CN106288564A - 空调系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种空调系统，包括压缩机、四通阀、室内换热器、第一节流装置、室外换热器、蓄能换热装置和第二节流装置，室内换热器、第一节流装置和室外换热器串接在四通阀的第二、四阀口之间的管路上，蓄能换热装置包括蓄能腔体、蒸发管和蓄热管，蒸发管和蓄热管位于蓄能腔体内，蓄能腔体内填充有蓄能材料，蒸发管串联在四通阀的第一阀口与压缩机回气口之间的管路上，蓄热管串联在四通阀的第三阀口与压缩机排气口之间的管路上，第二节流装置设置在蒸发管上；本方案提供的空调系统，能够实现对室外换热器快速、稳定化霜，且制热模式和化霜模式之间进行切换时无需停机。

Description

空调系统

技术领域

本发明涉及空调领域，具体而言，涉及一种空调系统。

背景技术

目前的家用冷暖型空调器，由于低温制热时存在一个化霜过程，而化霜时会导致室内温度的波动，为了解决该技术问题，空调行业做了很多的相关研究，在现有技术中，普遍利用压缩机、电抗器等发热零部件的热量供以冷凝器化霜需求，但这部分热量偏少，难以满足化霜需求，另外，对于利用压缩机热量的方案而言，热量被导走后，压缩机处过低的温度会造成排气在腔体温度降低，并导致冷冻机油润滑失效的问题，引起压缩机运行损耗激增，造成产品寿命缩短。

发明内容

为了解决上述技术问题至少之一，本发明的一个目的在于提供一种空调系统。

本发明提供了一种空调系统，包括：压缩机，具有回气口和排气口；四通阀，具有第一阀口、第二阀口、第三阀口和第四阀口，所述第一阀口通过管路与所述回气口相连，所述第三阀口通过管路与所述排气口相连，所述第二阀口和所述第四阀口通过连接管连接；室内换热器、第一节流装置和室外换热器，串联在所述连接管上；蓄能换热装置，包括蓄能腔体、蒸发管和蓄热管，所述蒸发管的至少部分和所述蓄热管的至少部分位于所述蓄能腔体内，所述蓄能腔体内填充有蓄能材料，所述蒸发管串联在所述第一阀口与所述回气口之间的管路上，所述蓄热管串联在所述第三阀口与所述排气口之间的管路上；第二节流装置，设置在所述蒸发管上。

本发明提供的空调系统，利用蓄能换热装置截留压缩机排气的部分热量进行预存，在系统执行化霜模式时，由蓄能换热装置利用第二节流装置和预存的热量执行系统的蒸发工作以满足能量守恒需求，而室外换热器和室内换热器均执行冷凝工作，以满足室外换热器处化霜需求，同时可确保不影响室内换热器处的制热工作，相对于现有技术而言，本方案能够避免化霜模式下室内温度波动的问题，产品使用舒适度高，且本方案中主要能量源于压缩机排气的热量，不会出现化霜能量不足的问题，且也不会对压缩机的性能造成影响，可靠性高。

更具体而言，系统正常运行时，从压缩机的排气口排出的高温高压冷媒流经蓄热管后经四通阀导流以流入连接管中执行正常的换热工作，其中，冷媒流经蓄热管的过程中，蓄热腔内的蓄热材料吸收并贮存高温高压冷媒的部分热量，在需要对室外换热器处进行化霜时，可通过上调第一节流装置的开度，使室内换热器和室外换热器均执行冷凝工作，从而使室外换热器处得以升温实现化霜，同时确保不影响室内换热器处的制热工作，另外，从室外换热器流出的低温高压冷媒经四通阀导流后进入蒸发管中，蒸发管上设置有第二节流装置，此处，经第二节流装置对冷媒节流降压后，利用贮存在蓄能材料中的热量协助完成系统蒸发工作，使冷媒在蒸发管内降压后回流至压缩机内进入下一个循环。

