一種家用蒸發冷卻式空調的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種家用蒸發冷卻式空調，包括壓縮機、冷凝器、蒸發器、膨脹閥和布水器，布水器設有與水源接通的進水管路，布水器的噴淋頭位于冷凝器上方；布水器的進水管路上設有電控閥，電控閥與控制主機連接，控制主機還連接有具有吸水后導通的吸水開關，該吸水開關設在冷凝器底部，吸水開關的導通信號用于控制主機切斷電控閥的驅動電源。優選，電控閥與布水器之間的管路上形成有具有喉管結構的喉管段，該喉管段的管壁上設有一個或兩個旁路管孔，一個旁路管孔的截面積或兩個旁路管孔的截面積總和遠小于喉管小端截面積。本發明的有益效果是，結構簡單、體積小，熱交換效率高。
【專利說明】
一種家用蒸發冷卻式空調
技術領域
[0001]本發明涉及一種家用空調，特別涉及一種家用蒸發冷卻式空調。
【背景技術】
[0002]現有住宅與辦公樓還大量采用家用空調包括分體式或窗式，其為風冷空調系統，能效比即制冷量與電耗之比，制冷系數越大能效比越大，制冷系數越小能效比越小較低，絕大多數空調的能效比都在2.0以下，并受氣候條件影響大，氣溫越高能效比越低，特別是在夏季高溫天氣中，其能效比更低，甚至有的空調在高溫環境下無法正常運行。由于其能耗大，空調產生的噪音也大，特別是在夏季大家都開著空調制冷的時候，其噪音使得很多人無法正常入眠，嚴重影響到了居民的身心健康。
[0003]由制冷原理可知，制冷循環的壓縮過程增壓比越大，制冷系數即制冷量與循環消耗凈功的比值越小。相比較而言，風冷方式由于其冷卻效果差，制冷劑的冷凝溫度及其飽和溫度高，對應的飽和壓力及壓縮機出口壓力較高，壓縮過程增壓比較大，制冷系數較小；而水冷方式由于其冷卻效果好，制冷劑的冷凝溫度及其飽和溫度低，相應的飽和壓力及壓縮機出口壓力較低，水冷方式的壓縮過程增壓比小于風冷方式，制冷系數較大。為此，本領域的技術人員發明了采用水冷方式進行空調冷凝器熱交換家用空調，如中國專利公開號為CN101871682A，【公開日】期2010年10月27日，公開的一種家用直接蒸發式空調機及其所用室外機。但這類空調大多采用循環水進行冷卻，需要設置循環水系統以及如冷卻塔類循環水冷卻系統，存在結構復雜、體積龐大的缺陷。因此，需要對現有水冷方式的空調進行進一步改進，以形成制冷系數接近于水冷方式的蒸發式冷卻。
【發明內容】
[0004]本發明的目的就是針對現有技術的不足，提供一種家用蒸發冷卻式空調，該空調利用冷凝器對冷卻水進行熱交換，使冷卻水汽化而直接蒸發掉的方式，不需設置水循環系統和循環水冷卻系統，其結構簡單，體積小，適用于住宅、辦公室用窗式空調和分體式空調。
[0005]為實現上述目的，本發明采用如下技術方案。
[0006]—種家用蒸發冷卻式空調，包括壓縮機、冷凝器、蒸發器、膨脹閥和布水器，布水器設有與水源接通的進水管路，布水器的噴淋頭位于冷凝器上方;布水器的進水管路上設有電控閥，電控閥與控制主機連接，控制主機還連接有具有吸水后導通的吸水開關，該吸水開關設在冷凝器底部，吸水開關的導通信號用于控制主機切斷電控閥的驅動電源。
[0007]采用前述技術方案的本發明，冷卻水通過電控閥供水，布水器的噴淋頭對冷凝器形成噴淋冷卻，冷卻水被冷凝器加熱汽化后，水汽排放在大氣中，從而達到蒸發冷卻目的。在吸水開關處于非導通狀態時，布水器持續噴水;在冷凝器溫度較低或水流量相對較大時，冷凝器下端形成殘余水，殘余水被吸水開關吸收，并使吸水開關導通，吸水開關的導通信號發送到控制主機并由控制主機接收，控制主機根據吸水開關打通信號切斷電控閥，使布水器的噴淋頭停水，在吸水開關中的水分被冷凝器溫度升高的冷凝器烘烤蒸發后，吸水開關斷開，控制主機使電控閥的驅動電源接通，再次供水冷卻，如此循環，以達到冷凝器下方無積水的目的。因此，冷卻水不循環使用，不需設置水循環系統和循環水冷卻系統，其結構簡單，體積小，適用于住宅及辦公室用分體空調或窗式空調。其中，供水管路進水端的水源可以是壓力水源，也可以在布水器的噴淋頭外周環形成負壓的情況下，采用與大氣接通的水池或水箱的無壓水源，水池或水箱的供水最好是采用根據水位自動開關的進水閥，供水宜采用城市供水管網的自來水。
