CN107763774A - 空调制冷循环系统及空调器 - Google Patents

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Abstract

本发明属于空调器技术领域，具体涉及一种空调制冷循环系统及空调器。为了提高空调制冷循环效果及降低能耗，本发明的空调制冷循环系统包括串联在主回路的压缩机、室外换热器、第一节流装置和室内换热器，所述主回路上还串联有第一气液分离器，并且所述第一气液分离器与所述压缩机之间设置有旁通回路；从所述室外换热器流出的冷媒经所述第一节流装置流入所述第一气液分离器后，气态冷媒沿所述旁通回路流至所述压缩机，液态冷媒沿所述主回路流至所述室内换热器。本发明使得系统中气态冷媒的压降损失小，降低系统能耗，同时能够增加系统回气压力，提升系统排气压力和冷凝温度，从而提升冷媒在室外换热器的对流换热温差，实现提升系统制冷量的目的。

Description

空调制冷循环系统及空调器
技术领域
本发明属于空调器技术领域，具体涉及一种空调制冷循环系统及空调器。
背景技术
现有的空调制冷循环系统通常由冷凝器、节流装置、蒸发器、压缩机形成制冷循环回路，压缩机排出的高温高压气态冷媒在冷凝器中凝结成低温高压液体，并经节流装置节流成低温低压液体，然后进入蒸发器吸热蒸发，完成制冷循环。
制冷剂在空调制冷循环系统中流动，其具有汽化潜热及等压比热容物理特性，参与和环境之间的热交换。制冷剂的单位质量制冷量是一项重要性能特征，意味着制冷剂在一定程度上质量越多，制冷或制热效果越好。例如，在高温环境下，制冷运行时，如果冷凝侧冷凝压力大，冷凝温度高，意味着制冷剂和外界环境的平均对流换热温差越大，意味着当冷凝面积和对流换热系数一定时，制冷量越大。此外，制冷剂在换热时，95％以上的换热量来源于其两相区的汽化潜热量，而单向区(纯液体、纯气体)的等压比热容相对很小，换热量占总系统循环的比例小。此外，气态制冷剂在管路内的压降大，是系统循环压损的主要来源，会增加循环做功量，即增加了制冷循环系统的能耗。
基于此，本发明提出了一种新的制冷循环系统及空调器。
发明内容
为了解决现有技术中的上述问题，即为了提高空调制冷循环效果及降低能耗，本发明提供了一种空调制冷循环系统，包括串联在主回路的压缩机、室外换热器、第一节流装置和室内换热器，所述主回路上还串联有第一气液分离器，并且所述第一气液分离器与所述压缩机之间设置有旁通回路；从所述室外换热器流出的冷媒经所述第一节流装置流入所述第一气液分离器后，气态冷媒沿所述旁通回路流至所述压缩机，液态冷媒沿所述主回路流至所述室内换热器。
在上述空调制冷循环系统的优选实施方式中，所述空调制冷循环系统还包括热交换器，所述主回路和所述旁通回路均通过所述热交换器，所述热交换器用于使所述旁通回路内的冷媒和所述主回路内的冷媒进行换热。
在上述空调制冷循环系统的优选实施方式中，通过所述热交换器的主回路为位于所述室外换热器出口与所述第一节流装置之间的区段。
在上述空调制冷循环系统的优选实施方式中，所述旁通回路上设置有第二节流装置，所述第二节流装置用于控制进入所述旁通回路的气态冷媒量。
在上述空调制冷循环系统的优选实施方式中，通过所述热交换器的旁通回路为位于所述压缩机与所述第二节流装置之间的区段。
在上述空调制冷循环系统的优选实施方式中，所述压缩机设置有第二气液分离器，经所述第二气液分离器的气态冷媒被所述压缩机吸入。
本发明还提供了一种空调器，所述空调器安装有上述的空调制冷循环系统。
在上述空调器的优选实施方式中，所述空调器设置有四通阀，所述四通阀用于在制冷循环与制热循环之间切换所述空调器。
在上述空调器的优选实施方式中，所述空调器安装有上述空调制冷循环系统；当所述空调器处于制热循环时，所述第二节流装置被关闭。
在上述空调器的优选实施方式中，所述空调器还包括设置于所述压缩机和所述室外换热器之间的旁通除霜回路，所述旁通除霜回路设置有第三节流装置。
