一種雙層管液態(tài)介質(zhì)冷熱交換防結(jié)霜空調(diào)室外的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種雙層管液態(tài)介質(zhì)冷熱交換防結(jié)霜空調(diào)室外機，采用了一種雙層管結(jié)構(gòu)，里層管與現(xiàn)狀普通冷熱交換管相似，里面是冷媒劑通道；外層管里面裝有液態(tài)導(dǎo)熱介質(zhì)，可以有效地吸收里層管里面的冷媒劑帶來的冷熱能量，并將冷熱能量快速轉(zhuǎn)移給外層管，利用外層管表面積大的特殊結(jié)構(gòu)，能快速將冷熱能量轉(zhuǎn)移給空氣，同時機箱外殼采用保溫半封閉結(jié)構(gòu)，這種空調(diào)室外機不會產(chǎn)生結(jié)霜現(xiàn)象，同時工作方式靈活多變。
【專利說明】一種雙層管液態(tài)介質(zhì)冷熱交換防結(jié)霜空調(diào)室外機

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及空調(diào)配套產(chǎn)品的制造領(lǐng)域，尤其是空調(diào)室外機部分相關(guān)產(chǎn)品的制造領(lǐng)域。
技術(shù)背景
[0002]近年來，隨著人民生活水平的提高，空調(diào)在各種場合的安裝和使用越來越多，在我國南方，天氣溫度比較高，一年中處于高溫天氣的時間段較長，利用空調(diào)制冷，人們的工作和生活環(huán)境得到了較好的改善:在我國北方，天氣溫度比較低，一年中處于低溫天氣的時間段比較長，很多企業(yè)和家庭也都安裝了空調(diào)，但是，使用時，大家都發(fā)現(xiàn)空調(diào)在較寒冷的時候，開機幾分鐘，其制熱效果明顯下降，究其原因，原來是空調(diào)室外機的蒸發(fā)器表面已經(jīng)凝結(jié)了一層薄薄的冰霜，時間越長冰霜越厚，制熱效果越低，一段時間后，厚厚的冰霜將蒸發(fā)器與空氣完全隔離，影響了蒸發(fā)器與室外空氣之間的熱交換，壓縮機熱泵系統(tǒng)不能順利地將室外較低溫度空氣的熱源搬移到室內(nèi)，工作效率急劇下降。
[0003]目前，有不少空調(diào)廠家宣傳其產(chǎn)品有自動防結(jié)霜功能，其防結(jié)霜的原理基本都是通過將空調(diào)的工作模式，從制熱模式反轉(zhuǎn)為制冷模式，使得室外機蒸發(fā)器轉(zhuǎn)換為冷凝器釋放熱量，經(jīng)過短時間的工作，融化冷熱交換器表面的冰霜，然后，再重新啟動制熱模式，這樣能夠勉強進行制熱工作，這種方法從本質(zhì)上看，所謂的“防結(jié)霜功能”，其實，不是真正的防結(jié)霜，嚴(yán)格來說，是等待結(jié)霜后再被動地除去冰霜，沒有主動防結(jié)霜，并不是真正意義上的防結(jié)霜功能，其效果自然不好；一方面，在需要制熱的時候，從制熱工作模式反轉(zhuǎn)為制冷工作模式，其工作能耗本身就是一種能源浪費，同時，制冷期間不能制熱，這段時間的等待，必?zé)嵊绊懻w的制熱效率，這就是這種防結(jié)霜空調(diào)的制熱效果不好的原因。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了有效防止空調(diào)室外機結(jié)霜，提高空調(diào)的在寒冷的地方制熱效果，本發(fā)明公開了一種雙層管液態(tài)介質(zhì)冷熱交換防結(jié)霜空調(diào)室外機，其冷熱交換器不直接與外界空氣接觸，而是采用了一種雙層管結(jié)構(gòu)，里層管與現(xiàn)狀普通冷熱交換管相似，里面是冷媒劑通道；外層管，里面裝有液態(tài)導(dǎo)熱介質(zhì)，可以有效地吸收里層管里面的冷媒劑帶來的冷熱能量，并將冷熱能量快速轉(zhuǎn)移給外層管，利用外層管表面積大的特殊結(jié)構(gòu)，能快速將冷熱能量轉(zhuǎn)移給空氣，外面一層的特殊結(jié)構(gòu)表現(xiàn)在其形狀類似于北方取暖用的散熱片，其表面積比普通冷熱交換管表面積大得多，有利于最終將冷媒劑的冷熱能量轉(zhuǎn)移到空氣中，其冷熱交換均勻快速，不需要較大的溫差，就能得到較好的熱量轉(zhuǎn)移效果，不會產(chǎn)生結(jié)霜現(xiàn)象；外層管的特殊結(jié)構(gòu)還采用了一種特殊表面處理，使得表面光滑，不容易附著灰塵等雜物，例如表面進行鐵氟龍(特富龍)涂層、陶瓷涂層處理、或采用納米技術(shù)進行表面處理等，這樣可以有效地防止冰霜以灰塵等雜物結(jié)核成霜，從而達到防止結(jié)霜的目的。
