空调设备

阅读:552发布:2020-05-21

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1.一种空调设备,其特征在于,包括:
第一换热器,为冷换热器,具有供冷媒进出的第一接口和第二接口;
相变蓄能换热装置,包括相变材料及第二换热器,且所述第二换热器与所述相变材料之间能换热,所述第二换热器具有供冷媒进出的第三接口和第四接口;
冷媒管路,与所述第一接口及所述第三接口连通;
压缩机,为变频压缩机,其具有排气口和回气口;
换向装置,与所述排气口、所述回气口、所述第二接口及所述第四接口连接,其中,在制冷模式下,所述换向装置使所述排气口与所述第四接口连通,并使所述回气口与所述第二接口连通;
在再生模式下,所述换向装置使所述回气口与所述第四接口连通,并使所述排气口与所述第二接口连通。
2.根据权利要求1所述的空调设备,其特征在于,
所述压缩机在所述制冷模式下的运行频率低于其在所述再生模式下的运行频率。
3.根据权利要求1或2所述的空调设备,其特征在于,
当所述空调设备运行所述制冷模式时,所述压缩机以预设低频区间内的频率运行,当所述空调设备运行所述再生模式时,所述压缩机以预设高频区间内的频率运行。
4.根据权利要求1或2所述的空调设备,其特征在于,
所述换向装置包括四通
5.根据权利要求1或2所述的空调设备,其特征在于,
所述相变材料的相变温度为15℃~40℃,和/或
所述相变材料为固液相变材料或汽液相变材料,和/或
所述空调设备为移动空调。
6.根据权利要求1或2所述的空调设备,其特征在于,所述冷媒管路包括:
第一单向节流支路,与所述第一接口及所述第三接口连通,用于将来自于所述第二换热器的冷媒节流后输往所述第一换热器。
7.根据权利要求6所述的空调设备,其特征在于,所述冷媒管路还包括:
第二单向节流支路,与所述第一接口及所述第三接口连通,用于将来自于所述第一换热器的冷媒节流后输往所述第二换热器。
8.根据权利要求7所述的空调设备,其特征在于,
冷媒经所述第一单向节流支路节流后的压降小于经所述第二单向节流支路节流后的压降。
9.根据权利要求1或2所述的空调设备,其特征在于,所述冷媒管路还包括:
连通支路,与所述第一接口及所述第三接口连通,所述连通支路导通时将所述第一接口与所述第三接口接通。
10.根据权利要求1或2所述的空调设备,其特征在于,
所述相变蓄能换热装置具有容器件,所述相变材料被容置于所述容器件中,其中,所述第二换热器与所述容器件之间通过可拆卸连接结构相连,使所述第二换热器与所述容器件之间能组装或拆分。

说明书全文

空调设备

技术领域

[0001] 本发明涉及空调领域,具体而言,涉及一种空调设备。

背景技术

[0002] 现有技术提出了一种空调设备中采用储能材料与换热器换热进行冷凝的方案,但在实现本发明的过程中,发明人发现该现有技术存在如下问题:空调设备制冷运行一段时间后需要对储能材料放热再生,但是,储能材料潜热大,自然再生速度慢,这直接导致空调设备的制冷间隔周期长,降低了用户的使用体验。

发明内容

[0003] 为了解决上述技术问题至少之一,本发明的目的在于提供一种空调设备。
[0004] 为实现上述目的,本发明的实施例提供了一种空调设备,包括:第一换热器,为冷换热器,具有供冷媒进出的第一接口和第二接口;相变蓄能换热装置,包括相变材料及第二换热器,且所述第二换热器与所述相变材料之间能换热,所述第二换热器具有供冷媒进出的第三接口和第四接口;冷媒管路,与所述第一接口及所述第三接口连通;压缩机,为变频压缩机,其具有排气口和回气口;换向装置,与所述排气口、所述回气口、所述第二接口及所述第四接口连接,其中,在制冷模式下,所述换向装置使所述排气口与所述第四接口连通,并使所述回气口与所述第二接口连通;在再生模式下,所述换向装置使所述回气口与所述第四接口连通,并使所述排气口与所述第二接口连通。
[0005] 本发明上述实施例提供的空调设备,利用换向装置可控制切换制冷模式和再生模式,其中,在再生模式中,压缩机从第二换热器吸气并向第一换热器排气,整个冷媒系统回路中,第二换热器作为蒸发器能直接从相变材料吸热实现促进相变材料放热再生,且由于压缩机为变频压缩机,通过调节压缩机的运行频率可进一步控制再生速率,实现再生周期可以自由、灵活地调控,克服了现有产品中储能材料自然再生存在的再生周期长且不方便控制等不良体验,且本设计中也可通过调节压缩机运行频率以控制相变材料再生的各个放热阶段中冷媒对其的做功效率与同时期压缩机对冷媒的做功效率基本匹配且维持高效,从而提升第二换热器与相变材料之间换热效率,降低换热损失,实现缩短再生周期的同时兼顾提升再生模式下空调设备运行能效的目的,从而实现产品节能减排。
