CN107218740B - 冷媒循环系统及具有其的空调器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种冷媒循环系统及具有其的空调器，冷媒循环系统包括依次连接的变容压缩机、冷凝器、闪蒸器和蒸发器，冷媒循环系统还包括：第一控制管路，第一控制管路的第一端与冷凝器和闪蒸器之间的管路连通，第一控制管路的第二端与变容压缩机的控制冷媒入口连通，第一控制管路中设置有第一阀门；和/或，第二控制管路，第二控制管路的第一端与闪蒸器和蒸发器之间的管路连通，第二控制管路的第二端与变容压缩机的控制冷媒入口连通，第二控制管路中设置有第二阀门。以解决现有技术中的销钉的两侧的压差较大问题。

Description

冷媒循环系统及具有其的空调器
技术领域
本发明涉及压缩机领域，具体而言，涉及一种冷媒循环系统及具有其的空调器。
背景技术
变容压缩机中可以有一个或多个气缸能够通过高、低压实现控制气缸是否进行压缩的切换，从而改变处于工作状态中的气缸的数量，实现压缩机的变容控制。
变容压缩机的气缸中设置有滑片，在滑片上设置一个缺口，销钉设置在滑片的下方，销钉下方设置有弹簧。销钉头部一直处于高压或低压，通过气缸切换通道输入的高压或低压作用于销钉的背面，使销钉的头部和背面产生压力差，此压力差可以压缩弹簧(例如，压力差为0.1MPa)，使销钉离开滑片上的缺口，使气缸处于工作状态，或者压力差小于弹簧的弹性力，在弹力的作用下使销钉锁死滑片，使气缸不工作。
目前变容压缩机控制中的缸体切换，一般是通过引入高压或低压来切换缸体的数量，从而达到压缩机变容的效果。目前变容压缩机主要是通过变容压缩机的吸气管路引入低压、排气管路引入高压，配合二通阀、单向阀、三通阀等阀门控制，实现引入压力的控制。然而，由于压缩机振动、管路振动、应力等因素，从吸气管、排气管接管时，用于引入高压或低压的控制管路较短且与冷媒管路形成三角形结构，从而导致管路整体的刚度较大，硬化了整套管路不利于吸收振动，同时由于由压缩机的排气管路引入的压力较大也增加了振动，该连接管应力、振动较大，有断管隐患。
进一步地，由变容压缩机的排气管路引入的高压远大于驱动销钉的弹簧的弹力，且由变容压缩机的吸气管路引入的低压远小于弹簧的弹力，导致销钉的两侧的压差较大，对零部件的寿命不利。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种冷媒循环系统及具有其的空调器，以解决现有技术中的销钉的两侧的压差较大问题。
为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种冷媒循环系统，包括依次连接的变容压缩机、冷凝器、闪蒸器和蒸发器，冷媒循环系统还包括：第一控制管路，第一控制管路的第一端与冷凝器和闪蒸器之间的管路连通，第一控制管路的第二端与变容压缩机的控制冷媒入口连通，第一控制管路中设置有第一阀门；和/或，第二控制管路，第二控制管路的第一端与闪蒸器和蒸发器之间的管路连通，第二控制管路的第二端与变容压缩机的控制冷媒入口连通，第二控制管路中设置有第二阀门。
进一步地，还包括四通阀，四通阀的四个端口分别连接变容压缩机的排气口、变容压缩机的吸气口、冷凝器和蒸发器，第一控制管路的第一端与冷凝器和闪蒸器之间的管路连通，第一控制管路的第二端与变容压缩机的控制冷媒入口连通，第一控制管路中设置有第一阀门；第二控制管路的第一端与蒸发器和四通阀之间的管路连通，第二控制管路的第二端与变容压缩机的控制冷媒入口连通，第二控制管路中设置有第二阀门。
