具有一体式多蒸发温度结构的单元式空气调节机的制作方法

本发明涉及一种具有一体式多蒸发温度结构的单元式空气调节机。属于暖通空调技术领域。

背景技术：

建筑物中，空调系统能耗可占建筑总能耗的40％～50％，而在采用单元式空气调节机的空调系统中，由于单元式空气调节机兼做制冷主机和空调末端，既有压缩机提供制冷量，又有风机输送冷量，为该类空调系统的主要设备，其能耗可占空调系统能耗的80％以上，因此单元式空调调节机的节能运行关乎整个空调系统的节能率。

由于制冷系统的制冷性能系数COP与蒸发器的蒸发温度成正比，因此蒸发温度越高，则制冷COP越高。

现有技术中，单元式空气调节机，根据制冷量大小，一般带有1-4个不等的压缩机，具有四条制环路，并且各制冷环路的蒸发温度均相等，为保证较低的出风温度，蒸发器温度也需保持较低值。从而限制了制冷系统的制冷性能系数COP的提升，存在制冷性能系数COP低的缺陷。

因此，为提高空调制冷性能系数COP，本发明从能源梯级利用角度，提出一种配置一体式多蒸发温度蒸发器的高效单元式空气调节机。

技术实现要素：

本发明的目的，是为解决现有技术单元式空气调节机存在制冷性能系数COP低的问题，提供一种具有一体式多蒸发温度蒸发器的单元式空气调节机。本发明具有可获得更高的平均蒸发温度、使单元式空气调节机高效节能运行和制冷性能系数COP高的特点。

本发明的目的可以通过采用如下技术方案达到：

具有一体式多蒸发温度蒸发器的单元式空气调节机，包括箱体，在箱体中设有蒸发器、多台压缩机和多个冷凝器，其结构特点在于：所述蒸发器为一体式多蒸发温度结构蒸发器，具有多个冷媒输入端、多个冷媒输出端和多组独立式蒸发管路，所述蒸发管路各通过冷媒输出端连接一台压缩机的冷媒输入端，压缩机的冷媒输出端依次通过冷凝器、节流装置连接蒸发管路的冷媒输入端，形成多个独立式制冷环路；各制冷环路可通过设定不同的蒸发温度，形成多蒸发温度的独立式制冷环路结构；箱体中设有进风口和送风口，进风连通蒸发器的进风端，蒸发器的出风端通过风机连通送风口或直接连通送风口，形成经过多个独立制冷环路的冷风通道，从而形成具有多个蒸发温度结构的单元式空气调节机。

本发明的目的还可以通过采用如下技术方案达到：

进一步地，箱体从下往上依次设置为压缩机及冷凝器段、蒸发器段、风机段和出风段，蒸发器段的侧壁设有进风口，出风段中设有送风口，蒸发器段、风机段和出风段依次连通，在风机段中设有风机；所述多台压缩机和多个冷凝器设置在压缩机段中，所述蒸发器设置在蒸发器段中，蒸发器的进风端连进风口、出风端依次通过风机段、出风段连通送风口，形成空气调节通道。

进一步地，蒸发器在蒸发器段中倾斜放置，以增大进风口的进风与蒸发器管路结构的接触面。

进一步地，在箱体中设有蒸发器、二台压缩机和二个冷凝器，压缩机之一为低温压缩机，压缩机之二为高温压缩机；低温压缩机的冷媒输出端依次通过冷凝器之一、节流装置之一连接蒸发器的冷媒进口之一，蒸发器的冷媒出口之一连接低温压缩机的冷媒输入端，形成低温制冷环路；高温压缩机的冷媒输出端依次通过冷凝器之二、节流装置之二连接蒸发器的冷媒进口之二，蒸发器的冷媒出口之二连接高温压缩机的冷媒输入端，形成高温制冷环路；即在箱体中形成高、低蒸发温度的二条制冷环路。

进一步地，在箱体中设有蒸发器、三台压缩机和三个冷凝器，压缩机之一为低温压缩机，压缩机之二为中温压缩机，压缩机之三为高温压缩机；低温压缩机的冷媒输出端依次通过冷凝器之一、节流装置之一连接蒸发器的冷媒进口之一，蒸发器的冷媒出口之一连接低温压缩机的冷媒输入端，形成低温制冷环路；中温压缩机的冷媒输出端依次通过冷凝器之二、节流装置之二连接蒸发器的冷媒进口之二，蒸发器的冷媒出口之二连接中温压缩机的冷媒输入端，形成中温制冷环路；高温压缩机的冷媒输出端依次通过冷凝器之三、节流装置之四连接蒸发器的冷媒进口之三，蒸发器的冷媒出口之三连接高温压缩机的冷媒输入端，形成高温制冷环路；即在箱体中形成高、中、低蒸发温度的三条制冷环路。

