一種冷凝系統及應用其的室外機、空調器的製造方法

2023-10-22 21:52:37

一種冷凝系統及應用其的室外機、空調器的製造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種冷凝系統，在冷凝器中後段增加氣液分離器，把冷凝液及時從管路中分離出來，減小液膜的厚度，可以有效提升室外機換熱器後半段的換熱效率，以及冷凝器整體利用效率；同時，換熱器效率的提高，還可縮小冷凝器的尺寸，有利於設備往小型化發展。本實用新型還公開了一種應用上述冷凝系統的室外機和空調器。
【專利說明】
一種冷凝系統及應用其的室外機、空調器
技術領域
[0001]本實用新型涉及熱交換設備技術領域，特別涉及一種冷凝系統及應用其的室外機、空調器。
【背景技術】
[0002]冷凝器是空調器的重要組成部分，其換熱效率直接影響空調器的製冷、制熱能力以及能效比。
[0003]現有的冷凝器換熱方式為:從入口的過熱或飽和氣體冷媒一直到出口的飽和或過冷液體冷媒。就單根管路而言，冷媒在管路中的流動方式為氣體在管路中間，冷凝液附著在管路壁面，兩相冷媒在管中的流動如圖1所示。換言之，在冷凝器前半段，冷媒與外界的換熱為相變換熱，換熱係數很高;但到了冷凝中後段，隨著冷凝液的增多，液體在管路壁面附著加厚，就會逐漸成為阻礙氣體與外界換熱的熱阻，與外界換熱的方式逐漸變為液體的單相換熱，利用效率下降，換熱係數下降。
[0004]綜上所述，目前使用的冷凝器利用效率和換熱效率有待提升。
【實用新型內容】
[0005]有鑑於此，本實用新型提供了一種冷凝系統，能夠提高利用效率和換熱效率。
[0006]本實用新型還提供了一種應用上述冷凝系統的室外機。
[0007]本實用新型還提供了一種應用上述冷凝系統的空調器。
[0008]為實現上述目的，本實用新型提供如下技術方案:
[0009]—種冷凝系統，包括冷凝器；
[0010]還包括氣液分離器；
[0011]所述氣液分離器的兩相引出管進口連通於所述冷凝器的第一冷凝管;所述氣液分離器的氣體引入管出口連通於所述冷凝器的第二冷凝管，所述第二冷凝管位於所述第一冷凝管的下遊;所述氣液分離器的液體引入管出口連通於所述冷凝器的集液管。
[0012]優選的，所述第一冷凝管位於所述冷凝器冷凝管路的中段和/或後段。
[0013]優選的，所述第一冷凝管的管壁開設有冷媒出孔，所述兩相引出管的進口端設置在所述冷媒出孔處。
[0014]優選的，所述兩相引出管和所述第一冷凝管的數量均為多個，多根所述兩相引出管與多段所述第一冷凝管一一對應。
[0015]優選的，所述氣體引入管和所述第二冷凝管的數量均為多個，多根所述氣體引入管與多段所述第二冷凝管一一對應。
[0016]優選的，所述第一冷凝管位於所述冷凝器冷凝管路的非換熱段。
[0017]優選的，所述第二冷凝管位於所述冷凝器冷凝管路的非換熱段。
[0018]優選的，所述冷凝管為翅片式，所述第一冷凝管、所述第二冷凝管和所述集液管為位於所述翅片式冷凝管同一側的U型彎管。
[0019]—種室外機，包括冷凝系統，所述冷凝系統為上述的冷凝系統。
[0020]一種空調器，包括冷凝系統，所述冷凝系統為上述的冷凝系統。
[0021]從上述的技術方案可以看出，本實用新型提供的冷凝系統，通過在冷凝器上加裝氣液分離器，通過兩相引出管將第一冷凝管中的兩相冷媒引出，經過氣液分離器的氣液分離後，氣體冷媒送回下遊的第二冷凝管繼續換熱，液體冷媒輸送到集液管進入過冷段。本方案通過把冷凝液從管路中分離出來的方法，減小液膜的厚度，提升冷凝器的利用效率和換熱效率;進而有利於設備往小型化發展。本實用新型還提供了一種應用上述冷凝系統的室外機和空調器。
【附圖說明】

[0022]為了更清楚地說明本實用新型實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0023]圖1為兩相冷媒在冷凝管中流動的截面結構示意圖；
[0024]圖2為本實用新型實施例提供的冷凝系統結構示意圖。
[0025]其中，I為冷凝器;2為氣液分離器，21為兩相引出管，22為氣體引入管，23為液體引入管。
【具體實施方式】
[0026]本實用新型的核心在於公開了一種冷凝系統，能夠提高利用效率和換熱效率。
[0027]下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本實用新型保護的範圍。
