CN116026052B - 具有除湿功能的空调制冷系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种具有除湿功能的空调制冷系统,该空调制冷系统配置成能够运行制冷模式、除湿模式以及制热模式。在制冷模式中,循环管路系统使得来自于冷凝器的制冷剂经过制冷膨胀部件后至少经过蒸发器,而在除湿模式中,循环管路系统使得来自于冷凝器的制冷剂依次经过换热器、制冷膨胀部件以及蒸发器;蒸发器的底部形成有暂存容腔,循环管路系统至少包括通断受控的引出管路和引射管路;引出管路建立在换热器与暂存容腔之间以使得空调制冷系统在切换至除湿模式后能够将制冷剂从换热器引导至暂存容腔;引射管路建立在制冷膨胀部件与暂存容腔之间,以能够将暂存容腔中的制冷剂借由制冷膨胀部件的引射作用而引导至蒸发器中而参与制冷循环。

Description

具有除湿功能的空调制冷系统
技术领域
本发明涉及制冷技术领域,尤其涉及一种应用于室内换热的具有除湿功能的空调制冷系统。
背景技术
公知地,应用于室内换热的空调系统通常包括压缩机、蒸发器、冷凝器、等换热执行部件、膨胀部件以及用于将这些换热执行部件和膨胀部件进行连接的制冷管路。以压缩机作为动力,借由制冷管路输送制冷剂,使制冷剂在经过换热执行部件及膨胀部件过程中发生物理状态的变化而实现对室内空气的制冷和制热。因而,现有技术中的空调系统基本均具有制冷模式和制热模式。
在制冷模式中,经过蒸发器的室内空气可能会因骤冷而呈现出湿度增大的现象,这种现象发生在居者室内可能会给居者造成湿度较大的不良体验,而若发生在如计算机机房等设备室可能会造成设备上凝结液滴,进而可能影响设备运行、甚至可能造成设备损坏。
为避免这种情况发生,现有技术中,在空调系统的运行过程中增加制冷-除湿模式(下文简称除湿模式),而为此,在空调系统的物理设备中增设换热器,该换热器在位置上与蒸发器(两者均位于室内,该换热器的构造与蒸发器的构造可以大致相同)并列设置且位于气流方向上的下游,在除湿模式中,蒸发器利用制冷剂用于对室内空气吸热而实施制冷,换热器利用制冷器用于对经蒸发器制冷的室内空气进行再加热,进而实现除湿。
由于换热器用于对室内空气进行加热,因而,除湿模式所使用的制冷剂的量要少于制冷模式所使用的制冷剂的量(在空调系统中,存在对空气进行加热的过程所需使用的制冷剂的量要小于对空气进行制冷所需的制冷剂的量,例如,在运行制热模式时,所需的制冷剂的量也小于运行制冷模式所需的制冷剂的量)。因而,在空调系统从制冷模式切换制热模式后,系统内会存在多余的制冷剂,这些多余的制冷剂不但不利于系统的运行,而且还可能因以液态的形式从蒸发器进入到压缩机的入口,从而对压缩机造成损坏(大多类型的压缩机要求制冷剂需以气态的形式通过入口进入到压缩机)。
为避免空调系统中多余的制冷剂也参与运行,现有技术中,在空调系统中增设了存储容器和泵送装置,该存储容器在制热模式或除湿模式中利用泵送装置作为动力而用于接收多余的制冷剂,而在制冷模式中利用泵送装置作为动力以用于将所存储的制冷剂重新供入系统中。另外,该存储容器和泵送装置配合还可微调在某种运行模式中的制冷剂的量
然而,所增设的存储容器和泵送装置不但增加了系统所包含的设备的体积,使得系统过于庞大,而且,还导致尤其所不希望的结果是:
容易理解地,除湿模式与制冷模式之间可能存在频繁的切换的情况,这导致泵送装置频繁启停,这不但容易导致泵送装置损坏,且产生较大的噪音。
另外,由于对制冷剂所需量的微调也由泵送装置提供动力,因而,对制冷剂所需量的微调也造成泵送装置频繁启停。
