CN103925753A - 空调设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种空调设备，包括压缩机、冷凝器及蒸发器，各部件之间通过制冷剂管路连接，所述冷凝器与蒸发器之间的管路上连接有第一节流元件及第二节流元件，第一节流元件及第二节流元件之间的中压管路紧贴或穿过功率元件散热模块。本发明涉及的空调设备，利用制冷系统中中间压力的管路对功率元件散热模块进行降温，能有效防止功率元件因温度过高出现高温保护导致停机。同时本发明的技术方案是利用系统主回路产生中间压力制冷剂进行冷却，系统控制简单，易于实现，系统运行稳定性较高。

Description

空调设备

技术领域

本发明涉及一种空调设备，尤其涉及一种利用制冷剂管路对发热元器件进行散热的空调设备。

背景技术

当前，空调设备中用于压缩机驱动的功率模块的散热主要采用导热+对流换热的方式，其中用于散热的模块散热片如图1所示，其用于散热的空气主要依靠室外机风机吹风，而风机吹出的是经过冷凝器换热的温度较高的空气，这就使得散热片的散热效果较差，特别是室外环境温度较高时功率模块容易出现高温保护。

另一方面，现有技术也有利用制冷剂管路对功率模块进行散热。该方案如图2所示，包括压缩机11，室外换热器12，室内换热器14，室外换热器和室内换热器之间设置有主节流部件13，制冷剂主回路的冷凝器12出来的制冷剂分为两路，一路经主节流部件13节流后进入室内换热器换热，另一路经过第一支路节流部件17、对功率元件37散热的冷却部16及第二支路节流部件18后汇入压缩机补气腔。从冷凝器冷凝的制冷剂液体分流后经节流降压后在冷却部16中蒸发，对功率元件37冷却后汇入压缩机的压缩中间室。

上述专利能够利用制冷管路对功率元件进行冷却，但是存在一个问题：该冷却支路一端连接冷凝器，另一端连接压缩机中间补气口。但是功率元件发热量相对较小，该冷却支路所需的制冷剂流量较小，否则会影响主系统运行稳定性。同时因该支路一端连接冷凝器，另一端连接至压缩机的中间补气口，需要利用节流元件将冷凝器流出的高压制冷剂节流成中间压力，因冷却支路制冷剂流量较小，利用节流元件很难将高压制冷剂调节至所需压力，系统稳定性不可靠。

发明内容

本发明的目的是提供一种空调设备，该系统中的中间压力部分的管路紧贴或穿过功率元件散热模块，可以有效的对功率元件散热模块进行降温。

本发明时通过以下技术方案实现的：

空调设备，包括压缩机、冷凝器及蒸发器，各部件之间通过管路连接，所述冷凝器与蒸发器之间的管路上串联连接有第一节流元件及第二节流元件，第一节流元件及第二节流元件之间的中压管路紧贴或穿过功率元件散热模块。

优选地，还包括四通阀，所述四通阀第一端与冷凝器连接，第二端与蒸发器连接，第三端与压缩机高压侧连接，第四端与压缩机低压侧连接。

优选地，还包括闪蒸器，所述闪蒸器设置在第一节流元件与第二节流元件之间的管路中，所述压缩机为双级压缩机，闪蒸器的气体出口与压缩机的补气口连接形成补气支路，所述补气支路上设置有第一截止阀。

优选地，所述第一节流元件与闪蒸器之间的管路紧贴或穿过功率元件散热模块，或者第二节流元件与闪蒸器之间的管路紧贴或穿过所述功率元件散热模块。

优选地，所述闪蒸器底部设有底部液体出口，所述底部液体出口与补气支路在第一连通点连通后与压缩机补气口连接，所述第一连通点与压缩机补气口之间的管路紧贴或穿过所述功率元件散热模块，所述底部液体出口与第一连通点之间的管路上设置有第二截止阀。

优选地，还包括补液支路，所述补液支路的一端与第二节流元件远离冷凝器的一侧连接，另一端与压缩机的补气口连接，补液支路紧贴或穿过所述功率元件散热模块，所述补液支路上设置有第三截止阀。

优选地，所述补液支路的一端与第一节流元件远离蒸发器的一侧连接，另一端与压缩机的补气口连接，补液支路紧贴或穿过所述功率元件散热模块，所述补液支路上设置有第三截止阀。

本发明涉及的空调设备，利用制冷系统中中间压力的管路对功率元件散热模块进行降温，能有效防止功率元件因温度过高出现高温保护导致停机。同时本发明的技术方案是利用系统主回路产生中间压力制冷剂管路进行冷却，系统控制简单，易于实现，系统运行稳定性较高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对本发明实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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为现有技术中利用风冷进行散热的功率元件散热模块的示意图；