进一步地，同样道理，即在箱体中形成高、次高、中、低四条及四条以上制冷环路，形成多条具有不同蒸发温度结构的制冷环路。

进一步地，所述蒸发器为一体式多蒸发温度的直接膨胀式蒸发器，包括壳体及设置在壳体中的散热翅片和蒸发管结构，散热翅片设置在蒸发管结构的表面，蒸发管结构包括多组冷媒蒸发进/出管结构，全部内置在壳体的内腔；各组排冷媒蒸发进/出管结构相互独立，各具有冷媒输入端和冷媒输出端，各组冷媒蒸发进/出管结构的冷媒输入端通过节流装置连接不同的冷媒输入端、冷媒输出端连接不同压缩机的冷媒输入端，形成多个相互独立的制冷环路；通过不同的冷媒输入端输入具有不同温度的冷媒，形成在单个壳体内具多个蒸发温度的梯级式蒸发管路结构；设置在蒸发管结构表面的翅片为连续不间断的整体结构，构成易清洗和低风阻结构。

进一步地，蒸发管结构包括三组冷媒蒸发进/出管结构，第一组冷媒蒸发进/出管结构由第一排冷媒蒸发进/出管1a构成，第二组冷媒蒸发进/出管结构由第二至第三排冷媒蒸发进/出管1b-1c构成，第三组冷媒蒸发进/出管结构由第四至第六排冷媒蒸发进/出管1d-1f构成；第一组冷媒蒸发进/出管结构中，外接冷凝器的冷媒输出端通过冷媒管连通节流装置的输入端，节流装置的输出端连接冷媒分液器的输入端，冷媒分液器的若干个输出端各通过一条分液管后连通第一排冷媒蒸发进/出管1a中的蒸发器冷媒进管，形成二回程吸热结构；蒸发器冷媒进管的输出端连通蒸发器冷媒出管的输入端，若干条蒸发器冷媒出管的输出端分别连通冷媒汇气管的输入端，冷媒汇气管的输出端通过冷媒循环管外接压缩机的冷媒输入端，由第一排冷媒蒸发进/出管1a构成该制冷循环中的蒸发器之一；同样道理，第二组冷媒蒸发进/出管结构中，第二至第三排冷媒蒸发进/出管1b-1c构成该制冷循环中的蒸发器之二；第三组冷媒蒸发进/出管结构中，冷媒蒸发进/出管结构由第四至第六排冷媒蒸发进/出管1d-1f构成该制冷循环中的蒸发器之三。

进一步地，外接冷媒经过冷媒循环管进入节流装置的输入端，节流装置的输出端连接冷媒分液器的输入端，冷媒分液器的输出端通过若干条分液管分别连通同组冷媒蒸发进/出管组中的蒸发器冷媒进管，同组冷媒蒸发进/出管组中的若干条冷媒输出管通过冷媒汇集管连通冷媒循环管，通过冷媒循环管连接压缩机的冷媒管输入端；不同冷媒蒸发进/出管组的蒸发器冷媒进管、若干条冷媒输出管数量不相同，或输入的冷媒媒不相同，形成多个蒸发温度的梯级式蒸发管路结构。

进一步地，蒸发器的翅片为连续不间断结构，以有利于清洗和降低风系统阻力。

发明具有的优点及有益效果

1、本发明由于所述蒸发器为一体式多蒸发温度结构蒸发器，具有多个冷媒输入端、多个冷媒输出端和多条独立式蒸发管路，所述蒸发管路各通过冷媒输出端连接一台压缩机的冷媒输入端，压缩机的冷媒输出端依次通过冷凝器、节流装置连接蒸发管路的冷媒输入端，形成多条独立式制冷环路；各制冷环路通过接入不同温度的冷媒，形成多蒸发温度的独立式制冷环路结构；因此能够解决现有技术单元式空气调节机存在制冷性能系数COP低的问题，具有可获得更高的平均蒸发温度、使单元式空气调节机高效节能运行和制冷性能系数COP高等突出的有益效果。