本发明在主回路中增加第一气液分离器，使其与压缩机之间形成旁通回路，以及通过热交换器使旁通回路中冷媒与室外换热器末端管路的冷媒进行热交换，本发明技术方案的有益效果为：(1)提升进入蒸发器(室内换热器)冷媒的干度，液态冷媒压降小、汽化潜热换热能力高；(2)气态冷媒直接回流到压缩机，压降损失小，且对冷凝器(室外换热器)末端进行热交换会增加冷凝器的过冷度，降低冷凝器出口的焓值，使得整机制冷量也有所提升；(3)气态冷媒直接回流压缩机，会增加系统回气压力，提升排气压力，提升冷凝温度，从而提升冷凝器的对流换热温差，提升系统制冷量。
附图说明
图1是本发明的空调制冷循环系统的结构示意图；
图2是本发明的空调器的制热原理图。
具体实施方式
下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非旨在限制本发明的保护范围。
如图1所示，本发明的空调制冷循环系统包括串联在主回路的压缩机1、室外换热器2、第一节流装置3、室内换热器4以及主回路上串联的第一气液分离器5。其中，第一气液分离器5与压缩机1之间设置有旁通回路N，从室外换热器2流出的冷媒经第一节流装置3流入第一气液分离器5后，气态冷媒沿旁通回路N流至压缩机1，液态冷媒沿主回路流至室内换热器2。
具体而言，在制冷循环运行时，压缩机1排出的高温高压气态冷媒到达室外换热器2(此时为冷凝器)进行热交换，变为中温高压的液态冷媒。然后，该中温高压的液态冷媒从室外换热器2出口流出，继续沿主回路流动，经过第一节流装置3后形成低温低压的气液混合态冷媒，流入第一气液分离器5。此时，从第一气液分离器5流出的气态冷媒沿旁通回路N流至压缩机1的回气口，从第一气液分离器5流出的液态冷媒沿主回路流至室内换热器4(此时为蒸发器)进行热交换，蒸发为气态冷媒后回流至压缩机1的回气口。压缩机1吸入气态冷媒并开启下一制冷循环。
基于背景技术中所述，本发明的制冷循环系统，即主回路中增加第一气液分离器5，使其与压缩机1之间形成旁通回路N，一方面，提升了进入室内换热器4冷媒的干度(第一气液分离器5分离出的液态冷媒进入室内换热器4)，而液态冷媒在循环中的压降小、汽化潜热换热能力高；另一方面，第一气液分离器5分离出的气态冷媒直接沿旁通回路N回流至压缩机1，无需再经过室内换热器4，使得气态冷媒的压降损失小，降低系统能耗，同时能够增加系统回气压力，提升系统排气压力和冷凝温度，从而提升冷媒在室外换热器1的对流换热温差，实现提升系统制冷量的目的。
优选地，旁通回路N上设置有第二节流装置6，用于控制进入旁通回路N的气态冷媒量。
在一种优选的实施方式中，继续参照图1，空调制冷循环系统还包括热交换器7，主回路和旁通回路N均通过该热交换器7。具体地，通过热交换器7的主回路为位于室外换热器2出口与第一节流装置3之间的区段；通过热交换器7的旁通回路N为位于压缩机1与第二节流装置6之间的区段。也就是说，在制冷循环运行时，沿冷媒流动的方向依次为热交换器7→第一节流装置3→第一气液分离器5→第二节流装置6→热交换器7→压缩机1。
热交换器7用于使旁通回路N内的冷媒和主回路内的冷媒进行换热。举例而言，热交换器7可以是一个盛有水的水箱(热交换器7也可以是其他任意适宜的形式，水箱仅为示例性说明)，旁通回路N和主回路分别通过该水箱。具体地，从室外换热器2流出的中温高压液态冷媒首先经过该热交换器7，与热交换器7内的水进行换热，然后经第一节流装置3后形成低温低压的气液混合态冷媒，流入第一气液分离器5。此时，从第一气液分离器5流出的气态冷媒经第二节流装置6再经过热交换器7，并与热交换器7内的水进行换热。也就相当于，旁通回路N内的气态冷媒与从室外换热器2流出的中温高压液态冷媒进行热交换，这样一来，能够增加室外换热器2的过冷度，降低室外换热器出口的焓值，从而提升整个制冷循环的制冷量。
优选地，压缩机1设置有第二气液分离器11，无论从旁通回路N还是主回路进入压缩机1的气态冷媒首先经过该第二气液分离器11后，再被压缩机1吸入，从而开启下一循环。