另外,虽然现有技术中也出现了不利用泵送装置作为动力来存储和重新供给制冷剂的手段,然而,在对制冷剂的量的微调方面存在困难。
发明内容
针对现有技术中存在的上述技术问题,本发明的实施例提供了一种具有除湿功能的空调制冷系统。
为解决上述技术问题,本发明的实施例采用的技术方案是:
一种具有除湿功能的空调制冷系统,包括压缩机、冷凝器、蒸发器、换热器、制冷膨胀部件、制热膨胀部件、第一主管路以及第二主管路,冷凝器布置在第一主管路上,蒸发器和换热器布置在第一主管路与第二主管路之间,通过压缩机使得制冷剂从第一主管路流向第二主管路,空调制冷系统运行制冷模式或除湿模式;而通过使制冷剂从第二主管路流向第一主管路,空调制冷系统运行制热模式,
所述第一主管路与所述第二主管路之间配置有循环管路系统;
在制冷模式中,所述循环管路系统使得来自于冷凝器的制冷剂经过制冷膨胀部件后至少经过蒸发器,而在除湿模式中,所述循环管路系统使得来自于冷凝器的制冷剂依次经过换热器、制冷膨胀部件以及蒸发器;其中:
所述蒸发器的底部形成有暂存容腔,所述循环管路系统至少包括通断受控的引出管路和引射管路;
所述引出管路建立在换热器与暂存容腔之间以使得空调制冷系统在切换至除湿模式后能够将制冷剂从换热器引导至暂存容腔;
所述引射管路建立在制冷膨胀部件与暂存容腔之间,以能够将暂存容腔中的制冷剂借由制冷膨胀部件的引射作用而引导至蒸发器中而参与制冷循环。
优选地,
所述循环管路系统还包括通断受控的喷射管路和折返管路;所述喷射管路介于第一主管路与蒸发器之间,所述制冷膨胀部件布置在喷射管路上,自喷射管路引出第一喷射分支管路和第二喷射分支管路而分别连接至蒸发器和换热器,以使得在制冷模式中,流经制冷膨胀部件后的制冷剂分别经过所述蒸发器和所述换热器;
所述折返管路与所述喷射管路并列布置且引自第一主管路,所述折返管路的远端引出第一连接管路和第二连接管路而分别连接至蒸发器和换热器的远端,所述第一连接管路的通断受控;
所述引出管路经过喷射管路并与喷射管路连通而由喷射管路分成介于喷射管路与换热器之间的上游引出管路以及介于暂存容腔与喷射管路之间的通断受控的下游引出管路;
在所述第二喷射分支管路上布置有第一单向阀,所述第一单向阀允许制冷剂流向换热器而反向截止;在所述上游引出管路上布置有第二单向阀,所述第二单向阀允许制冷剂从换热器流经上游引出管路而反向截止;
优选地,在所述上游引出管路上布置有过冷器,自所述上游引出管路引出过冷管路,并使得过冷管路通过所述过冷器,在所述过冷器上游的所述过冷管路上设置过冷膨胀阀,使得制冷剂经过所述过冷膨胀阀后而对上游引出管路吸热;经过所述过冷器的过冷管路与所述暂存容腔连通。
优选地,所述过冷管路自过冷器的下游的所述上游引出管路引出;经过所述过冷器的过冷管路连接至所述下游引出管路并通过所述下游引出管路而与所述暂存容腔连通。
优选地,所述制冷膨胀部件的上游的所述喷射管路上布置有第一电控开关阀,所述折返管路上布置有第二电控开关阀,所述第一连接管路上布置有第三电控开关阀,所述下游引出管路上布置有第四电控开关阀,所述引射管路上布置有第五电控开关阀。
优选地,所述暂存容腔由所述蒸发器的底部的壳体围成,且所述暂存容腔沿所述蒸发器的宽度方向延伸,所述暂存容腔的两端分别通过导流通道与所述蒸发器的内部流道连通。
优选地,所述暂存容腔的腔底倾斜设置,所述腔底的低侧区域靠近所述制冷膨胀部件,自所述腔底的低侧区域引出两个接头,所述引出管路和所述引射管路分别连接至两个所述接头。
优选地,所述压缩机的进口侧、出口侧与第一主管路、第二主管路之间设置有四通阀,通过切换所述四通阀使得压缩机驱动制冷剂从第一主管路流向第二主管路而运行制冷模式或除湿模式,或者使得压缩机驱动制冷剂从所述第二主管路流向第一主管路而运行制热模式。
