋翼纯逆流细通道空调，主要采用组合式创新方式，并运用双转子电机把反向双旋翼结合起来，可提供高效的大风量的、低噪音的与空气进行热量交换的元件，采用高效的板翅式逆流细通道或微通道换热器与之室外空气换热器相匹配，本实用新型有益效果是：叠加的节能效应，风量增大而风扇电机能耗并未增大，反而噪音降低，使其换热系数大幅提高而不增加换热面积，冬季热泵运行可减少化霜次数及化霜时间，并把所需化霜的环境温度降低一些。

Description

一种反向双旋翼纯逆流细通道空调

技术领域

本实用新型涉及机电领域，具体涉及一种采用反向双旋翼风扇并结合微通道或细通道作为冷凝器或蒸发器以提高制冷或制热效率的装置。

背景技术

据统计，目前建筑耗能占全社会总能耗接近35％以上。由此可见，建筑耗能在我国耗能总量中占有十分重要的比例。建筑耗能主要包括采暖、空调、通风、热水、照明、电器等，其中采暖、空调、通风的能耗又占建筑能耗三分之二以上，据有关资料统计，我国北方采暖地区供热采暖耗能占建筑总耗能的65％以上，有的地区甚至高达90％。建筑物耗能中空调的使用是建筑能耗中耗电最多的设备。北京制冷学会调研结果显示，在北京的所有公共建筑中，商场占建筑面积的5％。其中采用中央空调建筑的耗电量却占全市建筑能耗绝大部分，公共机构的能耗主要由建筑物能耗构成，其占据公共机构能耗总量的70％。而在建用电量的35％。在当今环境污染极其严重尤其是雾霾天气影响到人们生活方方面面时期，雾霾不仅对人体身体有害，而且影响农作物的生产，这对节能减排是一个极其艰巨的任务。一次能耗大户是火力发电，二次能耗大户是空调及采暖，所以我们要采用先进的技术方法来减少采暖及空调对电力的极大依赖，大力推广空气能热泵采暖方式来代替传统的消耗矿物能源采暖方式，就可以把碳排放降低，才可以使煤炭消耗减少。

 空调制冷的四大部件：压缩机、蒸发器、冷凝器、截流装置。而其中压缩机性能的提高是最主要的节能方法之一。但是空调压缩机效率提高不是无限制可以提高的，不管是当今的双极压缩机，还是磁悬浮压缩机都是为了克服压缩机机械磨损，减少气隙损耗来着眼效率的提高，但绝不可以把制冷剂气体分子所固有的相互间斥力减小，当前主要是依靠高效压缩机，细化产品设计，细化匹配，充分 提高压缩机的能力，才能够获得空调器的节能效率。第二种比较常见的办法是增加空调换热器的面积，通过提高换热器的换热效率来提高空调的能效。此外，还可以用高层次的换热技术实现节能，以减少金属材料的消耗。还有一些高新技术，完全不靠换热面积的增大来实现高换热效率，在这方面加强研发是具有十分重要的意义的。总之热力学告诉我们逆向移动热量离环境温度越远就越困难，热泵就是如此，正向传热温差越大传热速度就越快，这是谁也无法违背的真理，只有顺其热力学自然规律，借助自然力量才会更节能。郎肯循环如此，逆卡若循环依然如此，在郎肯循环过程中也是借助环境空气温度来达到郎肯循环的高效，当环境温度非常给力的情况下其发电效率会非常高；逆卡诺循环也是如此当环境温度较低时其制冷效率非常高，当环境温度高时其制热效率非常高。所以利用环境温度可以实现高效的郎肯循环与逆卡诺循环，利用环境温度来达到高效主要是靠换热器来实现的，在火力发电郎肯循环中我们很难实现乏汽潜热大部分循环利用，也是无法采用压缩机把乏汽压入锅炉来实现乏汽潜热全部循环利用起来，若是这样的话就变的得不偿失了，将要消耗比在冷却塔丧失的热能还要多得多的能量，因此采用机械方式来加强热力循环，并且提高其循环效率是有其局限性的，相反借助自然的力量就要节省许多能量的消耗。由此依靠换热器与环境温度进行换热并提高其换热能力可以极大提高逆卡诺循环效率。

针对室外环境温度制冷循环是其冷凝器，针对室外环境温度的制热循环是其蒸发器，而再循环蒸发器的传热量受诸多因素影响，单纯提高制冷剂流量，采用大的循环倍率，并不能使蒸发器获得最大的传热量，反而加重了压缩机的负担。提高再循环蒸发器的管内制冷剂流速，同时也会导致制冷剂与空气间的传热平均温差减小，综合考虑传热系数和传热温差的作用，为了得到最大传热量，就存在一个最佳制冷剂流速的问题。