进一步地，冷凝器和闪蒸器之间设置有第一节流组件，第一控制管路的第一端与冷凝器和第一节流组件之间的管路连接。
进一步地，冷凝器和闪蒸器之间设置有第一节流组件，第一控制管路的第一端与第一节流组件和闪蒸器之间的管路连接。
进一步地，还包括四通阀，四通阀的四个端口分别连接变容压缩机的排气口、变容压缩机的吸气口、冷凝器和蒸发器，第一控制管路的第一端与四通阀和冷凝器之间的管路连通，第一控制管路的第二端与变容压缩机的控制冷媒入口连通，第一控制管路中设置有第一阀门；第二控制管路的第一端与闪蒸器和蒸发器之间的管路连通，第二控制管路的第二端与变容压缩机的控制冷媒入口连通，第二控制管路中设置有第二阀门。
进一步地，闪蒸器和蒸发器之间设置有第二节流组件，第二控制管路的第一端与闪蒸器与第二节流组件之间的管路连通。
进一步地，闪蒸器和蒸发器之间设置有第二节流组件，第二控制管路的第一端与第二节流组件和蒸发器之间的管路连通。
进一步地，第一控制管路和/或第二控制管路中设置有气液分离器。
进一步地，包括第一控制管路和第二控制管路，冷媒循环系统还包括汇合管路，第一控制管路的第二端和第二控制管路的第二端均与汇合管路的进口连通，汇合管路的出口与容压缩机的控制冷媒入口，汇合管路中设置有气液分离器。
根据本发明的另一方面，提供了一种空调器，进一步地，空调器包括权利要求1至9中任一项的冷媒循环系统。
应用本发明的技术方案，冷凝器与闪蒸器之间的管路中的压力低于变容压缩机的排气管中的压力，利用该压力作为高压驱动销钉以实现变容压缩机工作状态的改变，降低了销钉两侧的压力差。由于闪蒸器与蒸发器之间的管路中的压力高于变容压缩机的吸气口的压力，因此将该压力作为低压引入变容压缩机，也可以起到降低销钉的两侧的压力差的效果，有利于降低销钉及滑片的损伤，有利于提高其寿命。
进一步地，通过将第一控制管路或第二控制管路连接于远离变容压缩机的位置，降低了管路系统的整体刚度，有利于降低系统的振动。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书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示出了本发明的冷媒循环系统的第一实施例的结构示意图；
图2示出了本发明的冷媒循环系统的第二实施例的结构示意图；
图3示出了本发明的冷媒循环系统的第三实施例的结构示意图。
其中，上述附图包括以下附图标记：
1、第一控制管路；11、第一阀门；12、第一虚线；2、冷凝器；3、闪蒸器；4、第二控制管路；41、第二阀门；42、第二虚线；5、蒸发器；6、四通阀；71、第一节流组件；72、第二节流组件；8、压缩机；9、气液分离器；10、补气管路。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
实施例一：
参考图1所示，本实施例的冷媒循环系统包括依次连接的变容压缩机8、冷凝器2、闪蒸器3和蒸发器5。
冷媒循环系统在工作的过程中，变容压缩机8压缩后的冷媒输送至冷凝器2，在冷凝器2中冷媒放热冷凝，冷凝后的冷媒输送至闪蒸器3的进口，闪蒸器3还具有气态冷媒出口和液态冷媒出口，气态冷媒出口与变容压缩机8的增焓补气进口通过增焓补气管路10连接，闪蒸器3的液态冷媒出口与蒸发器5连通，闪蒸器3中分离出的气态冷媒经增焓补气管路10输送至变容压缩机8，闪蒸器3中分离出的液态冷媒输送至蒸发器5，在蒸发器5中液态冷媒蒸发以吸收热量。
本实施例中，冷媒循环系统还包括第一控制管路1和第二控制管路4。
