專利名稱：節(jié)能空調(diào)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
節(jié)能空調(diào)器絲領(lǐng)域本實(shí)用新型涉及空調(diào)器，尤其涉及一種節(jié)能空調(diào)器，特別為一種內(nèi)部 設(shè)有兩種換熱裝置、可以根據(jù)空調(diào)環(huán)境與大氣環(huán)境的溫差情況適時(shí)選擇更 加合理的熱量轉(zhuǎn)移模式進(jìn)行工作、從而降低能耗的空調(diào)器，屬于制冷設(shè)備 技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前，市場(chǎng)銷售的工業(yè)空調(diào)器，如電氣柜、控制柜空調(diào)等，均為單一 的蒸汽壓縮式制冷機(jī)組。熱量的轉(zhuǎn)移依賴空調(diào)器單一的壓縮制冷循環(huán)。這 種空調(diào)器的運(yùn)行是根據(jù)電氣柜或者控制柜內(nèi)部的溫度來(lái)控制的，當(dāng)柜外的 溫度高于柜內(nèi)溫度時(shí)，啟動(dòng)壓縮機(jī)制冷循環(huán)以實(shí)現(xiàn)熱量由柜內(nèi)低溫?zé)嵩聪?柜外高溫?zé)嵩吹哪嫦蜣D(zhuǎn)移，但當(dāng)柜外的環(huán)境溫度低于柜內(nèi)溫度時(shí)，熱量的 是可以實(shí)現(xiàn)由柜內(nèi)高溫?zé)嵩聪蚬裢獾蜏責(zé)嵩吹淖园l(fā)轉(zhuǎn)移的，但此時(shí)若仍然 通過啟動(dòng)壓縮機(jī)制冷循環(huán)來(lái)實(shí)現(xiàn)熱量轉(zhuǎn)移就顯得不盡合理了 ，不利于節(jié)約能源；而且，這種情況也容易造成壓縮機(jī)反復(fù)啟停，壓縮機(jī)乃至空調(diào)器整 機(jī)的使用壽命都會(huì)減短。從這類工業(yè)用空調(diào)器年使用情況看，密閉柜內(nèi)外 溫度高低的周期幾乎相等，所以如果能使熱量實(shí)現(xiàn)自發(fā)轉(zhuǎn)移而不啟動(dòng)耗電 量大的壓縮機(jī)制冷裝置顯然具有很大的節(jié)能減耗的優(yōu)勢(shì)。當(dāng)今，已蓬勃發(fā)展的熱管技術(shù)充分利用了熱傳導(dǎo)原理與致冷介質(zhì)的快 速熱傳遞性質(zhì)，透過熱管將高溫側(cè)發(fā)熱物體的熱量fflil傳遞到低溫?zé)嵩刺帲?其導(dǎo)熱能力超過任何已知金屬的導(dǎo)熱能力。熱管內(nèi)熱量傳遞是通過工質(zhì)的 相變過程進(jìn)行的。由熱管組成熱管換熱器具有熱管固有的傳熱量大、溫差
小、重量輕體積小、熱響應(yīng)迅速、風(fēng)道易于分割、可靠性高等特點(diǎn)。但熱 管換熱器是必須在溫差存在的條件下實(shí)現(xiàn)熱量單向傳導(dǎo)轉(zhuǎn)移，所以它的單 一應(yīng)用具有局限性。發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，提供一種節(jié)能 空調(diào)器。本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案是節(jié)能空調(diào)器，包括殼體、換熱裝置和 電氣組件，換熱裝置和電氣組件置于空調(diào)器殼體內(nèi)部，電氣組件對(duì)于換熱 裝置的運(yùn)行進(jìn)行控制，其特征在于所述換熱裝置同時(shí)包括蒸汽壓縮制冷 裝置以及熱管換熱器裝置，所述蒸汽壓縮制冷裝置包括冷凝器、蒸發(fā)器， 電氣組件根據(jù)蒸發(fā)器回風(fēng)口的溫度條件控制蒸汽壓縮式制冷循環(huán)的啟停； 所述熱管換熱器裝置的主體部件是熱管，熱管包括管殼、隔板及工作流體， 一端為蒸發(fā)端、另一端是冷凝端，熱管內(nèi)部環(huán)境為負(fù)壓，灌注有工作流體； 在電氣組件的控制下，所述蒸汽壓縮制冷裝置和熱管換熱器裝置各自單獨(dú) 運(yùn)行或者同時(shí)運(yùn)行。