由于制冷剂侧放热系数远远大于空气侧放热系数，所以空气侧放热系数就成为蒸发器(或冷凝器)传热系数的上限，在不考虑生产工艺和人体舒适性的前提下，提高空气侧放热系数可以提高再循环蒸发器的传热系数。提高空气侧放热系数的途径一般包括:提高空气的流动速度，采用各种复杂断面形状的套片等方式。但提高空气流速同时也会增加风机能耗和蒸发器负荷，所以把再循环蒸发器的净制冷量作为目标函数，可以得到再循环蒸发器的最佳风量。所以为了研发制造高效空调产品，各空调厂家都相继加大这方面研究力度，包括格力、美的、海尔等都非常关注如何能够使空调外机风扇在不增加风扇电机功率和换热器换热面积情况下尽可能产生较大的风量以提高整机效率，并把这里作为非常重要的课题加以研究。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是设计一种不增加风扇电机功率和换热器换热面积情 况下尽可能产生较大的风量以提高整机效率的方法及装置，即一种采用反向双旋翼并结合板翅式逆流细通道或微通道的制冷制热的装置。

本实用新型是这样解决问题的：一种采用反向双旋翼并结合板翅式逆流细通道或微通道的制冷制热的装置，包括压缩机(1)、板翅式逆流细通道或微通道换热器(2)、循环泵(3)、空调末端(4)、节流装置(5)、室外空气换热器(6)、四通阀(8)，压缩机(1)进出口通过管道连接至四通阀(8)其中两个接口，四通阀(8)另外两个接口通过管道分别连接至室外空气换热器(6)的进口和板翅式逆流细通道或微通道换热器(2)的制冷剂侧的出口，而节流装置(5)通过管道分别连接至室外空气换热器(6)的出口和板翅式逆流细通道或微通道换热器(2)制冷剂侧的进口，并形成制冷剂侧串接式闭路循环，其特征在于：在室外空气换热器(6)外还安装有反向双旋翼风扇装置(7)。

本实用新型所解决的技术问题的装置还可以这样来实现：所述循环流程中的室外空气换热器(6)为板翅式逆流细通道换热器。

室外空气换热器(6)外安装有反向双旋翼风扇装置(7)为反向旋翼风扇(7.1)和正向旋翼风扇(7.2)，反向旋翼风扇(7.1)和正向旋翼风扇(7.2)安装在同一个双转子电机两个不同的输出轴上。

所述的板翅式逆流细通道或微通道换热器(2)为三侧板翅式逆流细通道或微通道换热器。

本实用新型所能达到的有益效果是：整机效率可以得到大幅提升，这是一个叠加的节能效应；风量增大而风扇电机能耗并未增大，反而噪音降低；提升了针对室外空气换热器的换热能力，使其换热系数大幅提高而不增加换热面积；机组制冷和制热量增加而机组体积相应缩小，节约了空间；减少空调产品金属消耗，降低制造成本；冬季热泵运行可减少化霜次数及化霜时间，并把所需化霜的环境温度降低一些。

附图说明

图1为本实用新型一种采用反向双旋翼并结合两侧板翅式逆流细通道或微通道的制冷制热的装置

图中所示：压缩机1、板翅式逆流细通道或微通道换热器2、循环泵3、空调末端4、节 流装置5、室外空气换热器6、反向双旋翼风扇装置7(反向旋翼风扇7.1、正向旋翼风扇7.2)、四通阀8。

图2为本实用新型一种采用反向双旋翼并结合三侧板翅式逆流细通道或微通道的制冷制热的装置

图中所示：压缩机1、板翅式逆流细通道或微通道换热器2、循环泵3、空调末端4、节流装置5、室外空气换热器6、反向双旋翼风扇装置7(反向旋翼风扇7.1、正向旋翼风扇7.2)、四通阀8、热水箱9、热水用户10、自来水11。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型所设计的一种采用反向双旋翼并结合板翅式逆流细通道或微通道的制冷制热装置做进一步说明：

实施例1：如图1所示，一种采用反向双旋翼并结合板翅式逆流细通道或微通道的制冷制热的装置，包括压缩机1、板翅式逆流细通道或微通道换热器2、循环泵3、空调末端4、节流装置5、室外空气换热器6、四通阀8，压缩机1进出口通过管道连接至四通阀8其中两个接口，四通阀8另外两个接口通过管道分别连接至室外空气换热器6的进口和板翅式逆流细通道或微通道换热器2的制冷剂侧的出口，而节流装置5通过管道分别连接至室外空气换热器6的出口和板翅式逆流细通道或微通道换热器2制冷剂侧的进口，并形成制冷剂侧串接式闭路循环，其特征在于：在室外空气换热器6外还安装有反向双旋翼风扇装置7。

