专利名称：一种同步换热的多支路室内换热器的制作方法
技术领域：
本发明属于建筑环境与设备工程技术领域，涉及一种多支路室内换热器，具体来说是一种同步换热的多支路室内换热器。
背景技术：
多支路室内换热器是一种使制冷剂流体与室内空气流体发生强制换热，从而改善室内环境的一种间壁式换热器。其可作为室内加热器、室内冷却器或空气净化器用于冷却/加热或净化室内空气，为人们提供舒适的室内环境。在制冷工况下，多支路室内换热器为蒸发器，将空气的部分热量传递给制冷剂，使室内温度降低；制热工况下，多支路换热器为冷凝器，将制冷剂的部分热量传递给空气，使室内温度升高。目前室内换热器大多数没有过热设备，少数布置有过热设备，也往往由于过热设备过于复杂、制造成本较高而没有被广泛采用。此外现有技术并未实现同步换热，一般室内换热器仅适用于单冷型空调系统，对于热泵型空调系统，必须采用专门的换热器，若采用此类换热器必然会影响到膨胀阀的稳定性。发明专利CN101576297 B—种大过冷度全新风空气处理机组，没有考虑到制冷剂过热度以及过冷度控制的问题。其室内侧换热器未采取过冷设备，在制热循环中难以保证制冷剂在经历换热器后形成一定的过冷度，从而影响了膨胀阀工作的高效性以及稳定性。此外，值得注意的是压缩机进口的制冷剂过热度往往需要控制在5°C irC :过热度太低，压缩机容易形成湿压缩，影响制冷系统的稳定性和安全性；过热度太高，压缩机的排气温度太高，压缩机的输入功率增加，全新风空气处理机组的性能降低，同时其稳定性和安全性也得不到保证。所以该专利室内侧换热器未采取过热设备，在制冷循环中不能保证进入压缩机的制冷剂气体一定的过热度，这必然会影响到系统的安全性以及稳定性。中国专利“一种管内蒸发器”(专利号CN 101101177A)采用循环蒸发的方法来保证制冷剂完全汽化，提高换热效率，同时提高制冷剂气体的过热度，保证压缩机的高效稳定运行。但是在相同的换热面积下循环蒸发的方法必然会降低换热器的工作效率，在同等的工况下必将以增加换热盘管的数量以及面积的措施来满足换热的需求，提高了设备的初投资。同时该换热器涉及制冷剂气液两相分离等复杂技术，技术要求高，对于换热盘管的要求也较为苛刻，加工制造成本高。
发明内容
技术问题针对现有技术存在的缺陷，本发明提供了一种可有效增加制热过程中制冷剂的过冷度和控制制冷过程中制冷剂的过热度，提高系统的工作性能和安全性能，改善系统运行工况的同步换热的多支路室内换热器。
技术方案本发明的同步换热的多支路室内换热器，包括过冷盘管、多支路换热盘管、过热盘管和风机，过冷盘管与过热盘管分别设置在室内换热器中换热效果最好与最差的位置并与多支路换热盘管平行，过冷盘管的制冷出口与多支路换热盘管的制冷进口连接，多支路换热盘管的制冷出口与过热盘管的制冷进口连接。制冷过程中，制冷剂经室外冷凝器的冷凝作用和膨胀阀的节流作用后进入多支路室内换热器(此时为蒸发器)。在换热器中制冷剂流经过冷盘管盘管后分流进入多支路换热盘管，各支路盘管中的制冷剂与室内空气充分换热后汇流进入位于空气效果换热最差处的过热盘管，并在其中充分混合、换热。共同的过热盘管段保证了制冷剂一定的过热度，从而保证压缩机进口的制冷剂过热度在5°C irC，提高了制冷系统的稳定性和安全性。之所以过热盘管放在换热器中和空气换热效果最差的地方，目的是保证系统有一定的过热度，一般大于5°C，以保证压缩机的安全工作。但是有所控制，过热度不是越大越好，一般不要超过11°C。也就是说，制冷系统的过热度需要控制在5 irC的区间内。制热过程中，制冷剂进入多支路室内换热器(此时为冷凝器)。