空气调节系统的制作方法

本实用新型涉及一种空气调节系统，尤其是涉及一种包含有液态金属换热设备的空气调节系统。

背景技术：

空调系统主要由室内机(蒸发器、压缩机等)部分和室外机(冷凝器和风机等)部分构成。压缩机吸入低压冷媒(例如氟利昂或无氟冷媒)蒸汽，并进行压缩，形成高温高压冷媒。高温高压冷媒经过管路进入冷凝器内腔。冷凝器结构主要是由铜管和翅片装配组成。冷凝器背后安装有轴流式冷却风扇。轴流风扇吸入的室外空气流经冷凝器的铜管和翅片表面，带走冷凝器内高温高压冷媒放出的热量，使高压制冷剂蒸汽凝结为高压液体。高压液体经过过滤器、节流机构后喷入蒸发器，并在相应的低压下蒸发，吸取周围的热量。同时室内蒸发器背后的贯流风扇使空气不断进入蒸发器的肋片间进行热交换，并将放热后变冷的空气送向室内。如此室内空气不断循环流动，达到降低温度的目的。

由于冷凝器的上述结构，在换热量比较大的情况下，冷凝器的尺寸会变得过大，造成的结果是冷凝器占地面积相应增大。在使用多个冷凝器的请下，多个冷凝器之间的空隙过小，影响了冷凝器的进风和出风的气流组织分布，最终导致换热量下降。尤其在数据中心机房中，该问题普遍存在。机房配置的空调系统在春秋季和冬季产生的制冷量都能满足机房散热的需求，而夏季却远远不够机房使用，因为机房总的使用面积有限，而单个空调系统室外机部分占地面积大，多个室外机之间的空隙过小，造成夏季高温环境条件下，室外机的换热量不足，影响室内机的制冷量，间接影响IT设备的正常工作。

因此，人们迫切需要一种不增加冷凝器占地面积而能够提高换热量的空调系统。

技术实现要素：

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种空气调节系统，包括：室内蒸发器、室外冷凝器、冷媒压缩机、冷媒流通管道、位于室内蒸发器和冷凝器之间的冷媒流通管路上的膨胀阀以及连接在冷媒压缩机进出口并于室内蒸发器和室外冷凝器相连的换向阀，其中所述室外冷凝器包括低熔点液态金属腔，所述冷媒流通管道穿过所述低熔点液态金属腔，所述低熔点液态金属腔通过与其进出口连接的液态金属管道与外部散热器相连，在所述熔点液态金属腔和所述散热器之间的液态金属管道上布置有液态金属电磁泵，所述电磁泵通电使得所述低熔点液态金属在所述液态金属管道和低熔点液态金属腔形成的封闭回路中循环流动。

本实用新型还提供了另一种空气调节系统，包括：室内蒸发器、室外冷凝器、冷媒压缩机、冷媒流通管道、位于室内蒸发器和冷凝器之间的冷媒流通管路上的膨胀阀以及连接在冷媒压缩机进出口并于室内蒸发器和室外冷凝器相连的换向阀，其中在室外冷凝器的冷媒流通管道上可拆卸地串联套装有低熔点液态金属腔，所述低熔点液态金属腔通过与其进出口连接的液态金属管道与外部散热器相连，在所述熔点液态金属腔和所述散热器之间的液态金属管道上布置有液态金属电磁泵，所述电磁泵通电使得所述低熔点液态金属在所述液态金属管道和低熔点液态金属腔形成的封闭回路中循环流动。所述外部散热器为液态金属管道外穿插的肋片或者直接铲出肋片。

根据本实用新型的空气调节系统，所述低熔点液态金属腔有多个，所述多个低熔点液态金属腔排列成阵列，所述冷媒流通管道以蛇形方式盘绕依次串联穿过所述低熔点液态金属腔阵列。

根据本实用新型的空气调节系统，所述低熔点液态金属腔有多个，所述多个低熔点液态金属腔排列成阵列，所述冷媒流通管道包含多条并联的分支管道，每条分支管道串联穿过所述低熔点液态金属腔阵列中的一列低熔点液态金属腔。

根据本实用新型的空气调节系统，所述散热器或外部散热器为液态金属管道外穿插的肋片或者直接铲出肋片。

根据本实用新型的空气调节系统，利用液态金属的优异流动换热能力和制冷介质进行直接的高效换热，可以代替常规的空调系统室外机部分，提高室外机的高效换热能力，缩小室外机的尺寸，减小体积和占地面积，同时可以提高室外机的换热量。根据本实用新型的空气调节系统的冷凝器可代替常规空调室外机以便减小冷凝器的体积和占地面积，从而提高冷凝器的换热能力。根据本实用新型的空气调节系统的冷凝器也可以辅助常规管翅式冷凝器进行换热，以便改善常规管翅式冷凝器在高温环境下换热不足的问题。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本实用新型的实施例，并与说明书一起用于解释本实用新型的原理。