优选地,所述制冷膨胀部件包括制冷膨胀阀以及与所述制冷膨胀阀并联的开关阀,将制冷膨胀阀配置成开度可调,在制冷模式或除湿模式中,使开关阀断开,而使制冷剂经过所述制冷膨胀阀,而在制热模式中,使开关阀导通,使制冷膨胀阀断开。
优选地,所述制热膨胀部件布置在第一主管路上并靠近冷凝器的位置,所述制热膨胀部件包括制热膨胀阀以及与所述制热膨胀阀并联的开关阀,将制热膨胀阀配置成开度可调,在制冷模式或者除湿模式中,使开关阀导通,使制热膨胀阀断开,而在制热模式中,使开关阀断开而使制冷剂经过所述制热膨胀阀。
与现有技术相比,本发明公开的具有除湿功能的空调制冷系统的有益效果是:
本发明的一个优势在于:在切换至除湿模式后,多余的制冷剂借由循环管路系统的引导而自动的流入到暂存容腔中,从而避免了使用泵送装置驱动制冷剂流入到暂存容器,并且,相比于泵送装置,循环管路系统中相关阀所进行频繁的切换动作对其自身使用性能及寿命影响不大,且所产生的噪音也不大。
本发明的另一个优势在于:本系统利用引出管路及相关阀与引射管路及相关阀配合而能够实现对制冷剂的量的调节(包括微调),进而使制冷剂在运行除湿模式过程中总能动态地保持在合理量。
本发明的其他关键优势直接和隐含记载于下文的具体实施方式中。
本发明中描述的技术的各种实现或示例的概述,并不是所公开技术的全部范围或所有特征的全面公开。
附图说明
在不一定按比例绘制的附图中,相同的附图标记可以在不同的视图中描述相似的部件。具有字母后缀或不同字母后缀的相同附图标记可以表示相似部件的不同实例。附图大体上通过举例而不是限制的方式示出各种实施例,并且与说明书以及权利要求书一起用于对所发明的实施例进行说明。在适当的时候,在所有附图中使用相同的附图标记指代同一或相似的部分。这样的实施例是例证性的,而并非旨在作为本装置或方法的穷尽或排他实施例。
图1为本发明的实施例所提供的具有除湿功能的空调制冷系统的运行制冷模式时的状态视图。
图2为本发明的实施例所提供的具有除湿功能的空调制冷系统的运行除湿模式时的状态视图。
图3为本发明的实施例所提供的具有除湿功能的空调制冷系统的运行双发制热模式时的状态视图。
图4为本发明的实施例所提供的具有除湿功能的空调制冷系统在切换至单发制热模式前的状态视图。
图5为本发明的实施例所提供的具有除湿功能的空调制冷系统的运行单发制热模式时的状态视图。
附图标记:
10-压缩机;21-第一主管路;22-第二主管路;30-冷凝器;40-制冷膨胀部件;41-制冷膨胀阀;42-电控开关阀;50-制热膨胀部件;51-制热膨胀阀;52-电控开关阀;61-蒸发器;611-暂存容腔;6111-接头;6112-接头;62-换热器;70-循环管路系统;71-喷射管路;711-第一喷射分支管路;712-第二喷射分支管路;72-引出管路;721-上游引出管路;722-下游引出管路;73-引射管路;74-第一单向阀;75-第二单向阀;76-折返管路;761-第一连接管路;762-第二连接管路;77-过冷器;771-过冷管路;772-过冷膨胀阀;81-第一电控开关阀;82-第二电控开关阀;83-第三电控开关阀;84-第四电控开关阀;85-第五电控开关阀;90-四通阀。
具体实施方式
