CN217402736U - 空调暖通***和空调*** - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种空调暖通***和空调***，空调暖通***包括介质进管、介质出管和换热器，介质进管和介质出管分别连接在换热器的两端；空调暖通***还包括旁通管、涡流管、循环管和循环泵；旁通管与换热器并联，涡流管设置在旁通管上；涡流管设置有流体喷嘴、冷端出口和热端出口，流体喷嘴与介质进管连接，冷端出口与介质出管连接，热端出口与介质进管通过循环管连接；循环泵设置在循环管上并将循环管内的流体朝向介质进管一侧输送。该空调暖通***利用涡流管技术对空调暖通***“大流量小温差”的工况下的多余流量进行冷热分流，保证***高效运行。

Description

空调暖通***和空调***

技术领域

本实用新型涉及空调技术领域，具体地说，是涉及一种空调暖通***和空调***。

背景技术

空调暖通***在实际运行中，如当出现换热量不足、风量偏小等无法避免的原因时，容易出现大流量小温差的趋势。当***出现大流量小温差后，会引起如下问题：第一，***内水流量大于实际需要流量，导致水泵消耗额外功耗；第二，由于***的回水温差小，影响制冷机组的额定输出能力。由于空调暖通***循环水流量上限范围一般为设计流量的80％至120％。若循环水实际流量大于设计流量的120％，则多余的流量无法通过换热器，一般情况下空调暖通***会在换热器进出口两端设计旁通管以通过多余流量。虽然旁通管可以将多余流量进行回流，但从节能的角度还是无法解决该工况下***存在大量额外功耗。在***运行过程应尽量避免这样情况的发生，但实际往往会受到各种条件制约，导致无法提高供回水温差。

实用新型内容

本实用新型的第一目的是提供一种利用涡流管技术对空调暖通***“大流量小温差”的工况下的多余流量进行冷热分流，保证***高效运行的空调暖通***。

本实用新型的第二目的是提供一种具有上述空调暖通***的空调***。

为实现上述第一目的，本实用新型提供一种空调暖通***，包括介质进管、介质出管和换热器，介质进管和介质出管分别连接在换热器的两端；空调暖通***还包括旁通管、涡流管、循环管和单向流动装置；旁通管与换热器并联，涡流管设置在旁通管上；涡流管设置有流体喷嘴、冷端出口和热端出口，流体喷嘴与介质进管连接，冷端出口与介质出管连接，热端出口与介质进管通过循环管连接；单向流动装置设置在循环管上并将循环管内的流体朝向介质进管一侧输送。

由上述方案可见，当***处于“大流量小温差”工况下，多余流量的循环水从介质进管导入旁通管，进入旁通管的冷冻水经涡流管进行冷热分离后，将冷水导入作为冷却水管路的介质出管，将热水通过单向流动装置朝向作为冷冻水管路的介质进管一侧输送。也即在“大流量小温差”工况时***会将多余流量导入旁通管内，并通过连接在旁通管上的涡流管实现冷热分离，再将分离后的冷水导入冷却水管路、热水回流至冷冻水管路中，进一步提升***温差，充分利用多余***功耗。

本实用新型通过增加与换热器并联设置的旁通管，并在旁通管上设置涡流管，从而最大限度的利用“大流量小温差”工况下的额外功耗，使旁通管导入冷却水管路的水温下降，冷冻水管路侧尽可能大的提高供热温度，增大温差，提升空调暖通***在出现“大流量小温差”工况时的能效水平，从而解决空调暖通***在“大流量小温差”工况下***存在较多额外功耗存在浪费的问题。并且结构简单，成本低。

一个优选的方案是，涡流管包括冷端管、涡流室、热端管和热端控制阀；涡流室呈圆柱状，冷端管和热端管分别连接在涡流室的两个轴向端并均与涡流室连通；冷端出口位于冷端管远离涡流室的一端，热端控制阀设置在热端管远离涡流室的一端，热端出口与热端控制阀连接；流体喷嘴连接在涡流室的外周壁上并沿着涡流室的切向向外延伸，流体喷嘴与涡流室连通。

