CN106369863A - 制冷装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种制冷装置，包括：压缩机、换向组件、室外换热器、室内换热器和闪蒸器，压缩机包括壳体、压缩机构和旁通阀，第二气缸设有第二吸气通道和第三吸气通道，第二吸气通道和第三吸气通道之间连接有连接通道，旁通阀用于控制连接通道通断，旁通阀的内侧端口与第二气缸的气缸腔连通，旁通阀的外侧端口通过阀体组件与两个连接管路切换连通，其中一个连接管路与排气管相连，另一个连接管路与第一吸气管或第二吸气管相连；闪蒸器设有第一接口、第二接口和气体接口，气体接口与第二吸气管相连。根据本发明的制冷装置，可以提高蒸发器的换热效率，满足低温制热需求，提高制冷装置的能效。

Description

制冷装置

技术领域

本发明涉及制冷领域，尤其是涉及一种制冷装置。

背景技术

在冬季由于室内外温差大，空调系统在低温环境下制热能力将大幅度衰减，无法达到用户需热量的需求。原因如下：第一：低温环境下，压缩机吸气口处制冷剂密度较小，导致制冷剂吸入量降低，进而影响空调系统的制热量。第二：由于室内外温差较大，空调系统蒸发温度与冷凝温度差异悬殊，节流后会闪发出大量气体，导致蒸发器不同流路间制冷剂分配不均匀，影响蒸发器换热效率，同时由于这些闪发气体进入蒸发器吸收的热量较小，而挤占蒸发器管道空间却很大，使管道很大表面积失去液体传导的功能，进一步影响了蒸发器的换热效率。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明提出一种制冷装置，可以提高蒸发器的换热效率，同时可以满足低温制热需求，提高制冷装置的能效。

根据本发明实施例的制冷装置，包括：压缩机，所述压缩机包括壳体、压缩机构和旁通阀，所述壳体上设有排气管、第一吸气管和第二吸气管，所述压缩机构设在所述壳体内，所述压缩机构包括第一气缸和第二气缸，所述第一气缸的第一吸气通道与所述第一吸气管连通，所述第二气缸设有第二吸气通道和第三吸气通道，所述第二吸气通道与所述第二吸气管连通，所述第二吸气通道和所述第三吸气通道之间连接有连接通道，所述旁通阀用于控制所述连接通道通断，所述旁通阀的内侧端口与所述第二气缸的气缸腔连通，所述旁通阀的外侧端口通过阀体组件与两个连接管路切换连通，其中一个所述连接管路与所述排气管相连，另一个所述连接管路与所述第一吸气管或所述第二吸气管相连；换向组件，所述换向组件包括第一阀口至第四阀口，所述第一阀口与所述排气管相连，所述第四阀口与所述第一吸气管相连；室外换热器和室内换热器，所述室外换热器与第二阀口相连，所述室内换热器与第三阀口相连；闪蒸器，所述闪蒸器设有第一接口、第二接口和气体接口，所述第一接口与所述室外换热器之间连接有第一节流元件，所述第二接口与所述室内换热器之间连接有第二节流元件，所述气体接口与所述第二吸气管相连。

根据本发明实施例的制冷装置，不仅可以提高蒸发器的换热效率，同时可以满足低温制热需求，提高制冷装置的能效。

优选地，所述阀体组件为三通阀。

优选地，所述换向组件为四通阀。

可选地，所述第一节流元件为电子膨胀阀。

可选地，所述第二节流元件为电子膨胀阀。

在本发明的具体实施例中，所述制冷装置所用冷媒为HCFC、HFC、HC、HFO中的任意一种或以上冷媒的混合物。

附图说明

图1为根据本发明实施例的制冷装置的示意图；

图2为根据本发明实施例的压缩机的压缩机构的示意图；

图3为根据本发明实施例的第二气缸与活塞和滑片的配合示意图，其中旁通阀处于关闭状态；

图4为根据本发明实施例的第二气缸与活塞和滑片的配合示意图，其中旁通阀处于打开状态。

附图标记：

压缩机100、

排气管10、第一吸气管11、第二吸气管12、

压缩机构2、第一气缸20、第二气缸21、第二吸气通道210、第三吸气通道211、连接通道22、

旁通阀3、活塞4、滑片5、曲轴6、

制冷装置1000、室外换热器200、室内换热器300、闪蒸器400、第一接口a、第二接口b、气体接口c、第一节流元件500、第二节流元件600、

换向组件700、第一阀口e、第二阀口f、第三阀口g、第四阀口h。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。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。

下面参考图1-图4详细描述根据本发明实施例的制冷装置1000，制冷装置1000具有制冷模式和制热模式。具体地，制冷装置1000所用冷媒为HCFC、HFC、HC、HFO中的任意一种或以上冷媒的混合物。

如图1-图4所示，根据本发明实施例的制冷装置1000，包括：压缩机100、换向组件700、室外换热器200、室内换热器300和闪蒸器400。其中压缩机100包括壳体、压缩机构2和旁通阀3，壳体上设有排气管10、第一吸气管11和第二吸气管12。

压缩机构2设在壳体内，压缩机构2包括第一气缸20和第二气缸21，第一气缸20的第一吸气通道与第一吸气管11连通，第二气缸21设有第二吸气通道210和第三吸气通道211，第二吸气通道210与第二吸气管12连通，第二吸气通道210和第三吸气通道211之间连接有连接通道22。可以理解的是，压缩机构2还包括曲轴6、活塞4和滑片5等元件，压缩机100还包括电机等元件，电机的转子设在曲轴6上以驱动曲轴6转动，第一气缸20的气缸腔内和第二气缸21的气缸腔内分别设有活塞4，每个活塞4与滑片5配合，两个活塞4分别外套在曲轴6上以由曲轴6驱动转动。

旁通阀3用于控制连接通道22通断，也就是说，旁通阀3可以控制连接通道22导通，此时第二吸气通道210和第三吸气通道211通过连接通道22连通；旁通阀3还可以控制连接通道22关闭，此时第二吸气通道210和第三吸气通道211之间处于不导通状态。

旁通阀3的内侧端口与第二气缸21的气缸腔连通，旁通阀3的外侧端口通过阀体组件与两个连接管路切换连通，其中一个连接管路与排气管10相连，另一个连接管路与第一吸气管11或第二吸气管12相连。具体而言，旁通阀3的内侧端口的压力为第二气缸21的气缸腔的压力，旁通阀3的外侧端口的压力可切换至排气压力或者切换至第一气缸20的吸气压力或第二气缸21的第二吸气通道210的吸气压力。

当旁通阀3的外侧端口与排气管10连通时，即旁通阀3的外侧端口的压力切换至排气压力时，由于旁通阀3的外侧端口的压力大于内侧端口的压力，从而旁通阀3处于关闭状态，即连接通道22处于关闭状态。当旁通阀3的外侧端口切换至与第一吸气管11或者第二吸气管12连通时，即旁通阀3的外侧端口的压力切换至第一气缸20的吸气压力或者第二气缸21的第二吸气通道210的吸气压力时，当第二气缸21内的活塞4转动至一定角度θ后，第二气缸21的气缸腔内的压力大于旁通阀3的外侧端口的压力，从而旁通阀3打开，此时第二吸气通道210和第三吸气通道211通过连接通道22导通。从而使得旁通阀3的控制方式简单。

具体地，当旁通阀3控制第二吸气通道210和第三吸气通道211通过连接通道22连通时，第二气缸21的气缸腔内的部分冷媒通过第三吸气通道211和连接通道22排到第二吸气通道210，也就是说，气缸腔内的一部分经过压缩的冷媒会从第三吸气通道211排出后重新从第二吸气通道210吸入到第二气缸21的气缸腔内，简言之，从第二吸气通道210吸入到第二气缸21的气缸腔内的冷媒中的一部分会重新从第二吸气通道210吸入到第二气缸21的气缸腔内，从而当连接通道22导通时，压缩机100的第二吸气管12的吸气量会减少。

室外换热器200与第二阀口f相连，室内换热器300与第三阀口g相连。闪蒸器400设有第一接口a、第二接口b和气体接口c，第一接口a与室外换热器200之间连接有第一节流元件500，第二接口b与室内换热器300之间连接有第二节流元件600，气体接口c与第二吸气管12相连。可选地，第一节流元件500为电子膨胀阀，第二节流元件600为电子膨胀阀。

制冷装置1000处于制冷模式时，第一阀口e与第二阀口f连通且第三阀口g与第四阀口h连通，从第一气缸20排出的经过压缩后的冷媒和从第二气缸21排出的经过压缩后的冷媒从排气管10经过换向组件700排出到室外换热器200中进行冷凝散热，从室外换热器200排出的冷媒经过第一节流元件500的节流降压后从第一接口a排入到闪蒸器400内进行气液分离，气态冷媒从气体接口c和第二吸气管12排入到第二气缸21中进行压缩，液态冷媒从第二接口b排出并经过第二节流元件600的节流降压后排入到室内换热器300中进行蒸发吸热，从室内换热器300排出的冷媒通过换向组件700和第一吸气管11排入到第一气缸20中进行压缩，如此重复。由此可知，制冷时，室外换热器200为冷凝器，室内换热器300为蒸发器。

制冷装置1000处于制热模式时，第一阀口e与第三阀口g连通且第二阀口f与第四阀口h连通，第一气缸20排出的经过压缩后的冷媒和从第二气缸21排出的经过压缩后的冷媒从排气管10经过换向组件700排出到室内换热器300中进行冷凝散热，从室内换热器300排出的冷媒经过第二节流元件600的节流降压后从第二接口b排入到闪蒸器400内进行气液分离，气态冷媒从气体接口c和第二吸气管12排入到第二气缸21中进行压缩，液态冷媒从第一接口a排出并经过第一节流元件500的节流降压后排入到室外换热器200中进行蒸发吸热，从室外换热器200排出的冷媒通过换向组件700和第一吸气管11排入到第一气缸20中进行压缩，如此重复。由此可知，制热时，室内换热器300为冷凝器，室外换热器200为蒸发器。

由上分析可知，制冷装置1000在制冷模式和制热模式时，都可以把闪蒸器400中分离出来的饱和蒸汽抽取并利用第二气缸21进行压缩。当闪蒸器400中的饱和蒸汽被第二气缸21抽取压缩后，可以防止该部分饱和蒸汽压力进一步降低至蒸发压力，直接把该部分饱和蒸汽压缩到排气压力，从而可以节省压缩机100的功耗，另外把该部分饱和蒸汽抽取后作为蒸发器的蒸汽量会减少，可以提高蒸发器的换热效果，实现空调系统能效的提升。

其中制冷装置1000具有两个工作模式，工作模式一为旁通阀3的外侧端口的压力为排气压力，旁通阀3关闭，此时第二吸气通道210和第三吸气通道211的连接通道22无法回气，即当活塞4转过一定角度θ后，第二气缸21的气缸腔的压力较第二气缸21的第二吸气通道210压力会上升，但还不足以打开旁通阀3，第二气缸21的第二吸气通道210的吸气压力等于闪蒸器400的气体接口c的压力。此时第二气缸21的工作容积最大，即从第二吸气通道210吸入进来的气体全部被压缩成排气压力后从第二气缸21的排气口排出。

工作模式二为旁通阀3的外侧端口的压力切换至第一气缸20的吸气压力或者第二气缸21的第二吸气通道210的吸气压力，当活塞4转过一定角度θ后，第二气缸21的气缸腔的压力较第二气缸21的第二吸气通道210的压力会上升，则旁通阀3打开，此时第二吸气通道210与第三吸气通道211的连接通道22可以回气，即从第二吸气通道210吸入进来的气体部分会从第三吸气通道211及连接通道22回流到第二吸气通道210，则该工作状态下第二气缸21压缩的气体量比连接通道22无法回气时少。同理当活塞4旋转一周工作一个周期时，在连接通道22无法回气时第二气缸21从闪蒸器400中抽取的气体量明显大于连接通道22回气时第二气缸21从闪蒸器400中抽取的气体量。

由上分析可知，可以把第二气缸21的工作容积设计偏大一点，以解决目前行业内制冷装置制热时制热能力不足的现象，同时又可以兼顾空调系统的能效。

第二气缸21结构根据所匹配的制冷装置1000例如空调系统其制热工况时所需要的制热量，把第二气缸21在工作模式一下的工作容积大小设置为满足制热量的需求。故在工作模式一下，制冷装置1000运行可以达到最大制热量，满足消费者使用需求，同时第二气缸21从闪蒸器400中有抽取大量的饱和蒸汽进行压缩，防止了该部分饱和蒸汽压力进一步降低。最终节省了压缩机100功耗，同时更大幅度的改善了蒸发器的换热效率，提高了空调系统的能效。

