CN111196126A - 具有高效的双冷凝器空气调节装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及车载空气调节设备技术领域，且公开了具有高效的双冷凝器空气调节装置，包括：冷凝器A、蒸发器A、蒸发器B、行车压缩机A构成的行车制冷系统；冷凝器B、蒸发器C、驻车压缩机B构成的驻车制冷系统；轴流风机、离心风机A、离心风机B构成的通风系统；行车直流电源、驻车交流电源、控制单元、电源转换器构成的电控系统，行车直流电源通过控制单元供电至行车压缩机A、轴流风机、离心风机A和离心风机B。本发明结构简单，易于制造，成本低，效率高，安装方便，故障率低，可靠性高，维修方便，能够高效地实现空气调节。另外，能够有效保护制冷系统，安全可靠，节约了能源。

Description

具有高效的双冷凝器空气调节装置

技术领域

本发明涉及车载空气调节设备技术领域，尤其涉及具有高效的双冷凝器空气调节装置。

背景技术

特种移动车辆配套特种空调，特种空调具有制冷、制热等功能，为车内设备和人员提供良好的温湿度环境。由于移动的特种车辆机动、全天后特性，且特种车辆配套的发电机往往为油机供电，油机发电输出功率不会很大，限制了特种空调的用电功率；油机提供的电源也限制了特种空调的起动电流。

高效的双冷凝器空气调节装置因为其效率高、起动电流小、用电功率小、可靠性高、成本低、节能等诸多优点成为特种大发热量的密闭空间温度调节的首选方案，基于特种大功率电子发热设备行业发展的需求，目前许多特殊大功率电子发热设备需要在全工况范围内进行温度调节，特别在环境温度高的情况下需要降温但同时对空调用电功率进行限制，基于此种用电功率要求，如何在全工况温度范围内实现温度调节等技术，对空气调节系统提出了新的要求，空气调节系统采用的是蒸汽压缩式实现制冷。对于大功率的制冷系统有的采用单制冷系统变频控制实现低电流启动及功率限制，但在全工况范围内实现制冷，此种制冷需要许多调节装置，如设置变频器、冷凝压力调节阀，为冷凝降温的风机采用无级调速等措施，以上方式存在调节复杂，制造成本高；有的采用双系统，能实现分时启动，但双系统中的双冷凝器、双风机采用独立控制，两套系统的冷凝散热互不关联，此种方式在开启单套制冷系统时由于蒸发风机共用，蒸发风机进风量与开启双套制冷系统一样大造成蒸发效果相对于冷凝散热效果来说不匹配，冷凝风量只有原来的一半，在环境温度较高时由于冷凝负荷较大，冷凝效果差，易造成制冷系统工作不正常，压缩机保护不能正常制冷。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中的问题，而提出的具有高效的双冷凝器空气调节装置。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

具有高效的双冷凝器空气调节装置，包括制冷系统A、制冷系统B、通风系统、电控系统，所述制冷系统A包括压缩机A、冷凝器AⅠ、冷凝器AⅡ、储液器A、过滤器A、热力膨胀阀A、蒸发器A，气液分离器A；

所述制冷系统B包括压缩机B、冷凝器BⅠ、冷凝器BⅡ、储液器B、过滤器B、热力膨胀阀B、蒸发器B，气液分离器B；

所述制冷系统A中压缩机A、冷凝器A、储液器A、过滤器A、热力膨胀阀A、蒸发器A，气液分离器A构成制冷循环回路，所述制冷系统B中压缩机B、冷凝器B、储液器B、过滤器B、热力膨胀阀B、蒸发器B，气液分离器B构成制冷循环回路，冷凝器AⅠ、冷凝器AⅡ、冷凝器BⅠ、冷凝器BⅡ、蒸发器A、蒸发器B实现制冷系统A制冷循环回路与制冷系统B制冷循环回路之间的热交换；

所述通风系统包括配用于制冷系统A中冷凝器AⅠ和制冷系统中冷凝器BⅠ的轴流风机A，配用于制冷系统B中冷凝器AⅡ和制冷系统中冷凝器BⅡ的轴流风机B，配用于蒸发器A和蒸发器B的向室内送风的离心风机A；

所述电控系统包括电源、控制单元，其中电源通过控制单元供电连接至压缩机A、压缩机B、轴流风机A、轴流风机B和离心风机。

优选的，所述制冷系统A包括压缩机A、冷凝器AⅠ、冷凝器AⅡ、储液器A、过滤器A、热力膨胀阀A、蒸发器A，气液分离器A，其中压缩机A的出口端通过管路分别与与冷凝器AⅠ、冷凝器AⅡ的一端连接，冷凝器AⅠ、冷凝器AⅡ的另一端通过管路汇合与储液器A内连通，储液器A内还通过管路与过滤器一端连接，过滤器另一端通过管路与与膨胀阀A的进口连接，膨胀阀A的出口通过管路与蒸发器A的一端连接，蒸发器A的另一端通过管路与气液分离器A的进口连接，气液分离器A另一端通过管路与压缩机A的进口端连接，由此构成制冷系统A制冷循环回路。

优选的，所述制冷系统B包括压缩机B、冷凝器BⅠ、冷凝器BⅡ、储液器B、过滤器B、热力膨胀阀B、蒸发器B，气液分离器B，其中压缩机B的出口端通过管路分别与冷凝器BⅠ、冷凝器BⅡ的一端连接，冷凝器BⅠ、冷凝器BⅡ的另一端通过管路汇合与储液器B内连通，储液器B内还通过管路与过滤器一端连接，过滤器另一端通过管路与膨胀阀B的进口连接，膨胀阀B的出口通过管路与蒸发器B的一端连接，蒸发器B的另一端通过管路与气液分离器B的进口连接，气液分离器B另一端通过管路与压缩机B的进口端连接，由此构成制冷系统B制冷循环回路。

优选的，所述冷凝器AⅠ与冷凝器BⅠ耦合在一起，并共同配用轴流风机A。

优选的，所述冷凝器AⅡ与冷凝器BⅡ耦合在一起，并共同配用轴流风机B。

优选的，所述蒸发器A和蒸发器B耦合在一起，并共同配用离心风机。

优选的，所述制冷系统A中充氟接嘴A旁路连通至气液分离器A与压缩机A之间的管路上。

优选的，所述制冷系统B中充氟接嘴B旁路连通至气液分离器B与压缩机B之间的管路上。

优选的，还包括所述保护系统，保护系统包括温度传感器A、低压保护器A、低压保护器B，其中温度传感器A设于耦合后蒸发器A、蒸发器B的进风处以监测蒸发器的进风温度，低压保护器A旁路连通至蒸发器A和压缩机A之间管路上，低压保护器B旁路连通至蒸发器C和气液分离器之间管路上；

所述温度传感器A、低压保护器A、低压保护器B分别与控制单元连接，控制单元基于温度传感器A和低压保护器A、B的信号向制冷系统A、B中的压缩机A、B控制供电。

与现有技术相比，本发明提供了具有高效的双冷凝器空气调节装置，具备以下有益效果：

1、根据蒸发进风温度决定接通系统电源，其控制稳定，节省能源，且保证空调正常使用；

2、需要开启双系统时设置了间隔的起动时间，避免了压缩机同时启动冲击油机；

3、开启单制冷系统时，增大了制冷量，降低了制冷消耗功率，提高了能效比从而达到了节能；

4、在较高温度下，开启单制冷系统时，降低了冷凝负荷，避免了压缩机保护，不能正常制冷；

5、有效地降低了开启双系统的频率，满足了全工况范围的空气降温。

该装置中未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现，本发明结构简单，易于制造，成本低，效率高，安装方便，故障率低，可靠性高，维修方便，能够高效地实现空气调节。另外，能够有效保护制冷系统，安全可靠，节约了能源。

附图说明

图1为本发明提出的具有高效的双冷凝器空气调节装置的系统示意图。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

参照图1，具有高效的双冷凝器空气调节装置，包括制冷系统A、制冷系统B、通风系统、电控系统，制冷系统A包括压缩机A、冷凝器AⅠ、冷凝器AⅡ、储液器A、过滤器A、热力膨胀阀A、蒸发器A，气液分离器A；