[0005]外層管里面的液態(tài)介質(zhì)可以與外部連接，可以給外部提供熱源或冷源利用，同時，多余的能源還可輸出到外界，熱源可以用于加熱熱水，冷源可以用于制作冰塊等。
[0006]機箱外殼采用保溫材料，外面設(shè)置百葉窗，對于大型中央空調(diào)，可以四周設(shè)置百葉窗，對于家用小型空調(diào)，可以只設(shè)置一面或兩面百葉窗，當(dāng)不需要與外界進行冷熱交換時，百葉窗關(guān)閉，整個機箱處于一種封閉狀態(tài)，有效防止灰塵進入、防止飛鳥爬蟲進入等，可減少異常因素引起室外機故障，當(dāng)需要與外界進行冷熱交換時，可以打開百葉窗，冷熱交換器的冷熱能源通過液態(tài)介質(zhì)轉(zhuǎn)移給外層管，外層管表面與周圍空氣進行充分冷熱交換后，通過風(fēng)扇推動空氣循環(huán)流動，百葉窗的開啟和關(guān)閉，可以通過風(fēng)扇工作產(chǎn)生的壓力和百葉窗的自重，巧妙地進行簡單控制，還可以通過伺服電機，根據(jù)工作需要，精確控制開啟和關(guān)閉。
[0007]為了更進一步防止外層管表面在極端低溫氣候條件下結(jié)霜，本發(fā)明還設(shè)置有其他熱源進行熱輔，例如，設(shè)置電熱絲發(fā)熱、設(shè)置燃?xì)飧咝t燃燒發(fā)熱等，當(dāng)傳感器感知外層管表面有結(jié)霜現(xiàn)象時，可以啟動其他熱源裝置發(fā)熱，一方面可以直接對液態(tài)導(dǎo)熱介質(zhì)進行熱輔，還可以直接對外層管進行加熱，防止外層管表面結(jié)霜，確保外層管表面不會因結(jié)霜而影響冷熱交換，根據(jù)情況，熱輔助時還可短暫停止壓縮機熱泵系統(tǒng)工作，利用其它熱源(例如燃?xì)飧咝t的尾氣等)將冰霜完全消除后再啟動壓縮機熱泵系統(tǒng)，實現(xiàn)真正意義上的防結(jié)霜功能。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]附圖1說明
[0009]附圖1是本發(fā)明雙層管液態(tài)介質(zhì)冷熱交換防結(jié)霜空調(diào)室外機的側(cè)面外觀示意圖，主要包含機箱外殼、風(fēng)扇、百葉窗、排煙口、電氣及管道安裝連接口等部分。
[0010]110部分機箱外殼采用保溫帶百葉窗半封閉的結(jié)構(gòu)，當(dāng)不需要與外界進行冷熱交換時，整個機箱處于一種封閉狀態(tài)，里面的冷熱源被有效的保護起來，不會因空氣流動而流失，同時還可防止空氣中的灰塵、雨水、以及爬蟲飛鳥等進入；當(dāng)需要與外界進行冷熱交換時，風(fēng)扇啟動，百葉窗打開，機箱內(nèi)空氣可以快速流向外界，外界的空氣可以快速流入機箱。
[0011]120部分風(fēng)扇可以采用逐流風(fēng)扇、也可以采用離心風(fēng)扇，風(fēng)扇上面設(shè)有百葉窗，風(fēng)扇啟動時，百葉窗打開，風(fēng)扇停止時，百葉窗關(guān)閉，風(fēng)扇的啟動和停止根據(jù)需要由電氣部分控制。
[0012]130部分百葉窗的開啟和關(guān)閉可以根據(jù)需要進行控制，控制方式可以采用伺服電機進行精確控制，也可以通過風(fēng)扇和百葉窗的自重進行簡單而巧妙的控制，風(fēng)扇啟動時將百葉窗吹開，風(fēng)扇停止時，百葉窗在自重的作用下自動關(guān)閉；對大型中央空調(diào)，可以在四面設(shè)置百葉窗，對小型家用空調(diào)，可以只在兩面設(shè)置百葉窗，百葉窗的的百葉片上還可以附帶密封條，可以有效提高百葉窗的作用。
[0013]140部分排煙口用于百葉窗關(guān)閉、燃?xì)飧咝t工作時，將多余的廢氣排向外界，燃?xì)飧咝t燃燒產(chǎn)生的熱源一方面可以加熱雙層管里面的液態(tài)導(dǎo)熱介質(zhì)，燃燒產(chǎn)生的熱氣還可以迂回經(jīng)過雙層管外表面，與雙層管外表面進行充分接觸，可以有效防止雙層管外表面結(jié)霜，最后的廢氣經(jīng)過排煙口排線外界。
