專利名稱：一種空調(diào)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及空氣調(diào)節(jié)技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，是涉及一種以二氧化碳作為工質(zhì)的空調(diào)。
背景技術(shù)：
隨著科技進(jìn)步和空調(diào)技術(shù)的不斷發(fā)展，空調(diào)器得到廣泛應(yīng)用，在促進(jìn)經(jīng)濟(jì)迅猛發(fā)展的同時(shí)，也引發(fā)自然資源的緊缺和日益嚴(yán)重的環(huán)境污染等問題，開發(fā)環(huán)保并且節(jié)約資源的空調(diào)成為各國學(xué)者研究的熱點(diǎn)。目前，空調(diào)制冷劑有R22、R134a、R290等。眾所周知，R22不是一種環(huán)保制冷劑，它在強(qiáng)烈紫外線的作用下被分解，導(dǎo)致臭氧層產(chǎn)生空洞。R134a對(duì)臭氧層破壞系數(shù)為零，但是其GWP (全球變暖潛能)較高，不適合未來發(fā)展的趨勢(shì)，也將慢慢被新型環(huán)保制冷劑淘汰。R290可以方便地從石油、天然氣中提取，并且對(duì)臭氧層完全沒有破壞，溫室效應(yīng)亦非常小。但是，R290屬于碳?xì)渲评鋭?，易燃易爆，存在安全隱患，通常只用于充液量較少的低溫制冷設(shè)備中，或者作為低溫混配冷媒的一種組分，使用R290需要做嚴(yán)格的密封和安全保護(hù)處理，導(dǎo)致運(yùn)行成本高。因此，空調(diào)業(yè)界提出使用二氧化碳作為空調(diào)的制冷工質(zhì)，二氧化碳是空氣中常見的化合物，來源廣，制取方便，并且ODP值(消耗臭氧潛能值)為0，GWP值(全球變暖潛能值)為基準(zhǔn)值1，對(duì)人類無害，采用它作為制冷劑，具有環(huán)保、價(jià)廉的優(yōu)點(diǎn)，如美國專利號(hào)6543239公開的一種采用二氧化碳的空調(diào)系統(tǒng)。但是，二氧化碳的臨界點(diǎn)溫度較低，因此它的冷凝放熱過程須在超臨界點(diǎn)區(qū)工作，而且它的臨界壓力較高，是R134a的10倍，由于二氧化碳的飽和壓力較高，當(dāng)它進(jìn)行壓縮時(shí)，壓縮機(jī)的機(jī)械功損失將較大，需要效率極高的壓縮機(jī)，使壓縮機(jī)成本上升。另一方面，由于二氧化碳操作系統(tǒng)平均壓力較高，制冷管路的耐壓性能也是要考慮的安全因素之一?；诖?，目前還不能廣泛使用二氧化碳作為空調(diào)的制冷工質(zhì)。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是，提供一種節(jié)能環(huán)保、運(yùn)行成本較低、以二氧化碳作為工質(zhì)的空調(diào)，避免了使用不合適制冷劑對(duì)大氣層造成的破壞，解決現(xiàn)有二氧化碳制冷系統(tǒng)存在的壓縮機(jī)成本高、壓力安全問題，使空調(diào)技術(shù)再向前邁進(jìn)。本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是:一種空調(diào)，包括制冷系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、風(fēng)機(jī)，所述制冷系統(tǒng)包括熱管冷凝器、熱管蒸發(fā)器，及在所述熱管冷凝器、熱管蒸發(fā)器間連接的氣管和液管，所述熱管冷凝器的安裝位置高于熱管蒸發(fā)器的安裝位置，在空調(diào)的制冷系統(tǒng)內(nèi)使用二氧化碳作為制冷劑。優(yōu)選地，包括室內(nèi)機(jī)和室外機(jī)，所述熱管冷凝器設(shè)置在室外機(jī)，所述熱管蒸發(fā)器設(shè)置在室內(nèi)機(jī)。