所述第一控制管路1的第一端与冷凝器2和闪蒸器3之间的管路连通，所述第一控制管路1的第二端与所述变容压缩机的控制冷媒入口连通，所述第一控制管路1中设置有第一阀门11。或，所述第二控制管路4的第一端与闪蒸器3和蒸发器5之间的管路连通，所述第二控制管路4的第二端与所述变容压缩机的控制冷媒入口连通，所述第二控制管路4中设置有第二阀门41。
采用冷凝器2和闪蒸器3之间的管路中引出的冷媒作为控制变容压缩机8的高压，在第一阀门11处于打开状态时，变容压缩机8进入多缸工作模式；或，采用闪蒸器3和蒸发器5之间的管路中引出的冷媒作为低压，在第二阀门41处于打开状态时，变容压缩机进入双缸工作模式。
冷凝器2与闪蒸器3之间的管路中的压力低于变容压缩机8的排气管中的压力，利用该压力作为高压驱动销钉以实现变容压缩机工作状态的改变，降低了销钉两侧的压力差。由于闪蒸器3与蒸发器5之间的管路中的压力高于变容压缩机8的吸气口的压力，因此将该压力作为低压引入变容压缩机，也可以起到降低销钉的两侧的压力差的效果，有利于降低销钉及滑片的损伤，有利于提高其寿命。
进一步地，通过将第一控制管路1或第二控制管路4连接于远离变容压缩机的位置，降低了管路系统的整体刚度，有利于降低系统的振动。
本实施例的冷媒循环系统可用于热泵热水器、具有制冷功能的饮水机和空调器等设备。
图1示出了具上述的冷媒循环系统的空调器的结构示意图。优选地，该空调器为具有制冷和制热两种工作模式的空调器。
该空调器还包括四通阀6，四通阀6的四个端口分别连接变容压缩机8的排气口、变容压缩机8的吸气口、冷凝器2和蒸发器5。
在制冷模式下，空调器的冷凝器2中的冷媒冷凝放热，蒸发器5中的冷媒蒸发吸热。变容压缩机8压缩后的冷媒经四通阀6输送至冷凝器2与外界空气进行换热以放热冷凝，冷凝后的冷媒进入闪蒸器3，闪蒸器3具有气态冷媒出口和液态冷媒出口，闪蒸器3的气态冷媒出口与变容压缩机8的增焓补气口通过增焓补气管路10连接，闪蒸器3的液态冷媒出口输出的冷媒输送至蒸发器5，在蒸发器5中冷媒蒸发吸热以降低室内温度，在蒸发器5中换热后的冷媒经四通阀6输送至变容压缩机8的吸气口。
在制热模式下，空调器的蒸发器5中的冷媒冷凝放热，冷凝器2中的冷媒蒸发吸热。变容压缩机8压缩后的冷媒经四通阀6输送至蒸发器5，冷媒在蒸发器5中冷凝放热以提高室内温度，经蒸发器5换热后的冷媒经闪蒸器3后输送至冷凝器2中，在冷凝器2中冷媒蒸发吸热，在冷凝器22中吸热后的冷媒经四通阀6进入变容压缩机8的吸气口。
结合图1所示，所述第一控制管路1的第一端与冷凝器2和闪蒸器3之间的管路连通，所述第一控制管路1的第二端与所述变容压缩机的控制冷媒入口连通，所述第一控制管路1中设置有第一阀门11。
所述第二控制管路4的第一端与蒸发器5和四通阀6之间的管路连通，所述第二控制管路4的第二端与所述变容压缩机的控制冷媒入口连通，所述第二控制管路4中设置有第二阀门41。
在制冷模式下，若第一控制管路1中的第一阀门11处于打开状态，则将冷凝器2与闪蒸器3之间的冷媒引入变容压缩机8的控制冷媒入口，变容压缩机8进入多缸工作模式，若第二控制管路4的第二阀门41处于打开状态，则将四通阀6与蒸发器5之间的冷媒引入变容压缩机8的控制冷媒入口，变容压缩机进入双缸工作模式。
在制冷模式下，冷凝器2与闪蒸器3之间的管路中的压力低于变容压缩机8的排气管中的压力，利用该压力作为高压驱动销钉以实现变容压缩机工作状态的改变，降低了销钉两侧的压力差。
在制热模式下，若第一控制管路1中的第一阀门11处于打开状态，则将冷凝器2与闪蒸器3之间的冷媒引入变容压缩机的控制冷媒入口，变容压缩机8进入双缸缸工作模式。由于闪蒸器3与冷凝器2之间的管路中的压力高于变容压缩机的吸气口的压力，因此将该压力作为低压引入变容压缩机，也可以起到降低销钉的两侧的压力差的效果。