图2为现有技术中利用制冷系统对功率元件散热模块降温的示意图；

图3为本发明第一实施例中制冷系统连接示意图；

图4为本发明第二实施例中制冷系统连接示意图；

图5为本发明第三实施例中制冷系统连接示意图。

具体实施方式

本发明提供一种空调设备，包括压缩机101、四通阀102、冷凝器105及蒸发器103，各部件之间通过制冷剂管路连接，冷凝器105与蒸发器103之间的管路上连接有第一节流元件104及第二节流元件106，第一节流元件104及第二节流元件106之间的中压管路紧贴或穿过功率元件散热模块108。

空调设备制冷运行时，压缩机排出的高温高压制冷剂经冷凝器105冷凝后成为高压液体，然后经第二节流元件106节流为中间压力的制冷剂气液混合物，再经第一节流元件104再次节流成低压制冷剂两相混合物后进入蒸发器103中进行蒸发，最后流回压缩机101，完成一个制冷循环。此时，第二节流元件106与第一节流元件104之间的管路中是具有中间压力的制冷剂，该部分管路紧贴或穿过功率元件散热模块108，可以有效地对功率元件散热模块108进行降温，防止出现功率元件因温度过高出现过热保护。用于对功率元件散热模块108降温的中间压力制冷剂是在主系统中利用节流产生，因主系统制冷剂流量较大，很容易地利用节流元件就能实现，系统运行稳定性较高。

同理，空调设备制热运行时，压缩机排出的高温高压制冷剂经蒸发器103冷凝后成为高压液体，然后经第一节流元件104节流为中间压力的制冷剂气液混合物，再经第二节流元件106再次节流成低压制冷剂两相混合物后进入冷凝器105中进行蒸发，最后流回压缩机101，完成一个制热循环。此时，第一节流元件104与第二节流元件106之间的管路中是具有中间压力的制冷剂，该部分管路紧贴或穿过功率元件散热模块108，可以有效地对功率元件散热模块108进行降温，防止出现功率元件因温度过高出现过热保护。用于对功率元件散热模块108降温的中间压力制冷剂是在主系统中利用节流产生，因主系统制冷剂流量较大，很容易地利用节流元件就能实现，系统运行稳定性较高。

实施例一

优选地，本发明还包括闪蒸器109，闪蒸器109设置在第一节流元件104与第二节流元件106之间的管路中，本实施例中，压缩机101为双级压缩机，闪蒸器109的气体出口与压缩机101的补气口连接形成补气支路。

此时，第一节流元件104与闪蒸器109之间的管路紧贴或穿过功率元件散热模块108，或者第二节流元件106与闪蒸器109之间的管路紧贴或穿过所述功率元件散热模块108。

上述两种形式的原理一样，下面仅以“第二节流元件106与闪蒸器109之间的管路紧贴或穿过所述功率元件散热模块108”进行详细描述。

空调设备制冷运行时，由压缩机101排出的高温高压制冷剂气体在冷凝器105中冷凝放热后变成高压的制冷剂液体，经过第二节流元件106后变为中温中压的制冷剂两相混合物。由于第二节流元件106与闪蒸器109之间的管路紧贴或穿过所述功率元件散热模块108，因此该两相混合物在流入闪蒸器109之前，部分液体吸收功率元件散热模块108的热量而蒸发(同时功率元件散热模块108温度降低)，使制冷剂两相混合物的干度变高，然后进入闪蒸器109，在闪蒸器109中，液体部分由闪蒸器109流出后经第一节流元件104节流降压后变成低温低压的制冷剂两相混合物，然后进入蒸发器103中蒸发吸热，变成低温低压的制冷剂过热气体被吸入压缩机101的低压级气缸。闪蒸器109中的气体部分经补气支路进入压缩机101补气口，与经低压级气缸压缩后的制冷剂气体混合后进入压缩机101高压级气缸进一步压缩，然后排出压缩机101，完成一个循环。

空调设备制热运行时，由压缩机101排出的高温高压制冷剂气体在蒸发器103中冷凝放热后变成高压的制冷剂液体，经过第一节流元件104后变成中温中压的制冷剂两相混合物，然后进入闪蒸器109，在闪蒸器109中，液体部分由闪蒸器109流出后到第二节流元件106进行二次节流前，因第二节流元件106与闪蒸器109之间的管路紧贴或穿过所述功率元件散热模块108，从闪蒸器109流出的制冷剂液体吸收功率元件散热模块108的热量而部分蒸发变成中温中压的两相混合物(同时功率元件散热模块108温度降低)，然后经第二节流元件106二次节流后变成低温低压的制冷剂两相混合物，再进入冷凝器105中吸热蒸发，变成低温低压的制冷剂过热气体被吸入压缩机101的低压级气缸，闪蒸器109中的气体部分经补气支路进入压缩机101补气口，与低压级气缸压缩后的制冷剂气体混合后进入压缩机101高压级气缸进一步压缩，然后排出压缩机101，完成一个循环。

为了更好地控制补气支路的制冷剂流量，在补气支路中设置有第一截止阀107，截止阀可以采用电磁阀。第一节流元件104和第二节流元件106可以是电子膨胀阀、毛细管或其他具有节流功能的制冷部件。

