CN103743148B

CN103743148B - 具有回热器的毛细管节流热泵型空调器

Info

Publication number: CN103743148B
Application number: CN201410029441.4A
Authority: CN
Inventors: 丁国良; 任滔; 吴国明
Original assignee: Shanghai Jiaotong University
Current assignee: Shanghai Jiaotong University
Priority date: 2014-01-22
Filing date: 2014-01-22
Publication date: 2015-09-23
Anticipated expiration: 2034-01-22
Also published as: CN103743148A

Abstract

一种空调技术领域的具有回热器的毛细管节流热泵型空调器，包括：压缩机、室内机、室外机、回热器、若干个四通换向阀和毛细管组件，其中：第一四通换向阀的第一至第四接管分别与压缩机、室内机、室外机和第二四通换向阀相连；第二四通换向阀的第一至第四接管分别与第一四通换向阀、毛细管组件的负端、毛细管组件的正端和第三四通换向阀相连；第三四通换向阀的第一至第四接管分别与第二四通换向阀、回热器的第二接口、回热器的第三接口以及压缩机吸气管相连；回热器的第一接口与室外机相连，第四接口与室内机相连。对回热有利型的制冷剂来说，本发明能够增加节流前制冷剂的过冷度，从而增加系统换热量以及提高热泵空调器的EER。

Description

具有回热器的毛细管节流热泵型空调器

技术领域

本发明涉及的是一种空调技术领域的装置，具体是一种具有回热器的毛细管节流热泵型空调器。

背景技术

在空调制冷系统中，添加回热器能够使得节流前的高压中温液体与蒸发器出来的低压低温气体在回热器中进行热交换。回热器的添加可以使制冷剂液体过冷度增加，增加制冷量。中国专利文献号CN101979938A和CN101153760A所示即为在空调器中添加回热器的技术。

热泵型空调器是广泛应用的空调器类型，其重要特征是，制冷剂的循环回路可以通过四通换向阀来切换，实现制冷和制热二种模式的转变。四通换向阀外部有四个接管，分别为D、E、第三及第四接管C、S；内部有一个可横向滑动的阀座来变换制冷剂在这四个接管中的流动方向。在制冷模式下，D接管与C接管连通，E接管与S接管连通；高压制冷剂从D管进，C管出；低压制冷剂从E管进，S管出。在制热模式下，D接管与E接管连通，C接管与S接管连通；高压制冷剂从D管进，E管出；低压制冷剂从C管进，S管出。在制冷模式下，室内外分别为蒸发器和冷凝器；在制热模式下，室内外机分别为冷凝器和蒸发器。如果简单地将CN101979938A和CN101153760A所示的回热器技术应用到热泵型空调器中，该技术只能适用于制冷或制热中的一种模式，在另外一种模式下则不适用。比如按制冷模式设计的回热器可以实现节流前的高压中温液体与蒸发器出来的低压低温气体在回热器中进行热交换；但切换到制热模式时，原来蒸发器出口那段管子流的是压缩机出来的高压高温气体，而原来冷凝器出来的那段管子流的是节流后的二相制冷剂，此时的回热器将使得压缩机出来的高温气体直接加热进入蒸发器的制冷剂，从而使得制冷量下降。

经过对现有技术的检索发现，中国专利文献号CN103292523A，公开日2013.09.11，公开了一种带有回热器的冷热双制空调系统，包括室外换热器和室内换热器，在室外换热器和室内换热器之间连接一个回热器；在制热时，通过四通换向阀使制冷剂流动方向改变，室内换热器作冷凝器使用，室外换热器作蒸发器使用；制冷剂气体被压缩机吸入后加压变成高温高压的制冷剂气体在室内换热器中冷凝放热变成中温高压的液体室内空气经过换热器表面被加热，达到使室内温度升高的目的，中温高压的液体再经过膨胀阀节流降压后变为低温低压的液体，低温低压的液体在室外换热器中变为低温低压的气体室外空气经过换热器表面被冷却降温，低温低压的气体再被压缩机吸入，该技术可以提高压缩机的效率，防止液击，也可使系统的最佳充注量下降。该项技术虽然解决了在采用膨胀阀作为节流元件的冷热双制式的空调系统中添加回热器的问题。但热泵型空调器的节流元件基本上均采用毛细管，且包括主毛细管和副毛细管。其工作方式为，制冷模式时，制冷剂只经过主毛细管，而不流过副毛细管；制热模式时，制冷剂先流经辅毛细管，再流过主毛细管，且在主毛细管中的流向与制冷模式时相反。如果将上述技术直接应用到热泵空调器时，则制冷剂流进毛细管的位置与流动方向在制冷和制热两种工况下是保持不变的，这就不能满足热泵空调器在制冷和制热两种工作模式的切换要求。

