一种变循环走向的空调器制造技术

本实用新型专利技术属制冷技术领域，是一种变循环走向的高效能比空调器。与通常的空调器相比，其换热器改变为多路毛细管及Ｕ形冷凝管并联结构形式，改进了热力循环走向，从而大大提高了空调器的制冷量和效能比。这种以现有空调器为基础的改进设计，可大大改善空调器高能耗的状况，具有显著的技术经济意义。（*该技术在2007年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属制冷设备
，是一种变循环走向的高效能比空调器。目前，通常的分体式空调器分室内机组和室外机组两个部分，其结构如图1所示。室内机组由换热器(蒸发器，汽液分离器)、分配器、过滤器和控制器等组成。室外机组由换热器(冷凝器)、过滤器、压缩机、汽液分离器、换向阀、毛细管等组成。室内、室外两部分通过连接管道连接。其中，室外(室内)侧的换热器的冷凝管为单管道弯曲成多个U形管串联平行排列，如图2所示。其一端与阀门连接，另一端经过滤器与毛细管(节流澎涨)连接。在制冷状态，机组接通电源后，压缩机开始工作，从室内侧换热器(蒸发器、汽液分离器)吸入低压低温的制冷剂蒸汽。蒸汽经压缩机压缩排出高温高压气体，进入冷凝器放热，冷凝成液体。此时，液体经毛细管节流膨胀后，制冷剂的压力和温度变成低温低压的蒸发液体进入蒸发器，然后汽化(蒸发器吸入室内热量)。汽化的制冷剂进入汽液分离器再进入压缩机，于是开始下一个循环。上述循环周而复始，达到室内制冷的要求。制热空调器的循环与上述过程相反方向进行。相应的制冷空调器的热力循环如图4所示，其循环路径为1-2-3-4-1。其中，1-2段为压缩段，即制冷剂在压缩机工作状态段；2-3段为冷凝段；3-4段为毛细管节流膨胀段；4-1段为蒸发段。一般称此循环为劳伦茨循环。当进行制热状态循环时，由于四通换向阀的作用，制冷剂在汽液分离器、压缩机的流向不变，而在室内、室外的换热器、毛细管及连接管路内的流向与制冷状态相反。此时，蒸发器变成冷凝器，冷凝器变成了蒸发器，由于室内的冷凝器是放热，所以室内就制热。这种空调器的严重不足之处是，能量转换效率(EER)比较低，一般为2.2-2.8左右。例如，一个20m2的居室，所需制冷量为3500W左右，耗电量为1300W-1700W。而且，由于室内空气是封闭循环，空气品质较差。本技术的目的在于提供一种制冷量大、能量转换率高的空调器。专利技术人经过研究现有空调器的热力循环理论，分析了这些热力循环的不足及EER不高的原因，改进了热力循环路径，并对现有空调器提出改进设计。改进设计的空调器基本组成部分与现有空调器相同。如分体式空调器仍包括室内机组和室外机组两个部分，室内机组也由换热器、分配器、过滤器、控制器等构成，室外机组也由换热器、压缩机、过滤器、汽液分离器换、向阀、毛细管等构成。结构上主要对换热器加以改进。对于制冷空调器，即把换热器的冷凝管由原来的多个U形管串联平行排列的单管道改变为多个U形管并联平行排列的多管道，但管道的总长度与原来的长度相近，每个U形管道的一端前连接一毛细管。各个毛细管并联，并与从压缩机和阀门过来的总管道相连通。各U形管的另一端分别与进入过滤器的总管道相连通，再与原来的毛细管连通。如图3所示。其中，换热器前毛细管的长度和直径与空调器的功率大小相匹配。对应于上述改进的空调器，其热力循环为图4中的1-5-6(6′)-7(7′)-8-9-1的路径。5-6(6′)对应于多路毛细管并联前的一段冷凝总管道，实际上冷凝总管道比原来串联形式时的管道短，6-7或6′-7′对应于多路并联毛细管不同规格的设计。本制冷空调器的工作原理如下机组接通电源后，压缩机工作，从室内侧的换热器(蒸发器和汽液分离器)吸入低温低压制冷剂蒸汽。经压缩机压缩后，排出高温高压的热蒸汽，即完成1-5段的过程。然后进入5-6(6′)段暂短冷凝。再进入多路毛细管节流段，即6-7(6′-7)段。此时，节流后的制冷剂比6(6′)点时的压力、温度要低，但刚开始液化。然后进入多路并联的U形冷凝管，即进入7-8(7′-8)段，至8点，制冷剂冷凝后成泡和液体。再经毛细管的节流膨胀，即进入8-9段，便成了低温低压待蒸发的液体。然后进入室内侧的蒸发器，完成9-1段过程，吸收室内热量进行蒸发汽化。