[0008]優選的，所述吸水開關包括兩個電極，兩個電極之間填充有絕緣吸水材料。以確保結構簡單、導通和斷開功能可靠。絕緣吸水材料采用具有一定耐溫特性的天然或化工纖維編織物或紡織物，以及耐高溫海綿等。
[0009]進一步優選的，所述絕緣吸水材料與冷凝器之間涂覆有導熱硅膠。以在電控閥關斷停水后，絕緣吸水材料中的水分可被冷凝器迅速蒸發，快速恢復供水，確保冷卻效果。
[0010]優選的，所述電控閥與布水器之間的管路上形成有具有喉管結構的喉管段，該喉管段的管壁上設有一個或兩個旁路管孔，一個旁路管孔的截面積或兩個旁路管孔的截面積總和遠小于喉管小端截面積。以利用喉管段流速加快和壓力降低的原理，使旁路管孔形成低于大氣環境的負壓環境，由旁路管孔吸入空氣與冷卻水充分混合形成噴淋水霧，進一步提高蒸發效果；當然，也可在因多種因素造成冷凝器下部尚有少量殘余水的情況下，利用旁路管孔吸入冷凝器下方聚集的未完全蒸發的殘留水，使其進入再蒸發過程，形成無循環栗的殘留水循環利用，可有效避免積水直接外排形成滴水困擾。
[0011]優選的，所述電控閥由脈沖電磁閥或電動調節閥構成。以通過脈沖電磁閥或電動調節閥調節冷卻水量。采用脈沖電磁閥時，噴淋時間和間隔時間由控制主機的脈沖發生單元發出的脈沖長度和間隔時間確定;采用電動調節閥時，冷卻水通過電動調節閥形成水流量實時調節或間歇供水。
[0012]優選的，所述冷凝器和布水器的噴淋頭設在箱體內，箱體內通過真空栗或排風扇形成負壓環境。以利用真空栗或排風扇使噴淋冷卻形成負壓環境，此時，水源可采用與大氣接通的水池或水箱形成，以進一步提高殘余水再利用的可靠性。當采用排風扇時，可利用現有空調的箱體結構和冷卻風扇，只需將箱體的進風口適當減小即可。
[0013]進一步優選的，所述箱體下部形成有積水倉，積水倉中的積水通過一回水管接回所述布水器。未完全汽化的冷凝水受重力作用聚集在積水倉中，積水過回水管再次由負壓吸入布水器中被再次利用，進一步避免設置循環栗而使冷凝水充分汽化。
[0014]更進一步優選的，所述積水倉下端設有回水閥，回水閥下方設有接水盤;所述回水管的進水端連接在接水盤容腔底部，回水管的出水端與一所述旁路管孔接通。以在積水倉中積水達到一定聚集量時，從大氣環境下的接水盤中返回布水器被再次利用，確保再次利用的可靠性。
[0015]再進一步優選的，所述回水閥為由控制主機控制的電磁閥；所述箱體的積水倉部設有液位檢測元件，該液位檢測元件的液位信號輸出端與控制主機控制的液位信號輸入端連接。以在積水倉中的積水達到設定高度的水位后，自動實現向積水盤中放水，實現自動回水目的。
[0016]進一步優選的，所述箱體的主體段水平截面呈橢圓形；所述冷凝器呈豎向布置的扁平結構，冷凝器下端還設有與控制主機連接的溫度傳感器。箱體的橢圓形主體段用以與冷凝器的扁平結構相適應，在箱體內部的設定負壓條件下，確保箱體具有足夠的結構強度和設定的使用壽命;冷凝器的豎向扁平結構用以延長冷凝水的由上至下的流經路徑，并利用冷凝器下端充分體現冷凝效果的結構特性，確保冷凝水最大限度的被加熱汽化和蒸發。其中，豎向布置的扁平結構是指厚度遠小于高度和寬度。傳感器的溫度信號用于形成供水量控制;在電控閥采用脈沖電磁閥時，在冷凝器設定部位的溫度高于設定溫度范圍上限值時，增大脈沖長度或減小間歇時間，在低于設定溫度范圍下限值時，減小脈沖長度或增大間歇時間，在設定溫度范圍內，保持脈沖長度和間歇時間恒定。在電控閥采用電動調節閥時，在冷凝器設定部位的溫度高于設定溫度范圍上限值時，增大閥門開度，在低于設定溫度范圍下限值時，減小閥門開度，在設定溫度范圍內，保持閥門開度。其中，控制主機根據溫度傳感器檢測到的冷凝器設定部位溫度確定脈沖發生器的脈沖長度和間隔時間，或者，確定電動調節閥的開度大小，均可利用現有工業控制技術方便的實現。