另外，本发明提供的上述实施例中的空调系统还可以具有如下附加技术特征：

上述技术方案中，所述蒸发管的换热面积不小于所述蓄热管的换热面积。

可以理解的是，相对于制热模式而言，化霜模式为空调系统仅在有化霜需求的时候执行的非普遍运行模式，即化霜需要的时间比蓄热时间短，基于此，本方案中设置蒸发管的换热面积大于蓄热管的换热面积，通过相对减少蓄热管的换热面积的方式，采用在制热模式下以少量多次的方式向蓄能材料供热，这样可降低空调系统的每一次循环时供向蓄能材料的热量，避免冷媒在蓄能换热装置中一次热损失过大造成系统运行不稳定的问题。

上述任一技术方案中，优选地，所述蒸发管的换热面积与所述蓄热管的换热面积之比为2:1～8:1。

在本发明中，通过设置蒸发管的换热面积与蓄热管的换热面积之比不小于2:1，以避免冷媒在蓄能换热装置中一次热损失过大造成系统运行不稳定的问题，另外，设置蒸发管的换热面积与蓄热管的换热面积之比不大于8:1，确保蓄热器处的能量可满足化霜能量要求，提高系统可靠性。

上述任一技术方案中，优选地，所述空调系统还包括：回气管，串联在所述第一阀口与所述回气口之间的管路上，且与所述蒸发管并联；第一阀门，设置在所述回气管上，用于控制所述回气管的通断。

在本方案中，设置回气管与蒸发管并联，且设置第一阀门用于控制回气管的通断，在空调系统处于制热模式时，可控制第一阀门连通，此时，由于回气管上的流阻远小于蒸发管上毛细管的流阻，大部分的冷媒会沿回气管直接流回压缩机，以此降低系统运行损耗，而在空调系统处于化霜模式时，可控制第一阀门断开，此时，冷媒只能沿蒸发管流动使系统执行节流蒸发工作，该设计具有结构简单、控制方便的特点，且在制热模式和化霜模式进行切换时，不需要停机换向也能达到化霜效果，可以避免压缩机频繁启停造成控制滞后影响，实现对室外换热器快速化霜的目的。

上述任一技术方案中，优选地，所述空调系统还包括：控制装置，与所述第一节流装置和所述第一阀门电连接，用于在所述空调系统处于化霜模式时控制所述第一阀门断开，并控制所述第一节流装置的开度至第一预设开度，以及在所述空调系统处于制热模式或制冷模式时控制所述第一阀门连通，并调节所述第一节流装置的开度至第二预设开度，其中，所述第一预设开度大于所述第二预设开度。

在本方案中，由于化霜模式下第一节流装置的开度为第一预设开度，制热或制冷模式下第一节流装置的开度为第二预设开度，且第一预设开度大于第二预设开度，甚至，第一预设开度可以为第一节流装置的最大开度；在化霜模式下，通过增大第一节流装置的开度可以相对降低化霜模式下冷媒在第一节流装置处的节流程度，使冷媒经第一节流装置流向室外换热器时可执行冷凝工作以进行化霜，另外，通过控制第一阀门断开，使从室外换热器流出的冷媒只能进入蒸发管，并利用蒸发管上的第二节流装置节流、且利用蓄能材料中贮存的热量进行换热以使系统执行蒸发工作；在制热模式下，通过将第一节流装置的开度调至第二预设开度，第二预设开度可为一般制热或制冷模式下的第一节流装置开度，并控制第一阀门连通以使冷媒从回气管回流至压缩机，这样可以使系统的蒸发工作在室外换热器处进行，降低产品损耗。

上述技术方案中，优选地，所述第一阀门为电控截止阀。

上述任一技术方案中，优选地，所述第二节流装置邻近所述蒸发管的入口。

在本方案中，设置第二节流装置邻近蒸发管的入口，即第二节流装置位于蒸发管上相对邻近四通阀的第一阀口的位置，这样可以在冷媒进入蒸发管的初期对冷媒进行节流降压，而降压后的冷媒在蒸发管内流动时，蒸发管具有足够的流通路径以确保冷媒得以充分受热蒸发，避免压缩机回液问题。