在室外换热器6外安装的反向双旋翼风扇装置7，可以提高风量，增大空气换热器6空气侧换热能力，可加速制冷剂循环过程，增大制冷量或制热量；而板翅式逆流细通道或微通道换热器2另一侧的进口通过管道连接循环泵3的出口，循环泵3的进口通过管道连接各分支的空调末端4，而各空调末端4通过各自分支管道连接总管道后再连接至板翅式逆流细通道或微通道换热器2另一侧的出口，就这样完成了空调末端闭式回路的循环。

实施例2：一种采用反向双旋翼并结合板翅式逆流细通道或微通道的制冷制热的装置，包括压缩机1、板翅式逆流细通道或微通道换热器2、循环泵3、空调末端4、节流装置5、室外空气换热器6、四通阀8，压缩机1进出口通过管道连接至四通阀8其中两个接口，四通阀8另外两个接口通过管道分别连接至室外空气换热器6的进口和板翅式逆流细通道或微 通道换热器2的制冷剂侧的出口，而节流装置5通过管道分别连接至室外空气换热器6的出口和板翅式逆流细通道或微通道换热器2制冷剂侧的进口，并形成制冷剂侧串接式闭路循环，其特征在于：在室外空气换热器6外还安装有反向双旋翼风扇装置7。

在制冷情况下，所述的配由反向双旋翼风扇的室外空气换热器并与之对应必须有的蒸发器为板翅式逆流细通道或微通道换热器，当然也可以是板式换热器或管壳式换热器。

实施例3：一种采用反向双旋翼并结合板翅式逆流细通道或微通道的制冷制热的装置，包括压缩机1、板翅式逆流细通道或微通道换热器2、循环泵3、空调末端4、节流装置5、室外空气换热器6、四通阀8，压缩机1进出口通过管道连接至四通阀8其中两个接口，四通阀8另外两个接口通过管道分别连接至室外空气换热器6的进口和板翅式逆流细通道或微通道换热器2的制冷剂侧的出口，而节流装置5通过管道分别连接至室外空气换热器6的出口和板翅式逆流细通道或微通道换热器2制冷剂侧的进口，并形成制冷剂侧串接式闭路循环，其特征在于：在室外空气换热器6外还配有反向双旋翼风扇装置7。

室外空气换热器6外配有反向双旋翼风扇装置7为反向旋翼风扇7.1和正向旋翼风扇7.2，反向旋翼风扇7.1和正向旋翼风扇7.2安装在同一个双转子电机两个不同的输出轴上。

实施例4：一种采用反向双旋翼并结合板翅式逆流细通道或微通道的制冷制热的装置，包括压缩机1、板翅式逆流细通道或微通道换热器2、循环泵3、空调末端4、节流装置5、室外空气换热器6、四通阀8，压缩机1进出口通过管道连接至四通阀8其中两个接口，四通阀8另外两个接口通过管道分别连接至室外空气换热器6的进口和板翅式逆流细通道或微通道换热器2的制冷剂侧的出口，而节流装置5通过管道分别连接至室外空气换热器6的出口和板翅式逆流细通道或微通道换热器2制冷剂侧的进口，并形成制冷剂侧串接式闭路循环，其特征在于：在室外空气换热器6外还配有反向双旋翼风扇装置7。

在制热情况下，所述的配由反向双旋翼风扇的室外空气换热器并与之对应必须有的冷凝器为板翅式逆流细通道或微通道换热器，当然也可以是板式换热器或管壳式换热器。

室外空气换热器6外配有反向双旋翼风扇装置7为反向旋翼风扇7.1和正向旋翼风扇7.2，反向旋翼风扇7.1和正向旋翼风扇7.2安装在同一个双转子电机两个不同的输出轴上。

实施例5：一种采用反向双旋翼并结合板翅式逆流细通道或微通道的制冷制热的装置， 包括压缩机1、板翅式逆流细通道或微通道换热器2、循环泵3、空调末端4、节流装置5、室外空气换热器6、四通阀8，压缩机1进出口通过管道连接至四通阀8其中两个接口，四通阀8另外两个接口通过管道分别连接至室外空气换热器6的进口和板翅式逆流细通道或微通道换热器2的制冷剂侧的出口，而节流装置5通过管道分别连接至室外空气换热器6的出口和板翅式逆流细通道或微通道换热器2制冷剂侧的进口，并形成制冷剂侧串接式闭路循环，其特征在于：:在室外空气换热器6外还配有反向双旋翼风扇装置7。