[0014]150部分電氣及管道接口中的電器部分與普通空調(diào)相似，沒有太大區(qū)別，只是多了一些傳感信號和控制信號；管道接口中比普通空調(diào)室外機多了液態(tài)導(dǎo)熱介質(zhì)的管道接口、以及控制液態(tài)介質(zhì)流向的換向閥等部件。
[0015]附圖2說明
[0016]附圖2是本發(fā)明雙層管液態(tài)介質(zhì)冷熱交換防結(jié)霜空調(diào)室外機的里層管(冷熱交換器)與外層管(液態(tài)導(dǎo)熱介質(zhì))的位置示意圖，主要包含外層管、液態(tài)導(dǎo)熱介質(zhì)、里層管、液態(tài)介質(zhì)出入口、冷媒劑出入口等部分。
[0017]210部分外層管的形狀類似于取暖器的散熱片結(jié)構(gòu)，其特點是表面面積非常大，有利于其與空氣進行充分接觸，即使其溫度與室內(nèi)空氣溫度之間的溫差較小，也能很快地將大量的冷熱能轉(zhuǎn)移給空氣，其材質(zhì)不限，可以是鋁質(zhì)、鋼質(zhì)、銅質(zhì)等多種熱傳導(dǎo)迅速的材質(zhì)，另一特點是其表面進行了特殊處理，使得其表面非常光滑，不容易附著灰塵等雜物。
[0018]220部分液態(tài)導(dǎo)熱介質(zhì)可以是水介質(zhì)，制冷時多余的熱源用于加熱水，可以直接用于洗澡等生活熱水使用或作為熱源存儲起來以備后用；制熱時多余的冷源可以用于制冰或作為冷源存儲起來以備后用；液態(tài)介質(zhì)還可以是其他非水的介質(zhì)，可以用于其他特殊用途；為更好地進行冷熱能量交換，液態(tài)介質(zhì)的流向通過控制和切換，與里層管的冷媒劑的流向剛好相反。
[0019]230部分里層管與普通冷熱交換管相似，只是其外面被液態(tài)介質(zhì)包圍，里層管不直接與空氣進行冷熱交換，而是經(jīng)過液態(tài)介質(zhì)將冷熱源轉(zhuǎn)移給外層管，通過外層管將冷熱能量轉(zhuǎn)移給空氣。
[0020]240部分液態(tài)介質(zhì)出入口有兩個，分別連接換向閥的對應(yīng)口，可以根據(jù)制冷制熱情況，改變液態(tài)導(dǎo)熱介質(zhì)的流向，使得液態(tài)導(dǎo)熱介質(zhì)的流向與里層管里面的冷媒劑流向相反，有利于冷熱能量的交換和轉(zhuǎn)移，根據(jù)工作模式要求，液態(tài)介質(zhì)還可以暫時停止流動循環(huán)。
[0021]250部分冷媒劑出入口有兩個，與普通空調(diào)類似，一頭經(jīng)過四通換向閥連接壓縮機，另一頭經(jīng)過節(jié)流閥連接室內(nèi)冷熱交換器，冷媒劑的流向根據(jù)制冷制熱情況，通過四通換向閥切換。
[0022]附圖3說明
[0023]附圖3是本發(fā)明雙層管液態(tài)介質(zhì)冷熱交換防結(jié)霜空調(diào)室外機水平截面俯視示意圖，主要包含百葉窗開啟狀態(tài)、壓縮機及循環(huán)部分、電熱絲、燃?xì)飧咝t和雙層管等部分。
[0024]310部分百葉窗(開啟)采用向外打開結(jié)構(gòu)，百葉窗的開啟和關(guān)閉可以根據(jù)需要進行控制，控制方式可以采用伺服電機進行精確控制，也可以通過風(fēng)扇和百葉窗的自重進行簡單而巧妙的控制，風(fēng)扇啟動時將百葉窗吹開，風(fēng)扇停止時，百葉窗在自重的作用下自動關(guān)閉；對大型中央空調(diào)，可以四面設(shè)置百葉窗，對小型家用空調(diào)，可以只在兩面設(shè)置百葉窗，百葉窗的百葉片上還可以附帶密封條，可以有效提高百葉窗的作用。
[0025]320部分壓縮機及循環(huán)部分與普通空調(diào)一樣，沒有區(qū)別，它利用熱泵原理進行工作，將冷媒劑介質(zhì)在壓縮機中進行壓縮液化、釋放能量、再蒸發(fā)氣化、吸收能量，完成將熱源從一個區(qū)間介質(zhì)轉(zhuǎn)移到另一個區(qū)間。
[0026]330部分電熱絲用于對室外機內(nèi)的液態(tài)導(dǎo)熱介質(zhì)進行加熱，當(dāng)外層管處于要結(jié)霜時，控制系統(tǒng)可以啟動電熱絲工作，電熱絲工作時，液態(tài)導(dǎo)熱介質(zhì)循環(huán)停止，室外機內(nèi)的少量液態(tài)導(dǎo)熱介質(zhì)可以在電熱絲的熱量作用下，快速升溫，使得外層管上不會產(chǎn)生結(jié)霜現(xiàn)象，而壓縮機熱泵循環(huán)系統(tǒng)可以繼續(xù)工作，不受影響，達到防止結(jié)霜的目的。
