一種空調機組的製作方法

2023-11-30 11:45:01

本實用新型涉及熱交換設備領域，尤其涉及一種帶蒸髮式冷凝器的空調機組。

背景技術：

目前市場上的空調機組，其蒸髮式冷凝器常採用板式換熱器，在板式換熱器的外表面用噴淋水進行冷卻，並利用循環的噴淋水蒸髮帶走熱量。板式換熱器傳熱效率高、體積較小。常規的板式換熱器主要是將傳熱板片疊放在一起構成，全部傳熱板片上的通孔連接在一起構成流體的流道，傳熱板片之間形成板間通道。然而，這種板式換熱器的傳熱板片存在結構複雜，加工成本高，清洗比較困難，流動阻力大，壓力損失大的缺點。

申請人的在先中國專利CN 2624160 Y公開了一種可用於空調機組的板式換熱管片，該技術方案提供了一種換熱效率高、壓力損失小、結構簡單、加工方便、清洗容易的板式換熱管片，但此種板片內部只有一個獨立的流道，只能對一種介質進行換熱，不能在同一換熱片上實現對多種不同介質的換熱，不能實現不同介質在不同工況下在同一換熱片上的換熱，不能實現多流體工質同時一起冷卻換熱。

技術實現要素：

為了克服現有技術的不足，本實用新型的目的在於提供一種換熱效率高，體積小的空調機組，進一步地，提供一種能同時實現多流體工質同時一起冷卻的空調機組。

為解決上述問題，本實用新型所採用的技術方案如下：

一種空調機組，包括壓縮機、蒸髮式冷凝器、節流裝置、風冷式蒸發器和第一送風機；所述蒸髮式冷凝器包括第二送風機、溶液泵、噴淋器、集液器、以及至少一個換熱片；所述換熱片包括片體；所述片體上設有至少兩條換熱流道。

傳統的換熱片，在片體內部只設置有一條換熱流道，只能對一種介質進行換熱，不能在同一換熱片上實現對多種不同介質的換熱，不能實現不同介質在不同工況下在同一換熱片上的換熱，不能實現多流體工質同時一起冷卻換熱，導致換熱效率偏低。而本實用新型換熱片其片體設置有至少兩條換熱流道，從而能夠在同一換熱片上實現對多種不同介質的換熱，實現多流體工質同時一起冷卻換熱，進而大大提高了換熱效率。

優選地，所述溶液泵管道連接所述噴淋器與集液器；所述換熱片位於所述噴淋器與集液器之間。

並且，每條所述換熱流道包括至少一個呈S形的子流道段。

需要說明的是，所述換熱流道的子流道段的形狀可以不同，優選採用呈S形的子流道可充分利用片體空間，從而提高換熱效率。同時，在實現相同換熱效果的情況下減少換熱片的體積。此外，所述換熱流道內的子流道段數量也可根據實際需要設置為一個或多個。

優選地，不同換熱流道內部循環的流體工質的流向為同向或者反向。

優選地，不同換熱流道的流程相同或不相同。

優選地，所述片體的其中一側面為平面，另一側面部分地向片體的外部凸出以形成用作所述換熱流道的中空通道。

或者，所述片體的兩個側面部分地向片體的外部凸出以形成用作所述換熱流道的中空通道。

優選地，所述換熱流道的橫截面為圓形或橢圓形或橄欖形或矩形或梯形。

需要說明的是，所述換熱流道的橫截面形狀包括但不限於圓形、橢圓形、橄欖形、矩形、梯形，具體形狀可根據換熱片實際生產需要而設計製作。

優選地，所述換熱流道的進口和出口分別對應固定相連。

更優選地，所述換熱流道的進口和出口通過焊接方式分別對應相連。

或者，所述換熱流道的進口和出口通過法蘭分別對應相連。

需要說明的是，換熱流道通過兩塊板材對接或一塊板材對摺後縫焊或局部焊接而成，可實現更小的流道曲率半徑，增大片體的熱流密度，從而提高換熱效率。同時，還可以減小壓力損失。此外，該工藝結構簡單，還有方便加工製造和方便清洗的技術效果。

需要說明的是，所述換熱流道的材質和直徑均可相同或不同。

為了將本實用新型的空調機組應用在製冷循環中，優選地，所述壓縮機的排氣口管道連接所述蒸髮式冷凝器的換熱流道進口；所述換熱流道的出口依次通過所述節流裝置、風冷式蒸發器連接所述壓縮機的吸氣口；

