專利名稱:旋轉(zhuǎn)熱管空調(diào)器的制作方法
本發(fā)明涉及一種新的蒸汽壓縮式制冷空調(diào)器。是特別適合民用的空調(diào)器。
現(xiàn)有的蒸汽壓縮式制冷空調(diào)器是普遍使用的空調(diào)機(jī)組，它主要由壓縮機(jī)、冷凝器、節(jié)流裝置和蒸發(fā)器四大部分用管道連接組成。
通常采用的空冷式換熱器結(jié)構(gòu)，一般都配有兩個風(fēng)扇，用于強(qiáng)化蒸發(fā)器和冷凝器空氣側(cè)的傳熱，蒸發(fā)器和冷凝器是靜止的盤管式帶有散熱片的結(jié)構(gòu)，對于制冷量為1.7-7KW的空調(diào)器，壓縮機(jī)為活塞式。(例如目前市場上出售的窗式空調(diào)器)上述空調(diào)器一般存在下述一些問題1、制冷劑完成一個循環(huán)的路程長，沿程和局部摩擦損失大;
2、活塞式壓縮機(jī)機(jī)械摩擦損失大;
3、壓縮機(jī)的進(jìn)排氣閥相當(dāng)于兩個節(jié)流閥，增加了能量損失;
4、活塞式壓縮機(jī)必需的潤滑油必然混入制冷劑，增加了換熱器的熱阻;
5、潤滑油分離器增加了阻力損失;
6、節(jié)流過程中的能量損失;
7、制冷劑混入的潤滑油使設(shè)計參數(shù)發(fā)生遷移，整機(jī)性能變壞。
8、活塞式壓縮機(jī)屬于非連續(xù)工作裝置，沖擊振動大;
9、活塞環(huán)和活塞易磨損，磨損物易造成堵塞;
10、蒸發(fā)器和冷凝器的傳熱效率低;
11、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，體積大，加工成本高。
由于上述原因，空調(diào)器價格高、耗電大、可靠性差。特別從我國國情出發(fā)，這種空調(diào)器在今后相當(dāng)長的時間內(nèi)難以普及，從查閱的世界專利文獻(xiàn)和發(fā)表的文獻(xiàn)、雜志來看，過去近十余年世界空調(diào)技術(shù)的發(fā)展以及將來發(fā)展的方向，降低能耗，改善部件性能，提高可靠性是空調(diào)制冷領(lǐng)域一個極其重要的研究課題。
60年代，國外出現(xiàn)了一種新型高效傳熱元件-熱管，由于它的超導(dǎo)熱性，獲得了迅速發(fā)展。
1969年美國國家宇航局(NASA)研究了一種結(jié)構(gòu)簡單，傳熱強(qiáng)度更大的新型熱管-旋轉(zhuǎn)熱管，格雷(Gray)第一次提出了把旋轉(zhuǎn)熱管應(yīng)用于空調(diào)器的設(shè)想(CD-10304-12)。不過他只是把旋轉(zhuǎn)熱管單純作為一個冷凝器使用。雖然這個熱管空調(diào)器的原理是符合熱力學(xué)基本定律，但是要具體實(shí)施存在下述困難1、工作過程包括兩個互相獨(dú)立的熱力循環(huán)，這樣在同樣的情況下，傳熱溫差大致增加一倍，勢必加重壓縮機(jī)負(fù)荷、增加電耗。
2、由于軸流式壓氣機(jī)單級壓比的限制，所以必須采用多級壓縮機(jī)，軸向長度大，加工成本高，可靠性差;
3、由于2，必然存在動密封問題，制冷劑的泄漏難以避免，加工維護(hù)困難;
4、空心葉片加工成本高;
5、毛細(xì)管按裝困難;
6、由于冷凝傳熱系數(shù)不可能很高，沒有風(fēng)扇，光靠轉(zhuǎn)盤表面誘導(dǎo)，而且室外空氣側(cè)的傳熱系數(shù)很低，室外轉(zhuǎn)盤相應(yīng)要很大。使整個機(jī)組笨重，材耗大。
