CN104567074A - 空调循环装置及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种空调循环装置及其控制方法。根据本发明的空调循环装置，包括依次连通的压缩机、四通阀、室外换热器、节流元件和室内换热器；蓄热装置，蓄热装置的第一端通过第一节点连通到室外换热器的第二端口与室内换热器的第二端口之间的管路上，蓄热装置的第二端通过第二节点连通到室内换热器的第一端口与四通阀的第四接口之间的管路上；蓄热装置的第二端与第二节点之间的管路上设置有第一电磁阀；第一节点与室内换热器的第二端口之间设置第二电磁阀。本发明在运行制热时可实现连续制热储存在蓄热装置中；化霜时将蓄热装置中储存的热量释放，不会产生间断式的制热模式和温差变化设计结构简单，使用户感觉舒适，设计结构简单，易于实现。

Description

空调循环装置及其控制方法

技术领域

本发明涉及空调领域，特别地，涉及一种空调循环装置及其控制方法。

背景技术

热泵机在化霜时，需要采用停机，运行制冷循环而对外机进行化霜，停机对室内舒适度影响很大，目前行业内采用的化霜模式技术有：蓄热连续化霜。现公开的形式有：对压缩机的废热进行蓄热，但在低温情况下压缩机的废热量收大气环境温度的影响大，蓄热量可能存在蓄热不足的情况。

除此。目前的蓄热装置普遍存在一些问题：1）夏天高温的情况下，压缩机缸体温度高，而此时蓄热装置中的高热量又没有循环使用用途，使得蓄热装置使用率大大降低。2）在低温情况下，低温制热量是机型重要考虑的量，如果能把蓄热装置蓄热的压缩机的废热能补入系统中，用于提高低温制热量是蓄热领域需要考虑的一个重要问题。

发明内容

本发明目的在于提供一种空调循环装置及其控制方法，以解决现有技术化霜过程中需要停机对室内温度影响较大的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种空调循环装置，包括依次连通的压缩机、四通阀、室外换热器、节流元件和室内换热器；四通阀的第一接口与压缩机的出口端相连通；四通阀的第二接口与室外换热器的第一端口相连通；四通阀的第三接口与压缩机的入口端相连通；四通阀的第四接口与室内换热器的第一端口相连通；蓄热装置，蓄热装置的第一端通过第一节点连通到室外换热器的第二端口与室内换热器的第二端口之间的管路上，蓄热装置的第二端通过第二节点连通到室内换热器的第一端口与四通阀的第四接口之间的管路上；蓄热装置的第二端与第二节点之间的管路上设置有第一电磁阀；第一节点与室内换热器的第二端口之间设置第二电磁阀。

进一步地，空调循环装置还包括补气支路，补气支路的一端与压缩机的二次补气口相连通，补气支路的另一端与蓄热装置的第三端口相连通，蓄热装置的第三端与压缩机的二次补气口之间设置有第三电磁阀。

进一步地，蓄热装置与压缩机的排气装置贴合设置或通过旁通排气管相连通。

进一步地，蓄热装置内设置有相变蓄热材料或者显热蓄热材料。

进一步地，节流原件设置在室外换热器的第二端口与第一节点之间的管路上。

进一步地，蓄热装置的第一端与第一节点之间的管路上设置有毛细管。

进一步地，室外换热器的第二端口与室内换热器的第二端口之间设置有截止阀。

进一步地，四通阀的第四接口与室内换热器的第一端口之间设置有截止阀。

本发明一种空调循环装置的控制方法，

在工作过程中，使蓄热装置吸收压缩机热量并储存；

通过关闭第一电磁阀关闭与室内换热器并行的化霜支路；

在化霜过程中，关闭第二电磁阀，使冷媒通过蓄热装置带走存储的热量；

打开第一电磁阀使冷媒吸收蓄热装置的热量后，通过化霜支路进行化霜。

进一步地，在工作过程中，打开第三电磁阀，通过蓄热装置对压缩机进行补气。

本发明具有以下有益效果：

本发明使热泵式空调机在运行制热时可实现连续制热储存在蓄热装置中；化霜时将蓄热装置中储存的热量释放，不会产生间断式的制热模式和温差变化设计结构简单，使用户感觉舒适，设计结构简单，易于实现。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，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是根据本发明的空调循环装置的示意图；

