CN103807936B - 一种热泵空调系统 - Google Patents

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Abstract

一种热泵空调系统,包括压缩机、室内热交换器、室外热交换器、闪发器、节流装置,两个热交换器中至少有一个是微通道热交换器,微通道热交换器的集流管内没有设置其它的用于分配制冷剂的分配管或分配小孔,集流管至少有一个设置有分隔的隔板,由隔板分隔形成的每个空间设置有连接口,使制冷模式与制热模式时,制冷剂通过所述微通道热交换器的流程不相同;且闪发器高于位于底部的集流管,在液体制冷剂进入底部的集流管时,基本可以保证为液体制冷剂,并且取消了原有的分配管或设置分配小孔的分配板,制造加工相对简单。

Description

一种热泵空调系统
技术领域
本发明涉及制冷控制技术领域,具体涉及一种使用微通道热交换器的热泵型空调系统。
背景技术
目前在制冷控制技术领域,越来越多的换热器开始使用微通道热交换器,以提高热交换效率,微通道热交换器一般包括两组集流管、两组集流管之间设置的多组扁管、扁管之间设置的换热翅片、边板等。在微通道热交换器作为热泵空调的换热器使用时,当冷媒经过膨胀阀节流降压后成为气液两相状态后进入集流管再分配到扁管的过程中,每根扁管之间会出现冷媒分配不均匀的现象。靠近集流管一端的扁管可能会分配较多的冷媒流量。同时因为冷媒是气液两相态,气液的分层现象会进一步加剧分配不均。为了保证微通道换热器的冷媒在各扁管内分配均匀,一般会在集流管内插入一根金属导流管作为分配管,该管插入到集流管底部,端部密封,同时在管的圆弧面上沿长度方向间隔一定距离开孔或者开槽,冷媒就可以通过这些孔或者槽较均匀地分配到各扁管内再流通,即在将微通道换热器用于热泵空调系统室外热交换器时,在制热模式下需要在进口处采用优化制冷剂分配的分配管,而分配管的质量直接影响到制冷剂的分配,这样就势必增加生产工艺的难度,增加经济和时间成本。或者是在需要分配的集流管内插入一个金属平板将集流管隔成两个流路,同时在平板侧面沿长度方向间隔一定距离开孔或者开槽,实现冷媒的均匀分配和收集,这样同样也存在制造加工精度要求高等问题。另外,由于两相流的影响因素较多,几乎各个工况各个换热器都需要进行分液管的优化才能比较有效地利用微通道换热器的换热面积,优化过程需要花去大量的时间,同时也会增加生产工艺的难度。
上面的技术方案中都是每一个孔或槽负责一个区域扁管的冷媒分配,一个孔对应多个扁管,使得从孔流出的冷媒在局部再分配。由于通过分配器的流体为两相流,两相流体在分配器进入集流管时可能会产生噪音,同时,流体流进扁管时,也同样可能会产生噪音。对于蒸发器置放于室内的空调,用户较难接受此噪音。另外,上面的两种技术方案中,采用插入到集流管内的分配器或在平板上进行开孔,都存在开孔结构工艺复杂,且要求加工精度较高。另外由于在在调试分配均匀度时,需要不断地去调试孔的流通面积的大小及间距,也会造成蒸发器开发周期过长,开发费用相对较高。
另外,在将微通道换热器用于热泵空调系统室外热交换器时,在制冷模式下(用作冷凝器),因为通常只有一个流程,不能充分发挥微通道换热器的换热性能,造成换热量不足,进而造成系统的能力不能满足要求。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种新的热泵空调系统,其中至少有一个微通道热交换器,微通道热交换器不再使用现有的分配管或带多个分配小孔的分配隔板,使微通道热交换器的流体分配噪音相对较小、装配调试方便、制冷剂分配更均匀。为此,本发明采用以下技术方案:
一种热泵空调系统,包括压缩机、室内热交换器、室外热交换器、闪发器、节流装置,所述室内热交换器、室外热交换器中至少有一个是微通道热交换器,所述微通道热交换器包括相对位于下方的第一集流管和位于上方的第二集流管、用于连通第一集流管与第二集流管而设置的多组扁管、扁管之间的换热翅片;所述第二集流管内设置有分隔的隔板,所述第二集流管由隔板分隔形成的每个空间都设置有与系统管路连接的连接口:即所述第二集流管至少设置有两个连接口;所述第一集流管内设置有至少一个连接口与系统管路连接,第一集流管内没有设置其它的用于给所述扁管分配制冷剂的分配管或分配小孔;所述闪发器包括进口、气态出口、液体出口,所述闪发器的进口之前的管路中设置有所述节流装置,所述第一集流管的连接口与所述闪发器的液体出口管路连接,该连接口与所述闪发器的液体出口之间的管路中设置有阀门控制通断;闪发器的气态出口通过管路、或管路和阀门与所述压缩机的进口连接;且闪发器的液体出口位置所处的高度高于所述第一集流管的连接口所在位置的高度;在制冷模式与制热模式时,制冷剂通过所述微通道热交换器的流程是不同的,这样可进一步提高微通道热交换器的换热效率,使热泵空调系统的适用范围更宽。