[0017]本發明與現有技術相比的有益效果是，結構簡單、體積小，熱交換效率高，特別適用于住宅和辦公室用分體或窗式空調。
【附圖說明】
[0018]圖1是本發明實施例1的結構原理示意圖。
[0019]圖2是本發明的部分結構示意圖。
[0020]圖3是本發明實施例2的結構原理示意圖。
[0021 ]圖4是本發明實施例3的結構原理示意圖。
[0022I圖5是本發明實施例4的結構原理示意圖。
【具體實施方式】
[0023]下面結合附圖對本發明作進一步的說明，但并不因此將本發明限制在所述的實施例范圍之中。
[0024]實施例1，參見圖1、圖2，一種家用蒸發冷卻式空調，包括壓縮機1、冷凝器2、蒸發器
3、膨脹閥4和布水器5，布水器5設有與水源接通的進水管路，該水源為與大氣接通的水箱或水池，布水器5的噴淋頭位于冷凝器2上方;冷凝器2由之字形布置的排管21，以及排管21上的翅片22組成，排管21的進口端21a與壓縮機I的出口端連接，排管21的出口端21b與膨脹閥4的進口端接通，冷凝器2和布水器5的噴淋頭設在箱體11內，該箱體11連接有真空栗12，真空栗12用于對箱體11內部形成負壓環境;箱體11下部形成積水倉，積水倉中的積水通過一回水管10接回所述布水器5;冷凝器2呈豎向布置的扁平結構，具體體現在冷凝器2呈厚度小于寬度和高度的立方體結構，箱體11的主體段水平截面呈橢圓形;布水器5的進水管路上設有電控閥6，電控閥6為脈沖電磁閥，電控閥6與控制主機連接，控制主機還連接有溫度傳感器15和具有吸水后導通的吸水開關7，吸水開關7設在冷凝器2底部，吸水開關7的導通信號用于控制主機切斷電控閥6的驅動電源;吸水開關7包括兩個電極7a，兩個電極之間填充有絕緣吸水材料7b;絕緣吸水材料7b與冷凝器2之間涂覆有導熱硅膠7c;溫度傳感器設在所述冷凝器2下端，溫度傳感器15用于檢測冷凝器2下端的溫度。
[0025]其中，電控閥6與布水器5之間的管路上形成有具有喉管結構的喉管段8，該喉管段8的管壁上設有兩個旁路管孔8a，旁路管孔8a由喉管段8的管外向內朝布水器5的噴淋頭方向傾斜，旁路管孔8a軸線與喉管段8的管孔軸線夾角為15?45°之間；兩個的旁路管孔8a的截面積總和遠小于喉管小端截面積，具體比值為1/20?1/50;積水倉下端設有回水閥13，該回水閥13為由控制主機控制的電磁閥；回水閥13下方設有接水盤9，回水管10的進水端連接在接水盤9容腔底部，回水管10的出水端與一旁路管孔8a接通，且箱體11的積水倉部設有液位檢測元件，該液位檢測元件的液位信號輸出端與控制主機控制的液位信號輸入端連接。
[0026]本實施例中的旁路管孔8a也可設置為僅用于與回水管10連接的一個，該旁路管孔8a的截面積均遠小于喉管小端截面積，具體比值約為1/20?1/50。
[0027]本實施例中的箱體11為密閉結構。
[0028]本實施例的蒸發冷卻式空調，具有用水量少，能效比高的特點。工作時，冷卻水由負壓吸入方式從冷凝器2上部呈水霧狀的均勻噴灑在冷凝器2的散熱表面，形成一層很薄的冷卻水膜，高溫氣態制冷劑由冷凝器2的排管21上部的進口端21a進入，被冷凝器2的排管21和翅片22外表面上的冷卻水吸收熱量冷凝降溫，吸收熱量的冷卻水絕大部分或全部蒸發為水蒸氣，即使有少量未完全汽化的水順冷凝器表面流下聚集在下方的積水倉中，再在負壓作用下，通過回水管10、旁路管孔8a返回布水器5被再次作為冷凝器2的冷卻介質使用。
[0029]實施例2，參見圖3，所述箱體11設有進氣口，箱體11內部通過排風扇14形成負壓環境。
[0030]本實施例的其余結構與實施例1相同，在此不再贅述。
