CN104048448A - 引射制冷装置、循环系统、空气调节设备及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种引射制冷装置、循环系统、空气调节设备及控制方法，引射制冷装置包括引射器和气液分离器，所述引射器的射出口与所述气液分离器相连，所述引射器的工作口和引射口分别用于连接室外换热装置的出口和室内换热装置的出口，所述气液分离器的出气管和出液管分别用于连接压缩机的进口和所述室内换热装置的进口前的节流阀，在所述引射器的工作口和引射口之前还分别设有第一流量调节单元和第二流量调节单元。相比于现有的空气调节设备来说，本发明能够在节流膨胀功方面和压缩机功耗方面提高制冷循环的能效；另外，本发明还能够分别对通向引射器的工作流和引射流进行流量调节，增强引射制冷的可控性和适应性。

Description

引射制冷装置、循环系统、空气调节设备及控制方法

技术领域

本发明涉及空调技术，尤其涉及一种引射制冷循装置、循环系统、空气调节设备及控制方法。

背景技术

在现有的空气调节设备的制冷循环中，采用具有汽液两相的冷媒，例如氟利昂等，利用冷媒汽液两相的转换的不同循环过程来实现制冷循环和制热循环。在制冷循环中，气态的冷媒在进行节流时存在摩擦损失，会消耗一定的节流膨胀功。而目前空气调节设备中所采用的压缩机实现了一个较高的压比，造成压缩机的功耗也维持在较高的水平。因此，对于现有的空气调节设备来说，无论在节流膨胀功方面，还是在压缩机功耗方面都存在继续提高能效的需要。

发明内容

本发明的目的是提出一种引射制冷装置、循环系统、空气调节设备及控制方法，能够提高制冷循环能效。

为实现上述目的，本发明提供了一种引射制冷装置，包括引射器和气液分离器，所述引射器的射出口与所述气液分离器相连，所述引射器的工作口和引射口分别用于连接室外换热装置的出口和室内换热装置的出口，所述气液分离器的出气管和出液管分别用于连接压缩机的进口和所述室内换热装置的进口前的节流阀，在所述引射器的工作口和引射口之前还分别设有第一流量调节单元和第二流量调节单元。

为实现上述目的，本发明提供了一种引射制冷循环系统，包括压缩机、室外换热装置、室内换热装置和节流阀，其中，还包括引射器和气液分离器；

所述压缩机、所述室外换热装置、所述引射器和所述气液分离器依次连接形成第一通路；

所述气液分离器的出液管、所述节流阀、所述室内换热装置和所述引射器依次连接形成第二通路，且所述引射器的工作口接收所述室外换热装置输出的制冷剂，通过所述引射器的引射口引射所述室内换热装置输出的制冷剂，通过所述引射器的射出口将形成的气液两相混合制冷剂发送给所述气液分离器；

在所述第一通路中处于所述室外换热装置与所述引射器之间的位置还设有第一流量调节单元，在所述第二通路中处于所述引射器与所述室内换热装置之间的位置还设有第二流量调节单元；

所述气液分离器的出气管与所述压缩机连接形成供所述气液分离器分离的气态制冷剂返回的第三通路，且所述第二通路中处于所述第二流量调节单元与所述室内换热装置之间的位置与所述第三通路相连通。

进一步的，还包括位于所述压缩机分别与所述第一通路和所述第三通路之间，用于切换制冷剂流向的四通阀，在所述第一通路中处于所述室外换热装置与所述引射器之间的位置还设有第一通路开闭单元，在所述第二通路中处于所述引射器与所述室内换热装置之间的位置还设有第二通路开闭单元，在所述第二通路中处于所述气液分离器的出液管和所述节流阀之间的位置还设有第三通路开闭单元，在所述第二通路中处于所述节流阀和所述第三通路开闭单元之间的位置与所述第一通路中处于所述室外换热装置和所述第一通路开闭单元之间的位置还设有第四通路，在所述第四通路中还设有第四通路开闭单元，在所述第三通路上还设有从所述气液分离器的出气管到所述压缩机单向导通的单向阀或通路开闭单元。