7、采用冷凝壓縮，液擊現(xiàn)象不可避免，而且汽體與液體比容比為103數(shù)量級，壓氣機(jī)難以設(shè)計。
由于上述原因，自1969年8月發(fā)表，至今未能具體實(shí)施。一九八三年十二月，中國建筑科學(xué)研究院出版的“熱管在建筑節(jié)能方面的應(yīng)用”一書，也引用了格雷的這個空調(diào)器設(shè)想。
本發(fā)明的目的是提供一種空調(diào)器，它不僅在節(jié)能方面有大的突破，而且造價低，耗電省，體積小，更適于民用，以便在一般生活水平的普通家庭普及，并在普通交通工具，例如汽車、火車、輪船上推廣應(yīng)用。
本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的汽態(tài)制冷劑進(jìn)入單級離心壓縮后變成高溫高壓汽體，經(jīng)過主軸和冷凝段上的均布孔，流入旋轉(zhuǎn)熱管冷凝段冷凝成液體，在離心分力的作用下，沿著傾斜壁面匯入裝在主軸上的均布毛細(xì)管，冷凝段的大端有一個臺階，一則防止冷凝液進(jìn)入壓縮機(jī)，二則起收集冷凝液作用，經(jīng)過毛細(xì)管的節(jié)流作用，液態(tài)制冷劑降壓降溫，高速從毛細(xì)管出口噴出，在蒸發(fā)段中吸收空調(diào)空間的熱量，蒸發(fā)汽化，重新進(jìn)入壓縮機(jī)，完成一個循環(huán)。
本發(fā)明針對現(xiàn)有空調(diào)機(jī)存在的問題和格雷先生提出的旋轉(zhuǎn)熱管技術(shù)應(yīng)用于空調(diào)的設(shè)想，把旋轉(zhuǎn)熱管的冷凝段作為冷凝器，其蒸發(fā)段作為蒸發(fā)器，整個工作過程只包括一個熱力循環(huán);整個機(jī)組沒有附加管道;可采用單級離心壓縮;不存在動密封問題，避免了泄漏;離心式壓縮機(jī)是連續(xù)性工作裝置，沒有機(jī)械摩擦;從而又省去了潤滑油;旋轉(zhuǎn)熱管的蒸發(fā)段和冷凝段套上沖有均布孔和凸起的波紋的散熱片，其中孔的作用1.破壞邊界層 2.加強(qiáng)空氣流通和湍流度，而波紋的作用(1)空氣的擾動和相對速度;(2)加大傳熱面積。兩者的效果，進(jìn)一步提高了空氣側(cè)傳熱系數(shù)，省去了兩個獨(dú)立的電扇。
本發(fā)明一個實(shí)施例的具體結(jié)構(gòu)由以下附圖給出。
圖1是縱向剖面圖，圖2和圖3是制冷劑制冷循環(huán)狀態(tài)圖。
電動機(jī)(1)驅(qū)動整個轉(zhuǎn)體旋轉(zhuǎn)，汽態(tài)制冷劑經(jīng)過離心式壓縮機(jī)(4)壓縮，壓力和溫度升高狀態(tài)從(a)變到(b)，然后進(jìn)入旋轉(zhuǎn)熱管的冷凝段(3)，通過散熱片(2)，把熱量傳給外界空氣，在(3)壁面冷凝成液體，狀態(tài)從(b)變到(c)，在離心分力作用下沿著(3)壁面匯入裝在主軸(8)的壁上的毛細(xì)管(6)，經(jīng)過(6)，制冷劑壓力，溫度下降，狀態(tài)從(c)變到(d)，在旋轉(zhuǎn)熱管蒸發(fā)段(6)中，通過散熱片(7)，制冷劑吸收空調(diào)空間空氣的熱量，蒸發(fā)成汽體，狀態(tài)從(d)回到(a)，完成一個完整制冷循環(huán)。