优选地，冷凝器2和闪蒸器3之间设置有第一节流组件71，第一控制管路1的第一端与冷凝器2和第一节流组件71之间的管路连接。
还可以优选地，如图1中的第一虚线12所示，第一控制管路1的第一端与第一节流组件71和闪蒸器3之间的管路连接。
所述冷媒循环系统还包括汇合管路，所述第一控制管路1的第二端和所述第二控制管路4的第二端均与所述汇合管路的进口连通，所述汇合管路的出口与所述容压缩机的控制冷媒入口，所述汇合管路中设置有气液分离器9。
还可以优选地，第一控制管路1和/或第二控制管路4中设置有气液分离器9。
本实施例中，第一节流组件71为电子膨胀阀，第一阀门11和第二阀门41均为电磁二通阀。
从第一节流组件71到冷凝器2(室外换热器)之间的管路或者(第一节流组件71与闪蒸器3之间的管路)上引入压力Pa，从四通阀6到蒸发器5(室内换热器)之间的管路上引入压力Pb，并用电磁三通阀通断来控制其引入变容压缩机8的压力，从而实现变容压缩机8的变容控制。系统原理图如图1所示，主要控制方式如下：
1.制冷模式
当处于制冷模式时，第一阀门11的Pa处为高压，此时所引入的高压Pa将小于变容压缩机8的排气管段的压力。第二阀门处Pb为低压。根据压缩机变容原理(此处不详细介绍)，当
A、第一阀门11通且第二阀门41闭时，此时压缩机引入压力Pa，压缩机处于三缸(多缸)工作模式；
B、第一阀门11断且第二阀门41通时，此时压缩机引入压力Pb，压缩机处于两缸(普通)工作模式；
C、第一阀门11和第二阀门41均断开时，压缩机保持之前状态运行。
2.制热模式
当处于制热模式时，第一阀门11处Pa为低压。第二阀门41处Pb为高压，此时所引入的高压Pb将小于排气管段的压力。根据变容压缩机变容原理，当
A、第一阀门11通且第二阀门41闭时，此时压缩机引入压力Pa，压缩机处于两缸(普通)工作模式；
B、第一阀门11断且第二阀门41通时，此时压缩机引入压力Pb，压缩机处于三缸(多缸)工作模式；
C、第一阀门11和第二阀门41均断开时，压缩机保持之前状态运行。
现有技术的变容压缩机变容控制方式，是直接从变容压缩机的吸气管、排气管处分别引入高、低压，来实现变容压缩机的变容运行，此时整个管路硬化，采用本发明所用高低压控制方式，不仅可有效快速实现压缩机的变容运行，还可降低运行过程中管路的振动，减小管路的应力。
另一方面采用本发明所用高低压控制方式能够降低多缸工作时滑片、销钉等两侧的压力差，提高压缩机寿命。压缩机销钉切换压差只需要0.1-0.5MPa，而吸排气压差高时能达到2.5MPa甚至更高。
根据采用不同的高低压引入方式，实现压缩机变容的多种控制方式。
本申实施例的方案的技术效果：使用该方案，在实现变容压缩机控制的前提下，能有效降低管路振动、应力，减小压缩机两侧压力差，延长系统寿命，提高安全可靠性。
根据本申请的另一方面，本实施例还公开了一种空调器，该空调器包括上述的冷媒循环系统。
实施例二：
如图2所示，本实施例与实施例一的不同在于：所述第一控制管路1的第一端与四通阀6和冷凝器2之间的管路连通，所述第一控制管路1的第二端与所述变容压缩机的控制冷媒入口连通，所述第一控制管路1中设置有第一阀门11。
所述第二控制管路4的第一端与闪蒸器3和蒸发器5之间的管路连通，所述第二控制管路4的第二端与所述变容压缩机的控制冷媒入口连通，所述第二控制管路4中设置有第二阀门41。