图2是根据本发明的空调循环装置的制冷运行时的系统冷媒走向示意图；

图3是根据本发明的空调循环装置的制热运行时的系统冷媒走向示意图；

图4是根据本发明的空调循环装置的化霜时的冷媒走向示意图；

图5是根据本发明的包含双级增焓补气压缩机的空调循环装置的示意图；

图6是根据本发明的包含双级增焓补气压缩机的空调循环装置的高温情况下增焓运行示意图；以及

图7是根据本发明的包含双级增焓补气压缩机的空调循环装置的低温情况下二次补气运行示意图。

附图中的附图标记如下：10、压缩机；20、室内换热器；30、室外换热器；40、节流原件；50、四通阀；61、第一电磁阀；62、第二电磁阀；63、第三电磁阀；70、毛细管；80、蓄热装置。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

参见图1至图4，根据本发明的空调循环装置，包括：依次连通的压缩机10、四通阀50、室外换热器30、节流原件40和室内换热器20；四通阀50的第一接口与压缩机10的出口端相连通；四通阀50的第二接口与室外换热器30的第一端口相连通；四通阀50的第三接口与压缩机10的入口端相连通；四通阀50的第四接口与室内换热器20的第一端口相连通；蓄热装置80，蓄热装置80的第一端通过第一节点A连通到室外换热器30的第二端口与室内换热器20的第二端口之间的管路上，蓄热装置80的第二端通过第二节点B连通到室内换热器20的第一端口与四通阀50的第四接口之间的管路上；蓄热装置80的第二端与第二节点B之间的管路上设置有第一电磁阀61；第一节点A与室内换热器20的第二端口之间设置第二电磁阀62。

参见图1至图4，本发明空调循环装置，具体涉及一种可连续制热运行的空调循环装置，包括依序连接的压缩机10、四通阀50、室外换热器30、节流元件40、第二电磁阀62、截止阀、室内换热器20、截止阀、四通阀50；还包括与室内换热器和第二电磁阀62并联连接的蓄热装置80和第一电磁阀61；蓄热装置80一端与节流元件40和第二电磁阀62之间的某一点如第一节点A相连接。蓄热装置另外一端与第一电磁阀61的一端连接，第一电磁阀61的另外一端与压缩机排气连接于第二节点B；空调系统通过控制电磁阀可在制热工况下可以自动将压缩机的废热以相变蓄热材料潜热的形式保存在蓄热装置80中，在空调系统除霜运行阶段将自动释放其热量；解决了空调系统在除霜过程中室内不能制热的问题，使热泵空调系统可连续制热。

参见图1至图4，图1是的循环原理图，相关制冷模式、制热模式循环见附图中的图二和图三。图上的实心箭头表示冷媒箭头流向。运行上述两模式时，第一电磁阀61是处于关闭状态，这样发明的系统就简化为了普通的逆卡诺循环原理图。本提案引用的是压缩机10的排气热量进行加热蓄热材料，所以在运行正常制热模式时，会控制第一电磁阀61开通对蓄热材料进行加热，完成加热后关闭该第一电磁阀61。

参见图3，实心箭头为制热模式冷媒流向；空心箭头为蓄热冷媒流向，进行正常制热+蓄热过程；高温气态冷媒从压缩机10排气口出来后进入四通阀50，在四通阀50的导向作用下，进入室内侧换热器20；高温冷媒在进行强制对流换热，把热量传递给房间，提升房间温度。降低温度得到接近饱和的冷媒经过全开的第二电磁阀62，进入节流元件40中进行节流，压力和温度进一步降低的冷媒进入室外换热器，在此处进行吸收热量的热力过程，随后饱和状态的冷媒回到压缩机。

空心箭头方向蓄热部分冷媒流向，工作部分冷媒见实心箭头。当正常制热运行一段时间后，为了给蓄热装置旁通排气加热蓄热材料，相关器件需动作如下：

打开第一电磁阀61，让高温的排气旁通入蓄热装置支路，高温冷媒的热量被蓄热装置中的蓄热材料吸收热量，被冷却后的冷媒与经过室内换热器的冷媒在第一节点A进行汇合，汇合的所有冷媒流入外机完成整个循环。

参见图4，进行连续制热+化霜过程：

当制热的持续进行，室外换热器30表面温度降得很低，在室外换热器30上就会结霜，影响整机的换热效率，为了改善效果，就必须对整机进行化霜。

控制器给系统化霜信号，压缩机10频率降低到固定频率，四通阀50两端压力达到一定均衡后，给四通阀50掉电转向，使成为制冷状态。第二电磁阀62也处于关闭状态。相应循环如下：