[0006] 另外,本发明提供的上述实施例中的空调设备还可以具有如下附加技术特征:
[0007] 上述技术方案中,所述压缩机在所述制冷模式下的运行频率低于其在所述再生模式下的运行频率。
[0008] 在本方案中,设置压缩机在制冷模式下的运行频率低于其在再生模式下的运行频率,这样,在再生模式下,控制压缩机高频运行以相应提升再生速率,缩短再生耗时量,在制冷模式下,通过降低压缩机频率,相应延长制冷模式运行周期,从而在整体轴上提升制冷周期时长比重,提升制冷连续性,从而提升产品的使用体验,且其中,由于相变材料具有潜热大、温度稳定特点,降低压缩机在制冷模式下的运行频率后,不仅不会引起制冷量不足的问题,反之,可以更充分地利用相变材料温度稳定性好的特点来相应保证室内制冷温度稳定性,并避免室内制冷温度偏低、制冷生硬等问题,实现提升产品舒适度,且较之第二换热器处采用风冷换热的形式而言,也可更充分地利用相变材料较之散热风而言温度更低的特点来加大相变材料吸热以对冷媒的做功量,从而相应降低该模式下压缩机对冷媒的压缩做功需求,实现降低空调设备在制冷模式下的压缩运行能耗,设计得当时甚至可实现将压缩机在该模式下的压缩做功量的需求降至为零,使压缩机起到对冷媒驱动作用即可,降低能耗的效果明显,进一步提升产品的节能减排效果。
[0009] 总体来讲,本设计中的空调设备,相变材料再生周期更短,制冷连续性效果更好,且在缩短再生周期、延长制冷周期的同时,能兼顾实现其室内制冷温度稳定并避免制冷温度偏低的生硬制冷情况,使得再生模式和制冷模式之间的调和性更好,产品能效更高,使用体验也更佳。
[0010] 上述任一技术方案中,当所述空调设备运行所述制冷模式时,所述压缩机以预设低频区间内的频率运行,当所述空调设备运行所述再生模式时,所述压缩机以预设高频区间内的频率运行。
[0011] 可以理解的是,预设低频区间相对于预设高频区间而言频率值更低。
[0012] 在本方案中,设置空调设备运行制冷模式时,压缩机以预设低频区间内的频率运行,具体如,使空调设备的控制器在检测到空调设备当前运行的模式为制冷模式,或者控制器检测到来自于操作终端(如空调设备操作面板、遥控器、手机终端、电脑终端等)等发出的用于控制空调设备运行制冷模式的指令时,控制器相应控制压缩机的运行频率在预设低频区间内浮动,其中,由于相变材料对第二换热器吸热降温效率高且稳定,可以保证系统冷凝高效、冷凝温度稳定,以此,控制压缩机的运行频率在预设低频区间这一范围内浮动,压缩机频率不会随室温等其他因素有过大的波动,这可利于维持相变材料内部导热效率与相变材料向第二换热器的吸热效率基本均衡,使相变材料与第二换热器之间的换热效率可基本稳定在一个与该预设低频区间对应的高效状态,提升空调设备能效,且有利于对相变材料进行保护,避免相变材料内部导热效率滞后于其与第二换热器之间传热效率引起局部过热等不良情况,提升产品可靠性,且也可使相变材料吸热方式驱动第二换热器对冷媒冷凝做功和压缩机对冷媒压缩做功达到良好的适配协调,如冷凝做功部分做功量大时,压缩机做功可相应小些,避免不必要的能源浪费,利于资源利用效率的最大化,也避免制冷效果太过极端生硬,舒适感好,从而在实现提升舒适度的同时,实现综合提升空调设备的运行能效的目的;设置空调设备运行再生模式时,压缩机以预设高频区间内的频率运行,具体如,空调设备的控制器在检测到空调设备当前运行的模式为再生模式,或者控制器检测到来自于操作终端(如空调设备操作面板、遥控器、手机终端、电脑终端等)等发出的用于控制空调设备运行再生模式的指令时,控制器相应控制压缩机以预设低频区间内的频率运行,这样,可使得制冷模式中相变材料的吸热速率整体低于再生模式中相变材料的再生速率,使得制冷时长比重加大、再生时长比重减少,提升制冷连续性,产品使用更舒适度,且利于促使制冷模式和再生模式各自维持使之高效运行的频率,再生模式和制冷模式之间的调和性更好,产品能效更高。
[0013] 上述任一技术方案中,所述换向装置包括四通
[0014] 在本方案中,设置换向装置包括四通阀,结构简单,且可以实现制冷模式与再生模式之间有效切换,控制准确可靠。
[0015] 上述任一技术方案中,所述相变材料的相变温度为15℃~40℃,和/或所述相变材料为固液相变材料或汽液相变材料,和/或所述空调设备为移动空调。
[0016] 可以理解的是,相变温度为相变材料在不同相之间转变时的临界温度,例如,对于固液相变材料,可理解为相变材料固相转变为液相(液相转变为固相也如此)时的临界温度,对于汽液相变材料,可理解为相变材料液相转变为汽相(汽相转变为液相也如此)时的临界温度。
[0017] 在本方案中,设置相变材料的相变温度为15℃~40℃,可利于提升设备再生模式和制冷模式之间的调和性,使空调设备在其再生模式和制冷模式下都能以较高的效率运行,提升整机综合运行能效,利于促进实现产品节能减排。
