CN2753995Y - 风冷式冷凝器空调室外机组 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种风冷式冷凝器空调室外机组，它是现有风冷式冷凝器空调室外机组上增装水泵、喷淋水管组件、水箱组件等而成。它通过在空调器制冷运行时，水泵运转从水箱中吸取软化了的洁净水，并通过喷淋水管将水喷淋到冷凝器的铝箔翅片上，从而在铝箔翅片上蒸发形成水雾，并由高速运转的室外风扇将其迅速吹出，大大降低了空调器的冷凝温度，提高了制冷量，能效比提高约25％以上。大幅度减少用户运行电费。本实用新型可方便地应用于大型房间空调器、单元式空调机组、风冷管道式或多联式空调(热泵)机组、风冷冷(热)水机组等。
Description
(一)技术领域：
本实用新型涉及一种风冷式冷凝器空调室外机组。
(二)背景技术：
现有技术中利用氟里昂作为制冷剂的空调室外机组，其冷凝器有两种冷却方式，一为风冷式，即空气冷却式；另一为水冷式，它通过冷却水冷却冷凝器。
现有风冷式冷凝器空调室外机组的结构如下，它包括：普通冷凝器组件，它是在若干首尾相接的紫铜质的(焊成蛇形盘管)U形管外径上，套以并与铜管涨紧的用以增加散热面积的铝箔翅片；风机组件，由电动机及装于电动机输出轴上的轴流风扇组成，工作时电机驱动风扇转动以加速空气流动，增强冷凝器的散热效果；空调压缩机及焊于其上的弯曲成一定形状的制冷剂运行管道，包括与室内机组中蒸发器相通连的吸汽管道和与冷凝器相连通的排汽管道；电气控制件，用以控制室外机组中的各电气执行件的开停与动作；室外机组的壳体。
风冷式冷凝器空调室外机组由于其简单、成本低廉、维护方便，广泛应用于普通房间空气调节器、风管送风式空调(热泵)机组、多联式空调(热泵)机组及小型风冷冷热水机组等。然而，相对于水冷式而言，它有其先天的不足：空调器的耗能偏高。分析其原因如下：风冷式冷凝器空调室外机组在制冷运行时，从空调压缩机排出的高温高压制冷剂在冷凝器内冷凝成液体的过程中，释放出大量热量，它经铜管传给铝箔翅片再传给由风机组件提高了流速的空气，最后散发到室外大气中。在此过程中有两次典型的对流换热过程。第一次是氟利昂与铜管之间，其放热系数平均为α1＝3450～6000W/m2·℃；第二次为铝箔翅片与受迫流动的空气之间，其放热系数平均为α2＝40～58W/m2·℃。非常显然，α2仅为α1的1％左右。这一事实表明，铝箔翅片的散热严重滞后，它很难将氟里昂的冷凝热及时散发出去，这又会严重抑制氟里昂在冷凝器铜管中的散热速度，从而从根本上决定了现有风冷式冷凝器空调器的高耗能。
(三)发明内容：
本实用新型旨在克服上述现有技术的不足，从而提供一种大大降低空调器的耗能的风冷式冷凝器空调室外机组。
本实用新型的思路是，对现有风冷式冷凝器空调室外机组结构做如下改进，在现有风冷式冷凝器空调室外机组上增装水泵喷淋水管组件、水箱组件，当空调器制冷运行时，由水泵运转从水箱中吸取软化了的洁净水，通过喷淋水管将水喷淋到冷凝器的铝箔翅片上，从而在铝箔翅片上形成蒸汽水雾，并由高速运转的室外风扇将其迅速散发到大气中。通过结合风冷和水冷两者的优势，大大提高了空调室外机组铝箔翅片的散热速度，降低了空调器的冷凝温度，提高了制冷量及能效比。
具体的技术解决方案如下：
本实用新型包括：
冷凝器组件，它是在若干首尾相接的蛇形盘管的紫铜质U形管外径上，加套并与铜管涨紧用以增加散热面积的铝箔翅片；风机组件，由若干电动机及其各自驱动的装于电动机输出轴上的风扇组成，通电时电机运行驱动风扇转动以加速空气流动，增强冷凝器的散热效果；空调压缩机及与之相连的弯曲成一定形状的制冷剂运行管道，包括与空调器室内机组中蒸发器相通连的吸汽管道和与冷凝器相连通的排汽管道；电气控制件，它与空调室内机组的电气控制件共同配合，用以控制室外机组中的各电气执行件的开停与动作；室外机组的壳体，包括前面板、侧板、中隔板、后围板、顶盖、底盘、阀板等；所述底盘上开有若干漏水孔；
