CN108332285B - 空调器系统 - Google Patents

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Abstract

本发明属于空调器技术领域，具体涉及一种空调器系统。为了提高空调器的制热循环效果，本发明的空调器系统包括串联在主回路中的压缩机、室内换热器、第一节流装置和室外换热器，主回路中还设置有热交换器和第一气液分离器，压缩机和室外换热器之间设置有旁通除霜回路；热交换器的一侧与第一节流装置和室内换热器之间的第一管路相连，热交换器的另一侧与第一节流装置和室外换热器之间的第二管路相连；通过第一管路的冷媒与通过第二管路的冷媒能够在热交换器内进行热交换；第一气液分离器与压缩机之间设置有旁通管路。本发明不仅有效地增加了第一管路中冷媒的过冷度，降低系统功耗，增加冷媒循环量，提升整个系统制热量，还实现了不停机除霜的目的。

Description

空调器系统
技术领域
本发明属于空调器技术领域，具体涉及一种空调器系统。
背景技术
现有的空调器系统通常由冷凝器、节流装置、蒸发器、压缩机形成制冷/制热循环回路，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，完成一个制冷/制热循环。
空调器在制热运行时，高温高压的气态冷媒在经过冷凝器换热后，形成低温高压的液态冷媒，而后经过节流装置节流降压，形成低温低压气液两相区冷媒，进入蒸发器换热。蒸发面积越大，则相对蒸发能力越高。其中，低温高压的液态冷媒如果继续放热会增加过冷度，从而增加系统循环的制冷制热量。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，即增加了系统循环的能耗。
此外，参照图3，图3是传统空调器制热运行时的循环原理图。如图3所示，空调器制热运行的实际运行温度点一般为，A点高温气态70℃冷媒，进入室内换热器和20℃的室内环境进行换热，温度降低为30℃，流经联机管后进入节流装置，其中，B点和节流装置之间的温度(30℃左右)远远高于室外环境温度7℃，余热被浪费，如果余热被吸收利用，还可以增加系统循环的过冷度。
基于此，特提出本发明。
发明内容
为了解决现有技术中的上述问题，即为了提高空调器的制热循环效果，本发明提供的空调器系统包括串联在主回路中的压缩机、室内换热器、第一节流装置和室外换热器，所述主回路中还设置有热交换器和第一气液分离器，并且所述压缩机和所述室外换热器之间设置有旁通除霜回路；所述热交换器的一侧与所述第一节流装置和所述室内换热器之间的第一管路相连，所述热交换器的另一侧与所述第一节流装置和所述室外换热器之间的第二管路相连；通过所述第一管路的冷媒与通过所述第二管路的冷媒能够在所述热交换器内进行热交换；所述第一气液分离器位于所述热交换器与所述室内换热器之间的第二管路区段中，且所述第一气液分离器与所述压缩机之间设置有旁通管路；所述旁通除霜回路用于在空调制热的过程中对所述室外换热器进行除霜操作。
在上述空调器系统的优选实施方式中，所述旁通管路中设置有第二节流装置，当所述空调器系统制热运行时，所述第二节流装置用于控制气态冷媒的流量。
在上述空调器系统的优选实施方式中，所述第一管路穿过所述热交换器的一侧，并且/或者所述第二管路穿过所述热交换器的另一侧。
在上述空调器系统的优选实施方式中，所述主回路中还设置有第三节流装置，所述第三节流装置位于所述热交换器与所述室内换热器之间的第一管路区段中。
在上述空调器系统的优选实施方式中，当所述空调器系统制热运行时，所述第三节流装置处于全开状态，所述第一节流装置用于冷媒节流。
在上述空调器系统的优选实施方式中，当所述空调器系统制冷运行时，所述第一节流装置处于全开状态，所述第三节流装置用于冷媒节流。
在上述空调器系统的优选实施方式中，所述旁通除霜回路中设置有节流阀，当所述室外换热器需要除霜时，所述节流阀被打开以使从所述压缩机流出的冷媒通过所述旁通除霜回路对所述室外换热器进行除霜操作；当所述室外换热器不需要除霜时，所述节流阀被关闭。
在上述空调器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，冷媒经过所述第二气液分离器后回流到所述压缩机中。
在上述空调器系统的优选实施方式中，所述旁通管路连接到所述第二气液分离器的上游。
在上述空调器系统的优选实施方式中，所述空调器系统还包括四通阀，所述四通阀用于在制冷模式与制热模式之间切换所述空调器系统。
在本发明的技术方案中，空调器系统中增加了热交换器，并且该热交换器的两侧分别与第一管路和第二管路相连，这样一来，第一管路中的冷媒和第二管路中的冷媒能够在热交换器处进行热交换，不仅有效地增加了第一管路中的冷媒的过冷度，而且还可以促进第二管路中的冷媒的蒸发，从而提升了系统的制热量。并且，本发明的第一气液分离器与压缩机之间设置有旁通管路，经过气液分离器的气态冷媒能够通过该旁通管路进入到压缩机的吸气口，从而减小了这部分气态冷媒在制热循环中的压力损失，相当于增加了压缩机吸气口的压力，进而降低了压缩机的功耗，增加了空调器系统在制热循环时的冷媒的循环量，起到提升制热量的目的。本发明还增加了旁通除霜回路，在空调器除霜的过程中，冷媒会继续进入室内换热器进行制热，即可以使空调器仍然维持在制热工况，实现空调器不停机除霜的目的。此外，本发明的空调器还通过设置第三节流装置的方式，使得空调器在切换为制冷模式时，利用该第三节流装置替代第一节流装置(此时第一节流装置处于全开状态)给冷媒进行节流，从而避免了出现在制冷循环时制冷量被降低的现象。
附图说明
图1是本发明的空调器系统的实施例一的结构原理图；
图2是本发明的空调器系统的实施例二的结构原理图；
图3是传统空调器制热运行时的循环原理图。
具体实施方式