上述任一技术方案中，优选地，所述第一节流装置为电子膨胀阀；或所述第一节流装置包括毛细管和与所述毛细管并联的旁通管，所述旁通管上设置有第二阀门，所述第二阀门用于调节所述旁通管的开度。

上述任一技术方案中，优选地，所述蒸发管被构造呈蛇管状；和/或所述蓄热管被构造呈蛇管状。

在本方案中，使蒸发管被构造呈蛇管状，这样可极大地提升蓄能腔体内的空间利用率，在确保满足蒸发管换热面积需求的前提下有效精简产品整体体积；使蓄热管被构造呈蛇管状，这样可极大地提升蓄能腔体内的空间利用率，在确保满足蒸发管换热面积需求的前提下有效精简产品整体体积。

上述任一技术方案中，优选地，所述空调系统还包括：气液分离器，串联在所述回气口与所述蒸发管之间。

在本方案中，设置气液分离器串联在回气口与蒸发管之间，这样可以避免压缩机回液的问题，提高压缩机运行可靠性。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本发明一个实施例所述空调系统在制热模式下的结构示意图；

图2是本发明一个实施例所述空调系统在化霜模式下的结构示意图；

图3是本发明一个实施例所述空调系统在制冷模式下的结构示意图。

其中，图1至图3中的附图标记与部件名称之间的对应关系为：

10压缩机，11回气口，12排气口，20四通阀，21第一阀口，22第三阀口，23第二阀口，24第四阀口，30连接管，40室内换热器，50第一节流装置，60室外换热器，71蓄能腔体，72蒸发管，73蓄热管，80第二节流装置，91回气管，92第一阀门，100气液分离器，110室内机，120室外机。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

下面参照图1至图3描述根据本发明一些实施例所述空调系统。

如图1至图3所示，空调系统包括室内机110部分和室外机120部分，室外机120部分包括压缩机10、四通阀20、室外换热器60、第一节流装置50、蓄能换热装置和第二节流装置80，室内机110部分包括室内换热器40。

具体地，压缩机10具有回气口11和排气口12；四通阀20具有第一阀口21、第二阀口22、第三阀口23和第四阀口24，第一阀口21通过管路与回气口11相连，第三阀口23通过管路与排气口12相连，第二阀口22和第四阀口24通过连接管30连接；室内换热器40、第一节流装置50和室外换热器60串联在连接管30上；蓄能换热装置包括蓄能腔体71、蒸发管72和蓄热管73，蒸发管72的至少部分和蓄热管73的至少部分位于蓄能腔体71内，蓄能腔体71内填充有蓄能材料，蒸发管72串联在第一阀口21与回气口11之间的管路上，蓄热管73串联在第三阀口23与排气口12之间的管路上；第二节流装置80设置在蒸发管72上，第二节流装置80可为毛细管或膨胀阀，第二节流装置80为毛细管时可具体位于蓄能腔体71内或位于蓄能腔体71外，第二节流装置80为膨胀阀时位于蓄能腔体71外。

本发明提供的空调系统，利用蓄能换热装置截留压缩机10排气的部分热量进行预存，在系统执行化霜模式时，由蓄能换热装置利用第二节流装置80和预存的热量执行系统的蒸发工作以满足能量守恒需求，而室外换热器60和室内换热器40均执行冷凝工作，以满足室外换热器60处化霜需求，同时可确保不影响室内换热器40处的制热工作，相对于现有技术而言，本方案能够避免化霜模式下室内温度波动的问题，产品使用舒适度高，且本方案中主要能量源于压缩机10排气的热量，不会出现化霜能量不足的问题，且也不会对压缩机10的性能造成影响，可靠性高。