所述的板翅式逆流细通道或微通道换热器2为三侧板翅式逆流细通道或微通道换热器。

实施例6：一种采用反向双旋翼并结合板翅式逆流细通道或微通道的制冷制热的装置，包括压缩机1、板翅式逆流细通道或微通道换热器2、循环泵3、空调末端4、节流装置5、室外空气换热器6、四通阀8，压缩机1进出口通过管道连接至四通阀8其中两个接口，四通阀8另外两个接口通过管道分别连接至室外空气换热器6的进口和板翅式逆流细通道或微通道换热器2的制冷剂侧的出口，而节流装置5通过管道分别连接至室外空气换热器6的出口和板翅式逆流细通道或微通道换热器2制冷剂侧的进口，并形成制冷剂侧串接式闭路循环，其特征在于：在室外空气换热器6外还配有反向双旋翼风扇装置7。

在制热情况下，所述的配由反向双旋翼风扇的室外空气换热器并与之对应必须有的冷凝器为板翅式逆流细通道或微通道换热器，当然也可以是板式换热器或管壳式换热器。

所述的板翅式逆流细通道或微通道换热器2为三侧板翅式逆流细通道或微通道换热器。

实施例7：一种采用反向双旋翼并结合板翅式逆流细通道或微通道的制冷制热的装置，包括压缩机1、板翅式逆流细通道或微通道换热器2、循环泵3、空调末端4、节流装置5、室外空气换热器6、四通阀8，压缩机1进出口通过管道连接至四通阀8其中两个接口，四通阀8另外两个接口通过管道分别连接至室外空气换热器6的进口和板翅式逆流细通道或微通道换热器2的制冷剂侧的出口，而节流装置5通过管道分别连接至室外空气换热器6的出口和板翅式逆流细通道或微通道换热器2制冷剂侧的进口，并形成制冷剂侧串接式闭路循环，其特征在于：在室外空气换热器6外还配有反向双旋翼风扇装置7。

室外空气换热器6外配有反向双旋翼风扇装置7为反向旋翼风扇7.1和正向旋翼风扇7.2，反向旋翼风扇7.1和正向旋翼风扇7.2安装在同一个双转子电机两个不同的输出轴上。

所述的板翅式逆流细通道或微通道换热器2为三侧板翅式逆流细通道或微通道换热器。

实施例8：一种采用反向双旋翼并结合板翅式逆流细通道或微通道的制冷制热的装置，包括压缩机1、板翅式逆流细通道或微通道换热器2、循环泵3、空调末端4、节流装置5、室外空气换热器6、四通阀8，压缩机1进出口通过管道连接至四通阀8其中两个接口，四通阀8另外两个接口通过管道分别连接至室外空气换热器6的进口和板翅式逆流细通道或微通道换热器2的制冷剂侧的出口，而节流装置5通过管道分别连接至室外空气换热器6的出口和板翅式逆流细通道或微通道换热器2制冷剂侧的进口，并形成制冷剂侧串接式闭路循环，其特征在于：在室外空气换热器6外还配有反向双旋翼风扇装置7。

在制热情况下，所述的配由反向双旋翼风扇的室外空气换热器并与之对应必须有的冷凝器为板翅式逆流细通道或微通道换热器，当然也可以是板式换热器或管壳式换热器。

室外空气换热器6外配有反向双旋翼风扇装置7为反向旋翼风扇7.1和正向旋翼风扇7.2，反向旋翼风扇7.1和正向旋翼风扇7.2安装在同一个双转子电机两个不同的输出轴上。

工作过程： 

包括以下步骤：

制冷过程： 

(1)压缩机将气态制冷剂压缩为高温高压的气态；

(2)高温高压的气态制冷剂通过管道进入到室外空气换热器，此时室外空气换热器为冷凝器，高温高压的气态制冷剂通过室外空气换热器经过热量交换释放潜热后变为常温的液态制冷剂；

(3)从室外空气换热器出来的常温液态制冷剂通过管道及节流装置进入板翅式逆流细通道或微通道换热器，常温液态制冷剂在板翅式逆流细通道或微通道换热器通过蒸发吸收另一侧冷媒流体的潜热变为常温气态制冷剂；

(4)从板翅式逆流细通道或微通道换热器出来的常温气态制冷剂通过管道及四通阀再次进入压缩机，压缩机将常温的气态制冷剂压缩为高温高压的气态制冷剂进入室外空气换热器，进行下一个循环；

(5)板翅式逆流细通道或微通道非制冷剂侧的流体在释放潜热后变成冷媒流体，该冷媒流 体被循环泵打入室内空调末端并与室内空气进行热量交换后又重新回到板翅式逆流细通道或微通道换热器内与制冷剂进行热量交换，完成冷媒流体整个循环过程；

