CN106839482A - 制冷制热双循环系统、方法及汽车空调系统 - Google Patents

制冷制热双循环系统、方法及汽车空调系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种制冷制热双循环系统，包括压缩机、四通换向阀、冷凝器、第一节流装置、气液分离器、第一蒸发器、第二节流装置以及第二蒸发器，所述冷凝器、第一节流装置、气液分离器、第一蒸发器、第二节流装置以及第二蒸发器均为可逆向流通设备。在系统制冷时，调节所述四通换向阀的第一阀口与第二阀口连通，第三阀口与第四阀口连通，以及控制所述第一节流装置的开度大于所述第二节流装置的开度；在系统制热时，调节所述四通换向阀的第一阀口与第四阀口连通，第二阀口与第三阀口连通，以及控制所述第二节流装置的开度小于所述第一节流装置的开度。本发明还公开了一种制冷制热双循环系统的控制方法及汽车空调系统。

Description

制冷制热双循环系统、方法及汽车空调系统
技术领域
本发明涉及制冷与空调技术领域，尤其涉及一种制冷制热双循环系统、方法及汽车空调系统。
背景技术
在一个有限面积空间内，往往不同的人群对冷量或者热量的需求是不同的，比如年轻人需要的热量或冷量多，儿童、妇女和老人对热量或冷量的需求少。因此，经常会出现在一个房间、汽车内部等较小场所内，空调设定一个目标温度，一部分人群总是抱怨说温度太高，室内太热，可另外一部分人总是抱怨怎么这么冷。由于目前的热泵型空调器只有一个室内蒸发器和一个节流装置，不能实现分区域制冷或制热，因此无法解决上述痛点问题。
发明内容
本发明实施例的目的是提供一种制冷制热双循环系统、方法及汽车空调系统，能有效解决现有技术中存在的不能实现分区域制冷或制热的问题。
为实现上述目的，本发明实施例提供了一种制冷制热双循环系统，其特征在于，包括压缩机、四通换向阀、冷凝器、第一节流装置、气液分离器、第一蒸发器、第二节流装置以及第二蒸发器，所述压缩机的出口连接所述四通换向阀的第一阀口，所述四通换向阀的第二阀口连接所述冷凝器的进口，所述冷凝器的出口连接所述第一节流装置的进口，所述第一节流装置的出口连接所述气液分离器的进口，所述气液分离器的气相侧出口连接所述压缩机的中压进口，所述气液分离器的液相侧出口一方面直接连接所述第一蒸发器的进口，另一方面通过所述第二节流装置连接第二蒸发器的进口，所述第一蒸发器的出口以及第二蒸发器的出口均连接所述四通换向阀的第四阀口，所述四通换向阀的第三阀口连接所述压缩机的低压进口；
其中，所述冷凝器、第一节流装置、气液分离器、第一蒸发器、第二节流装置以及第二蒸发器均为可逆向流通设备；
在系统制冷时，调节所述四通换向阀的第一阀口与第二阀口连通，第三阀口与第四阀口连通，以及控制所述第一节流装置的开度大于所述第二节流装置的开度；在系统制热时，调节所述四通换向阀的第一阀口与第四阀口连通，第二阀口与第三阀口连通，以及控制所述第二节流装置的开度小于所述第一节流装置的开度。
作为上述方案的改进，所述第一节流装置为电子膨胀阀、毛细管或毛细芯装置。
作为上述方案的改进，所述第二节流装置为电子膨胀阀、毛细管或毛细芯装置。
作为上述方案的改进，所述第一蒸发器和所述第二蒸发器可分别置于温度需求不同的分区内。
本发明实施例对应提供了一种汽车空调系统，其采用如上所述的制冷制热双循环系统。
本发明实施例还对应提供了一种制冷制热双循环系统的控制方法，适用于控制如上所述的制冷制热双循环系统，所述控制方法包括步骤：
制冷时，调节所述四通换向阀的第一阀口与第二阀口连通，第三阀口与第四阀口连通，并控制所述第一节流装置的开度大于所述第二节流装置的开度，从而使第一蒸发器的制冷温度低于第二蒸发器的制冷温度；
制热时，调节所述四通换向阀的第一阀口与第四阀口连通，第二阀口与第三阀口连通，以及控制所述第二节流装置的开度小于所述第一节流装置的开度，从而使所述第二蒸发器的制热温度高于所述第一蒸发器的制热温度。
