CN109539620B - 一种空调系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种空调系统，所述空调系统包括室内换热器、第一蓄热支路和第二蓄热支路；所述第一蓄热支路并联于所述室内换热器的两端；所述第二蓄热支路的一端与所述第一蓄热支路的中部连通，所述第二蓄热支路的另一端与所述第一蓄热支路和所述室内换热器间的管路连通；所述第二蓄热支路上设有蓄热器；所述第一蓄热支路和所述第二蓄热支路上设有用于调节蓄热器状态的调节组件。蓄热和除霜状态相结合，通过蓄热器吸收空调系统运行过程时产生的热量用于融化室外换热器上的凝霜，除霜的同时能够对室内换热器持续供热，减小了室内的温度波动，提高了热舒适度；同时也能缩短系统除霜时间，提高除霜的效率，有效提高了系统能效。
Description
技术领域
本发明涉及空调技术领域，尤其涉及一种空调系统。
背景技术
目前，空气源热泵空调系统的结霜和除霜问题已成为阻碍其进一步发展和推广的因素，尤其在低温高湿条件下，室外换热器严重结霜时导致制热量衰减、室内供热量不足、系统能效下降。采用常规的逆循环除霜，除霜时吸气压力很低，导致吸气比容变大，制冷剂循环流量变小，供给除霜用的热量变少；供热量减少又引起除霜时间的延长；同时除霜热量需要从室内侧吸取，导致了室内温度波动过大，影响热舒适性等问题。
因此，需要提供一种空调系统来解决现有技术的不足。
发明内容
为了解决现有技术中的问题，本发明提供了一种空调系统。
一种空调系统，所述空调系统包括室内换热器、第一蓄热支路和第二蓄热支路；
所述第一蓄热支路并联于所述室内换热器的两端；
所述第二蓄热支路的一端与所述第一蓄热支路的中部连通，所述第二蓄热支路的另一端与所述第一蓄热支路和所述室内换热器间的管路连通；
所述第二蓄热支路上设有蓄热器；所述第一蓄热支路和所述第二蓄热支路上设有用于调节蓄热器状态的调节组件。
进一步的，所述空调系统还包括室外换热器、压缩机和气液分离器；
所述室内换热器的一端和所述室外换热器的一端连通；
所述室内换热器的另一端和所述室外换热器的另一端通过压缩机和气液分离器连通。
进一步的，所述空调系统还包括用于切换所述空调系统状态的四通阀；
所述四通阀的第一接口与所述室外换热器的另一端连通，所述四通阀的第二接口与所述压缩机的排气口连通，所述四通阀的第三接口与所述室内换热器的另一端连通，所述四通阀的第四接口与所述气液分离器的进口连通。
进一步的，所述第一蓄热支路的一端与所述室内换热器和所述室外换热器间的管路连通；所述第一蓄热支路的另一端与所述四通阀和所述室内换热器间的管路连通；所述第二蓄热支路的另一端与所述第一蓄热支路的另一端和所述室内换热器的另一端间的管路连通。
进一步的，所述调节组件包括第一节流装置、第二节流装置、第三节流装置和三通阀；
所述第一节流装置设于所述第一蓄热支路的所述第一蓄热支路的一端与所述第二蓄热支路的一端间的管路上；
所述第二节流装置设于所述第一蓄热支路的一端和所述室内换热器的一端间的管路上；
所述第三节流装置设于所述第二蓄热支路的所述第二蓄热支路的另一端和所述蓄热器间的管路上；
所述三通阀的第一接口与所述四通阀的第三接口连通，所述三通阀的第二接口与所述第二蓄热支路的另一端和所述室内换热器的另一端连通，所述三通阀的第三接口与所述第一蓄热支路的另一端连通。
进一步的，所述蓄热器包括密闭的壳体和至少一个贯穿所述壳体的循环管；所述循环管的外壁和所述壳体的内壁间封装有相变剂。
进一步的，所述壳体内的每个所述循环管均呈Z字形。
进一步的，所述循环管包括翅片管或螺旋盘管。
进一步的，每个所述循环管的上端均与所述四通阀和所述室内换热器的另一端间的管路连通；每个所述循环管的下端均与所述第一蓄热支路连通。
