专利名称：空气循环式节能空调器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种空调器，特别是一种空气循环式节能空调器。
现有家用空调系统中，以氟里昂为工质的空调器发展最为完善，故使用最普遍，但其存在以下不足之处氟里昂污染环境，破坏大气臭氧层，给大自然及人类、生物带来极大危害；增加温室效应，破坏生态平衡。国际上对限制和禁止使用氟里昂物质，制定了“赫尔辛基宣言”和“蒙特利尔议定书”，并规定到2000年以前全部禁止使用氟里昂物质，以氟里昂为工质的空调器将很快就会被淘汰。且此类空调器能耗高，制冷系数较低，一般收入的家庭能买得起，但用不起，电费开支太大。为了节能，国家已明文规定严格限制这类空调器的使用和生产。半导体制冷、燃气制冷等其他空调系统，也由于能耗大而得不到普遍推广。
本发明的目的在于避免上述现有技术的不足之处而提供一种采用以水降温，以空气为工质制冷，且高效节能、结构新颖独特的空气循环式节能空调器。
本发明的目的可以通过以下措施来达到本发明包括压缩机、冬夏转换开关、高速风机、远红外加热器、排风扇、排气管、电器控温线路、面板、壳体，其特征在于还有分水滤气器、回冷热交换器、气旋式冷热分离器、降温净化箱、蒸发板、喷水管、隔板、高压冷(热)气流辐射器、混合去湿腔、回水管、离心水泵、管道、循环风进风管，压缩机通过回冷热交换器与气旋式冷热分离器相接，气旋式冷热分离器的输出口通过冬夏转换开关与混合去湿腔内的高压冷(热)气流辐射器相通，混合去湿腔通过分水滤气器与回冷热交换器的其中一端相通，回冷热交换器的另一端接回压缩机，降温净化箱蒸发板浸在水内，并由隔板分隔为多组，降温净化箱内的进水管与离心水泵出口相连，降温净化箱下端的回水管接离心水泵15的入水口，喷水管与离心水泵相接，高速风机的风轮装在降温净化箱内。
本发明的目的还可以通过以下措施来达到降温净化箱内的蒸发板被两块隔板分隔为三组，每组包括有块蒸发板，降温净化箱内还设置有两路循环风进风管。电器控温线路里直接控制电气线路部分中开关K3的O触点通过继电器J1的常开触点J1－1、继电器J2的常闭触点J2－1与压缩机及排风扇相接，K3的2、3、4触点与K4的O、O′、O″触点相接，K4的2′、4′触点分别通过J3的常闭触点J3－1、J4的常闭触点J4－1与J1的线圈相接，K4的2″、3″触点通过J3的常闭触点J3－3与离心水泵的电机相接，K4的4″、5″触点通过J4的常闭触点J4－3与远红外加热器相接，K4的2、3、4、5、6触点通过相互并联的常闭触点J3－2、J4－2与K3的O′触点相接。电器控温线路里温度自动控制线路部分中热敏电阻Rt25及Rt15分别和运算放大器F2的5脚，F4的11脚相接，Rt30、Rt20分别与运算放大器F1的1脚、F3的7脚相接，F2、F3的输出9、12脚分别和与非门Q2的输入5端、Q3的输入7端相接，Q2、Q3的输出6、9端分别通过反相器P1、P2与继电器J3、J4的线圈相接。
本发明采用了来源充足、无污染、成本很低的空气和水作为制冷工质。即在0.2～0.3MPa压力状态下的空气，经气旋式冷热分离器(已获中国专利，专利号89212392.3)冷热分离后，在结构内循环制冷，称高压循环系统。气旋式冷热分离器是本空调器的一个重要组成部分，其详细工作原理可参照原专利说明书。在低压下的雾状水，将室内空气及室外补充空气反复吸收在降温箱内降温净化形成低压循环系统。高低压两个系统的低温气体混合后进入空调间，在低能耗(小于450瓦)及很短的时间内达到空调要求。
图1为本发明的工作原理图；图2为低压循环系统的结构(正视)示意图；图3为低压循环系统的结构(局部剖视)示意图；图4为本发明的外形结构示意图；图5为直接控制电气线路部分的电原理图；图6为温度自动控制线路部分的电原理图。
本发明下面将结合附图(实施例)作进一步详述参照
