CN2909073Y - 一种提高制冷效率的空调*** - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种充分利用空气的不饱和性来提高制冷效率空调***。该***中除压缩机、节流装置、风机、空冷换热装置外，还包括由冷却水降温装置、水冷换热装置、水泵及水管路组成的水冷却循环分***，水与制冷剂在水冷换热器中进行换热，水温升高后，经冷却水降温装置喷淋，与空气进行热湿交换，水温下降，再流回至水冷换热器吸热。同时环境空气通过风机吸入到冷却水降温装置，在其中与水进行热湿交换后，绝对湿度增加，但干球温度通常会下降，该出风并不直接排入大气，而是再通过空冷换热器吸收压缩机排出的制冷剂的高温冷凝热而继续升温，成为相对高温高湿状态后最终排出。由此空调***冷凝侧压力下降、制冷效率获得提高。

Description

一种提高制冷效率的空调***

技术领域

本实用新型涉及一种新型空调***，特别涉及空调***制冷技术的改进。

背景领域

目前的常规空调***完成制冷循环时，室外机冷凝器通常使用空气或水作为冷源。当使用空气来冷却制冷剂时，由于空气侧换热系数小、比热小，造成换热温差很大，冷凝温度很高，因此通常带来***耗功大、效率低或者带来换热材料(铜、铝箔，等)的大量消耗；使用水冷却时，水吸收冷凝热所引起的温升通常借助于冷却塔通过空气进行冷却，冷却塔中水与空气呈简单的逆流接触，水被降温的理想最终温度点是进风状态对应的湿球温度，降温效果有限，而大量的排风虽然实际温度并不高，却并未得到充分利用。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种充分利用空气的不饱和性来提高制冷效率的新型空调***，通过空气分别使水降温，并且直接使制冷剂降温，从而降低冷凝温度，提高制冷量和制冷效率。

实现本实用新型的技术方案是：一种空调***，包括设有压缩机、空冷换热装置、节流装置与蒸发器的制冷循环***，其特征在于：所述空调***还包括由水冷换热装置、冷却水降温装置、以及水流管路组成冷却水循环分***，水冷换热装置的制冷剂入口与空冷换热装置制冷剂出口相连通，水冷换热装置的制冷剂出口与节流装置的制冷剂入口相连通。在冷却水循环分***还可设置将冷却水从水冷换热器强制流动到冷却水降温装置内进行喷淋的水泵，以取得更好的换热效果。

所述空调***还包括使外界环境空气与冷却水循环分***进行热湿交换后再与空冷换热装置内的制冷剂进行热交换的风冷却循环分***。所述风冷却循环分***包括设置在冷却水降温装置内的风道和空冷换热装置。所述风冷却循环分***中还设有将外界空气吸入风道内的风机。

具体来说，本***装置的室内机(蒸发器)可使用各种类型室内机(蒸发器)，室外机除包括常规压缩机、节流装置、风机、空气冷凝换热装置外，还包括由冷却水降温装置、水冷换热装置、水泵及水管路组成的冷却水循环分***。水与制冷剂在水冷换热器中进行换热，水温升高后，被送至冷却水降温装置喷淋，与空气进行热湿交换，水温下降，再流回至水冷换热器进行循环。环境空气被风机抽至冷却水降温装置中与喷淋水进行热湿交换后，绝对湿度增加，但干球温度通常会降低，该出风并不直接排入大气，而是再通过空冷换热器吸收制冷剂冷凝热而继续升温，最终成为相对高温高湿状态后而排出。因此实际上空气充分利用其不饱和性承担了制冷剂冷凝总负荷。由此空调***冷凝侧压力下降、制冷效率获得提高。

***室内机(蒸发器)的安装位置既可以与***主机部分组合在一起，通过管(风)道提供冷(热)水或风的方式运行，亦可以直接装置于用户实际的室内侧。

本实用新型的有益效果在于：在对制冷剂进行普通空冷和水冷的同时，增加外界空气与水及空冷换热器之间的多次热交换，使得空调***冷凝侧压力下降、制冷效果获得提高。同时，由于在外界空气与水进行热湿交换后，绝对湿度增加，这样，将本空调***组合在常规小型分体机或商用中央空调的室外机中，可以明显提高运行效率，适合于各种地区，尤其非常适合于应用在环境空气相对湿度不太高的气候地区。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型空调***作进一步的说明。

附图1为本实用新型空调***结构示意图。

具体实施方式

如附图1所示，本实用新型空调***包括由压缩机1、空冷换热装置2、水冷换热装置4、节流装置5与蒸发器6的制冷循环***，以及由水冷换热装置4、水流管路、水泵8和冷却水降温装置3组成的冷却水循环分***。空冷换热装置2实现空气—制冷剂冷凝换热，水冷换热装置4实现水—制冷剂冷凝换热。

本实用新型空调***的制冷剂循环基本流程是：制冷剂被压缩机1压缩后，经压缩机1排气口通过管路流至空冷换热器2(对热泵式空调器，两者中间还串接四通阀高压侧)；高温制冷剂先经空冷换热，再经管路流至水冷换热装置4，制冷剂继续经水冷冷凝；充分冷凝后的制冷剂再经节流装置5流至蒸发器6，在蒸发器6中实现吸热制冷后被吸进压缩机1(对热泵式空调器，制冷剂管路还串接四通阀低压侧)，以此循环。管路中可以设置贮液器、过滤器等多种辅助部件。

