CN113623768A - 一种空调冷凝水回收系统及一体化空调系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种空调冷凝水回收系统及一体化空调系统。空调冷凝水回收系统包括壳体，壳体的上部设置有冷凝水入口，冷凝水经冷凝水入口进入壳体中并滴落到壳体内；壳体内设置有排气换热管、吸气换热管和冷凝换热管，其中排气换热管用于利用冷凝水对压缩机排气进行冷却；冷凝换热管用于利用冷凝水对冷凝器流出的制冷剂进行冷却；吸气换热管用于利用冷凝器流出的制冷剂对压缩机吸气进行加热；吸气换热管和冷凝换热管构成套管结构，吸气换热管内部形成第一流道，吸气换热管与冷凝换热管之间形成第二流道；冷凝水流经排气换热管和冷凝管对排气换热管和冷凝换热管内的冷媒进行冷却。本发明可对冷凝水回收利用，并能够提高换热系统的能效。
Description
技术领域
本发明涉及空调相关技术领域，尤其涉及一种空调冷凝水回收系统及一体化空调系统。
背景技术
传统空调工作时，蒸发器会产生冷凝水，目前的空调系统不能对机组产生的冷凝水回收再利用，冷凝水只能沿着排水管排到指定下水道或更甚者直接排到环境中，造成冷凝水乱排或肆意流淌的难题，进而污染环境同时造成水资源的浪费现象。而天气寒冷利用空调进行制热时，液态制冷剂会被吸入压缩机中，造成压缩机液击的严重后果。
发明内容
鉴于此，本发明提供一种空调冷凝水回收系统及一体化空调系统，至少用于解决现有技术中存在的冷凝水利用不充分的技术问题，具体地：
第一方面，本发明提供一种空调冷凝水回收系统，所述空调包括通过制冷剂连通的蒸发器、冷凝器和压缩机，所述空调冷凝水回收系统包括：
壳体，所述壳体的上部设置有冷凝水入口，冷凝水经所述冷凝水入口进入所述壳体中并滴落到所述壳体内；
所述壳体内设置有排气换热管、吸气换热管和冷凝换热管，其中所述排气换热管用于利用所述冷凝水对压缩机排气进行冷却，所述压缩机排气引自压缩机排气口，与所述冷凝水换热后被送往冷凝器；
所述冷凝换热管用于利用所述冷凝水对所述冷凝器流出的制冷剂进行冷却；所述吸气换热管用于利用所述冷凝器流出的制冷剂对所述压缩机吸气进行加热；
所述吸气换热管和所述冷凝换热管构成套管结构，所述吸气换热管内部形成第一流道，所述第一流道用于所述压缩机吸气，所述吸气换热管与所述冷凝换热管之间形成第二流道，所述第二流道用于流通从冷凝器流出进入蒸发器前的制冷剂；
所述冷凝水流经所述排气换热管和所述冷凝管对所述排气换热管和所述冷凝换热管内的冷媒进行冷却。
进一步可选地，所述空调冷凝水回收系统还包括均流器，所述均流器设置在所述壳体内部并位于靠近所述冷凝水入口的位置，所述均流器对冷凝水进行导流，使冷凝水流向所述排气换热管和所述冷凝换热管。
进一步可选地，所述排气换热管和套管结构为圆形盘管结构，
所述均流器包括挡板，所述挡板为圆形板，所述挡板的直径与所述圆形盘管的直径相同。
进一步可选地，所述冷凝换热管位于所述排气换热管下侧，所述挡板位于所述排气换热管上侧，冷凝水从所述挡板上留下先后流经所述排气换热管和所述吸气换热-冷凝换热套管结构，所述圆形盘管的轴线与所述挡板的轴线共线。
进一步可选地，所述壳体包括顶盖，所述冷凝水入口设置在所述顶盖上，
所述均流器包括连接结构，所述连接结构将所述挡板连接到所述顶盖上。
进一步可选地，所述空调冷凝水回收系统还包括雾化器，所述雾化器设置在所述壳体内并位于所述壳体的底部，用于使所述壳体底部的水雾化。
进一步可选地，所述空调冷凝水回收系统还包括加热器，所述加热器设置在所述壳体内并位于所述壳体的底部，用于对所述壳体内部进行加热。
进一步可选地，所述空调冷凝水回收系统还包括水位检测器，所述水位检测器设置在所述壳体内并位于所述壳体的底部，用于检测所述壳体内的水位。
第二方面，本发明提供一种一体化空调系统，其包括冷凝器、蒸发器和压缩机和上述空调冷凝水回收系统，其中，
所述排气换热管的两端分别与所述压缩机的排气口和所述冷凝器的入口端相连；
所述吸气换热管的两端分别与所述蒸发器的出口端和所述压缩机的吸气口相连；
所述冷凝换热管的两端分别与所述冷凝器所述蒸发器相连。
进一步可选地，所述蒸发器的下侧设置接水盘，所述空调冷凝水回收系统位于所述接水盘下方，所述接水盘内的冷凝水排入到所述空调冷凝水回收系统内。