在换热器中制冷剂流经过热盘管盘管后分流进入多支路换热盘管，各支路盘管中的制冷剂与室内空气充分换热后汇流进入位于空气换热效果最佳处的过冷盘管，并在其中充分混合、换热。共同的过冷盘管段保证了制冷剂一定的过冷度，从而保证了膨胀阀的高效稳定。之所以过冷盘管放在换热器中和空气换热效果最好的地方，目的就是为了提高系统的过冷度，保证制冷剂的过·冷度至少大于3°C，大过冷度能确保通过膨胀阀时制冷剂无气泡存在，增强了膨胀阀工作的稳定性及可靠性。同时，过冷盘管的设置提高了室内换热器换热面积，可增强换热效果，提高制热量。有益效果本发明与现有技术相比，具有以下优点
(I)本发明室内换热器包括有过冷盘管，过冷盘管位于换热器中与空气换热效果最好的位置。制热过程中，共同的过冷盘管段大大提高了制冷剂的过冷度，能确保通过膨胀阀时制冷剂无气泡存在，增强膨胀阀工作的稳定性及可靠性，同时提高了室内换热器的换热效果，提高了制热量。(2)本发明室内换热器包括有过热盘管，过热盘管位于换热器中与空气换热效果最差的位置。制冷过程中，过热盘管的设置有效地控制了制冷剂的过热度，保证压缩机进口的制冷剂过热度在5°C 1TC，避免了压缩机进行湿压缩，使得其稳定性和安全性得以保证。(3)本发明室内换热器实现了同步换热，适用广泛，不仅可作为单冷型空调系统的室内侧换热器，还可作为热泵型空调系统的室内侧换热器。
图I是现有技术中公开的全新风空气处理机组的原理 图2是现有技术中公开的管内蒸发器的原理 图3是本发明同步换热的多支路室内换热器的原理 图4是本发明的实施例一的结构 图5是本发明的实施例一的空气风速场矢量 图6是本发明的实施例二的结构 图7是本发明的实施例二的空气风速场矢量 图8是本发明的实施例三的结构 图9是本发明的实施例三的空气风速场矢量图；图10是本发明在单冷型空调系统中的工作原理 图11是本发明在热泵型空调系统中的工作原理图。图中1_过冷盘管；2_多支路换热盘管；3_过热盘管；4-风机；5-箱体；51_回风口 ；52_出风口 ；6_压缩机；7_室外侧换热器；8_膨胀阀；9-四通换向阀。
具体实施例方式下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细的说明。本发明一种同步换热的多支路室内换热器，包括过冷盘管I、多支路换热盘管2、过热盘管3和风机4，过冷盘管I与过热盘管3分别设置在室内换热器中换热效果最好与最差的位置并与多支路换热盘管2平行，过冷盘管I的制冷出口与多支路换热盘管2的制冷进口连接，多支路换热盘管2的制冷出口与过热盘管3的制冷进口连接，风机4设置在室内 换热器的出风一侧。本发明箱体5包括形成在其上的多个通风口，其中回风口 51将室内空气输送至多支路室内换热器，出风口 52将处理后的空气输送至室内，风机4设置在室内换热器的出风一侧，风机4与多支路换热盘管2的安装高度相同，水平间距不小于50mm。本发明的室内换热器中，制冷工况下制冷剂经多支路换热盘管2与空气换热后汇集进入过热盘管3中，获得一定的过热度，制热工况下制冷剂经多支路换热盘管2与空气换热后汇集进入过冷盘管I中，获取一定的过冷度。本发明中，风机4出风位置有三种上出风、下出风、平出风，与此相对应的空气风速场矢量图为上三角形、下三角形、正三角形。本发明的实施例一，即第一种类型的同步换热的多支路室外换热器。同步换热的多支路室内换热器的风机4为上出风，它的风速分布矢量图符合上三角形。换热器结构形式确定的情况下，这种特定的送风方式和风速的上三角形分布矢量图具有一一对应的关系。由上三角形风速分布矢量图可见，换热器上部风速大，故当外部空气横掠换热器上部支路时与管内制冷剂发生强制换热效果好，于是本发明将室内换热器最上部的一个支路设置为过冷盘管I ;换热器下部风速小，故当外部空气横掠换热器下部支路时与管内制冷剂换热效果差，于是本发明将室内换热器最下部的一个支路设置为过热盘管3。