CN105928109A - 一种具有模块换热装置的空调系统及具有其的空调 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种具有模块换热装置的空调系统及具有其的空调，包括室外换热器(1)和室内换热器(10)、及设置在该二者之间的、不具有压缩机的主冷媒管路(2)上的节流部件(7)，在节流部件(7)与室外换热器(1)之间或者节流部件(7)与室内换热器(10)之间还设置有模块换热装置(5)，且还包括控制空调系统在制冷和制热模式下均能保证冷媒从模块换热装置(5)流向节流部件(7)的阀门支路控制系统。本发明能够使得仅有一个节流部件的热泵型空调器可以实现模块散热在制冷、制热模式下都可以采用节流前的冷媒对所需散热的模块进行散热降温，有效地防止了冷媒管与模块附近温度低于空气露点温度而在模块附近产生凝露的情况。

Description

一种具有模块换热装置的空调系统及具有其的空调
技术领域
本发明涉及制冷技术领域，特别是涉及具有模块换热装置的空调系统及具有其的空调。
背景技术
变频空调在市场上逐渐普及，全直流变频空调器需要专用的驱动控制器以驱动压缩机或电机的运行，当压缩机或电机运行时，驱动控制器的模块会产生热量，如果这部分热量不能及时散掉，会导致模块温度持续上升，造成模块损坏。
目前变频空调器驱动模块多采用风冷散热，由于散热效率有限，特别是在T3高温气候条件下，散热效果更差，造成驱动模块长期处于高温下工作，对模块可靠性有较大影响。
近些年，一些热泵型多联机外机驱动模块采用了冷媒散热的方式进行散热，其主要靠室外侧冷凝后节流前的冷媒对模块进行散热，其散热效率较高，可靠性也更高。由于多联机内外机都有用于节流的部件，因此可以实现制冷制热都用冷凝后节流前的冷媒进行散热。但是，对于普通的整体式或分体式热泵型空调器，一般只有一个节流部件进行节流，难以保证冷暖模式下都能以冷凝后节流前的冷媒对模块进行散热。
中国发明专利公开号为CN105402961A的文献，记载了一种空调器及其控制方法，其中，空调器包括由压缩机、冷凝器、节流元件和蒸发器依次相连接组成的冷媒流路，还包括：电控模块、散热模块和控制模块，散热模块包括串接的冷媒管和第一电子膨胀阀，第一电子膨胀阀与冷媒管的入口端相连接，散热模块并行接入冷凝器与蒸发器之间设有节流元件的冷媒流路中，并靠近电控模块，以利用流经冷媒管的冷媒为电控模块散热。
但是用电子膨胀阀节流后的低温冷媒对电控模块进行散热，由于换热温差过大，模块附近温度很容易降到露点温度以下而产生凝露水，如果凝露水附着到驱动模块上，极易损坏模块。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种具有模块换热装置的空调系统，实现在制冷制热两种模式下都能采用冷凝后节流前的冷媒对变频驱动控制器模块进行散热，从而解决普通整体式或分体式热泵型空调器模块采用冷媒散热的凝露问题，提高控制器模块的可靠性。
为达到上述目的，本发明主要提供如下技术方案：
一种具有模块换热装置的空调系统，包括室外换热器和室内换热器、及设置在该二者之间的、不具有压缩机的主冷媒管路上的节流部件，在所述节流部件与所述室外换热器之间或者所述节流部件与所述室内换热器之间还设置有模块换热装置，且还包括控制空调系统在制冷和制热模式下均能保证冷媒从所述模块换热装置流向所述节流部件的阀门支路控制系统。
优选地，所述模块换热装置设置在所述主冷媒管路上位于所述节流部件与所述室外换热器之间的位置。
优选地，所述阀门支路控制系统包括设置在所述主冷媒管路上位于所述模块换热装置与所述室外换热器之间的第一单向阀、第一液控通断阀、第一电磁阀或第一四通阀。
优选地，所述阀门支路控制系统还包括，在所述主冷媒管路上包含所述第一单向阀、所述模块换热装置和所述节流部件的管路段，以并联的方式设置的第一支路。
