一種分體式空調器的室外冷凝機組的製作方法
2023-05-02 06:19:51
專利名稱：一種分體式空調器的室外冷凝機組的製作方法
技術領域：
本發明僅涉及一種分體式空調器的室外冷凝機組，特別是僅涉及一種油冷和強制風冷雙冷卻冷凝器的室外冷凝機組。
背景技術：
目前，所屬分體式空調器室外冷凝機組的技術領域內尚無類似的本發明技術。較為接近的技術有空冷式分體空調器室外冷凝機組和水冷式分體空調器室外冷凝機組。通常，房間空調器有整體式(即蒸發機組和冷凝機組合為一體)和分體式(結構上分為室內蒸發機組和室外冷凝機組)兩類，只有分體式房間空調器才有室外冷凝機組。分體式房間空調器的室外冷凝機組中的冷凝器是一種把壓縮機排出的高溫，高壓製冷劑氣體冷凝成液體的換熱器，製冷劑冷凝過程中放出的熱量，是通過冷凝器的金屬傳到外側，由流經冷凝器的室外空氣(或水)帶走，因此，現有技術的室外冷凝機組有空氣冷卻式和水冷卻式兩類，也有採用將室外冷凝機組置於室內，通過水冷卻冷凝器使得室內空調降溫的現有技術，但必須通過室外設有循環冷卻水將冷凝器的熱量帶出室外的配套技術，否則，將無法達到冷凝器冷卻製冷劑以滿足空調製冷降溫的目的。房間空調器中使用的冷凝器，絕大多數是空氣冷卻式，簡稱空冷式，也有稱之為風冷式。風冷式冷凝器由於空氣的傳熱性較差，所以，冷凝器的體積較大，生產成本高，換熱效果較差；水冷卻式冷凝器的缺點是冷卻管易被腐蝕，汙垢排除較困難，耗水，使用不便。冷凝器也有稱之為散熱器或換熱器的，但實質上並無區別，都是為了使某一物質降溫冷卻。但所有的冷凝器均需與其特定的冷卻介質組合在一起方可產生冷凝作用，水冷式的冷卻介質為水；油冷式的冷卻介質為冷卻油；室內冷凝機組冷凝器的冷卻介質為室內空氣；室外冷凝機組冷凝器的冷卻介質為室外空氣，離開了特定的冷卻介質，冷凝器將失去其冷凝作用。
還有一些相鄰領域的現有技術，如《一種空調器》(中國專利號02283945.3)；《一體式空調器》(中國專利號03273090.X)；《空調器》(中國專利申請號02145634.8)等，此類專利技術的發明目的是提供一種不需要與室外空氣換熱的無室外冷凝機組的空調器，其冷凝系統為專用於室內的室內冷凝機組，其一切技術特徵均具有室內的實質內容，因此，僅可能與室內空氣發生熱交換。室內冷凝器的冷卻系統儘管也採用了油冷式，但存在如下三點缺點1、為了達到發明目的，將冷凝系統和整個空調系統設計為全部置於室內的一體機，與室外隔絕，於是，就空調系統與室內空間系統所組成的一個大系統來講，由於空調系統要消耗外界對它提供的電能，其中一部分要轉化成熱能(如壓縮機運轉發熱產生的熱量)，整個系統又是與室外隔離的，不可能對室外散熱，根據能量守恆定律，整個大系統的熱能只可能增加而不可能減少，最終室內空間系統的溫度不但不會降低反而會升高，根本實現不了空調製冷的目的。2、就該系統中的油冷卻冷凝器這部分系統來說，由於將冷凝系統由室外設計到室內，並不僅是形式上位置關係的變化，而是實質內容發生了變化，即冷凝器中冷凝劑的熱量僅能通過油冷散熱器與室內空氣交換而不可能與室外空氣交換，最終使室內空氣溫度提高到接近油冷散換器表面溫度而失去散熱冷凝的作用。3、僅就該種油冷散熱器來說，由於是通過與室內空氣在自然對流狀態下的熱交換，且散熱器選取了散熱表面積較小的圓管，其散熱能力極低，並不能達到使氣態的冷凝劑降溫成為液態冷凝劑從而進入蒸發機組蒸發吸熱製冷的目的。
發明內容