實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型目的更為詳細(xì)的技術(shù)解決方案是-上述的節(jié)能空調(diào)器，其中，所述熱管的冷凝端和蒸發(fā)端均位于空調(diào)器 內(nèi)部，其安裝位置分別緊靠蒸汽壓縮制冷裝置的冷凝器和蒸發(fā)器；或者， 所述空調(diào)器設(shè)有外延體，熱管的冷凝端安裝在空調(diào)器內(nèi)部，而蒸發(fā)端則安 裝在空調(diào)器柜體的外延體內(nèi)。更進(jìn)一步地，所述熱管的外表面設(shè)有散熱翅片，所述熱管的蒸發(fā)端和/ 或冷凝端設(shè)有換氣風(fēng)扇。更進(jìn)一步地，所述熱管的管殼具有多種結(jié)構(gòu)形式，或由內(nèi)壁加工有槽 道的兩端密封的鋁(軋)翅片管形式或由管殼、管芯和端蓋組成，其中管
芯為毛細(xì)多孔結(jié)構(gòu)，緊貼在熱管管殼的內(nèi)壁。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于通過將熱管換熱器集成在電氣柜、控制柜等 中小型工業(yè)空調(diào)器內(nèi)部，與蒸汽壓縮制冷裝置協(xié)調(diào)工作，當(dāng)密閉空間內(nèi)部 溫度比外部環(huán)境溫度高時(shí)，可啟動(dòng)熱管換熱器進(jìn)行熱量傳導(dǎo)轉(zhuǎn)移，此時(shí)蒸 汽壓縮制冷裝置可不工作或者同時(shí)輔助參與工作以滿足溫度調(diào)節(jié)需要，但 當(dāng)密閉空間內(nèi)部溫度比外部溫度低時(shí)，則可直接啟動(dòng)壓縮機(jī)制冷裝置將熱 量由低溫密閉空間轉(zhuǎn)移到高溫外部環(huán)境中實(shí)現(xiàn)溫度調(diào)節(jié)。這樣復(fù)合兩種方 式實(shí)現(xiàn)熱量轉(zhuǎn)移功能的節(jié)能空調(diào)器可起到節(jié)能并延長(zhǎng)壓縮機(jī)乃至空調(diào)器整 體使用壽命的技術(shù)效果。本實(shí)用新型的目的、優(yōu)點(diǎn)和特點(diǎn)，將通過下面優(yōu)選實(shí)施例的非限制性 說明進(jìn)行圖示和解釋，這些實(shí)施例是參照附圖僅作為例子給出的。


圖1是本實(shí)用新型一種實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是本實(shí)用新型另一種實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3是本實(shí)用新型再一種實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖4是本實(shí)用新型中部分組件的一種實(shí)施結(jié)構(gòu)示意圖。 圖中l(wèi)一電氣組件；2—壓縮機(jī)；3—熱管；4一熱管蒸發(fā)端；5—熱管 冷凝端；6—風(fēng)機(jī)；7—冷凝器；8—風(fēng)機(jī)；9一蒸發(fā)器；l()一風(fēng)機(jī)；11—風(fēng) 機(jī)，12 —固定框架；13 —散熱翅片；14一熱管管殼；15—蒸發(fā)風(fēng)機(jī)；16 —隔熱板；17—冷凝風(fēng)機(jī)。
具體實(shí)施方式
