[其他]旋轉熱管空調器

無效

• 申請號: 86100508
• 申請日: 1986-02-03
• 公開（公告）號: CN86100508B
• 公開（公告）日: 1987-08-26
• 發明（設計）人: 俞大邦
• 申請（專利權）人: 俞大邦;崠笪
• 主分類號: F24F1/00
• 分類號: F24F1/00;F28D11/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及一種新的蒸汽壓縮式制冷空調器。是特別適合民用的空調器。

現有的蒸汽壓縮式制冷空調器是普遍使用的空調機組，它主要由壓縮機、冷凝器、節流裝置和蒸發器四大部分用管道連接組成。

通常采用的空冷式換熱器結構，一般都配有兩個風扇，用于強化蒸發器和冷凝器空氣側的傳熱，蒸發器和冷凝器是靜止的盤管式帶有散熱片的結構，對于制冷量為1.7-7KW的空調器，壓縮機為活塞式。（例如目前市場上出售的窗式空調器）上述空調器一般存在下述一些問題：

1、制冷劑完成一個循環的路程長，沿程和局部摩擦損失大;

2、活塞式壓縮機機械摩擦損失大;

3、壓縮機的進排氣閥相當于兩個節流閥，增加了能量損失;

4、活塞式壓縮機必需的潤滑油必然混入制冷劑，增加了換熱器的熱阻;

5、潤滑油分離器增加了阻力損失;

6、節流過程中的能量損失;

7、制冷劑混入的潤滑油使設計參數發生遷移，整機性能變壞。

8、活塞式壓縮機屬于非連續工作裝置，沖擊振動大;

9、活塞環和活塞易磨損，磨損物易造成堵塞;

10、蒸發器和冷凝器的傳熱效率低;

11、結構復雜，體積大，加工成本高。

由于上述原因，空調器價格高、耗電大、可靠性差。特別從我國國情出發，這種空調器在今后相當長的時間內難以普及，從查閱的世界專利文獻和發表的文獻、雜志來看，過去近十余年世界空調技術的發展以及將來發展的方向，降低能耗，改善部件性能，提高可靠性是空調制冷領域一個極其重要的研究課題。

60年代，國外出現了一種新型高效傳熱元件-熱管，由于它的超導熱性，獲得了迅速發展。

1969年美國國家宇航局（NASA）研究了一種結構簡單，傳熱強度更大的新型熱管-旋轉熱管，格雷（Gray）第一次提出了把旋轉熱管應用于空調器的設想（CD-10304-12）。不過他只是把旋轉熱管單純作為一個冷凝器使用。雖然這個熱管空調器的原理是符合熱力學基本定律，但是要具體實施存在下述困難：

1、工作過程包括兩個互相獨立的熱力循環，這樣在同樣的情況下，傳熱溫差大致增加一倍，勢必加重壓縮機負荷、增加電耗。

2、由于軸流式壓氣機單級壓比的限制，所以必須采用多級壓縮機，軸向長度大，加工成本高，可靠性差;

3、由于2，必然存在動密封問題，制冷劑的泄漏難以避免，加工維護困難;

4、空心葉片加工成本高;

5、毛細管按裝困難;

6、由于冷凝傳熱系數不可能很高，沒有風扇，光靠轉盤表面誘導，而且室外空氣側的傳熱系數很低，室外轉盤相應要很大。使整個機組笨重，材耗大。

7、采用冷凝壓縮，液擊現象不可避免，而且汽體與液體比容比為10'數量級，壓氣機難以設計。

由于上述原因，自1969年8月發表，至今未能具體實施。一九八三年十二月，中國建筑科學研究院出版的：“熱管在建筑節能方面的應用”一書，也引用了格雷的這個空調器設想。

本發明的目的是提供一種空調器，它不僅在節能方面有大的突破，而且造價低，耗電省，體積小，更適于民用，以便在一般生活水平的普通家庭普及，并在普通交通工具，例如汽車、火車、輪船上推廣應用。

本發明是這樣實現的：汽態制冷劑進入單級離心壓縮后變成高溫高壓汽體，經過主軸和冷凝段上的均布孔，流入旋轉熱管冷凝段冷凝成液體，在離心分力的作用下，沿著傾斜壁面匯入裝在主軸上的均布毛細管，冷凝段的大端有一個臺階，一則防止冷凝液進入壓縮機，二則起收集冷凝液作用，經過毛細管的節流作用，液態制冷劑降壓降溫，高速從毛細管出口噴出，在蒸發段中吸收空調空間的熱量，蒸發汽化，重新進入壓縮機，完成一個循環。

本發明針對現有空調機存在的問題和格雷先生提出的旋轉熱管技術應用于空調的設想，把旋轉熱管的冷凝段作為冷凝器，其蒸發段作為蒸發器，整個工作過程只包括一個熱力循環;整個機組沒有附加管道;可采用單級離心壓縮;不存在動密封問題，避免了泄漏;離心式壓縮機是連續性工作裝置，沒有機械摩擦;從而又省去了潤滑油;旋轉熱管的蒸發段和冷凝段套上沖有均布孔和凸起的波紋的散熱片，其中孔的作用：1.破壞邊界層2.加強空氣流通和湍流度，而波紋的作用：（1）空氣的擾動和相對速度;（2）加大傳熱面積。兩者的效果，進一步提高了空氣側傳熱系數，省去了兩個獨立的電扇。