进一步,所述室外热交换器是微通道热交换器,所述第二集流管通过隔板分隔成中空的两部份:A部及B部,A部设置有第一连接口与系统管路连接,及B部设置有第二连接口与系统管路连接;所述第一集流管是连通的中空结构,设置有一个第三连接口;在制冷模式时,制冷剂从B部的第二连接口流入室外热交换器,从A部的第一连接口流出室外热交换器,A部的第一连接口通过阀门控制元件、管路连接到闪发器的进口,B部的第二连接口通过阀门控制元件管路连接到压缩机的出口,闪发器的液体出口通过阀门控制元件与所述室内热交换器管路连接;在制热模式时,制冷剂从第一集流管流入室外热交换器,从A部的第一连接口和B部的第二连接口流出室外热交换器,闪发器的进口通过阀门控制元件与所述室内热交换器连接;A部的第一连接口与B部的第二连接口出来的管路连接汇合后最终与压缩机的进口连接。这里阀门控制元件指的是可以控制流路通断与否或调节流量的阀门,可以是电动控制方式或机械控制方式,如可以是单向阀、三通阀、四通换向阀或电磁阀等其中之一或几个的组合,具体可以需要进行选择。室外热交换器采用上述结构的微通道热交换器,这样能实现用作冷凝器时多个流程,充分发挥微通道换热器的换热性能,解决微通道换热器用作冷凝器时系统能力不足的问题;用作蒸发器时制冷剂分配均匀,流体分配噪音相对较小、装配调试方便。
优选地,所述第三连接口设置于所述第一集流管的长度方向的中部位置,且第三连接口的入口中心位置是位于所述第一集流管竖直方向上的中下位置。这里第一集流管竖直方向上的中下位置指的是第一集流管的横截面在竖直方向的中部及以下位置。
进一步,所述第三连接口的入口中心位置在所述第一集流管的横截面圆周方向呈a=180°~360°的位置范围内。
可选地,所述室外热交换器是微通道热交换器,所述第二集流管通过隔板分隔成中空的两部份:A部及B部,A部设置有第一连接口与系统管路连接,及B部设置有第二连接口与系统管路连接;且所述第一集流管通过隔板分隔成中空的两部份:C部及D部,C部设置有第三连接口,及D部设置有第四连接口;这里及下面的顺序编号只是为了区分,使说明尽量清楚明确,而不是对本发明的限定。
在制冷模式时,制冷剂从第二集流管B部的第二连接口流入室外热交换器,从第一集流管C部的第三连接口流出室外热交换器,B部的第二连接口通过阀门控制元件管路连接到压缩机的出口,C部的第三连接口通过阀门控制元件连接到节流装置并进一步与闪发器的进口管路连接,闪发器的液体出口通过阀门控制元件与所述室内热交换器管路连接;
在制热模式时,制冷剂从第一集流管的C部的第三连接口及D部的第四连接口流入室外热交换器,从第二集流管的A部的第一连接口及B部的第二连接口流出室外热交换器,闪发器的进口通过节流装置、阀门控制元件与所述室内热交换器连接,A部的第一连接口与B部的第二连接口通过阀门控制元件连接汇合后与压缩机的进口连接,C部的第三连接口和D部的第四连接口通过阀门控制元件与所述闪发器的液体出口管路连接。
进一步,所述第三连接口设置于所述第一集流管C部长度方向的中部位置,第四连接口设置于所述第一集流管D部长度方向的中部位置,;B部长度大于等于D部长度减去B部长度,D部长度减去B部长度大于等于C部长度,即:B部长度≥D部长度减去B部长度≥C部长度;且第三连接口、第四连接口的入口的中心位置在所述第一集流管的横截面圆周方向呈a=180°~360°的位置范围内。
优选地,所述热泵空调系统还包括中间换热器,中间换热器包括高温侧与低温侧,高温侧与低温侧之间互相隔离但可以进行热交换;所述低温侧的出口与所述压缩机的进口通过管路、或管路和阀门连接;所述高温侧的进口通过管路、或管路和阀门与室内热交换器、或室外热交换器连接;在制冷模式时,所述高温侧的进口与室外热交换器连接,所述高温侧的出口通过节流装置连接到闪发器的进口,低温侧的进口与闪发器的出口和室内热交换器的出口通过管路、或管路和阀门连接;在制热模式时,所述高温侧的进口与室内热交换器连接,所述高温侧的出口连接到闪发器的进口,低温侧的进口与闪发器的出口和室外热交换器的出口通过管路、或管路和阀门连接。