[0018] 设置空调设备为移动空调,可以理解的是,传统移动空调中,在第二换热器处采用风冷换热并利用粗连接管将热气排放到远离移动空调的位置,该粗连接管的设置会导致移动空调的移动性降低,影响使用体验,而本方案中第二换热器处采用相变材料吸热冷凝,从而免去了向外散热的粗连接管路,可使移动空调的使用更方便、灵活,且本移动空调向室内制冷时其第二换热器释放的热量不会传递到室内,制冷使用体验感好,此外,相变材料再生时,可灵活地将移动空调转移到室外或其他不会影响到用户体验地方,使移动空调以再生模式运行,且本方案中可通过调高压缩机频率可以极大地缩短再生周期,以在短暂地中止制冷后使得快速完成再生的产品可重回室内再次用于制冷,室内制冷环境得到持续,提升产品的使用体验。
[0019] 上述任一技术方案中,所述冷媒管路包括:第一单向节流支路,与所述第一接口及所述第三接口连通,用于将来自于所述第二换热器的冷媒节流后输往所述第一换热器。
[0020] 在本方案中,设置第一单向节流支路用于将来自于第二换热器的冷媒节流后输往第一换热器,通过对冷媒节流可以提升第一换热器处的蒸发效率,从而能提升制冷效率,确保满足用户制冷效率需求。
[0021] 上述技术方案中,所述冷媒管路还包括:第二单向节流支路,与所述第一接口及所述第三接口连通,用于将来自于所述第一换热器的冷媒节流后输往所述第二换热器。
[0022] 在本方案中,设置第二单向节流支路可将来自于第一换热器的冷媒节流后输往第二换热器,这样,当空调设备制冷运行一段时间后相变材料出现吸热饱和或接近吸热饱和而需要使相变材料重新再生以恢复吸热能时,利用第二单向节流支路对冷媒节流后送往第二换热器,可以提升第二换热器处的蒸发效率,提升对相变材料的再生效率,实现缩短再生周期的目的。
[0023] 上述技术方案中,冷媒经所述第一单向节流支路节流后的压降小于经所述第二单向节流支路节流后的压降。
[0024] 在本方案中,设计在制冷模式中发挥节流作用的第一单向节流支路的节流压降小于在再生模式中发挥节流作用的第二单向节流支路的节流压降,这样,制冷模式下不会出现深度节流,也即相对于第二单向节流支路而言,第一单向节流支路上不会出现深度节流,这对于室内的理想蒸发温度的维持效果更好,不会产生生硬的制冷效果,冷风更柔和舒适,也可以减轻制冷模式下第二换热器处的冷凝负荷,相变材料的可选择范围相应越广,同时,相变材料与第二换热器之间换热效率更高,且对相变材料的冷量利用率也更高,这样,整个空调设备的能量损失减小,运行能效更高,而对于再生模式,第二单向节流支路的节流深度较大,这样,相变材料的再生进程加快,实现缩短再生周期,可利于降低再生过程的能量损失,且能实现相变材料较低的蓄冷温度,更能满足制冷工况下第二换热器的冷凝需求,总体来讲,通过本设计使相变材料的释冷和再生周期存在差异,能综合促使空调设备朝着提升能效方向推进,利于实现空调设备能效提升。
[0025] 上述任一技术方案中,所述冷媒管路还包括:连通支路,与所述第一接口及所述第三接口连通,所述连通支路导通时将所述第一接口与所述第三接口接通。
[0026] 在本方案中,设置连通支路并使其在导通状态下将第一接口与第三接口接通,在空调设备制冷模式下,当检测到第二换热器的第三接口处的冷媒温度低于室温且具有一定的温差时,利用连通支路可以将第三接口处排出的冷媒直接经第一接口排入第一换热器中进行蒸发,而使冷媒进入第一换热器前无需经过节流,这样冷媒在第一换热器中进行蒸发过程时不会产生生硬的制冷效果,冷风更柔和舒适,尤其在无需使室内快速降温或对制冷度需求不太高的情况,可提升制冷舒适度,且这样的模式中第二换热器处的冷凝负荷小,这样可以充分利用相变材料在相变温度区间内温度能保持稳定的特点提升蒸发温度和冷凝温度的稳定性,利于维持房间温度舒适,且对相变材料冷量的利用率更高,利于保证空调设备运行高效性。
[0027] 上述任一技术方案中,所述相变蓄能换热装置具有容器件,所述相变材料被容置于所述容器件中,其中,所述第二换热器与所述容器件之间通过可拆卸连接结构相连,使所述第二换热器与所述容器件之间能组装或拆分。
[0028] 在本方案中,设置盛装相变材料的容器件与第二换热器之间利用可拆卸连接结构实现两者间能拆卸地连接,这样,使产品除了可利用再生模式实现对相变材料再生之外,还可选择将容器件从第二换热器上拆下置于适宜其再生的位置处(例如箱中或凉爽的环境中等),促进容器件内相变材料利用环境实现自然再生,甚至,也可通过拆卸后更换新的容器件或更换容器件中的相变材料实现更换再生,达到可持续制冷的目的。
[0029] 更具体如,相变材料蓄满热量成为液相后,可将容器件拆下,并将容器件中的液相相变材料导出,换成固相相变材料,从而可以使得空调设备能重新以制冷模式运行。当用户不需立即使用空调设备时,也可把含有液相相变材料的容器件放在通风较好的环境中自然散热,冷却相变材料,使得相变材料由液相转变成固相再生等,能耗更低。