进一步的，在所述四通阀切换为制冷循环的状态下，所述第一通路开闭单元、所述第二通路开闭单元和所述第三通路开闭单元处于开启状态，所述第四通路开闭单元处于关闭状态。

进一步的，在所述四通阀切换为制热循环的状态下，所述第一通路开闭单元、所述第二通路开闭单元和所述第三通路开闭单元处于关闭状态，所述第四通路开闭单元处于开启状态。

进一步的，所述第一通路开闭单元和所述第一流量调节单元为同一电磁阀，所述第二通路开闭单元和所述第二流量调节单元为同一电磁阀。

进一步的，所述引射器包括喷嘴、混合室和扩散器；所述室外换热装置输出的制冷剂通过所述引射器的工作口进入所述喷嘴被降压，将势能转变为动能，所述喷嘴出口处的制冷剂引射通过所述引射器的引射口输入的制冷剂形成气液两相混合制冷剂，所述气液两相混合制冷剂在所述扩散器内减速升压，将动能转变为势能，通过所述引射器的射出口发送给所述气液分离器。

为实现上述目的，本发明提供了一种空气调节设备，包括前述的引射制冷循环系统。

为实现上述目的，本发明提供了一种基于前述的引射制冷循环系统的控制方法，其中包括：

当四通阀切换为制冷循环的状态时，使第一通路开闭单元、第二通路开闭单元和第三通路开闭单元开启，并使第四通路开闭单元关闭，形成制冷循环；

当四通阀切换为制热循环的状态时，使所述第一通路开闭单元、所述第二通路开闭单元和所述第三通路开闭单元关闭，并使第四通路开闭单元开启，形成制热循环。

基于上述技术方案，本发明利用引射器混合液气两相的制冷剂，并提升进入气液分离器的制冷剂的压力，然后利用气液分离器进行制冷剂的气液分离，分离出的液态制冷剂在通过节流阀时消耗的节流膨胀功较小，而进入到压缩机的气态制冷剂由于压力升高，也使得压缩机的压比变小，进而降低压缩机的功耗，因此相比于现有的空气调节设备来说，本发明能够在节流膨胀功方面和压缩机功耗方面提高制冷循环的能效；另外，本发明还通过第一流量调节单元和第二流量调节单元分别对通向引射器的工作流和引射流进行流量调节，增强引射制冷的可控性和适应性。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明引射制冷循环系统的一实施例的组成原理示意图。

图2为本发明引射制冷循环系统的另一实施例的组成原理示意图。

具体实施方式

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

如图1所示，为本发明引射制冷循环系统的一实施例的组成原理示意图。在本实施例中，引射制冷循环系统包括压缩机1、室外换热装置2、室内换热装置3和节流阀4。这里的压缩机1能够不断的抽取和排出制冷剂(也称冷媒)来为制冷循环提供动力。室外换热装置2是在使用时设置于室外的热交换装置，例如冷凝器等。室内换热装置3是在使用时设置于室内的热交换装置，例如蒸发器等。室外换热装置2及室内换热装置3还可以采用其他形式的热交换设备，例如回热器、过冷器等。节流阀4是对制冷剂进行节流降压的热力设备，也能够起到控制进入蒸发器的制冷剂流量的作用，节流阀4可采用毛细管、热力膨胀阀、电子膨胀阀或节流孔板等。

除此之外，本实施例的引射制冷循环系统还包括引射器5和气液分离器6，并由压缩机1、室外换热装置2、引射器5和气液分离器6依次连接形成第一通路20。气液分离器6的出液管、节流阀4、室内换热装置3和引射器5依次连接形成第二通路22。气液分离器6的出气管与压缩机1连接形成供气液分离器6分离的气态制冷剂返回的第三通路24。其中，引射器5的工作口接收室外换热装置2输出的制冷剂，通过引射口引射室内换热装置输出的制冷剂，通过射出口将形成的气液两相混合制冷剂发送给气液分离器6。