工業(yè)上，用于降低電氣柜或控制柜柜內(nèi)溫度的空調(diào)在使用時(shí)，柜內(nèi)外 的溫度高低存在季節(jié)性差異， 一年內(nèi)，柜內(nèi)溫度高于或低于柜外溫度的時(shí) 間幾乎相同。針對(duì)這種情況，本實(shí)用新型以在常規(guī)蒸汽壓縮制冷空調(diào)器內(nèi) 部集成熱管換熱器為思路，提出一種節(jié)能空調(diào)器。熱管是一種具有高導(dǎo)熱性能的傳熱元件，它通過在全封閉真空管殼內(nèi) 工質(zhì)的蒸發(fā)與凝結(jié)來(lái)傳遞熱量，具有極高的導(dǎo)熱性、良好的等溫性、冷熱 兩側(cè)的傳熱面積可任意改變、可遠(yuǎn)距離傳熱、可控制溫度等一系列優(yōu)點(diǎn)。 由熱管組成的熱管換熱器具有傳熱效率高、流體阻損小、有利于控制露點(diǎn) 腐蝕等優(yōu)點(diǎn)，而且，熱管換熱器無(wú)壓縮機(jī)，不需要氟利昂工質(zhì)，其結(jié)構(gòu)緊 湊，質(zhì)量和外形較小。熱管的工作原理是利用工作流體的蒸發(fā)與冷凝來(lái)傳遞熱量。熱管的工 作流體根據(jù)成分和比例的不同，分為低溫、中溫和高纟顯等幾類熱管，較為 常見的工作流體有氨、水、丙酮及甲醇等。熱管兩端分為蒸發(fā)端(加熱端) 和冷凝端(散熱端)，兩端之間根據(jù)需要采取絕熱措施，熱管蒸發(fā)端受熱時(shí) 管內(nèi)工作流體汽化，從熱源吸收汽化熱，汽化后蒸汽向另一側(cè)冷凝端流動(dòng) 并遇冷凝結(jié)向散熱區(qū)放出潛熱，冷凝液借毛細(xì)力或重力的作用回流，繼續(xù) 受熱汽化，這樣熱管內(nèi)熱量通過工質(zhì)的相變過程進(jìn)行的往復(fù)循環(huán)傳導(dǎo)，將 大量熱量從加熱區(qū)傳遞到散熱區(qū)。熱管換熱器的熱量轉(zhuǎn)移需要在存在溫差的條件下進(jìn)行，其集成于空調(diào) 器，當(dāng)控制柜外環(huán)境溫度較低、柜內(nèi)工作溫度較高時(shí)，熱管換熱器便可利 用柜內(nèi)外溫差散熱，在不必啟動(dòng)壓縮機(jī)的情況下即可使電氣柜、控制柜等 工業(yè)常用設(shè)備的柜內(nèi)溫度降低，起到調(diào)溫作用。而且，這種溫差越大，熱 管換熱器的散熱功率就越大。這不僅節(jié)約了能源，而且延長(zhǎng)了空調(diào)機(jī)組特 別是壓縮機(jī)等關(guān)鍵部件的使用壽命。在熱管外表穿接高密度的散熱翅片，可以大幅度減小熱管換熱器的體 積，同時(shí)大大提高散熱效率。但是，熱管換熱器也存在使用局限性，其工
作原理依賴柜內(nèi)外溫差，而且柜內(nèi)溫度的降低無(wú)法得到有效控制。在炎熱 的夏季或環(huán)境溫度很高的時(shí)候，要實(shí)現(xiàn)熱量的逆向轉(zhuǎn)移時(shí)，熱管換熱器幾 乎失效。因此，將熱管換熱器集成到現(xiàn)有的控制柜空調(diào)器上，將極大地提 高空調(diào)器節(jié)能高效的品質(zhì)。
現(xiàn)有技術(shù)中，電氣柜、控制柜空調(diào)器的制冷系統(tǒng)是一種蒸汽壓縮式制 冷循環(huán)系統(tǒng)，用于對(duì)工業(yè)控制柜、電氣柜等進(jìn)行溫度控制。這種制冷系統(tǒng) 包含壓縮機(jī)、蒸發(fā)器、冷凝器、節(jié)流元件以及電氣組件等，蒸發(fā)器和冷凝 器分別配有風(fēng)機(jī)并設(shè)有各自的風(fēng)道。將熱管換熱器集成到這類空調(diào)器以后， 兩套制冷系統(tǒng)復(fù)合使用，熱管換熱器的結(jié)構(gòu)大小可依據(jù)換熱量的多少進(jìn)行 設(shè)定?？照{(diào)器控制系統(tǒng)根據(jù)環(huán)境溫度以及機(jī)柜內(nèi)溫度等因素，判斷啟動(dòng)蒸 汽壓縮式制冷循環(huán)系統(tǒng)還是熱管換熱系統(tǒng)，或者兩套系統(tǒng)同時(shí)運(yùn)行。這樣， 可以使空調(diào)器機(jī)組在外部工況比較寒冷的情況下免于啟動(dòng)壓縮機(jī)，或者減 少壓縮機(jī)啟動(dòng)次數(shù)。而在炎熱的夏季或環(huán)境溫度較高的時(shí)候，依賴壓縮機(jī) 制冷循環(huán)裝置而不啟動(dòng)熱管換熱器。
實(shí)施例l