為了將本實用新型的空調機組應用在制熱循環中，優選地，所述壓縮機的排氣口依次通過所述風冷式蒸發器、節流裝置連接所述蒸髮式冷凝器的換熱流道的進口，所述換熱流道的出口管道連接所述壓縮機的吸氣口；

為了將本實用新型的空調機組應用在製冷或制熱循環中，優選地，所述空調機組設置有第一製冷閥、第二製冷閥、第一熱泵閥和第二熱泵閥，其中，所述第一製冷閥設置在所述壓縮機的排氣口與所述蒸髮式冷凝器的氣體管的連接管路上，所述第二製冷閥設置在所述壓縮機的吸氣口與所述風冷式蒸發器的氣體管的連接管路上，所述第一熱泵閥設置在所述壓縮機的排氣口與所述風冷式蒸發器的氣體管的連接管路上，所述第二熱泵閥設置在所述壓縮機的吸氣口與所述蒸髮式冷凝器的氣體管的連接管路上，所述蒸髮式冷凝器的液體管通過所述節流裝置與所述風冷式蒸發器的液體管連接；

又或者，所述壓縮機的排氣口設有第一換向閥，所述壓縮機的吸氣口設有第二換向閥；所述第一換向閥的兩個出口分別與所述蒸髮式冷凝器的氣體管和所述風冷式蒸發器的氣體管連接，所述第二換向閥的兩個進口同時分別與所述蒸髮式冷凝器的氣體管和所述風冷式蒸發器的氣體管連接；

又或者，所述空調機組設置有四通換向閥，所述四通換向閥的四個接口分別與所述壓縮機排氣口、所述蒸髮式冷凝器的氣體管、所述風冷式蒸發器的氣體管和所述壓縮機的吸氣口連接。

優選地，所述風冷式蒸發器或壓縮機的數量為兩個以上。

相比現有技術，本實用新型的有益效果在於：

1)片體內設有至少兩條換熱流道，能夠在同一換熱片上實現對多種不同介質的換熱，實現多流體工質同時一起冷卻換熱，進一步提高了換熱效率。

2)片體內設有至少兩條換熱流道，高效地利用了片體的空間，有利於減少換熱器的體積。

3)換熱流道通過板材的縫焊或局部焊接而成，可獲得更小的流道曲率半徑，增大片體的熱流密度，從而提高換熱效率。此外還可以達到減小壓力損失、方便加工製造以及方便清洗的技術效果。

上述說明僅是本實用新型技術方案的概述，為了能夠更清楚了解本實用新型的技術手段，而可依照說明書的內容予以實施，並且為了讓本實用新型的上述和其他目的、特徵和優點能夠更明顯易懂，以下特舉較佳實施例，並配合附圖，詳細說明如下。

附圖說明

圖1為本實用新型空調機組的蒸髮式冷凝器較優選實施方式的結構示意圖；

圖2為應用在本實用新型空調機組的換熱片其中一種優選結構的結構示意圖；

圖3為圖2所示的換熱片的A-A方向的局部剖視圖；

圖4為本實用新型空調機組的第一種實施方式的結構示意圖；

圖5為本實用新型空調機組的第二種實施方式的結構示意圖；

圖6為本實用新型空調機組的第三種實施方式的結構示意圖；

圖7為本實用新型空調機組的第四種實施方式的結構示意圖；

圖8為本實用新型空調機組的第五種實施方式的結構示意圖；

圖9為本實用新型空調機組的第六種實施方式的結構示意圖；

圖10為本實用新型空調機組的第七種實施方式的結構示意圖；

圖中，1、片體；1a、側面；1b、側面；2、換熱流道；2a、換熱流道進口；2b、換熱流道出口；3、換熱流道；3a、換熱流道進口；3b、換熱流道出口；4、焊道；5、進集管；6、進集管；7、出集管；8、出集管；9、噴淋器；10、蒸髮式冷凝器；10a、蒸髮式冷凝器氣體管；10b、蒸髮式冷凝器氣體管；10c、蒸髮式冷凝器液體管；10d、蒸髮式冷凝器液體管；11、第二送風機；12、集液器；13、溶液泵；14、壓縮機；14a、壓縮機排氣口；14b、壓縮機吸氣口；15、節流裝置；16、風冷式蒸發器；16a、風冷式蒸發器液體管；16b、風冷式蒸發器氣體管；17、第一製冷閥；18、第二製冷閥；19、第一熱泵閥；20、第二熱泵閥；21、第一換向閥；22、第二換向閥；23、四通換向閥；24、壓縮機；24a、壓縮機排氣口；24b、壓縮機吸氣口；25、節流裝置；26、風冷式蒸發器；26a、風冷式蒸發器液體管；26b、風冷式蒸發器氣體管；27、第一送風機。

