专利名称：空调器化冷凝水、调节湿度及排废换风三合一系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种空调器化冷凝水、调节湿度及排废换风三合一系统，用于空调器(或末 端装置)扩展功能的小型装置，同时具有将室内蒸发器冷凝水化于无形、双向调节室内环境 空气湿度(包括除湿及加湿)，以及排放室内废气、引进室外新风的功能。
背景技术：
家用空调器所必须具备的主要功能，是根据用户的需要对居住环境进行温度调节，但是， 在实现这一功能的同时，由于现有技术的局限性，导致了产品不可避免的三大缺陷其一、对室内空气的过度干燥，不管是制冷还是制热皆是如此；其二、制冷时室内蒸发器冷凝水的处理方案令人惊讶的拙劣，不仅使冷凝过程的冷量损耗成为不可逆转的事实，而且拖沓、累赘的排水管更如羝羊触藩、进退皆难、欲罢不能；其三、对室内废气无法排放，使居住环境 在产品运作过程中愈发变得恶劣；或者额外的排放装置过于臃肿，影响产品形象、制造成本、 能耗、故障率、静音性能、安装简易度及家居环境简洁。空调器在制冷状态下，由于室内空气在被循环冷却过程当中，经历了多个大的状态变化， 包括室内环境状态以及直接冷却后状态，前者温度大约二十来摄氏度，后者可低至几摄氏度。 由于后者的温度往往低于其相应的露点，因而使该状态气流的相对湿度达100%，并凝析出 冷凝水，但是该部分气流重新进入室内与室内空气混合后，降低了室内温度的同时，却大幅 度地降低了室内的相对湿度，随着制冷过程的进行，这种后果会愈发突出，使用户不得不长 期生活于一个极度干燥的环境当中。而空调在寒冷的季节运行在制热状态，同样由于对室温 的提高导致对室内空气相对湿度的大幅降低，这在本就干燥的气候环境中犹如雪上加霜，更 使用户恍若置身于一烘干机中，因此而带来的舒适性及健康方面的影响也就不言而喻了。
(其实，哪怕针对极度潮湿地区开发的机型，这一部分所占总量的比率尚且不大，其调 节湿度的功能也不应该是单向的，不受控的过度除湿，因此， 一直被业界所标谤的"强力抽 湿"在多数情况下反而成为一种无奈的避重就轻的导向。)
另一方面，在制冷状态下，当气流经过蒸发器而被冷凝下来的冷凝水，其冷凝过程中所 释放的大量的热量，抵消了系统制冷量的相当一部分，这种隐性的冷量损耗随着冷凝水的排 放而成为不可逆转的事实，直接地影响了系统的性能系数，并使用户不得不长期为之签兑冤 枉帐单。而且，对冷凝水排放的处理，也是一个棘手的问题，若作室内接水，则使产品的整体外 观形象及技术含量印象分皆大打折扣，也影响了家居环境的的协调、简洁及美观；若作室外 排水，则有碍社会公德，损害了公共环境，给公众健康埋下了隐患。
空调器的运作通常使室内环境处在一个相对密闭的空间当中，从而使生活废气在其内不 断的积累，这种环境的恶化最终给用户带来的则是身、心两方面的祸害，现行的换气功能，在一定程度上缓解了这一恶果，但是，由于其需要额外的动力及拖沓的辅助装置，因此提升 了产品的制造成本，破坏了产品简洁的形象，提高了产品整体故障率、增加了产品安装难度 及影响了产品的静音性能。
以上所述的问题，同样全部或部分的存在于商用空调领域。
关于这些问题的已知解决方案，以下是值得关注先有技术99241568.3、 99110876.0、 98231140.0及97238919.9等，但是，这些方案仍然全部或部分地存在着以上所述的缺陷。本 发明正是基于这样一个技术背景下所提出来的创新方案，能够全面解决上述各方面的技术难 题，采用极其简约的结构及低廉的成本，同时实现了将室内蒸发器冷凝水化于无形、双向凋 节室内环境空气湿度(包括除湿及加湿)，以及排放室内废气、引进室外新风等多项实用功能， 使空调器的整体性能上了一大台阶。
发明内容
本发明的技术核心在于其创造性地利用家用空调器制冷过程中室内蒸发器的冷凝水作为 水源，将其进行雾化处理，并混合了部分室内空气或者(以及)经原排水管引进的室外空气 后，再排回室内，或者(以及)经原排水管排出室外，从而同时实现将室内蒸发器冷凝水化 于无形、双向调节室内环境空气湿度(包括除湿及加湿)，以及排放室内废气、引进室外新风 的三项功能。