可选地,所述室内热交换器为微通道热交换器,所述室内热交换器包括相对位于下方的第一集流管、位于上方的第二集流管、用于连通第一集流管与第二集流管而设置的多组扁管、扁管之间的换热翅片,所述室内热交换器的第二集流管内设置有分隔的隔板,所述第二集流管由隔板分隔形成的每个空间都设置有与系统管路连接的连接口;所述第一集流管内设置有至少一个连接口与系统管路连接,第一集流管内没有设置其它的用于给所述扁管分配制冷剂的带多个分配小孔的分配管、或带多个分配小孔的分配隔板;所述闪发器的液体出口位置所处的高度高于所述室内热交换器的第一集流管的连接口所在位置的高度。
进一步,所述室内热交换器的第一集流管内没有设置隔板,第一集流管的第七连接口与所述闪发器的液体出口通过管路与阀门连接,可通过阀门的控制而导通;所述室内热交换器的第二集流管通过隔板设置为两个相对隔离的空间,两个空间都有一个连接口:第五连接口、第六连接口,在制冷模式时,第一集流管的第七连接口与所述闪发器的液体出口导通,第五连接口和第六连接口通过阀门控制元件与压缩机的进口管路连接,即,此时制冷剂是从第七连接口进入室内热交换器,从第五连接口与第六连接口流出室内热交换器;在制热模式时,第一集流管的第七连接口与所述闪发器的液体出口不导通,第六连接口通过阀门控制元件与压缩机的出口管路连接,第五连接口通过阀门控制元件与所述节流装置管路连接,即,此时制冷剂是从第六连接口进入室内热交换器,从第五连接口流出室内热交换器。
进一步,所述节流装置设为热力膨胀阀、或电子膨胀阀。
这样,本发明通过在热泵空调系统中使用微通道热交换器,并取消了原先设置于集流管中的需要设置多个分配小孔的分配管或分配隔板,解决了分配管或分配隔板上加工分配小孔相对难度较大的问题,零部件的加工总体相对容易且装配过程相对简单;且通过设置闪发器,使流向蒸发器的流体中基本能保持为液态制冷剂且热泵空调系统还可以减小整体的体积,实现小型化。
附图说明
图1是本发明第一种具体实施方式热泵空调系统在制热模式下的管路连接示意图;
图2是本发明第一种具体实施方式热泵空调系统在制冷模式下的管路连接示意图;
图3是图1图2所示热泵空调系统的室外热交换器的结构示意图;
图4是图3所示室外热交换器的第一集流管部份的横截面轴向示意图;
图5是本发明第二种具体实施方式热泵空调系统在制热模式下的管路连接示意图;
图6是本发明第二种具体实施方式热泵空调系统在制冷模式下的管路连接示意图;
图7是图5图6所示室外热交换器的结构示意图;
图8是本发明第三种具体实施方式热泵空调系统在制热模式下的管路连接示意图;
图9是本发明第四种具体实施方式热泵空调系统在制热模式下的管路连接示意图;
图10是本发明第四种具体实施方式热泵空调系统在制冷模式下的管路连接示意图;
图11、图12是图8制冷空调系统中所用的两种分配管的结构示意图。
上述有虚线表示的图中,虚线一般表示制冷剂不流通。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
其中本发明的第一种具体实施方式如图1-图4所示,图1是本发明第一种具体实施方式热泵空调系统在制热模式下的管路连接示意图,图2是该实施方式的热泵空调系统在制冷模式下的管路连接示意图,图中的虚线表示制冷剂不流通;图3是该实施方式的室外热交换器的结构示意图;图4是图3所示室外热交换器的第一集流管部份的横截面轴向示意图。
热泵空调系统包括:压缩机1、室外热交换器2,节流装置3,室内热交换器4、闪发器7,中间换热器8,中间换热器8分为高温侧81与低温侧82,高温侧81与低温侧82之间互相隔离但可以进行热交换;另外本实施方式中系统还包括四通换向阀9、单向阀10、第一三通阀5、第二三通阀6及第三三通阀11;室外热交换器2具体为一种微通道热交换器,微通道热交换器包括位于下方的第一集流管206、位于上方的第二集流管205、第一集流管206与第二集流管205之间设置的多组扁管207、扁管207之间设置的多组换热翅片208,为使图中其它部位能够清晰显示,图中只画出了局部的扁管与换热翅片;第二集流管205通过隔板204分隔成中空的两部份:A部及B部,第二集流管205的两端分别设置有接口:第一连接口201与第二连接口202;第一集流管206内是连通的中空结构,在其大概中部位置设置有第三连接口203与系统连接,第一集流管206内没有设置其它的带多个分配小孔的分配管或分配隔板。
