[发明专利]水冷却制冷工质的户式空调方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及不可逆循环的压缩制冷方法、装置或系统，特别是涉及空气调节方法和系统中的房间空调装置,尤其涉及水冷却制冷工质的户式空调方法和装置。

背景技术

现有技术户式空调装置通常是风冷型的分体结构，如图3所示，包括压缩机、冷却系统(翅片管冷凝器和室外风机)、节流毛细管和蒸发系统(翅片管蒸发器和室内风机)；其核心做功部件压缩机、冷却系统和节流毛细管通常置于室外，蒸发系统位于室内。其管路中制冷工质，即调节空气温度的工作物质，简称“工质”，在室外的冷凝器中完成热交换，就是管路内的工质向外界逸散热量的过程；所述工质在室内一侧则与室内贯流风机驱动的空气流进行热交换，即工质从室内空间吸热，实现制冷过程。简言之，是室外冷却系统借助制冷工质，将蒸发系统在室内吸收的热量以及压缩机的输入功转化的热量一起转移至室外的冷却系统了。家庭常用的户式风冷型分体空调装置，须有室外机、室内机和制冷管路系统。现有技术户式风冷空调装置，安装在室外的冷却系统一般为大功率轴流风机和风冷翅片管冷凝器，而置于室内或挂在墙壁上的蒸发系统中的制冷工质则与流过翅片管蒸发器表面的空气流进行热交换，实现环境空气制冷降温。

此类装置的缺陷在于，国家标准工况的理论冷却温度永远大于35℃，而实际的冷却温度一般参考美国的ARI工况，冷却温度取54.4℃，导致所需压缩机的输入功率较大。因此家庭常用的户式风冷型分体空调装置的能效比一般在2.8至3.2之间，即使通过改善制造工艺和增大系统匹配，也很难达到国家一级能效比3.6的要求。由于该类空调的普及程度非常高，从而导致能源巨大浪费。

现有技术户式空调装置还有一类是蒸气压缩式结构，参见图2,包括压缩机、冷凝器、节流装置、蒸发器和制冷管路。该类空调装置通过其内制冷工质的相变换实现制冷，就是，低压低温的液态制冷工质在蒸发器中吸收周围环境介质（水或空气）的热量变为低压气体，使蒸发器所在房间的空气降温；而吸收了环境介质热量的低压气体经压缩机增压后在冷凝器中被冷却或冷凝，变回高压液体，然后再经节流装置节流，变回为低压低温液态，重新进入蒸发器吸热气化，从而实现连续制冷。蒸气压缩式空调，空气在流经蒸发器的同时，也被净化、减湿。蒸气压缩式空调装置结构复杂，一般用于大型和超大型建筑物空调。其制冷工质有些含有对大气臭氧层有破坏作用的成分，正在逐步淘汰，当然也有部分无机化合物天然制冷工质对臭氧层无破坏作用。由于制冷工质是在一定压力下循环变化的，因此制冷系统的设备和管路均属于压力容器和压力管道，运行中需要严格的安全管理和安全监督，因而此类空调装置并不适合制成户式供家庭使用。

现有技术户式空调装置再有一类是水蒸发式的送湿风降温设备，是基于水蒸发吸热和强制通风实现空气降温增湿的，通常被称作空调风扇装置。所述设备包括湿帘、风机、水泵和水管。其工作原理大致是：水不停地淋洒在或浸湿着多孔的湿帘，干燥的或水汽未饱和的空气由于风机运转的低压头作用，被迫穿越多孔的湿帘进入空调装置，空气与湿帘上的水做热交换，使空气降温、增湿、净化。水吸收空气的热量而蒸发为水雾，空气失去热量，温度降低，水雾渗入空气使其湿度增加，潜热量增加，而空气焓值基本不变；降温后的湿空气被风机吹入空调房间，从而实现房间内空气的降温、增湿和通风换气。水蒸发式空调风扇装置通常适用于工矿企业车间、会议室、餐厅、商场、候车室等需要通风降温的公共场所，在空气相对湿度较低的地区效果更好，但其安装形式受限，同时空气流通量大，空气经过空调后的湿度大，而且降温幅度小，不适合家庭使用。

现有技术户式空调装置也有使用中央空调系统的，包括风冷型和水冷型。水冷型中央空调系统包括冷却水循环系统、冷冻水循环系统和新风系统；风冷型中央空调则还须有通风系统。所述中央空调系统能耗高，结构复杂，不适合做成户式供家庭应用，也不符合环保的生态生活理念。

实际上，使用中央空调系统的基本上都是大型建筑物，包括办公楼、宾馆和商业贸易中心，但是此类空调系统的运转方式是吸着式的，同本发明运转方式是压缩式的技术方案完全不同，此处就不再赘叙了。

名词解释：

ARI：是英文“American Air-Conditioning and Refrigeration Institute”的缩写，中文意思是“美国空调与制冷协会”。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于避免上述现有技术的不足之处，而提出一种利用水冷却制冷工质的户式空调方法和装置，可以显著提高制冷工况的能效比，而且令室内模块和室外模块之间的连接管路无须设置保温外套。