可选地，闪蒸器3和蒸发器5之间设置有第二节流组件72，第二控制管路4的第一端与第二节流组件72和蒸发器5之间的管路连通。
还可以优选地，如图2中的第二虚线42所示，第二控制管路4的第一端与闪蒸器3与第二节流组件72之间的管路连通。
所述冷媒循环系统还包括汇合管路，所述第一控制管路1的第二端和所述第二控制管路4的第二端均与所述汇合管路的进口连通，所述汇合管路的出口与所述容压缩机的控制冷媒入口，所述汇合管路中设置有气液分离器9。
本实施例中，第二节流组件72为电子膨胀阀，第一阀门11和第二阀门41均为电磁二通阀。
从四通阀6到冷凝器2之间的管路上引入压力Pa，从第二节流组件72到室内换热器(大阀门)之间的管路(或者第二节流组件72与闪蒸器之间的管路)上引入压力Pb，并用电磁二通阀通断来控制其引入压缩机的压力，从而实现压缩机的变容控制。系统原理图如图2所示，主要控制方式如下所述：
1.制冷模式
当处于制冷模式时，第一阀门11处Pa为高压。第二阀门41处Pb为低压。根据压缩机变容原理(此处不详细介绍)，当
A、第一阀门11通且第二阀门41闭时，此时压缩机引入压力Pa，压缩机处于三缸(多缸)工作模式；
B、第一阀门11断且第二阀门41通时，此时压缩机引入压力Pb，压缩机处于两缸(普通)工作模式；
C、第一阀门11和第二阀门41均断开时，压缩机保持之前状态运行。
2.制热模式
当处于制热模式时，第一阀门11处Pa为低压。第二阀门41处Pb为高压，此时所引入的高压Pb将小于排气管段的压力。根据压缩机变容原理，当
A、第一阀门11通且第二阀门41闭时，此时压缩机引入压力Pa，压缩机处于两缸(普通)工作模式；
B、第一阀门11断且第二阀门41通时，此时压缩机引入压力Pb，压缩机处于三缸(多缸)工作模式；
C、第一阀门11和第二阀门41均断开时，压缩机保持之前状态运行。
实施例三：
如图3所示，本实施例与实施例一的不同在于：所述第一控制管路1的第一端与冷凝器2和闪蒸器3之间的管路连通，所述第一控制管路1的第二端与所述变容压缩机的控制冷媒入口连通，所述第一控制管路1中设置有第一阀门11。所述第二控制管路4的第一端与闪蒸器3和蒸发器5之间的管路连通，所述第二控制管路4的第二端与所述变容压缩机的控制冷媒入口连通，所述第二控制管路4中设置有第二阀门41。
本实施例中，冷凝器2和闪蒸器3之间设置有第一节流组件71。闪蒸器3和蒸发器5之间设置有第二节流组件72。
可选地，第一控制管路1的第一端与冷凝器2和第一节流组件71之间的管路连接。第二控制管路4的第一端与第二节流组件72和蒸发器5之间的管路连通。
还可以优选地，如图3中的第一虚线12和第二虚线42所示，第一控制管路1的第一端与第一节流组件71和闪蒸器3之间的管路连接。第二控制管路4的第一端与闪蒸器3与第二节流组件72之间的管路连通。
所述冷媒循环系统还包括汇合管路，所述第一控制管路1的第二端和所述第二控制管路4的第二端均与所述汇合管路的进口连通，所述汇合管路的出口与所述容压缩机的控制冷媒入口，所述汇合管路中设置有气液分离器9。
本实施例中，第一节流组件71和第二节流组件72为电子膨胀阀，第一阀门11和第二阀门41均为电磁二通阀。
从第一节流组件71到室外换热器之间的管路(或者第一节流组件71与闪蒸器之间的管路)上引入压力Pa，从第二节流组件72到室内换热器(大阀门)之间的管路(或者第二节流组件72与闪蒸器之间的管路)上引入压力Pb，并用电磁二通阀通断来控制其引入压缩机的压力，从而实现压缩机的变容控制。系统原理图如图3所示，主要控制方式如下所述：
1.制冷模式