制热模式时,第一三通阀5通向室内热交换器4的第一接口打开导通、通向第三三通阀11的第二接口关闭而不导通;第二三通阀6与室外热交换器2的第一集流管连接的接口导通、与第一三通阀5和室内热交换器4连接的接口关闭、第三三通阀11通向室外热交换器2的第二集流管205第二接口202的接口打开,四通换向阀换向。压缩机1消耗一定的电能,将低温低压的气态制冷剂压缩成高温高压的气态制冷剂,然后经过第一三通阀5流向室内热交换器4,在室内热交换器4与室内空气进行热交换而冷却,然后制冷剂通过四通换向阀9进入中间换热器8的高温侧81进行过冷,过冷后的制冷剂再经过节流装置3进行节流降压变成低压两相态的制冷剂,然后通过闪发器7的进口71进入闪发器7,气态制冷剂和闪发的气态制冷剂汇合通过闪发器7的气态出口72流出经过单向阀10进入中间换热器的低温侧82,与中间换热器8的高温侧81进行热交换后回到压缩机1;闪发器7中的液体制冷剂通过液体出口73流出,然后经过第二三通阀6到室外热交换器2的第一集流管206上的第三连接口203进入,在第一集流管206分成两部份通过扁管207流向第二集流管205,分别从第二集流管205两端的两个接口流出室外热交换器2,从室外热交换器2两端的第一连接口201和第二连接口202流出的制冷剂混合后通过四通换向阀9与来自于闪发器7中的气体一起汇合进入中间换热器低温侧82,在低温侧82与高温侧81进行热交换,过热后回到压缩机重新压缩,如此循环。此时室外热交换器2用作蒸发器,由于此时通过闪发器7的液体出口73出来的液态制冷剂进入室外热交换器的第一集流管,这样就省略了第一集流管内原有设置的分液管,只需要连接管直接连接到第一集流管206的第三连接口203,并且第一集流管206内基本为液态制冷剂,不存在气液两相可能分液不均匀及分配噪音问题,不需要分液装置;从而使从第一集流管206分配到扁管207中时的噪音降低,并使微通道热交换器分配更均匀、换热更加充分,且这样的微通道热交换器结构取消了原先设置于集流管中的分配器,解决了分配器上加工分配小孔相对难度较大的问题,零部件的加工总体相对容易且装配过程相对简单,制造成本更低。
在制冷模式时,第一三通阀5通向室内热交换器4的第一接口关闭、通向第三三通阀11的第二接口打开而导通;第二三通阀6与室外热交换器2的第一集流管206连接的接口关闭、与第一三通阀5和室内热交换器4连接的接口打开,第三三通阀11通向第一三通阀5的接口打开、通向室外热交换器2的第二集流管205的第一接口201及四通换向阀的接口关闭、第三三通阀11通向室外热交换器2的第二集流管205的第二接口202的接口打开,四通换向阀回复到原来的状态。压缩机1消耗一定的电能,将低温低压的气态制冷剂压缩成高温高压的气态制冷剂,然后经过第一三通阀5、第三三通阀11流向室外热交换器2的第二集流管的第二连接口202端,从第二连接口202端进入室外热交换器2的第二集流管205的B部,然后从第二集流管205的B部通过与B部连通的扁管207流向第一集流管206,再从第一集流管206通过扁管207流向第二集流管205的A部,并从第一连接口201端流出,然后通过四通换向阀9进入中间换热器8的高温侧81进行热交换,过冷后的制冷剂再经过节流装置3进行节流降压变成低压两相态的制冷剂,然后进入闪发器7,气态制冷剂和闪发的气态制冷剂汇合经过单向阀10进入中间换热器的低温侧82,闪发器7中的液体制冷剂从其液体出口73出来经过第二三通阀6进入室内热交换器4,在室内热交换器4中蒸发放出冷量,然后通过四通换向阀9与来自于闪发器7中的气态制冷剂混合后进入中间换热器8的低温侧82过热,然后被压缩机吸入重新压缩,如此循环。此时室外热交换器2用作冷凝器,由于第一连接口201、第二连接口202端所在的第二集流管中存在隔板,实现换热器内制冷剂多个流程,提高了制冷剂的流速,且由于第一集流管中没有设置分配器,使制冷剂的流动过程阻力相对较小,使微通道热交换器的换热性能得到相对充分的利用,解决了换热量不足的问题。
在本实施方式中,第一集流管206上设置的第三连接口203的入口中心位置是位于第一集流管206竖直方向上的中下位置;优选地即如图4中所示,第三连接口203的入口中心位置是设置于第一集流管的第180°~360°之间的位置;且闪发器7的液体出口位置在竖直方向上要高于室外热交换器2的第一集流管206(作为蒸发器时的入口)的位置,这样可保证室外热交换器2在作为蒸发器使用时,流入室外热交换器2的第一集流管206的制冷剂基本为液体,从而降低流到扁管时的流动分配噪音,且使室外热交换器2分配更均匀,换热更加充分。且本热泵空调系统通过设置中间换热器与闪发器,使系统能满足较低温度下的制热要求,使系统满足相对恶劣工况下换热量的要求。