进一步的，所述相变剂的相变温度为20-40℃。
进一步的，所述相变剂包括石蜡、有机酸、脂肪酸和结晶水合盐中的一种或多种。
本发明的技术方案与最接近的现有技术相比具有如下优点：
本发明提供的技术方案提供的空调系统，通过设置第一蓄热支路和第二蓄热支路，且所述第二蓄热支路上设于蓄热器；再通过调节组件调节所述蓄热器的状态，当所述空调系统为制冷或制热状态时，所述蓄热器没必要参与循环，因此控制组件控制所述蓄热器为闲置状态；当所述空调系统为制热且蓄热的状态时，控制组件控制所述蓄热器为蓄热状态，此时所述蓄热器进行蓄热；当所述空调系统为制热且除霜的状态时，控制组件控制所述蓄热器为除霜状态，此时所述蓄热器进行除霜；蓄热和除霜状态相结合，通过蓄热器吸收空调系统运行过程时产生的热量用于融化室外换热器上的凝霜，除霜的同时能够对室内换热器持续供热，减小了室内的温度波动，提高了热舒适度；同时也能缩短系统除霜时间，提高除霜的效率，有效提高了系统能效。
附图说明
图1是本发明提供的空调系统的示意图；
图2是本发明提供的空调系统制冷状态下的流向图；
图3是本发明提供的空调系统制热状态下的流向图；
图4是本发明提供的空调系统制热且蓄热状态下的流向图；
图5是本发明提供的空调系统制热且除霜状态下的流向图。
其中，1-压缩机；2-气液分离器；3-四通阀；4-室外换热器；5-蓄热器；6-第一节流装置；7-第二节流装置；8-室内换热器；9-第三节流装置；10-三通阀；11-四通阀的第一接口；12-四通阀的第二接口；13-四通阀的第三接口；14-四通阀的第四接口；15-三通阀的第一接口；16-三通阀的第二接口；17-三通阀的第三接口。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，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做出创造性劳动的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。
如图1所示，本发明提供了一种空调系统，所述空调系统包括室内换热器8、第一蓄热支路和第二蓄热支路；
所述第一蓄热支路并联于所述室内换热器8的两端；
所述第二蓄热支路的一端与所述第一蓄热支路的中部连通，所述第二蓄热支路的另一端与所述第一蓄热支路和所述室内换热器8间的管路连通；
所述第二蓄热支路上设有蓄热器5；所述第一蓄热支路和所述第二蓄热支路上设有用于调节所述蓄热器5状态的调节组件。
通过设置第一蓄热支路和第二蓄热支路，且所述第二蓄热支路上设有蓄热器5；再通过调节组件调节所述蓄热器5的状态，当所述空调系统为制冷或制热状态时，所述蓄热器5没必要参与循环，因此控制组件控制所述蓄热器5为闲置状态；当所述空调系统为制热且蓄热的状态时，控制组件控制所述蓄热器5为蓄热状态，此时所述蓄热器5进行蓄热；当所述空调系统为制热且除霜的状态时，控制组件控制所述蓄热器5为除霜状态，此时所述蓄热器5进行除霜；蓄热和除霜状态相结合，通过蓄热器5吸收空调系统运行过程时产生的热量用于融化室外换热器4上的凝霜，除霜的同时能够对室内换热器8持续供热，减小了室内的温度波动，提高了热舒适度；同时也能缩短系统除霜时间，提高除霜的效率，有效提高了系统能效。
在本发明的一些实施例中，所述空调系统还包括室外换热器4、压缩机1和气液分离器2；
所述室内换热器8的一端和所述室外换热器4的一端连通；
所述室内换热器8的另一端和所述室外换热器4的另一端通过压缩机1和气液分离器2连通。