与现有技术相比，本发明实施例公开的一种制冷制热双循环系统、方法及汽车空调系统通过设置四通换向阀、两个蒸发器和多个节流装置，并根据制冷制热不同需求调节四通换向阀的阀口流通方向，以及在制冷制热过程中对两个节流装置的控制，可以使不同的蒸发器获得不同的制冷制热温度。当将具有本实施例的制冷制热双循环系统的汽车空调系统使用在汽车上面，可以在主副驾驶获得不同的制冷/热温度。因此，本发明实施例有效解决了现有技术中存在的不能实现分区域制冷或制热的问题，可以实现同一个系统获得两个不同的制冷/制热温度，温度分区更明显，能够满足对同个空间不同温度的用户使用需求。
附图说明
图1是本发明实施例中一种制冷制热双循环系统的第一结构示意图。
图2是本发明实施例中一种制冷制热双循环系统的第二结构示意图。
图3是本发明实施例中一种制冷制热双循环方法的流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参见图1～2，是本发明实施例提供的一种制冷制热双循环系统的结构示意图。该制冷制热双循环系统包括压缩机101、四通换向阀102、冷凝器103、第一节流装置104、气液分离器105、第一蒸发器106、第二节流装置107以及第二蒸发器108。所述压缩机101的出口1a连接所述四通换向阀102的第一阀口A，所述四通换向阀102的第二阀口B连接所述冷凝器103的进口3a，所述冷凝器103的出口3b连接所述第一节流装置104的进口4a，所述第一节流装置104的出口4b连接所述气液分离器105的进口5a，所述气液分离器105的气相侧出口5b连接所述压缩机101的中压进口1b，所述气液分离器105的液相侧出口5c一方面直接连接所述第一蒸发器106的进口6a，另一方面通过所述第二节流装置107的进口7a，所述第二节流装置107的出口7b连接第二蒸发器108的进口8a，所述第一蒸发器106的出口6b以及第二蒸发器108的出口8b均连接所述四通换向阀102的第四阀口D，所述四通换向阀的第三阀口C连接所述压缩机101的低压进口1c。
其中，所述冷凝器103、第一节流装置104、气液分离器105、第一蒸发器106、第二节流装置107以及第二蒸发器108均为可逆向流通设备。
其中，所述第一节流装置104为电子膨胀阀、毛细管或毛细芯装置。所述第二节流装置107为电子膨胀阀、毛细管或毛细芯装置。
在本实施例中，在系统制冷时，调节所述四通换向阀102的第一阀口A与第二阀口B连通，第三阀口C与第四阀口D连通，以及控制所述第一节流装置104的开度大于所述第二节流装置107的开度，从而使第一蒸发器106的制冷温度低于第二蒸发器108的制冷温度。在系统制热时，调节所述四通换向阀102的第一阀口A与第四阀口D连通，第二阀口B与第三阀口C连通，以及控制所述第二节流装置107的开度小于所述第一节流装置104的开度，从而使所述第二蒸发器108的制热温度高于所述第一蒸发器106的制热温度。
下面，分别对本发明实施例的制冷制热双循环系统的制冷和制热的工作过程及原理进行详细描述。
图1显示了本发明实施例中一种制冷制热双循环系统的制冷循环过程：
在制冷开始前，先调节所述四通换向阀102的第一阀口A与第二阀口B连通，第三阀口C与第四阀口D连通，以及控制所述第一节流装置104的开度大于所述第二节流装置107的开度。制冷开始后，低温低压的制冷剂气体经压缩机101压缩后，变为高温高压的制冷剂气体，然后经过四通换向阀102后，由四通换向阀102的第一阀口A进入并从第二阀口B流出后流入冷凝器103与室外环境换热，变为低温高压的制冷剂液体，经过第一节流装置104后，变为中温中压的气液两相制冷剂混合物。然后，进入气液分离器105，在重力的作用下，气液两相制冷剂进行分离，气体从气液分离器105的气相侧出口5b流出并经过压缩机101的中压进口1b返回压缩机101内，经过压缩机101的压缩后以进行下一轮的循环。而液相制冷剂从气液分离器105的液相侧出口5c出来后，分为两路：第一路直接经过高温高压的第一蒸发器106，蒸发换热，产生制冷量；第二路经过第二节流装置107后，变为更低温更低压制冷剂气液混合物，然后经过第二蒸发器108后，蒸发吸热，制冷剂温度升高，周围温度降低。经过第一蒸发器106蒸发换热和第二蒸发器108蒸发换热后的气液两相制冷剂变为常温低压的制冷剂气体，并先后经四通换向阀102的第四阀口D和第三阀口C后通过压缩机101的低压进口1c返回到压缩机101内，经过压缩机101的压缩后以进行下一轮的循环。