優(yōu)選地，所述液管連接熱管冷凝器的出口閥與熱管蒸發(fā)器的進(jìn)口閥，所述氣管連接熱管冷凝器的進(jìn)口閥與熱管蒸發(fā)器的出口閥。優(yōu)選地，所述熱管蒸發(fā)器是管翅式換熱器或平行流換熱器或微通道換熱器。優(yōu)選地，所述熱管冷凝器是管翅式換熱器或平行流換熱器或微通道換熱器。 優(yōu)選地，所述氣管或液管的外表面包裹有隔熱套層。優(yōu)選地，所述風(fēng)機(jī)包括設(shè)置在室內(nèi)機(jī)內(nèi)的蒸發(fā)器風(fēng)機(jī)、設(shè)置在室外機(jī)內(nèi)的冷凝器風(fēng)機(jī)。本實(shí)用新型的有益效果是:本實(shí)用新型采用二氧化碳作為制冷劑，它無毒、易于獲取、價(jià)格低廉，環(huán)保性好?？照{(diào)制冷系統(tǒng)采用熱管制冷循環(huán)，因此，制冷系統(tǒng)高低壓差較之壓縮式制冷循環(huán)要小得多，系統(tǒng)內(nèi)最高壓力約，降低系統(tǒng)管路對(duì)耐壓能力的要求，從而提高了系統(tǒng)安全性及制冷部件的耐壓成本。本實(shí)用新型的空調(diào)器不使用壓縮機(jī)，整體成本具有優(yōu)勢(shì)。本實(shí)用新型的空調(diào)器應(yīng)用熱管傳送原理，冷凝器安裝在高于蒸發(fā)器的位置，制冷工質(zhì)可以在自重的作用下回流至蒸發(fā)器，熱管殼體內(nèi)無須特別的吸液芯，單純的熱管制冷可以避免熱管、壓縮式循環(huán)雙系統(tǒng)對(duì)于制冷劑充液量不易調(diào)節(jié)的難題，同時(shí)工藝簡單，生產(chǎn)控制容易。

圖1本實(shí)用新型的空調(diào)制冷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行說明。本實(shí)用新型之所以采用二氧化碳作為工質(zhì)，是因?yàn)槎趸嫉膩碓磸V、易獲取。眾所周知，大氣的組成有氮?dú)?、氧氣、二氧化碳、臭氧、水汽和固體雜質(zhì)。其中，二氧化碳占空氣總?cè)莘e的0.03%，主要作用是供給植物進(jìn)行光合作用、吸收紅外線進(jìn)行保溫作用，它不僅是經(jīng)濟(jì)的、而且使用安全。參見圖1，一種使用二氧化碳作為工質(zhì)的熱管空調(diào)，包括熱管冷凝器21、熱管冷凝器出口閥22、熱管冷凝器進(jìn)口閥23、熱管蒸發(fā)器24、熱管蒸發(fā)器進(jìn)口閥25、熱管蒸發(fā)器出口閥26、氣管27和液管28，其中，熱管冷凝器出口閥22通過液管28與熱管蒸發(fā)器進(jìn)口閥25連通；熱管冷凝器進(jìn)口閥23通過氣管27與熱管蒸發(fā)器出口閥25連通；熱管冷凝器出口閥22和熱管冷凝器進(jìn)口閥23分別與熱管冷凝器21連接；熱管蒸發(fā)器進(jìn)口閥25和熱管蒸發(fā)器出口閥26分別與熱管蒸發(fā)器24連接；制冷工質(zhì)是二氧化碳。 二氧化碳化學(xué)性質(zhì)不活潑，無色無味無毒，具有安全性好，價(jià)格便宜，純度高，容易獲得的優(yōu)點(diǎn)，因此，把它應(yīng)用在空調(diào)工質(zhì)上，具有巨大的經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益。目前，關(guān)于以二氧化碳作工質(zhì)的研究與開發(fā)僅限于熱泵空調(diào)壓縮式制冷方面，但是由于其壓縮式制冷工作壓力較高，又對(duì)系統(tǒng)及部件設(shè)計(jì)帶來許多新的要求。