實(shí)施例國內(nèi)生產(chǎn)各種型號空調(diào)器中，KTQ-3RB型天鵝牌空調(diào)器為國內(nèi)名牌產(chǎn)品，該產(chǎn)品是由合肥江淮空調(diào)器總公司與日本聯(lián)營，采用日本進(jìn)口主件，國外進(jìn)口空調(diào)器中，日立RA-2140CH窗式空調(diào)器為最受人歡迎。把現(xiàn)有名牌空調(diào)器與本發(fā)明空調(diào)器主要技術(shù)參數(shù)性能進(jìn)行對比牌號名稱 制冷量 耗電量 體積 噪音 另售價KCaL/h KW (mm)3(分貝)合肥產(chǎn)天鵝 3000 1.58 670×425×560 ≤60 2700元KTQ-3RB窗式空調(diào)器滬產(chǎn)CKT-3A 3000 2 670×765×456 ≤60 2700元窗式空調(diào)器日立牌RA- 3150 1.48 660×424×665 ≤55 3200元2140CH空調(diào)器本發(fā)明旋轉(zhuǎn) 1500 0.44 φ433×530 ≤50 ≤800元熱管空調(diào)器與日立牌RA-2140CH相比節(jié)電61%。
與天鵝牌KTQ-3RB相比節(jié)電80%。
權(quán)利要求
1.一個由旋轉(zhuǎn)熱管的蒸發(fā)段(6)、冷凝段(3)、壓縮機(jī)(4)和毛細(xì)管(5)組成的單一蒸汽壓縮制冷循環(huán)的旋轉(zhuǎn)熱管空調(diào)器。由電機(jī)(1)驅(qū)動旋轉(zhuǎn)。其特征1-1上述的(6)(3)(4)和(5)組成一個剛性轉(zhuǎn)體，圍繞公共的軸旋轉(zhuǎn)。1-2旋轉(zhuǎn)熱管的蒸發(fā)段和冷凝段的空氣側(cè)都套有帶均布孔和凸起的波紋的散熱片。1-3旋轉(zhuǎn)熱管的蒸發(fā)段和冷凝段的外徑各不相同，它們由與主軸(8)花鍵連接的壓縮機(jī)和裝在(8)壁上的毛細(xì)管構(gòu)成制冷劑的封閉回路。
2.按權(quán)利要求
1所述旋轉(zhuǎn)熱管空調(diào)器，其特征在于其中的冷凝段(3)大端面開有均布徑向孔與壓縮機(jī)出口連通，并設(shè)有臺階，一方面匯集冷凝液，另一方面防止冷凝液倒流入壓縮機(jī)。
3.按權(quán)利要求
1所述旋轉(zhuǎn)熱管空調(diào)器，其特征在于其中的壓縮機(jī)(4)，在園盤上開有均布的，有一定幾何形狀的槽。
4.按權(quán)利要求
1所述旋轉(zhuǎn)熱管空調(diào)器，其特征在于其中的蒸發(fā)段(6)側(cè)壁上裝有毛細(xì)管的出口方向與壓縮機(jī)旋轉(zhuǎn)方向反向，成0°～90°的角。
5.按權(quán)利要求
1所述旋轉(zhuǎn)熱管空調(diào)器，其特征在于由電機(jī)(1)驅(qū)動旋轉(zhuǎn)外，還可用其它動力裝置替代驅(qū)動旋轉(zhuǎn)。
專利摘要
本發(fā)明提供了一種適合民用的小型空調(diào)器的裝置。它是由旋轉(zhuǎn)熱管的蒸發(fā)段、冷凝段、壓縮機(jī)和毛細(xì)管所組成。整個過程只包括一個最簡單的蒸汽壓縮制冷循環(huán)。以旋轉(zhuǎn)熱管為核心，組成一個結(jié)構(gòu)緊湊的整體轉(zhuǎn)子，在動力裝置驅(qū)動下運(yùn)轉(zhuǎn)工作。
文檔編號F28D11/00GK86100508SQ86100508
公開日1987年8月12日 申請日期1986年2月3日
發(fā)明者俞大邦 申請人:俞大邦, 俞大錫導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan