CN111023362B - 一种制热模式下冷媒循环系统及空调器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种制热模式下冷媒循环系统及空调器，所述制热模式下冷媒循环系统包括与空调机组的冷媒循环主管路连通的冷媒调节单元，冷媒调节单元包括可换热气液分离器以及用于连通可换热气液分离器与冷媒循环主管路的调节管路，可换热气液分离器内存储有液态冷媒，调节管路包括用于回收冷媒循环主管路中液态冷媒的储液管路以及用于向冷媒循环主管路补充气态冷媒的补气管路。本发明可以预先在可换热气液分离器中存储适量冷媒，在机组调试开机前无需售后人员从外部补充超长连管需要的冷媒量，提高安装调试效率；且由于可换热气液分离器具有储液和补气的作用，使得机组在制热运行过程中能够自动调节冷媒量，改善制热效果，提高系统可靠性。

Description

一种制热模式下冷媒循环系统及空调器

技术领域

本发明涉及空调技术领域，具体而言，涉及一种制热模式下冷媒循环系统及空调器。

背景技术

空调机组出厂液量一般按照国标管长的要求充注冷媒量，国标管长一般为5m或7.5m，但在空调器的工程安装现场，一般存在30-50m的超长连接管，此时制热循环冷媒流动路径如图1所示，冷媒依次经压缩机1’排气口、四通阀2’、长连接气管3’、蒸发器4’、长连接液管5’、节流部件6’、冷凝器7’、四通阀2’、压缩机1’回气口，完成一个循环。

但是这种制热循环存在以下问题：(1)由于安装了超长连接管，为了保证机组的运行效果及可靠性，售后安装人员在实地安装超长连接管时，需从外部冷媒罐补充加液；(2)机组正常制热运行过程中无法进行自动调节修正冷媒充注量，可调性较差，影响可调制热效果及使用寿命，具体表现为：高温运行时，系统压力高，压缩机负荷大，需及时卸载保护；低温运行时，换热量低，内侧蒸发温度、压力低，由于按超长连接管补充加液量，此时冷媒量多，易回液进压缩机压缩腔，液态冷媒可压缩性差，损坏压缩机。

发明内容

本发明解决的问题是现有冷媒循环系统在安装调试超长连接管时，需要从外部补充冷媒，而在制热模式运行过程中又无法进行自动调节修正冷媒充注量，影响可调制热效果及使用寿命。

为解决上述问题中的至少一个方面，本发明提供一种制热模式下冷媒循环系统，包括与空调机组的冷媒循环主管路连通的冷媒调节单元，所述冷媒调节单元包括可换热气液分离器以及用于连通所述可换热气液分离器与所述冷媒循环主管路的调节管路，所述可换热气液分离器内存储有冷媒，所述调节管路包括储液管路和补气管路，所述储液管路用于回收所述冷媒循环主管路中的液态冷媒，所述补气管路用于向所述冷媒循环主管路补充气态冷媒。

由此，可以预先在可换热气液分离器中存储适量冷媒，在空调机组调试开机前无需售后专业人员从外部补充超长连管需要的冷媒量，提高安装调试效率；另外，可换热气液分离器具有储液和补气的作用，使得空调机组在正常制热极恶劣环境的运行过程中能够自动调节冷媒量，改善制热效果，提高系统可靠性。

进一步地，所述可换热气液分离器包括储液器，所述储液器内设置有内腔缸体，所述内腔刚体用于储存所述冷媒，所述内腔缸体的外壁上设置有上薄壁换热盘管和下薄壁换热盘管。

由此，可换热气液分离器不仅具有存储冷媒的作用，还具有气液分离作用，通过上、下薄壁换热盘管中流经的冷媒与储液器内部储存的冷媒之间的热交换作用，实现可换热气液分离器的储液和补气的目的。

进一步地，所述储液器的顶部设置有出气口和进液口，所述出气口和所述进液口均与所述内腔缸体连通，所述上薄壁换热盘管上设有相通的第一进口端和第一出口端，所述下薄壁换热盘管上设有相通的第二进口端和第二出口端。