[0028]本實用新型實施例提供的冷凝系統，包括冷凝器I，即實現冷凝的本體；
[0029]其核心改進點在於，還包括氣液分離器2，其結構可以參照圖2所示；
[0030]氣液分離器2的兩相引出管21進口連通於冷凝器I的第一冷凝管，兩相引出管21的出口連通於氣液分離器2的進口；
[0031]氣液分離器2的氣體引入管22出口連通於冷凝器I的第二冷凝管，第二冷凝管位於第一冷凝管的下遊，氣體引入管22的進口連通於氣液分離器2的氣體出口；可以理解的是，這裡所講的下遊方向是根據冷凝器I管路內冷媒的流動方向確定的，下面的前中後同理；
[0032]氣液分離器2的液體引入管23出口連通於冷凝器I的集液管(即過冷段進口)，液體引入管23的進口連通於氣液分離器2的液體出口。
[0033]從上述的技術方案可以看出，本實用新型實施例提供的冷凝系統，通過在冷凝器I上加裝氣液分離器2，通過兩相引出管21將第一冷凝管中的兩相冷媒引出，經過氣液分離器2的氣液分離後，氣體冷媒送回下遊的第二冷凝管繼續換熱，液體冷媒輸送到集液管進入過冷段。本方案通過把冷凝液從管路中分離出來的方法，減小液膜的厚度，提升冷凝器的利用效率和換熱效率;同時，由於將作為熱阻的冷凝液分離了出來，提高了冷凝器後半段的換熱器效率，即可縮小冷凝管路的尺寸，有利於設備往小型化發展；另一方面，此種外置氣液分離器2的獨立結構，只有很小一部分的冷媒參與氣液分離，對冷凝器I內冷媒的正常流動影響很小。
[0034]根據經驗發現，冷媒在管路前段就會變成氣液兩相態，而處於氣液兩相狀態的冷媒在管路中的換熱效果最好，但是液體過多會使換熱效率下降。因此，作為優選，第一冷凝管位於冷凝器I冷凝管路的中段和/或後段，以及時把冷凝液從管路中分離出來。以圖2中的翅片式冷凝器為例，從單一流路看，冷媒經過7個U彎後匯集進入過冷段，根據經驗，冷媒在第I個U彎就會變成氣液兩相態，第3個U彎時液體量已較多，可以選擇在第3或第4個U彎上引出液體。由於不同冷凝器因流路、管徑等參數不同，導致換熱效果有差異，本領域技術人員可以通過測量管路各段溫度來判斷冷媒的狀態，從而確定具體從何處引出兩相冷媒和送回氣態冷媒。
[0035]同樣以圖2中的翅片式冷凝器為例，在每個U彎上都部熱電偶，可以測定出每個U彎的冷媒溫度，冷凝器進口為過熱氣態冷媒，溫度最接近壓縮機排氣溫度(77-82 °C )，進入冷凝器最初幾個U彎，換熱係數很高，冷媒溫度會快速下降，由過熱氣態變為氣液兩相態，氣液兩相態冷媒在管路中溫度不變，直到進入過冷段，所有冷媒變為液態，溫度才會繼續下降。我們可以通過熱電偶測得哪一個U彎開始冷媒溫度無變化，說明出現冷凝液，在下一個U彎布置引出管即可。U彎數量可根據冷凝器大小確定，在本具體實施例中約每隔2個U彎引出一次。其他類型冷凝器同理。
[0036]在本方案提供的具體實施例中，第一冷凝管的管壁開設有冷媒出孔，兩相引出管21的進口端設置在冷媒出孔處，靠近管壁的地方，而非沿徑向伸入管內很多，便於引出附著在管路壁面的冷凝液，使進入到氣液分離器的冷媒是液體為主的氣液混合物，減少氣態冷媒的引出，以提高分離效率進而提高換熱效率。各管之間的連接處進行相應的密封處理。
[0037]為了進一步優化上述的技術方案，兩相引出管21和第一冷凝管的數量均為多個，多根兩相引出管21與多段第一冷凝管一一對應，以便於在更多的位置分離冷凝液，提高冷媒氣液分離效率。類似的，氣體引入管22和第二冷凝管的數量均為多個，多根氣體引入管22與多段第二冷凝管一一對應，以滿足冷媒氣液分離的需求。其結構可以參照圖2所示，在本實施例中兩相引出管21和氣體引入管22均為兩齣兩進冷凝器I。當然，還可以多根兩相引出管21連通於同一段第一冷凝管的不同位置，多根氣體引入管22連通於同一段第二冷凝管的不同位置;甚至設置多個氣液分離器以提高冷媒氣液分離效率。還可以將多個兩相引出管21和氣體引入管22與冷凝器I管路的每段管路均連接，並在每根引出管和引入管上設置截斷閥，以根據實際情況進行調節。
[0038]在冷凝器I管路的換熱段引出兩相冷媒或者送回氣態冷媒的話，勢必會影響到換熱效果；以翅片式冷凝器為例，由於在換熱器直線段有翅片包裹，若增加氣液分離管路，在一定程度上會使翅片面積減小，影響換熱量。因此，在本方案優選的實施例中，第一冷凝管位於冷凝器I冷凝管路的非換熱段，如冷凝器中連接換熱段的過渡段，具體可以為翅片式冷凝器側面的U型彎管。類似的，第二冷凝管位於冷凝器I冷凝管路的非換熱段。
