专利名称：分体式空调器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及空气调节技术领域，更具体地说，是涉及一种应用载冷剂制冷的 分体式空调器。
背景技术：
R22是目前空调器上大量使用的制冷剂，R22(氟利昂)制冷剂对大气臭氧层有破 坏作用，是属于需要淘汰的制冷剂，现有的替代物R410A制冷剂虽然对臭氧层的破坏为零， 但其产生的温室气体效应部分超过了 R22。多年来以杜帮，霍尼韦尔等厂商以R410A专利 技术在中国垄断制冷剂市场获取丰厚利润，不利于民族工业发展，业界正在努力寻求一种 经济、安全、环保的空调器制冷剂。似90(高纯度丙烷)是碳氢化合物的一种，英文名称 propane，分子式是C3H8，分子量为44. 10。同R22相比，丙烷对臭氧层破坏系数是0，全球变 暖系数GWP值很低，可以忽略。因此R290具有极高的环保价值。但丙烷属于可燃制冷剂， 与空气混合能形成爆炸性混合物，遇热源和明火有燃烧爆炸的危险。与氧化剂接触猛烈反 应。气体比空气重，能在较低处扩散到相当远的地方，遇火源会着火会燃。R290有单纯性 窒息及麻醉作用。人短暂接触丙烷，不引起症状；10%以下的浓度，只引起轻度头晕；接 触高浓度时可出现麻醉状态、意识丧失；极高浓度时可致窒息.丙烷与矿物油相溶，在原用 R22空调的制冷系统中直接采用R290制冷剂，在制冷系统的设计加工技术方面等同于R22 制冷系统，其主要的技术难点在于将可能引起它其燃烧爆炸的可能性降低为0，因此，设计 一种对符合人们使用安全的使用R290为制冷剂的阻燃空调器非常必要。现有的多种大型中央空调系统采用主要以水作为载冷剂的制冷循环系统，以载冷 剂实现冷量的贮存与运输。在这种载冷式的中央空调系统中，水在制冷机组的蒸发器内获 得冷量，温度降低，再通过水泵和绝热管道被输送到空调系统各个末端换热设备中去，冷水 在末端换热设备中释放冷量，温度上升，然后再回到制冷机组的中间换热器，如此循环反复 完成从制冷机组到各个末端换热设备的冷量传递。对于大型的中央空调系统，末端换热设 备多且相距距离远，与简单的制冷剂相变换热循环相比，采用载冷剂作为运输冷量的介质 具有无可比拟的优势。但是，使用载冷剂的系统比单纯的制冷剂系统增加了中间换热器，成 本增大，且在载冷输送过程中冷量损失大，因此现有技术只用在大型商用制冷系统中、如果 单独房间供冷的家用空调器上应用，需要改变中间换热器的管形结构，提高传热系数。
实用新型内容本实用新型目的为了解决在空调器上使用R290作为制冷剂的阻燃设计问题，提 供一种使用载冷剂的空调器，使R290制冷剂在室外机内安全运行，以克服现有技术的不足。本实用新型采用的技术方案是一种分体式空调器，包括用于使室内空气循环换 热的室内机，可将室内空气的热量带走的室外机，设在室外机内的第一换热器和压缩机、节 流元件，设在室内机内的第二换热器，还包括设置在室外机上的中间换热器，由室外机上的压缩机、第一换热器、节流元件、中间换热器组成的制冷剂循环回路，由室内机上的第二换 热器、泵、室外机上的中间换热器组成的载冷剂循环回路，所述载冷剂和制冷剂是在室外机 上的中间换热器交换热量的。上述的分体式空调器中，所述中间换热器由里管和外管套接而成，所述里管内流 动的是制冷剂。上述的分体式空调器中，在制冷剂循环回路上设有使制冷剂在其气体压力超出限 值时排出室外的安全卸压阀。上述的分体式空调器中，所述安全卸压阀设在压缩机与第一换热器之间的管路 上。上述的分体式空调器中，所述中间换热器设在室外机的顶腔内。上述的分体式空调器中，所述中间换热器的里管内径在Φ4.9 (i)6mm之间。上述的分体式空调器中，所述制冷剂循环回路上的管路内径在Φ4.9 (i)6mm之 间。上述的分体式空调器中，所述里管是带凸齿螺纹的螺旋管。