当处于制冷模式时，第一阀门11处Pa为高压，此时所引入的高压Pa将小于排气管段的压力。第二阀门41处Pb为低压。根据压缩机变容原理(此处不详细介绍)，当
A、第一阀门11通且第二阀门41闭时，此时压缩机引入压力Pa，压缩机处于三缸(多缸)工作模式；
B、第一阀门11断且第二阀门41通时，此时压缩机引入压力Pb，压缩机处于两缸(普通)工作模式；
C、第一阀门11和第二阀门41均断开时，压缩机保持之前状态运行。
2.制热模式
当处于制热模式时，第一阀门11处Pa为低压。第二阀门41处Pb为高压，此时所引入的高压Pb将小于排气管段的压力。根据压缩机变容原理，当
A、第一阀门11通且第二阀门41闭时，此时压缩机引入压力Pa，压缩机处于两缸(普通)工作模式；
B、第一阀门11断且第二阀门41通时，此时压缩机引入压力Pb，压缩机处于三缸(多缸)工作模式；
C、第一阀门11和第二阀门41均断开时，压缩机保持之前状态运行。
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 (4)

1.一种冷媒循环系统，包括依次连接的变容压缩机（8）、冷凝器（2）、闪蒸器（3）和蒸发器（5），其特征在于，所述冷媒循环系统还包括：
第一控制管路（1），所述第一控制管路（1）的第一端与冷凝器（2）和闪蒸器（3）之间的管路连通，所述第一控制管路（1）的第二端与所述变容压缩机的控制冷媒入口连通，所述第一控制管路（1）中设置有第一阀门（11）；
第二控制管路（4），所述第二控制管路（4）的第一端与闪蒸器（3）和蒸发器（5）之间的管路连通，所述第二控制管路（4）的第二端与所述变容压缩机的控制冷媒入口连通，所述第二控制管路（4）中设置有第二阀门（41）；
所述冷凝器（2）和所述闪蒸器（3）之间设置有第一节流组件（71），所述第一控制管路（1）的第一端与所述冷凝器（2）和所述第一节流组件（71）之间的管路连接；所述闪蒸器（3）和所述蒸发器（5）之间设置有第二节流组件（72），所述第二控制管路（4）的第一端与所述闪蒸器（3）与所述第二节流组件（72）之间的管路连通；或，
所述冷凝器（2）和所述闪蒸器（3）之间设置有第一节流组件（71），所述第一控制管路（1）的第一端与所述冷凝器（2）和所述第一节流组件（71）之间的管路连接；所述闪蒸器（3）和所述蒸发器（5）之间设置有第二节流组件（72），所述第二控制管路（4）的第一端与所述第二节流组件（72）和所述蒸发器（5）之间的管路连通；或，
所述冷凝器（2）和所述闪蒸器（3）之间设置有第一节流组件（71），所述第一控制管路（1）的第一端与所述第一节流组件（71）和所述闪蒸器（3）之间的管路连接；所述闪蒸器（3）和所述蒸发器（5）之间设置有第二节流组件（72），所述第二控制管路（4）的第一端与所述第二节流组件（72）和所述蒸发器（5）之间的管路连通。
2.根据权利要求1所述的冷媒循环系统，其特征在于，所述第一控制管路（1）和/或所述第二控制管路（4）中设置有气液分离器（9）。
3.根据权利要求1或2所述的冷媒循环系统，其特征在于，包括所述第一控制管路（1）和所述第二控制管路（4），所述冷媒循环系统还包括汇合管路，所述第一控制管路（1）的第二端和所述第二控制管路（4）的第二端均与所述汇合管路的进口连通，所述汇合管路的出口与所述容压缩机的控制冷媒入口，所述汇合管路中设置有气液分离器（9）。
4.一种空调器，其特征在于，所述空调器包括权利要求1至3中任一项所述的冷媒循环系统。
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