[0039]在本方案提供的具體實施例中，冷凝管為翅片式，第一冷凝管、第二冷凝管和集液管為位於翅片式冷凝管同一側的U型彎管，其結構可以參照圖2所示，同一側的布置方式可以減少管線的消耗，使整個冷凝系統結構緊湊。在此結構中，分離得到的氣態冷媒被送回對應引出管的下一個U彎。
[0040]氣液分離器2可以利用卡扣等方式與冷凝器I裝配在一起，或者通過支架安裝在設備(如空調器室外機)的殼體內。
[0041]本實用新型實施例還提供了一種室外機，包括冷凝系統，其核心改進點在於，冷凝系統為上述的冷凝系統。本方案特別適用於家用分體式房間空調器。
[0042]本實用新型實施例還提供了一種空調器，包括冷凝系統，其核心改進點在於，冷凝系統為上述的冷凝系統。該空調器可以為一體式或分體式，比如家用分體掛壁式空氣調節器室外機。
[0043]綜上所述，本實用新型實施例提供了一種冷凝系統，在冷凝器中後段增加氣液分離器，把冷凝液及時從管路中分離出來，減小液膜的厚度，可以有效提升室外機換熱器後半段的換熱效率，以及冷凝器整體利用效率；同時，換熱器效率的提高，還可縮小冷凝器的尺寸，有利於設備往小型化發展。本實用新型還提供了一種應用上述冷凝系統的室外機和空調器。
[0044]本說明書中各個實施例採用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似部分互相參見即可。
[0045]對所公開的實施例的上述說明，使本領域專業技術人員能夠實現或使用本實用新型。對這些實施例的多種修改對本領域的專業技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本實用新型的精神或範圍的情況下，在其它實施例中實現。因此，本實用新型將不會被限制於本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的範圍。
【主權項】
1.一種冷凝系統，包括冷凝器(I); 其特徵在於，還包括氣液分離器(2); 所述氣液分離器(2)的兩相引出管(21)進口連通於所述冷凝器(I)的第一冷凝管;所述氣液分離器(2)的氣體引入管(22)出口連通於所述冷凝器(I)的第二冷凝管，所述第二冷凝管位於所述第一冷凝管的下遊;所述氣液分離器(2)的液體引入管(23)出口連通於所述冷凝器(I)的集液管。2.根據權利要求1所述的冷凝系統，其特徵在於，所述第一冷凝管位於所述冷凝器(I)冷凝管路的中段和/或後段。3.根據權利要求1所述的冷凝系統，其特徵在於，所述第一冷凝管的管壁開設有冷媒出孔，所述兩相引出管(21)的進口端設置在所述冷媒出孔處。4.根據權利要求1所述的冷凝系統，其特徵在於，所述兩相引出管(21)和所述第一冷凝管的數量均為多個，多根所述兩相引出管(21)與多段所述第一冷凝管一一對應。5.根據權利要求1所述的冷凝系統，其特徵在於，所述氣體引入管(22)和所述第二冷凝管的數量均為多個，多根所述氣體引入管(22)與多段所述第二冷凝管一一對應。6.根據權利要求1所述的冷凝系統，其特徵在於，所述第一冷凝管位於所述冷凝器(I)冷凝管路的非換熱段。7.根據權利要求1所述的冷凝系統，其特徵在於，所述第二冷凝管位於所述冷凝器(I)冷凝管路的非換熱段。8.根據權利要求1所述的冷凝系統，其特徵在於，所述冷凝管為翅片式，所述第一冷凝管、所述第二冷凝管和所述集液管為位於所述翅片式冷凝管同一側的U型彎管。9.一種室外機，包括冷凝系統，其特徵在於，所述冷凝系統為如權利要求1-8任意一項所述的冷凝系統。10.—種空調器，包括冷凝系統，其特徵在於，所述冷凝系統為如權利要求1-8任意一項所述的冷凝系統。
【文檔編號】F25B43/00GK205690757SQ201620609568
【公開日】2016年11月16日
【申請日】2016年6月17日 公開號201620609568.8, CN 201620609568, CN 205690757 U, CN 205690757U, CN-U-205690757, CN201620609568, CN201620609568.8, CN205690757 U, CN205690757U
【發明人】張文天, 王喜成, 崔松林, 楊偉, 李曉群, 張婧宜, 楊超
【申請人】珠海格力電器股份有限公司