2、本发明可采用多机头单元式空气调节机，各压缩机对应的制冷环路为独立环路设计，但共用一台多蒸发温度的蒸发器，根据能源梯级利用原则，通过从高到低依次设定各制冷环路不同的蒸发温度，待处理的空气则从高蒸发温度段流入，从低蒸发温度段流出，完成空气的冷却处理。蒸发温度设定原则为结合各压缩机制冷量、蒸发器换热管排数、待处理空气处理要求等因素，尽量保持单元式空气调节机整体的制冷效率最高，与常规机组相比，可以获得更高的平均蒸发温度，从而使得单元式空气调节机整体的制冷效率更高。

附图说明

图1是本发明具体实施例1的结构示意图。

图2是本发明具体实施例1的原理框图。

图3是本发明具体实施例1的蒸发器的外部结构示意图。

图4是本发明具体实施例1的蒸发器的局部结构示意图。

图5是本发明具体实施例2的结构示意图。

图6是本发明具体实施例2的原理框图。

具体实施方式

具体实施例1：

参照图1和图2，本实施例包括箱体30，在箱体30中设有蒸发器4、多台压缩机和多个冷凝器，所述蒸发器4为一体式多蒸发温度结构蒸发器，具有多个冷媒输入端、多个冷媒输出端和多条独立式蒸发管路，所述蒸发管路各通过冷媒输出端连接一台压缩机的冷媒输入端，压缩机的冷媒输出端依次通过冷凝器、节流装置连接蒸发管路的冷媒输入端，形成多条独立式制冷环路；各制冷环路通过接入不同温度的冷媒，形成多蒸发温度的独立式制冷环路结构；箱体30中设有进风口15和送风口17，进风15连通蒸发器4的进风端，蒸发器4的出风端通过风机16连通送风口17或直接连通送风口17，形成经过多个独立制冷环路的冷风通道，从而形成具有多个蒸发温度结构的单元式空气调节机。

本实施例中：

箱体30从下往上依次设置为压缩机段30-1、蒸发器段30-2、风机段30-3和出风段30-4，蒸发器段30-2的侧壁设有进风口15，出风段30-4中设有送风口17，蒸发器段30-2、风机段30-3和出风段30-4的人连通，在风机段30-3中设有风机16；所述多台压缩机和多个冷凝器设置在压缩机段30-1中，所述蒸发器4设置在蒸发器段30-2中，蒸发器4的进风端13连进风口15、出风端14依次通过风机段30-3、出风段30-4连通送风口17，形成空气调节通道。

蒸发器4在蒸发器段30-2中倾斜放置，以增大进风口15的进风与蒸发器4管路结构的接触面。

在箱体30中设有蒸发器4、二台压缩机和二个冷凝器，压缩机之一1为低温压缩机，压缩机之二10为高温压缩机；低温压缩机的冷媒输出端依次通过冷凝器之一、节流装置之一连接蒸发器4的冷媒进口之一7，蒸发器4的冷媒出口之一8连接低温压缩机的冷媒输入端，形成低温制冷环路；高温压缩机的冷媒输出端依次通过冷凝器之二、节流装置之二连接蒸发器4的冷媒进口之二11，蒸发器4的冷媒出口之二12连接高温压缩机的冷媒输入端，形成高温制冷环路；即在箱体30中形成高、低二条制冷环路。

本实施例包括：与低蒸发温度制冷环路对应的压缩机1，冷凝器2，节流装置3，带2个蒸发温度的蒸发器4，冷却水进水端5，冷却水出水端6，蒸发器低蒸发温度段冷媒进口7，蒸发器低蒸发温度段冷媒出口8，冷媒管9，与高温蒸发温度制冷环路对应的压缩机10，蒸发器高蒸发温度段冷媒进口11，蒸发器高蒸发温度段冷媒出口12，被处理空气进风口13，被处理空气出风口14。单元式空气调节机进风口15，风机段30-3，风机16(可1个或多个)，送风口17(可根据需要调整位置)，出风段30-4，冷凝水接口18。

图2中左右两侧为单元式空气调节机的独立制冷环路，蒸发器为两个制冷环路共用，但内部冷媒管为独立布置。

高蒸发温度制冷冷媒环路：高蒸发温度制冷环路对应的压缩机10将冷媒压缩后，冷媒进入冷凝器2，经过冷凝器2冷凝放热后进入节流装置3，经节流后从蒸发器高蒸发温度段冷媒进口11进入蒸发器内高蒸发温度段，冷媒经吸热蒸发后从蒸发器高蒸发温度段冷媒出口12流出，由压缩机10吸入至压缩机，完成制冷冷媒环路。