所述压缩机1和所述气液分离器2连通，所述压缩机1的排气口可与所述室外换热器4的另一端连通，也可与所述室内换热器8的另一端连通，不同的连通方式对应着不同的空调系统状态；当所述压缩机1的排气口与所述室外换热器4的另一端连通，所述气液分离器2的进口与所述室内换热器8的另一端连通，此时为制冷状态；当所述压缩机1的排气口与所述室内换热器8的另一端连通，所述气液分离器2的进口与所述室外换热器4的另一端连通，此时为制热状态。
在本发明的一些实施例中，所述空调系统还包括用于切换所述空调系统状态的四通阀3；
所述四通阀的第一接口11与所述室外换热器4的另一端连通，所述四通阀的第二接口12与所述压缩机1的排气口连通，所述四通阀的第三接口13与所述室内换热器8的另一端连通，所述四通阀的第四接口14与所述气液分离器2的进口连通；
所述四通阀3通过调节四个口的连通方式切换所述空调系统状态。
具体的切换方法如下：
当需要所述空调系统为制冷状态时，将所述四通阀的第一接口11与所述四通阀的第二接口12连通，将所述四通阀的第三接口13与所述四通阀的第四接口14连通，此时所述压缩机1的排气口通过所述四通阀的第一接口11和四通阀的第二接口12与所述室外换热器4的另一端连通，所述气液分离器2的进口通过所述四通阀的第三接口13和所述四通阀的第四接口14与所述室内换热器8的另一端连通。
当需要所述空调系统为制热状态时，将所述四通阀的第一接口11与所述四通阀的第四接口14连通，将所述四通阀的第二接口12与所述四通阀的第三接口13连通，此时所述压缩机1的排气口通过所述四通阀的第二接口12和所述四通阀的第三接口13与所述室内换热器8的另一端连通，所述气液分离器2的进口通过所述四通阀的第一接口11和所述四通阀的第四接口14与所述室外换热器4的另一端连通。
所述空调系统状态还可为制热且蓄热状态和制热且除霜状态，这两个状态需要配合所述调节组件进行调节。
在本发明的一些实施例中，所述第一蓄热支路的一端与所述室内换热器8和所述室外换热器4间的管路连通；所述第一蓄热支路的另一端分别与所述四通阀3和所述室内换热器8间的管路连通；所述第二蓄热支路的另一端与所述第一蓄热支路的另一端和所述室内换热器8的另一端间的管路连通。
在本发明的一些实施例中，所述调节组件包括第一节流装置6、第二节流装置7、第三节流装置9和三通阀10；
所述第一节流装置6设于所述第一蓄热支路的所述第一蓄热支路的一端与所述第二蓄热支路的一端间的管路上；
所述第二节流装置7设于所述第一蓄热支路的一端和所述室内换热器8的一端间的管路上；
所述第三节流装置9设于所述第二蓄热支路的所述第二蓄热支路的另一端和所述蓄热器5间的管路上；
所述三通阀的第一接口15与所述四通阀的第三接口13连通，所述三通阀的第二接口16与所述第二蓄热支路的另一端和所述室内换热器8的另一端连通，所述三通阀的第三接口17与所述第一蓄热支路的另一端连通。
上述的所述空调系统状态为制冷状态或制热状态时，不需要所述第一蓄热支路和所述第二蓄热支路的参与，因此所述蓄热器5为闲置状态，调节组件将所述蓄热器5的状态调节为闲置状态的具体方法为：所述第一节流装置6和所述第三节流装置9关闭，所述第二节流装置7开启并根据制冷需求控制其开度，所述三通阀的第一接口15和所述三通阀的第二接口16连通，所述三通阀的第三接口17关闭。
如图2所示，制冷状态下，制冷剂经过所述压缩机1的压缩从所述压缩机1的排气口排出，并经过所述四通阀3流向所述室外换热器4，经过所述室外换热器4冷却冷凝后的制冷剂流向所述第二节流装置7，经过所述第二节流装置7的节流降压后的制冷剂流向室内换热器8并于所述室内换热器8进行吸热蒸发，从而进行制冷，然后经过所述三通阀10、所述四通阀3和所述气液分离器2进入所述压缩机1的吸气口。