而当制冷装置1000制冷运行时，尤其是以最小制冷低频运行时，系统中工作的气体量没必要那么多，则第二气缸21采用工作模式二，部分饱和蒸汽通过连接通道22回流到第二吸气通道210中，第二气缸21压缩的气体量减少则对应的吸气量减少，则闪蒸器400中的分离出的饱和蒸汽量也随之减少，可以通过调节第一节流元件500和第二节流元件600进行实现降低闪蒸器400中的分离出的饱和蒸汽量的目的。在工作模式二时压缩机100一样可以抽取饱和蒸汽进行压缩，也可以减小蒸发器前端入口蒸汽量，实现换热效率提高，最终大幅度提高空调能效的目的。也就是说，根据本发明实施例的制冷装置1000，闪蒸器400中的压力可以通过第一节流元件500和第二节流元件600进行控制，可以根据设计需要去调整压缩结构2的第二气缸21的工作状态并随之调节闪蒸器400中的饱和蒸汽分离压力，来达到系统运行的目的与需求。

根据本发明实施例的制冷装置1000，不仅可以提高蒸发器的换热效率，同时可以满足低温制热需求，提高制冷装置1000的能效。

在本发明的优选实施例中，阀体组件为三通阀，三通阀的三个端口分别与旁通阀3的外侧端口和两个连接管路相连，三通阀动作以控制旁通阀3的外侧端口与其中一个连接管路连通，从而使得阀体组件的结构简单。当然可以理解的是，阀体组件还可以是设在两个连接管路上的两个阀体，通过控制其中一个阀体打开以控制旁通阀3的外侧端口与其中一个连接管路连通。

在本发明的具体实施例中，换向组件700为四通阀，从而使得制冷装置1000的结构简单。当然可以理解的是，换向组件700的结构不限于此，例如换向组件700可以由多个控制阀组成，只要换向组件700具有第一阀口e至第四阀口h且可以实现换向即可。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者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必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (6)

1.一种制冷装置，其特征在于，包括：

压缩机，所述压缩机包括壳体、压缩机构和旁通阀，所述壳体上设有排气管、第一吸气管和第二吸气管，所述压缩机构设在所述壳体内，所述压缩机构包括第一气缸和第二气缸，所述第一气缸的第一吸气通道与所述第一吸气管连通，所述第二气缸设有第二吸气通道和第三吸气通道，所述第二吸气通道与所述第二吸气管连通，所述第二吸气通道和所述第三吸气通道之间连接有连接通道，所述旁通阀用于控制所述连接通道通断，所述旁通阀的内侧端口与所述第二气缸的气缸腔连通，所述旁通阀的外侧端口通过阀体组件与两个连接管路切换连通，其中一个所述连接管路与所述排气管相连，另一个所述连接管路与所述第一吸气管或所述第二吸气管相连；

换向组件，所述换向组件包括第一阀口至第四阀口，所述第一阀口与所述排气管相连，所述第四阀口与所述第一吸气管相连；

室外换热器和室内换热器，所述室外换热器与第二阀口相连，所述室内换热器与第三阀口相连；

闪蒸器，所述闪蒸器设有第一接口、第二接口和气体接口，所述第一接口与所述室外换热器之间连接有第一节流元件，所述第二接口与所述室内换热器之间连接有第二节流元件，所述气体接口与所述第二吸气管相连。

2.根据权利要求1所述的制冷装置，其特征在于，所述阀体组件为三通阀。

3.根据权利要求1所述的制冷装置，其特征在于，所述换向组件为四通阀。

4.根据权利要求1所述的制冷装置，其特征在于，所述第一节流元件为电子膨胀阀。

5.根据权利要求1所述的制冷装置，其特征在于，所述第二节流元件为电子膨胀阀。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的制冷装置，其特征在于，所述制冷装置所用冷媒为HCFC、HFC、HC、HFO中的任意一种或以上冷媒的混合物。