
本發明涉及一種熱交換裝置,特別涉及一種應用在空調
技術領域:
的冷卻裝置及具該冷卻裝置的空調。
背景技術:
:在生活、工業冷卻裝置中,通常采用風冷方式進行冷卻,如常用的家用空調室外機由壓縮機、冷凝器、風機等組成,風機對冷凝器進行吹風,使冷凝器內的冷媒通過冷凝器與空氣進行熱交換,從而降低冷媒的溫度。然而,冷凝器的冷凝效率隨室外溫度升高而降低,耗電量較大。技術實現要素:鑒于以上內容,有必要提供一種節能的冷卻裝置。還有必要提供一種具該冷卻裝置的空調。一種冷卻裝置,包括殼體及風機,所述殼體具有連通的進風口及出風口,所述進風口及所述出風口間形成散熱風道,所述風機設于所述出風口或進風口。所述冷卻裝置還包括壓縮機、收容于所述殼體內的第一換熱系統及與所述第一換熱系統連通的第二換熱系統,所述第一換熱系統的換熱方式為風冷方式,第二換熱系統的換熱方式為水蒸發方式,所述第一換熱系統包括與所述壓縮機連通的風冷冷凝器,所述第二換熱系統包括第一換熱子系統及與所述第一換熱子系統連通的第二換熱子系統,所述第一換熱子系統包括收集部及水冷冷凝器,所述收集部位于所述殼體的底部用于容納水,所述收集部為敞開式的結構,所述水冷冷凝器與所述風冷冷凝器連通,所述水冷冷凝器于使用時淹沒于所述收集部所盛水;所述第二換熱子系統包括蒸發媒介結構及噴淋結構,所述蒸發媒介結構與所述風冷冷凝器位于所述散熱風道內,所述噴淋結構設置于所述殼體,用于向所述蒸發媒介結構提供所述水以淋濕所述蒸發媒介結構,來自所述壓縮機的冷媒經所述風冷冷凝器時能夠通過空氣進行一次冷卻,流入水冷冷凝器時能夠通過水蒸發進行二次冷卻。一種空調,其包括冷卻裝置及與冷卻裝置連通的蒸發裝置,所述蒸發裝置具蒸發器,所述冷卻裝置包括殼體及風機,所述殼體具有連通的進風口及出風口,所述進風口及所述出風口間形成散熱風道,所述風機設于所述出風口或進風口。所述冷卻裝置還包括壓縮機、收容于所述殼體內的第一換熱系統及與所述第一換熱系統連通的第二換熱系統,所述第一換熱系統的換熱方式為風冷方式,第二換熱系統的換熱方式為水蒸發方式,所述第一換熱系統包括與所述壓縮機連通的風冷冷凝器,所述第二換熱系統包括第一換熱子系統及與所述第一換熱子系統連通的第二換熱子系統,所述第一換熱子系統包括收集部及水冷冷凝器,所述收集部位于所述殼體的底部用于容納水,所述收集部為敞開式的結構,所述水冷冷凝器與所述風冷冷凝器連通,所述水冷冷凝器于使用時淹沒于所述收集部所盛水;所述第二換熱子系統包括蒸發媒介結構及噴淋結構,所述蒸發媒介結構與所述風冷冷凝器位于所述散熱風道內,所述噴淋結構設置于所述殼體,用于向所述蒸發媒介結構提供所述水以淋濕所述蒸發媒介結構,來自所述壓縮機的冷媒經所述風冷冷凝器時能夠通過空氣進行一次冷卻,流入水冷冷凝器時能夠通過水蒸發進行二次冷卻。相較于現有技術,本發明提供的冷卻裝置及具該冷卻裝置的空調,第一換熱系統通過空氣對流經風冷冷凝器的冷媒進行一次冷卻,第二換熱系統包括第一換熱子系統與第二換熱子系統,第一換熱子系統通過水對流經水冷冷凝器的冷媒進行二次冷卻,收集部為敞開式結構,其利用水自身重力從第二換熱子系統流入第一換熱子系統,第二換熱子系統通過噴淋結構噴淋蒸發媒介結構對水進行蒸發散熱進而對水進行降溫。由于水在蒸發過程中產生相變,吸收熱量較多,故而提高了冷凝換熱效率,同時提高系統的可靠性。相對單一風冷或單一水蒸發冷方式的冷凝系統的能耗更低。另外,由于兩個換熱系統共用一個風道,降低了風能的損耗,且結構緊湊,有利于冷卻裝置的小型化發展。附圖說明圖1為本發明的實施方式提供的空調的結構原理框圖。圖2為圖1的空調的冷卻裝置的組裝圖。圖3為圖2所示的冷卻裝置部分分解圖。圖4為圖2所示的冷卻裝置的部分分解圖的另一視角圖。圖5為控制器的功能模組圖。主要元件符號說明空調300冷卻裝置100蒸發裝置200蒸發器201第一換熱系統101第二換熱系統102第一換熱子系統30第二換熱子系統50控制器103殼體10底壁11側壁13第一側壁133第二側壁137出風口138進風口139隔板14冷卻腔130容置腔170收集部35壓縮機20水冷冷凝器37第一冷凝單元371第二冷凝單元373支撐架51蒸發媒介結構53抽水泵55噴淋結構57連接管道59風冷冷凝器1011控制模組1031感測模組1035如下具體實施方式將結合上述附圖進一步說明本發明。