制冷系统B包括压缩机B、冷凝器BⅠ、冷凝器BⅡ、储液器B、过滤器B、热力膨胀阀B、蒸发器B，气液分离器B；

制冷系统A中压缩机A、冷凝器A、储液器A、过滤器A、热力膨胀阀A、蒸发器A，气液分离器A构成制冷循环回路，制冷系统B中压缩机B、冷凝器B、储液器B、过滤器B、热力膨胀阀B、蒸发器B，气液分离器B构成制冷循环回路，冷凝器AⅠ、冷凝器AⅡ、冷凝器BⅠ、冷凝器BⅡ、蒸发器A、蒸发器B实现制冷系统A制冷循环回路与制冷系统B制冷循环回路之间的热交换；

通风系统包括配用于制冷系统A中冷凝器AⅠ和制冷系统中冷凝器BⅠ的轴流风机A，配用于制冷系统B中冷凝器AⅡ和制冷系统中冷凝器BⅡ的轴流风机B，配用于蒸发器A和蒸发器B的向室内送风的离心风机A；

电控系统包括电源、控制单元，其中电源通过控制单元供电连接至压缩机A、压缩机B、轴流风机A、轴流风机B和离心风机。

制冷系统A包括压缩机A、冷凝器AⅠ、冷凝器AⅡ、储液器A、过滤器A、热力膨胀阀A、蒸发器A，气液分离器A，其中压缩机A的出口端通过管路别与与冷凝器AⅠ、冷凝器AⅡ的一端连接，冷凝器AⅠ、冷凝器AⅡ的另一端通过管路汇合与储液器A内连通，储液器A内还通过管路与过滤器A一端连接，过滤器A另一端通过管路与与膨胀阀A的进口连接，膨胀阀A的出口通过管路与蒸发器A的一端连接，蒸发器A的另一端通过管路与气液分离器A的进口连接，气液分离器A另一端通过管路与压缩机A的进口端连接，由此构成制冷系统A制冷循环回路。

制冷系统B包括压缩机B、冷凝器BⅠ、冷凝器BⅡ、储液器B、过滤器B、热力膨胀阀B、蒸发器B，气液分离器B，其中压缩机B的出口端通过管路分别与冷凝器BⅠ、冷凝器BⅡ的一端连接，冷凝器BⅠ、冷凝器BⅡ的另一端通过管路汇合与储液器B内连通，储液器B内还通过管路与过滤器B一端连接，过滤器B另一端通过管路与与膨胀阀B的进口连接，膨胀阀B的出口通过管路与蒸发器B的一端连接，蒸发器B的另一端通过管路与气液分离器B的进口连接，气液分离器B另一端通过管路与压缩机B的进口端连接，由此构成制冷系统B制冷循环回路。

冷凝器AⅠ与冷凝器BⅠ耦合在一起，并共同配用轴流风机A。

冷凝器AⅡ与冷凝器BⅡ耦合在一起，并共同配用轴流风机B。

蒸发器A和蒸发器B耦合在一起，并共同配用离心风机。

制冷系统A中充氟接嘴A旁路连通至气液分离器A与压缩机A之间的管路上。

制冷系统B中充氟接嘴B旁路连通至气液分离器B与压缩机B之间的管路上。

还包括保护系统，保护系统包括温度传感器A、低压保护器A、低压保护器B，其中温度传感器A设于耦合后蒸发器A、蒸发器B的进风处以监测蒸发器的进风温度，低压保护器A旁路连通至蒸发器A和压缩机A之间管路上，低压保护器B旁路连通至蒸发器C和气液分离器之间管路上；