具體實施方式

為更進一步闡述本實用新型為達成預定實用新型目的所採取的技術手段及功效，以下結合附圖及較佳實施例，對依據本實用新型的具體實施方式、結構、特徵及其功效，詳細說明如下：

圖1所示的是本實用新型空調機組的蒸髮式冷凝器10的其中一種較優選結構，其包括第二送風機11、溶液泵13、噴淋器9、集液器12以及至少一片的換熱片；所述換熱片垂直分布於噴淋器與集液器之間，噴淋器與集液器兩者之間由溶液泵管道連接；第二送風機位於所述換熱片的一側。在本實施結構中，優選所述換熱片的數量為1。

換熱片結構一

圖2和圖3所示的是應用在本實用新型空調機組所述蒸髮式冷凝器10中的換熱片的第一種優選結構，所述片體1上設有換熱流道2和換熱流道3，從而能夠在同一換熱片上實現對多種不同介質的換熱，實現多流體工質同時一起冷卻換熱，進而大大提高了換熱效率。

所述換熱片的製作步驟包括：(1)將兩塊板材拼合併四周封邊焊接，或將一塊板材對摺後三邊焊接封邊，形成兩個相對側面1a和1b的片體1；(2)根據S形採用縫焊或局部焊接的工藝使所述兩個相對側面在局部連接在一起，其中，連接在一起的部分稱為焊道4，而未連接在一起的部分則形成了所述換熱流道。而作為採用上述製作方法所製得的一種優選換熱片結構，所述片體的兩個側面部分地向片體的外部凸出以形成用作所述換熱流道的中空通道。

由上述製造方法製得的換熱片既可適用於一般的液-液傳熱，亦可應用於氣-液傳熱、氣體冷卻、氣體冷凝或粘稠液體換熱等工藝過程。

在本換熱片結構中，如圖2所示，所述換熱流道2或3橫截面呈橄欖形。而在其他實施方式中，所述換熱流道的橫截面形狀還可以是圓形、橢圓形、矩形或梯形。

在本換熱片結構中，換熱流道2和換熱流道3的流道直徑相同，在其他實施方式中，該流道直徑也可以不同。

在本換熱片結構中，換熱流道2換熱流道3的流程相同，在其他實施方式中，該流程也可以不同。

在本換熱片結構中，換熱流道2和換熱流道3內部循環的流體工質的流向為同向的，在其他實施方式中，換熱流道2和換熱流道3內部循環的流體工質的流向也可以為反向的。

所述換熱流道2和換熱流道3分別包括至少一個呈S形的子流道段。其中，所述子流道的具體數量可以由使用者根據實際使用需要而設定，並且所述子流道的數量為正數即可。

在本換熱片結構中，所述換熱流道2設有換熱流道進口2a，換熱流道出口2b，進集管5，出集管8；所述換熱流道進口2a和換熱流道出口2b分別對應連接到所述進集管5和出集管8上；換熱流道3設有換熱流道進口3a，換熱流道出口3b，進集管6和出集管7；所述換熱流道進口3a和換熱流道出口3b分別對應連接到所述進集管6和出集管7上；並且，所述換熱流道進口2a、換熱流道出口2b、換熱流道進口3a和換熱流道出口3b均位於所述片體1的同一側。

並且，為了使製得的換熱片結構更加緊湊，所述換熱流道的進口2a、3a和出口2b、3b分別對應固定相連，具體是所述換熱流道進口2a和換熱流道進口3a通過焊接方式或法蘭固定連接在一起，而且，同時所述換熱流道出口2b和換熱流道出口3b也通過焊接方式或法蘭固定連接在一起。

所述片體1的材料可以是金屬，例如碳鋼、不鏽鋼、銅或鋁及其合金的一種或兩種。若該換熱流道用於腐蝕性流體參與換熱時，片體還可以由防腐材料製作而成。

換熱片結構二

本換熱片結構是應用在本實用新型空調機組所述蒸髮式冷凝器10中的換熱片的第二種具體實施方式，其與圖2和3所示的換熱片結構一的區別在於，採用上述第一種換熱片製作方法所製得的換熱片結構不同。具體是：所述片體1的其中一側面1a為平面，另一側面1b部分地向片體的外部凸出以形成用作所述換熱流道的中空通道。本換熱片結構相對於換熱片結構一，其製作工藝更加簡單，有助於節約生產成本。