高温的气态冷媒经过四通阀50后，就直接进入室外侧进行化霜，化霜后的冷媒经节流元件40节流后在第一节点A转向，流入蓄热装置80中，由于在先前制热状态期间蓄热有热量，于是低温冷媒在此处吸收热量，冷媒发生相变吸热，自身本加热成饱和气态冷媒，随后随着制冷管流回压缩机10。在上的过程中，室内换热器20没有较低冷媒流过蒸发器，所以此时为了提高室内舒适度，可以开启内机电加热管补充热量，这样既满足了化霜需求保证了室内舒适性。

参见图5至图7，空调循环装置还包括补气支路，补气支路的一端与压缩机10的二次补气口相连通，补气支路的另一端与蓄热装置80的第三端口相连通，蓄热装置80的第三端与压缩机10的二次补气口之间设置有第三电磁阀63。通过替换发明一中的单级压缩机为双级增焓压缩机，这样蓄热装置的用途不仅可满足可实现连续制热，也可在夏季高温情况下用于增焓使用，还可以在低温情况通过二次补气的方式提高冷媒循环量，提高低温制热量。

是在现有的热泵式空调系统上增设有与系统相连接的旁通开关06和冷媒连接管101，使用双级压缩机。

参见图5，整体循环原理图。当第三电磁阀63关闭时，该循环原理图对应的正常制冷模式；制热模式；制热蓄热模式；连续制热模式与发明一中的循环方式和冷媒流向是相同的。

当第三电磁阀63开启时，可以分为如下两种方式来实现高温制冷和低温制热情况下蓄热装置蓄存热量发挥增焓补气作用。

参见图6，夏天室外温度高温，制冷模式运行时循环和作用：

高温气态冷媒从压缩机10排气口出来后进入四通阀50，在四通阀50的导向作用下，进入室外侧换热器20；高温冷媒在此处强制对流换热，把热量传递给室外，降低温度得到接近饱和的冷媒经过节流元件40，（第三电磁阀63开启后）正常制冷运行下的冷媒在出了节流元件40后，会有一部分低温的冷媒分流到蓄热装置80中，在进入蓄热装置80前，需要对该部分冷媒进行进一步的降压，增加后续过热度和保证二次吸气压力，进一步降低温度的冷媒到蓄热装置80中进行吸热，自身被加热成饱和或者过饱和的气体，蓄热材料的温度得到降低。该部分气体被吸入压缩机10的二次补气增焓口。完成这部分冷媒的循环。此方式的设置可实现二次增焓，提高压缩机循环量，降低冷凝压力。对高温制冷量有一定提升影响。

参见图7，冬天制热运行循环和作用：

高温气态冷媒从压缩机10排气口出来后进入四通阀50，在四通阀50的导向作用下，进入室内侧换热器20；高温冷媒在此处强制对流换热，把热量传递给室内，提高了房间的温度，接近饱和的冷媒经过在进入节流元器件前，（第三电磁阀63开启后）其中一部分冷媒在毛细管70的节流作用下流入蓄热装置80中，降低温度的冷媒到蓄热装置80中进行吸热，自身被加热成饱和或者过饱和的气体，该部分气体被吸入压缩机的二次增涵口。提高冷媒循环量，提高低温制热量。

空调循环装置通过控制电磁阀可实现在夏天运行制冷时，旁通一部分低压冷媒在蓄热装置80中吸热，一方面提高压缩机10循环量，另外一方面可以通过此方式降低高温情况下蓄热装置80的内部高温，防止蓄热材料长期高温变质等隐患问题。

蓄热装置80与压缩机10的排气装置贴合设置。蓄热装置80内设置有相变蓄热材料或者显热蓄热材料。吸热材料通过吸收压缩机10排气热量来加热蓄热物质，保证蓄热物质热量储存的饱和度，另外结构上也不需受限于压缩机10的壳体，且内机没有较冷温度冷媒通过，可以通过增加电加热管的方式提高内机舒适度。