更具体而言，如图1和图3所示，系统正常运行时，从压缩机10的排气口12排出的高温高压冷媒流经蓄热管73后从四通阀20的第三阀口23进入四通阀20，其中，冷媒流经蓄热管73的过程中，蓄热腔内的蓄热材料吸收并贮存高温高压冷媒的部分热量，另外，如图1所示为空调系统的制热模式，冷媒从四通阀20的第四阀口24流出并依次流经室内换热器40、第一节流装置50和室外换热器60以执行正常的换热工作，最后经四通阀20的第二阀口22进入四通阀20，且冷媒流经四通阀20的冷媒从四通阀20的第一阀口21流回至压缩机10的回气口11，而如图3所示为空调系统的制冷模式，冷媒从四通阀20的第二阀口22流出并依次流经室外换热器60、第一节流装置50和室内换热器40以执行正常的换热工作，最后经四通阀20的第四阀口24进入四通阀20，且冷媒流经四通阀20的冷媒从四通阀20的第一阀口21流回至压缩机10的回气口11。

如图2所示，在需要对室外换热器60处进行化霜时，从压缩机10的排气口12排出的高温高压冷媒流经蓄热管73后从四通阀20的第三阀口23进入四通阀20，之后，冷媒从四通阀20的第四阀口24流出并依次流经室内换热器40、第一节流装置50和室外换热器60，其中，可通过上调第一节流装置50的开度，使此处室内换热器40和室外换热器60均执行冷凝工作，从而使室外换热器60处得以升温实现化霜，同时确保不影响室内换热器40处的制热工作，另外，从室外换热器60流出的低温高压冷媒经四通阀20导流后从四通阀20的第一阀口21流出进入蒸发管72中，蒸发管72上设置有第二节流装置80，此处，经第二节流装置80对冷媒节流降压后，利用贮存在蓄能材料中的热量协助完成系统蒸发工作，使冷媒在蒸发管72内降压后回流至压缩机10的回气口11以进入下一个循环。

在本发明的一个实施例中，优选地，蒸发管72的换热面积不小于蓄热管73的换热面积。

可以理解的是，相对于制热模式而言，化霜模式为空调系统仅在有化霜需求的时候执行的非普遍运行模式，即化霜需要的时间比蓄热时间短，基于此，本方案中设置蒸发管72的换热面积大于蓄热管73的换热面积，通过相对减少蓄热管73的换热面积的方式，采用在制热模式下以少量多次的方式向蓄能材料供热，这样可降低空调系统的每一次循环时供向蓄能材料的热量，避免冷媒在蓄能换热装置中一次热损失过大造成系统运行不稳定的问题。

在本发明的一个具体实施例中，优选地，蒸发管72的换热面积与蓄热管73的换热面积之比为2:1～8:1，其中，通过设置蒸发管的换热面积与蓄热管的换热面积之比不小于2:1，以避免冷媒在蓄能换热装置中一次热损失过大造成系统运行不稳定的问题，另外，设置蒸发管的换热面积与蓄热管的换热面积之比不大于8:1，确保蓄热器处的能量可满足化霜能量要求，提高系统可靠性。

在本发明的一个实施例中，如图1至图3所示，空调系统还包括：回气管91和第一阀门92。具体地，回气管91串联在第一阀口21与回气口11之间的管路上，且与蒸发管72并联；第一阀门92设置在回气管91上，用于控制回气管91的通断。

在本方案中，设置回气管91与蒸发管72并联，且设置第一阀门92用于控制回气管91的通断，在空调系统处于制热模式时，可控制第一阀门92连通，此时，由于回气管91上的流阻远小于蒸发管72上的流阻，大部分的冷媒会沿回气管91直接流回压缩机10，以此降低系统运行损耗，而在空调系统处于化霜模式时，可控制第一阀门92断开，此时，冷媒只能沿蒸发管72流动使系统执行蒸发工作，该设计具有结构简单、控制方便的特点，且在制热模式和化霜模式进行切换时，不需要停机换向也能达到化霜效果，可以避免压缩机10频繁启停造成控制滞后影响，实现对室外换热器60快速化霜的目的。