如图3所示，制热状态下，制冷剂经过所述压缩机1的压缩从所述压缩机1的排气口排出，并依次经过所述四通阀3和所述三通阀10后流向所述室内换热器8并于所述室内换热器8进行冷却冷凝，冷却冷凝过程中放出的热量进行制热，冷凝冷却后的制冷剂进入所述第二节流装置7，经过所述第二节流装置7节流降压的制冷剂流向所述室外换热器4并于所述室外换热器4内进行吸热蒸发，然后制冷剂依次经过所述四通阀3和所述气液分离器2后进入所述压缩机1的吸气口。
当所述空调系统为制热且蓄热状态时，所述蓄热器5的状态为蓄热，因此所述调节组件需要将所述蓄热器5的状态调节为蓄热状态，且所述切换组件需配合所述调节组件进行切换，具体的方法如下：
调节组件控制如下：所述第一节流装置6和所述第二节流装置7打开并根据需求控制其开度，所述第三节流装置9完全打开，所述三通阀的第一接口15和所述三通阀的第二接口16连通，所述三通阀的第三接口17关闭；
切换组件控制如下：所述四通阀的第一接口11与所述四通阀的第四接口14连通，所述四通阀的第二接口12与所述四通阀的第三接口13连通。
如图4所述，制热且蓄热状态下，制冷剂经过所述压缩机1的压缩后从所述压缩机1的排气口排出，然后经过所述四通阀3和所述三通阀10后分流为了两路，一路进入所述室内换热器8并在其中进行冷却冷凝，冷凝冷却的同时所放热量进行制热，冷却冷凝后的制冷剂流向所述第二节流装置7并与其内进行节流降压；另一路经过所述第三节流装置9后进入所述蓄热器5，在所述蓄热器5中冷却冷凝后进入所述第一节流装置6中进行节流降压，制冷剂于所述蓄热器5内进行冷却冷凝的同时所述蓄热器5完成了蓄热，经过所述第一节流装置6的制冷剂与经过所述第二节流装置7的制冷剂汇合后进入所述室外换热器4进行吸热蒸发，然后依次经过所述四通阀3和所述气液分离器2后进入所述压缩机1的吸气口。
当所述空调系统为制热且除霜状态时，所述蓄热器5的状态为除霜状态，因此所述调节组件需要将所述蓄热器5的状态调节为除霜状态，且所述切换组件需配合所述调节组件进行切换，具体的方法如下：
调节组件控制如下：所述第一节流装置6关闭，所述第二节流装置7完全打开，所述第三节流装置9打开并根据需求控制其开度，所述三通阀的第一接口15和所述三通阀的第三接口17连通，所述三通阀的第二接口16关闭；
切换组件控制如下：所述四通阀的第一接口11与所述四通阀的第二接口12连通，所述四通阀的第三接口13与所述四通阀的第四接口14连通。
如图5所示，制热且除霜的状态下，制冷剂经过所述压缩机1压缩后从所述压缩机1的排气口排出，并经过所述四通阀3后进入到所述室外换热器4进行冷却冷凝，冷却冷凝的同时进行了放热除霜，经过所述室外换热器4的制冷剂经过所述第二节流装置7后进入所述室内换热器8，在所述室内换热器8内冷凝冷却的同时进行放热制热为室内供热，之后制冷剂经过所述第三节流装置9的节流降压后进入所述蓄热器5，在所述蓄热器5中吸热蒸发后依次经过所述三通阀10、所述四通阀3和所述气液分离器2进入所述压缩机1的吸气口。
在本发明的一些实施例中，所述蓄热器5包括密闭的壳体和至少一个贯穿所述壳体的循环管；所述循环管的外壁和所述壳体的内壁间封装有相变剂。
所述制冷剂在所述循环管内流动，所述相变剂进行吸热或放热，吸热过程即为蓄热过程，放热过程发生在制热且除霜状态下。
在本发明的一些实施例中，所述壳体内的每个所述循环管均呈Z字形。Z字形的循环管即可使所述制冷剂流路为Z字形，可以减小蓄热合放热过程中复热的影响，提高了传热效率。
在本发明的一些实施例中，所述循环管包括翅片管或螺旋盘管。