下面介绍本发明的第二种具体实施方式,如图5-图7所示,图5是本发明第二种具体实施方式热泵空调系统在制热模式下的管路连接示意图,图6是在制冷模式下的管路连接示意图,图7是图5图6所示室外热交换器的结构示意图。这一实施方式与上面介绍的第一种实施方式的主要区别是室外热交换器的结构有所不同,室外热交换器2a的第一集流管206a也设置有第二隔板209将第一集流管206a分隔成两个区:C区与D区,并且在C区与D区的大致中部位置分别设置有一个连接口:第三连接口2031、第四连接口2032;相对应地,第二集流管205的第一隔板204设置在与将第一集流管206a的D区对应的中部位置。这里的中部位置一般是指这段区间的1/3左右的部份。这里优选地,B部长度大于等于D部长度减去B部长度,D部长度减去B部长度大于等于C部长度,即:B部长度≥D部长度减去B部长度≥C部长度;这样从B部的第二连接口202到C部的第三连接口2031制冷剂所流过的三个流程的扁管数量依次降低,从而可以实现流程优化,提高此时的换热效率。另外,为了配合室外热交换器的第一集流管206a的连接,系统中增加了控制阀:第四三通阀13与流量调节阀14、截止阀12,具体地,可以是机械的控制阀或电动控制阀。
在制热模式时,其它的制冷剂流动方式与上面介绍的第一实施方式相同,本实施方式区别的是在制冷剂到室外热交换器2a的第一集流管206a前的管路中,制冷剂分成两路:第一路制冷剂通过第四三通阀13流向第一集流管206a的C部,第二路制冷剂通过流量调节阀14流向第一集流管206a的D部,并分别通过扁管流向第二集流管205并进行热交换,通过第二集流管205两端的第一连接口201和第二连接口202流出,通过截止阀12、四通换向阀9与来自于闪发器7中的气体一起汇合进入中间换热器低温侧82,在制热模式时制冷剂流程与上面的第一实施方式基本相同。
在制冷模式时,第一三通阀5通向室内热交换器4的第一接口关闭、通向第三三通阀11的第二接口打开而导通;第二三通阀6与室外热交换器2的第一集流管206a连接的接口关闭、与第一三通阀5和室内热交换器4连接的接口打开,第三三通阀11通向第一三通阀5的接口打开、通向室外热交换器2的第二集流管205第一接口201的接口关闭、通向室外热交换器2的第二集流管205第二接口202的接口打开、第四三通阀13流向第一集流管206a的C部的接口打开。压缩机1消耗一定的电能,将低温低压的气态制冷剂压缩成高温高压的气态制冷剂,然后经过第一三通阀5、第三三通阀11流向室外热交换器2的第二集流管205的第二连接口202端,从第二连接口202端进入室外热交换器2的第二集流管205的B部,然后从第二集流管205的B部通过与B部连通的扁管207流向第一集流管206a的D部,再从第一集流管206a的D部通过扁管207流向第二集流管205的A部,并从第二集流管205的A部流回到第一集流管206a的C部,并从第三连接口2031端流出,然后通过第四三通阀13、四通换向阀9进入中间换热器8的高温侧81进行热交换,过冷后的制冷剂再经过节流装置3进行节流降压变成低压的制冷剂,然后进入闪发器7,气态制冷剂和闪发的气态制冷剂经过单向阀10与从室内热交换器4过来的制冷剂汇合后进入中间换热器的低温侧82,闪发器7中的液体制冷剂从其液体出口73出来经过第二三通阀6进入室内热交换器4,在室内热交换器4中蒸发放出冷量,然后通过四通换向阀9与来自于闪发器7中的气态制冷剂混合后进入中间换热器8的低温侧82过热,然后被压缩机吸入重新压缩,如此循环。此时室外热交换器2用作冷凝器,由于第一连接口201、第二连接口202端所在的第二集流管205中存在隔板,再加上第一集流管206a中也存在第二隔板209,这样就实现换热器内制冷剂多个流程,提高了制冷剂的换热效果,且由于第一集流管206a中没有设置分配器,加工简单且制造成本得以明显降低,并使制冷剂的流动过程阻力相对较小,使微通道热交换器的换热性能得到相对充分的利用。