对于引射器5被配置的功能来说，下面提供了一种引射器的实现结构例子帮助理解。该引射器包括喷嘴、混合室和扩散器；室外换热装置输出的制冷剂通过引射器的工作口进入喷嘴被降压，将势能转变为动能，喷嘴出口处的制冷剂引射通过引射器的引射口输入的制冷剂形成气液两相混合制冷剂，气液两相混合制冷剂在扩散器内减速升压，将动能转变为势能，通过引射器的射出口发送给气液分离器。

气液分离器6可以对气液两相混合制冷剂进行气态制冷剂和液态制冷剂的分离，并通过出气管和出液管分别排出。气液分离器6可采用重力沉降、离心分离等方式。

本发明所采用的制冷剂可以为二氧化碳或碳氢化合物(例如氟利昂)等，这里不再一一举例。

在第一通路20中处于室外换热装置2和引射器5之间的位置还设有电磁阀8，该电磁阀可以起到调节进入引射器5的工作口的制冷剂流量的作用。在第二通路22中处于引射器5与室内换热装置3之间的位置还设有电磁阀7，该电磁阀可以起到调节进入引射器5的引射口的制冷剂流量的作用，通过电磁阀7、8的设置可增强引射制冷的可控性和适应性。

第二通路22处于电磁阀7与室内换热装置3之间的位置与第三通路24相连通，即形成通路26。这样就使得第二通道22与第三通道24之间能够进行气态制冷剂的协调，当需要引射的气态制冷剂的量较大时，第三通路24上循环的气态制冷剂可以补充给第二通路22，反之当需要引射的气态制冷剂的量较小时，第二通路22的气态制冷剂也可以通过第三通路24被吸入压缩机1。在本实施例中，需要引射的气态制冷剂的量可由电磁阀7来进行控制。

下面结合图1实施例来说明一下引射制冷循环系统的工作过程，压缩机1将压缩后升温升压的气态制冷剂送入室外换热装置2进行冷凝，室外换热装置2输出高压的液态制冷剂到引射器5中，并在喷嘴中加速并降压，通过速度较高的液态制冷剂引射室内换热装置3输出的速度较低的气态制冷剂，并在混合室混合成两相状态的制冷剂，然后在扩散室减速升压，这样就提升了进入气液分离器6的制冷剂的压力，而气液分离器6对两相状态的制冷剂进行气液分离，分离出的液态制冷剂在通过节流阀4时消耗的节流膨胀功较小，而进入到压缩机1的气态制冷剂由于压力升高，也使得压缩机1的压比变小，进而降低压缩机1的功耗，因此相比于现有的空气调节设备来说，本实施例能够在节流膨胀功方面和压缩机功耗方面提高制冷循环的能效。

本实施例的引射制冷循环系统还可以通过改造形成能够实现高效制冷普通制热的循环系统，如图2所示，与图1实施例相比，还包括四通阀11、电磁阀9、电磁阀10和单向阀28。四通阀11位于压缩机1分别与第一通路20和第三通路24之间，用于切换制冷剂流向。电磁阀7设置在第二通路22中引射器5与室内换热装置3之间的位置，用于打开或关闭通路。电磁阀8设置在第一通路20中室外换热装置2和引射器5之间的位置，用于打开或关闭通路。电磁阀10设置在第二通路22处于气液分离器6的出液管和节流阀4之间的位置，用于打开或关闭通路，而在第二通路22中处于节流阀4和电磁阀10之间的位置与第一通路20中处于室外换热装置2和电磁阀8之间的位置还设有第四通路30，在该第四通路30中还设有电磁阀9，用于打开或关闭通路。单向阀28设置在第三通路24上，并且从气液分离器6的出气管到压缩机1单向导通。