在本系统制冷过程，通过调节第一节流装置104和第二节流装置107的开度，可以改变第一蒸发器106与第二蒸发器108的制冷量与制冷温度，一般来讲，在一定的范围内，开度越小，制冷温度越低，制冷量也较少，开度越大，制冷温度约高，制冷量也较多。在本实施例中，通过控制所述第一节流装置104的开度大于所述第二节流装置107的开度，控制第一蒸发器106的制冷量比第二蒸发器108的制冷量多，从而使第一蒸发器106的制冷温度低于第二蒸发器108的制冷温度。因此，将本实施例的制冷制热双循环系统的第一蒸发器106和第二蒸发器108分别置于同个空间内不同温度需求的分区内，能够满足处于不同分区内的不同温度需求的用户使用，提高舒适性。
在本实施例中，所述压缩机101有两个进口和一个出口，其中一个进口是低压进口1c，另一个进口是中压进口1b，低压进口1c进入的气(液)体会被压缩机101完全压缩，中压进口1b进入的气体会从中间压力开始压缩，两者被压缩后的最终压力是一样的，然后从压缩机101的出口1a排出。
图2显示了本发明实施例中一种制冷制热双循环系统的制热循环过程：
在制热开始前，调节所述四通换向阀102的第一阀口A与第四阀口D连通，第二阀口B与第三阀口C连通，以及控制所述第二节流装置107的开度小于所述第一节流装置104的开度。制热开始后，低温低压的制冷剂气体经压缩机101压缩后，变为高温高压的制冷剂气体由出口1a流出，经四通换向阀102的第一阀口A进入并从第四阀口D流出后分为两路进行换热：第一路经过第一蒸发器106与周围环境进行换热，变为中温高压的制冷剂液体；第二路经过第二蒸发器108与周围环境进行换热，周围环境温度升高，蒸发器中的制冷剂温度降低，变为中温高压的制冷剂液体，经过第二节流装置107后，变为中温中压的制冷剂混合物。经过第二节流装置107出来的中温中压的制冷剂混合物与经过第一蒸发器106出来的液体进行混合后，通过液相侧出口5c进入气液分离器105，气液分离器105把气液两相制冷剂分离，中间压力状态的气相制冷剂通过气液分离器105的气相侧出口5b流出，并经过压缩机101的中压进口1b返回压缩机101内，经过压缩机101的压缩后以进行下一轮的循环。而液相制冷剂则从进口5a流出以继续经过第一节流装置104，变为低温低压气液两相混合物，然后流经室外侧的冷凝器103，变为常压的气相制冷剂，并先后经四通换向阀102的第二阀口B和第三阀口C后通过压缩机101的低压进口1c返回到压缩机101内，经过压缩机101的压缩后以进行下一轮的循环。
在本系统制热过程，通过调节第一节流装置104和第二节流装置107的开度，可以改变第一蒸发器106与第二蒸发器108的制热量与制热温度。一般来讲，在一定的范围内，开度越小，制热温度越高，制热量也较多，开度越大，制热温度约低，制热量也较少。由于第二蒸发器108后面设有第二节流装置107，且第二节流装置107的开度小于所述第一节流装置104的开度，因此相比第一蒸发器106，第二蒸发器108可以获得更高的制热温度。
因此，将本实施例的制冷制热双循环系统的第一蒸发器106和第二蒸发器108分别置于同个空间内不同温度需求的分区内，能够满足处于不同分区内的不同温度需求的用户使用，提高舒适性。
可见，本发明实施例公开的一种制冷制热双循环系统通过设置四通换向阀、两个蒸发器和多个节流装置，并根据制冷制热不同需求调节四通换向阀的阀口流通方向，以及在制冷制热过程中对两个节流装置的控制，可以使不同的蒸发器获得不同的制冷制热温度，特别适合一机多温的场所使用。
本发明另一实施例公开了一种汽车空调系统，该汽车空调系统采用如上实施例所公开的制冷制热双循环系统。由于汽车空调系统采用上述制冷制热双循环系统，温度分区更明显，可以实现主副驾驶不同的制冷制热温度，适合更多的人群在车厢内，冷热效果明显，汽车空调能效更高，能力更足。