它还包括：
安装于壳体冷凝器组件下方的水箱组件、安装于水箱内的水泵及与水泵出水口相连的安装于冷凝器四周的喷淋水管组件。
所述水箱组件包括安装于冷凝器组件下方的集水箱、与集水箱上部相通连的净水箱、位于净水箱内用以控制水箱进水并与外部进水管相连的浮球阀、用以溢水的溢水管、连接于集水箱底部的用以排污的排污管及其上的排污阀，所述集水箱的顶板为开有若干漏水孔的底盘。
所述水泵的取水口位于净水箱内。
所述喷淋水管组件由总水管、若干根支水管组成，总水管与由电动机驱动的水泵出水口相连接，各支水管均与总水管相连接，它们位于冷凝器的侧面和上方，并与冷凝器保持一定的距离，每根支水管面向冷凝器的侧面上钻有若干喷水小孔。
上述支水管上的若干喷水小孔分布均匀可保证冷却水的分布均匀。
本实用新型的工作原理是：
本实用新型在制冷运行时，从空调压缩机排出的具有高温高压的制冷剂的过热蒸汽，经过运行管道进入冷凝器的蛇型盘管之后，在冷凝成液态的过程中，不断释放出热量，并将热量经铜管传导给铝箔翅片；此时，水泵工作，从各支水管的小孔中向铝箔翅片表面喷淋清洁冷却水；冷却水在温度较高(50℃±6℃)的铝箔翅片上被加热蒸发而形成水汽或水雾，铝箔翅片及与之涨紧在一起的蛇形铜管加速降温，也使铜管内运行的制冷剂气体降温加速，冷凝加速，即加速释放出热量；与此同时，风扇高速运转，将蒸发而成的水汽水雾吹去。此时，大部分各支水管喷出的冷却水经底盘上的漏水孔流入集水箱中。这部分受到污染的水在集水箱内沉淀后，其上层较清澈，经通连孔可进入净水箱供循环使用，其底部沉淀出的污水通过排污管定期排出。当净水箱内的水位低于一定高度时，浮球阀打开开始由外部进水管进水，直到水位补充到设定高度，浮球阀关闭。溢水管是防止浮球阀出现故障，以保证净水箱内的水位高度。
本实用新型大大降低了空调器的冷凝温度，提高了制冷量，提高能效比。本实用新型空调室外机组在制冷运行时，具有高温高压的制冷剂氟里昂在冷凝器中放出的热量经铜管传给铝箔翅片再传给铝箔翅片表面受迫流动着的洁净水，使水受热蒸发，然后吹出室外。在此换热过程中：第一次仍是氟利昂(如R22)与铜管之间的对流换热，其放热系数为α1＝3450～6000W/m2·℃；第二次为铝箔翅片与流动的冷却水之间对流换热，其放热系数为α3＝3000～6000W/m2·℃。洁净的冷却水在50℃左右的蒸发潜热为2382KJ/Kg·水，这就意味着每秒每克洁净水可吸收2400W左右的热量而蒸发成水蒸汽。这个吸热量是相当大的，对于一台额定制冷量为3匹(约7000W～7500W)的空调室外机组冷凝器，在50℃左右时，每秒大约蒸发3～4克洁净水，就会带走冷凝器散发的全部冷凝热。很显然，所述第二次放热相对于铝箔翅片与空气(现有技术)要充分得多，因此冷却水很快受热很快蒸发形成水汽水雾被吹走，从而加速了制冷剂(氟里昂)的冷凝速度，使得单位时间内冷凝器上总散热量相比现有技术显著增多，从而增加了散热速度。可使从室外机组中排出的风的平均温度比现有技术产品下降4℃以上。
进一步的技术方案为：
所述净水箱内置有用于软化水质的软水剂。
软水剂的作用在于软化水质，防止冷却水在冷凝器上结垢而降低冷凝器的传热性能进而影响空调器的耗能。
再一改进之处在于：
所述水泵位于净水箱内的取水口外侧有滤网。
该技术方案同样是为了保证冷却水的优质，防止由于冷却水的因素而影响空调器的耗能。
(四)附图说明：
附图1为本实用新型实施例的示意图；