制热过程： 

(1)通过四通阀电控装置把室外空气换热器切换成蒸发器，而板翅式逆流细通道或微通道换热器切换成冷凝器；

(2)压缩机从室外空气换热器抽吸气态制冷剂并把高温高压制冷剂气体压入到板翅式逆流细通道或微通道换热器内；

(3)高温高压制冷剂在板翅式逆流细通道或微通道换热器内与该换热器另一侧暖媒流体充分进行热量交换，高温高压制冷剂释放潜热给暖媒流体后变成液态制冷剂；

(4)液态制冷剂通过管道及节流装置，在压缩机抽吸作用下重新回到室外空气换热器内并与外界空气进行热量交换，在获取外界空气潜热后自己便得到蒸发又重新变成气态制冷剂；

(5)气态制冷剂通过管道及四通阀又重新进入到压缩机内，完成制冷剂循环过程；

(6)而板翅式逆流细通道或微通道换热器非制冷剂另一侧流体是暖媒流体，在获得高温高压制冷剂潜热后该暖媒流体得到升温并被循环泵打入空调末端，通过空调末端在房间散热，让房间获得适宜的暖气后，暖媒流体又重新流入到板翅式逆流细通道或微通道换热器内与制冷剂进行热量交换，完成暖媒流体的循环过程；

所述的室外空气换热器外配有反向双旋翼风扇，反向双旋翼风扇由两组风扇装置非共轴方式组成，其中一组是顺时针旋转，另一组是逆时针方向旋转，两组风扇叶片倾斜角相反，但风向一致。

为更好地提高换热器的效率，在制热情况下，所述的配由反向双旋翼风扇的室外空气换热器并与之对应必须有的冷凝器为板翅式逆流细通道或微通道换热器，当然也可以是板式换热器或管壳式换热器。

在实施例1-4中，板翅式逆流细通道或微通道换热器为两侧板翅式逆流细通道或微通道换热器。

在实施例5-8中，如图2所示，板翅式逆流细通道或微通道换热器为三侧板翅式逆流细通道或微通道换热器，是在实施例1-4的基础上把板翅式逆流细通道或微通道换热器替换成 三侧板翅式逆流细通道或微通道换热器，增加的那一侧用来与自来水进行热量交换以获取卫生热水，增加的这一侧有一头连接自来水进11，另一头通过管道连接至热水箱9，这样可以节约空间，减少机组占地面积，并且也大大节约产品制造成本。因为在冬季热泵运行时，其采暖与产卫生热水运行方向是一致的，只是夏季制冷运行时会存在三侧板翅式逆流细通道或微通道换热器用作蒸发器与冷凝器时的相互切换问题。不过这种切换时间比较短暂，因为夏季制卫生热水时会很快完成，而且换热器内空调水量很少，使该部分空调水变热水也无碍多大损耗，最关键这种设置会得到化霜的便利，加快化霜速度，在冬季利用热水箱的热量进行化霜可实现最大化制热化霜技术应用，制热情况下板翅式逆流细通道或微通道换热器应为冷凝器，制冷情况下板翅式逆流细通道或微通道换热器应为蒸发器。

在制冷工况下，所述循环流程中的室外空气换热器6为板翅式逆流细通道换热器我们还关注到在航天技术领域里有一种共轴双旋翼直升机，该直升机旋翼直径小于单翼，但可以起到节能效果。共轴双旋翼的平飞气动特性与单旋翼也有不同，资料表明，在相同拉力和旋翼直径下，刚性共轴双旋翼的诱导阻力比单旋翼低20％～30％。由于操纵***部分和上下旋翼桨毂这些非流线形状部件的数量和体积大于单旋翼直升机并暴露在气流中，因而共轴式直升机的废阻面积大于单旋翼直升机。共轴式直升机在悬停、中低速飞行时的需用功率小于单旋翼直升机，随速度增加，需用功率逐渐增大至单旋翼直升机，这一特性决定了共轴式直升机有较大的实用升限、较大的爬升速度、更大的续航时间。共轴式直升机与单旋翼带尾桨直升机的主要区别是采用上下共轴反转的两组旋翼用来平衡旋翼扭矩，不需尾桨。在结构上，由于采用两副旋翼，与相同重量的单旋翼直升机相比，若采用相同的桨盘载荷，其旋翼半径仅为单旋翼直升机的70％。还有一种双层风扇，该风扇具有低噪音大风量，究其原因是因为双重反向扇翼的特殊构造，由于每单层旋翼风扇风压虽然都是朝前的，但风是以涡旋方式前进的，会存在涡流损失，若增加一个反向旋转的旋翼就会相互乔正涡流风向，促使涡旋风力基本变成朝正前的风力，就会减少涡流的损失，这样不仅增大风量，而且会减小涡流所带来的噪音。