由此，换热盘管中的高温冷媒和低温冷媒各自独立，通过换热盘管与内腔缸体的配合，实现冷或热流体对储液器内部冷媒降温或加热，降低或提高储液器内部冷媒压力，从而使得可换热气液分离器具有存液或对外放气的功能。

进一步地，所述空调机组包括依次连接的压缩机、四通阀、第二超长连管、蒸发器、第一超长连管、节流部件及冷凝器，所述冷媒循环主管路用于将所述压缩机、所述四通阀、所述第二超长连管、所述蒸发器、所述第一超长连管、所述节流部件及所述冷凝器连接成一个循环回路；所述冷媒循环主管路包括连接在所述第一超长连管与所述节流部件之间的第二管路以及连接在所述压缩机回气口与所述冷凝器之间的第一管路。

由此，通过在冷媒循环主管路中增设超长连管，以满足实际安装过程之间中对管路长度的需求。

进一步地，所述补气管路连接在所述第一管路与所述出气口之间，且所述补气管路上设置有第三电磁阀；所述储液管路连接在所述第二管路与所述进液口之间，且所述储液管路上设置有第四电磁阀。

由此，通过补气管路与第三电磁阀的配合，实现可换热气液分离器的补充冷媒的功能，通过储液管路与第四电磁阀的配合，实现可换热气液分离器回收多余冷媒的功能。

进一步地，所述调节管路还包括增压管路，所述增压管路连接在所述压缩机排气口与所述气液分离器的所述第二进口端之间，且所述增压管路上设置有第一电磁阀。

由此，通过设置增压管路，可大幅增加可换热气液分离器内的压力，便于冷媒由可换热气液分离器补进入压缩机回气口，以快速增加压缩机内的气态冷媒量，保证冷媒循环系统中冷媒量为最佳冷媒量，提高空调机组的制热效果。

进一步地，所述调节管路还包括第二支路，所述第二支路的两端分别与所述可换热气液分离器的所述第二出口端和所述第二管路连接。

由此，通过设置第二支路，使得从压缩机排气口出来的高温高压气态冷媒经两条并列路径进入节流部件，配合增压管路，不仅能够增加可换热气液分离器内部压力，还具有冷凝冷媒的作用，不影响冷媒循环系统的正常运行。

进一步地，还包括闪发器，所述调节管路还包括降压管路，所述降压管路上设置有第二电磁阀，所述闪发器的一端通过所述降压管路与所述可换热气液分离器的所述第一进口端连接，所述闪发器的另一端设置在所述冷凝器与所述蒸发器之间的管路上。

由此，通过设置闪发器和降压管路，可降低可换热气液分离器内的压力，便于冷媒循环主管路中多余的冷媒存储至可换热气液分离器中，以保证冷媒循环系统中冷媒量为最佳冷媒量，提高空调机组的制热效果。

通过第二电磁阀的开闭控制，来调节可换热气液分离器内部的压力。

进一步地，所述调节管路还包括第一支路，所述第一支路的两端分别与所述可换热气液分离器的所述第一出口端和所述第一管路连接。

由此，通过设置第一支路，使得从节流部件节流后的低温低压液态冷媒经两条并列路径进入压缩机，配合降压管路，在实现降低可换热气液分离器压力的同时，还具有蒸发冷媒的作用，不影响冷媒循环系统的正常运行。