本發明的目的是提供一種專用於室外的分體式空調器的室外冷凝機組，製冷劑冷凝過程中放出的熱量，首先通過製冷劑冷凝器的金屬傳到外側，散發給流經製冷劑冷凝器的冷卻油實現第一次散熱；然後熱量由冷卻油帶到冷卻油散熱器，在軸流風扇強制風冷的作用下，由流經冷卻油散熱器的室外空氣帶走，實現第二次散熱，冷卻油循環留過製冷劑冷凝器從而將製冷劑冷凝器裡的冷凝劑冷卻到足以滿足空調製冷的工作狀況，實現空調製冷的目的。
本發明的目的是這樣實現的一種分體式空調器的室外冷凝機組，包括製冷劑冷凝器，其特徵是製冷劑冷凝器的散熱介質為冷卻油，製冷劑冷凝器沉浸在油箱內的冷卻油中並將熱量傳遞給冷卻油，油箱與冷卻油散熱器通過兩對進出油口法蘭構成一條循環迴路，冷卻油在循環迴路中流動並將熱量傳遞給冷卻油散熱器，冷卻油散熱器的散熱介質為室外空氣，室外空氣在軸流風扇強制作用下流過冷卻油散熱器並帶走其金屬表面的熱量。
本發明的目的還可以通過以下方式來實現冷卻油散熱器散熱片長方形橫切面的長邊與軸流散熱風扇的軸心線相平行。
冷卻油在油箱中的流動方向與製冷劑在冷凝器中的流動方向成逆向流動。
由於製冷劑冷凝器沉浸在冷卻油中，冷卻油成了製冷劑冷凝器的冷卻介質，而冷卻油又是循環流動的，因此，製冷劑冷凝器中的高溫高壓製冷劑蒸氣，由流經它的冷卻油冷卻後形成液體製冷劑。製冷劑蒸氣的熱量，傳遞給流經它的冷卻介質冷卻油，並由其帶出通過冷卻油散熱器在軸流散熱風扇的強制風冷的作用下排放到其冷卻介質室外空氣中。由此可見，如果沒有室外空氣，本發明將無法實現。因此，室外空氣是實現本發明的一項特殊的必要技術特徵。本發明的技術核心就是一種雙冷卻(油冷十強制風冷)冷凝器的室外冷凝機組，即由冷卻油冷卻冷凝器中的製冷劑和由室外空氣在軸流散熱風扇的強制作用下對冷卻油散熱器(實際上也是一個冷凝器)強制對流散熱冷卻組成。而強制對流散熱的散熱能力是自然對流風冷散熱的二到三倍，如果僅有冷卻油冷卻冷凝器中的製冷劑和冷卻油在自然對流的散熱器中自然散熱而無軸流散熱風扇對冷卻油散熱器作強制對流風冷散熱，就不可能將氣態製冷劑冷凝成空調所需要的液態製冷劑，本發明的發明目的將無法實現，因此，強制風冷及其相關技術的技術特徵，在本發明中的作用，就不僅僅是為了滿足冷卻散熱能力量的提高，而是實現本發明的必不可少的技術特徵。本發明的所有必要技術特徵均包涵位於室外這一實質內容即室外空氣與冷凝機組組成一個熱交換系統。只有這樣，冷卻油才有可能得到真正充分的散熱冷卻，氣態製冷劑才有可能被冷凝成液態，本發明的發明目的才能實現。
由於採用了上述技術方案，本發明具有如下主要特點1、相對於空冷式冷凝器的冷卻介質空氣，油冷式冷凝器的冷卻介質冷卻油的導熱係數要遠高於空氣的導熱係數(5倍以上)，再加上本發明的雙冷卻設計和其它一些特殊的技術特徵，使得本發明對製冷劑的換熱效率要數倍高於空冷式冷凝器，增加了製冷量，在同樣的製冷效果的情況下，大大節省電耗。能效比有了較大提高。這是本發明的主要發明目的和優點。
2、相對於水冷式冷凝器，克服了冷凝管易被腐蝕的缺點，也不存在冷凝器結存汙垢而影響冷凝的問題，由於不需要用水，冷卻油可循環使用，安裝使用方便。
3、相對於前述的室內冷凝器採用油冷式的那些現有技術來說，由於冷凝系統的位置及其與空氣的作用關係在技術結構上發生了變化，從而具有了向室外空氣散熱的功能，同時，由於採用了雙冷卻系統(油冷十強制風冷)，從而使得製冷劑冷凝器真正具有了將氣態製冷劑冷凝成液態製冷劑以滿足室內蒸發機組空調製冷的能力。
圖1是本發明的結構示意圖。
圖2是圖1的俯視圖。
具體實施例方式