温度传感器A低压保护器A、低压保护器B分别与控制单元连接，控制单元基于温度传感器A和低压保护器A、B的信号向制冷系统A、B中的压缩机A、B控制供电。

本发明中：

冷凝器AⅠ2与冷凝器BⅡ11耦合在一起，并共同配用轴流风机A17。

冷凝器AⅡ3与冷凝器BⅠ10耦合在一起，并共同配用轴流风机B18。

蒸发器A7和蒸发器B15耦合在一起，并共同配用离心风机19。

充氟接嘴A20旁路连通至气液分离器A8与压缩机A1之间的管路上。

充氟接嘴B21旁路连通至气液分离器B16与压缩机B9之间的管路上。

蒸发器A7、蒸发器B15耦合后的进风处设置有温度传感器22。

气液分离器A8与压缩机A1之间设置有低压保护器A23，气液分离器B16与压缩机B9之间设置有低压保护器A24。

以下结合附图对本发明作进一步的说明：

当回风温度高于设定温度+5℃以上时，制冷系统A与制冷系统B均工作，制冷系统A中的压缩机A1与制冷系统B中的压缩机B9启动间隔为10秒钟；当回风温度在设定温度+2℃与+5℃之间时，制冷系统A与制冷系统B轮流工作。

温度传感器22实时监测空调设备室内回风处温度，并反馈至控制单元25，控制单元25通过回风温度与设定的温度自动进行比较，当其中的回风温度高于设定温度+5℃时，压缩机A1、压缩机B9、轴流风机A17、轴流风机B18、离心风机19运转，制冷系统A、B开始工作；当回风温度在设定温度+2℃与+5℃之间时，转为制冷系统A或制冷系统B工作；当回风温度达到设定温度时，压缩机A1、压缩机B9、轴流风机A17和轴流风机B18停止工作，制冷系统A、B均停止工作，离心风机19继续工作通风。当制冷系统A中回气压力较低时，低压保护器A23动作，压缩机A1停止工作。当制冷系统B中回气压力较低时，低压保护器B24动作，压缩机B9停止工作。

当只有制冷系统A工作时，压缩机A1工作把制冷剂压缩成高温高压气体，分两路一路进入冷凝器AⅠ2，另一路进入AⅡ3，与空气进行热交换后冷却成液体进入储液器A4，经过过滤器A5，进入膨胀阀A6，节流后变成低温低压制冷剂液体，进入蒸发器A7中进行热交换后变成气体，经过气液分离器A8，再次进入压缩机A1，如此循环往复，同时轴流风机A17、轴流风机B18与离心风机19不断工作强制对流换热，实现制冷。温度传感器B22实时监测空调设备室内回风处的温度，并反馈至控制单元25，控制单元25通过回风温度与设定的温度自动进行比较，当回风温度达到设定温度时，压缩机A1、轴流风机A17和轴流风机B18停止工作，制冷系统A停止工作，离心风机19继续工作通风。

当只有制冷系统B工作时，压缩机B9工作把制冷剂压缩成高温高压气体，分两路一路进入冷凝器BⅠ10，另一路进入BⅡ11，与空气进行热交换后冷却成液体进入储液器B12，经过过滤器B13，进入膨胀阀B14，节流后变成低温低压制冷剂液体，进入蒸发器B15中进行热交换后变成气体，经过气液分离器B16，再次进入压缩机B9，如此循环往复，同时轴流风机A17、轴流风机B18与离心风机19不断工作强制对流换热，实现制冷。温度传感器B22实时监测空调设备室内回风处的温度，并反馈至控制单元25，控制单元25通过回风温度与设定的温度自动进行比较，当回风温度达到设定温度时，压缩机B9、轴流风机A17和轴流风机B18停止工作，制冷系统B停止工作，离心风机19继续工作通风。

以上，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.具有高效的双冷凝器空气调节装置，包括制冷系统A、制冷系统B、通风系统、电控系统，其特征在于，所述制冷系统A包括压缩机A、冷凝器AⅠ、冷凝器AⅡ、储液器A、过滤器A、热力膨胀阀A、蒸发器A，气液分离器A；

所述制冷系统B包括压缩机B、冷凝器BⅠ、冷凝器BⅡ、储液器B、过滤器B、热力膨胀阀B、蒸发器B，气液分离器B；

所述制冷系统A中压缩机A、冷凝器A、储液器A、过滤器A、热力膨胀阀A、蒸发器A，气液分离器A构成制冷循环回路，所述制冷系统B中压缩机B、冷凝器B、储液器B、过滤器B、热力膨胀阀B、蒸发器B，气液分离器B构成制冷循环回路，冷凝器AⅠ、冷凝器AⅡ、冷凝器BⅠ、冷凝器BⅡ、蒸发器A、蒸发器B实现制冷系统A制冷循环回路与制冷系统B制冷循环回路之间的热交换；