图1～图3，本发明中的高压空气循环制冷系统由低噪声压缩机1、分水滤气器2、回冷热交换器3、气旋式冷热分离器4、冬转换开关5等部件组成；其功能是利用空气高压分离制冷(热)及去湿。其中压缩机1、分水滤气器2、回冷热交换器3、冬夏转换开关5等部件均可在市场上购到。低压空气循环降温系统由降温净化箱6、三组蒸发板7、喷水管8、两块导流隔板9、低噪声高速风机10、两个循环风进风管19等组成；其功能是降温、加热、去湿加湿、产生负离子、除尘去污，进行空气净化。高、低压空气混合去湿装置由远红外加热器11、高压冷(热)气流辐射器12、混合去湿腔13、回水管14等组成；其功能是夏天混合冷气，冬天混合热气，去湿增湿。高压水循环系统由离心水泵15、管道16等组成，其功能是喷淋降温，除尘去污，洁净空气。排热系统由排风扇17、排气管18等组成。其功能是夏天排热气，冬天排冷气，增加新风量。
实际工作时，如在夏季需冷调，则总电源接通后，高压气体和低压水、常压气体两个循环系统同时开始工作。
高压气体系统压缩机1提供的0.2～0.3MPa具有环境温度或高于环境温度的气体，经回冷热交换器3冷却后进入新型气旋式冷热分离器4(可将32℃的环境温度降到17℃～12℃，最低可降到10℃，温差在15～20℃以上)。分离出来的冷气流，通过冬夏转换开关5送入混合去湿腔13内的高压冷(热)气流辐射器12，使辐射器12的表面温度降到露点以下。同时冷气流与与低压降温后的气流混合后由排风扇17排到空调间(辐射器12对降温后的气流仍起降温作用)。
回冷热交换器的工作流程是由混合去湿腔13内的冷气体经分水滤气器2进行水气分离后进入回冷热交换器3的一端，经另一端进入压缩机1，提供了压缩机气源，完成高压气体的冷却(可使高压气体降低2℃左右，使进入压缩机的气体低于环境温度)。经分水滤气器2分离出来的微量水进入水循环系统。
混合去湿腔13完成气体去湿后，产生的微量水进入水循环系统，微量水经回水管14、管道16进入水循环系统。从而完成了高压系统的循环制冷。
低压循环降温净化系统高速风机10开始工作时，水的循环系统也同时工作。高速风机10抽吸气体时，其置于降温净化箱6内的风轮21高速转动，降温净化箱6内形成负压，经循环风进风管19吸取了大量的室内空气和需补充的室外空气进入箱内，箱内的高压喷水管8上的喷嘴将由离心水泵15循环上到喷水管8内的水喷成雾状，形成瀑布效应，产生负离子。同时将进入箱内的气体进行降温除尘去杂质后排入室内。
箱内的蒸发板7浸在水内，水在大负压下蒸发降温。降温净化箱6的进水管连离心水泵15的出口，箱下端的回水管连泵的入水口，箱内的水流入离心水泵15(水泵可在市场上买到，功率为12M，扬程2M)内，再泵入高压喷水管8，连续不断地循环往复将室内气体降温净化，从而使空调间在很短时间内达到冷调要求。离心水泵15放在降温净化箱6外。
由冬夏转和开关5排出的热气流进入热气排放管路18，由排风扇17排放到室外。
如在冬季需暖调，开机前将降温净化箱内的水放出，放到蒸发板7浸到处，切断离心水泵15电源，并将冬夏转换开关5扭到冬位。
总电源接通后，高压循环系统开始工作。0.2～0.3MPa的高压气体进入回冷热交换器3，回冷热交换器3不再起降温冷却作用。压缩机1供气由排气管路供应冷气流，以保证冷热分离器的工作效果。由回冷热交换器3出来的气体进入气旋式冷热分离器4(分离出的热气流温度可达40℃，温差20～25℃)。分离出的热气流进入高压冷(热)气流辐射器12，气流与低压气流混合，同时将辐射器12加热到热气流温度。
与此同时低压循环系统也在工作。高速风机10工作后，大量的室内气体在负压状态下进入降温净化箱6内净化后(无瀑布现象，故气体不再降温)，进入混合去湿腔13，与高压热气流混合后吹向远红外加热器11(为提高热气流温度，增加一个200M加热管，将混和气流加热到30℃左右)，加热后的空气进入空调间，完成了冬季热调的要求。