下面結合附圖和實施例對本發明作進一步說明在圖1和圖2中，1為室外冷凝機組機殼，2為隔離板，3為油箱蓋，4為冷卻油，5為製冷劑冷凝器，6為油箱，7為油箱出油口法蘭，8為冷卻油散熱器進油口法蘭，9為冷卻油散熱器，10為油泵，11為冷卻油散熱器出油口法蘭，12為油箱進油口法蘭，13為排油閥，14為壓縮機，15為毛細管，16為製冷劑出口，17為製冷劑進口，18為機殼後側板，19為機殼右側板，20為散熱風扇，21為機殼前側板。
本發明實施時必須置於室外與室外空氣組成一個熱交換系統。當空調工作時，空調蒸發機組中的蒸發器內的製冷劑吸收了室內空氣傳給它的熱量而蒸發，形成壓力和溫度較低的製冷劑蒸氣，由製冷劑進口17進入，通過位於室外的室外冷凝機組機殼1，被壓縮機14吸入並壓縮後，製冷劑蒸氣的壓力和溫度均升高，然後排入製冷劑冷凝器5，製冷劑冷凝器5沉浸在油箱6中的冷卻油4內，在製冷劑冷凝器5內，製冷劑蒸氣將熱量通過製冷劑冷凝器5傳遞給流經它的冷卻油4，此時的冷卻油油箱6實際上就是一個製冷劑的的散熱器，製冷劑蒸氣在製冷劑冷凝器5中冷凝成壓力較高的製冷劑液體後，製冷劑液體通過毛細管15的節流，壓力和溫度均降低，再由製冷劑出口16進入室內蒸發機組中吸熱蒸發，如此周而復始地循環工作，實現空調製冷。由於本發明不涉及室內蒸發機組，故對該部分不作說明。冷卻油4吸收了來自製冷劑冷凝器5的熱量後，一小部分通過油箱6箱體表面散發到室外空氣中降溫，為了提高油箱6的散熱效果，可在油箱6的箱殼上焊接散熱片；而大部分熱量則在油泵10的強制驅動下，隨著冷卻油4流出油箱6，通過油箱出油口法蘭7，冷卻油散熱器進油口法蘭8進入冷卻油散熱器9，由於冷卻油散熱器9設計於室外，從而使得其與室外空氣進行熱交換成為可能，冷卻油4的熱量通過冷卻油散熱器9的金屬表面傳遞給室外空氣而散熱降溫，但這種自然對流散熱的散熱能力是十分有限的，無法滿足將冷卻油從油箱中帶出的熱量散發到室外空氣的目的，因此，本發明為冷卻油散熱器9設計了專用的軸流式散熱風扇20，本發明中的冷卻油散熱器9為可拆式片式散熱器，實施例中由四片散熱片組成，具體實施時散熱片的片數，每片散熱面積的大小視冷卻油散熱冷卻時的需要而定，散熱片的橫切面為一長方形，軸流式散熱風扇20的軸心線應與散熱片的長方形橫切面中的長邊平行，以便確保軸流式散熱風扇20不斷對冷卻油散熱器9的最大散熱面提供強制風冷，由於冷卻油散熱器9採用了片式散熱器，其散熱表面積比圓管形散熱器在同等冷卻油流動量的情況下提高將近一倍，加上上述軸流式散熱風扇20與冷卻油散熱器9的特定的位置結構和強制風冷的作用，本發明的冷卻油散熱器9的散熱能力要比圓管式冷卻油散熱器在自然風冷時的散熱能力提高四倍以上，從而使得冷卻油得到所需要的充分冷卻，冷卻後的冷卻油4在油泵10的作用下，經由冷卻油散熱器9出油口法蘭11，油箱進油口法蘭12輸入油箱6，如此周而復始地循環工作，不斷帶走製冷劑冷凝器5內的製冷劑的熱量，實現製冷劑由氣態到液態的冷卻.製冷劑冷凝器5在設計時，應考慮到使製冷劑自上而下流動，冷卻油4則自下而上流動，冷卻油4和製冷劑作逆向流動，有利於提高冷凝效果。油箱6與冷卻油散熱器9分別通過它們的進出油口法蘭連接。本發明採用了一對油箱進出油口法蘭與一對冷卻油散熱器進出油口法蘭對應連接構成一條循環迴路，使得冷卻油4集中流進流出油箱6，集中流進流出冷卻油散熱器9的設計方案，相對多路油管將冷卻油分散進出油箱，分散進出各自的冷卻油散熱器的技術方案，不但生產成本降低，減少了零部件，如冷卻油在多路油管中循環流動就須在每路油管上設置驅動油泵，而集中進出油箱集中進出冷卻油散熱器的設計就只須一個油泵驅動即可，而且更主要的為了滿足對冷卻油散熱器強制風冷的需要，只有採用了集中式冷卻油散熱器，強迫風冷才能取得最好的效果，否則，由於多路冷卻油散熱器的分散布置，軸流散熱風扇強制風冷時會造成某些油路的冷卻油散熱器與室外空氣無法充分熱交換的問題，從而降低整個系統的換熱效率。