由此可见，涡流管实现冷热分离技术的原理是：压缩流体从流体喷嘴进入，沿切向射入涡流室内，形成高速旋转涡流。冷热分离的发生场所是热端管，流体向热端管流动时，轴心膨胀，根据理想气体状态方程，轴心温度随压强减小而降低。近壁面流体被压缩，且存在摩擦耗散，使得温度升高，最终通过热端引出管外。轴心流体受热端控制阀的阻挡，且存在内外层流体压差，流向发生转变，产生回流，由冷端孔板引出至冷端管，从冷端出口流出，由此实现涡流管的冷热流分离。

进一步的方案是，热端管的长度L与涡流室的内径D之间满足如下关系式：20≤L/D≤55.5。

由此可见，适当增加热端管长度，能提高冷热分离效率，当L/D＜20时，制冷效率下降；当L/D＞55.5时，能量分离效果不明显。当20≤L/D≤55.5，既能够保证制冷效率，同时能量分离效果明显。

进一步的方案是，冷端出口的直径为涡流室的内径D的0.4倍至0.6倍。

由此可见，冷端出口是冷气流导流通道，其直径直接影响冷热分离效果，当冷端出口的直径为涡流室的内径D的0.4倍至0.6倍时，能够保证较好的冷热分离效果。

进一步的方案是，冷端管、涡流室和热端管共轴线设置。

一个优选的方案是，流体喷嘴的数量为两个以上，多个流体喷嘴沿着涡流室的周向布置。

进一步的方案是，流体喷嘴的数量为四个至六个。

一个优选的方案是，冷端出口的流量与流体喷嘴的入口端流量之比在0.2至0.4范围内。

由此可见，冷端出口的流量与流体喷嘴的入口端流量之比为涡流管的冷流率，冷流率较小时，制冷效果就较好。

一个优选的方案是，旁通管包括旁通进管段和旁通出管段，旁通进管段的两端分别连接流体喷嘴和介质进管，旁通出管段的两端分别连接冷端出口和介质出管；旁通进管段上设置有第一控制阀；和/或旁通出管段上设置有第二控制阀。

进一步的方案是，第一控制阀和第二控制阀两者中至少一个为电磁阀。

一个优选的方案是，循环管上还设置有第三控制阀，在循环管内介质的流动方向上，第三控制阀位于单向流动装置的上游侧。

由此可见，各控制阀的开度以及涡流管进出水压比根据***多余流量大小进行自动调节，使旁通管流量约等于多余流量，从而最大程度地利用多余***功耗。

一个优选的方案是，单向流动装置为循环泵。

一个优选的方案是，流体喷嘴为渐缩型喷嘴、直线型喷嘴和阿基米德型喷嘴中的一种。

一个优选的方案是，空调暖通***还包括换热管，换热管包括换热进管段和换热出管段，换热进管段的两端分别连接介质进管和换热器的进口端，换热出管段的两端分别连接介质出管和换热器的出口端；换热进管段上设有第四控制阀，换热出管段上设有第五控制阀。

为实现上述第二目的，本实用新型提供一种空调***，包括上述的空调暖通***。

附图说明

图1是本实用新型空调暖通***的***原理图。

图2是本实用新型空调暖通***实施例涡流管的结构图。

图3是本实用新型空调暖通***实施例涡流管的轴向截面图。

图4是本实用新型空调暖通***实施例涡流管的径向截面图。

以下结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明。

具体实施方式

本实施例中的空调***为中央空调，空调***包括空调暖通***。

参见图1，空调暖通***包括介质进管11、介质出管12、换热器2、旁通管3、涡流管4、循环管5、单向流动装置和换热管7。单向流动装置为循环泵6。

介质进管11和介质出管12分别连接在换热器2的两端，旁通管3与换热器2并联，涡流管4设置在旁通管3上，循环泵6设置在循环管5上并将循环管5内的流体朝向介质进管11输送。