所述通风系统包括配用于制冷系统A中冷凝器AⅠ和制冷系统中冷凝器BⅠ的轴流风机A，配用于制冷系统B中冷凝器AⅡ和制冷系统中冷凝器BⅡ的轴流风机B，配用于蒸发器A和蒸发器B的向室内送风的离心风机A；

所述电控系统包括电源、控制单元，其中电源通过控制单元供电连接至压缩机A、压缩机B、轴流风机A、轴流风机B和离心风机。

2.根据权利要求1所述的具有高效的双冷凝器空气调节装置，其特征在于，所述制冷系统A包括压缩机A、冷凝器AⅠ、冷凝器AⅡ、储液器A、过滤器A、热力膨胀阀A、蒸发器A，气液分离器A，其中压缩机A的出口端通过管路别与与冷凝器AⅠ、冷凝器AⅡ的一端连接，冷凝器AⅠ、冷凝器AⅡ的另一端通过管路汇合与储液器A内连通，储液器A内还通过管路与过滤器一端连接，过滤器另一端通过管路与与膨胀阀A的进口连接，膨胀阀A的出口通过管路与蒸发器A的一端连接，蒸发器A的另一端通过管路与气液分离器A的进口连接，气液分离器A另一端通过管路与压缩机A的进口端连接，由此构成制冷系统A制冷循环回路。

3.根据权利要求1所述的具有高效的双冷凝器空气调节装置，其特征在于，所述制冷系统B包括压缩机B、冷凝器BⅠ、冷凝器BⅡ、储液器B、过滤器B、热力膨胀阀B、蒸发器B，气液分离器B，其中压缩机B的出口端通过管路分别与冷凝器BⅠ、冷凝器BⅡ的一端连接，冷凝器BⅠ、冷凝器BⅡ的另一端通过管路汇合与储液器B内连通，储液器B内还通过管路与过滤器一端连接，过滤器另一端通过管路与与膨胀阀B的进口连接，膨胀阀B的出口通过管路与蒸发器B的一端连接，蒸发器B的另一端通过管路与气液分离器B的进口连接，气液分离器A另一端通过管路与压缩机B的进口端连接，由此构成制冷系统B制冷循环回路。

4.根据权利要求2所述的具有高效的双冷凝器空气调节装置，其特征在于，所述冷凝器AⅠ与冷凝器BⅠ耦合在一起，并共同配用轴流风机A。

5.根据权利要求2所述的具有高效的双冷凝器空气调节装置，其特征在于，所述冷凝器AⅡ与冷凝器BⅡ耦合在一起，并共同配用轴流风机B。

6.根据权利要求2所述的具有高效的双冷凝器空气调节装置，其特征在于，所述蒸发器A和蒸发器B耦合在一起，并共同配用离心风机。

7.根据权利要求2所述的具有高效的双冷凝器空气调节装置，其特征在于，所述制冷系统A中充氟接嘴A旁路连通至气液分离器A与压缩机A之间的管路上。

8.根据权利要求2所述的具有高效的双冷凝器空气调节装置，其特征在于，所述制冷系统B中充氟接嘴B旁路连通至气液分离器B与压缩机B之间的管路上。

9.根据权利要求2所述的具有高效的双冷凝器空气调节装置，其特征在于，还包括所述保护系统，保护系统包括温度传感器A、低压保护器A、低压保护器B，其中温度传感器A设于耦合后蒸发器A、蒸发器B的进风处以监测蒸发器的进风温度，低压保护器A旁路连通至蒸发器A和压缩机A之间管路上，低压保护器B旁路连通至蒸发器C和气液分离器之间管路上；

所述温度传感器A、低压保护器A、低压保护器B分别与控制单元连接，控制单元基于温度传感器A和低压保护器A、B的信号向制冷系统A、B中的压缩机A、B控制供电。

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