在本发明的一个实施例中，空调系统还包括控制装置，控制装置与第一节流装置50和第一阀门92电连接，用于在空调系统处于化霜模式时控制第一阀门92断开，并控制第一节流装置50的开度至第一预设开度，以及在空调系统处于制热模式或制冷模式时控制第一阀门92连通，并调节第一节流装置50的开度至第二预设开度，其中，第一预设开度大于第二预设开度。

在本方案中，由于化霜模式下第一节流装置50的开度为第一预设开度，制热或制冷模式下第一节流装置50的开度为第二预设开度，且第一预设开度大于第二预设开度，甚至，第一预设开度可以为第一节流装置50的最大开度；在化霜模式下，通过增大第一节流装置50的开度可以相对降低化霜模式下冷媒在第一节流装置50处的节流程度，使冷媒经第一节流装置50流向室外换热器60时可执行冷凝工作以进行化霜，另外，通过控制第一阀门92断开，使从室外换热器60流出的冷媒只能进入蒸发管72，并利用蒸发管72上的第二节流装置80节流、且利用蓄能材料中贮存的热量进行换热以使系统执行蒸发工作；在制热模式下，通过将第一节流装置50的开度调至第二预设开度，第二预设开度可为一般制热或制冷模式下的第一节流装置开度，并控制第一阀门92连通以使冷媒从回气管91回流至压缩机10，这样可以使系统的蒸发工作在室外换热器60处进行，降低产品损耗。

在本发明的一个具体实施例中，优选地，第一阀门92为电控截止阀。

在本发明的一个具体实施例中，如图1至图3所示，第二节流装置80邻近蒸发管72的入口，更具体地，第二节流装置80为毛细管，且毛细管设置在蒸发管72上相对邻近四通阀20的第一阀口21的一端，这样可以在冷媒进入蒸发管72的初期对冷媒进行节流降压，而降压后的冷媒在蒸发管72内流动时，蒸发管72具有足够的流通路径以确保冷媒得以充分受热蒸发，避免压缩机10回液问题。

在本发明的一个具体实施例中，如图1至图3所示，第一节流装置50为电子膨胀阀，电子膨胀阀串联在连接管30上。

在本发明的一个具体实施例中，第一节流装置50包括毛细管(图中未示出)和旁通管(图中未示出)，毛细管和旁通管分别连接管30串联，且旁通管和与毛细管为并联，旁通管上设置有第二阀门(图中未示出)，第二阀门用于调节旁通管的开度。

在本发明的一个具体实施例中，优选地，所述蒸发管72被构造呈蛇管状，这样可极大地提升蓄能腔体71内的空间利用率，在确保满足蒸发管72换热面积需求的前提下有效精简产品整体体积。

在本发明的一个具体实施例中，优选地，所述蓄热管73被构造呈蛇管状，这样可极大地提升蓄能腔体71内的空间利用率，在确保满足蒸发管72换热面积需求的前提下有效精简产品整体体积。