参见图1至图4，涡流管4包括共轴线设置的冷端管41、涡流室42、热端管43和热端控制阀44。涡流室42呈圆柱状，冷端管41和热端管43分别连接在涡流室42的两个轴向端并均与涡流室42连通。冷端管41远离涡流室42的一端设置有冷端出口411，热端管43远离涡流室42的一端设置有热端出口431，热端出口431与热端控制阀44连接。涡流管4还包括四个流体喷嘴45，四个流体喷嘴45均连接在涡流室42的外周壁上并沿着涡流室42的周向布置，且四个流体喷嘴45均沿着涡流室42的切向向外延伸，四个流体喷嘴45均与涡流室42连通。

流体喷嘴45与介质进管11连接，冷端出口411与介质出管12连接，热端出口431与介质进管11通过循环管5连接。

旁通管3包括旁通进管段31和旁通出管段32，旁通进管段31的两端分别连接流体喷嘴45和介质进管11，旁通出管段32的两端分别连接冷端出口411和介质出管12，旁通进管段31上设置有第一控制阀33，旁通出管段32上设置有第二控制阀34，循环管5上还设置有第三控制阀51，且在循环管5内介质的流动方向上，第三控制阀51位于循环泵6的上游侧。第一控制阀33、第二控制阀34和第三控制阀51均为电磁阀。

热端管43的长度L与涡流室42的内径D之间满足如下关系式：20≤L/D≤55.5。冷端出口411的直径dc为涡流室42的内径D的0.4倍至0.6倍。冷端出口411的流量与流体喷嘴45的入口端流量之比在0.2至0.4范围内。

换热管7包括换热进管段71和换热出管段72，换热进管段71的两端分别连接介质进管11和换热器2的进口端21，换热出管段72的两端分别连接介质出管12和换热器2的出口端22。换热进管段71上设有第四控制阀73，换热出管段72上设有第五控制阀74。第四控制阀73和第五控制阀74也均为电磁阀。

当***处于“大流量小温差”工况下，多余流量的循环水从介质进管11导入旁通管3，进入旁通管3的冷冻水经涡流管4进行冷热分离后，将冷水导入作为冷却水管路的介质出管12，将热水通过循环泵6朝向作为冷冻水管路的介质进管11一侧输送。也即在“大流量小温差”工况时***会将多余流量导入旁通管3内，并通过连接在旁通管3上的涡流管4实现冷热分离，再将分离后的冷水导入冷却水管路、热水回流至冷冻水管路中，进一步提升***温差，充分利用多余***功耗。

由上可见，本实用新型通过增加与换热器并联设置的旁通管，并在旁通管上设置涡流管，从而最大限度的利用“大流量小温差”工况下的额外功耗，使旁通管导入介质出管的水温下降，介质进管侧尽可能大的提高供热温度，增大温差，提升空调暖通***在出现“大流量小温差”工况时的能效水平，从而解决空调暖通***在”大流量小温差”工况下***存在较多额外功耗存在浪费的问题。并且结构简单，成本低。

此外，流体喷嘴的数量也可以为两个以上，多个流体喷嘴沿着涡流室的周向布置。优选地，流体喷嘴的数量为四个至六个。流体喷嘴为渐缩型喷嘴、直线型喷嘴和阿基米德型喷嘴中的一种。优选地，流体喷嘴为渐缩型喷嘴，即沿着流体喷嘴内介质的流动方向，自流体喷嘴的入口端至出口端，流体喷嘴的内径逐渐减小。经测试，具有渐缩型喷嘴的涡流管性能最好。流体喷嘴的数量、形状和布置方式均可以根据需要进行改变。单向流动装置也可以采用单向阀等替代。上述改变也能实现本实用新型的目的。