冷卻油4應選用導熱係數高的油種，以利提高冷卻效果。油箱蓋3與油箱6採用螺栓和螺母連接，必要時也可在油箱6外側設計安裝油位觀察窗，以利方便觀察油箱6內冷卻油4的油位。通常情況下，製冷劑冷凝器5應完全沉浸在冷卻油4內，並確保冷卻油4的油麵高於油箱出油口法蘭7的最高點，以保證冷卻油4的正常循環。如因洩漏等原因造成製冷劑冷凝器5露出冷卻油4的油麵，形成僅有部分製冷劑冷凝器5沉浸在冷卻油4中的情況時，儘管仍可冷卻散熱，但空調製冷效果要受到影響，嚴重時則無法製冷。此時，須打開油箱蓋3及時予以補充冷卻油4，以使製冷效果恢復正常。如因使用時間過長，冷卻油4產生老化等原因而影響冷卻效果時，可通過排油閥13將舊油排掉，灌進新的冷卻油。機殼後側板18，機殼右側板19和機殼前側板21均為敞開式，以便為軸流散熱風扇20提供充足的流動室外空氣對冷卻油散熱器9進行充分的散熱。製冷劑冷凝器5在油箱中的布置除應滿足製冷劑自上而下的流動外，還應考慮到結構緊湊，便於製造及油冷時獲得較好的冷卻效果。油箱的外形可設計為長方體，箱材可採用不鏽鋼或薄鋼板製作。隔離板2僅起分隔壓縮機14和油箱6的作用。如有必要，可在冷卻油散熱器9的散熱片上套接散熱鋁片，以進一步提高散熱效果。
對於熱泵型制熱空調來說。除製冷循環改為逆循環外，冷卻油循環方向可保持不變即可實現制熱。由於這部分技術為現有技術且不涉及本發明技術，對此不作說明，散熱器9有片式和膨脹式兩種，本發明推薦使用片式散熱器。散熱器的片數，每片散熱面積大小視散熱要求而定，其製造技術均為其它技術領域裡的現有技術，對此不作說明。
權利要求
1.一種分體式空調器的室外冷凝機組，包括製冷劑冷凝器，其特徵是製冷劑冷凝器的散熱介質為冷卻油，製冷劑冷凝器沉浸在油箱內的冷卻油中並將熱量傳遞給冷卻油，油箱與冷卻油散熱器通過兩對進出油口法蘭構成一條循環迴路，冷卻油在循環迴路中流動並將熱量傳遞給冷卻油散熱器，冷卻油散熱器的散熱介質為室外空氣，室外空氣在軸流風扇強制作用下流過冷卻油散熱器並帶走其金屬表面的熱量。
2.根據權利要求書1所述的室外冷凝機組，其特徵是冷卻油散熱器散熱片長方形橫切面的長邊與軸流散熱風扇的軸心線相平行。
3.根據權利要求書1所述的室外冷凝機組，其特徵是冷卻油在油箱中的流動方向與製冷劑在冷凝器中的流動方向成逆向流動。
全文摘要
一種分體式空調器的室外冷凝機組，包括製冷劑冷凝器，製冷劑冷凝器的散熱介質為冷卻油，製冷劑冷凝器沉浸在油箱內的冷卻油中並將熱量傳遞給冷卻油，油箱與冷卻油散熱器通過兩對進出油口法蘭構成一條循環迴路，冷卻油在循環迴路中流動並將熱量傳遞給冷卻油散熱器，冷卻油散熱器的散熱介質為室外空氣，室外空氣在軸流風扇強制作用下流過冷卻油散熱器並帶走其金屬表面的熱量。本發明換熱效率高，在同樣的製冷效果的情況下，大大節省電耗，能效比有了較大提高，相對於水冷式冷凝器，克服了冷凝管易被腐蝕的缺點，也不存在冷凝器結存汙垢而影響冷凝的問題，由於不需要用水，冷卻油可循環使用，安裝使用方便。
文檔編號F24F5/00GK1603701SQ20041006518
公開日2005年4月6日 申請日期2004年10月29日 優先權日2004年10月29日
發明者孫海潮 申請人:孫海潮