CN112762538A - 机组冷媒散热系统、机组和空调系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种机组冷媒散热系统、机组和空调系统，机组冷媒散热系统冷媒散热模块、节流阀、第一导流开关、第二导流开关、第三导流开关和第四导流开关，冷媒散热模块的一端连接节流阀的一端，节流阀的另一端连接第一导流开关的输入端和第二导流开关的输入端，冷媒散热模块的另一端连接第三导流开关的输出端和第四导流开关的输出端，第一导流开关的输出端和第三导流开关的输入端均用于连接机组的内机换热器，第二导流开关的输出端和第四导流开关的输入端均用于连接机组的外机换热器。在制冷或制热状态下，进入冷媒散热系统的均为节流前冷媒，可以达到正常的冷媒散热效果，同时减少节流阀的数量，降低了成本，还有效提高了机组使用可靠性。

Description

机组冷媒散热系统、机组和空调系统

技术领域

本申请涉及电器设备技术领域，特别是涉及一种机组冷媒散热系统、机组和空调系统。

背景技术

随着科技的发展和社会的不断进步，越来越多的电器设备出现在人们日常工作和生活中。现有的空调器，随着整机负载加大，主板散热问题也成为限制整机功率无法提高的原因之一，使用冷媒散热给主板散热成为目前大功率机组的选择，但冷媒散热模块温度又不能过高或者过低，过高达不到散热效果，温度过低又可能产生散热模块凝露，冷凝水沿散热模块进入主板，导致主板烧毁的问题。

传统的热泵机组冷媒散热方式是采用双节流阀，在制冷、制热使用不同的阀节流，使机组制冷制热运行时进入冷媒散热段均保持在过冷后，经由冷媒散热后进入节流元件节流。采用双节流阀进行节流，在实际机组装配时容易产生节流阀线圈接反导致机组制冷制热时无法正常节流，传统的热泵机组冷媒散热方式存在导致机组使用可靠性低的缺点。

发明内容

基于此，有必要针对传统的热泵机组冷媒散热方式导致机组使用可靠性低的问题，提供一种机组冷媒散热系统、机组和空调系统，能达到有效提高机组使用可靠性的技术效果。

一种机组冷媒散热系统，包括冷媒散热模块、节流阀、第一导流开关、第二导流开关、第三导流开关和第四导流开关，

所述冷媒散热模块的一端连接所述节流阀的一端，所述节流阀的另一端连接所述第一导流开关的输入端和所述第二导流开关的输入端，所述冷媒散热模块的另一端连接所述第三导流开关的输出端和所述第四导流开关的输出端，所述第一导流开关的输出端和所述第三导流开关的输入端均用于连接机组的内机换热器，所述第二导流开关的输出端和所述第四导流开关的输入端均用于连接机组的外机换热器；

其中，机组处于制冷状态时，所述第一导流开关和所述第四导流开关处于导通状态，所述第二导流开关和所述第三导流开关处于截止状态；机组处于制热状态时，所述第二导流开关和所述第三导流开关处于导通状态，所述第一导流开关和所述第四导流开关处于截止状态。

在其中一个实施例中，所述冷媒散热模块包括冷媒散热管和散热块，所述冷媒散热管的一端连接所述节流阀，所述冷媒散热管的另一端连接所述第三导流开关的输出端和所述第四导流开关的输出端，所述散热块设置于所述冷媒散热管，且与主板的发热元器件贴合。

在其中一个实施例中，所述节流阀为电子膨胀阀。

在其中一个实施例中，所述第一导流开关、所述第二导流开关、所述第三导流开关和所述第四导流开关为单向阀。

在其中一个实施例中，所述第一导流开关、所述第二导流开关、所述第三导流开关和所述第四导流开关为电磁阀。

一种机组，包括压缩机、四通阀、外机换热器、内机换热器、气液分离器和上述的机组冷媒散热系统，

所述压缩机连接所述气液分离器，所述四通阀连接所述压缩机、所述气液分离器、所述外机换热器和所述内机换热器，所述外机换热器连接所述机组冷媒散热系统中第二导流开关的输出端和第四导流开关的输入端，所述内机换热器连接所述机组冷媒散热系统中第一导流开关的输出端和第三导流开关的输入端。

在其中一个实施例中，还包括消音器，所述消音器设置于所述压缩机与所述四通阀之间的冷媒管路。

在其中一个实施例中，还包括过滤器，所述过滤器设置于所述机组冷媒散热系统与所述内机换热器之间的冷媒管路，和/或所述过滤器设置于所述内机换热器与所述四通阀之间的冷媒管路。