为了使得回热器的添加成本尽量低，并且回热器的添加不能使得热泵空调系统结构复杂化，控制回热器中制冷剂流向的元件应该尽量简单的与热泵空调系统连接。因此需要发明一种结构简单的，采用毛细管作为节流元件的，既带有回热功能，同时又可以满足制冷和制热两种工作模式切换要求的热泵型空调器。

发明内容

本发明针对现有技术存在的上述不足，提出一种具有回热器的毛细管节流热泵型空调器，能够在制冷工况下，室外机出口的中温高压冷媒与室内机出口的低温低压冷媒发生回热，从而提高了制冷量和空调能效比（EER，即额定制冷或热功率/额定制冷或热耗）；在制热工况下，室内机出口的中温高压冷媒与室外机出口的低温低压冷媒发生回热，从而提高了制热量和EER。

本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括：压缩机、室内机、室外机、回热器、若干个四通换向阀和毛细管组件，其中：第一四通换向阀的第一至第四接管分别与压缩机、室内机、室外机和第二四通换向阀相连；第二四通换向阀的第一至第四接管分别与第一四通换向阀、毛细管组件的负端、毛细管组件的正端和第三四通换向阀相连；第三四通换向阀的第一至第四接管分别与第二四通换向阀、回热器的第二接口、回热器的第三接口以及压缩机吸气管相连；回热器的第一接口与室外机相连，第四接口与室内机相连。

所述的毛细管组件包括：主毛细管、辅毛细管和单向阀组，其中：主毛细管和辅毛细管同向设置且依次串联于毛细管组件的正端和负端之间，单向阀组与辅毛细管相并联且单向阀组的输出端与毛细管组件的正端相连。

所述的回热器由两根管径不同的铜管组成，其中：辅管径铜管套在主管径铜管内部，形成两个流道，即辅管径铜管内部以及主、辅管径铜管之间两个流道。这两个流道中均有流体流过，并且辅管径铜管内的流体与主、辅管径铜管之间的流体发生换热。

本发明涉及上述空调器的冷热循环方法，包括在制冷工况下和在制热工况下的两种循环，其中：

①在制冷工况下，制冷剂流向为：压缩机→室外机→回热器→毛细管→室内机→回热器→压缩机，其中：室外机出口的中温高压冷媒与室内机出口的低温低压冷媒进行热交换，从而达到回热效果。

②在制热工况下，制冷剂流向为：压缩机→室内机→回热器→毛细管→室外机→回热器→压缩机，其中：室内机出口的中温高压冷媒与室外机出口的低温低压冷媒进行热交换，从而达到回热效果。

技术效果

与现有技术相比，本发明优点包括：第一、回热器的添加不影响毛细管组件正常运行。第二、回热器在制冷和制热工况下均能正常回热，且不相互干涉。第三、价格便宜；所述的热泵空调器仅用了一个回热器，实现了冷热两种工况下的回热。第四、结构简单；热泵空调系统仅使用了一个回热器，减少了焊点；而且系统添加回热器后，管路连接较少而且简单，从而有效的减少了铜管用量。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图中：1压缩机、2室内机、3室外机、4主毛细管、5回热器、6四通换向阀、7四通换向阀、8四通换向阀、9辅毛细管、10单向阀，实线箭头表示制冷工况下制冷剂的流向，虚线箭头表示制热工况下制冷剂的流向。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

实施例1

如图1所示，本实施例包括：压缩机1、室内机2、室外机3、回热器5、若干个四通换向阀和毛细管组件，其中：第一四通换向阀6的第一至第四接管D、E、C、S分别与压缩机1、室内机2、室外机3和第二四通换向阀7相连；第二四通换向阀7的第一至第四接管D、E、C、S分别与第一四通换向阀6、毛细管组件的负端、毛细管组件的正端和第三四通换向阀8相连；第三四通换向阀8的第一至第四接管D、E、C、S分别与第二四通换向阀7、回热器5的第二接口b、回热器5的第三接口c以及压缩机1吸气管相连；回热器5的第一接口a与室外机3相连，第四接口d与室内机2相连。