具體實施方式下面將結合本發明實施例中的附圖,對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述,顯然,所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例,而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例,本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例,都屬于本發明保護的范圍。在不沖突的情況下,下述的實施例及實施例中的特征可以相互組合。需要說明的是,在本發明中,當一個組件被認為是與另一個組件“相連”時,它可以是與另一個組件直接相連,也可以是通過居中組件與另一個組件間接相連。除非另有定義,本文所使用的所有的技術和科學術語與屬于本發明的
技術領域:
的技術人員通常理解的含義相同。本文中在本發明的說明書中所使用的術語只是為了描述具體的實施例的目的,不是旨在于限制本發明。請參閱圖1,圖1為本發明的實施方式提供的空調300的結構原理示意圖。空調300包括冷卻裝置100及與冷卻裝置100連通的蒸發裝置200。蒸發裝置200具有與冷卻裝置100連通的蒸發器201。冷卻裝置100用于使高溫的冷媒(圖未示)與空氣或其他水進行熱交換實現降溫冷卻。蒸發裝置200用于使經冷卻裝置100冷卻后的冷媒在蒸發器201中通過蒸發吸收環境熱量,實現其所處環境降溫。冷媒在蒸發器201中吸熱蒸發后再回到冷卻裝置100,從而完成制冷過程中的冷媒循環。當然,空調300還包括其它常用結構,如節流閥組件等,為節省篇幅,在此不做贅述。本實施例中,冷卻裝置100用作設置在室外的空調室外機。冷卻裝置100包括殼體10(如圖2所示)、壓縮機20、收容于所述殼體10內的第一換熱系統101、與第一換熱系統101連通的第二換熱系統102,以及風機40。從蒸發裝置200流出的冷媒經壓縮機20壓縮后于第一換熱系統101進行熱交換后,再流經第二換熱系統102進行第二次熱交換,并流回至蒸發裝置200,如此進行循環制冷。第一換熱系統101具有與第二換熱系統102不同的換熱模式,其中,第二換熱系統102的熱交換率高于第一換熱系統101的熱交換率。具體地,第一換熱系統101及第二換熱系統102具有不同的換熱方式,如第一換熱系統101的換熱方式為風冷方式,第二換熱系統102的換熱方式為水蒸發方式,第二換熱系統102包括第一換熱子系統30及與第一換熱子系統30連通的第二換熱子系統50。第一換熱子系統30用于實現空調300的冷媒與水之間的熱交換。請結合參閱圖3及圖4,殼體10包括相對設置的底壁11、頂壁12,及位于底壁11及頂壁12之間的側壁13。所述側壁13包括相對設置的第一側壁133與第二側壁137。第一側壁133與第二側壁137其中一者上設置有出風口138,另一者上設置進風口139,出風口138上設置風機40,從而在殼體10內形成一個單向且垂直貫穿第一側壁133與第二側壁137的散熱風道。風機40用于將空氣從進風口139吸入,至出風口138排出。于其他實施例中,風機40可以設于進風口139,以將空氣從進風口139送入殼體10,空氣經過蒸發媒介結構53至出風口138排出。進一步,殼體10中還包括一隔板14,隔板14將殼體10隔成冷卻腔130與容置腔170。出風口138、進風口139設置于冷卻腔130的側壁上,進而使散熱風道設置于冷卻腔130。本實施方式中,進風口139與出風口138相對設置;出風口138的數量為兩個,從上至下排列。本實施方式中,風機40的數目為兩個,分別裝設于兩個出風口138上。壓縮機20容置于容置腔170內,其與蒸發裝置200的蒸發器201連通。