一种空调系统，包括主板、感温包和上述的机组，所述感温包设置于所述机组，所述主板连接所述感温包、所述机组的四通阀以及所述机组冷媒散热系统的节流阀。

在其中一个实施例中，所述感温包包括环境感温包、化霜感温包、管中感温包、管路感温包和排气感温包中的至少一种。

上述机组冷媒散热系统、机组和空调系统，机组处于制冷状态时，第一导流开关和第四导流开关处于导通状态，第二导流开关和第三导流开关处于截止状态，机组的高温高压冷媒在外机换热器中冷凝并过冷，过冷后的冷媒经过第四导流开关后进入冷媒散热模块，冷媒吸热后经过节流阀节流后流过第一导流开关达到机组的内机换热器；机组处于制热状态时，第二导流开关和第三导流开关处于导通状态，第一导流开关和第四导流开关处于截止状态；机组的高温高压冷媒在内机换热器中冷凝，冷凝后的冷媒经过第三导流开关进入冷媒散热模块，冷媒吸热后经过节流阀节流后流过第二导流开关达到机组的外机换热器。在制冷或制热状态下，进入冷媒散热系统的均为节流前冷媒，可以达到正常的冷媒散热效果，同时减少节流阀的数量，降低了成本，还减少机组装配时产生线圈接反的风险，减少售后故障，有效提高了机组使用可靠性。

附图说明

图1为一实施例中机组冷媒散热系统的结构示意图；

图2为一实施例中制冷时冷媒流向示意图；

图3为一实施例中制热时冷媒流向示意图；

图4为一实施例中机组的结构示意图。

附图标记说明：110-冷媒散热模块、120-节流阀、K1-第一导流开关、K2-第二导流开关、K3-第三导流开关、K4-第四导流开关。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。

需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件时，它可以是直接连接到另一个元件，或者通过居中元件连接另一个元件。以下实施例中的“连接”，如果被连接的电路、模块、单元等相互之间具有电信号或数据的传递，则应理解为“电连接”、“通信连接”等。

在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也可以包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应当理解的是，术语“包括/包含”或“具有”等指定所陈述的特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的存在，但是不排除存在或添加一个或更多个其他特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的可能性。同时，在本说明书中使用的术语包括相关所列项目的任何及所有组合。

在一个实施例中，如图1所示，提供了一种机组冷媒散热系统，包括冷媒散热模块110、节流阀120、第一导流开关K1、第二导流开关K2、第三导流开关K3和第四导流开关K4。冷媒散热模块110的一端连接节流阀120的一端，节流阀120的另一端连接第一导流开关K1的输入端和第二导流开关K2的输入端，冷媒散热模块110的另一端连接第三导流开关K3的输出端和第四导流开关K4的输出端，第一导流开关K1的输出端和第三导流开关K3的输入端均用于连接机组的内机换热器，第二导流开关K2的输出端和第四导流开关K4的输入端均用于连接机组的外机换热器。其中，机组处于制冷状态时，第一导流开关K1和第四导流开关K4处于导通状态，第二导流开关K2和第三导流开关K3处于截止状态；机组处于制热状态时，第二导流开关K2和第三导流开关K3处于导通状态，第一导流开关K1和第四导流开关K4处于截止状态。

具体地，机组处于制冷状态时，第一导流开关K1和第四导流开关K4处于导通状态，第二导流开关K2和第三导流开关K3处于截止状态，机组的高温高压冷媒从压缩机排气口排出，经由四通阀进入到外机换热器中冷凝并过冷，过冷后的冷媒经过第四导流开关K4后进入冷媒散热模块110，冷媒吸热后经过节流阀120节流后流过第一导流开关K1达到机组的内机换热器；机组处于制热状态时，第二导流开关K2和第三导流开关K3处于导通状态，第一导流开关K1和第四导流开关K4处于截止状态；机组的高温高压冷媒从压缩机排气口排出，经由四通阀进入到内机换热器中冷凝，冷凝后的冷媒经过第三导流开关K3进入冷媒散热模块110，冷媒吸热后经过节流阀120节流后流过第二导流开关K2达到机组的外机换热器。其中，外机换热器安装在室外，在机组制冷时作为室外机冷凝器，在机组制热时作为室外机蒸发器；内机换热器安装在室内，在机组制冷时作为室内机蒸发器，在机组制热时作为室内机冷凝器。