[0030] 本发明的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显,或通过本发明的实践了解到。附图说明
[0031] 本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解,其中:
[0032] 图1是本发明一个实施例所述空调设备在制冷模式下的结构示意图;
[0033] 图2是本发明一个实施例所述空调设备在再生模式下的结构示意图;
[0034] 图3是本发明一个实施例所述相变蓄能装置的分解结构示意图。
[0035] 其中,图1至图3中的附图标记与部件名称之间的对应关系为:
[0036] 110第一换热器,111第一接口,112第二接口,120第二换热器,121第三接口,122第四接口,130容器件,131壳腔,132插接通道,140风扇,150压缩机,151排气口,152回气口,160换向装置,171第一毛细管,172第一单向阀,173第二毛细管,174第二单向阀。

具体实施方式

[0037] 为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点,下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0038] 在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明,但是,本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施,因此,本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
[0039] 下面参照图1至图3描述根据本发明一些实施例所述空调设备。
[0040] 如图1和图2所示,本发明的实施例提供的空调设备,包括:第一换热器110、相变蓄能换热装置、冷媒管路、压缩机150和换向装置160。
[0041] 具体地,第一换热器110为风冷换热器,且其具有供冷媒进出的第一接口111和第二接口112;相变蓄能换热装置包括相变材料及第二换热器120,且第二换热器120与相变材料之间能换热,第二换热器120具有供冷媒进出的第三接口121和第四接口122;冷媒管路与第一接口111及第三接口121连通;压缩机150为变频压缩机,且其具有排气口151和回气口152;换向装置160与排气口151、回气口152、第二接口112及第四接口122连接,其中,在制冷模式下,换向装置160使排气口151与第四接口122连通,并使回气口152与第二接口112连通;在再生模式下,换向装置160使回气口152与第四接口122连通,并使排气口151与第二接口112连通。
[0042] 本发明上述实施例提供的空调设备,利用换向装置160可控制切换制冷模式和再生模式,其中,在再生模式中,压缩机150从第二换热器120吸气并向第一换热器110排气,整个冷媒系统回路中,第二换热器120作为蒸发器能直接从相变材料吸热实现促进相变材料放热再生,且由于压缩机150为变频压缩机,通过调节压缩机150的运行频率可进一步控制再生速率,实现再生周期可以自由、灵活地调控,克服了现有产品中储能材料自然再生存在的再生周期长且不方便控制等不良体验,且本设计中也可通过调节压缩机150运行频率以控制相变材料再生的各个放热阶段中冷媒对其的做功效率与同时期压缩机150对冷媒的做功效率基本匹配且维持高效,从而提升第二换热器120与相变材料之间换热效率,降低换热损失,实现缩短再生周期的同时兼顾提升再生模式下空调设备运行能效的目的,从而实现产品节能减排。
[0043] 更具体而言,相变材料在相变区内温度波动小,在相变蓄能换热装置中加入相变材料可以保持蒸发温度和冷凝温度的稳定,同时利于控制空调设备运行在理想的蒸发温度和冷凝温度,实现近似卡诺循环,从而提高空调设备的制冷效率。相变材料在空调系统蓄冷的应用已有相关研究,如冰蓄冷,但由于冰蓄冷要求的蒸发温度低(低于的冰点0℃),空调设备制冷系统效率偏低,但另一方面,比冰点高、且适用于制冷系统的相变材料(相变温度在5-50℃之间)的储能密度远低于冰的蓄冷密度(约330kJ/L),如在冷量大于1kW的制冷系统中应用,体积偏大,影响产品的紧凑性。本发明中优选采用冰作为相变材料,起到提升相变换热能力和节省体积的目的,当然,这也仅是本设计的优选方案,本领域技术人员根据需求也可以对相变材料种类做相应调整。