为使本发明的实施例、技术方案和优点更加明显，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。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。
首先参照图1，图1是本发明的空调器系统的实施例一的结构原理图。如图1所示，本发明的空调器系统包括串联在主回路的压缩机1、室内换热器2、第一节流装置3和室外换热器4，在该主回路中还设置有热交换器5。为了便于说明，将第一节流装置3与室内换热器2之间的管路作为第一管路M，将第一节流装置3与室外换热器4之间的管路作为第二管路N，热交换器5的一侧与第一管路M相连，热交换器5的另一侧与第二管路N相连，如图1中所示的连接方式：第一管路M穿过热交换器5的一侧，第二管路N穿过热交换器N的另一侧。并且，通过第一管路M的冷媒与通过第二管路N的冷媒能够在热交换器5中进行热交换。此外，在主回路中还设置有第一气液分离器6，第一气液分离器6位于热交换器5与室外换热器4之间的第二管路N区段，且第一气液分离器6与压缩机1之间设置有旁通管路L。并且，在本发明的空调空调器系统中，压缩机1和室外换热器4之间还设置有旁通除霜回路P，该旁通除霜回路P用于在空调制热循环过程中，对室外换热器4进行除霜操作。
作为示例，如图1所示，旁通除霜回路P上设置有节流阀9，当室外换热器4需要除霜时，节流阀9被打开以使冷媒通过旁通除霜回路P对室外换热器4进行除霜操作；当室外换热器4不需要除霜时，节流阀9被关闭。通过增加旁通除霜回路P，在空调器除霜的过程中，冷媒会继续进入室内换热器2进行制热，即可以使空调器仍然维持在制热工况，实现空调器不停机除霜的目的。
在空调器制热循环过程中，压缩机1排出的高温高压气态冷媒流向室内换热器2，在室内换热器2进行热交换，变为低温高压的液态冷媒，冷媒通过沿第一管路M到达C点，此时冷媒温度在20℃左右(此处的热量为废热没有被充分利用)。然后，冷媒经过第一节流装置3节流后进入第二管路N，此时D点冷媒(经过节流后的冷媒)的温度作5℃左右。由于第一管路M中的冷媒和第二管路N中的冷媒存在温差，且两者都通过热交换器5，这样一来，第一管路M中的冷媒和第二管路N中的冷媒在热交换器5处进行热交换，不仅有效地增加了第一管路M中的冷媒的过冷度(即C点到第一节流装置3的那部分冷媒继续放热降温)，而且还可以促进第二管路N中的冷媒的蒸发(即D点处的低温冷媒可以对C点处余热进行蒸发吸热，这也相当于增加了蒸发面积，有效提升了换热能力)，从而提升了制热量。
接下来，经过热交换器5进行换热后的冷媒进入第一气液分离器6，经过第一气液分离器6分离出的气态冷媒直接沿旁通管路L回流到压缩机1中，从而减小了这部分气态冷媒在制热循环中的压力损失，也相当于增加了压缩机1吸气口的压力，进而降低了压缩机1的功耗，增加了空调器系统在制热循环时的冷媒循环量，起到提升制热量的目的。经过第一气液分离器6的液态冷媒再经过室外换热器4回流至压缩机1。通过上述设计，在空调器制热运行的过程中不仅能够使废热再利用，而且可以降低系统功耗，增加空调器系统在制热循时的冷媒循环量，从而提升整个系统的制热量。
作为示例，在旁通管路L上设置有第二节流装置7，当空调制热运行时，该第二节流装置7用于控制气态冷媒的流量，即可以根据实际的运行工况调整第二节流装置7的开度以便于灵活地控制气态冷媒通过的量。在制冷循环时，可以关闭第二节流装置7，使得旁通管路L不参与制冷循环。
需要说明的是，上文中的热交换器5可以是一个盛有水的水箱也可以是任意其他适宜的形式，只要能够使第一节流装置3上游和下游的冷媒进行换热即可。此外，上述设计对于制热循环能有效提升制热量，而对于制冷循环时降低制冷量。
作为一种示例，本发明的空调器系统还包括模式切换装置(例如图1中的四通阀Q)，该模式切换装置用于在制冷模式与制热模式之间切换空调器系统。
作为示例，参照图2，图2是本发明的空调器系统的实施例二的结构原理图。如图2所示，本发明的空调器系统的主回路中还设置有第三节流装置8，该第三节流装置8位于热交换器5与室内换热器2之间的第一管路M区段中。当空调器制热运行时，第三节流装置8处于全开状态，第一节流装置3用于冷媒节流。此时与实施例一中的空调器系统的原理相同。通过四通阀Q将空调器系统切换为制冷运行时，第一节流装置3处于全开状态，第三节流装置8用于冷媒节流，同时关闭第二节流装置7。此时热交换器5两侧的冷媒几乎无温差，即热交换器5在制冷循环的过程中不发挥作用，整个制冷循环为常规制冷循环。从而避免降低制冷运行时的制冷量。
优选地，参照图1和图2，压缩机1设置有气液分离器11，进入压缩机1的气态冷媒首先经过该气液分离器11后，再被压缩机1吸入，从而开启下一循环。其中，旁通管路L连接到第二气液分离器11的上游。
综上所述，本发明的空调器系统中增加了热交换器，并且该热交换器的两侧分别与第一管路和第二管路相连，这样一来，第一管路中的冷媒和第二管路中的冷媒能够在热交换器处进行热交换，不仅有效地增加了第一管路中的冷媒的过冷度，而且还可以促进第二管路中的冷媒的蒸发，从而提升了系统的制热量。并且，本发明的第一气液分离器与压缩机之间设置有旁通管路，经过第一气液分离器的气态冷媒能够通过该旁通管路进入到压缩机的吸气口，从而减小了这部分气态冷媒在制热循环中的压力损失，相当于增加了压缩机吸气口的压力，进而降低了压缩机的功耗，增加了空调器系统在制热循环时的冷媒循环量，起到提升制热量的目的。本发明还增加了旁通除霜回路，在空调器除霜的过程中，冷媒会继续进入室内换热器进行制热，即可以使空调器仍然维持在制热工况，实现空调器不停机除霜的目的。此外，本发明的空调器还通过设置第三节流装置的方式，使得空调器在切换为制冷模式时，利用该第三节流装置替代第一节流装置(此时第一节流装置处于全开状态)给冷媒进行节流，从而避免了出现在制冷循环时制冷量被降低的现象。
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)