综上所述，本发明的制冷循环系统的有益效果为：(1)提升进入蒸发器(室内换热器)冷媒的干度，液态冷媒压降小、汽化潜热换热能力高；(2)气态冷媒直接回流到压缩机，压降损失小，且对冷凝器(室外换热器)末端进行热交换会增加冷凝器的过冷度，降低冷凝器出口的焓值，使得整机制冷量也有所提升；(3)气态冷媒直接回流压缩机，会增加系统回气压力，提升排气压力，提升冷凝温度，从而提升冷凝器的对流换热温差，提升系统制冷量。
本发明还提供了一种空调器，该空调器安装有上述中的空调制冷循环系统。上述空调制冷循环系统的目的是强化制冷量，按照高温制冷运行工况进行冷媒充注量核算，增加制冷循环时的质量流量和换热量，而本发明的空调器在安装上述制冷循环系统后，还可以设置四通阀实现空调器在制冷循环与制热循环之间的切换。
具体而言，参照图2，图2是本发明的空调器的制热原理图。如图2所示，在本实施例中，空调器包括上述中的制冷循环系统(具体参照上文描述，在此不再赘述)，以及四通阀8。空调器通过四通阀8可以实现制冷模式与制热模式的切换，图2中示出了四通阀8切换为制热循环。在空调器制热运行时，关闭第二节流装置6。此目的在于，由于所需强冷功能的地区(如中东地区)，制热工况并非很恶劣，所以相对制热循环不需那么多，用第一气液分离器5进行存储，可以降低制热循环时的功耗提升能效。
优选地，继续参照图2，空调器还包括设置于压缩机1和室外换热器2之间的旁通除霜回路M，旁通除霜回路M设置有第三节流装置9。在制冷/制热运行时，第三节流装置9关闭不参与制冷/制热循环。当在制热过程中需要除霜时，打开第三节流装置9，压缩机1排出的高温高压冷媒分两路，一路进入室内换热器4(此时为冷凝器)进行热交换，给室内带来热量，另一路通过第一节流装置9进入结霜的室外换热器2(此时为蒸发器)进行除霜，这样保证了制热的连续运行。
至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种空调制冷循环系统，包括串联在主回路的压缩机、室外换热器、第一节流装置和室内换热器，其特征在于，
所述主回路上还串联有第一气液分离器，并且所述第一气液分离器与所述压缩机之间设置有旁通回路；
从所述室外换热器流出的冷媒经所述第一节流装置流入所述第一气液分离器后，气态冷媒沿所述旁通回路流至所述压缩机，液态冷媒沿所述主回路流至所述室内换热器。
2.根据权利要求1所述的空调制冷循环系统，其特征在于，所述空调制冷循环系统还包括热交换器，所述主回路和所述旁通回路均通过所述热交换器，
所述热交换器用于使所述旁通回路内的冷媒和所述主回路内的冷媒进行换热。
3.根据权利要求2所述的空调制冷循环系统，其特征在于，通过所述热交换器的主回路为位于所述室外换热器出口与所述第一节流装置之间的区段。
4.根据权利要求3所述的空调制冷循环系统，其特征在于，所述旁通回路上设置有第二节流装置，所述第二节流装置用于控制进入所述旁通回路的气态冷媒量。
5.根据权利要求4所述的空调制冷循环系统，其特征在于，通过所述热交换器的旁通回路为位于所述压缩机与所述第二节流装置之间的区段。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的空调制冷循环系统，其特征在于，所述压缩机设置有第二气液分离器，经所述第二气液分离器的气态冷媒被所述压缩机吸入。
7.一种空调器，其特征在于，所述空调器安装有权利要求1至6中任一项所述的空调制冷循环系统。
8.根据权利要求7所述的空调器，其特征在于，所述空调器设置有四通阀，所述四通阀用于在制冷循环与制热循环之间切换所述空调器。
9.根据权利要求8所述的空调器，其特征在于，所述空调器安装有权利要求4至6中任一项所述的空调制冷循环系统；
当所述空调器处于制热循环时，所述第二节流装置被关闭。
10.根据权利要求7至9中任一项所述的空调器，其特征在于，所述空调器还包括设置于所述压缩机和所述室外换热器之间的旁通除霜回路，所述旁通除霜回路设置有第三节流装置。
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