因此，本系统包含了三个单元集水单元、雾化单元以及输送单元。
集水单元，用于收集冷凝水、雾化过程中回流的雾滴、甚或制冷时强化调湿及制热时加
湿用的外注水。集水单元可在原蒸发器接水盘上进行扩展，或者额外设置集水容器。所述的 集水单元具有与室内蒸发器相接的进水口、与室外环境相接的溢水口，分别分布于单元的两
侧；具有用于外注水的外注水口及用于泄尽积水的泄水口分别分布于单元的上、下端。该容
器可根据需要一体化地固定于室内壳体，或者分离式地固定于墙过管处，并通过接水管与蒸 发器接水盘相连。当使用外注水源时，原蒸发器接水盘也被扩展为集水容器。
雾化单元，用于将集水单元中的水进行雾化。本系统提供一种高效的微型雾化器，采用 多股高速支流进行对撞的方法进行雾化，由加压器吸进水并进行加压，经分流加速对撞器将 高压水进行分流变径加速，并使各高速细径水流在出口处发生高速、剧烈的碰撞而粉碎性地 裂解为微滴群，再于低压膨胀室内迅速膨胀而发生雾、气化。雾化过程也可采用超声波发生 器或其它发热装置独立或补充完成。
输送单元，将雾化后的水、室外新风、室内废气三者按需要进行不同成分、比例的混合， 并分配输送至室内，或者经原排水管输送至室外。单元包含一主流道，其上布置单向、双向
两类端口 从室内环境吸取室内空气的室内进口及从膨胀室吸取雾流的雾流进口共两种单向 端口；与室内进行气流传送的室内进出口、与室外环境进行气流传送的室外进出口共两种双 向端口。各端口的气流传送可借用原室内机贯流风叶或额外的动力风扇(组)进行驱动。当 雾流被混合后送至室内，则同时实现化解冷凝水及对室内空气进行加湿的功能；当雾流被混 合后送至室外，则同时实现化解冷凝水及对室内空气进行除湿的功能；当其中涉及到室内、
外的气流交换时，则同时实现排放废气、吸入新风的功能。涉及到室内、外的气流交换的过 程，沿用原室内排水管(可适度扩径)。
由此可见，本发明依靠简约的构件同时实现了将室内蒸发器冷凝水化于无形、双向调节 室内环境空气湿度(包括除湿及加湿)，以及排放室内废气、引进室外新风的功能。由于采用 低温低焓的冷凝水作为雾化水源，所进行的雾化、输送过程中温度增加不大，因而雾化后的 水一旦进入室内，会迅速吸取室内环境空气的热量而急剧气化，化解了冷凝水的同时，加大 了室内湿度，进一步降低室内温度，补偿了蒸发器冷凝水所带走的冷量损耗，提高了空调器 的性能系数。而相对湿润的环境不仅提高了居住环境的舒适性及健康系数，其所给用户带来 的湿凉感更进一步抑制了用户再降温的欲求，从而使室内温度维系在一个较高的水平，系统 长期运作能耗得到有效的降低。(相对湿润的环境，通常不会增大系统的除湿负荷，除非极度 十燥的气侯环境——而这恰恰更需要加湿——气流在蒸发器直接冷却后温度通常均低于相应 状态下的露点，因而使其相对湿度达100%并凝析出冷凝水，因此不管调湿与否，两者除湿 负苛相当，何况基于本发明的方案，其这一阶段的抽湿负苛在下一阶段的调湿过程中将得到 完全补偿。)
而且，室内蒸发器冷凝水以雾化状态并稀释后排放到室内或室外，因此，勿需在室内增 添额外的接水器，从而维护了家居环境原有的协调、整洁、优雅；也勿需担心排至室外所带 来的邻里纠纷，乃至公益、环境的负面影响。面向干燥地区而开发的机型，甚至可以取消排 水管。
而对于仍保留排水管的机型，基于本方案的技术，接水管可被作为引进室外新风或者(以 及)排放雾化水及室内废气的共用管，从而节减了传统换气型空调器所必须的额外设置的换 气管，提高了产品的外观形象，降低了制造成本及安装难度。而湿度大、温度低的混合气流 在室外机附近排放，尚对于冷凝器的散热效率、制冷系统的性能隐定均有较大的正面作用。