[0044] 优选地,压缩机150在制冷模式下的运行频率低于其在再生模式下的运行频率,这样,在再生模式下,控制压缩机150高频运行以相应提升再生速率,缩短再生耗时量,在制冷模式下,通过降低压缩机150频率,相应延长制冷模式运行周期,从而在整体轴上提升制冷周期时长比重,提升制冷连续性,从而提升产品的使用体验,且其中,由于相变材料具有潜热大、温度稳定特点,降低压缩机150在制冷模式下的运行频率后,不仅不会引起制冷量不足的问题,反之,可以更充分地利用相变材料温度稳定性好的特点来相应保证室内制冷温度稳定性,并避免室内制冷温度偏低、制冷生硬等问题,实现提升产品舒适度,且较之第二换热器120处采用风冷换热的形式而言,也可更充分地利用相变材料较之散热风而言温度更低的特点来加大相变材料吸热以对冷媒的做功量,从而相应降低该模式下压缩机150对冷媒的压缩做功需求,实现降低空调设备在制冷模式下的压缩运行能耗,设计得当时甚至可实现将压缩机150在该模式下的压缩做功量的需求降至为零,使压缩机150起到对冷媒驱动作用即可,降低能耗的效果明显,进一步提升产品的节能减排效果。
[0045] 总体来讲,本设计中的空调设备,相变材料再生周期更短,制冷连续性效果更好,且在缩短再生周期、延长制冷周期的同时,能兼顾实现其室内制冷温度稳定并避免制冷温度偏低的生硬制冷情况,使得再生模式和制冷模式之间的调和性更好,产品能效更高,使用体验也更佳。
[0046] 进一步地,当空调设备运行制冷模式时,压缩机150以预设低频区间内的频率运行,当空调设备运行再生模式时,压缩机150以预设高频区间内的频率运行。
[0047] 可以理解的是,预设低频区间相对于预设高频区间而言频率值更低。
[0048] 在本方案中,设置空调设备运行制冷模式时,压缩机150以预设低频区间内的频率运行,具体如,使空调设备的控制器(如微处理器、中央模等)在检测到空调设备当前运行的模式为制冷模式,或者控制器检测到来自于操作终端(如空调设备操作面板、遥控器、手机终端、电脑终端等)等发出的用于控制空调设备运行制冷模式的指令时,控制器相应控制压缩机150的运行频率在预设低频区间内浮动,其中,由于相变材料对第二换热器120吸热降温效率高且稳定,可以保证系统冷凝高效、冷凝温度稳定,以此,控制压缩机150的运行频率在预设低频区间这一范围内浮动,压缩机150频率不会随室温等其他因素有过大的波动,这可利于维持相变材料内部导热效率与相变材料向第二换热器120的吸热效率基本均衡,使相变材料与第二换热器120之间的换热效率可基本稳定在一个与该预设低频区间对应的高效状态,提升空调设备能效,且有利于对相变材料进行保护,避免相变材料内部导热效率滞后于其与第二换热器120之间传热效率引起局部过热等不良情况,提升产品可靠性,且也可使相变材料吸热方式驱动第二换热器120对冷媒冷凝做功和压缩机150对冷媒压缩做功达到良好的适配协调,如冷凝做功部分做功量大时,压缩机150做功可相应小些,避免不必要的能源浪费,利于资源利用效率的最大化,也避免制冷效果太过极端生硬,舒适感好,从而在实现提升舒适度的同时,实现综合提升空调设备的运行能效的目的;设置空调设备运行再生模式时,压缩机150以预设高频区间内的频率运行,具体如,空调设备的控制器在检测到空调设备当前运行的模式为再生模式,或者控制器检测到来自于操作终端(如空调设备操作面板、遥控器、手机终端、电脑终端等)等发出的用于控制空调设备运行再生模式的指令时,控制器相应控制压缩机150以预设低频区间内的频率运行,这样,可使得制冷模式中相变材料的吸热速率整体低于再生模式中相变材料的再生速率,使得制冷时长比重加大、再生时长比重减少,提升制冷连续性,产品使用更舒适度,且利于促使制冷模式和再生模式各自维持使之高效运行的频率,再生模式和制冷模式之间的调和性更好,产品能效更高。
[0049] 优选地,换向装置160包括四通阀,更具体地,四通阀与排气口151、回气口152、第二接口112及第四接口122连通,其中,空调设备运行制冷模式时,四通阀内部切换控制排气口151与第四接口122导通,且控制回气口152与第二接口112导通;空调设备运行再生模式时,四通阀内部切换控制回气口152与第四接口122导通,且控制排气口151与第二接口112导通,该结构简单,且控制准确、可靠。
[0050] 上述任一实施例中,当没有采用冰作为相变材料时,相变材料优选采用相变温度为15℃~40℃的相变材料,本领域技术人员可从现有相变材料中满足相变温度为15℃~40℃的相变材料中进行具体选择,此处不再一一列举,其中,通过设置相变材料的相变温度为15℃~40℃,可利于提升设备再生模式和制冷模式之间的调和性,使空调设备在其再生模式和制冷模式下都能以较高的效率运行,提升整机综合运行能效,利于促进实现产品节能减排。更优选地,相变材料的相变温度为17℃~30℃,进一步优选地,相变材料的相变温度为20℃~25℃。