除非另外定义,本发明使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性,而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同,而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接,而是可以包括电性的连接,不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系,当被描述对象的绝对位置改变后,则该相对位置关系也可能相应地改变。
为了保持本发明实施例的以下说明清楚且简明,本发明省略了已知功能和已知部件的详细说明。
如图1所示,本发明的实施例公开了一种空调制冷系统,该系统包括:压缩机10、冷凝器30、蒸发器61、换热器62、过冷器77、制冷膨胀部件40、制热膨胀部件50、过冷膨胀阀772、第一主管路21、第二主管路22、四通阀90以及循环管路系统70。
压缩机10具有进口侧和出口侧,压缩机10运行使得制冷剂从进口侧进入而从出口侧流出,第一主管路21和第二主管路22借由四通阀90而与压缩机10的进口侧和出口侧连通,进而通过切换四通阀90而使得制冷剂从第一主管路21流向第二主管路22或者从第二主管路22流向第一主管路21。
冷凝器30布置在第一主管路21上,第一主管路21分成两段,第一段引自压缩机10而连接至冷凝器30的A端,第二端引自冷凝器30的B端。制热膨胀部件50布置于冷凝器30的B端一侧的第一主管路21上并靠近冷凝器30,该制热膨胀部件50包括制热膨胀阀51以及与制热膨胀阀51并联设置的电控开关阀51,该制热膨胀阀51设置成开度可调,并使得制热膨胀阀51能够调整至断开状态。
蒸发器61与换热器62布置在第一主管路21与第二主管路22之间,蒸发器61和换热器62可配置成大致相同的构造,例如,可均配置成外部具有壳体而内部形成微流道的结构,如此,蒸发器61和换热器62均可具有向室内空气吸热和放热的工作能力。特别地,蒸发器61上设置有风扇,该风扇用于引导室内空气经过蒸发器61,而换热器62相对于蒸发器61布置在气流方向上的下游,且与蒸发器61并排布置,这使得室内空气首先经过蒸发器61,然后再经过换热器62。
蒸发器61的底部,具体地为重力方向上的底部,由壳体中围成暂存容腔611,该暂存容腔611在蒸发器61的宽度方向上延伸,进而使得暂存容腔611的两端扩展到蒸发器61的A端和B端,该暂存容腔611靠近两端的区域与蒸发器61内部的微流道的端部的汇集流道连通,这使得液态的制冷剂能够流入到暂存容腔611中。该暂存容腔611的腔底配置成倾斜的结构,并使得靠近蒸发器61A端的腔底低于靠近B端的腔底,这有利于暂存容腔611中的制冷剂总是朝蒸发器61的A端方向汇集。
循环管路系统70布置在第一管路与第二管路,该循环管路系统70包括:喷射管路71、引出管路72、引射管路73、折返管路76以及布置于相关管路上的阀部件。
第二主管路22的远端连接至蒸发器61的B端,喷射管路71自第一主管路21的远端引出,喷射管路71的远端引出第一喷射分支管路711和第二喷射分支管路712,第一喷射分支管路711的远端连接至蒸发器61的A端,第二喷射分支管路712连接至换热器62的A端。
制冷膨胀部件40布置在喷射管路71上,该制冷膨胀部件40包括制冷膨胀阀41以及与制冷膨胀阀41并联设置的电控开关阀42,该制冷膨胀阀41配置成开度可调,并使得制冷膨胀阀41能够调节至断开状态。
引出管路72自换热器62的A端引出并延伸连接至与暂存容腔611的低侧区域连通的接头6111,该引出管路72经过喷射管路71并与喷射管路71连通,如此,该喷射管路71将引出管路72分成介于换热器62A端与喷射管路71之间的上游引出管路721以及介于喷射管路71与接头6111之间的下游引出管路722。