如圖1所示，空調(diào)器內(nèi)部設(shè)有電氣組件1以及壓縮機(jī)制冷裝置和熱管換熱器裝置兩套熱交換裝置。前者包括壓縮機(jī)2、冷凝器7和蒸發(fā)器9，以 及風(fēng)機(jī)6和8，風(fēng)機(jī)6正對(duì)柜體的出風(fēng)口，對(duì)冷凝器7抽風(fēng)，風(fēng)機(jī)8對(duì)蒸發(fā) 過禾雖推動(dòng)作用，蒸發(fā)器9位于風(fēng)機(jī)8的出風(fēng)口處，它們?cè)陔姎饨M件1的 控制下起到壓縮制冷的功效。熱管換熱器的主要部件是熱管3，熱管3有兩 端，分別為蒸發(fā)端4和冷凝端5。冷凝端5位于冷凝器7的進(jìn)風(fēng)端，蒸發(fā)端 4位于蒸發(fā)器9的進(jìn)風(fēng)端。熱管3本身由管殼、隔板和工作流體構(gòu)成，熱管 3內(nèi)部有一定的真空度，其內(nèi)灌注工作流體。為了增強(qiáng)熱管3的換熱效率， 可以在熱管3外表穿接散熱翅片。
當(dāng)密閉柜內(nèi)溫度比外部環(huán)境溫度高時(shí)，熱管換熱器便可進(jìn)行熱交換，在極大程度上減小壓縮機(jī)2啟動(dòng)的次數(shù)。具體工作過程如下-在空氣自然流通或者風(fēng)機(jī)強(qiáng)制循環(huán)的情況下，空調(diào)器的柜體內(nèi)部與外 部環(huán)境溫度相近，而空調(diào)器所在的電氣柜或者控制柜的柜內(nèi)溫度較高，在 風(fēng)機(jī)8的作用下，熱管3的蒸發(fā)端4與溫度較高的柜內(nèi)空氣接觸受熱，而 冷凝端5的溫度比蒸發(fā)端4低，因此熱管3的蒸發(fā)端4和冷凝端5之間產(chǎn) 生溫差，熱管3內(nèi)部工作流體蒸發(fā)汽化并在兩端形成壓差，在該壓差的作 用下，這些蒸汽從蒸發(fā)端4流向冷凝端5，流動(dòng)過程中釋放熱量并凝結(jié)成液 體。 一方面，這些凝液沿著吸液芯的毛細(xì)多孔結(jié)構(gòu)重新回流到熱管3的蒸 發(fā)端4，使上述過程重復(fù)進(jìn)行；另一方面，它們所釋放的熱量隨著空調(diào)器柜 體內(nèi)部的空氣，經(jīng)由相應(yīng)的通道傳遞給外界環(huán)境的大氣。因此，在熱管3 的作用下，電氣柜或者控制柜的柜內(nèi)熱量得以迅速傳遞到外界大氣環(huán)境， 從而在不啟動(dòng)或者少啟動(dòng)壓縮機(jī)2的情況下，即對(duì)電氣柜或者控制柜的柜 內(nèi)環(huán)境起到調(diào)溫作用，在節(jié)能的同時(shí)延長(zhǎng)了機(jī)組關(guān)鍵部件的使用壽命。當(dāng)然，在炎熱的夏季或者環(huán)境溫度較高的時(shí)候，熱管換熱器不能工作， 此時(shí)則由蒸汽壓縮制冷換熱器裝置獨(dú)自工作。實(shí)施伊J 2如圖2所示，其結(jié)構(gòu)及工作過程與實(shí)施例1相似，不同之處在于熱管換熱器不僅包括熱管3，還包括風(fēng)機(jī)10和11，它們分別設(shè)置在熱管3的 蒸發(fā)端4和冷凝端5附近。而且，執(zhí)管換熱系統(tǒng)是一個(gè)獨(dú)立的換熱系統(tǒng)， 其安裝位置不受蒸汽壓縮制冷換熱系統(tǒng)的限制。實(shí)施例3如圖3所示，在實(shí)施例的基礎(chǔ)上，還可以將空調(diào)器的柜體進(jìn)一步改進(jìn)，設(shè)置外延體12，將熱管3的蒸發(fā)端4置于外延體12之內(nèi)，使熱管3的蒸發(fā) 端4與電氣柜或控制柜的柜內(nèi)環(huán)境更好地接觸、換熱。實(shí)施例4熱管換熱器裝置示例。如圖4所示，各自獨(dú)立的熱管14穿有散熱翅片 13中間由隔熱板16分隔，其并與固定框架12形成蒸發(fā)端與冷凝端。為促 使熱交換充分，蒸發(fā)端配有蒸發(fā)風(fēng)機(jī)15、冷凝端配有冷凝風(fēng)機(jī)17。該實(shí)施 例可組裝于空調(diào)器內(nèi)?；驈慕Y(jié)構(gòu)上，巧妙利用蒸汽壓縮式制冷循環(huán)裝置中 蒸發(fā)器風(fēng)機(jī)和冷凝器風(fēng)機(jī)而不需要另配蒸發(fā)風(fēng)機(jī)15和冷凝風(fēng)機(jī)17。