低蒸发温度制冷冷媒环路：低蒸发温度制冷环路对应的压缩机1将冷媒压缩后，冷媒进入冷凝器2，经过冷凝器2冷凝放热后进入节流装置3，经节流后从蒸发器低蒸发温度段冷媒进口7进入蒸发器内低蒸发温度段，冷媒经吸热蒸发后从蒸发器低蒸发温度段冷媒出口8流出，由压缩机1吸入至压缩机，完成制冷冷媒环路。

空气处理环路：被处理的空气从进风口13进入蒸发器高蒸发温度段，然后依次串联流经蒸发器的低蒸发温度段，经过冷却后由出口14排出，并从送风口18送出，完成空气调节过程。

本实施例的空气处理过程可根据实际处理过程，设定蒸发器2个不同的蒸发温度，如10℃和13℃，可以获得比一般设置相同蒸发温度(10℃)的机组更高的平均蒸发温度，从而获得更高的制冷效率，且由于所配蒸发器的翅片为连续不间断的，有利于清洗和降低风系统阻力。

参照图3和图4，所述蒸发器4为一体式多蒸发温度的直接膨胀式蒸发器，包括壳体4-0及设置在壳体4-0中的散热翅片4-3和蒸发管结构4-2，散热翅片4-3设置在蒸发管结构4-2的表面，蒸发管结构4-2包括多组冷媒蒸发进/出管结构，全部内置在壳体4-0的内腔；各组排冷媒蒸发进/出管结构相互独立，各具有冷媒输入端和冷媒输出端，各组冷媒蒸发进/出管结构的冷媒输入端通过节流装置4-8连接不同的冷媒输入端、冷媒输出端连接不同压缩机的冷媒输入端，形成多个相互独立的制冷环路；通过不同的冷媒输入端输入具有不同温度的冷媒，形成在单个壳体内具多个蒸发温度的梯级式蒸发管路结构；设置在蒸发管结构4-2表面的翅片4-3为连续不间断的整体结构，构成易清洗和低风阻结构。

蒸发管结构4-2包括三组冷媒蒸发进/出管结构，第一组冷媒蒸发进/出管结构由第一排冷媒蒸发进/出管1a构成，第二组冷媒蒸发进/出管结构由第二至第三排冷媒蒸发进/出管1b-1c构成，第三组冷媒蒸发进/出管结构由第四至第六排冷媒蒸发进/出管1d-1f构成；第一组冷媒蒸发进/出管结构中，外接冷凝器的冷媒输出端通过冷媒管4-9连通节流装置4-8的输入端，节流装置4-8的输出端连接冷媒分液器4-6的输入端，冷媒分液器4-6的若干个输出端各通过一条分液管4-15后连通第一排冷媒蒸发进/出管1a中的蒸发器冷媒进管4-16，形成二回程吸热结构；蒸发器冷媒进管4-16的输出端连通蒸发器冷媒出管4-17的输入端，若干条蒸发器冷媒出管4-17的输出端分别连通冷媒汇气管4-7的输入端，冷媒汇气管4-7的输出端通过冷媒循环管4-18外接压缩机的冷媒输入端4-12，由第一排冷媒蒸发进/出管1a构成该制冷循环中的蒸发器之一；同样道理，第二组冷媒蒸发进/出管结构中，第二至第三排冷媒蒸发进/出管1b-1c构成该制冷循环中的蒸发器之二；第三组冷媒蒸发进/出管结构中，冷媒蒸发进/出管结构由第四至第六排冷媒蒸发进/出管1d-1f构成该制冷循环中的蒸发器之三。

外接冷媒经过冷媒循环管进入节流装置4-8的输入端，节流装置4-8的输出端连接冷媒分液器4-6的输入端，冷媒分液器4-6的输出端通过若干条分液管4-15分别连通同组冷媒蒸发进/出管组中的蒸发器冷媒进管4-16，同组冷媒蒸发进/出管组中的若干条冷媒输出管4-17通过冷媒汇集管4-7连通冷媒循环管4-18，通过冷媒循环管4-18连接压缩机的冷媒管4-12输入端；不同冷媒蒸发进/出管组的蒸发器冷媒进管4-16、若干条冷媒输出管4-17数量不相同，或输入的冷媒媒不相同，形成多个蒸发温度的梯级式蒸发管路结构。蒸发器4的翅片为连续不间断结构，以有利于清洗和降低风系统阻力。