由冬夏转换开关5排出的冷气，在10M排风扇17不工作状态下，排到室外。
参照图4，空调器的各个部件都装在壳体23内，面板上22上装有温度自动／直接控制开关K2、冷／热／风转换开关K4、风量调节开关K3、电源开关K1。
参照图5，在温度自控线路不工作时，温度直控线路的工作如下当K1断开，或K3、K4有一个打向“OFF”点时，则远红外加热器11及空调器内的所有电机均停止工作，断电关机。当k1、k3(K3的1与2触点、1′与2′触点接通)接通电源、k4指向冷〈1〉时，即K4中的1与2触点、1′与2′触点，1″与2″触点相接，则压缩机1、离心水泵15、高速风机10、排风扇17均被接通而开始工作，制冷量达到最大；此时可根据需要调节风量旋钮开关K3，当K3的1触点分别和2、3、4触点相接，1′触点分别和2′、3′、4′触点相接时，分别与高速风机10的三根调速线相接，因此通过K3可调节风量。当K4指向冷〈2〉时，即K4的1与3触点、1′与3′触点、1″与3″触点分别相接，压缩机的电源切断，即高压循环系统不工作，而离心水泵15与风机10保持接通工作，即低压循环系统工作，制冷量较冷〈1〉小些。当K4指向“风”挡住时，即K4的1与6触点、1′与6′触点、1″与6″触点分别相接，压缩机、泵、远红外加热器、排风扇的电源均断开，只有风机10电源接通工作，此时循环空气经过降温净化箱6进行净化后吹入空调间，比室内空气可以低1℃左右。
当冬季需要热调时，放掉降温净化箱6内的水，冬季转和开关5换向，在K1、K3接通电源情况下，K4指向热〈1〉时，即K4的1与4触点、1′与4′触点、1″与4″触点分别相接，压缩机1、远红外加热器11、高速风机10同时工作，空调器达到最大制热量，根据需要调节K3可得到三种不同风速。当K4指向热〈2〉时，即K4的1与5触点、1′与5′触点、1″与5″触点分别相接，压缩机电源切断，高压循环系统停止工作，只有低循环系统工作，即远红外加热器11、高速风机10工作，温度比热〈1〉稍低些。
参照图6，当K2接通，即温度自动控制线路接通，则夏天冷调时，温度自动控制由继电器J3的开合来控制，冬天热调时，由继电器J4的开、合来控制。
夏天冷调时，K4指向冷〈1〉或冷〈2〉，Rt25为热敏电阻Rt在25℃时的电阻值，Rt30为Rt在30℃时的电阻值，当室内温度高于30℃时，VA＞VA1，VA2＞VA，F1的3脚输出低电平，F2的6脚输出高电平，故Q2的6脚输出低电平，继电器J3的线圈不导通，其常闭触点J3－1、J3－2、J3－3闭合，机器开始冷调。当室内温度下降到30℃以下、25℃以上时(或相等)，VA1＞VA、VA2＞VA，所以F1的3脚、F2是6脚均为高电平。Q2的输出6脚仍为低电平，故空调器连续在范围内工作。当室内温度降到25℃以下时，VA1＞VA、VA＞VA2，所以F1的输出3脚为高电位，F2的输出6脚为低电位，Q2的输出6脚为高电位，继电器J3的线圈通电，其常闭触点全部断开，压缩机、离心水泵、高速风机、排风扇均停止工作。当室内温度又回升到25℃以上、30℃以下时，VA1＞VA、VA2＞VA，所以F1的输出3脚及F2的输出6脚均为高电平，Q2的输出6脚保持不变，J3的触点继续断开，空调器停止工作。只有当室内温度上升到30℃以上时，空调器开始工作，周而复始。
冬天热调时，K4指向热〈1〉或热〈2〉位置；Rt15为热敏电阻Rt在15℃时的电阻值，Rt20为Rt在20℃时的电阻值，其热调的电路自动控制原理与夏天冷调的原理一样。
本发明相比现有技术具有如下优点1.取缔氟里昂，以水降温，以空气为工质制冷，有益于人身健康，有益于世界环境保护。
2.结构新颖、独特。本空调器的高压气体制冷系统与内循环气体和水低常压降温净化的外循环系统巧妙地结合起来，形成一个新颖独特的工艺结构。