优选地，所述阀门支路控制系统还包括设置在所述第一支路上的第二单向阀、第二液控通断阀、第二电磁阀或第二四通阀。
优选地，所述阀门支路控制系统还包括设置在所述主冷媒管路上位于所述节流部件与所述室内换热器之间位置处的第三单向阀、第三液控通断阀、第三电磁阀或第三四通阀。
优选地，所述阀门支路控制系统还包括，在所述主冷媒管路上包含所述第三单向阀、所述节流部件和所述模块换热装置的管路段，以并联的方式设置的第二支路。
优选地，所述阀门支路控制系统还包括设置在所述第二支路上的第四单向阀、第四液控通断阀、第四电磁阀或第四四通阀。
优选地，所述空调系统还包括用于驱动压缩机或电机运行的驱动控制器，所述模块换热装置用于对所述驱动控制器进行降温散热。
本发明还提供一种空调，其应用了前述的空调系统，且所述空调为普通整体式热泵型空调、或分体式热泵型空调、或全直流变频空调。
与现有技术相比，本发明的散热装置以及装有该散热装置的空调装置至少具有下列有益效果：
本发明提出一种具有模块换热装置的空调系统，包括室外换热器和室内换热器、及设置在该二者之间的、不具有压缩机的主冷媒管路上的节流部件，在所述节流部件与所述室外换热器之间或者所述节流部件与所述室内换热器之间还设置有模块换热装置，且还包括控制空调系统在制冷和制热模式下均能保证冷媒从所述模块换热装置流向所述节流部件的阀门支路控制系统。冷暖空调在两种模式下冷媒流向相反，通过阀门支路控制系统的调整，使得流经换热装置和节流部件的冷媒方向不变，这样就保证使用节流前的冷媒对控制模块进行散热降温，不会由于节流作用导致冷媒吸热量大使控制模块附近温度降到露点温度以下。
采用本发明可以解决仅有一个节流部件的普通整体式或分体式热泵型空调器模块采用冷媒散热的凝露问题，使冷媒散热技术在普通热泵型空调器上可以使用，大大提高空调器模块的可靠性。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
图1是第一种实施方式的空调系统(模块换热装置设置在主冷媒管路的节流部件与所述室外换热器之间)在制冷模式下工作原理图；
图2是第一种实施方式的空调系统(模块换热装置设置在主冷媒管路的节流部件与所述室外换热器之间)在制热模式下工作原理图；
图3是第二种实施方式空调系统(模块换热装置设置在主冷媒管路的节流部件与所述室内换热器之间)在制冷模式下工作原理图；
图4是第二种实施方式的空调系统(模块换热装置设置在主冷媒管路的节流部件与所述室内换热器之间)在制热模式下工作原理图。
其中，1为室外换热器；2为主冷媒管路；3为第一单向阀；4为第二单向阀；5为模块换热装置；6为第四单向阀；7为节流部件；8为第三单向阀；9为第二支路；10为室内换热器；11为第一支路；图中箭头指示冷媒流动方向，元件之间的粗线表示冷媒在其中流动的管路，细线表示冷媒不在其中流动的管路。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明申请的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。在下述说明中，不同的“一实施例”或“实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特定特征、结构、或特点可由任何合适形式组合。
全直流变频空调器需要专用的驱动控制器以驱动压缩机或电机的运行，当压缩机或电机运行时，驱动控制器的模块会产生热量，如果这部分热量不能及时散掉，会导致模块温度持续上升，造成模块损坏。
本发明通过技术手段，实现制冷制热模式均采用冷媒散热的方式对驱动模块进行散热。
实施例1