图1所示的是根据本实用新型的第一实施例的空气调节系统的示意图。

图2所示的是根据本实用新型的第二实施例的空气调节系统的示意图。

图3所示的是根据本实用新型的第三实施例的空气调节系统的示意图。

图4所示的是根据本实用新型的第四实施例的空气调节系统的示意图。

图5所示的是根据本实用新型的第五实施例的空气调节系统的示意图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本实用新型相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本实用新型的一些方面相一致的装置和方法的例子。

在本实用新型使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本开。在本实用新型和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

应当理解，尽管在本实用新型可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本实用新型范围的情况下，第一低熔点液态金属腔也可以被称为第二低熔点液态金属腔，类似地，第二低熔点液态金属腔也可以被称为第一低熔点液态金属腔。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”。

为了使本领域技术人员更好地理解本实用新型，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细说明。

图1所示的是根据本实用新型的第一实施例的空气调节系统的示意图。如图1所示，空气调节系统100包括压缩机110、室内机120、室外机130以及冷媒管道140。在室内机120内，有蒸发器和贯流风扇(在此不详细描述)。室5外机130包括低熔点液态金属腔131、与低熔点液态金属腔131的进出口相连的低熔点液态金管道132、低熔点液态金管道132穿过其中的风冷散热器134以及液态金属电磁泵133。低熔点液态金属腔131、低熔点液态金管道132、以及电磁泵形成了一个低熔点金属流通循环的封闭空间。所述冷媒管道140穿过所述低熔点液态金属腔131，被低熔点液态金属腔131内的低熔点液态金属所包围。

在使用时，当经过压缩机110压缩后变成高温高压的冷媒由冷媒管道140流经低熔点液态金属腔131时，冷媒的热量被包裹着冷媒管道140的液态金属迅速吸收。吸收了冷媒的热量的低熔点液态金属在电磁泵133的泵送压力下流向风冷散热器134。在流经风冷散热器134时，低熔点液态金管道132内的低熔点液态金属将热量传递给翅片状的风冷散热器134，在轴流风扇(未示出)的吹动下，将热量散布道周围空间。尽管此处所显示的风冷散热器134为独立部件，但是风冷散热器134可以是液态金属管道132外穿插的肋片或者直接铲出肋片。

如图1所示，冷媒管道140从压缩机出来后分成三个并联的分支管道，这三个分支管道在进入室内机前合并为一个冷媒管道140。每个分支管道穿过多个低熔点液态金属腔131，例如2、3、4、5或6个，也可以更多个。在图1中每个分支管道穿过4个低熔点液态金属腔131。其中每个分支管道上的四个低熔点液态金属腔131并联到用于该分支冷媒管道140的低熔点液态金管道132上。每个低熔点液态金管道132靠近风冷散热器134的位置布置有一个电磁泵133，用于泵送低熔点液态金管道132和四个低熔点液态金属腔131中的低熔点液态金属。

图2所示的是根据本实用新型的第二实施例的空气调节系统的示意图。与图1所示的冷媒管道140穿过多个低熔点液态金属腔131方式不同，如图2所示，冷媒管道140成蛇形盘绕方式依次穿过成阵列排列的低熔点液态金属腔131。每行低熔点液态金属腔131并联到一条低熔点液态金管道132上，并由位于该低熔点液态金管道132上的电磁泵133驱动其中的液态金属。与第一实施例相同的部分不再一一重复描述。

在根据本实用新型的第一实施例和第二实施例中，采用低熔点金属腔131替换了常规冷凝器的翅片。由于低熔点金属腔131内的低熔点液态金属与冷媒管道140充分接触，并且低熔点液态金属具有更高的换热比以及换热温差，因此，能够在单位时间内吸收更多热量，并通过低熔点液态金管道132循环到风冷散热器134进行热量散布，有力地提高了空调制冷效果，并且由于液态金属腔、管道占用空间小，因此能够在固定空间内相比较常规冷凝器获得更高的换热比。总体而言，根据本实用新型的第一实施例和第二实施例利用液态金属的优异流动换热能力和制冷介质进行直接的高效换热，可以代替常规的空调系统室外机部分，提高室外机的高效换热能力，缩小室外机的尺寸，减小体积和占地面积，同时可以提高室外机的换热量。根据本实用新型的空气调节系统的冷凝器可代替常规空调室外机以便减小冷凝器的体积和占地面积，从而提高冷凝器的换热能力。

图3所示的是根据本实用新型的第三实施例的空气调节系统的示意图。如图3所示，空气调节系统100包括压缩机110、室内机120、室外机130以及冷媒管道140。在室内机120内，有蒸发器和贯流风扇(在此不详细描述)。室外机130包括冷凝器150、套装在冷凝器150的入口或出口冷媒管道140上的低熔点液态金属腔131、与低熔点液态金属腔131的进出口相连的低熔点液态金管道132、低熔点液态金管道132穿过其中的风冷散热器134以及液态金属电磁泵133。低熔点液态金属腔131、低熔点液态金管道132、以及电磁泵形成了一个低熔点金属流通循环的封闭空间。所述冷媒管道140穿过所述低熔点液态金属腔131，被低熔点液态金属腔131内的低熔点液态金属所包围。尽管此处所显示的风冷散热器134为独立部件，但是风冷散热器134可以是液态金属管道132外穿插的肋片或者直接铲出肋片。