[0027]340部分燃?xì)飧咝t可以像電熱絲一樣直接用于對液態(tài)導(dǎo)熱介質(zhì)進行加熱，防止結(jié)霜；同時，還可以通過燃燒產(chǎn)生的熱氣，直接吹向外層管表面，利用熱風(fēng)將外層管外面的冰霜吹掉，達到防止結(jié)霜的目的，而壓縮機熱泵循環(huán)系統(tǒng)可以繼續(xù)工作，不受影響。
【權(quán)利要求】
1.一種雙層管液態(tài)介質(zhì)冷熱交換防結(jié)霜空調(diào)室外機，其特征在于，室外壓縮機冷熱交換器不直接與空氣接觸，而是通過一種雙層管結(jié)構(gòu)，首先將冷熱交換器的冷熱能量轉(zhuǎn)移給液態(tài)導(dǎo)熱介質(zhì)，液態(tài)導(dǎo)熱介質(zhì)可以通過與外部循環(huán)將冷熱能量轉(zhuǎn)移到外部，對外部提供冷熱能源；液態(tài)導(dǎo)熱介質(zhì)還可以將冷熱能源轉(zhuǎn)移給雙層管的外層管，由于外層管的表面積比普通空調(diào)的冷熱交換器表面積大得多，其與空氣冷熱交換均勻快速，工作時溫差較小，結(jié)霜機會較少。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙層管液態(tài)介質(zhì)冷熱交換防結(jié)霜空調(diào)室外機，其特征在于，還包含，通過設(shè)置電熱絲，當(dāng)需要時，可以啟動電熱絲對雙層管中液態(tài)導(dǎo)熱介質(zhì)進行加熱，使液態(tài)導(dǎo)熱介質(zhì)溫度上升，減少外層管結(jié)霜可能。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙層管液態(tài)介質(zhì)冷熱交換防結(jié)霜空調(diào)室外機，其特征在于，還包含，室外機還安裝有一種高效燃?xì)鉅t，當(dāng)需要時，可以啟動燃?xì)飧咝t對雙層管中的液態(tài)導(dǎo)熱介質(zhì)進行加熱，使液態(tài)導(dǎo)熱介質(zhì)溫度上升，減少外層管結(jié)霜可能；同時，還可利用燃燒的熱氣直接吹掉外層管上面的冰霜。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙層管液態(tài)介質(zhì)冷熱交換防結(jié)霜空調(diào)室外機，其特征在于，機箱外殼采用保溫帶百葉窗半封閉的結(jié)構(gòu)，當(dāng)需要與外界進行冷熱能量交換時，可以打開百葉窗，當(dāng)不需要與外界進行冷熱能量交換時，可以關(guān)閉百葉窗，機箱外殼輔以保溫材料，可以有效隔熱，還可以有效降低降噪。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙層管液態(tài)介質(zhì)冷熱交換防結(jié)霜空調(diào)室外機，其特征在于，還包含雙層管的外層管表面進行了特殊處理，使得其表面非常光滑，不容易附著灰塵等雜物，表面處理包含進行特氟龍(特富龍)涂層、陶瓷涂層處理、還包含采用納米技術(shù)進行表面處理等。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙層管液態(tài)介質(zhì)冷熱交換防結(jié)霜空調(diào)室外機，其特征在于，還包含雙層管的外層管的材質(zhì)不限，可以是鋁質(zhì)、鋼質(zhì)、銅質(zhì)等熱傳導(dǎo)迅速的材質(zhì)，還包含外層管的加工工藝不限，可以是壓鑄工藝、鈑金沖壓工藝等加工工藝。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙層管液態(tài)介質(zhì)冷熱交換防結(jié)霜空調(diào)室外機，其特征在于，還包含，液態(tài)導(dǎo)熱介質(zhì)不限，既可以是水介質(zhì)還可以是其他液態(tài)介質(zhì)等。
【文檔編號】F25B47/00GK104482607SQ201410781352
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年12月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月16日
【發(fā)明者】魏華山, 沈自全, 葉福生, 陳言斌, 江云峰 申請人:媧石水泥集團武漢萬世科技有限公司