而另一方面，它具有粘度小、流動(dòng)阻力小的優(yōu)點(diǎn)，相對(duì)粘度明顯高于二氧化碳的其它制冷劑，它更適合在熱管空調(diào)制冷系統(tǒng)內(nèi)應(yīng)用，系統(tǒng)設(shè)計(jì)上不需考慮提供動(dòng)力去克服制冷劑流動(dòng)阻力的問題。熱管制冷系統(tǒng)的工質(zhì)高低壓壓差明顯小于壓縮式制冷系統(tǒng)，本實(shí)用新型的制冷系統(tǒng)內(nèi)二氧化碳的最高工作壓力為60公斤，目前現(xiàn)有的換熱器、制冷管道的耐壓值為130公斤以上，能充分滿足二氧化碳工質(zhì)系統(tǒng)的要求。下面對(duì)本實(shí)用新型制冷流程進(jìn)行說明:參見圖1，圖中虛線表示室內(nèi)與室外的分界線。二氧化碳在熱管蒸發(fā)器24得到了熱量，受熱蒸發(fā)形成蒸氣流向上升。離開熱管蒸發(fā)器的二氧化碳然后經(jīng)過熱管蒸發(fā)器出口閥26，進(jìn)入氣管27。氣管27是熱管蒸發(fā)器24和熱管冷凝器21的連接通道之一，氣管27外圍可采取隔熱材料包裹，目的是防止二氧化碳還沒有到達(dá)熱管冷凝器21就進(jìn)行放熱，導(dǎo)致熱量的管路損失，降低熱管的熱交換效率。二氧化碳經(jīng)由氣管27，再通過熱管冷凝器進(jìn)口閥23進(jìn)入熱管冷凝器21中并在熱管冷凝器21內(nèi)與戶外空氣進(jìn)行熱交換，二氧化碳冷凝下沉，通過液管28依靠自重流回?zé)峁苷舭l(fā)器。液管28是連通熱管蒸發(fā)器24和熱管冷凝器21的部件之一，并且，液管28外圍也可包裹隔熱材料，以防止外界的熱量轉(zhuǎn)移到液管內(nèi)的二氧化碳中，影響傳熱效果差。熱管冷凝器安裝在高于熱管蒸發(fā)器的位置上，以實(shí)現(xiàn)熱管冷凝器中的制冷劑可以在重力的作用下回流至熱管蒸發(fā)器；連接熱管冷凝器出液口和蒸發(fā)器進(jìn)液口的液管應(yīng)盡量豎直向下或斜向下，以有利于液體在重力作用下的回流；連接熱管蒸發(fā)器出氣口和熱管冷凝器進(jìn)氣口的氣管應(yīng)盡量豎直向上或斜向上，以有利于氣體的流動(dòng)和氣液分離?？照{(diào)的控制系統(tǒng)包括室內(nèi)溫度傳感器、室外溫度傳感器、控制電路、開關(guān)等，控制系統(tǒng)可以調(diào)控室內(nèi)溫度和空調(diào)工作狀態(tài)。本實(shí)用新型采用熱管循環(huán)，利用室外自然冷源為制冷源，空調(diào)機(jī)組完全依靠重力為循環(huán)動(dòng)力，利用室內(nèi)外的溫差及制冷劑吸熱(或放熱)的相對(duì)過程間接地將室內(nèi)的熱量排出室外。機(jī)組本身無任何制冷元件，利用較小的溫差快速高密度地將室內(nèi)的熱量排出室外，從而減少空調(diào)的工作時(shí)間，特別適合于基站空調(diào)設(shè)備上使用。熱管蒸發(fā)器、熱管冷凝器采用多根微通道換熱管結(jié)構(gòu)或現(xiàn)有的平行流換熱器、或管翅式換熱器。當(dāng)使用管翅式換熱器時(shí)，需考慮換熱器內(nèi)制冷劑的流阻來確定換熱器的結(jié)構(gòu)及冷媒流程設(shè)計(jì)，其中一個(gè)可選的方案是參考平行流換熱器的結(jié)構(gòu)，多條平行的換熱管兩端分別連接集流管，縮短制冷劑的流動(dòng)行程，改變目前管翅式換熱器S形流程的特點(diǎn)。作為另一種方案，也可以將現(xiàn)有的管翅式換熱器S形流路設(shè)計(jì)與平行流直路設(shè)計(jì)相結(jié)合，在管翅式換熱器上體現(xiàn)兩種流路結(jié)構(gòu)布局設(shè)計(jì)。使用作為制冷工質(zhì)具有巨大的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益，空調(diào)制冷在民用領(lǐng)域占據(jù)能源消耗較大的比例，例如，在超市消耗的能源中，多達(dá)60%是用于制冷的，在空調(diào)上使用以二氧化碳作工質(zhì)的熱管空調(diào)技術(shù)，將大幅度減少這一數(shù)字，更為重要的是，使用二氧化碳作工質(zhì)，將徹底杜絕由于有較高全球氣候變暖危險(xiǎn)的HFCs泄漏所造成額外的溫室氣體排放量。符合消費(fèi)者日益增加的“綠色環(huán)?！钡内厔?shì)。