在使用时，当经过压缩机110压缩后变成高温高压的冷媒由冷媒管道140流经冷凝器150，冷媒管道140外的翅片吸收管道内的冷媒的热量，并通过轴流风扇将热量扩散到周围空间。随后从冷凝器150流出的冷媒进入低熔点液态金属腔131，冷媒的热量被包裹着冷媒管道140的液态金属迅速吸收。吸收了冷媒的热量的低熔点液态金属在电磁泵133的泵送压力下流向风冷散热器134。在流经风冷散热器134时，低熔点液态金管道132内的低熔点液态金属将热量传递给翅片状的风冷散热器134，在轴流风扇(未示出)的吹动下，将热量散布道周围空间。

或者，在使用时，当经过压缩机110压缩后变成高温高压的冷媒由冷媒管道140首先流经低熔点液态金属腔131时，冷媒的热量被包裹着冷媒管道140的液态金属迅速吸收。吸收了冷媒的热量的低熔点液态金属在电磁泵133的泵送压力下流向风冷散热器134。在流经风冷散热器134时，低熔点液态金管道132内的低熔点液态金属将热量传递给翅片状的风冷散热器134，在轴流风扇(未示出)的吹动下，将热量散布道周围空间。随后，经过低熔点液态金属腔131的从冷媒管道140流出的冷媒进入冷凝器150，冷媒管道140外的翅片吸收管道内的冷媒的热量，并通过轴流风扇将热量扩散到周围空间。

尽管图3所示的用于辅助冷凝器150进行换热的低熔点液态金属腔131只有一个，实际上也可以为多个低熔点液态金属腔131形成的阵列。图4所示的是根据本实用新型的第四实施例的空气调节系统的示意图。与图3所示的第三实施例的空气调节系统不同的是，低熔点液态金属腔131为低熔点液态金属腔131阵列，冷媒管道从冷凝器150后分成三个并联的分支管道(需要指出的是，如果液态金属辅助冷凝设备安装在冷凝器150之前，则冷媒管道140从从压缩机110出来后三个分支管道)。这三个分支管道在进入室内机前合并为一个冷媒管道140。每个分支管道穿过多个低熔点液态金属腔131，例如2、3、4、5或6个，也可以更多个。在图4中每个分支管道穿过4个低熔点液态金属腔131。其中每个分支管道上的四个低熔点液态金属腔131并联到用于该分支冷媒管道140的低熔点液态金管道132上。每个低熔点液态金管道132靠近风冷散热器134的位置布置有一个电磁泵133，用于泵送低熔点液态金管道132和四个低熔点液态金属腔131中的低熔点液态金属。

图5所示的是根据本实用新型的第五实施例的空气调节系统的示意图。与图4所示的冷媒管道140穿过多个低熔点液态金属腔131方式不同，如图5所示，液态金属辅助冷凝器中的冷媒管道140成蛇形盘绕方式依次穿过成阵列排列的低熔点液态金属腔131。每行低熔点液态金属腔131并联到一条低熔点液态金管道132上，并由位于该低熔点液态金管道132上的电磁泵133驱动其中的液态金属。与第一实施例相同的部分不再一一重复描述。

另外需要指出的是，尽管在图1、2、4和5中的低熔点液态金属腔131的阵列都是分成多行，并且每行内的低熔点液态金属腔131之间处于并联关系并其中的液态金属由一个电磁泵133驱动，但是可选择地，整个低熔点液态金属腔131的阵列的所有低熔点液态金属腔131都可以并联到一起并由一个电磁泵133驱动。或者，每行内的低熔点液态金属腔131之间采用串联方式并其中的液态金属由一个电磁泵133驱动。可选择地，整个低熔点液态金属腔131的阵列的所有低熔点液态金属腔131都可以串联到一起并由一个电磁泵133驱动。

根据本实用新型第三、第四和第五实施例的空气调节系统，保留了现有的冷凝器，同时利用利用液态金属的优异流动换热能力和制冷介质进行直接的高效换热，以辅助常规管翅式冷凝器进行换热，以便改善常规管翅式冷凝器在高温环境下换热不足的问题。该实施例可以在不改动现有空调系统的主体结构的情况下，进行改造，既能够提高换热性能有能够降低改造成本，还改善常规管翅式冷凝器在高温环境下换热不足的问题。

以上对本实用新型的具体实施方式的描述，仅仅为了帮助理解本实用新型的发明构思，这并不意味着本实用新型所有应用只能局限在这些特定的具体实施方式。本领域技术人员应当理解，以上所述的具体实施方式，只是多种优选实施方式中的一些示例。任何体现本实用新型权利要求的具体实施方式，均应在本实用新型权利要求所要求保护的范围之内。本领域技术人员能够对上文各具体实施方式中所记载的技术方案进行修改或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换或者改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。