在制冷过程中，制冷剂经室外冷凝器的冷凝作用和膨胀阀的节流作用后进入多支路室内换热器(此时为蒸发器)。在换热器中制冷剂流经位于换热效果最差处的过冷盘管I后分流进入多支路换热盘管2。在风机4强力空气流场作用下，各支路中的制冷剂与空气强制换热，温度上升。此后制冷剂汇集进入位于空气效果换热最差处的过热盘管3，并在其中充分混合、换热，获得一定的过热度。在制热过程中，制冷剂进入多支路室内换热器(此时为冷凝器)。在换热器中制冷剂流经位于换热效果最差处的过热盘管3后分流进入多支路换热盘管2。在风机4强力空气流场作用下，各支路中的制冷剂与空气强制换热，温度降低。此后制冷剂汇集进入位于空气效果换热最好处的过冷盘管1，并在其中充分混合、换热，获得一定的过冷度。本发明的实施例二，即第二种类型的同步换热的多支路室外换热器。同步换热的多支路室内换热器的风机4为下出风，它的风速分布矢量图符合下三角形。换热器结构形式确定的情况下，这种特定的送风方式和风速的下三角形分布矢量图具有一一对应的关系。由下三角形风速分布矢量图可见，换热器下部风速大，故当外部空气横掠换热器下部支路时与管内制冷剂发生强制换热效果好，于是本发明将室内换热器最下部的一个支路设置为过冷盘管I;换热器上部风速小，故当外部空气横掠换热器上部支路时与管内制冷剂换热效果差，于是本发明将室内换热器最上部的一个支路设置为过热盘管3。在制冷过程中，制冷剂经室外冷凝器的冷凝作用和膨胀阀的节流作用后进入多支路室内换热器(此时为蒸发器)。在换热器中制冷剂流经位于换热效果最差处的过冷盘管I后分流进入多支路换热盘管2。在风机4强力空气流场作用下，各支路中的制冷剂与空气强制换热，温度上升。此后制冷剂汇集进入位于空气效果换热最差处的过热盘管3，并在其中充分混合、换热，获得一定的过热度。在制热过程中，制冷剂进入多支路室内换热器(此时为冷凝器)。在换热器中制冷剂流经位于换热效果最差处的过热盘管3后分流进入多支路换热盘管2。在风机4强力空气流场作用下，各支路中的制冷剂与空气强制换热，温度降低。此后制冷剂汇集进入位于空气效果换热最好处的过冷盘管1，并在其中充分混合、换热，获得一定的过冷度。本发明的实施例三，即第三种类型的同步换热的多支路室外换热器。同步换热的多支路室内换热器的风机4为平出风，它的风速分布矢量图符合正三角形。换热器结构形式确定的情况下，这种特定的送风方式和风速的正三角形分布矢量图具有一一对应的关系。由正三角形风速分布矢量图可见，换热器中部风速大，故当外部空气横掠换热器中部支·路时与管内制冷剂发生强制换热效果好，于是本发明室内换热器最中间的一个支路设置为过冷盘管I ;换热器上部以及下部风速小，故当外部空气横掠换热器上部或者下部支路时与管内制冷剂换热效果差，那么在室内换热器中过热盘管3的设置上就有三种选择方式，分别是最上部的一个支路、最下部的一个支路或者最上部与最下部的两个支路同时做为过热盘管3，本实施例选择最上部的一个支路为过热盘管3。在制冷过程中，制冷剂经室外冷凝器的冷凝作用和膨胀阀的节流作用后进入多支路室内换热器(此时为蒸发器)。在换热器中制冷剂流经位于换热效果最差处的过冷盘管I后分流进入多支路换热盘管2。在风机4强力空气流场作用下，各支路中的制冷剂与空气强制换热，温度上升。此后制冷剂汇集进入位于空气效果换热最差处的过热盘管3，并在其中充分混合、换热，获得一定的过热度。在制热过程中，制冷剂进入多支路室内换热器(此时为冷凝器)。在换热器中制冷剂流经位于换热效果最差处的过热盘管3后分流进入多支路换热盘管2。