權(quán)利要求1.一種空調(diào)，包括制冷系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、風(fēng)機(jī)，所述制冷系統(tǒng)包括熱管冷凝器、熱管蒸發(fā)器，及在所述熱管冷凝器、熱管蒸發(fā)器間連接的氣管和液管，所述熱管冷凝器的安裝位置高于熱管蒸發(fā)器的安裝位置，其特征在于:在空調(diào)的制冷系統(tǒng)內(nèi)使用二氧化碳作為制冷劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空調(diào)，其特征在于:包括室內(nèi)機(jī)和室外機(jī)，所述熱管冷凝器設(shè)置在室外機(jī)，所述熱管蒸發(fā)器設(shè)置在室內(nèi)機(jī)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空調(diào)，其特征在于:所述液管連接熱管冷凝器的出口閥與熱管蒸發(fā)器的進(jìn)口閥，所述氣管連接熱管冷凝器的進(jìn)口閥與熱管蒸發(fā)器的出口閥。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空調(diào)，其特征在于:所述熱管蒸發(fā)器是管翅式換熱器或平行流換熱器或微通道換熱器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空調(diào)，其特征在于:所述熱管冷凝器是管翅式換熱器或平行流換熱器或微通道換熱器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空調(diào)，其特征在于:所述氣管或液管的外表面包裹有隔熱套層。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的空調(diào)，其特征在于:所述風(fēng)機(jī)包括設(shè)置在室內(nèi)機(jī)內(nèi)的蒸發(fā)器風(fēng)機(jī)、設(shè)置在室外機(jī)內(nèi)的冷凝器風(fēng)機(jī)。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種空調(diào)，包括制冷系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、風(fēng)機(jī)，所述制冷系統(tǒng)包括熱管冷凝器、熱管蒸發(fā)器，及在所述熱管冷凝器、熱管蒸發(fā)器間連接的氣管和液管，所述熱管冷凝器的安裝位置高于熱管蒸發(fā)器的安裝位置，在空調(diào)的制冷系統(tǒng)內(nèi)使用二氧化碳作為制冷劑。本實(shí)用新型采用熱管制冷循環(huán)并以易于獲取的二氧化碳作為制冷劑，較之現(xiàn)有的熱管空調(diào)具有結(jié)構(gòu)簡單、環(huán)保高效、價(jià)格低廉的優(yōu)勢(shì)，并且具有巨大的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。
文檔編號(hào)F24F13/30GK203052891SQ20132006043
公開日2013年7月10日 申請(qǐng)日期2013年2月4日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月4日
發(fā)明者王康平 申請(qǐng)人:王康平