基于上述原因，本实用新型采用反向双旋翼风扇来增强空调外机的换热器换热能力(因为增加风量可以提高风侧的换热能力，进而提高整个换热器的换热系数)，并且配合微通道 或细通道换热器作为空调的蒸发器或冷凝器以加强制冷制热过程中制冷剂的循环速度。我们知道压缩机在制冷循环或热泵循环过程中起着制冷剂循环与相变的非常关键作用，外界对其输入的电能主要用来克服气态制冷剂分子之间的斥力以及制冷剂流动的阻力，还有压缩机运动零部件之间的摩擦损耗。其实分子之间斥力大小是确定不变的，还只有通过改善管道缩短流体流动循环距离才可以减小流体的阻力，机械摩擦损耗可以通过完善机械设计采用高新材料来减少机械零部件之间的摩擦损耗。尽管如此压缩机的功耗主要还是用来克服蒸发器的低压端与冷凝器的高压端所造成的压差，该压差大小可以确定其压缩比大小，怎样降低压缩比的大小呢？毫无疑问主要是靠高效的冷凝器与高效的蒸发器才得以实现，因为高效冷凝器可以很快把冷凝器的热量带走，从而使冷凝器的压力降下来；高效的蒸发器可以很快把外界的热量吸收进来，从而使蒸发器内部温度得到提高，并且一样可以使其内部压力得到提高，最终可以使低压端与高压端的比值缩小，从而使压缩机输入功率得到相应的减小。是否可以另一种思维方式也可以达到异曲同工的目的呢？就是让压缩机输入功率减少，从而使蒸发温度变高，冷凝温度变低，让蒸发温度和冷凝温度都朝环境温度方向接近，这就可以使压缩比变小，可是现行的空调末端无法使接近环境温度的冷量来满足房间制冷空调的要求，也无法使接近环境温度的暖媒水热量散到房间以达到所需热量的要求，没有一个高效空调末端与之配合是显然不行的，现行的风机盘管若冷媒水温度高于10℃时其房间空调效果非常差；在冬季采暖季节当暖媒水温度低于45℃时其采暖效果非常差。一般技术人员都会知道在夏季制冷工况时冷媒水温度越高其能效比就越大，而冷却水温度愈低时其能效比也越大；在冬季热泵运行情况下当冷凝器温度愈低时其能效比也就越高，蒸发温度越高其能效比也就越高，能效比是随环境温度变化而变化的。在变相制冷技术领域里需要采用各种压缩机来把气相流体的密度通过压缩增大其密度，也就是说采用机械方法把气体分子的势能转变成气体分子的动能，而分子动能表现出来的方式就是该气体的温度大小(气体分子势能表现的是气体分子间距离，也就是气体的密度大小)，只有把气体温度降下来，才会使高密度气体相变成功，而降温需要冷凝器设备的；当已经被冷凝了制冷剂从液体变回气态时是需要吸收周围空气潜热的，这就需要蒸发器设备了。而压缩机好比汽车，而冷凝器与蒸发器好比装载与卸载设备，制冷剂循环速度快慢不仅取决于压缩机的效率，同样取决于蒸发器与冷凝器的效率，并与之 一起作用实现制冷剂的循环。而压缩机输出的功率主要是用来克服制冷剂气体分子之间相互斥力和机械零部件之间的相互摩擦损耗，斥力越大相应压缩机做功就越多，在制冷流程中表现为压差大小，考虑回压状况就必须按压缩比来量化压缩机做功的大小，一般极限压缩比在12倍左右，而正常制冷空调压缩比是在2～3倍比较适宜，压缩比越小其能效比就越大，提高能效比最经济的方式一般是采用提高蒸发器温度或降低冷凝器温来实现的，所以环境温度越低的情况下制冷能效比(EER)就越高，环境温度越高的情况下制热其能效比(COP)就越高。也就是说当冷凝温度越低其冷凝压力也就越低，压缩机做功克服高压就容易得多；当蒸发温度越高时其蒸发压力也就越高，那么进压缩机的制冷剂气体回压也就高，因此压缩机抽吸制冷剂气体时其输出功率也就减少。从而可以想到制冷剂的蒸发速度和冷凝速度越快就更加需要高效的蒸发器和冷凝器了。在现实生产实践与生活中我们可以观察到：有时采用热力方式可比机械方式更加便捷和更加经济，譬如：机械撞击有时很难使金属器件变形或开裂，而通过热胀冷缩可以轻易致使金属物件发生毁损。再如火电厂是借助于凉水塔来实现热力循环的，却难以通过压缩机把做了功的蒸汽重新压回锅炉进行热力循环，若采用压缩机把蒸汽压入锅炉进行循环，看起来乏汽潜热都得到全部利用起来，好像没有凉水塔弃热情况发生，但这是得不偿失的，因为这将要消耗更多的电能让压缩机进行压气做功。等等这些都足以说明机械方法有时不如热力方法来的经济，只有借助于环境的力量才会使郎肯循环和逆卡若循环变得更加经济，因为一切热力循环都是参照环境温度来实现的，偏离环境温度越大的热量转移其能效比就越低(不管是制冷还是制热)。对于压缩机克服制冷剂气体分子间相互斥力来说是固定不变的，改进压缩机使其变得高效无非是让压缩机运行过程中所遇到摩擦阻力变得更小而已，所以通过压缩机来提高整个制冷循环的效率的空间不是很大的。而提高蒸发器与冷凝器的效率可使整个制冷循环的效率提高的作用会远远大于压缩机的提高作用，这是因为高效蒸发器可使蒸发器压力变高，高效冷凝器可使其冷凝压力变低，从而使压缩比变小，能效比得到提高。