[0031]本實施例的蒸發冷卻式空調，適用于無壓水源和壓力水源，采用無壓水源時，由排風扇14形成的負壓環境形成噴淋冷卻水;采用壓力水源時，可不設置回水閥13和接水盤9，接水盤9由積水倉替代，排風扇14主要起到吹排水蒸汽的作用。但需要通過調試使水源供水壓力和布水器5噴淋頭的噴水壓力具有合理的取值范圍，以使喉管段8處的旁路管孔8a形成低于大氣壓的負壓狀態，以便可靠的吸入殘余水或空氣。工作時，冷卻水通過正壓從冷凝器2上部呈水霧狀的均勻噴灑在冷凝器2的散熱表面，形成一層很薄的冷卻水膜，高溫氣態制冷劑由冷凝器2的排管21上部的進口端21a進入，被冷凝器2的排管21和翅片22外表面上的冷卻水吸收熱量冷凝降溫，吸收熱量的冷卻水絕大部分或全部蒸發為水蒸氣，即使有少量未完全汽化的水順冷凝器2表面流下聚集在下方的積水倉中，再在負壓作用下，通過回水管
10、旁路管孔8a返回布水器5被再次作為冷凝器2的冷卻介質使用。
[0032]實施例3，參見圖4，所述電控閥6為電動調節閥。
[0033]本實施例的其余結構與實施例1相同，在此不再贅述。
[0034]實施例4，參見圖5，所述電控閥6為電動調節閥。
[0035]本實施例的其余結構與實施例2相同，在此不再贅述。
[0036]以上雖然結合附圖描述了本發明的實施方式，但本領域的普通技術人員也可以意識到對所附權利要求的范圍內作出各種變化或修改，如將本發明中的推桿的楔形工作面做成由外向內逐漸增大的方式，通過拉動推桿實現離合器脫離超越狀態的目的，相應推桿的內端面底部可以設置拉伸彈簧等。這些修改和變化應理解為是在本發明的范圍和意圖之內的。
【主權項】
1.一種家用蒸發冷卻式空調，包括壓縮機(I)、冷凝器(2)、蒸發器(3)、膨脹閥(4)和布水器(5)，布水器(5)設有與水源接通的進水管路，布水器(5)的噴淋頭位于冷凝器(2)上方；其特征在于，所述布水器(5)的進水管路上設有電控閥(6)，電控閥(6)與控制主機連接，控制主機還連接有具有吸水后導通的吸水開關(7)，該吸水開關(7)設在冷凝器(2)底部，吸水開關(7)的導通信號用于控制主機切斷電控閥(6)的驅動電源。2.根據權利要求1所述的家用蒸發冷卻式空調，其特征在于，所述吸水開關(7)包括兩個電極(7a)，兩個電極之間填充有絕緣吸水材料(7b)。3.根據權利要求2所述的家用蒸發冷卻式空調，其特征在于，所述絕緣吸水材料(7b)與冷凝器(2)之間涂覆有導熱硅膠(7c)。4.根據權利要求1所述的家用蒸發冷卻式空調，其特征在于，所述電控閥(6)與布水器(5)之間的管路上形成有具有喉管結構的喉管段(8)，該喉管段(8)的管壁上設有一個或兩個旁路管孔(8a)，一個旁路管孔(Sa)的截面積或兩個旁路管孔(Sa)的截面積總和遠小于喉管小端截面積。5.根據權利要求1所述的家用蒸發冷卻式空調，其特征在于，所述電控閥(6)由脈沖電磁閥或電動調節閥構成。6.根據權利要求1?5中任意一項所述的家用蒸發冷卻式空調，其特征在于，所述冷凝器(2)和布水器(5)的噴淋頭設在箱體(11)內，箱體(11)內通過真空栗(12)或排風扇(14)形成負壓環境。7.根據權利要求6所述的家用蒸發冷卻式空調，其特征在于，所述箱體(11)下部形成有積水倉，積水倉中的積水通過一回水管(10)接回所述布水器(5)。8.根據權利要求7所述的家用蒸發冷卻式空調，其特征在于，所述積水倉下端設有回水閥(I3)，回水閥(I3)下方設有接水盤(9);所述回水管(1)的進水端連接在接水盤(9)容腔底部，回水管(1)的出水端與一所述旁路管孔(8a)接通。9.根據權利要求8所述的家用蒸發冷卻式空調，其特征在于，所述回水閥(13)為由控制主機控制的電磁閥；所述箱體(II)的積水倉部設有液位檢測元件，該液位檢測元件的液位信號輸出端與控制主機控制的液位信號輸入端連接。10.根據權利要求1?5中任意一項所述的家用蒸發冷卻式空調，其特征在于，所述箱體(11)的主體段水平截面呈橢圓形;所述冷凝器(2)呈豎向布置的扁平結構，冷凝器(2)下端還設有與控制主機連接的溫度傳感器(15)。
【文檔編號】F24F5/00GK105864929SQ201610234425
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年4月15日
【發明人】王澤西, 王德明
【申請人】重慶房地產職業學院, 王澤西, 王德明