进一步地，所述节流部件包括沿冷媒流向依次设置的一级节流部件和二级节流部件，所述闪发器设置在所述一级节流部件和所述二级节流部件之间的管路上。

由此，两级节流部件的设置有助于提高系统的稳定性，防止管路压力突然降低，影响系统的正常运行；另外，经初步节流后的冷媒进入闪发器，也更易实现减压蒸发。

本发明还提供一种空调器，包括如上任一项所述的制热模式下冷媒循环系统。

本发明提高的空调器，相较于现有技术具有的有益效果与制热模式下冷媒循环系统相比现有技术具有的有益效果相同，在此不再赘述。

附图说明

图1为现有技术中的制热模式下冷媒循环系统的结构示意图；

图2为本发明实施例中制热模式下冷媒循环系统的结构示意图；

图3为本发明实施例中可换热气液分离器的结构示意图；

图4为本发明实施例中制热模式下冷媒循环系统的冷媒补充流向图；

图5为本发明实施例中制热模式下冷媒循环系统的冷媒储存流向图。

附图标记说明：

1-压缩机；2-冷凝器；3-蒸发器；4-可换热气液分离器；5-闪发器；6-第一超长连管；7-第二超长连管；8-一级节流部件；9-二级节流部件；10-第一电磁阀；11-第二电磁阀；12-第三电磁阀；13-第四电磁阀；14-四通阀；41-内腔缸体；42-上薄壁换热盘管；43-下薄壁换热盘管；44-出气口；45-进液口；46-第一出口端；47-第一进口端；48-第二进口端；49-第二出口端。

具体实施方式

空调机组有时会使用于安装超长连接管的应用场景中，此时空调机组出厂液量无法满足安装超长连接管后的液量，需在售后安装时从外部冷媒罐补充液量。此外，在机组常规运行过程中，现有冷媒循环系统缺乏良好的冷媒量的自动调节机制，使得空调机组中的冷媒量与最佳冷媒量之间存在偏差，导致空调机组不能在最佳状态下运行，影响空调的制冷或制热效果。

针对上述问题，本发明提出了一种在空调运行过程中可以进行冷媒量调节的方法和装置。冷媒量的自动调节可以在空调制冷和/或制热模式下进行，不同模式下，空调的冷媒循环系统的管路设置和控制方法会有所不同。本发明提供的是在空调制热模式下可以进行冷媒量调节的冷媒循环系统，以解决冷媒液量不能自动调节的问题。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。

请参阅图2所示，本发明实施例提供一种制热模式下冷媒循环系统，包括与空调机组的冷媒循环主管路连通的冷媒调节单元，冷媒调节单元包括可换热气液分离器4、用于连通可换热气液分离器4与冷媒循环主管路的调节管路，可换热气液分离器4内存储有冷媒，调节管路包括用于回收冷媒循环主管路中的液态冷媒的储液管路以及用于向冷媒循环主管路补充气态冷媒的补气管路。

本实施例在冷媒循环系统中增设冷媒调节单元，用于在空调机组运行过程中，向冷媒循环主管路添加冷媒或回收冷媒循环主管路中的部分冷媒，以使空调机组中冷媒保持在最佳的冷媒量，从而改善空调机组的制热效果。

在制热模式下，沿冷媒流向，空调机组包括依次连接的压缩机1、四通阀14、第二超长连管7、蒸发器3、第一超长连管6、节流部件及冷凝器2，用于将上述部件连接起来的管路为冷媒循环主管路。为便于阐述，本实施例中，冷媒循环主管路包括连接在第一超长连管6与节流部件之间的第二管路以及连接在压缩机1回气口与冷凝器2之间的第一管路。其中，第一超长连管6安装于节流部件与蒸发器3之间，第一超长连管6中流经液态冷媒，第二超长连管7安装于蒸发器3与压缩机1之间，第二超长连管7中流经气态冷媒。本实施例在冷媒循环主管路中增设超长连管，以满足实际安装过程之间中对管路长度的需求。

冷媒调节单元包括调节管路及可换热气液分离器4，可换热气液分离器4一方面具有存储冷媒的作用，若冷媒循环主管路中安装有超长连管，则可提前按照超长连管的设计要求在可换热气液分离器4中充注好适量冷媒；另一方面具有气液分离作用，配合调节管路，使得冷媒循环系统通过调节管路将可换热气液分离器4中储存的液态冷媒转化成气态冷媒后补充进入冷媒循环主管路，满足空调机组正常运行时对冷媒量的要求，或者将冷媒循环主管路中多余的液态冷媒回收进入可换热气液分离器4，回收多余冷媒以排除液态冷媒进入压缩机1，造成液击损坏压缩机1，进而实现机组在制热运行过程中自动调节冷媒量，解决空调机组在制热模式运行过程中法自动调节修正冷媒充注量的问题，提高了空调的制热效果及使用寿命。