一般技术人员都知道逆流换热方式其换热效率大于顺流、错流、综合流方式，因为逆流换热方式其平均温差是最大的，而温差是传热的动力。逆流换热可以使其被换热的流体出来温度逼近换热流体进入的温度，其端差也可以非常小，这有利于热量得到充分利用。另外换 热流体通道直径越接近流体分子自由程，其分子动能越容易得到传递，其换热效率就越高。还有场协同理论在换热技术领域里的应用，充分证明了其正确性，场协同理论其中最主要的场协同是指：在逆流情况下，温度梯度场与流体横截面的速度场两矢量的余弦夹角趋于零才可以使其换热效率为最大，如何使温度梯度场与流速场达到高效换热目的呢？其手段与实现的方法主要靠两侧流体均匀分配来达到横截面流速均匀一致，从而可以实现温度梯度场相应出现横截面温度大小一致，这就是技术关键点，那么怎样才能得到这一致的大小呢？就靠换热器每一个细小流体通道的阻力大小一致，流程长短相等，才可以实现两侧流体都能够大小一致的流速、温度一致的梯度，从而可以避免同侧换热损失与返热损失。另外换热器两侧流体进出口方向非常讲究，必须要遵循先进者后出，后出者先进原则，如果换热器设计不遵循这一原则其高效也是很难实现的，当今许多换热器并没有遵循这一原则的原因大多考虑其进出口布局无法按照该原则去实现的问题，其实在同一个容积里面，只要其内部流体是流动的，其内部必然会有压力梯度存在，压力梯度存在就会导致一部分流体走近路造成横截面流速不均匀，这样就影响换热效果。

由此湖南创化低碳环保科技有限公司利用了场协同理论这一科学原理及方法研究出一种高效逆流式的板翅式细通道及微通道换热器(专利号：201210076080.X)，可以把该换热器用作本实用新型中制冷循环的蒸发器及热泵循环中的冷凝器，经过样机初步测试，发现样机在环境温度31℃情况下能效比最高达到6.2倍。100L水从25℃升至55℃花了不到16分钟时间，而输入***总功率是1980W，压缩机额定功率是2100W，电流从9.8A一直上升至13.2A时热水达到了55℃，输入电压220V。当采用直热方式(非循环方式)制热时其能效比可高达6.8倍，直热方式高于循环方式的能效比。当进水温度从6℃升至55℃时，100L55℃的卫生热水需要26分钟，其能效比达到6.1。等等多次试验表明高效冷凝器对于提高空气能热水器能效比方面是大有潜力可挖的，并且可以完胜高效压缩机的作用力。湖南创化低碳环保科技有限公司尚未采用直流双极压缩机的情况下就可以使能效比突破6倍，将毫无疑问地迎接6倍能效比空气能的时代到来，若采用直流压缩机必将使能效比突破7～8倍，因为直流压缩机可比普通交流压缩机效率高20％左右，因为异步电机是感应电机，要从电网中吸收能量建立电机主磁场，造成一定的能量损耗；无刷直流电机转子中安装有稀土永磁材料， 建立了转子磁场，不再吸收电网能量来建立电机磁场，转子与定子磁场同步运行，转子绕组中无感生电流，消除了转子电阻铜耗和磁滞损耗，节省了电能，提高了电机效率。无刷直流电机与异步电机相比，可减小定子电流15％，可提高运行效率20％左右。