在本发明的一些实施例中，每个所述循环管的上端均与所述四通阀3和所述室内换热器8的另一端间的管路连通；每个所述循环管的下端均与所述第一蓄热支路连通。在所述蓄热器5吸热蓄热的过程中，制冷剂的流向为从所述循环管的上端流向所述循环管的下端，由于压降和制冷剂状态从过热到两相再到过冷的变化，导致蓄热器5中相变剂温度呈上高下低的梯形分布，在所述蓄热器5放热的过程中，制冷剂的流向为从所述循环管的上端流向所述循环管的下端，制冷剂由于压降影响，温度也呈下降趋势，因此上进下出的流向有利于减小换热温差，提高传热效率，提高放热功率，进而缩短除霜时间。
在本发明的一些实施例中，所述相变剂的相变温度为20-40℃。
在本发明的一些实施例中，所述相变剂包括石蜡、有机酸、脂肪酸和结晶水合盐中的一种或多种。
需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (7)
1.一种空调系统，其特征在于，所述空调系统包括室内换热器（8）、第一蓄热支路、第二蓄热支路室外换热器（4）、压缩机（1）、气液分离器（2）和用于切换所述空调系统状态的四通阀（3），所述室内换热器（8）的一端和所述室外换热器（4）的一端连通，所述室内换热器（8）的另一端和所述室外换热器（4）的另一端通过压缩机（1）和气液分离器（2）连通，所述四通阀的第一接口（11）与所述室外换热器（4）的另一端连通，所述四通阀的第二接口（12）与所述压缩机（1）的排气口连通，所述四通阀的第三接口（13）与所述室内换热器（8）的另一端连通，所述四通阀的第四接口（14）与所述气液分离器（2）的进口连通；
所述第一蓄热支路并联于所述室内换热器（8）的两端；
所述第二蓄热支路的一端与所述第一蓄热支路的中部连通，所述第二蓄热支路的另一端与所述第一蓄热支路和所述室内换热器（8）间的管路连通；所述第二蓄热支路上设有蓄热器（5）；所述蓄热器（5）包括密闭的壳体和至少一个贯穿所述壳体的循环管；所述第一蓄热支路和所述第二蓄热支路上设有用于调节蓄热器（5）状态的调节组件；
所述第一蓄热支路的一端与所述室内换热器（8）和所述室外换热器（4）间的管路连通；所述第一蓄热支路的另一端与所述四通阀（3）和所述室内换热器（8）间的管路连通；所述第二蓄热支路的另一端与所述第一蓄热支路的另一端和所述室内换热器（8）的另一端间的管路连通；
所述调节组件包括第一节流装置（6）、第二节流装置（7）、第三节流装置（9）和三通阀（10）；所述第一节流装置（6）设于所述第一蓄热支路的一端与所述第二蓄热支路的一端间的管路上；所述第二节流装置（7）设于所述第一蓄热支路的一端和所述室内换热器（8）的一端间的管路上；所述第三节流装置（9）设于所述第二蓄热支路的另一端和所述蓄热器（5）间的管路上；所述三通阀的第一接口（15）与所述四通阀的第三接口（13）连通，所述三通阀的第二接口（16）与所述第二蓄热支路的另一端和所述室内换热器（8）的另一端连通，所述三通阀的第三接口（17）与所述第一蓄热支路的另一端连通。
2.根据权利要求1所述的一种空调系统，其特征在于，所述循环管的外壁和所述壳体的内壁间封装有相变剂。
3.根据权利要求2所述的一种空调系统，其特征在于，所述壳体内的每个所述循环管均呈Z字形。
4.根据权利要求2所述的一种空调系统，其特征在于，所述循环管包括翅片管或螺旋盘管。
5.根据权利要求2所述的一种空调系统，其特征在于，每个所述循环管的上端均与所述四通阀（3）和所述室内换热器（8）的另一端间的管路连通；每个所述循环管的下端均与所述第一蓄热支路连通。
6.根据权利要求2所述的一种空调系统，其特征在于，所述相变剂的相变温度为20-40℃。
7.根据权利要求2所述的一种空调系统，其特征在于，所述相变剂包括石蜡、有机酸、脂肪酸和结晶水合盐中的一种或多种。
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