汽化的制冷剂经汽液分离器再进入压缩机，进行下一个循环。由于制冷系统作了上述变更，使空调器的性能获得了很大的改进。假定在设计变更前后所使用的压缩机完全相同，由于本技术将室外换热器的冷凝管设计成多路U形管并联排列，并设置多路毛细管，压缩机排出的高温高压气体经暂短的5-5(6′)段冷凝便进入多路毛细管6-7(6′-7′)段节流，使得压缩机在5点的排气压力和温度可比原来(未变更换热器设计)的2点降低。经试验，一般来说，比原来结构的2点的排气压力低3-7kg/cm2为宜，即原设计的压缩机的排气压力一般为20kg/cm2左右，本改进设计的压缩机的排气压力为13-16kg/cm2。排气压力降低了，就是压缩机的负载降低了，相应压缩机的功率也就降低了，这就是本技术设计的改进空调器能提高EER的重要原因。另外，从图4可以看出，当按1-5-6(6′)-7(7′)-8-9-1进行热力循环时，为了获得制冷蒸发时所需的过冷液体，要8点比3点向左移，即要超过饱和曲线1，这就需要增加冷凝量。而冷凝量增加，蒸发量也增加。假设改进设计前4-1段的蒸发量为Q1,1-2段的消耗功率为W1，改进设计后的9-1段的蒸发量为Q2,1-5段的消耗功率为W2。于是有W2＜W1,Q2＞Q1，所以COP=Q2W2]]>明显大于 这就是说，本设计大大提高了COP的值，一般比原来设计高出30％以上，而且也增加了制冷量。EER的值也比原设计增加30％以上。一般Q2增加，就是制冷量增加，相应增加冷凝量和蒸发量。增加冷凝量的方法，一是靠提高换热器散热系数，二是靠增加换热器的散热面积。用增加散热系数办法对于5P机以上的空调器比5P以下空调器效果更为明显。对于制热空调器，则将室内侧的换热器结构改变为与室外侧的换热器相同的结构即可，即也改进为多路毛细管及多路U形管并联的结构形式。对于单制冷不制热的空调器，室内侧的换热器结构不需改变。本技术的空调器以原有空调器结构为基础，仅对换热器结构加以改进，从而改进热力循环路径，使空调器的效能比和制冷量大大提高，具有明显的经济效益和节能效果，可广泛推广使用。 附图说明图1为目前的空调器制冷(制热)循环系统图2为目前空调器的换热器结构示意图图3为本技术空调器换热器结构示意图图4空调器热力循环图其中1为室内机组，2为室内侧换热器，3为分配器，4为过滤器，5为室外机组，6为压缩机，为汽液分离器，8为换向阀，9为室外侧换热器，10为室外侧过滤器，11为毛细管，12为室内外机组连接管道，13为多路并联毛细管，14为多路并联排列U形冷凝管，→制冷状态下的制冷剂流向，--→制热状态下的制冷剂流向，l为制冷剂冷凝饱和曲线，n为制冷剂蒸发汽化曲线。以2P机单冷空调器为例，压缩机功率为2匹，其中，室外侧换热器9的U形管14的管径为φ9.25，共30个U形管平行排列，每个U形管一端之前接毛细管13，其规格为φ3×0.5×300，各毛细管并联后与总管道相连通，U形管的另一端与进入过滤器10的总管道相连通，再与原来的毛细管11连通。其余结构与现在同样功率的空调器的结构一致，压缩机在热力循环5点的排气压力设计值为15kg/cm2。上述获得的2P空调器制冷量和EER值均比原来的提高35％。权利要求1．一种变循环走向空调器，由通常的室内机组和室外机组两部分组成，室内机组由换热器、分配器、过滤器、控制器等组成，室外机组由换热器、过滤器、压缩机、汽液本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种变循环走向空调器，由通常的室内机组和室外机组两部分组成，室内机组由换热器、分配器、过滤器、控制器等组成，室外机组由换热器、过滤器、压缩机、汽液分离器、换向阀、毛细管等组成，其特征在于室外机组的换热器冷凝管由多个Ｕ形管并联排列的多管道构成，每个Ｕ形管道一端连接一毛细管，各毛细管并联，并与冷凝总管道相连通，Ｕ形管的另一端分别与进入过滤器的总管道相连通，再与原来的毛细管连通。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：庄明，
申请(专利权)人：庄明，
类型：实用新型
国别省市：31[中国|上海]