在本发明的一个具体实施例中，如图1至图3所示，空调系统还包括气液分离器100，气液分离器100串联在回气口11与蒸发管72之间。

在本方案中，设置气液分离器100串联在回气口11与蒸发管72之间，这样可以避免压缩机10回液的问题，提高压缩机10运行可靠性。

优选地，蓄能材料为聚乙二醇相变材料或为石蜡、膨胀石墨相变复合材料。

综上所述，本发明提供的空调系统，在传统的空调系统基础上增加了蓄能换热装置和第一阀门92，蓄能换热装置有两个进口、两个出口，具体分为蒸发管72部分和蓄热管73部分，且蓄能换热装置内部填充有蓄热材料，考虑制热和化霜时间比，蒸发管72的换热面积与蓄热管73的换热面积之比为2-8，另外，蒸发管72入口设置第二节流装置80，蒸发管72的进口与蒸发管72的出口通过回气管91连接且回气管91上设有所述的第一阀门92，可以控制第一阀门92连通与断开。当空调正常制热时，第一阀门92是连通的，冷媒直接由第一阀门92回到压缩机10，制热过程的排气经过蓄能换热装置，由于蓄能换热装置中蓄热管73部分的换热面积不大，所以冷媒被截留下少部分热量就进入了室内换热器40中进行冷凝制热，而蓄能换热装置把得到的热量蓄存起来，当进入化霜时，第一节流装置50打到最大开度，来自室内换热器40的冷媒未经节流，还是高温液体，故而在其进入室外换热器60后对室外换热器60进行融霜，此时，由于第一阀门92是关闭的，所以冷媒只能进入蓄能换热装置的蒸发管72，并在第二节流装置80节流后在蓄能换热装置内部吸热、蒸发，最后，进入压缩机10进行压缩开始下一个循环，这样达到不需要停机换向也能化霜的效果。

在本发明中，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定。术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；“相连”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

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)

1.一种空调系统，其特征在于，包括：

压缩机，具有回气口和排气口；

四通阀，具有第一阀口、第二阀口、第三阀口和第四阀口，所述第一阀口通过管路与所述回气口相连，所述第三阀口通过管路与所述排气口相连，所述第二阀口和所述第四阀口通过连接管连接；

室内换热器、第一节流装置和室外换热器，串联在所述连接管上；

蓄能换热装置，包括蓄能腔体、蒸发管和蓄热管，所述蒸发管的至少部分和所述蓄热管的至少部分位于所述蓄能腔体内，所述蓄能腔体内填充有蓄能材料，所述蒸发管串联在所述第一阀口与所述回气口之间的管路上，所述蓄热管串联在所述第三阀口与所述排气口之间的管路上；

第二节流装置，设置在所述蒸发管上。

2.根据权利要求1所述的空调系统，其特征在于，

所述蒸发管的换热面积大于所述蓄热管的换热面积。

3.根据权利要求2所述的空调系统，其特征在于，

所述蒸发管的换热面积与所述蓄热管的换热面积之比为2:1～8:1。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的空调系统，其特征在于，还包括：

回气管，串联在所述第一阀口与所述回气口之间的管路上，且与所述蒸发管并联；

第一阀门，设置在所述回气管上，用于控制所述回气管的通断。

5.根据权利要求4所述的空调系统，其特征在于，还包括：

控制装置，与所述第一节流装置和所述第一阀门电连接，用于在所述空调系统处于化霜模式时控制所述第一阀门断开，并控制所述第一节流装置的开度至第一预设开度，以及在所述空调系统处于制热模式或制冷模式时控制所述第一阀门连通，并调节所述第一节流装置的开度至第二预设开度，其中，所述第一预设开度大于所述第二预设开度。

6.根据权利要求4所述的空调系统，其特征在于，

所述第一阀门为电控截止阀。

7.根据权利要求1至3中任一项所述的空调系统，其特征在于，

所述第二节流装置邻近所述蒸发管的入口。

8.根据权利要求1至3中任一项所述的空调系统，其特征在于，

所述第一节流装置为电子膨胀阀；或

所述第一节流装置包括毛细管和与所述毛细管并联的旁通管，所述旁通管上设置有第二阀门，所述第二阀门用于调节所述旁通管的开度。

9.根据权利要求1至3中任一项所述的空调系统，其特征在于，

所述蒸发管被构造呈蛇管状；和/或所述蓄热管被构造呈蛇管状。

10.根据权利要求1至3中任一项所述的空调系统，其特征在于，还包括：

气液分离器，串联在所述回气口与所述蒸发管之间。