本发空调冷凝水回收系统利用冷凝水的低温及重力流体特性，将冷凝水重复利用，通过冷凝水对压缩机的排气以及冷凝器流出的制冷剂进行冷却，同时利用套管结构对压缩机吸气加热升温，降低了系统冷凝压力，增加制冷量，降低整机功率，使得整机的能效进一步提升。
附图说明
通过参照附图详细描述其示例实施例，本公开的上述和其它目标、特征及优点将变得更加显而易见。下面描述的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1示出本发明实施例空调冷凝水回收系统的剖视结构示意图；
图2示出本发明实施例空调冷凝水回收系统的爆炸示意图；
图3示出本发明实施例一体化空调的剖视示意图。
图中：
10、空调冷凝水回收系统；1、壳体；11、筒体；12、顶盖；13、底盖；2、排气换热管；3、冷凝换热管；4、吸气换热管；5、均流器；51、挡板；52、连接结构；6、雾化器；7、加热器；8、水位检测器；20、压缩机；30、冷凝器；40、蒸发器；41、接水盘；42、排水管；50、隔板；60、外风机；70、内风机。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。在本发明实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义，“多种”一般包含至少两种，但是不排除包含至少一种的情况。
应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的商品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种商品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的商品或者系统中还存在另外的相同要素。
本发空调冷凝水回收系统利用冷凝水的低温及重力流体特性，将冷凝水重复利用，可以冷却压缩机排气换热管、冷凝换热管优化系统参数；利用套管实现吸气换热管及冷凝换热管的耦合换热；利用雾化装置对冷凝换热管及压缩机吸排气换热管进行二次降温，进一步提升系统性能；同时细小水珠由液态吸热变成气态时，存在蒸发冷却冷凝器进风温度的作用，以上方式可进一步提高系统蒸发压力，同时降低了系统冷凝压力，增加制冷量，降低整机功率，使得整机的能效进一步提升。以下结合具体实施例对本发明进行详细介绍：
如图1、图2所示，本发明提供一种空调冷凝水回收系统10，用于回收空调的冷凝水，空调包括通过制冷剂连通的蒸发器、冷凝器、压缩机、节流装置，空调冷凝水回收系统10包括壳体1，以及设置在壳体1内的：排气换热管2、吸气换热管4和冷凝换热管3。其中排气换热管用于利用冷凝水对压缩机排气进行冷却，压缩机排气引自压缩机排气口，与冷凝水换热后被送往冷凝器；冷凝换热管用于利用冷凝水对冷凝器流出进入节流装置前的制冷剂进行冷却；吸气换热管用于利用冷凝水对压缩机吸气进行加热，压缩机吸气引自压缩机吸气口；壳体1上设置有冷凝水入口，冷凝水经冷凝水入口流入到壳体1内并能够与排气换热管2和冷凝换热管3内的制冷剂进行换热，吸气换热管4和冷凝换热管3构成套管结构，吸气换热管4内部形成第一流道，吸气换热管4与冷凝换热管3之间形成第二流道，第二流道内的制冷剂能够与第一流道的内的制冷剂和冷凝水换热。吸气换热管和冷凝换热管构成吸气换热-冷凝换热套管结构，吸气换热管内部形成第一流道，第一流道内流动的是压缩机吸气，吸气换热管与冷凝换热管之间形成第二流道，第二流道内流动的是冷凝器流出进入节流装置前的制冷剂；滴落到壳体内的冷凝水顺次地流经排气换热管和吸气换热-冷凝换热套管结构。
壳体1优选为分体结构包括筒体11、底盖13和顶盖12，底盖13密封连接在筒体11的底端，顶盖12可拆卸地设置在筒体11的顶端，冷凝水入口形成在顶盖12上，优选地，顶盖12上设置镂空结构，镂空结构形成冷凝水入口，即冷凝水可通过镂空接流入到壳体1内，并在能够在重力作用下流经排气换热管2、冷凝换热管3吸气换热管4进行热交换。
优选地，吸气换热管4和冷凝换热管3构成套管结构，吸气换热管4位于冷凝换热管3内，冷凝换热管3内部形成第一流道，吸气换热管4与冷凝换热管3之间形成第二流道。具体的，吸气换热管4的外径小于冷凝换热管3的内径，吸气换热管4穿设在冷凝换热管3内，吸气换热管4两端在靠近冷凝换热管3两端的位置从冷凝换热管3的侧壁穿出。