第一換熱系統101包括與壓縮機20連通的風冷冷凝器1011,以使經壓縮機20壓縮后的冷媒與空氣進行第一次熱交換。風冷冷凝器1011設置于散熱風道中。本實施方式中,風冷冷凝器1011為翅片式風冷冷凝器。第二換熱系統102與第一換熱系統101相通,并共用散熱風道。第一換熱子系統30包括收集部35及水冷冷凝器37。收集部35設于殼體10的下方并位于冷卻腔130的底部,用于收集水。收集部35為一敞開式結構,其采用上端部分或整體敞開方式。水冷冷凝器37收容于收集部35內,且于使用時淹沒于水。水冷冷凝器37與壓縮機20連通,以使來自壓縮機20的高溫冷媒與收集部35的水進行第二次熱交換。本實施方式中,水冷冷凝器37為由一金屬制成的換熱管彎折繞設而成的多層結構。水冷冷凝器37包括相互連通的第一冷凝單元371及第二冷凝單元373。第一冷凝單元371及第二冷凝單元373大致呈螺旋管狀。于其他實施例中,水冷冷凝器37還可以為繞彎的換熱管及與其相連的散熱翅片構成,水冷冷凝器37可以為螺旋管之外的其它形狀,如s形管。于其他實施中,冷凝單元的數量可以為一個,或者兩個以上。第二換熱子系統50包括支撐架51、蒸發媒介結構53、抽水泵55及噴淋結構57。第二換熱子系統50用于實現對水的散熱,從而降低水的溫度。支撐架51收容于冷卻腔130內,并架設于收集部35上,用于支撐蒸發媒介結構53使得蒸發媒介結構53整體位于收集部35的上方并且其底部高于收集部35的水表面,使蒸發媒介結構53與空氣充分接觸,以達到高效蒸發的目的。蒸發媒介結構53設置于冷卻腔130內并鄰近進風口139設置,其由支撐架51支撐。蒸發媒介結構53位于所述散熱風道內并位于第一定位部516及進風口139之間。蒸發媒介結構53為一具多孔的結構。本實施方式中,蒸發媒介結構53為濕簾,其具蜂窩多孔結構的特點;蒸發媒介結構53的數量為一個。可以理解,蒸發媒介結構53可以由紙漿或其它纖維、陶瓷、不銹鋼、聚氯乙烯(polyvinylchloride,pvc)等材料構成。例如,陶瓷材料制成的蒸發媒介結構,其上具很多微小孔,以增大水與空氣的接觸面積;不銹鋼材料制成的蒸發媒介結構,利用不銹鋼絲繞設成具有多孔或類似蜂窩的結構。本實施方式中,蒸發媒介結構53朝向風機40的側面與風機40之間的距離大于第一側壁133與第二側壁137間距離之五分之一。本實施例中,風冷冷凝器1011與蒸發媒介結構53并列設置于進風口139與出風口138之間,風冷冷凝器1011位于蒸發媒介結構53與出風口138之間。風冷冷凝器1011亦可以位于支撐架51上。抽水泵55設置于收集部35內,抽水泵55與收集部35及噴淋結構57通過連接管道59連通,以將收集部35內的水抽送至噴淋結構57。由于收集部35采用敞開式設計,收集部35與冷卻腔130內大氣壓強相同,水通過自身的重力流下,再經過抽水泵55抽水至收集部35的上方,形成水的循環運行,因此,抽水泵55對揚程的要求可以降低,功率也可以降低,從而降低成本,提高能效。本實施例采用抽水泵55的功率范圍為5~60w;揚程范圍在10m以下,抽水泵55揚程的優選范圍為1.5m~6m。噴淋結構57設置于冷卻腔130內,并位于蒸發媒介結構53的上方,用于向蒸發媒介結構53提供水以使蒸發媒介結構53被水淋濕,進而使水與空氣有較大的接觸面積。如圖5所示,冷卻裝置100還包括控制器103,控制器103用于控制冷卻裝置的工作模式。控制器103包括控制模組1031及感測模組1035。控制模組1031用以控制第一換熱系統101及第二換熱系統102的工作。控制模組1031與感測模組1035、壓縮機20、抽水泵55及兩個風機40電性相接。感測模組1035設于收集部35內,用以感測收集部35內水的液位。當感測模組1035感測到收集部35內水達到或高于某一水的液位預設值時,控制模組1031控制風機40處于第一工作模式,在所述第一工作模式下,冷卻裝置100處于節能狀態,風機40具有第一功率,風冷冷凝器1011具有第一風量。具體地,控制模組1031控制其中一個風機40工作,另一個風機40停止。