另外,上述方案中的流量调节阀14也可以采用结构简单,成本相对较低的分配管替代,如图8所示,图8是是本发明第三种具体实施方式热泵空调系统在制热模式下的管路连接示意图,图11、图12分别是图8系统中所用的两种分配管的结构示意图。通过使分配管15的两个支路的流通横截面积来控制通向两个支路的制冷剂的流量,使其支路的流通横截面积的比例和其对应的扁管数量的比例相对应配套。分配管的形式不局限于图示,其他任何可以实现分液的形式都可以。其它参照上面介绍的第二实施方式,这里就不再详细介绍。
上面介绍的实施方式中只有室外热交换器是采用微通道热交换器,另外,室内热交换器也同样可以采用微通道热交换器,如图9、图10所示的第四实施方式,图9是本发明第四种具体实施方式热泵空调系统在制热模式下的管路连接示意图,图10是在制冷模式下的管路连接示意图。这一实施方式中室内热交换器4a为微通道热交换器,其包括第一集流管406、第二集流管405、若干扁管与翅片(图中未画出),在这一实施方式中第二集流管405中也设置有隔板404,第二集流管405、第一集流管406内同样没有设置带多个分配小孔的分配器,第一集流管406内部为中空结构。这一实施方式中室内热交换器4a的第二集流管405的内孔通过隔板404分成互相隔离的两段,每段分别设置有一个连接口:第五连接口401、第六连接口402,第一集流管406中设置有第七连接口403。第七连接口403与第二三通阀6连接,第一三通阀5的一个接口连接到第五三通阀16的进口,第五三通阀16的两个接口分别与室内热交换器4a的第五连接口401、第六连接口402连接,而系统的其它连接管路参照上面介绍的第一实施方式。
制热模式时,第五三通阀16与室内热交换器4a的第五连接口401连接的接口关闭,与第六连接口402连接的接口打开。压缩机1压缩产生的高温高压的气态经过第一三通阀5经第五三通阀16,通过第六连接口402到达室内热交换器4第二集流管405的右段,并通过与第二集流管405该部份连接的扁管流向第一集流管406,然后再流向第二集流管405的左段,并通过第五连接口401流出室内热交换器4a,后面的工作模式可以参照上面介绍的第一种实施方式。而在制冷模式时,从第二三通阀6过来的制冷剂通过第七连接口403进入室内热交换器4a的第一集流管406,并通过与第一集流管406连通的扁管流向第二集流管405,与室内空气进行热交换而冷却,然后分别从第五连接口401、第六连接口402流出并汇合后流向四通换向阀9。这一实施方式的其它工作过程可以参照第一实施方式,这里不再进行详细介绍。这样可以使室内热交换器的体积减小,制热模式时制冷剂的流程加长,提高换热效果。另外,还可以在本实施方式中作进一步改进,如室内热交换器采用该系统方案中的微通道热交换器,而将室外热交换器采用一般的热交换器;还可以在第一实施方式基础上进一步改型的制冷系统:即室内换热器采用第一实施例或第二实施例中的微通道热交换器或者没有图3中换热器集流管205中的隔板204的微通道热交换器,去掉或更改该实施方式中部分阀,使该空调系统应用于常年气温较高的地方。
对于微通道热交换器来说,噪音的来源主要是制冷剂的流动声和喷射声。进一步来说,对于作为蒸发器使用的微通道热交换器,经过节流阀之后的两相流冷媒经过下部集流管可能会有喷射声。喷射噪声具有声级高、频带宽、传播远的特点,是由高速气流冲击和剪切周围静止气体,引起剧烈的气体扰动而产生的。而当底部集流管基本为液态冷媒时,就不会存在喷注和空化噪音,进而解决了微通道换热器气液两相的冷媒分配而产生的噪音问题。
具体地,上面几种实施方式中介绍的微通道热交换器的芯体呈轴向竖直设置或呈斜向上设置,使第一集流管处于热交换器的相对底部位置,使第一集流管呈水平设置,作为蒸发器时,制冷剂流进第一集流管后,可以在第一集流管内大致均匀分布,并能均匀地进入相连接导通的扁管,取消了集流管内分配器的设置,降低了加工难度,并能达到均匀分配冷媒的效果,也可以克服两相流所产生的噪音问题,同时也解决了作为冷凝器时能力不足的问题。。
另外上面介绍的实施方式中都是采用一组热交换器芯体作为室外热交换器或室内热交换器,在容量相对较大、结构较大时,也可以使室外热交换器采用两组或更多组微通道热交换器组合的方式进行结合使用,这样,可以满足相对较大的热泵空调系统的要求,其它具体结构可以参照上面所描述的具体实施方式,这里不再详细介绍。