[0051] 可以理解的是,相变温度为相变材料在不同相之间转变时的临界温度,例如,对于固液相变材料,可理解为相变材料固相转变为液相(液相转变为固相也如此)时的临界温度,对于汽液相变材料,可理解为相变材料液相转变为汽相(汽相转变为液相也如此)时的临界温度。
[0052] 上述任一实施例中,可选地,相变材料为固液相变材料或汽液相变材料。
[0053] 上述任一实施例中,优选地,空调设备为移动空调,可以理解的是,传统移动空调中,在第二换热器120处采用风冷换热并利用粗连接管将热气排放到远离移动空调的位置,该粗连接管的设置会导致移动空调的移动性降低,影响使用体验,而本方案中第二换热器120处采用相变材料吸热冷凝,从而免去了向外散热的粗连接管路,可使移动空调的使用更方便、灵活,且本移动空调向室内制冷时其第二换热器120释放的热量不会传递到室内,制冷使用体验感好,此外,相变材料再生时,可灵活地将移动空调转移到室外或其他不会影响到用户体验地方,使移动空调以再生模式运行,且本方案中可通过调高压缩机150频率可以极大地缩短再生周期,以在短暂地中止制冷后使得快速完成再生的产品可重回室内再次用于制冷,室内制冷环境得到持续,提升产品的使用体验。
[0054] 上述任一实施例中,如图1所示,冷媒管路包括第一单向节流支路,该第一单向节流支路与第一接口111及第三接口121连通,用于将来自于第二换热器120的冷媒节流后输往第一换热器110,其中,通过对冷媒节流可以提升第一换热器110处的蒸发效率,从而能提升制冷效率,确保满足用户制冷效率需求。
[0055] 进一步地,如图2所示,冷媒管路还包括第二单向节流支路,该第二单向节流支路与第一接口111及第三接口121连通,用于将来自于第一换热器110的冷媒节流后输往第二换热器120,这样,当空调设备制冷运行一段时间后相变材料出现吸热饱和或接近吸热饱和而需要使相变材料重新再生以恢复吸热能力时,利用第二单向节流支路对冷媒节流后送往第二换热器120,可以提升第二换热器120处的蒸发效率,提升对相变材料的再生效率,实现缩短再生周期的目的。
[0056] 优选地,冷媒经第一单向节流支路节流后的压降小于经第二单向节流支路节流后的压降,更具体如,控制第一单向节流支路上起到节流作用的毛细管的长度短于第二单向节流支路上起到节流作用的毛细管的长度,或如,控制第一单向节流支路上起到节流作用的节流阀的开度大于第二单向节流支路上起到节流作用的节流阀的开度等。
[0057] 在本方案中,设计在制冷模式中发挥节流作用的第一单向节流支路的节流压降小于在再生模式中发挥节流作用的第二单向节流支路的节流压降,这样,制冷模式下不会出现深度节流,也即相对于第二单向节流支路而言,第一单向节流支路上不会出现深度节流,这对于室内的理想蒸发温度的维持效果更好,不会产生生硬的制冷效果,冷风更柔和舒适,也可以减轻制冷模式下第二换热器120处的冷凝负荷,相变材料的可选择范围相应越广,同时,相变材料与第二换热器120之间换热效率更高,且对相变材料的冷量利用率也更高,这样,整个空调设备的能量损失减小,运行能效更高,而对于再生模式,第二单向节流支路的节流深度较大,这样,相变材料的再生进程加快,实现缩短再生周期,可利于降低再生过程的能量损失,且能实现相变材料较低的蓄冷温度,更能满足制冷工况下第二换热器120的冷凝需求,总体来讲,通过本设计使相变材料的释冷和再生周期存在差异,能综合促使空调设备朝着提升能效方向推进,利于实现空调设备能效提升。
[0058] 上述任一实施例中,冷媒管路还包括连通支路(图中未示出),具体地,连通支路与第一接口111及第三接口121连通,连通支路导通时将第一接口111与第三接口121接通,更具体如,使连通支路与第一单向节流支路之间形成并联关系。
[0059] 其中,在空调设备制冷模式下,当检测到第二换热器120的第三接口121处的冷媒温度低于室温且具有一定的温差时,利用连通支路可以将第三接口121处排出的冷媒直接经第一接口111排入第一换热器110中进行蒸发,而使冷媒进入第一换热器110前无需经过节流,这样冷媒在第一换热器110中进行蒸发过程时不会产生生硬的制冷效果,冷风更柔和舒适,尤其在无需使室内快速降温或对制冷度需求不太高的情况,可提升制冷舒适度,且这样的模式中第二换热器120处的冷凝负荷小,这样可以充分利用相变材料在相变温度区间内温度能保持稳定的特点提升蒸发温度和冷凝温度的稳定性,利于维持房间温度舒适,且对相变材料冷量的利用率更高,利于保证空调设备运行高效性。
[0060] 具体如,连通支路包括连接第一接口111及第三接口121的冷媒管,且该冷媒管上设有控制其导通或截止的阀