(对于商用空调机组，其雾化过程可利用制冷过程中末端装置蒸发器的冷凝水作为雾化 水源，各末端装置的雾化单元按需要各自从汇集蒸发器冷凝水的排水管网取水，直接由加压 器加压后经分流加速对撞器进行雾化；或者，可从末端装置的机组循环冷/热水路引入水作为 补充或独立的雾化水源，末端装置的雾化单元包括采用一加压器，其具有两路进口 (或之一) 其一从集水器吸入水；其二经引入水口从末端装置的机组循环冷/热水路引入水；其具有两路 出口 (或之一)其一经引出水口引回末端装置的机组循环冷/热水路；其二连接分流加速对 撞器。各进、出口由电磁阀控制开闭，当集水器水量充足时，加压器从集水器吸入水，加压 后经分流加速对撞器进行雾化；当集水器水量不足时，加压器经引入水口从机组循环冷/热水 路引入水，经分流加速对撞器进行雾化；当集水器水量过多时，加压器从集水器吸入水，经 引出水口将其压入机组循环冷/热水路。前一方案可均衡各末端装置雾化所需的冷凝水量，后 一方案则可节减末端装置冷凝水的排水管网的铺设。)
真正意义上的空调器，应该是对室内环境空气的温度、湿度及清新度的全方位的调节， 站在这一点上看，现行的空调器实际皆不能称作真正的空调器。本发明正是以低廉的成本、 简约的结构完成空调器真正性能实至名归的优良方案。
图l为本系统装置的主视图，采用加压器、分流加速对撞器及膨胀室进行雾化，独立的 可换向风扇驱动输送单元。 图2为分流加速对撞器的剖视图。 图3为用于商用空调冷(热)水机组的末端装置的本系统的W意图，从集水器或者(以 及)机组循环冷/热水路取水。 图4为用于商用空凋冷(热)水机组的末端装置的本系统的示意图，从排水管网取水。 附图标记说明1.分流加速对撞器；2.外注水口； 3.膨胀室；4.雾流进口； 5.室内进出口； 6. 主流道；7.风扇；8.加压器；9.进水口； IO.泄水口； ll.集水器；12.室内进口； 13.溢水口； 14. 室外进出口; 15.主通道；16.过滤网；17.细径支流道；18.机组循环冷/热水路；19.引入水口； 20.引出水口; 2L电磁阀;22.排水管网。
具体实施方式
以下为本发明的优选但非局限的实例。 参考图l，空调器运行于制冷状态，蒸发器冷凝水从进水口 (9)进入装置壳体底部的集 水器(11)，加压器(8)吸入水，将其加压，在分流加速对撞器(1)出口处各细径高速水支 流发生猛烈碰撞，粉碎性地裂解为微滴群，在膨胀室(3)内的低压环境中迅速雾、气化。 当主流道(6)中的风扇(7)顺时针旋转时，室外空气、室内空气分别经室外进出口 (14)、 室内进口 (12)被吸入流道，混合后的温度、湿度适当的流体再混入经雾流进口 (4)从膨胀 室(3)吸入的雾流， 一起经室内进出口 (5)被送到室内环境，从而实现将室内蒸发器冷凝 水化于无形、引进室外新风的同时，对室内环境空气进行加湿。调整室外进出口 (14)、室内 进口 (12)的当量截面积，可调整出流状态。 当主流道(6)中的风扇(7)逆时针旋转时，室内空气经室内进出口 (5)被吸入流道， 混合了经雾流进口 (4)从膨胀室(3)吸入的雾流，再经室外进出口 (14)被送到室外环境， 从而实现将室内蒸发器冷凝水化于无形、排放室内废气的同时，对室内环境空气进行除湿。 加压器(8)设置水位开关，当集水器(11)中水位高于下限时开始工作，当水位低于下 限时停止工作。当装置故障等意外情况下，过多的水经溢水口 (13)从室外进出口 (14)溢 出室外。控制系统设置在室内机贯流风叶停转后，本装置仍持续工作适当时间，以处理滞后 产生、收集的冷凝水。装置底部尚设置泄水口 (10)，用于空调器长期停用时泄尽积水。 当空调运行于制热状态时，用户通过外注水器，从外注水口 (2)注入自来水，所注水流 集中于集水器(11)，水量较多时通过进水口 (9)漫延至室内蒸发器接水盘，从而扩展集水 容量。水量过多时，多余部分从溢水口 (13)经室外进出口 (14)排至室外。 加压器(8)开始工作，并且风扇(7)顺时针旋转，室外空气、室内空气分别经室外进 出口 (14)、室内进口 (12)被吸入流道，混合后的温度、湿度适当的流体再混入经雾流进口 (4)从膨胀室(3)吸入的雾流， 一起经室内进出口 (5)被送到室内环境，从而实现引进室 外新风的同时，对室内环境空气进行加湿。另一方面，处于接水盘里的水，被经蒸发器加热 后的高温气流所部分气化，同样起到了对室内环境空气进行加湿的作用。