具体实施例2：

参照图5和图6，本实施例2的特点是：在箱体30中设有蒸发器4、三台压缩机和三个冷凝器，压缩机之一为低温压缩机，压缩机之二为中温压缩机，压缩机之三为高温压缩机；低温压缩机的冷媒输出端依次通过冷凝器之一、节流装置之一连接蒸发器4的冷媒进口之一，蒸发器4的冷媒出口之一连接低温压缩机的冷媒输入端，形成低温制冷环路；中温压缩机的冷媒输出端依次通过冷凝器之二、节流装置之二连接蒸发器4的冷媒进口之二，蒸发器4的冷媒出口之二连接中温压缩机的冷媒输入端，形成中温制冷环路；高温压缩机的冷媒输出端依次通过冷凝器之三、节流装置之四连接蒸发器4的冷媒进口之三，蒸发器4的冷媒出口之三连接高温压缩机的冷媒输入端，形成高温制冷环路；即在箱体20中形成高、中、低三条制冷环路。

本实施例2中：

1为低蒸发温度制冷环路对应的压缩机，2为冷凝器，3为节流装置，4为带三个蒸发温度的蒸发器，5为冷却水进水，6为冷却水出水，7为蒸发器低蒸发温度段冷媒进口，8为蒸发器低蒸发温度段冷媒出口，9为冷媒管，10为中温蒸发温度制冷环路对应的压缩机，11为蒸发器中蒸发温度段冷媒进口，12为蒸发器中蒸发温度段冷媒出口，13为被处理空气进风口，14为被处理空气出风口。15为单元式空气调节机进风口，30-3为风机段，16为风机(可1个或多个)，17为送风口(可根据需要调整位置)，30-4为出风段，20为冷凝水接口，21为高蒸发温度制冷环路对应的压缩机，22为为蒸发器高蒸发温度段冷媒进口，23为蒸发器高蒸发温度段冷媒出口。

图6中左、中、右为单元式空气调节机的独立制冷环路，蒸发器为三个制冷环路共用，但内部冷媒管为独立布置。

高蒸发温度制冷冷媒环路：高蒸发温度制冷环路对应的压缩机21将冷媒压缩后，冷媒进入冷凝器2，经过冷凝器2冷凝放热后进入节流装置3，经节流后从蒸发器高蒸发温度段冷媒进口22进入蒸发器内高蒸发温度段，冷媒经吸热蒸发后从蒸发器高蒸发温度段冷媒出口23流出，由压缩机21吸入至压缩机，完成制冷冷媒环路。

中蒸发温度制冷冷媒环路：中蒸发温度制冷环路对应的压缩机10将冷媒压缩后，冷媒进入冷凝器2，经过冷凝器2冷凝放热后进入节流装置3，经节流后从蒸发器中蒸发温度段冷媒进口11进入蒸发器内中蒸发温度段，冷媒经吸热蒸发后从蒸发器中蒸发温度段冷媒出口12流出，由压缩机10吸入至压缩机，完成制冷冷媒环路。

低蒸发温度制冷冷媒环路：低蒸发温度制冷环路对应的压缩机1将冷媒压缩后，冷媒进入冷凝器2，经过冷凝器2冷凝放热后进入节流装置3，经节流后从蒸发器低蒸发温度段冷媒进口7进入蒸发器内低蒸发温度段，冷媒经吸热蒸发后从蒸发器低蒸发温度段冷媒出口8流出，由压缩机1吸入至压缩机，完成制冷冷媒环路。

空气处理环路：被处理的空气从进风口13进入蒸发器高蒸发温度段，然后依次串联流经蒸发器的中、低蒸发温度段，经过冷却后由出口14排出，并从送风口18送出，完成空气调节过程。

本实施例的处理过程可根据实际处理过程，设定蒸发器3个不同的蒸发温度，如10℃、12.5℃、15℃，可以获得比一般设置相同蒸发温度(10℃)的机组更高的平均蒸发温度，从而获得更高的制冷效率，且由于所配蒸发器的翅片为连续不间断的，有利于清洗和降低风系统阻力。

具体余同具体实施例1。

其他具体实施例：

本发明其他具体实施例的特点是：在箱体30中形成高、次高、中、低四条及四条以上制冷环路，形成多条具有不同温度结构的制冷环路。其余同具体实施例1或具体实施例2。

本发明相对于一般单元式空气调节机空调系统，其直接膨胀式蒸发器处理空气的进风温度为27℃左右，出风温度为15℃左右，其蒸发温度一般设计为9℃左右用来保证出风温度，而实际上在进风处，空气温度为27℃，进风处的蒸发器蒸发温度可以适当提高，同样可以保证出风温度处于较低温度、满足使用要求，但此时蒸发器的整体蒸发温度提高可，制冷COP将更高。