图中各序号分别为：1.轴流风扇；2.支水管；3.冷凝器组件；4.总水管；5.外壳组件；6.风扇电机；7.电机支架；8.底盘；9.污水区；10.集水箱；11.水泵电机；12.水泵；13.吸水管；14.净水区；15.排污管；16.浮球阀；17.排水截止阀；18.溢水管；19.软水剂；20.进水管；21.氟里昂截止阀；22.压缩机；23.吸汽管；24.排汽管；25.背板；26.电气控制件；27.漏水孔；28.通连孔；29.滤网；30.净水箱。
(五)具体实施方式：
以下结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。
图1所示实施例，是额定制冷量为7000W热泵型空调器室外机组简图。所述实施例包括，由若干注塑件或经过防锈处理的薄钢板制成的外壳组件5，它由底盘8、顶盖、前面板、后围板、侧板、中隔板、出风罩壳、阀板等组成，底盘8上开有若干漏水孔27，在外壳内有冷凝器组件3、风机组件、压缩机及制冷剂管道、电气控制件、水泵及喷淋水管组件等。所述冷凝器组件3包括由几十根长U形(发夹形)紫铜管道首尾焊接而成蛇形冷凝管、套于其上并与铜管涨紧在一起的铝箔翅片及相关金属端板组成。所述冷凝器上的铝箔厚度为0.105mm，经亲水膜处理后，其上开出条形缝隙，以利散热。冷凝器的一侧，从上到下布置有2根支水管2；所述各支水管直径为φ10mm，均与总水管4连通且和冷凝器内表面之间保持间隔距离10mm；所述各支水管上靠冷凝器内侧，隔一定长度钻有若干喷水小孔(图中未能示出)，直径约φ1.0mm；所述喷水小孔喷出水的表压力为0.05MPa，总流量为4.0L/min，在此压力和流量下，冷却水是以复盖冷凝器铝箔翅片各表面上。
室外机组外壳组件5的底盘8上，装有水泵电动机11；所述水泵电动机输出轴上直联固定有水泵12和装于水泵上的吸水管13，所述水泵和吸水管均在底盘8之下并置于集水箱10中，且吸水管13浸没在集水箱10的净水区14中，其取水口外侧有滤网29。水泵通电运行时，通过吸水管13汲取净水区14内贮存的洁净的冷却水；该水泵电机在电气控制件26的控制下运行，从而使各支水管2向冷凝器组件3铝箔翅片表面连续或断续喷淋一定压力的冷却水；各支水管2与总水管4连通，总水管连接到水泵12的出水管上。本实施例中，还有若干风扇电机6固定在电机支架7上，所述电机支架7固定在外壳组件5的底盘8上和背板26上；各风扇电机6的输出轴上各固连一只轴流风扇1；风扇电机6通电运行时，风扇高速旋转，将冷凝器组件3散发的热量连同冷却水形成的水汽吹到室外机组外的大气中去。在室外机组外壳组件5内还有空调压缩机22及焊于其上的的进汽管23和排汽管24，进汽管道23通过氟里昂截止阀21连接到位于用户内的室内机组中，排汽管道24通过四通换向阀连接冷凝管。
本实用新型的实施例的外壳组件钣金底盘8下部有经过防锈处理的集水箱10和净水箱30。所述集水箱的顶板为开有若干漏水孔27的底盘8。集水箱10与净水箱30通过隔板上的通连孔28通连；从冷凝器组件3上流下来未能蒸发的粘有一定灰尘的冷却水经漏水孔27流入集水箱10中污水区9内，经沉淀后，其上层较清澈，经通连孔28可进入净水箱30供循环使用，其底部沉淀出的污水可以定期地通过排污管15和排污截止阀18排到下水道中；所述净水箱30内，置有通过软化水质的软水剂19处理的防止结垢的洁净冷却水，吸水管13的取水口浸没在冷却水中，其外侧有滤网29。所述净水箱30为透明且可拆卸的以便于观察与维修，其内安装有水位浮球阀17；所述浮球阀17与外部进水管21相连；当进水到达一定水位高度时，浮球阀17将进水口封闭，停止进水；当水箱内的水消耗到一定程度时，浮球阀17将进水口打开进水；多余的水将从溢水管19排出。在外壳组件5内水喷淋不到的部位还装有电气控制件26，它与室内电气控制件一道控制压缩机22、风扇电机6和水泵电机11等的开停及四通换向阀、曲轴箱加热带等(图中均未示出)的动作。