优选地，如图3所示，可换热气液分离器4包括储液器，储液器内设置有内腔缸体41，内腔刚体用于储存冷媒，储液器的顶部设置有出气口44和进液口45，出气口44和进液口45均与内腔缸体41连通。内腔缸体41的外壁上设置有上下分离的两个换热盘管，分别为上薄壁换热盘管42和下薄壁换热盘管43，上薄壁换热盘管42上设有第一进口端47和第一出口端46，第一进口端47与第一出口端46相连通，下薄壁换热盘管43上设有第二进口端48和第二出口端49，第二进口端48与第二出口端49相连通。

可选地，调节管路包括补气管路和储液管路，补气管路连接在第一管路与可换热气液分离器4的出气口44之间，且补气管路上设置有第三电磁阀12，第三电磁阀12用于控制可换热气液分离器4中的气态冷媒是否补入冷媒循环主管路。储液管路连接在第二管路与可换热气液分离器4的进液口45之间，且储液管路上设置有第四电磁阀13，第四电磁阀13用于控制冷媒循环主管路中的液态冷媒是否回收进入可换热气液分离器4中。

如此，制热模式下，当冷媒循环系统中冷媒量过多时，从蒸发器3出口流出的冷媒经第一超长连管6后，有一部分通过储液管路进入可换热气液分离器4中进行存储。当冷媒循环系统中冷媒量不足时，可换热气液分离器4中的液态冷媒换热后变为气态冷媒，经补气管路进入压缩机1回气口，气态冷媒经压缩后补充进入冷媒循环主管路中。

可选地，调节管路还包括增压管路，增压管路连接在压缩机1排气口与气液分离器的第二进口端48之间，且增压管路上设置有第一电磁阀10，第一电磁阀10用于控制经压缩机1压缩后的高温高压气态冷媒是否部分进入可换热气液分离器4中，以与可换热气液分离器4中的液态冷媒进行换热。

在一些具体实施方式中，如图4所示，当冷媒循环系统中冷媒量不足，需要向冷媒循环主管路中补充气态冷媒时，第一电磁阀10和第三电磁阀12开启，第四电磁阀13关闭，经压缩的高温高压气态冷媒经增压管路进入可换热气液分离器4的下薄壁换热盘管43内，一方面提升可换热气液分离器4中的压力，一方面与可换热器气液分离器的内腔缸体41中储存的液态冷媒进行换热，内腔缸体41中的液态冷媒吸收热量后气化变成气态冷媒。由于可换热气液分离器4内的压力大幅增加，换热后的气态冷媒经可换热气液分离器4的出气口44排出，经补气管路以及压缩机1回气口，快速增加压缩机1内的气态冷媒量，保证冷媒循环系统中冷媒量为最佳冷媒量，提高空调机组的制热效果。

需要强调的是，本实施例采用向压缩机1补充气态冷媒的方式，除具有补充冷媒的作用外，还具有降低压缩机1排气温度的效果。

优选地，调节管路还包括第二支路，第二支路的两端分别与可换热气液分离器4的第二出口端49和第二管路连接。具体地，从压缩机1排气口出来的高温高压气态冷媒经可换热气液分离器4换热后由可换热气液分离器4的第二出口端49排出，可换热气液分离器4的第二出口端49通过第二支路与第二管路连通。为便于描述，制热模式下，若由压缩机1排气口、第二超长连管7、蒸发器3、第一超长连管6、第二管路及连接于其间的管路为第一冷凝管路。则由压缩机1排气口、增压管路、可换热气液分离器4、第二支路及连接于其间的管路为第二冷凝管路，第二冷凝管路并联于第一冷凝管路，使得从压缩机1排气口出来的高温高压气态冷媒经两条路径(分别为第一冷凝管路和第二冷凝管路)进入节流部件，如此，增压管路与第二支路配合，在实现增加可换热气液分离器4压力的同时，还具有冷凝冷媒的作用，不影响冷媒循环系统的正常运行。