上述兩種結構的換熱片的任何一種結構可以用來製作本實用新型空調機組中的蒸髮式冷凝器。而為了闡明本實用新型空調機組的結構及其原理，下面以第一種結構的換熱片所形成的蒸髮式冷凝器為例子作進一步描述：

實施例一

圖4所示的是本實用新型空調機組的第一種實施方式，所述空調機組為制冷機組，其包括壓縮機14、蒸髮式冷凝器10、節流裝置15、風冷式蒸發器16和第一送風機27；所述壓縮機的排氣口14a管道連接所述蒸髮式冷凝器的換熱流道的進口；所述換熱流道的出口依次通過所述節流裝置、風冷式蒸發器連接所述壓縮機吸氣口14b。

所述制冷機組的工作原理具體如下：

製冷劑經壓縮機壓縮後成高溫高壓狀態的氣體時由管道進入蒸髮式冷凝器，經過蒸髮式冷凝器後，高溫高壓狀態的氣體被噴淋器噴出的冷凍液冷卻成低溫高壓液體，並經節流裝置形成低溫低壓液體進入風冷式蒸發器中與第一送風機傳送過來的空氣進行熱交換，製取冷風，然後在風冷式蒸發器中製冷劑液體蒸發汽化並被壓縮機吸走，完成製冷循環模式。

實施例二

圖5所示的是本實用新型空調機組的第二種實施方式，所述空調機組為制熱機組，其包括壓縮機14、蒸髮式冷凝器10、節流裝置15、風冷式蒸發器16和第一送風機27；所述壓縮機排氣口14a依次通過所述風冷式蒸發器、節流裝置連接所述蒸髮式冷凝器的換熱片的換熱流道進口，所述換熱流道的出口管道連接所述壓縮機吸氣口14b。

所述制熱機組的工作原理具體如下：

製冷劑經壓縮機壓縮後成高溫高壓狀態的氣體時由管道進入風冷式蒸發器，與第一送風機所傳送過來的空氣進行熱交換，製取暖氣，同時，高溫高壓狀態的氣體被冷卻成低溫高壓液體，經節流裝置形成低溫低壓液體進入蒸髮式冷凝器，然後在蒸髮式冷凝器中製冷劑液體吸收噴淋器所噴出的冷凍液的熱量後蒸發汽化，最後被壓縮機吸走，完成熱泵循環模式。

實施例三

圖6所示的是本實用新型空調機組的第三種實施方式，所述空調機組為製冷或制熱機組，其包括壓縮機14、蒸髮式冷凝器10、節流裝置15、風冷式蒸發器16和第一送風機27；所述空調機組設置有第一製冷閥20、第二製冷閥21、第一熱泵閥22和第二熱泵閥23，其中，所述第一製冷閥設置在所述壓縮機排氣口與所述蒸髮式冷凝器氣體管的連接管路上，所述第二製冷閥設置在所述壓縮機吸氣口14b與所述風冷式蒸發器氣體管16b的連接管路上，所述第一熱泵閥設置在所述壓縮機排氣口14a與所述風冷式蒸發器氣體管的連接管路上，所述第二熱泵閥設置在所述壓縮機吸氣口與所述蒸髮式冷凝器氣體管的連接管路上，所述蒸髮式冷凝器液體管通過所述節流裝置與所述風冷式蒸發器液體管連接。

所述製冷或制熱機組的工作原理具體如下：

在製冷循環模式時，打開第一製冷閥和第二製冷閥，關閉第一熱泵閥、第二熱泵閥，製冷劑經壓縮機壓縮後成高溫高壓狀態的氣體時由管道進入蒸髮式冷凝器，被蒸髮式冷凝器中噴淋器所噴出的冷凍液吸收熱量後，高溫高壓狀態的氣體被冷卻成低溫高壓液體，經節流裝置形成低溫低壓液體進入風冷式蒸發器中，與第一送風機所傳送過來的空氣進行熱交換，製取冷氣，然後在風冷式蒸發器中製冷劑液體蒸發汽化並被壓縮機吸走，完成製冷循環模式；