在风机4强力空气流场作用下，各支路中的制冷剂与空气强制换热，温度降低。此后制冷剂汇集进入位于空气效果换热最好处的过冷盘管1，并在其中充分混合、换热，获得一定的过冷度。本发明换热器工作时，在制热过程中位于换热器中与空气换热效果最好的支路处的过冷盘管1，在风机4的强效风场下大大提高了换热器的换热效果，保证了制冷剂的过冷度。大过冷度能确保通过膨胀阀时制冷剂无气泡存在，增强膨胀阀工作的稳定性及可靠性，同时提高了室内换热器的换热效果，提高了制热量。在制冷过程中位于换热器中与空气换热效果最差的支路处的过热盘管3有效地控制了制冷剂的过热度，保证压缩机进口的制冷剂过热度在5°C irC，避免了压缩机进行湿压缩，保证了系统的稳定性和安全性。本发明可做为单冷型空调系统的室内侧换热器。当单冷型空调运行时，制冷剂经压缩机6后变为高温高压气体，进入室外侧换热器7 (为冷凝器)与空气强制换热，充分冷凝后的制冷剂液体流经膨胀阀8，经膨胀阀8的节流作用后温度进一步降低，其后制冷剂液体进入室内换热器(为蒸发器)。在换热器中制冷剂流经位于换热效果最差处的过冷盘管I后分流进入多支路换热盘管2。在风机4强力空气流场作用下，各支路中的制冷剂与空气强制换热，温度上升。此后制冷剂汇集进入位于空气效果换热最差处的过热盘管3，并在其中充分混合、换热，获得一定的过热度，保证压缩机6进口的制冷剂过热度在5°C 11°C,最后返回压缩机6，完成整个制冷过程。所有制冷剂设备通过制冷剂管道连接，制冷剂工质采用R22, R134a 或 R410A 等。本发明亦可做为热泵型空调系统的室内侧换热器。当热泵型空调做制热运行时，制冷剂经压缩机6压缩后成为高温高压气体，经四通换向阀9作用进入室内换热器(此时为冷凝器)中换热。在换热器中制冷剂气体经位于换热效果最差处的过热盘管3后分流进入多支路换热盘管2。在风机4强力空气流场作用下，各支路中的制冷剂与空气强制换热，温度下降。此后制冷剂汇集进入位于空气效果换热最好处的过冷盘管1，并在其中充分混合、换热，保证一定的过冷度。其后具有大过冷度的制冷剂经膨胀阀8来节流，进入室外侧换热 器7 (此时为蒸发器)中换热，最后返回压缩机6，完成整个制热过程。所有制冷剂设备通过制冷剂管道连接，制冷剂工质采用R22，R134a或R410A等。
权利要求
1.一种同步换热的多支路室内换热器，其特征在于，该室内换热器包括过冷盘管(I)、多支路换热盘管(2)、过热盘管(3)和风机(4)，所述的过冷盘管(I)与过热盘管(3)分别设置在室内换热器中换热效果最好与最差的位置并与多支路换热盘管(2)平行，过冷盘管(I)的制冷出口与多支路换热盘管(2)的制冷进ロ连接，多支路换热盘管(2)的制冷出口与过热盘管(3 )的制冷进ロ连接，所述风机(4 )设置在室内换热器的出风ー侧。
全文摘要
本发明公开了一种同步换热的多支路室内换热器，包括过冷盘管、多支路换热盘管、过热盘管和风机，过冷盘管与过热盘管分别设置在室内换热器中换热效果最好与最差的位置并与多支路换热盘管平行，过冷盘管的制冷出口与多支路换热盘管的制冷进口连接，多支路换热盘管的制冷出口与过热盘管的制冷进口连接。本发明的设备适用于多种类型的空调系统，可有效增强膨胀阀工作的稳定性及可靠性，避免压缩机进行湿压缩，有效提高了系统的效率和运行的安全性、可靠性。
文档编号F25B39/00GK102954626SQ20121044362
公开日2013年3月6日 申请日期2012年11月8日 优先权日2012年11月8日
发明者张忠斌, 黄虎, 袁祎, 刘晓露, 张敬坤, 刘娜, 潘亚梅 申请人:南京师范大学, 南京佳力图空调机电有限公司