图2为分流加速对撞器(1)的剖视图。加压后的高压水从主通道(15)流经细孔过滤网 (16)后，进入各细径支流道(17)，由于流道截面的突然缩小，导致水流速的跃升，各股高 速水流在支流道出口端发生猛烈撞击，粉碎性地裂解为微滴群。
图3为用于商用空调冷(热)水机组的末端装置的本系统的示意图，系统从集水器(11) 或者(以及)机组循环冷/热水路(18)取水。末端装置的雾化单元包括采用一加压器(8)， 其具有两路进口 (或之一)其一从集水器(11)吸入水其二经引入水口 (19)从末端装置 的机组循环冷/热水路(18)引入水；其具有两路出口 (或之-):其一经引出水口 (20)引 回末端装置的机组循环冷/热水路(18);其二连接分流加速对撞器(1)。各进、出口由电磁 阀(21)控制开闭，当集水器(11)水量充足时，加压器(8)从集水器(11)吸入水，加压 后经分流加速对撞器(1)进行雾化；当集水器(11)水量不足时，加压器(8)经引入水口 (19)从机组循环冷/热水路(18)引入水，经分流加速对撞器(1)进行雾化；当集水器(11) 水量过多时，加压器(8)从集水器(11)吸入水，经引出水口 (20)将其压入机组循环冷/ 热水路(18)。
图4为用于商用空调冷(热)水机组的末端装置的本系统的示意图，系统从排水管网(22) 取水。末端装置的雾化单元按需要各自从汇集蒸发器冷凝水的排水管网(22)取水，直接由 加压器(8)加压后经分流加速对撞器(1)进行雾化。
权利要求
1.空调器化冷凝水、调节湿度及排废换风三合一系统，用于空调器(或末端装置)扩展功能的小型装置，同时具有将室内蒸发器冷凝水化于无形、双向调节室内环境空气湿度(包括除湿及加湿)，以及排放室内废气、引进室外新风的功能，其特征在于其包含集水单元，引导、集中各水源的水流，包括来自蒸发器接水盘的冷凝水、本系统过程中回流的水滴以及外注水(或引自机组循环冷/热水路的水)；雾化单元，将集水单元中的水进行雾化，以供系统调度；输送单元，将雾化后的水、室内废气及(经原排水管引进的)室外新风三者按需要进行不同成分、比例的混合，并分配输送至室内，及(或)经原排水管输送至室外。
2. 根据权利要求1所述的空调器化冷凝水、调节湿度及排废换风三合系统，其特征在 于所述的集水单元具有集中各水源水的集水器(11);与室内蒸发器相接的进水口 (9)、 与室外环境相接的溢水口 (13)，分别分布于单元的两侧；用于外注水的外注水口 (2)及用 于泄尽积水的泄水口 (10)，分别分布于单元的上、下端。
3. 根据权利要求1所述的空调器化冷凝水、调节湿度及排废换风三合一系统，其特征在 于所述的雾化单元包含采用多股高速支流发生猛烈对撞的方法进行雾化，由加压器(8)吸 进水并进行加压，经分流加速对撞器(1)将高压水进行分流变径加速，并使各高速细径水流 在出口处发生高速、剧烈的碰撞而粉碎性地裂解为微滴群，再于低压膨胀室(3)内迅速膨胀 而发生雾、气化。
4. 根据权利要求1所述的空调器化冷凝水、调节湿度及排废换风三合一系统，其特征在 于所述的输送单元包含一主流道(6)，其上布置单向、双向两类端口从室内环境吸取室内空气的室内进口 (12)及从膨胀室(3)吸'取雾流的雾流进口 (4)共两种单向端口；与室 内环境进行气流传送的室内进出口 (5)、与室外环境进行气流传送的室外进出口 (14)共两 种双向端口。各端口由主流道(6)中的风扇(7)进行驱动。
5. 根据权利要求4所述的空调器化冷凝水、调节湿度及排废换风三合一系统，其特征在 于所述的输送单元的主流道(6)其室内进出口 (5)与蒸发器贯流风叶或独立的风扇(7) 的进(出)风处相衔接，其室外进出口 (14)与室外环境相接，其雾流进口 (4)分布于主流 道(6)中部并与膨胀室(3)相接，当蒸发器贯流风叶或独立的风扇(7)旋转时，抽取、混 合室外(内)空气、雾流后再送回室内(外)。