优选地，制热模式下冷媒循环系统还包括闪发器5，调节管路还包括降压管路，闪发器5的一端通过降压管路与可换热气液分离器4的第一进口端47连接，闪发器5的另一端设置在冷凝器2与蒸发器3之间的管路上。具体地，闪发器5具有三个接口，分别为设置于闪发器5一端的第一接口、设置于闪发器5另一端的第二接口和第三接口，第一接口为冷媒出口，第一接口与降压管路连接，第二接口和第三接口设置在冷凝器2与蒸发器3之间的管路上，且第二接口和第三接口分别连接各自一侧的管路。

优选地，降压管路上设置有第二电磁阀11，第二电磁阀11用于控制闪发器5内的闪发蒸汽是否进入可换热气液分离器4中。

在一些具体实施方式中，如图5所示，当冷媒循环系统中冷媒量过多，需要将冷媒循环主管路中的部分冷媒储存起来时，第二电磁阀11和第四电磁阀13开启，第一电磁阀10和第三电磁阀12关闭，经闪发器5闪发的低温蒸汽由第一接口进入降压管路，继而进入可换热气液分离器4的上薄壁换热盘管42内，对可换热气液分离器4进行降温、降压，由此冷媒循环主管路中的多余冷媒即可通过储液管路储存至可换热气液分离器4中，解决空调机组冷媒量过多的问题。

优选地，调节管路还包括第一支路，第一支路的两端分别与可换热气液分离器4的第一出口端46和第一管路连接。具体地，从闪发器5的冷媒出口出来的低温冷媒经可换热气液分离器4换热后，由可换热气液分离器4的第一出口端46排出，可换热气液分离器4的第一出口端46通过第一支路与第一管路连通。为便于描述，若由闪发器5、第一超长连管6、蒸发器3、第二超长连管7、第一管路及连接于其间的管路为第一蒸发管路，则由闪发器5、降压管路、可换热气液分离器4、第一支路及连接于其间的管路为第二蒸发管路，第二蒸发管路并联于第一蒸发管路，使得从节流部件节流后的低温低压液态冷媒经两条路径(分别为第一蒸发管路和第二蒸发管路)进入压缩机1，如此，降压管路与第一支路配合，在实现降低可换热气液分离器4压力的同时，还具有蒸发冷媒的作用，不影响冷媒循环系统的正常运行。

可选地，制热模式下，节流部件包括沿冷媒流向依次设置的一级节流部件8和二级节流部件9，由蒸发器3出来的低温高压液态冷媒经初步节流和再次节流后，变成低温低压液态冷媒进入冷凝器2，设置两级节流部件有助于提高系统的稳定性，防止管路压力突然降低，影响系统的正常运行。应当理解的是，如此，第一超长连管6设置于二级节流部件9与蒸发器3之间的管路上。第二支路连接在二级节流部件9与第一超长连管6之间的管路上。另外，闪发器5设置在一级节流部件8和二级节流部件9之间的管路上。如此，初步节流后的冷媒更易在闪发器5内减压蒸发。

本实施例提供的制热模式下冷媒循环系统，可以预先在可换热气液分离器4中存储适量冷媒，在空调机组调试开机前无需售后专业人员从外部补充超长连管需要的冷媒量，无需操作各种专用工具，提高人力效率。另外，本实施例设置的可换热气液分离器4具有储液和补气的作用，使得空调机组在正常制热极恶劣环境的运行过程中能够自动调节冷媒量，补充冷媒以满足冷媒量需求，降低排气温度实现对机组的降温，实现机组的可靠运行；以及回收多余冷媒以排除液态冷媒进入压缩机1，实现对机组防液击功能，同时，由于降压管路的设置，可换热气液分离器还具有高压下卸载压力的作用，使得空调机组具备制热模式下防高温卸载功能，从而改善制热效果，提高系统可靠性。

虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (8)

1.一种制热模式下冷媒循环系统，其特征在于，包括与空调机组的冷媒循环主管路连通的冷媒调节单元，所述冷媒调节单元包括可换热气液分离器（4）以及用于连通所述可换热气液分离器（4）与所述冷媒循环主管路的调节管路，所述可换热气液分离器（4）包括储液器，所述储液器内设置有内腔缸体（41），所述内腔缸体（41）用于储存液态冷媒，所述内腔缸体（41）的外壁上设置有上薄壁换热盘管（42）和下薄壁换热盘管（43）,所述储液器的顶部设置有出气口（44）和进液口（45），所述出气口（44）和所述进液口（45）均与所述内腔缸体（41）连通，所述上薄壁换热盘管（42）上设有相通的第一进口端（47）和第一出口端（46），所述下薄壁换热盘管（43）上设有相通的第二进口端（48）和第二出口端（49），所述调节管路包括储液管路、补气管路以及增压管路，所述储液管路用于回收所述冷媒循环主管路中的液态冷媒，所述补气管路用于向所述冷媒循环主管路补充气态冷媒，所述增压管路连接在压缩机（1）排气口与所述可换热气液分离器（4）的所述第二进口端（48）之间，且所述增压管路上设置有第一电磁阀（10）。

2.根据权利要求1所述的一种制热模式下冷媒循环系统，其特征在于，所述空调机组包括依次连接的压缩机（1）、四通阀（14）、第二超长连管（7）、蒸发器（3）、第一超长连管（6）和节流部件及冷凝器（2），所述冷媒循环主管路用于将所述压缩机（1）、所述四通阀（14）、所述第二超长连管（7）、所述蒸发器（3）、所述第一超长连管（6）、所述节流部件及所述冷凝器（2）连接成一个循环回路；所述冷媒循环主管路包括连接在所述第一超长连管（6）与所述节流部件之间的第二管路以及连接在所述压缩机（1）回气口与所述冷凝器（2）之间的第一管路。

3.根据权利要求2所述的一种制热模式下冷媒循环系统，其特征在于，所述补气管路连接在所述第一管路与所述出气口（44）之间，且所述补气管路上设置有第三电磁阀（12）；所述储液管路连接在所述第二管路与所述进液口（45）之间，且所述储液管路上设置有第四电磁阀（13）。

4.根据权利要求2所述的一种制热模式下冷媒循环系统，其特征在于，所述调节管路还包括第二支路，所述第二支路的两端分别与所述可换热气液分离器（4）的所述第二出口端（49）和所述第二管路连接。

5.根据权利要求3所述的一种制热模式下冷媒循环系统，其特征在于，还包括闪发器（5），所述调节管路还包括降压管路，所述降压管路上设置有第二电磁阀（11），所述闪发器（5）的一端通过所述降压管路与所述可换热气液分离器（4）的所述第一进口端（47）连接，所述闪发器（5）的另一端设置在所述冷凝器（2）与所述蒸发器（3）之间的管路上。

6.根据权利要求5所述的一种制热模式下冷媒循环系统，其特征在于，所述调节管路还包括第一支路，所述第一支路的两端分别与所述可换热气液分离器（4）的所述第一出口端（46）和所述第一管路连接。

7.根据权利要求5所述的一种制热模式下冷媒循环系统，其特征在于，所述节流部件包括沿冷媒流向依次设置的一级节流部件（8）和二级节流部件（9），所述闪发器（5）设置在所述一级节流部件（8）和所述二级节流部件（9）之间的管路上。

8.一种空调器，其特征在于，包括如权利要求1-7任一项所述的制热模式下冷媒循环系统。

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