机组冷媒散热系统在采用上述结构后，通过4个导流开关相互作用改变机组冷媒散热系统中冷媒流向，在保持冷媒散热功能下仅使用一个节流阀120，保证制冷制热均能达到节流效果，且机组制冷制热运行时冷媒流向为压缩机排气→冷媒冷凝→冷媒散热模块110→节流阀120→冷媒蒸发→压缩机吸气，保证机组冷媒散热效果和散热温度在合适范围内不会过高或者过低。

上述机组冷媒散热系统，在制冷或制热状态下，进入冷媒散热系统的均为节流前冷媒，可以达到正常的冷媒散热效果，同时减少节流阀120的数量，降低了成本，还减少机组装配时产生线圈接反的风险，减少售后故障，有效提高了机组使用可靠性。

可以理解，冷媒散热模块110的具体结构并不是唯一的，在一个实施例中，冷媒散热模块110包括冷媒散热管和散热块，冷媒散热管的一端连接节流阀120，冷媒散热管的另一端连接第三导流开关K3的输出端和第四导流开关K4的输出端，散热块设置于冷媒散热管，且与主板的发热元器件贴合。其中，散热块具体可采用散热铝块，成本低且散热效果好。主板用于控制机组的运行状态，例如控制机组管路阀门通断、四通阀换向等，主板上设置有芯片、电阻、电容等电子元器件，可将主板上的主要发热元器件与散热块贴合，便于散热。例如，可将散热块与主板的发热芯片贴合设置。进一步地，冷媒散热模块110还可包括散热膏，散热膏涂在散热块与主板的发热元器件之间进行完全贴合，进一步提高散热效果。

节流阀120的具体类型也不唯一，在一个实施例中，节流阀120为电子膨胀阀。具体地，可将电子膨胀阀的线圈接在控制回路，主板连接控制回路对电子膨胀阀进行导通、关断控制。此外，主板还可调节电子膨胀阀的开度，从而对机组冷媒管路中的冷媒进行节流。

进一步地，在一个实施例中，第一导流开关K1、第二导流开关K2、第三导流开关K3和第四导流开关K4为单向阀。由于单向阀具备单向导通特性，采用4个单向阀改变机组冷媒散热系统中冷媒流向，只需将单向阀对应安装在机组冷媒散热系统中便可自动进行冷媒流向调节，无需操作人员干预，可进一步减小运行风险。

可以理解，第一导流开关K1、第二导流开关K2、第三导流开关K3和第四导流开关K4也可以是采用其他开关器件，只需在机组制冷或制热时对应改变冷媒流向即可。例如，在其他实施例中，第一导流开关K1、第二导流开关K2、第三导流开关K3和第四导流开关K4也可以采用电磁阀。具体地，将4个电磁阀的控制回路连接主板，在机组制冷或制热时，主板控制相应电磁阀的控制回路通电，同样可调整机组冷媒散热系统中的冷媒流向。

在一个实施例中，还提供了一种机组，包括压缩机、四通阀、外机换热器、内机换热器、气液分离器和上述的机组冷媒散热系统，压缩机连接气液分离器，四通阀连接压缩机、气液分离器、外机换热器和内机换热器，外机换热器连接机组冷媒散热系统中第二导流开关K2的输出端和第四导流开关K4的输入端，内机换热器连接机组冷媒散热系统中第一导流开关看的输出端和第三导流开关K3的输入端。其中，压缩机、四通阀、外机换热器、内机换热器、气液分离器和机组冷媒散热系统之间，通过冷媒管路连接。压缩机、四通阀、气液分离器、外机换热器以及机组冷媒散热系统位于户外，内机换热器位于户内。此外，机组冷媒散热系统与内机换热器之间还设置有小阀门，内机换热器与四通阀之间还设置有大阀门。

进一步地，在一个实施例中，机组还包括消音器，消音器设置于压缩机与四通阀之间的冷媒管路。此外，在一个实施例中，机组还包括过滤器，过滤器设置于机组冷媒散热系统与内机换热器之间的冷媒管路，和/或过滤器设置于内机换热器与四通阀之间的冷媒管路。

上述机组，在制冷或制热状态下，进入冷媒散热系统的均为节流前冷媒，可以达到正常的冷媒散热效果，同时减少节流阀120的数量，降低了成本，还减少机组装配时产生线圈接反的风险，减少售后故障，有效提高了机组使用可靠性。