[0061] 上述任一实施例中,如图3所示,相变蓄能换热装置具有容器件130,相变材料被容置于容器件130中,其中,第二换热器120与容器件130之间通过可拆卸连接结构相连,使第二换热器120与容器件130之间能组装或拆分。这样,使产品除了可利用再生模式实现对相变材料再生之外,还可选择将容器件130从第二换热器120上拆下置于适宜其再生的位置处(例如冰箱中或凉爽的环境中等),促进容器件130内相变材料利用环境实现自然再生,甚至,也可通过拆卸后更换新的容器件130或更换容器件130中的相变材料实现更换再生,达到可持续制冷的目的。
[0062] 具体如,相变材料蓄满热量成为液相后,可将容器件130拆下,并将容器件130中的液相相变材料导出,换成固相相变材料,从而可以使得空调设备能重新以制冷模式运行。当用户不需立即使用空调设备时,也可把含有液相相变材料的容器件130放在通风较好的环境中自然散热,冷却相变材料,使得相变材料由液相转变成固相再生等,能耗更低。
[0063] 举例而言,如图3所示,容器件130包括壳腔131及填充在壳腔131内的相变材料,其中,可拆卸连接结构包括形成在壳腔131上的插接通道132,第二换热器120包括换热管,换热管能插入到插接通道132内并能退出插接通道132实现第二换热器120与容器件130之间装卸。其中,在壳腔131上设有插接通道132使壳腔131与第二换热器120的换热管形成插接形式的可拆卸装配,具有结构简单、加工方便,且拆装使用简便的优点,且本结构中换热管与插接通道132插接的形式可利于提升换热管与壳腔131中相变材料的有效对应面积,提升对换热管的散热效率。
[0064] 具体实施例1(如图1和图2所示)
[0065] 空调设备为移动空调,具体包括第一换热器110、第二换热器120、相变材料、风扇140、压缩机150和换向装置160等。
[0066] 第一换热器110为风冷换热器,风扇140用于驱动气流与第一换热器110换热。
[0067] 相变材料设在第二换热器120表面,并能与第二换热器120换热。
[0068] 第一换热器110具有两个用于供冷媒流通的接口,分别为第一接口111和第二接口112,第一接口111和第二接口112中的一个为供冷媒进入第一换热器110的冷媒入口,另一个为供冷媒排出的冷媒出口,当然,该处关于冷媒入口和冷媒出口的定义并不绝对,具体需根据制冷和再生工况对第一接口111和第二接口112及冷媒入口和冷媒出口进行区分,并在制冷和再生工况切换时进行对调理解,第二换热器120具有两个用于供冷媒流通的接口,分别为第三接口121和第四接口122,该第三接口121和第四接口122与前述中第一接口111和第二接口112可做类似理解。
[0069] 压缩机150为变频压缩机,也即本领域技术人员可以理解的其运行频率可调节的压缩机,压缩机150具有排气口151和回气口152,换向装置160为四通阀,四通阀包括四个接口,四通阀的其中两个接口对应连接压缩机150的回气口152和排气口151,四通阀的另外两个接口对应连接第二换热器120的第四接口122和第一换热器110的第二接口112,如图1所示,空调设备运行制冷模式时,四通阀控制排气口151与第二换热器120的第四接口122之间导通,且控制回气口152与第一换热器110的第二接口112之间导通,如图2所示,空调设备运行再生模式时,四通阀控制回气口152与第二换热器120的第四接口122之间导通,且控制排气口151与第一换热器110的第二接口112之间导通。
[0070] 另外,第一换热器110的第一接口111和第二换热器120的第三接口121之间通过冷媒管路连接,具体地,冷媒管路包括第一单向节流支路和第二单向节流支路,其中,第一单向节流支路与第一接口111及第三接口121连通,其具体包括实现由第二换热器120的第三接口121向第一换热器110的第一接口111进行单向导通逆向截止的第一单向阀172及用于发挥节流功能的第一毛细管171,第二单向节流支路与第一接口111及第三接口121连通,其具体包括实现由第一换热器110的第一接口111向第二换热器120的第三接口121进行单向导通逆向截止的第二单向阀174及用于发挥节流功能的第二毛细管173,第一毛细管171的长度短于第二毛细管173,以使得冷媒经第一单向节流支路节流后的压降小于经第二单向节流支路节流后的压降,这样可使制冷模式和再生模式都在最佳的蒸发温度和冷凝温度下运行,从而提高循环效率。