在本实施例中，排气换热管2、冷凝换热管3和吸气换热管4的端部均从壳体1的侧壁(即筒体11的侧壁)穿出，以便与相关的部件进行连接。
空调冷凝水回收系统10还包括均流器5，均流器5设置在壳体1内部并位于靠近冷凝水入口的位置，均流器5对冷凝水进行导流，使冷凝水流道排气换热管2、吸气换热管4和/或冷凝换热管3上。在本实施中，冷凝水流到排气换热管2和冷凝换热管3上直接进行热交换。
进一步地，均流器5包括挡板51，挡板51为圆形板，均流器5还包括连接结构52，挡板51通过连接结构52与顶盖12连接，优选地，连接结构52包括多个连接杆，连接杆的一端连接到挡板51的边缘，另一端连接到顶盖12上。
排气换热管2和冷凝换热管3为圆形盘管结构，优选地，挡板51、排气换热管2和冷凝换热管3的轴线均与壳体1的轴线共线。挡板51的直径与圆形盘管的直径d相同，使冷凝水从挡板51的边缘流下时可以直接落到排气换热管2或冷凝换热管3上，这样可以增大冷凝水与排气换热管2和冷凝换热管3的接触面积，从而高换热量。优选地，排气换热管2和冷凝换热管3都可以设置多圈，以增大换热面积，优选各设置两圈，以减小占用过大空间。由于吸气换热管4与冷凝换热管3构成套管结构，两者整体形成盘管结构。
冷凝换热管3位于排气换热管2下侧，挡板51位于排气换热管2上侧，圆形盘管的轴线与挡板51的轴线共线。冷凝水从挡板51上流下后先流经排气换热管2与排气换热管2换热，然后从排气换热管2上流下后在流道冷凝换热管3上与冷凝换热管3换热。
优选地，空调冷凝水回收系统10还包括雾化器6，雾化器6设置在壳体1内并位于壳体1的底部，用于使壳体1底部的水雾化，具体的，雾化器6设置在底盖13内，当冷凝水较多，在底盖13内聚集较多的冷凝水时，通过雾化装置将冷凝水雾化形成水雾在壳体1内上升，并再次与冷凝换热管3和排气换热管2接触再次进行换热。
优选地，空调冷凝水回收系统10还包括加热器7，加热器7设置在壳体1内并位于壳体1的底部，具体设置在底盖13内，用于对壳体1内部进行加热，当底盖13内有冷凝水且温度等于或低于0℃时，启动加热器7对冷凝水加热，防止冷凝水结冰。
进一步地，空调冷凝水回收系统10还包括水位检测器8，水位检测器8设置在壳体1内并位于壳体1的底部，具体设置在底盖13内，用于检测壳体1内的水位。优选地，当水位检测器8检测到水位达到H时，启动雾化器6。
本发明还提供一种一体化空调，如一体化机房空调，包括：换热系统和上述空调冷凝水回收系统10，换热系统包括冷凝器30、蒸发器40和压缩机20，其中，排气换热管2的两端分别与压缩机20的排气口和冷凝器30的入口端相连；吸气换热管4的两端分别与蒸发器40的出口端和压缩机20的吸气口相连；冷凝换热管3的两端分别与冷凝器30的出口端和蒸发器40的入口端相连。具体地，换热系统还包括节流装置，冷凝换热管连接到冷凝器30的出口端和节流装置的入口端上。
蒸发器40的下侧设置接水盘41，空调冷凝水回收系统10位于接水盘41下方，接水盘41内的冷凝水排入到空调冷凝水回收系统10内。优选地，接水盘41上设置排水管42，通过排水管42将冷凝水导流到冷凝水入口。
如图3所示，一体化空调还包括隔板50，隔板50将冷凝器30和蒸发器40进行分隔，具体的，隔板50将一体化空调内部分成两个空间，冷凝器30和蒸发器40分别位于两个空间内，并且，在冷凝器30侧设置有外风机60，蒸发器侧设置有内风机70。空调冷凝水回收系统10与压缩机20位于冷凝器30所在的空间内。
换热系统运行时，根据冷凝产生量的多少可实现逐层对排气换热管2、吸气换热管4及冷凝换热管3进行降温，实现冷凝水的重复利用，同步优化机组的性能，具体实线方式：
少量冷凝水产生时，冷凝水仅能够流到排气盘管上，冷凝水仅给压缩机20排气降温；冷凝换热管3内自身进行换热，吸气换热管4吸收冷凝换热管3内制冷剂的热量给冷凝换热管3降温，同时冷凝换热管3给吸气换热管4内制冷剂升温，预热压缩机20的吸气。
冷凝水较多时，依次流经排气盘管及冷凝换热管3上，冷凝水依次给压缩机20排气、冷凝换热管3内的制冷剂降温；冷凝换热管3内自身进行换热，吸气换热管4吸收冷凝换热管3内制冷剂的热量给冷凝换热管3降温，同时冷凝换热管3给吸气换热管4内制冷剂升温，预热压缩机20的吸气。