而在熱泵循環模式時，打開第一熱泵閥和第二熱泵閥，關閉第一製冷閥和第二製冷閥，製冷劑經壓縮機壓縮後成高溫高壓狀態的氣體時由管道進入風冷式蒸發器，與第一送風機所傳送過來的空氣進行熱交換，製取暖氣，同時，高溫高壓狀態的氣體被冷卻成低溫高壓液體，經節流裝置形成低溫低壓液體進入蒸髮式冷凝器，然後在蒸髮式冷凝器中，製冷劑液體吸收噴淋器所噴出的冷凍液的熱量後蒸發汽化並被壓縮機吸走，完成熱泵循環模式。

實施例四

圖7所示的是本實用新型空調機組的第四種實施方式，所述空調機組為製冷或制熱機組，其與圖6所示的第三種實施方式的唯一不同點在於：所述風冷式蒸發器16的數量為兩個以上，所述風冷式蒸發器相互並聯。在本實施例中，優選所述風冷式蒸發器的數量為3個。並且，本實施例的空調機組的工作原理跟所述空調機組的第三種實施方式相同，所以在此不再作贅述。

實施例五

圖8所示的是本實用新型空調機組的第五種實施方式，所述空調機組為製冷或制熱機組，其與圖6所示的第三種實施方式的唯一不同點在於：採用第一換向閥21和第二換向閥22代替了上述第一製冷閥17、第二製冷閥18、第一熱泵閥19和第二熱泵閥20，具體是：所述壓縮機排氣口14a設有第一換向閥，所述壓縮機吸氣口14b設有第二換向閥；所述第一換向閥的兩個出口分別與所述蒸髮式冷凝器的氣體管和所述風冷式蒸發器氣體管16b連接，所述第二換向閥的兩個進口同時分別與所述蒸髮式冷凝器氣體管和所述風冷式蒸發器氣體管連接。並且，本實施例的空調機組的工作原理跟所述空調機組的第三種實施方式相同，所以在此不再作贅述。作為本實施例的進一步改進，所述第一換向閥和第二換向閥為電動或手動二位三通換向閥。

實施例六

圖9所示的是本實用新型空調機組的第六種實施方式，所述空調機組為製冷或制熱機組，其與圖6所示的第三種實施方式的唯一不同點在於：採用一個四通換向閥23代替了上述第一製冷閥17、第二製冷閥18、第一熱泵閥19和第二熱泵閥20，具體是：所述空調機組設置有四通換向閥，所述四通換向閥的四個接口分別與所述壓縮機排氣口14a、所述蒸髮式冷凝器氣體管、所述風冷式蒸發器氣體管16b和所述壓縮機吸氣口14b連接。並且，本實施例的空調機組的工作原理跟所述空調機組的第三種實施方式相同，所以在此不再作贅述。

實施例七

圖10所示的是本實用新型空調機組的第七種實施方式，所述空調機組為制冷機組，其與圖4所示的第一種實施方式的唯一不同點在於：所述壓縮機的數量為兩個以上，風冷式蒸發器的數量為兩個以上，所述第一送風機的數量為兩個以上；所述第一送風機與風冷式蒸發器的數量一一對應；在本實施例中，為了簡化結構，優選所述壓縮機、風冷式蒸發器和第一送風機的數量分別為兩個。

本實施例所述的制冷機組的組成部件包括2個壓縮機，2個風冷式蒸發器，2個第一送風機，1個蒸髮式冷凝器，2個節流裝置。

並且這些組成部件之間的連接關係具體如下：

其中一個壓縮機的排氣口14a通過蒸髮式冷凝管10b連接所述蒸髮式冷凝器的換熱片上的其中一個換熱流道進口，與之相應的換熱流道出口通過蒸髮式冷凝器液體管10d連接其中一個所述節流裝置15、之後依次連接其中一個風冷式蒸發器16以及所述第一壓縮機吸氣口14b；另一個壓縮機的排氣口24a通過蒸髮式冷凝器氣體管10a連接所述蒸髮式冷凝器的換熱片上的另外一個換熱流道進口，與之相應的換熱流道出口通過蒸髮式冷凝器液體管10c連接另一個節流裝置25，之後依次連接另一個風冷式蒸發器26以及所述壓縮機的吸氣口24b。

同時，本實施例的空調機組的工作原理跟所述空調機組的第一種實施方式相同，所以在此不再作贅述。

上述實施方式僅為本實用新型的優選實施方式，不能以此來限定本實用新型保護的範圍，本領域的技術人員在本實用新型的基礎上所做的任何非實質性的變化及替換均屬於本實用新型所要求保護的範圍。