以上所述,仅是本发明的较佳实施例而已,并非对本发明作任何形式上的限制。虽然本发明已以较佳实施例揭露如上,然而并非用以限定本发明。说明书中所用到的方位词如左右等只是为了说明清楚,还有顺序编号也是为了说明清楚,这些不应视作对本发明的限制。任何熟悉本领域的技术人员,在不脱离本发明技术方案范围情况下,都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰,或修改为等同变化的等效实施例,如将上面所描述的实施方式进行组合、或替代等等。另外,如具体实施方式中的阀门控制元件也并不限于具体实施方式中,如四通换向阀可以用三通阀与电磁阀结合替代,三通阀可以用两个电磁阀替代,单向阀也可以用电磁阀替代等等,这里不再一一列举。因此,凡是未脱离本发明技术方案的内容,依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰,均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (10)

1.一种热泵空调系统,包括压缩机、室内热交换器、室外热交换器、闪发器、节流装置,所述室内热交换器、室外热交换器中至少有一个是微通道热交换器,所述微通道热交换器包括相对位于下方的第一集流管和位于上方的第二集流管、用于连通第一集流管与第二集流管而设置的多组扁管、扁管之间的换热翅片;所述第二集流管内设置有分隔的隔板,所述第二集流管由隔板分隔形成的每个空间都设置有与系统管路连接的连接口:即所述第二集流管至少设置有两个连接口;所述第一集流管内设置有至少一个连接口与系统管路连接,第一集流管内没有设置其它的用于给所述扁管分配制冷剂的分配管或分配小孔;所述闪发器包括进口、气态出口、液体出口,所述闪发器的进口之前的管路中设置有所述节流装置,所述第一集流管的连接口与所述闪发器的液体出口管路连接,该连接口与所述闪发器的液体出口之间的管路中设置有阀门控制通断;闪发器的气态出口通过管路、或管路和阀门与所述压缩机的进口连接;且闪发器的液体出口位置所处的高度高于所述第一集流管的连接口所在位置的高度;在制冷模式与制热模式时,制冷剂通过所述微通道热交换器的流程是不同的;
所述室外热交换器是微通道热交换器,所述第二集流管通过隔板分隔成两部份:A部及B部,A部设置有第一连接口与系统管路连接,及B部设置有第二连接口与系统管路连接;所述第一集流管是连通的中空结构,设置有一个第三连接口及多个与扁管连接的接口;在制冷模式时,制冷剂从B部的第二连接口流入室外热交换器,从A部的第一连接口流出室外热交换器,A部的第一连接口通过阀门控制元件管路连接到闪发器的进口,B部的第二连接口通过阀门控制元件管路连接到压缩机的出口,闪发器的液体出口通过阀门控制元件与所述室内热交换器管路连接;在制热模式时,制冷剂从第一集流管流入室外热交换器,从A部的第一连接口和B部的第二连接口流出室外热交换器,闪发器的进口通过阀门控制元件与所述室内热交换器连接;A部的第一连接口与B部的第二连接口出来的管路连接汇合后最终与压缩机的进口连接;
所述第三连接口设置于所述第一集流管的长度方向的中部位置,且第三连接口的入口中心位置是位于所述第一集流管竖直方向上的中下位置。
2.根据权利要求1所述的热泵空调系统,其特征在于,所述第三连接口的入口中心位置在所述第一集流管的横截面圆周方向呈a=180°~360°的位置范围内。
3.根据权利要求1所述的热泵空调系统,其特征在于,所述第一集流管通过隔板分隔成两部份:C部及D部,C部设置有第三连接口,及D部设置有第四连接口;
在制冷模式时,制冷剂从第二集流管B部的第二连接口流入室外热交换器,从第一集流管C部的第三连接口流出室外热交换器,B部的第二连接口通过阀门控制元件管路连接到压缩机的出口,C部的第三连接口通过阀门控制元件连接到节流装置并进一步与闪发器的进口管路连接,闪发器的液体出口通过阀门控制元件与所述室内热交换器管路连接;
在制热模式时,制冷剂从第一集流管的C部的第三连接口及D部的第四连接口流入室外热交换器,从第二集流管的A部的第一连接口及B部的第二连接口流出室外热交换器,闪发器的进口通过节流装置、阀门控制元件与所述室内热交换器连接,A部的第一连接口与B部的第二连接口通过阀门控制元件连接汇合后与压缩机的进口连接,C部的第三连接口和D部的第四连接口通过阀门控制元件与所述闪发器的液体出口管路连接。