水冷却循环基本流程是：水与制冷剂在水冷换热装置4中进行换热，水温升高后，被水泵8送至冷却水降温装置3喷淋，与空气进行热湿交换，水温下降，再流回至水冷换热装置4进行循环。并且水循环流程中备有补水管路由浮球阀控制补水，以补充因蒸发气化而减少的水量。

空气流动基本流程是：空气与水在冷却水降温装置3中进行热湿交换后，湿度增加，但温度通常会降低，该出风并不直接排入大气，而是利用连接管道或者将冷却水降温装置的出风口直接对准空冷换热器，通过空冷换热器2吸收制冷剂冷凝热而继续升温，成为相对高温高湿状态后最终被风机7排出。

冷却塔在工作原理上同直接蒸发冷却装置，只不过前者运行目的是获得被降温了的水，而运行后者主要是为了获得被降温(增湿)了的风。有关直接蒸发冷却和间接蒸发冷却的概念在空调类书籍中多有介绍，这里不作过多解释。

需要说明的是，多通道蒸发冷却装置即是中国专利号CN200310122817.8“多级再生式多通道蒸发冷却方法及其换热器”所发明的换热器，此处称“湿能芯”。从对水、风进行降温的潜力上，该“湿能芯”由于巧妙设置干通道、湿通道，并通过组成干湿通道材料的热质传递充分实现了逆流换热换质，使得最终空气、水温度状态理论上可以达到初始空气状态所对应的露点温度，是最理想的综合利用直接和间接蒸发冷却原理获得充分降温效果的热湿交换装置。

由于本专利以提高制冷效率为目的，因此虽然以上几种冷却装置皆可利用，但推荐采用CN200310122817.8中公开的多通道蒸发冷却装置作为冷却水降温装置。由于该装置良好的降温效果，可充分利用以此形成的冷却源温度梯度，获得更低的空调***冷凝温度。冷凝温度可以降至30℃以下。而即使是使用常规的冷却塔，虽然其降水温的能力相对有限，但由于本专利可以对用于水冷却的大量排风的低焓值继续加以利用，因此仍然有较好的***能效比，只不过此制冷***的冷凝温度受制于相对湿能芯***较高的冷却水温(冷却源的温度梯度相对较小，最低温度相对较高)。

在各种冷却水降温装置3的实际布置中，要求水的喷淋均匀，使得水体能充分展开，才能实现与空气的充分热湿交换，获得较佳的降温效果，同时又利于降低风机7的功耗。在空气离开进行热湿交换的风道后、排入大气之前再通过空冷换热器，也有利于减少排风中的带水问题，所消耗的水真正实现了气化，单位耗水量下的冷却效率高。

针对不同的冷却水降温装置3的实际降温效果，水冷换热器4与空冷换热器2存在一个合理的面积分配关系，这必须与制冷剂在换热器中放热时的温度变化相结合，否则很容易造成空冷换热器传热温差不合理而带来材料的浪费。对于降温能力强的水冷却装置，水冷换热器4两侧介质的设计需充分发挥逆流流动的优越性。

Claims (9)

1.一种空调***，包括设有压缩机、空冷换热装置、节流装置及蒸发器的制冷循环***，其特征在于：所述空调***还包括由水冷换热装置与冷却水降温装置及水流管路组成的冷却水循环分***，水冷换热装置的制冷剂入口与空冷换热装置制冷剂出口相连通，水冷换热装置的制冷剂出口与节流装置的制冷剂入口相连通。

2.根据权利要求1所述的空调***，其特征在于：所述空调***还包括使外界空气与冷却水循环分***进行热湿交换后再与空冷换热装置内的制冷剂进行热交换的风冷却循环分***。

3.根据权利要求2所述的空调***，其特征在于：所述风冷却循环分***包括设置在冷却水降温装置内的风道以及空冷换热装置。

4.根据权利要求3所述的空调***，其特征在于：所述风冷却循环分***中还设有将外界空气吸入风道内的风机。

5.根据权利要求4所述的空调***，其特征在于：所述的冷却水降温装置为冷却塔，或多通道蒸发冷却装置，或直接蒸发冷却装置，或间接蒸发冷却装置，或者它们的任意组合。

6.根据权利要求5所述的空调***，其特征在于：所述水冷却循环分***中还设有将冷却水从水冷换热器强制流动到冷却水降温装置内进行喷淋的水泵。

7.根据权利要求1至5任一项所述的空调***，其特征在于：所述水冷换热器装置为实现水一制冷剂冷凝换热的板式换热器，或壳管式换热器，或套管式换热器，或其它型式的液一液换热器。

8.根据权利要求1至5任一项所述的空调***，其特征在于：所述的节流装置为毛细管，或电子膨胀阀，或热力膨胀阀，或节流短管，或恒压阀，或者它们的任意组合。

9.根据权利要求1至5任一项所述的空调***，其特征在于：所述蒸发器为降温/除湿蒸发器，其安装位置可以与***主机组合在一起或者分开。

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