与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果1.本实用新型的分体式空调器由制冷剂回路和载冷剂循环回路组成，制冷剂回路 仅在室外机内运行，不进入室内机，室内机的制冷换热由载冷剂循环回路完成，载冷剂吸收 制冷剂回路的中间换热器的冷量，传递给空调器室内机的第二换热器。从而达到室内环境 空气调节的目的。而室内机的载冷剂循环是非常安全的。2.本实用新型在室外机的制冷剂循环回路的冷凝高压侧设计有安全卸压阀，当空 调制冷系统出现过负荷压力与温度时，安全卸压阀发挥作用，使R290制冷剂释放到大气环 境中，防止制冷剂的燃爆。3.中间换热器采用同轴心的套管式换热器。套管式换热器的里管运行R290制冷 剂，外管运行水。里管的结构设计大大提高换热器的换热效果，可以缩小循环管道的口径， 节省了材料成本和占用的空间。
图1是本实用新型分体式空调器的制冷系统示意图；图2是本实用新型分体式空调器的室外机结构示意图；图3是本实用新型分体式空调器的中间换热器结构示意图；图4是图3的中间换热器里管结构示意图。图5是本实用新型分体式空调器的中间换热器另一实施方式的结构示意图；图6是图5的中间换热器里管结构示意图
具体实施方式
参见图1，本实用新型的分体式空调器由室内机与室外机组成，室内机在安装在使 用的房间内，室外机安装在房间外。分体式空调器的制冷系统由R290制冷剂循环回路和载 冷剂循环回路构成，工作时，R290制冷剂在室外机内循环，载冷剂水在室内机与室外机间循 环。由压缩机1、卸压阀、第一换热器2、节流元件3、中间换热器4首尾相连构成R290制冷
4剂循环回路。由中间换热器4、泵6、第二换热器5组成载冷剂循环回路。因290制冷剂对人 的危险性表现在一定空间内的浓度与温度，而室内机的循环管道内里不存有R290制冷剂， 因此不会对人造成危害。见图2，本实用新型分体式空调器的室外机大致分为三个腔，顶部的顶腔内设置中 间换热器4及泵6。左腔内置第一换热器2及风机风扇，右腔主要是压缩机1。室外机顶腔 的中间换热器4是个套管换热器。套管换热器由两同轴心的金属管构成，里管41运行R290 制冷剂，外管42运行水。当空调器通电制冷运行，压缩机把空调器室外机里的R290制冷剂压缩成高温高 压的R290制冷剂气体，高温高压的290制冷剂在室外机的第一换热器里冷凝成液态290制 冷剂，通过节流阀进入套管式的中间换热器，把中间换热器外管内的水冷却降温再回到压 缩机。中间换热器内被冷却降温后的水在泵的驱动下进入空调器室内机的第二换热器，在 第二换热器与室内空气进行热交换，载冷剂吸取空气中的热量，水温升高，吸热升温后的水 回到套管式的中间换热器内，开始下一轮循环。为了防止R290在制冷剂在高温高压状态时容易诱发制冷剂的燃爆，在室外机制 冷剂回路的冷凝高压侧(通常设在压缩机至第一换热器间)安装一个安全卸压阀。该阀由 二种熔点不同的金属物质构成，熔点较高的金属用为阀体结构用料，熔点较点的金属用为 系统密封用料，当空调制冷系统出现负荷压力与温度超出设定值时安全卸压阀的易熔金属 会熔解，系统压力释放，R290制冷剂释放到大气环境中。参见图3、图4，中间换热器由里管41和外管42套接，制冷剂在里管41内流动，载 冷剂在外管42内流动。外管为不锈钢钢管，里管为铜管。中间换热器由里管与外管套接后， 在工装上缠绕成盘状结构。里管为带凸齿螺纹的螺旋管，凸齿螺纹沿管壁螺旋延展，呈渐开 形状。从里管的横截面上可见凸齿的齿高是里管壁厚的三分之一或者小于里管壁厚的三分 之一。通常，里管的横截面上可见6 10个凸齿，里管的结构设计有效增大换热面积，并促 进制冷剂和载冷剂沿扭纹螺旋式流动，有利于制冷剂的热交换，使单位时间与单位管长内 的换热量更高，在相同的换热量条件下，可缩短中间换热器里外管的长度。