當(dāng)然，以上僅是本實(shí)用新型的具體應(yīng)用范例，對(duì)本實(shí)用新型的保護(hù)范 圍不構(gòu)成任何限制。除上述實(shí)施例外，本實(shí)用新型還可以有其它實(shí)施方式。 凡采用等同替換或等效變換形成的技術(shù)方案，均落在本實(shí)用新型所要求保 護(hù)的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1、節(jié)能空調(diào)器，包括蒸汽壓縮式制冷循環(huán)裝置、熱管換熱器裝置和電氣組件，熱管換熱器裝置和電氣組件等置于機(jī)殼內(nèi)，電氣組件對(duì)換熱裝置的運(yùn)行進(jìn)行控制，其特征在于所述換熱裝置同時(shí)包括蒸汽壓縮制冷循環(huán)裝置以及熱管換熱器裝置，所述蒸汽壓縮制冷循環(huán)裝置包括冷凝器、蒸發(fā)器，電氣組件控制著壓縮機(jī)制冷循環(huán)裝置和熱管換熱器裝置的工作；所述熱管換熱器裝置的主體部件是熱管，包括管殼、隔板和工作流體，熱管一端為蒸發(fā)端、另一端是冷凝端，熱管內(nèi)部設(shè)有工作流體。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的節(jié)能空調(diào)器，其特征在于所述熱管的冷凝 端和蒸發(fā)端均位于空調(diào)器機(jī)體內(nèi)部，其安裝位置分別緊靠蒸汽壓縮制冷裝 置的冷凝器和蒸發(fā)器。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的節(jié)能空調(diào)器，其特征在于所述空調(diào)器的機(jī) 體設(shè)有外延體，熱管的冷凝端安裝在空調(diào)器機(jī)體內(nèi)部，而蒸發(fā)端則安裝在 空調(diào)器機(jī)體的外延體內(nèi)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的節(jié)能空調(diào)器，其特征在于所述熱 管的外表面設(shè)有散熱翅片。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的節(jié)能空調(diào)器，其特征在于所述熱 管的蒸發(fā)端和/或冷凝端設(shè)有換氣風(fēng)機(jī)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種節(jié)能空調(diào)器。包括蒸汽壓縮制冷循環(huán)裝置以及熱管換熱器裝置，所述蒸汽壓縮制冷循環(huán)裝置包括冷凝器、蒸發(fā)器，電氣組件控制著壓縮機(jī)制冷循環(huán)裝置和熱管換熱器裝置的工作；所述熱管換熱器裝置的主體部件是熱管，包括管殼、隔板和工作流體，熱管一端為蒸發(fā)端、另一端是冷凝端，熱管內(nèi)部設(shè)有工作流體。通過在電氣柜、控制柜等工業(yè)用空調(diào)器內(nèi)部集成熱管換熱器，其可與蒸汽壓縮制冷裝置協(xié)調(diào)工作，當(dāng)機(jī)柜內(nèi)部溫度比外部環(huán)境溫度高時(shí)，可以啟動(dòng)熱管換熱器進(jìn)行熱量自發(fā)轉(zhuǎn)移而實(shí)現(xiàn)溫度調(diào)節(jié)的目的，從而在蒸汽壓縮制冷裝置不工作或者參與工作的情況下可起到節(jié)能并延長(zhǎng)壓縮機(jī)乃至空調(diào)器整體使用壽命的技術(shù)效果。
文檔編號(hào)H05K7/20GK201016498SQ20062012569
公開日2008年2月6日 申請(qǐng)日期2006年12月8日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月8日
發(fā)明者劉明國(guó) 申請(qǐng)人:蘇州昆拓冷機(jī)有限公司