在本实施例中，电磁阀8及电磁阀7均同时实现了通路开闭和流量调节的功能，即第一通路开闭单元和第一流量调节单元为同一电磁阀，即通过电磁阀8实现双重功能，第二通路开闭单元和第二流量调节单元为同一电磁阀，即通过电磁阀7实现双重功能。而第三通路开闭单元和第四通路开闭单元分别由电磁阀10、9独立实现通路开闭的功能。在图1的实施例中，电磁阀8及电磁阀7分别作为第一流量调节单元和第二流量调节单元实现了各自通路的流量调节功能。

在另外的实施例中，上述各通路开闭单元及流量调节单元也可采用其他形式的调节器件，例如手控阀等，而且第一通路开闭单元和第一流量调节单元，以及第二通路开闭单元和第二流量调节单元均可以分立设置。

基于上述改造后的引射制冷循环系统，可以通过四通阀11实现制冷制热的切换。其中，在四通阀11切换为制冷循环的状态下，即dE连通，SC连通，则此时第一通路开闭单元(即图2中电磁阀8)、第二通路开闭单元(即图2中电磁阀7)和第三通路开闭单元(即图2中电磁阀10)处于开启状态，第四通路开闭单元(即图2中电磁阀9)处于关闭状态。这样就形成了图1所示的制冷循环系统，可以实现高效制冷。

在四通阀11切换为制热循环的状态下，即dC连通，SE连通，第一通路开闭单元(即图2中电磁阀8)、第二通路开闭单元(即图2中电磁阀7)和第三通路开闭单元(即图2中电磁阀10)处于关闭状态，第四通路开闭单元(即图2中电磁阀9)处于开启状态。而单向阀28不允许从压缩机1流向气液分离器6，这样则使得高温高压的气态制冷剂从压缩机1到通路26，并经过室内换热装置3进行发热冷凝，再经过节流阀4、第四通路30到达室外换热装置2进行蒸发，然后由室外换热装置2输出的低温低压的气态制冷剂流回压缩机1，形成普通的制热循环。

单向阀28也可以在另一实施例中替代为可控的通路开闭单元，例如电磁阀，这样在进行制冷制热切换操作时，需要使该电磁阀在制冷循环时开启，在制热循环时关闭。

本发明引射制冷循环系统中，还可以由引射器、气液分离器以及第一流量调节单元和第二流量调节单元来形成独立的引射制冷装置，在使用时可以将引射制冷装置作为独立模块安装到空调系统中，实现引射制冷循环。独立的引射制冷装置可以包括引射器和气液分离器，所述引射器的射出口与所述气液分离器相连，所述引射器的工作口和引射口分别用于连接室外换热装置的出口和室内换热装置的出口，所述气液分离器的出气管和出液管分别用于连接压缩机的进口和所述室内换热装置的进口前的节流阀，在所述引射器的工作口和引射口之前还分别设有第一流量调节单元和第二流量调节单元。

上述本发明引射制冷循环系统适用于空气调节设备，本发明提供的空气调节设备中可包括前述任一种引射制冷循环系统实施例，同样可以达到提高制冷循环能效的作用。

除此之外，在上述图2引射制冷循环系统实施例的基础上，本发明还提供了一种控制方法，包括：

当四通阀切换为制冷循环的状态时，使第一通路开闭单元、第二通路开闭单元和第三通路开闭单元开启，并使第四通路开闭单元关闭，形成制冷循环；当四通阀切换为制热循环的状态时，使所述第一通路开闭单元、所述第二通路开闭单元和所述第三通路开闭单元关闭，并使第四通路开闭单元开启，形成制热循环。这样利用四通阀及各个通路开闭单元的操作就可以实现高效制冷循环和普通制热循环的良好切换。

最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

Claims (9)

1.一种引射制冷装置，其特征在于，包括引射器和气液分离器，所述引射器的射出口与所述气液分离器相连，所述引射器的工作口和引射口分别用于连接室外换热装置的出口和室内换热装置的出口，所述气液分离器的出气管和出液管分别用于连接压缩机的进口和所述室内换热装置的进口前的节流阀，在所述引射器的工作口和引射口之前还分别设有第一流量调节单元和第二流量调节单元。