所述的毛细管组件包括：主毛细管4、辅毛细管9和单向阀组10，其中：主毛细管4和辅毛细管9同向设置且依次串联于毛细管组件的正端和负端之间，单向阀组10与辅毛细管9相并联且单向阀组10的输出端与毛细管组件的正端相连。

所述的回热器5由两根管径不同的铜管组成，并由此产生主管径铜管的第二接口b和第四接口d，辅管径铜管的第一接口a和第三接口c，其中：第一接口a连接室外机3，回热器5的第二接口b连接第三四通换向阀8的E接管，回热器5的第三接口c连接第三四通换向阀8的C接管，回热器5的第四接口d连接室内机2。

在制冷工况下，制冷剂流向为：压缩机1→第一四通换向阀6的第一及第三接管D、C→室外机3→回热器5的第一及第三接口a、c→第三四通换向阀8的第三及第一接管C、D→第二四通换向阀7的第四及第二接管S、E→主毛细管4→单向阀10→第二四通换向阀7的第三及第一接管C、D→第一四通换向阀6的第四及第二接管S、E→室内机2→回热器5的第四及第二接口d、b→第三四通换向阀8的第二及第四接管E、S→压缩机1，其中：室外机3出口的中温高压冷媒与室内机2出口的低温低压冷媒进行热交换，从而达到回热效果。

在制热工况下，制冷剂流向为：压缩机1→第一四通换向阀6的D、E接管→室内机2→回热器5的第四及第二接口d、b→第三四通换向阀8的第二及第一接管E、D→第二四通换向阀7的第四及第三接管S、C→辅毛细管9→主毛细管4→第二四通换向阀7的第二及第一接管E、D→第一四通换向阀6的第四及第三接管S、C→室外机3→回热器5的第一及第三接口a、c→第三四通换向阀8的第三及第四接管C、S→压缩机1，其中：室内机2出口的中温高压冷媒与室外机3出口的低温低压冷媒进行热交换，从而达到回热效果。

Claims

1.一种具有回热器的毛细管节流热泵型空调器，其特征在于，包括：压缩机、室内机、室外机、毛细管组件、回热器和若干个四通换向阀，其中：第一四通换向阀的第一至第四接管分别与压缩机、室内机、室外机和第二四通换向阀相连；第二四通换向阀的第一至第四接管分别与第一四通换向阀、毛细管组件的负端、毛细管组件的正端和第三四通换向阀相连；第三四通换向阀的第一至第四接管分别与第二四通换向阀、回热器的第二接口、回热器的第三接口以及压缩机吸气管相连；回热器的第一接口与室外机相连，第二接口与第三四通换向阀相连，第三接口与第三四通换向阀相连，第四接口与室内机相连。

2.根据权利要求1所述的具有回热器的毛细管节流热泵型空调器，其特征是，所述的毛细管组件包括：主毛细管、辅毛细管和单向阀组，其中：主毛细管和辅毛细管同向设置且依次串联于毛细管组件的正端和负端之间，单向阀组与辅毛细管相并联且单向阀组的输出端与毛细管组件的正端相连。

3.根据权利要求1所述的具有回热器的毛细管节流热泵型空调器，其特征是，所述的回热器由辅管径铜管和主管径铜管组成，其中：辅管径铜管套在主管径铜管内部，形成两个流道，即辅管径铜管内部以及主、辅管径铜管之间两个流道；这两个流道中均有流体流过，并且辅管径铜管内的流体与主、辅管径铜管之间的流体发生换热。

4.一种根据上述任一权利要求所述空调器的冷热循环方法，其特征在于，包括：在制冷工况下和在制热工况下的两种循环；

制冷工况下，制冷剂流向为：压缩机→第一四通换向阀的第一及第三接管→室外机→回热器的第一及第三接口→第三四通换向阀的第三及第一接管→第二四通换向阀的第四及第二接管→主毛细管→单向阀→第二四通换向阀的第三及第一接管→第一四通换向阀的第四及第二接管→室内机→回热器的第四及第二接口→第三四通换向阀的第二及第四接管→压缩机；

制热工况下，制冷剂流向为：压缩机→第一四通换向阀的第一及第二接管→室内机→回热器的第四及第二接口→第三四通换向阀的第二及第一接管→第二四通换向阀的第四及第三接管→辅毛细管→主毛细管→第二四通换向阀的第二及第一接管→第一四通换向阀的第四及第三接管→室外机→回热器的第一及第三接口→第三四通换向阀的第三及第四接管→压缩机。