3.高度节能，消耗单位轴功率的制冷量可达3750kcal／kw.h，制冷系数可达4以上。仅是目前空调器的耗能量的2／3，可节能20～30％，一般家庭可以买得起用得起。同时不受电业部门的控制。
4.可一机多用，即可冷调，热调；同时可以停止高压系统，加湿降温(可降2～3℃)当作凉风扇使用。并具有空气净化产生负氧离子作用。微风习习，不使人感到窒息，不会伤风感冒。气体新鲜，有益身心健康。
5.结构简单，造价低，还具有自动控制的特点。
权利要求1.一种空气循环式节能空调器，包括压缩机(1)、冬夏转换开关(5)、高速风机(10)、远红外加热器(11)、排风扇(17)、排气管(18)、电器控温线路(20)、面板(22)、壳体(23)，其特征在于还有分水滤气器(2)、回冷热交换器(3)、气旋式冷热分离器(4)、降温净化箱(6)、蒸发板(7)、喷水管(8)、隔板(9)、高压冷(热)气流辐射器(12)、混合去湿腔(13)、回水管(14)、离心水泵(15)、管道(16)、循环风进风管(19)，压缩机(1)通过回冷热交换器(3)与气旋式冷热分离器(4)相接，气旋式冷热分离器(4)的输出口通过冬夏转换开关(5)与混合去湿腔(13)内的高压冷(热)气流辐射器(12)相通，混合去湿腔(13)通过分水滤气器(2)与回冷热交换器(3)的其中一端相通，回冷热交换器(3)的另一端接回压缩机(1)，降温净化箱(6)的蒸发板(7)浸在水内，并由隔板(9)分隔为多组，降温净化箱(6)内的进水管与离心水泵(15)出口相连，降温净化箱(6)下端的回水管(14)接离心水泵(15)的入水口，喷水管(8)与离心水泵(15)相接，高速风机(10)的风轮(21)装在降温净化箱(6)内。
2.根据权利要求1所述的空调器，其特征在于降温净化箱(6)内的蒸发板(7)被两块隔板(9)分隔为三组，每组包括有(5)块蒸发板(7)，降温净化箱(6)内还设置有两路循环风进风管(19)。
3.根据权利要求1所述的空调器，其特征在于电器控温线路(20)里直接控制电气线路部分中开关K3的O触点通过继电器J1的常开触点J1－1、继电器J2的常闭触点J2－1与压缩机(1)及排风扇(17)相接，K3的(2)、(3)、(4)触点与K4的O、O′、O″触点相接，K4的(2)′、(4)′触点分别通过J3的常闭触点J3－1、J4的常闭触点J4－1与J1的线圈相接，K4的(2)″、(3)″触点通过J3的常闭触点J3－3与离心水泵(15)的电机相接，K4的(4)″、(5)″触点通过J4的常闭触点J4－3与远红外加热器(11)相接，K4的(2)、(3)、(4)、(5)、(6)触点通过相互并联的常闭触点J3－2、J4－2与K3的O′触点相接。
4.根据权利要求1所述的空调器，其特征在于电器控温线路(20)里温度自动控制线路部分中热敏电阻Rt25及Rt15分别和运算放大器F2的(5)脚、F4的(11)脚相接，Rt30、Rt20分别与运算放大器F1的(1)脚、F3的(7)脚相接，F2、F3的输出(9)、(12)脚分别和与非门Q2的输入(5)端、Q3的输入(7)端相接，Q2、Q3的输出(6)、(9)端分别通过反相器P1、P2与继电器J3、J4的线圈相接。
专利摘要一种空气循环式节能空调器，它包括高压空气循环制冷系统、低压空气循环降温系统、高、低压空气混合去湿装置、高压水循环系统、排热系统等。本空调器中的压缩机通过回冷热变换器与气旋式冷热分离器相接，气旋式冷热分离器的输出口通过冬夏转换开关与混合去湿腔内的高压冷(热)交流辐射器相通。本空调器把高压气体制冷系统与内循环气体和水低常压降温净化的外循环系统巧妙地结合起来，形成一个新颖的工艺结构。
文档编号F24F11/02GK2140035SQ92201778
公开日1993年8月11日 申请日期1992年1月25日 优先权日1992年1月25日
发明者刘加才, 文崇 申请人:东莞市太平无线电二厂