当冷凝水多到可以在底盖13内聚集时，且液体高度大于H时，雾化器6启动将底盘上的冷凝水雾化成水雾，细小的水雾经过冷凝套管和排气盘管，对冷凝换热管3及压缩机20吸排气换热管2进行二次降温；同时水雾还能够通过顶盖12流入到冷凝器30所在的空间，细小水珠由液态吸热变成气态时，存在蒸发冷却空气温度的作用，进一步降低冷凝器30进风温度，增加换热温差，进一步降低冷凝器负荷，减小系统高压，降低整机功率。
以上具体地示出和描述了本公开的示例性实施例。应可理解的是，本公开不限于这里描述的详细结构、设置方式或实现方法；相反，本公开意图涵盖包含在所附权利要求的精神和范围内的各种修改和等效设置。
Claims (10)
1.一种空调冷凝水回收系统，所述空调包括通过制冷剂连通的蒸发器、冷凝器和压缩机，其特征在于，所述空调冷凝水回收系统包括：
壳体，所述壳体的上部设置有冷凝水入口，冷凝水经所述冷凝水入口进入所述壳体中并滴落到所述壳体内；
所述壳体内设置有排气换热管、吸气换热管和冷凝换热管，其中所述排气换热管用于利用所述冷凝水对压缩机排气进行冷却，所述压缩机排气引自压缩机排气口，与所述冷凝水换热后被送往冷凝器；
所述冷凝换热管用于利用所述冷凝水对所述冷凝器流出的制冷剂进行冷却；所述吸气换热管用于利用所述冷凝器流出的制冷剂对所述压缩机吸气进行加热；
所述吸气换热管和所述冷凝换热管构成套管结构，所述吸气换热管内部形成第一流道，所述第一流道用于所述压缩机吸气，所述吸气换热管与所述冷凝换热管之间形成第二流道，所述第二流道用于流通从冷凝器流出进入蒸发器前的制冷剂；
所述冷凝水流经所述排气换热管和所述冷凝管对所述排气换热管和所述冷凝换热管内的冷媒进行冷却。
2.根据权利要求1所述的空调冷凝水回收系统，其特征在于，所述空调冷凝水回收系统还包括均流器，所述均流器设置在所述壳体内部并位于靠近所述冷凝水入口的位置，所述均流器对冷凝水进行导流，使冷凝水流向所述排气换热管和所述冷凝换热管。
3.根据权利要求2所述的空调冷凝水回收系统，其特征在于，所述排气换热管和套管结构为圆形盘管结构，
所述均流器包括挡板，所述挡板为圆形板，所述挡板的直径与所述圆形盘管的直径相同。
4.根据权利要求3所述的空调冷凝水回收系统，其特征在于，所述冷凝换热管位于所述排气换热管下侧，所述挡板位于所述排气换热管上侧，冷凝水从所述挡板上留下先后流经所述排气换热管和所述吸气换热-冷凝换热套管结构，所述圆形盘管的轴线与所述挡板的轴线共线。
5.根据权利要求3所述的空调冷凝水回收系统，其特征在于，所述壳体包括顶盖，所述冷凝水入口设置在所述顶盖上，
所述均流器包括连接结构，所述连接结构将所述挡板连接到所述顶盖上。
6.根据权利要求1所述的空调冷凝水回收系统，其特征在于，所述空调冷凝水回收系统还包括雾化器，所述雾化器设置在所述壳体内并位于所述壳体的底部，用于使所述壳体底部的水雾化。
7.根据权利要求6所述的空调冷凝水回收系统，其特征在于，所述空调冷凝水回收系统还包括加热器，所述加热器设置在所述壳体内并位于所述壳体的底部，用于对所述壳体内部进行加热。
8.根据权利要求7所述的空调冷凝水回收系统，其特征在于，所述空调冷凝水回收系统还包括水位检测器，所述水位检测器设置在所述壳体内并位于所述壳体的底部，用于检测所述壳体内的水位。
9.一种一体化空调系统，其特征在于，包括冷凝器、蒸发器和压缩机和权利要求1-8任一项所述的空调冷凝水回收系统，其中，
所述排气换热管的两端分别与所述压缩机的排气口和所述冷凝器的入口端相连；
所述吸气换热管的两端分别与所述蒸发器的出口端和所述压缩机的吸气口相连；
所述冷凝换热管的两端分别与所述冷凝器所述蒸发器相连。
10.根据权利要求9所述的一体化空调系统，其特征在于，所述蒸发器的下侧设置接水盘，所述空调冷凝水回收系统位于所述接水盘下方，所述接水盘内的冷凝水排入到所述空调冷凝水回收系统内。
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- 2021-08-23 CN CN202110970145.4A patent/CN113623768A/zh active Pending
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