同时，里管的凸 齿扭纹设计，可保证外管换热均勻，不会造成外管结冰的现象。图5、图6是中间换热器的另一种结构方式的示意图，中间换热器4是条管状，由里 管41和外管42套接而成，里管与外管的结构与图3和图4所描述的实施方式相同。对于R290空调制冷系统，我们希望在确保空调能效的前提下，尽可能地减小制 冷剂充注量。因此，第一换热器与第二换热器的设计时，放弃了小型空调上常用的内径 Φ 9. 52mm与Φ 7. Omm铜管设计方案，而采用Φ 5. Omm铜管。根据传热学理，薄壁小管径的 换热器传热效果比大管佳。通过多次实验，在保证空调能效能力相当的情况下，确认采用 Φ 5. Omm铜管的换热器比Φ 7. Omm铜管换热器R290制冷剂要少充注20%。室外机的电子元器件均采用灭孤设计，绝热绝缘层屏蔽。根据R290的物理特性， 需要在450°C的条件下达到明火引燃，当电器元件采用来灭弧设计后，这一可燃性的隐患可 以消除。为了防止空调器在运行时出现因空调器用管材老化，密封件失效导致的R290制 冷剂气体发生的泄漏现象，在室外机内还设置对R290气体敏感的电子传感器，在制冷剂回 路上设置单向阀，当发生泄漏，电气控制系统报警，将空调系统内的R290制冷剂到压缩机后切断电源。 此外，本实用新型的载冷剂除了使用廉价易得的水以外，还可以使用大冷量传输 的潜热相变载冷剂，如冰水混合液，利用冰的相变潜热比水的显热大的特点，提高载冷剂的 冷量运输能力，可以减少载冷剂的用量，使系统小型化。同理，载冷剂还可选择冷量传输能 力强的氯化钠溶液、铵盐溶液等。
权利要求1.一种分体式空调器，包括用于使室内空气循环换热的室内机，可将室内空气的热量 带走的室外机，设在室外机内的第一换热器( 和压缩机(1)、节流元件(3)，设在室内机内 的第二换热器(5)，其特征在于还包括设置在室外机上的中间换热器G)，由室外机上的 压缩机⑴、第一换热器⑵、节流元件(3)、中间换热器⑷组成的制冷剂循环回路，由室内 机上的第二换热器(5)、泵(6)、室外机上的中间换热器(4)组成的载冷剂循环回路，所述载 冷剂和制冷剂是在室外机上的中间换热器(4)交换热量的。
2.根据权利要求1所述的分体式空调器，其特征在于所述中间换热器由里管 (41)和外管(42)套接而成，所述里管(41)内流动的是制冷剂。
3.根据权利要求2所述的分体式空调器，其特征在于在制冷剂循环回路上设有使制 冷剂在其气体压力超出限值时排出室外的安全卸压阀。
4.根据权利要求3所述的分体式空调器，其特征在于所述安全卸压阀设在压缩机(1) 与第一换热器( 之间的管路上。
5.根据权利要求4所述的分体式空调器，其特征在于所述中间换热器(4)设在室外 机的顶腔内。
6.根据权利要求5所述的分体式空调器，其特征在于所述第一换热器与第二换热器 的内径在Φ 4. 9 Φ 6mm之间。
7.根据权利要求2或3或4或5或6所述的分体式空调器，其特征在于所述里管Gl) 是带凸齿螺纹的螺旋管。
专利摘要本实用新型公开了一种分体式空调器，包括用于使室内空气循环换热的室内机，可将室内空气的热量带走的室外机，设在室外机内的第一换热器和压缩机、节流元件，设在室内机内的第二换热器，还包括设置在室外机上的中间换热器，由室外机上的压缩机、第一换热器、节流元件、中间换热器组成的制冷剂循环回路，由室内机上的第二换热器、泵、室外机上的中间换热器组成的载冷剂循环回路，所述载冷剂和制冷剂是在室外机上的中间换热器交换热量的。本实用新型的制冷剂回路仅在室外机内运行，室内机的载冷剂循环安全可靠，为R290制冷剂的使用提供一个有效可行的环境。
文档编号F25B41/00GK201885321SQ201020619119
公开日2011年6月29日 申请日期2010年11月23日 优先权日2010年11月23日
发明者刘哲, 刘锋, 鲁益军 申请人:Tcl空调器(中山)有限公司