参见图1至图7，室外换热器30的第二端口与第一节点A之间的管路上设置有节流原件40。蓄热装置80的第一端与第一节点A之间的管路上设置有毛细管70。室外换热器30的第二端口与室内换热器20的第二端口之间设置有截止阀。四通阀50的第四接口与室内换热器20的第一端口之间设置有截止阀。电磁阀可使用电子膨胀阀替换。

一种空调循环装置的控制方法，在工作过程中，使蓄热装置80吸收压缩机10热量并储存；通过关闭第一电磁阀61关闭与室内换热器20并行的化霜支路；在化霜过程中，关闭第二电磁阀62，使冷媒通过蓄热装置80带走存储的热量；打开第一电磁阀61使冷媒吸收蓄热装置80的热量后，通过化霜支路进行化霜。

在工作过程中，打开第三电磁阀63，通过蓄热装置80对压缩机10进行补气。

从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：

本发明使热泵式空调机在运行制热时可实现连续制热储存在蓄热装置中；化霜时将蓄热装置中储存的热量释放，不会产生间断式的制热模式和温差变化设计结构简单，使用户感觉舒适，设计结构简单，易于实现。该蓄热形式可以避免压缩机废热形式蓄热的不足点。增加双级补气压缩机的循环原理，实现了在现有蓄热循环中对蓄热装置在高温和低温不同条件下的循环多次利用，提高了现有蓄热装置的使用领域和范围。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种空调循环装置，其特征在于，包括：

依次连通的压缩机（10）、四通阀（50）、室外换热器（30）、节流元件（40）和室内换热器（20）；

所述四通阀（50）的第一接口与所述压缩机（10）的出口端相连通；

所述四通阀（50）的第二接口与所述室外换热器（30）的第一端口相连通；

所述四通阀（50）的第三接口与所述压缩机（10）的入口端相连通；

所述四通阀（50）的第四接口与所述室内换热器（20）的第一端口相连通；

蓄热装置（80），所述蓄热装置（80）的第一端通过第一节点（A）连通到所述室外换热器（30）的第二端口与所述室内换热器（20）的第二端口之间的管路上，所述蓄热装置（80）的第二端通过第二节点（B）连通到所述室内换热器（20）的第一端口与所述四通阀（50）的第四接口之间的管路上；

所述蓄热装置（80）的第二端与所述第二节点（B）之间的管路上设置有第一电磁阀（61）；

所述第一节点（A）与所述室内换热器（20）的第二端口之间设置第二电磁阀（62）。

2.根据权利要求1所述的空调循环装置，其特征在于，还包括补气支路，所述补气支路的一端与所述压缩机（10）的二次补气口相连通，所述补气支路的另一端与所述蓄热装置（80）的第三端口相连通，所述蓄热装置（80）的第三端与所述压缩机（10）的二次补气口之间设置有第三电磁阀（63）。

3.根据权利要求1或2所述的空调循环装置，其特征在于，所述蓄热装置（80）与所述压缩机（10）的排气装置贴合设置或通过旁通排气管相连通。

4.根据权利要求3所述的空调循环装置，其特征在于，所述蓄热装置（80）内设置有相变蓄热材料或者显热蓄热材料。

5.根据权利要求1所述的空调循环装置，其特征在于，所述节流原件（40）设置在所述室外换热器（30）的第二端口与所述第一节点（A）之间的管路上。

6.根据权利要求1或2所述的空调循环装置，其特征在于，所述蓄热装置（80）的第一端与第一节点（A）之间的管路上设置有毛细管（70）。

7.根据权利要求6所述的空调循环装置，其特征在于，所述室外换热器（30）的第二端口与室内换热器（20）的第二端口之间设置有截止阀。

8.根据权利要求7所述的空调循环装置，其特征在于，所述四通阀（50）的第四接口与所述室内换热器（20）的第一端口之间设置有截止阀。

9.一种空调循环装置的控制方法，其特征在于，

在工作过程中，使蓄热装置（80）吸收压缩机（10）热量并储存；

通过关闭第一电磁阀（61）关闭与室内换热器（20）并行的化霜支路；

在化霜过程中，关闭第二电磁阀（62），使冷媒通过所述蓄热装置（80）带走存储的热量；

打开所述第一电磁阀（61）使冷媒吸收所述蓄热装置（80）的热量后，通过化霜支路进行化霜。

10.根据权利要求9所述的空调循环装置的控制方法，其特征在于，

在工作过程中，打开第三电磁阀（63），通过所述蓄热装置（80）对所述压缩机（10）进行补气。