當感測模組1035感測到收集部35內水的液位低于某一預設值時,控制模組1031控制風機40處于第二工作模式,在所述第二模式下,冷卻裝置100處于強風狀態,冷卻裝置100具有第二功率,該第二功率高于第一功率。具體地,控制模組1031控制兩個風機40同時工作。此時,風冷冷凝器1011具有第二風量,該第二風量高于第一風量。所述風機40的數量可為兩個以上,當所述冷卻裝置100處于所述第一模式時,所述控制模組1031能夠控制其中至少一個風機40停止工作;當所述冷卻裝置100處于所述第二模式時,所述控制模組1031能夠控制其中至少兩個風機40處于工作狀態。在其他實施例中,尤其是在僅有一個風機40的情況下,可采用可調速的風機。通過控制模組1031對單一風機40的風速進行調節以達成冷卻裝置100具有多個工作模式,如當感測模組1035感測到水的液位低于預設值時,通過控制模組1031增大風機40的風速,以吸入更多風量。組裝時,將支撐架51放入殼體10的冷卻腔130內,將水冷冷凝器37放入收集部35內,將蒸發媒介結構53及風冷冷凝器1011并列設置于支撐架51上,將噴淋結構57裝設于冷卻腔130內并與抽水泵55相通,將壓縮機20與抽水泵55設置于容置腔170內,將水冷冷凝器37與壓縮機20及風冷冷凝器1011連通,將風冷冷凝器1011與蒸發裝置200的蒸發器201連通。使用時,將水引入收集部35內,水淹沒水冷冷凝器37。在制冷過程中,壓縮機20壓縮冷媒后輸送至風冷冷凝器1011,冷媒流經風冷冷凝器1011時與空氣進行第一次熱交換,冷媒流入水冷冷凝器37與收集部35的水進行第二次熱交換,抽水泵55工作進而將收集部35中的水抽取至噴淋結構57,噴淋結構57使水由上向下噴淋至蒸發媒介結構53,在風機40的作用下,空氣從進風口139吸入至出風口138,噴淋水和流動的空氣通過蒸發媒介結構53進行熱交換,實現對水的降溫。經過冷卻后的冷媒輸送至蒸發裝置200的蒸發器201,冷媒在蒸發器201中吸熱蒸發后再回到壓縮機20,從而完成制冷過程中的冷媒循環。在該冷媒循環的過程中,冷媒在蒸發器201中通過蒸發而吸收環境熱量,從而達到降溫的效果。本發明提供的冷卻裝置100及具該冷卻裝置100的空調300,第一換熱系統101通過空氣對流經風冷冷凝器1011的冷媒進行一次冷卻,第二換熱系統102包括第一換熱子系統30與第二換熱子系統50,第一換熱子系統30通過水對流經水冷冷凝器37的冷媒進行二次冷卻,收集部35為敞開式結構,其利用水自身重力從第二換熱子系統50流入第一換熱子系統,第二換熱系統通過噴淋結構噴淋蒸發媒介結構對水進行蒸發散熱進而對水進行降溫,提高了冷凝換熱效率,同時提高系統的可靠性。另外,由于兩個換熱系統共用一個風道,降低了風能的損耗,且結構緊湊,有利于冷卻裝置100的小型化發展。更甚者,冷卻裝置100具控制工作模式的控制器103,其根據感測水的液位自動控制工作模式,保證整體系統可靠性的同時,方便了使用。可以理解,冷卻裝置100不僅限用于空調300,其也可以應用于其它生活、工業冷卻領域,如制冰機、cnc設備冷卻等等。可以理解,可以省略支撐架51,直接于冷卻腔130的內側壁上設置支撐部件,如具一定寬度的凸條,以支撐蒸發媒介結構53及風冷冷凝器1011。可以理解,風冷冷凝器1011可以鄰近進風口139設置,蒸發媒介結構53位于風冷冷凝器1011與風機40之間。可以理解,可以省略殼體10可以不設隔絕的冷卻腔130及容置腔170。殼體10不限定為六面體,殼體10大致為半圓柱體狀,進風口139的數目可為兩個或兩個以上,蒸發媒介結構53的數目對應為兩個或兩個以上,每一個進風口139的對應設置一個蒸發媒介結構53。可以理解,風冷冷凝器1011與設有出風口138的側壁或設有進風口139的側壁大致平行。以上實施方式僅用以說明本發明的技術方案而非限制,盡管參照以上實施方式對本發明進行了詳細說明,本領域的普通技術人員應當理解,可以對本發明的技術方案進行修改或等同替換都不應脫離本發明技術方案的精神和范圍。當前第1頁12