如图1、2所示，本发明提出一种具有模块换热装置的空调系统，包括室外换热器1和室内换热器10、及设置在该二者之间的、不具有压缩机的主冷媒管路2上的节流部件7，在所述节流部件7与所述室外换热器1之间，且还包括控制空调系统在制冷和制热模式下均能保证冷媒从所述模块换热装置5流向所述节流部件7的阀门支路控制系统。冷暖空调在两种模式下冷媒流向相反，通过阀门支路控制系统的调整，使得流经换热装置和节流部件的冷媒方向不变，这样就保证使用节流前的冷媒对控制模块进行散热降温，不会由于节流作用导致冷媒吸热量大而使控制模块附近温度降到露点温度以下。
实施例2
在上一实施例基础上，如图所示，所述模块换热装置5设置在所述主冷媒管路2上位于所述节流部件7与所述室外换热器1之间的位置。
实施例3
在上一实施例基础上，如图所示，所述阀门支路控制系统包括，设置在所述主冷媒管路2上位于所述模块换热装置5与所述室外换热器1之间的第一单向阀3；设置在所述主冷媒管路2上位于所述节流部件7与所述室内换热器10之间位置处的第三单向阀8；在所述主冷媒管路2上包含所述第一单向阀3、所述模块换热装置5和所述节流部件7的管路段，以并联的方式设置第一支路11；在所述第一支路11上设置第二单向阀4；在所述主冷媒管路2上包含所述第三单向阀8、所述节流部件7和所述模块换热装置5的管路段，以并联的方式设置的第二支路9；在所述第二支路9上设置第四单向阀6。
本实施例利用单向阀自身的单向导通性，使得本发明不需要控制系统的干预，根据自身结构实现冷媒流向的调整，且可靠耐用。
实施例4
本实施例与上一实施例的区别在于，将其中的单向阀更换为液控通断阀(图中未示)。根据空调工作模式不同，主冷媒管两端的压力不同，使用该压力控制通断阀，也可实现根据自身结构调整冷媒流向的作用。以上两种方式都不需要电控装置，节约了成本。
实施例5
本实施例与前两个实施例的区别在于，使用电磁阀(图中未示)替换单向阀或液控通断阀。随着电控系统的进步，电磁阀被越来越广泛地使用，电磁阀具有控制灵活，反映迅速的优点，本发明中的冷媒流向调整装置使用电磁阀控制不同管路的通断，将来自不同方向的冷媒都调整为以同一方向流出的同时，还可以为系统提升功能预留技术储备。
实施例6
本实施例与实施例3-5的区别是，冷媒管中串联的阀门不是同一类型的，而是混合型的，可以是单向阀、液控通断阀、电磁阀中的任意两种或三种的组合形式。
实施例7
与前几个实施例不同，本实施例将支路和多个阀门替换为集成的四通换向阀作为阀门支路控制系统，四通换向阀进、出口分别连接室外换热器、室内换热器，四通换向阀两工作口分别连接模块换热装置的入口端和节流部件的出口端。
集成换向阀在空调的模式转换中已经被广泛使用，在本实施例中使用，由于可能出现冷热冷媒、液态和气态同时通过换向阀，需要考虑密封性和能量损失问题，但对本领域普通技术人员来说，这些都不是不能克服的。
公知的，换向阀具有手动和自动之分，都可以适用于本发明，但从操作方便，舒适可靠的考虑，选用电动换向阀是一种较佳的选择。
与不同管路和通断阀的方案相比，使用集成的四通换向阀，使得产品简洁，占用空间小，装配方便。
实施例8
在实施例5-7中，使用了电磁阀或换向阀，因此需要控制所述电磁阀或四通换向阀的电控系统与之相配。电控系统可以集成在空调总控制中，也可以自成系统。
实施例9
本实施例旨在说明在空调系统中配置本发明的模块换热装置的一种较佳的实施例，空调系统是热泵型空调器。
在制冷模式下，如图1所示，经压缩机排出的高温高压冷媒经室外换热器1冷却后变成低温高压的液态冷媒，液态冷媒流经主冷媒管2和第一单向阀3后到模块换热装置5处对模块进行降温散热，再经节流部件7进行节流后流经第三单向阀8到室内换热器10进行蒸发换热。
制热模式下，如图2所示，经压缩机排出的高温高压冷媒经室内换热器10冷却后变成低温高压的液态冷媒，液态冷媒流经第二支路9和第四单向阀6到模块换热装置5处对模块进行散热，再经节流部件7进行节流后流经第二单向阀4到室内换热器1进行蒸发换热。