[0071] 如图1所示,当空调设备运行制冷模式时,空调设备移动到室内需要制冷的环境中,此时,四通阀的电磁线圈处于断电状态,如图1所示,压缩机150的排气口151与第二换热器120连通,压缩机150的回气口152与第一换热器110连通,此时第二换热器120为系统的冷凝器,第一换热器110为系统蒸发器,冷媒经第一换热器110吸收室内的热量以实现制冷效果,第一换热器110中的冷媒经四通阀后沿压缩机150的回气口152进入压缩机150,并在压缩机150内被压缩后经四通阀进入第二换热器120,其中,第二换热器120发出的热量被相变材料吸收,由于相变材料在相变区的温度变化很小,从而可以保证空调设备冷凝温度稳定,同时,相变材料吸热到达一定程度时由固态变成液态。在第二换热器120之后,冷媒再流经第一毛细管171和第一单向阀172,经过节流后再次进入第一换热器110,以此形成一个闭路蓄热制冷循环。该制冷模式下压缩机150以较低频率运行,但频率可以在预设低频区间内调节,实现用户选择不同的制冷功率,可以理解的是,预设低频区间相对于预设高频区间而言,保证预设低频区间内取值低于预设高频区间内取值即可,置于其具体取值范围,本领域技术人员完全可以综合相变材料、出风温度等参数的设计进行适宜的调整,在此不再详述,同样地,优选该制冷模式下风扇140以较低频率运行。
[0072] 如图2所示,当空调设备运行再生模式时,空调设备移动到室外环境,此时,四通阀电磁线圈处于通电状态,如图2所示,压缩机150的排气口151与第一换热器110连通,压缩机150的回气口152与第二换热器120连通,此时,第二换热器120为系统的冷凝器,第一换热器
110为系统蒸发器。冷媒经第二换热器120吸收相变材料的储热,使得相变材料由液态变为固态,即放热可再次蓄热,实现相变材料再生,随后,第二换热器120中的冷媒经四通阀后沿压缩机150的回气口152进入压缩机150,并在压缩机150内被压缩后经四通阀进入第一换热器110,在第一换热器110中,冷媒通过第一换热器110与空气换热降温,随后,再流经第二毛细管173和第二单向阀174,经过节流后再次进入第二换热器120,以此形成一个闭路放热再生循环。该再生模式下压缩机150和风扇140以较高频率运行,以便较快的速度把相变材料的储热导到室外环境中,具体如压缩机150以预设高频区间内的频率运行,风扇140以高于其在制冷模式下的频率运行,提升相变材料的放热再生速度。
[0073] 本方案中,使用相变材料在相变区温度波动小的特性控制蒸发温度和冷凝温度的稳定,以实现近似卡若循环,从而提高系统效率,另外,为了使得系统在两种模式下都以较高的效率运行,所使用相变材料的相变温度优选在15℃到40℃之间,相变可以是固液或汽液相变材料,所用的毛细管也可以用电子膨胀阀代替,电子膨胀阀通过调节开度来调整两种模式下的最佳节流深度。
[0074] 具体实施例2(如图3所示)
[0075] 除上述具体实施例1的特征以外,进一步设置用于容纳相变材料的容器体与第二换热器120通过可拆卸连接结构相连,使第二换热器120与容器件130之间能组装或拆分。
[0076] 更具体地,如图3所示,第二换热器120可具体为斜插管式换热器(更有选为无翅片的斜插管),其换热管优选为一体式加工而成,从而方便使得包含相变材料的容器体与斜插换热器组装和分离,且不容易出现冷媒泄漏,相变材料蓄满热量时,也可以说释冷效果低于对其的释冷需求时,可将容器体的壳腔131中的液相相变材料导出,换成固相相变材料填充入壳腔131中,从而可以使得空调设备能够以制冷模式继续运行,当用户不需立即使用空调设备时,也可把拆下的含有液相相变材料的壳腔131放在通风较好的环境,壳腔131及其内相变材料自然散热,实现冷却相变材料,使得相变材料由液相转变成固相,实现相变材料再生。
[0077] 在本发明中,术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”仅用于描述的目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性;术语“多个”则指两个或两个以上,除非另有明确的限定。术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解,例如,“连接”可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;“相连”可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0078] 在本说明书的描述中,术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且,描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
[0079] 以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
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