1.一种空调器系统，包括串联在主回路中的压缩机、室内换热器、第一节流装置和室外换热器，
其特征在于，所述主回路中还设置有热交换器和第一气液分离器，并且所述压缩机和所述室外换热器之间设置有旁通除霜回路；
所述第一节流装置和所述室内换热器之间具有第一管路，所述第一节流装置和所述室外换热器之间具有第二管路；
所述热交换器的一侧通过所述第一管路分别与所述第一节流装置和所述室内换热器相连，所述热交换器的另一侧通过所述第二管路分别与所述第一节流装置和所述室外换热器相连；
通过所述第一管路的冷媒与通过所述第二管路的冷媒能够在所述热交换器内进行热交换；
所述第一气液分离器位于所述热交换器与所述室内换热器之间的第二管路区段中，且所述第一气液分离器与所述压缩机之间设置有旁通管路；
所述旁通除霜回路用于在空调制热的过程中对所述室外换热器进行除霜操作。
2.根据权利要求1所述的空调器系统，其特征在于，所述旁通管路中设置有第二节流装置，当所述空调器系统制热运行时，所述第二节流装置用于控制气态冷媒的流量。
3.根据权利要求1所述的空调器系统，其特征在于，所述第一管路穿过所述热交换器的一侧，并且/或者所述第二管路穿过所述热交换器的另一侧。
4.根据权利要求3所述的空调器系统，其特征在于，所述主回路中还设置有第三节流装置，所述第三节流装置位于所述热交换器与所述室内换热器之间的第一管路区段中。
5.根据权利要求4所述的空调器系统，其特征在于，当所述空调器系统制热运行时，所述第三节流装置处于全开状态，所述第一节流装置用于冷媒节流。
6.根据权利要求4所述的空调器系统，其特征在于，当所述空调器系统制冷运行时，所述第一节流装置处于全开状态，所述第三节流装置用于冷媒节流。
7.根据权利要求1所述的空调器系统，其特征在于，所述旁通除霜回路中设置有节流阀，
当所述室外换热器需要除霜时，所述节流阀被打开以使从所述压缩机流出的冷媒通过所述旁通除霜回路对所述室外换热器进行除霜操作；
当所述室外换热器不需要除霜时，所述节流阀被关闭。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的空调器系统，其特征在于，所述压缩机设置有第二气液分离器，冷媒经过所述第二气液分离器后回流到所述压缩机中。
9.根据权利要求8所述的空调器系统，其特征在于，所述旁通管路连接到所述第二气液分离器的上游。
10.根据权利要求1至7中任一项所述的空调器系统，其特征在于，所述空调器系统还包括四通阀，所述四通阀用于在制冷模式与制热模式之间切换所述空调器系统。
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