由此可见，本发明的空调系统，尤其适用于冷暖式空调器中，保证总是使用经过降温的液态冷媒为空调的控制装置进行散热。
实施例10
本实施例中，将模块换热装置邻近空调系统的变频驱动单元设置。变频空调的驱动模块工作产生的热量尤其高，如果处于炎热高温气候条件下，散热效果差，驱动模块长期处于高温下工作，可靠性会受到很大影响。采用冷媒散热可以有效地为驱动模块降温；而本发明调整冷媒流向，保证在两种工作模式导致的冷媒方向相反的情况下，都能利用冷媒节流部件前的冷媒对驱动模块降温，有预见性地解决了驱动模块附近可能由于降温过度导致产生凝露水的问题。
概括而言，本发明使用不同管路和单向阀的单向导通作用，使空调在制冷、制热模式下冷媒流经模块散热时的状态都是低温高压的液态冷媒，此时冷媒温度低于模块温度且高于空气的露点温度，不但可以将模块的温度降低，而且又避免了模块凝露的问题。
综上，本领域技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各有利方式可以自由地组合、叠加。
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，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种具有模块换热装置的空调系统，其特征在于：包括室外换热器(1)和室内换热器(10)、及设置在该二者之间的不具有压缩机的主冷媒管路(2)上的节流部件(7)，在所述节流部件(7)与所述室外换热器(1)之间或者所述节流部件(7)与所述室内换热器(10)之间还设置有模块换热装置(5)，且还包括控制空调系统在制冷和制热模式下均能保证冷媒从所述模块换热装置(5)流向所述节流部件(7)的阀门支路控制系统。
2.根据权利要求1所述的空调系统，其特征在于：所述模块换热装置(5)设置在所述主冷媒管路(2)上位于所述节流部件(7)与所述室外换热器(1)之间的位置。
3.根据权利要求2所述的空调系统，其特征在于：所述阀门支路控制系统包括设置在所述主冷媒管路(2)上位于所述模块换热装置(5)与所述室外换热器(1)之间的第一单向阀(3)、第一液控通断阀、第一电磁阀或第一四通阀。
4.根据权利要求3所述的空调系统，其特征在于：所述阀门支路控制系统还包括，在所述主冷媒管路(2)上包含所述第一单向阀(3)、所述模块换热装置(5)和所述节流部件(7)的管路段，以并联的方式设置的第一支路(11)。
5.根据权利要求4所述的空调系统，其特征在于：所述阀门支路控制系统还包括设置在所述第一支路(11)上的第二单向阀(4)、第二液控通断阀、第二电磁阀或第二四通阀。
6.根据权利要求2-5之一所述的空调系统，其特征在于：所述阀门支路控制系统还包括设置在所述主冷媒管路(2)上位于所述节流部件(7)与所述室内换热器(10)之间位置处的第三单向阀(8)、第三液控通断阀、第三电磁阀或第三四通阀。
7.根据权利要求6所述的空调系统，其特征在于：所述阀门支路控制系统还包括，在所述主冷媒管路(2)上包含所述第三单向阀(8)、所述节流部件(7)和所述模块换热装置(5)的管路段，以并联的方式设置的第二支路(9)。
8.根据权利要求7所述的空调系统，其特征在于：所述阀门支路控制系统还包括设置在所述第二支路(9)上的第四单向阀(6)、第四液控通断阀、第四电磁阀或第四四通阀。
9.根据权利要求1-8之一所述的空调系统，其特征在于：所述空调系统还包括用于驱动压缩机或电机运行的驱动控制器，所述模块换热装置(5)用于对所述驱动控制器进行降温散热。
10.一种空调，其特征在于：应用了权利要求1-9之一所述的空调系统，且所述空调为普通整体式热泵型空调、或分体式热泵型空调、或全直流变频空调。
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