2.一种引射制冷循环系统，包括压缩机、室外换热装置、室内换热装置和节流阀，其特征在于，还包括引射器和气液分离器；

所述压缩机、所述室外换热装置、所述引射器和所述气液分离器依次连接形成第一通路；

所述气液分离器的出液管、所述节流阀、所述室内换热装置和所述引射器依次连接形成第二通路，且所述引射器的工作口接收所述室外换热装置输出的制冷剂，通过所述引射器的引射口引射所述室内换热装置输出的制冷剂，通过所述引射器的射出口将形成的气液两相混合制冷剂发送给所述气液分离器；

在所述第一通路中处于所述室外换热装置与所述引射器之间的位置还设有第一流量调节单元，在所述第二通路中处于所述引射器与所述室内换热装置之间的位置还设有第二流量调节单元；

所述气液分离器的出气管与所述压缩机连接形成供所述气液分离器分离的气态制冷剂返回的第三通路，且所述第二通路中处于所述第二流量调节单元与所述室内换热装置之间的位置与所述第三通路相连通。

3.根据权利要求2所述的引射制冷循环系统，其特征在于，还包括位于所述压缩机分别与所述第一通路和所述第三通路之间，用于切换制冷剂流向的四通阀，在所述第一通路中处于所述室外换热装置与所述引射器之间的位置还设有第一通路开闭单元，在所述第二通路中处于所述引射器与所述室内换热装置之间的位置还设有第二通路开闭单元，在所述第二通路中处于所述气液分离器的出液管和所述节流阀之间的位置还设有第三通路开闭单元，在所述第二通路中处于所述节流阀和所述第三通路开闭单元之间的位置与所述第一通路中处于所述室外换热装置和所述第一通路开闭单元之间的位置还设有第四通路，在所述第四通路中还设有第四通路开闭单元，在所述第三通路上还设有从所述气液分离器的出气管到所述压缩机单向导通的单向阀或通路开闭单元。

4.根据权利要求3所述的引射制冷循环系统，其特征在于，在所述四通阀切换为制冷循环的状态下，所述第一通路开闭单元、所述第二通路开闭单元和所述第三通路开闭单元处于开启状态，所述第四通路开闭单元处于关闭状态。

5.根据权利要求3所述的引射制冷循环系统，其特征在于，在所述四通阀切换为制热循环的状态下，所述第一通路开闭单元、所述第二通路开闭单元和所述第三通路开闭单元处于关闭状态，所述第四通路开闭单元处于开启状态。

6.根据权利要求3所述的引射制冷循环系统，其特征在于，所述第一通路开闭单元和所述第一流量调节单元为同一电磁阀，所述第二通路开闭单元和所述第二流量调节单元为同一电磁阀。

7.根据权利要求2所述的引射制冷循环系统，其特征在于，所述引射器包括喷嘴、混合室和扩散器；所述室外换热装置输出的制冷剂通过所述引射器的工作口进入所述喷嘴被降压，将势能转变为动能，所述喷嘴出口处的制冷剂引射通过所述引射器的引射口输入的制冷剂形成气液两相混合制冷剂，所述气液两相混合制冷剂在所述扩散器内减速升压，将动能转变为势能，通过所述引射器的射出口发送给所述气液分离器。

8.一种空气调节设备，其特征在于，包括权利要求2至7任一所述的引射制冷循环系统。

9.一种基于权利要求3～6任一所述的引射制冷循环系统的控制方法，其特征在于，包括：

当四通阀切换为制冷循环的状态时，使第一通路开闭单元、第二通路开闭单元和第三通路开闭单元开启，并使第四通路开闭单元关闭，形成制冷循环；

当四通阀切换为制热循环的状态时，使所述第一通路开闭单元、所述第二通路开闭单元和所述第三通路开闭单元关闭，并使第四通路开闭单元开启，形成制热循环。