参考图3，本发明实施例公开了一种制冷制热双循环系统的控制方法，适用于控制如上实施例所述的制冷制热双循环系统，所述控制方法包括步骤：
S101、制冷时，调节所述四通换向阀的第一阀口与第二阀口连通，第三阀口与第四阀口连通，并控制所述第一节流装置的开度大于所述第二节流装置的开度，从而使第一蒸发器的制冷温度低于第二蒸发器的制冷温度；
S102、制热时，调节所述四通换向阀的第一阀口与第四阀口连通，第二阀口与第三阀口连通，以及控制所述第二节流装置的开度小于所述第一节流装置的开度，从而使所述第二蒸发器的制热温度高于所述第一蒸发器的制热温度。
可以理解的，本实施例的制冷制热双循环系统的控制方法的工作过程和原理请参考上述实施例的制冷制热双循环系统的相关描述，在此不再赘述。
综上所述，本发明实施例公开的一种制冷制热双循环系统、方法及汽车空调系统通过设置四通换向阀、两个蒸发器和多个节流装置，并根据制冷制热不同需求调节四通换向阀的阀口流通方向，以及在制冷制热过程中对两个节流装置的控制，可以使不同的蒸发器获得不同的制冷制热温度。当将具有本实施例的制冷制热双循环系统的汽车空调系统使用在汽车上面，可以在主副驾驶获得不同的制冷/热温度。因此，本发明实施例有效解决了现有技术中存在的不能实现分区域制冷或制热的问题，可以实现同一个系统获得两个不同的制冷/制热温度，温度分区更明显，能够满足对同个空间不同温度的用户使用需求。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种制冷制热双循环系统，其特征在于，包括压缩机、四通换向阀、冷凝器、第一节流装置、气液分离器、第一蒸发器、第二节流装置以及第二蒸发器，所述压缩机的出口连接所述四通换向阀的第一阀口，所述四通换向阀的第二阀口连接所述冷凝器的进口，所述冷凝器的出口连接所述第一节流装置的进口，所述第一节流装置的出口连接所述气液分离器的进口，所述气液分离器的气相侧出口连接所述压缩机的中压进口，所述气液分离器的液相侧出口一方面直接连接所述第一蒸发器的进口，另一方面通过所述第二节流装置连接第二蒸发器的进口，所述第一蒸发器的出口以及第二蒸发器的出口均连接所述四通换向阀的第四阀口，所述四通换向阀的第三阀口连接所述压缩机的低压进口；
其中，所述冷凝器、第一节流装置、气液分离器、第一蒸发器、第二节流装置以及第二蒸发器均为可逆向流通设备；
在系统制冷时，调节所述四通换向阀的第一阀口与第二阀口连通，第三阀口与第四阀口连通，以及控制所述第一节流装置的开度大于所述第二节流装置的开度；在系统制热时，调节所述四通换向阀的第一阀口与第四阀口连通，第二阀口与第三阀口连通，以及控制所述第二节流装置的开度小于所述第一节流装置的开度。
2.根据权利要求书1所述的制冷制热双循环系统，其特征在于，所述第一节流装置为电子膨胀阀、毛细管或毛细芯装置。
3.根据权利要求书1所述的制冷制热双循环系统，其特征在于，所述第二节流装置为电子膨胀阀、毛细管或毛细芯装置。
4.根据权利要求书1所述的制冷制热双循环系统，其特征在于，所述第一蒸发器和所述第二蒸发器可分别置于温度需求不同的分区内。
5.一种汽车空调系统，其特征在于，采用如权利要求1～4任一项所述的制冷制热双循环系统。
6.一种制冷制热双循环系统的控制方法，适用于控制如权利要求1～4任一项所述的制冷制热双循环系统，其特征在于，所述控制方法包括步骤：
制冷时，调节所述四通换向阀的第一阀口与第二阀口连通，第三阀口与第四阀口连通，并控制所述第一节流装置的开度大于所述第二节流装置的开度，从而使第一蒸发器的制冷温度低于第二蒸发器的制冷温度；
制热时，调节所述四通换向阀的第一阀口与第四阀口连通，第二阀口与第三阀口连通，以及控制所述第二节流装置的开度小于所述第一节流装置的开度，从而使所述第二蒸发器的制热温度高于所述第一蒸发器的制热温度。
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