实施例二

本实施例与实施例一的区别在于：闪蒸器109底部设有底部液体出口，所述底部液体出口与补气支路在第一连通点18连通后与压缩机101补气口连接，所述第一连通点18与压缩机101补气口之间的管路紧贴或穿过所述功率元件散热模块108。闪蒸器109底部液体出口与第一连通点18之间的管路上设置有第二截止阀110，同理，第二截止阀也可以是电磁阀。

本实施例与实施例一的制冷制热流程相同，在此不再赘述。不同之处在于第一连通点18与压缩机101补气口之间的管路紧贴或穿过所述功率元件散热模块108，该部分管路中既有从补气支路过来的制冷剂气体，也有从闪蒸器109底部液体出口流出的制冷剂液体，因为是气液混合物，因此对功率元件散热模块108冷却较好。闪蒸器109底部液体出口流出的制冷剂液体在第一连通点18与闪蒸器气体出口流出的气体混合后，对所述功率元件散热模块108进行降温，该部分气液混合物吸热蒸发后进入压缩机补气口。

实施例三

本实施例与实施例一的区别在于：

还包括补液支路，所述补液支路的一端与第二节流元件106远离冷凝器105的一侧连接，另一端与压缩机101的补气口连接，补液支路紧贴或穿过所述功率元件散热模块108。

或者，所述补液支路的一端与第一节流元件104远离蒸发器103的一侧连接，另一端与压缩机101的补气口连接，补液支路紧贴或穿过所述功率元件散热模块108。上述补液支路中设置有第三截止阀113，同理第三截止阀也可以是电磁阀。

本实施例与实施例一的制冷制热流程相同，在此不再赘述。不同之处在于补液支路紧贴或穿过所述功率元件散热模块108。

当补液支路的一端与第二节流元件106远离冷凝器105的一侧连接，另一端与压缩机101的补气口连接，此时空调设备制冷运行时，补液支路中流经的是制冷剂气液混合物，因此对功率元件散热模块108的冷却效果较好。同时管路中的制冷剂吸热蒸发后，与补气支路的气体混合进入压缩机补气口。空调设备制热运行时，补液支路中流经的是制冷剂液体，因此对功率元件散热模块108的冷却效果较好。同时管路中的制冷剂吸热蒸发后，与补气支路的气体混合进入压缩机补气口。

当补液支路的一端与第一节流元件104远离蒸发器103的一侧连接，另一端与压缩机101的补气口连接，此时空调设备制冷运行时，补液支路中流经的是制冷剂液体，因此对功率元件散热模块108的冷却效果较好。同时管路中的制冷剂吸热蒸发后，与补气支路的气体混合进入压缩机补气口。空调设备制热运行时，补液支路中流经的是制冷剂气液混合物，因此对功率元件散热模块108的冷却效果较好。同时管路中的制冷剂吸热蒸发后，与补气支路的气体混合进入压缩机补气口。

以上对本发明所提供的空调设备进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (7)

1.空调设备，包括压缩机、冷凝器及蒸发器，各部件之间通过管路连接，其特征在于：所述冷凝器与蒸发器之间的管路上串联连接有第一节流元件及第二节流元件，第一节流元件及第二节流元件之间的中压管路紧贴或穿过功率元件散热模块。

2.根据权利要求1所述的空调设备，其特征在于：还包括四通阀，所述四通阀第一端与冷凝器连接，第二端与蒸发器连接，第三端与压缩机高压侧连接，第四端与压缩机低压侧连接。

3.根据权利要求1或2所述的空调设备，其特征在于：还包括闪蒸器，所述闪蒸器设置在第一节流元件与第二节流元件之间的管路中，所述压缩机为双级压缩机，闪蒸器的气体出口与压缩机的补气口连接形成补气支路，所述补气支路上设置有第一截止阀。

4.根据权利要求3任意一项所述的空调设备，其特征在于：所述第一节流元件与闪蒸器之间的管路紧贴或穿过功率元件散热模块，或者第二节流元件与闪蒸器之间的管路紧贴或穿过所述功率元件散热模块。

5.根据权利要求3所述的空调设备，其特征在于：所述闪蒸器底部设有底部液体出口，所述底部液体出口与补气支路在第一连通点连通后与压缩机补气口连接，所述第一连通点与压缩机补气口之间的管路紧贴或穿过所述功率元件散热模块，所述底部液体出口与第一连通点之间的管路上设置有第二截止阀。

6.根据权利要求3所述的空调设备，其特征在于：还包括补液支路，所述补液支路的一端与第二节流元件远离冷凝器的一侧连接，另一端与压缩机的补气口连接，补液支路紧贴或穿过所述功率元件散热模块，所述补液支路上设置有第三截止阀。

7.根据权利要求3所述的空调设备，其特征在于：还包括补液支路，所述补液支路的一端与第一节流元件远离蒸发器的一侧连接，另一端与压缩机的补气口连接，补液支路紧贴或穿过所述功率元件散热模块，所述补液支路上设置有第三截止阀。