在一个实施例中，还提供了一种空调系统，包括主板、感温包和上述的机组，感温包设置于机组，主板连接感温包、机组的四通阀以及机组冷媒散热系统的节流阀。其中，机组具体为热泵机组。感温包的类型并不唯一，在一个实施例中，感温包包括环境感温包、化霜感温包、管中感温包、管路感温包和排气感温包中的至少一种。

上述空调系统，在制冷或制热状态下，进入冷媒散热系统的均为节流前冷媒，可以达到正常的冷媒散热效果，同时减少节流阀120的数量，降低了成本，还减少机组装配时产生线圈接反的风险，减少售后故障，有效提高了机组使用可靠性。

为便于更好地理解上述机组冷媒散热系统、机组和空调系统，下面结合具体实施例进行详细解释说明。

传统的热泵机组中冷媒散热系统节流元件一般为2个，制冷时使用阀1节流，阀2全开，制热时阀1全开，阀2节流，材料成本高，实际安装时容易产生电子膨胀阀线圈接反导致机组制冷制热时无法正常节流，产生售后故障。

基于此，本申请的目的是提供一种冷媒散热系统，通过4个单向阀相互作用改变系统中冷媒流向，使系统中制冷制热时冷媒流向均为压缩机排气→冷媒冷凝→冷媒散热模块→节流阀→冷媒蒸发→压缩机吸气。通过上述方案，可以达到正常的冷媒散热效果给主板上发热元器件降温，保证进入冷媒散热模块的温度不会太高或太低。同时减少一个电子膨胀阀，减少机组装配时产生线圈接反的风险，减少售后故障。

具体地，如图2所示，机组冷媒散热系统由冷媒散热模块、电子膨胀阀、4个单向阀组成，冷媒散热模块由冷媒散热管和散热铝块构成，散热铝块与主板发热芯片贴合，中间涂散热膏进行完全贴合。

继续参照图2，机组处于制冷状态时，高温高压冷媒从压缩机的排气口排出，经由四通阀，进入到室外机冷凝器中冷凝并过冷，过冷后冷媒进入冷媒散热系统，单向阀2方向与冷媒流向相反，冷媒无法从单向阀2进入，冷媒自单向阀4流向冷媒散热管与单向阀3，单向阀3方向与冷媒流向相反，冷媒无法从单向阀3流出，因此冷媒进入到冷媒散热管中，冷媒吸热后经电子膨胀阀节流，流向单向阀1与单向阀2，单向阀2进口侧压力比出口侧压力低，无法流出，所以节流后冷媒从单向阀1流出，流出后由于单向阀3出口侧压力比进口侧压力高，所以冷媒流向小阀门，进入室内机蒸发器后经大阀门、四通阀、气液分离器回到压缩机的吸气侧。

如图3所示，机组处于制热状态时，高温高压冷媒从压缩机的排气口排出，经由四通阀、大阀门，进入到室内机冷凝器中冷凝，冷凝后冷媒从小阀门进入外机，单向阀1方向与冷媒流向相反，所以冷媒从单向阀3进入冷媒散热管与单向阀4，单向阀4方向与冷媒流向相反，冷媒无法经单向阀4流出，因此冷媒进入到冷媒散热管中吸热后进入电子膨胀阀节流，节流后冷媒流向单向阀1与单向阀2，单向阀1进口侧压力比出口侧压力低，无法流出，节流后冷媒只能从单向阀2流出，流出后单向阀4进口侧压力比出口侧压力低，冷媒只能流向室外机蒸发器进行蒸发吸热后经由四通阀、气液分离器进入压缩机的吸气侧。

通过上述流程，进入冷媒散热系统的均为膨胀阀节流前冷媒，散热温度适中，不会出现温度过高或者过低导致散热效果不好或者模块凝露问题。可以理解，上述实施例使用单相阀控制冷媒流向，其他可以控制冷媒流向的方式例如电磁阀。

如图4所示，带箭头的实线表示制冷方向，带箭头的虚线表示制热方向。压缩机、四通阀、气液分离器、外机换热器以及机组冷媒散热系统位于户外，内机换热器位于户内。压缩机与四通阀之间的冷媒管路上设置有消音器；机组冷媒散热系统与内机换热器之间的冷媒管路，以及内机换热器与四通阀之间的冷媒管路均设置有过滤器。