本实施例的优点是：(1)由于增加了冷凝器的散热速度，可使从空调室外机组中排出的风平均温度，比现有技术下降4℃以上，(2)由于降低了制冷剂在冷凝器中的温度，可以比现有的技术提高空调器的制冷量8％以上，最高可提高12～15％，使压缩机的耗电功率降低15％以上(在同样制冷量的情况下)，从而使整个空调器的电力消耗比现有技术降低20％以上，最高可降25％以上。或言之，提高了空调器的能源利用效率，用能效比EER来衡量，约提高25％以上。
本实用新型针对不同类型的空调产品，可以有多种不同的具体实施技术方案；以上所述实施例，仅是本实用新型应用实施的一种具体技术方案。
本实用新型可以用于7000W以上风冷式(单冷型、热泵型、热泵辅电型)分体房间空调器，也可应用于7000W以上风冷管道式和风冷多联式(均有单冷型、热泵型、热泵辅电型)空调(热泵)机组，作为中小型户式中央空调的主机；其室内机组可为风管送风式、嵌入式、落地式、挂壁式和暗藏式等，且这些室内机组的出风可为高静压或低静压，室内外机组可用定频电源或变频电源。也可应用于风冷式(单冷型、热泵型、热泵辅电型、)冷热水机组，作为中小型户式中央空调的主机，其室内机组可为嵌入式、暗藏式、挂壁式、立柜式等风机(水)盘管，其室内外机组可用定频电源或变频电源。也可应用于风冷式(单冷型、热泵型、热泵辅电型、单冷电热型)单元式空调(热泵)机组和屋顶式空调(热泵)机组等。
当然，在本实用新型的发明构思下，本实用新型有多种实施形式，如，本领域技术人员阅读本说明书后毋需付出创造性劳动即可再现出，如各支水管上焊装若干喷雾头以替代喷水小孔，在此就不详述了。
Claims (4)
1、一种风冷式冷凝器空调室外机组，包括：
冷凝器组件，包括若干首尾相接的紫铜质蛇形盘管及套于铜管外并与铜管涨紧的铝箔翅片；
风机组件，由若干电动机及其各自驱动的装于电动机输出轴上的风扇组成；
空调压缩机及与之相连的制冷剂运行管道，包括与空调器室内机组中蒸发器相通连的吸汽管道和与冷凝器相连通的排汽管道；
电气控制件，它与空调室内机组的电气控制件共同配合，用以控制室外机组中的各电气执行件的开停与动作；
室外机组的壳体，包括前面板、侧板、中隔板、后围板、顶盖、底盘、阀板等；
其特征在于：
所述底盘上开有若干漏水孔；
该风冷式冷凝器空调室外机组还包括：
安装于壳体冷凝器组件下方的水箱组件、安装于水箱内的水泵及与水泵出水口相连的安装于冷凝器四周的喷淋水管组件；
所述水箱组件包括安装于冷凝器组件下方的集水箱、与集水箱上部相通连的净水箱、位于净水箱内并与外部进水管相连的浮球阀、溢水管、连接于集水箱底部的排污管及其上的排污阀，所述集水箱的顶板为开有若干漏水孔的底盘；
所述水泵的取水口位于净水箱内；
所述喷淋水管组件由总水管、若干根支水管组成，总水管与水泵出水口相连接，各支水管均与总水管相连接，并与冷凝器保持一定的距离，每根支水管面向冷凝器的侧面上钻有若干喷水小孔。
2、根据权利要求1所述的风冷式冷凝器空调室外机组，其特征在于：在所述净水箱内置有用于软化水质的软水剂。
3、根据权利要求1所述的风冷式冷凝器空调室外机组，其特征在于：所述水泵位于净水箱内的取水口外侧有滤网。
4、根据权利要求1、2、3任一所述的风冷式冷凝器空调室外机组，其特征在于：所述每根支水管上的若干喷水小孔均匀分布在各支水管上。
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