最后需要强调的是，以上仅为本实用新型的优选实施例，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变化和更改，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、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 (15)

1.空调暖通***，包括介质进管、介质出管和换热器，所述介质进管和所述介质出管分别连接在所述换热器的两端；

其特征在于：

所述空调暖通***还包括旁通管、涡流管、循环管和单向流动装置；

所述旁通管与所述换热器并联，所述涡流管设置在所述旁通管上；

所述涡流管设置有流体喷嘴、冷端出口和热端出口，所述流体喷嘴与介质进管连接，所述冷端出口与所述介质出管连接，所述热端出口与所述介质进管通过所述循环管连接；

所述单向流动装置设置在所述循环管上并将所述循环管内的流体朝向所述介质进管一侧输送。

2.根据权利要求1所述的空调暖通***，其特征在于：

所述涡流管包括冷端管、涡流室、热端管和热端控制阀；

所述涡流室呈圆柱状，所述冷端管和所述热端管分别连接在所述涡流室的两个轴向端并均与所述涡流室连通；

所述冷端出口位于所述冷端管远离所述涡流室的一端，所述热端控制阀设置在所述热端管远离所述涡流室的一端，所述热端出口与所述热端控制阀连接；

所述流体喷嘴连接在所述涡流室的外周壁上并沿着所述涡流室的切向向外延伸，所述流体喷嘴与所述涡流室连通。

3.根据权利要求2所述的空调暖通***，其特征在于：

所述热端管的长度L与所述涡流室的内径D之间满足如下关系式：20≤L/D≤55.5。

4.根据权利要求2所述的空调暖通***，其特征在于：

所述冷端出口的直径为所述涡流室的内径D的0.4倍至0.6倍。

5.根据权利要求2所述的空调暖通***，其特征在于：

所述冷端管、所述涡流室和所述热端管共轴线设置。

6.根据权利要求2至5任一项所述的空调暖通***，其特征在于：

所述流体喷嘴的数量为两个以上，多个所述流体喷嘴沿着所述涡流室的周向布置。

7.根据权利要求6所述的空调暖通***，其特征在于：

所述流体喷嘴的数量为四个至六个。

8.根据权利要求1至5任一项所述的空调暖通***，其特征在于：

所述冷端出口的流量与所述流体喷嘴的入口端流量之比在0.2至0.4范围内。

9.根据权利要求1至5任一项所述的空调暖通***，其特征在于：

所述旁通管包括旁通进管段和旁通出管段，所述旁通进管段的两端分别连接所述流体喷嘴和所述介质进管，所述旁通出管段的两端分别连接所述冷端出口和所述介质出管；

所述旁通进管段上设置有第一控制阀；和/或

所述旁通出管段上设置有第二控制阀。

10.根据权利要求9所述的空调暖通***，其特征在于：

所述第一控制阀和所述第二控制阀两者中至少一个为电磁阀。

11.根据权利要求1至5任一项所述的空调暖通***，其特征在于：

所述循环管上还设置有第三控制阀，在所述循环管内介质的流动方向上，所述第三控制阀位于所述单向流动装置的上游侧。

12.根据权利要求1至5任一项所述的空调暖通***，其特征在于：

所述单向流动装置为循环泵。

13.根据权利要求1至5任一项所述的空调暖通***，其特征在于：

所述流体喷嘴为渐缩型喷嘴、直线型喷嘴和阿基米德型喷嘴中的一种。

14.根据权利要求1至5任一项所述的空调暖通***，其特征在于：

所述空调暖通***还包括换热管，所述换热管包括换热进管段和换热出管段，所述换热进管段的两端分别连接介质进管和所述换热器的进口端，所述换热出管段的两端分别连接介质出管和所述换热器的出口端；

所述换热进管段上设有第四控制阀，所述换热出管段上设有第五控制阀。

15.空调***，其特征在于，包括如权利要求1至14任一项所述的空调暖通***。

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