感温包包括环境感温包、化霜感温包、管中感温包、管路感温包和排气感温包，其中，室外换热器设置有环境感温包、化霜感温包和管中感温包，室内换热器设置有环境感温包和管路感温包，排气感温包设置在压缩机与四通阀之间的冷媒管路。此外，机组的压缩机与气液分离器之间的冷媒管路还设置有低压开关，压缩机与四通阀之间的冷媒管路还设置有高压开关。主板连接电子膨胀阀、四通阀、低压开关、高压开关以及各感温包，在需要机组制冷时，主板控制四通阀的D端与C端连通，E端与S端连通；在需要机组制热时，主板控制四通阀换向，切换成D端与E端连通，C端与S端连通。此外，主板还结合感温包采集的数据对电子膨胀阀、低压开关和高压开关进行开度调节和通断控制。

上述机组冷媒散热系统，在保持现有产品的冷媒散热功能下，仅使用一个电子膨胀阀，保证制冷制热均能达到节流效果且机组制冷制热运行时冷媒流向为压缩机排气→冷媒冷凝→冷媒散热模块→节流阀→冷媒蒸发→压缩机吸气，保证机组冷媒散热效果和散热温度在合适范围内不会过高或者过低。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种机组冷媒散热系统，其特征在于，包括冷媒散热模块、节流阀、第一导流开关、第二导流开关、第三导流开关和第四导流开关，

所述冷媒散热模块的一端连接所述节流阀的一端，所述节流阀的另一端连接所述第一导流开关的输入端和所述第二导流开关的输入端，所述冷媒散热模块的另一端连接所述第三导流开关的输出端和所述第四导流开关的输出端，所述第一导流开关的输出端和所述第三导流开关的输入端均用于连接机组的内机换热器，所述第二导流开关的输出端和所述第四导流开关的输入端均用于连接机组的外机换热器；

其中，机组处于制冷状态时，所述第一导流开关和所述第四导流开关处于导通状态，所述第二导流开关和所述第三导流开关处于截止状态；机组处于制热状态时，所述第二导流开关和所述第三导流开关处于导通状态，所述第一导流开关和所述第四导流开关处于截止状态。

2.根据权利要求1所述的机组冷媒散热系统，其特征在于，所述冷媒散热模块包括冷媒散热管和散热块，所述冷媒散热管的一端连接所述节流阀，所述冷媒散热管的另一端连接所述第三导流开关的输出端和所述第四导流开关的输出端，所述散热块设置于所述冷媒散热管，且与主板的发热元器件贴合。

3.根据权利要求1所述的机组冷媒散热系统，其特征在于，所述节流阀为电子膨胀阀。

4.根据权利要求1-3任意一项所述的机组冷媒散热系统，其特征在于，所述第一导流开关、所述第二导流开关、所述第三导流开关和所述第四导流开关为单向阀。

5.根据权利要求1-3任意一项所述的机组冷媒散热系统，其特征在于，所述第一导流开关、所述第二导流开关、所述第三导流开关和所述第四导流开关为电磁阀。

6.一种机组，其特征在于，包括压缩机、四通阀、外机换热器、内机换热器、气液分离器和权利要求1-5任意一项所述的机组冷媒散热系统，

所述压缩机连接所述气液分离器，所述四通阀连接所述压缩机、所述气液分离器、所述外机换热器和所述内机换热器，所述外机换热器连接所述机组冷媒散热系统中第二导流开关的输出端和第四导流开关的输入端，所述内机换热器连接所述机组冷媒散热系统中第一导流开关的输出端和第三导流开关的输入端。

7.根据权利要求6所述的机组，其特征在于，还包括消音器，所述消音器设置于所述压缩机与所述四通阀之间的冷媒管路。

8.根据权利要求6所述的机组，其特征在于，还包括过滤器，所述过滤器设置于所述机组冷媒散热系统与所述内机换热器之间的冷媒管路，和/或所述过滤器设置于所述内机换热器与所述四通阀之间的冷媒管路。

9.一种空调系统，其特征在于，包括主板、感温包和权利要求6-8任意一项所述的机组，所述感温包设置于所述机组，所述主板连接所述感温包、所述机组的四通阀以及所述机组冷媒散热系统的节流阀。

10.根据权利要求9所述的空调系统，所述感温包包括环境感温包、化霜感温包、管中感温包、管路感温包和排气感温包中的至少一种。

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