本实用新型就是总结上述各种原因及单个技术优势，创造性地加以运用在空调产品领域，这不只是简单地把多个不同技术在不同领域的应用，而是让多个不同领域的技术加以改造后移植到空调产品领域罢了，本实用新型包含三层次创新：第一个层次创新是很好地采用双转子电机原理，把一个视为正旋转的旋翼固定在外转子输出轴上，那么另一个反向的旋翼就固定在内转子输出轴上；第二个层次创新在于把反向双旋翼风扇装置运用在逆卡诺循环中室外空气换热器上；第三个层次创新就是在此基础上结合了板翅式逆流细通道或微通道换热器用来实现制冷剂与冷媒流体或暖媒流体进行热量交换。创造性地把多个技术有机融合起来多层次组合创新能够使空调产品能效比大幅提高，还可以降低产品制造成本，空调产品技术虽然日臻完善，但依然还在不断创新中，虽然本人也申请了一种空调热水一体机(专利号：20140414705.8)，其高效性也得到验证，但节能幅度受到一定限制，其逆卡诺循环过程中在相同制冷制热情况下，可以使压缩机电流降低7％左右，体现了冷媒流体或暖媒流体在和制冷剂换热过程中非常高效，这是因为采用了纯逆流细通道板翅式换热器做冷凝器或蒸发器所得到高效结果，然而在和空气进行热量交换时出现了热量传输的瓶颈，因为针对室外空气换热时其空气流量只有这么多，空气所带走热量也只有这么多，空气所提供热量也只能是这么多，因此机组总体制热量或制冷量是差不多的，只不过把压缩机电流节省了7％左右而已。为了解决这一瓶颈，而不增加换热器换热面积及风扇电机功率的情况下，本实用新型采用一种反向双旋翼风扇来达到这一目的，该技术方案与现行的共轴双旋翼直升机有很大不同，首先本实用新型是以电机作为驱动能源，而不像现行的共轴双旋翼直升机是采用喷气马达或内燃机动力；同样也不同于现行的双层风扇采用同轴式的双旋翼，并且局限在电脑散热上。而本实用新型却不同，它采用的是非同轴式反向双旋翼方式，而不是简单的组合式实用新型，是加以改造的反向双旋翼技术，该反向双旋翼技术还可以应用于热电厂的风冷，石油化工、机械电器、食品医药等领域的冷却及烘干。应用在空调制冷及热泵流程中主要是针对室外空气换热，以减少设备占地面积，并提高换热器效率，当然针对室内空气热交换也是可以的。 更重要的区别它是非同轴或共轴的双旋翼，而不像现行的双层风扇采用同轴两个外转子电机来实现，本实用新型即便采用双转子电机而把两个旋翼共用一个电机，其旋翼也不在同一个输出轴上，并可实现更加灵活的应用。

本实用新型专利创新的要点在于：运用双转子电机把反向双旋翼结合起来，可提供高效的大风量的低噪音的冷却散热元件；采用高效的板翅式逆流细通道或微通道换热器与之室外空气换热器相匹配；采用高效逆流细通道板翅式换热器做空调末端，以适合18℃的冷媒水的制冷空调和38℃的暖媒水采暖空调。

本实用新型打通了热量传输瓶颈，加快***与空气换热速度及效率，可大幅度提升制冷COP，制热EER，并且可节约许多金属材料的消耗。

Claims (5)

1.一种反向双旋翼纯逆流细通道空调，包括压缩机（1）、板翅式逆流细通道或微通道换热器（2）、循环泵（3）、空调末端（4）、节流装置（5）、室外空气换热器（ 6）、四通阀（ 8），压缩机（ 1）进出口通过管道连接至四通阀（8）其中两个接口，四通阀（8）另外两个接口通过管道分别连接至室外空气换热器（6）的进口和板翅式逆流细通道或微通道换热器（2）的制冷剂侧的出口，而节流装置（5）通过管道分别连接至室外空气换热器（6）的出口和板翅式逆流细通道或微通道换热器（2）制冷剂侧的进口，并形成制冷剂侧串接式闭路循环，其特征在于：在室外空气换热器（6）外还安装有反向双旋翼风扇装置（7）。

2.根据权利要求1所述的一种反向双旋翼纯逆流细通道空调，其特征在于：所述循环流程中的室外空气换热器（6）为板翅式逆流细通道换热器。

3.根据权利要求1或 2所述的一种反向双旋翼纯逆流细通道空调，其特征在于：室外空气换热器（6）外安装有反向双旋翼风扇装置（7）为反向旋翼风扇（7.1）和正向旋翼风扇（7.2），反向旋翼风扇（7.1）和正向旋翼风扇（7.2）安装在同一个双转子电机两个不同的输出轴上。

4.根据权利要求1或 2所述的一种反向双旋翼纯逆流细通道空调，其特征在于：所述的板翅式逆流细通道或微通道换热器（2）为三侧板翅式逆流细通道或微通道换热器。

5.根据权利要求 3所述的一种反向双旋翼纯逆流细通道空调，其特征在于：所述的板翅式逆流细通道或微通道换热器（2）为三侧板翅式逆流细通道或微通道换热器。