6. 根据权利要求4所述的空调器化冷凝水、调节湿度及排废换风三合一系统，其特征在 于所述的输送单元的主流道(6)其室内进出口 (5)与蒸发器贯流风叶或独立的风扇(7) 的进风处相接，其室内进口 (12)与室内环境相接，其雾流进口 (4)分布于主流道(6)中 部，当蒸发器贯流风叶或独立风扇(7)旋转时，抽取、混合室内空气及雾流后再送回室内。
7. 根据权利要求4所述的空调器化冷凝水、调节湿度及排废换风三合一系统，其特征在 于所述的输送单元的主流道(6)其室内进口 (12)与蒸发器贯流风叶或独立的风扇(7) 的出风处相接，其室内进口 (12)、室外进出口 (14)分别置于主流道(6)的两端并分别与 室内、外环境相接，其雾流进n (4)分布于主流道(6)中部并与膨胀室(3)相接，当蒸发 器贯流风叶或独立的风扇(7)旋转时，抽取、混合室内空气及雾流后，分两部分分别经室内 进出口 (5)、室外进出口 (14)送至室内、夕卜。
8. 根据权利要求4所述的空调器化冷凝水、调节湿度及排废换风三合一系统，其特征在 于所述的输送单元包含一独立的带可换向电机的风扇(7)，置于主流道(6)屮，室内进出 口 (5)、室外进出口 (14)分别置于主流道(6)的两端并分别与室内、外环境相接，其雾流 进口 (4)分布于主流道(6)中部并与膨胀室(3)相接，当风扇(7)顺(逆)时针旋转时， 抽取、混合室外(内)空气及雾流后，送至室内(外)。
9. 根据权利要求4所述的空调器化冷凝水、调节湿度及排废换风三合一系统，其特征在 于所述的输送单元包含一独立的带可换向电机的风扇(7)，置于主流道(6)中，室内进出 口 (5)、室外进出口 (14)分别置于主流道(6)的两端并分别与室内、外环境相接，其雾流 进口 (4)分布于主流道(6)中部并与膨胀室(3)相接，室内进口 (12)置于风扇(7)与 室外进出口 (14)之间的流道部分，当风扇(7)顺时针旋转时，抽取、混合室内空气及雾流 后，送至室外。当风扇(7)逆时针旋转时，抽取、混合室内、外空气及雾流后送至室内。
10. 根据以上任一项权利要求所述的空调器化冷凝水、调节湿度及排废换风三合一系统， 其特征在于所述的末端装置的雾化单元从集水器(11)或者(以及)末端装置的机组循环 冷/热水路(18)取水，包括采用一加压器(8)，其具有两路进口 (或之一)其一从集水器(11)吸入水；其二经引入水口 (19)从末端装置的机组循环冷/热水路(18)引入水；其具 有两路出口 (或之一)其一经引出水口 (20)引回末端装置的机组循环冷/热水路(18);其二连接分流加速对撞器(1)。各进、出口由电磁阔(21)控制开闭，当集水器(11)水量充 足时，加压器(8)从集水器(11)吸入水，加压后经分流加速对撞器(1)进行雾化；当集 水器(11)水量不足时，加压器(8)经引入水口 (19)从机组循环冷/热水路(18)引入水， 经分流加速对撞器(1)进行雾化；当集水器(11)水量过多时，加压器(8)从集水器(11) 吸入水，经引出水口 (20)将其压入机组循环冷/热水路(18)。或者，所述的末端装置的雾 化单元按需要各自从汇集蒸发器冷凝水的排水管网(22)取水，直接由加压器(8)加压后经 分流加速对撞器(1)进行雾化。
全文摘要
空调器化冷凝水、调节湿度及排废换风三合一系统，用于空调器(或末端装置)扩展功能的小型装置，同时具有将室内蒸发器冷凝水化于无形、双向调节室内环境空气湿度(包括除湿及加湿)，以及排放室内废气、引进室外新风的功能，其特征在于其包含集水单元，引导、集中各水源的水流，包括来自蒸发器接水盘的冷凝水、本系统过程中回流的水滴以及用户外注的水(或引自机组循环冷/热水路的水)；雾化单元，将集水单元中的水进行雾化，以供系统调度；输送单元，将雾化后的水、室内废气及(经原排水管引进的)室外新风三者按需要进行不同成分、比例的混合，并分配输送至室内，及(或)经原排水管输送至室外。
文档编号F24F13/22GK101338935SQ20081003023
公开日2009年1月7日 申请日期2008年8月13日 优先权日2008年8月13日
发明者陈小军 申请人:陈小军