4.根据权利要求3所述的热泵空调系统,其特征在于,所述第三连接口设置于所述第一集流管C部长度方向的中部位置,第四连接口设置于所述第一集流管D部长度方向的中部位置;B部长度大于等于D部长度减去B部长度,D部长度减去B部长度大于等于C部长度;且第三连接口、第四连接口的入口的中心位置在所述第一集流管的横截面圆周方向呈a=180°~360°的位置范围内。
5.根据权利要求1-4其中任一项 所述的热泵空调系统,其特征在于,所述热泵空调系统还包括中间换热器,中间换热器包括高温侧与低温侧,高温侧与低温侧之间互相隔离但可以进行热交换;所述低温侧的出口与所述压缩机的进口通过管路、或管路和阀门连接;所述高温侧的进口通过管路、或管路和阀门与室内热交换器、或室外热交换器连接;在制冷模式时,所述高温侧的进口与室外热交换器连接,所述高温侧的出口通过节流装置连接到闪发器的进口,低温侧的进口与闪发器的出口和室内热交换器的出口通过管路、或管路和阀门连接;在制热模式时,所述高温侧的进口与室内热交换器连接,所述高温侧的出口连接到闪发器的进口,低温侧的进口与闪发器的出口和室外热交换器的出口通过管路、或管路和阀门连接。
6.根据上述权利要求1-4任一项 所述的热泵空调系统,其特征在于,所述室内热交换器为微通道热交换器,所述室内热交换器包括相对位于下方的第一集流管、位于上方的第二集流管、用于连通第一集流管与第二集流管而设置的多组扁管、扁管之间的换热翅片,所述室内热交换器的第二集流管内设置有分隔的隔板,所述第二集流管由隔板分隔形成的每个空间都设置有与系统管路连接的连接口;所述第一集流管内设置有至少一个连接口与系统管路连接,第一集流管内没有设置其它的用于给所述扁管分配制冷剂的带多个分配小孔的分配管、或带多个分配小孔的分配隔板;所述闪发器的液体出口位置所处的高度高于所述室内热交换器的第一集流管的连接口所在位置的高度。
7.根据上述权利要求5所 述的热泵空调系统,其特征在于,所述室内热交换器为微通道热交换器,所述室内热交换器包括相对位于下方的第一集流管、位于上方的第二集流管、用于连通第一集流管与第二集流管而设置的多组扁管、扁管之间的换热翅片,所述室内热交换器的第二集流管内设置有分隔的隔板,所述第二集流管由隔板分隔形成的每个空间都设置有与系统管路连接的连接口;所述第一集流管内设置有至少一个连接口与系统管路连接,第一集流管内没有设置其它的用于给所述扁管分配制冷剂的带多个分配小孔的分配管、或带多个分配小孔的分配隔板;所述闪发器的液体出口位置所处的高度高于所述室内热交换器的第一集流管的连接口所在位置的高度。
8.根据权利要求6所述的热泵空调系统,其特征在于,所述室内热交换器的第一集流管内没有设置隔板,第一集流管的第七连接口与所述闪发器的液体出口通过管路与阀门连接,可通过阀门的控制而导通;所述室内热交换器的第二集流管通过隔板设置为两个相对隔离的空间,两个空间都有一个连接口:第五连接口、第六连接口,在制冷模式时,第一集流管的第七连接口与所述闪发器的液体出口导通,第五连接口和第六连接口通过阀门控制元件与压缩机的进口管路连接,即,此时制冷剂是从第七连接口进入室内热交换器,从第五连接口与第六连接口流出室内热交换器;在制热模式时,第一集流管的第七连接口与所述闪发器的液体出口不导通,第六连接口通过阀门控制元件与压缩机的出口管路连接,第五连接口通过阀门控制元件与所述节流装置管路连接,即,此时制冷剂是从第六连接口进入室内热交换器,从第五连接口流出室内热交换器。
9.根据权利要求7所述的热泵空调系统,其特征在于,所述室内热交换器的第一集流管内没有设置隔板,第一集流管的第七连接口与所述闪发器的液体出口通过管路与阀门连接,可通过阀门的控制而导通;所述室内热交换器的第二集流管通过隔板设置为两个相对隔离的空间,两个空间都有一个连接口:第五连接口、第六连接口,在制冷模式时,第一集流管的第七连接口与所述闪发器的液体出口导通,第五连接口和第六连接口通过阀门控制元件与压缩机的进口管路连接,即,此时制冷剂是从第七连接口进入室内热交换器,从第五连接口与第六连接口流出室内热交换器;在制热模式时,第一集流管的第七连接口与所述闪发器的液体出口不导通,第六连接口通过阀门控制元件与压缩机的出口管路连接,第五连接口通过阀门控制元件与所述节流装置管路连接,即,此时制冷剂是从第六连接口进入室内热交换器,从第五连接口流出室内热交换器。
10.根据权利要求8或9所述的热泵空调系统,其特征在于,所述节流装置设为热力膨胀阀、或电子膨胀阀。
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