引射管路73介于暂存容腔611与制冷膨胀阀41之间,具体地,引射管路73的一端连接至与暂存容腔611的低侧区域连通的接头6112,另一端连接至制冷膨胀阀41的中间接口处,该中间接口与制冷膨胀阀41内部的节流孔(或称释放孔)贯通,因而,在喷射管路71中的制冷剂经过节流孔而膨胀气化过程中,经过节流孔的制冷剂对中间接口具有引射吸引作用,进而能够吸引暂存容腔611中的制冷剂经过引射管路73、中间接口而随主制冷剂一同膨胀气化。
折返管路76与喷射管路71并列设置,该折返管路76与喷射管路71均引自第一主管路21,折返管路76的远端引出第一连接管路761和第二连接管路762,该第一连接管路761连接至蒸发器61的B端,该第二连接管路762连接至换热器62的B端。
过冷器77(或称经济器)布置在上游引出管路721上,该过冷器77可以被认为是一种用于为制冷剂换热的换热部件,该过冷器77具有保温作用的外壳,上游引出管路721穿过该外壳,自过冷器77下游的上游引出管路721上引出一条过冷管路771,该过冷管路771反向穿过过冷器77的壳体,在过冷器77上游的过冷管路771上设置有过冷膨胀阀772,该过冷膨胀阀772也被配置成开度可调,且也能够调整至断开状态,过冷管路771中的制冷剂通过过冷膨胀阀772后而对上游引出管路721中的制冷剂进行冷却,以进一步降低该制冷剂的温度。
循环管路系统70中的一些阀部件相应地布置在上述相关管路中,具体地,在第二喷射分支管路712上布置有第一单向阀74,该第一单向阀74允许第二喷射分支管路712中的制冷剂从如图1所示的右侧流向左侧而反向截止;在上游引出管路721上布置有第二单向阀75,该第二单向阀75允许上游引出管路721中的制冷剂从如图1所示的左侧流向右侧而反向截止;在喷射管路71的上游管段上布置有第一电控开关;在折返管路76上布置有第二电控开关阀82;在第一连接管路761上布置有第三电控开关阀83;在下游引出管路722上布置有第四电控开关阀84;在引射管路73上布置有第五电控开关阀85。
本发明所提供的空调制冷系统通过上述的各部件的配合而能够运行制冷模式、除湿模式以及制热模式。下面介绍一下运行各模式所需相关部件的状态,尤其是各阀部件的通断状态以及制冷剂的流动轨迹。
制冷模式
如图1所示,相关阀的状态:四通阀90切换至使制冷剂从第一主管路21流向第二主管路22的状态;制热膨胀部件50中的制热膨胀阀51调节至断开状态,电控开关阀52切换至导通状态;制冷膨胀部件40中的制冷膨胀阀41调节至一定的开度,电控开关阀42切换至断开状态;第一电控开关阀81、第三电控开关阀83切换至导通状态,第二电控开关阀82、第四电控开关阀84切换至断开状态;第五电控开关阀85基于具体情况进行选择性的导通或断开;过冷膨胀阀772调节至断开状态。
制冷剂的流动轨迹为:
在压缩机10的作用下,制冷剂从压缩机10的出口侧流出而流入至第一主管路21,在第一主管路21中制冷剂依次流经冷凝器30以及制冷膨胀部件40中的电控开关阀52,制冷剂在流经冷凝器30时被吸热(放热)而由气态转化为液态。
随后,制冷剂从第一主管路21流入喷射管路71,在喷射管路71中,制冷剂在流经第一电控开关阀81后而流经制冷膨胀部件40中的制冷膨胀阀41,在流经制冷膨胀阀41后,制冷剂由液态转化为气液混合物,并随后分别通过第一喷射分支管路711第二喷射分支管路712而流入蒸发器61和换热器62,制冷剂在流经蒸发器61和换热器62过程中吸热并继续气化,进而对通过他们的室内空气制冷。
随后,制冷剂从蒸发器61的B端和换热器62的B端流出,并汇聚而进入到第二主管路22中,并最后通过入口侧回流至压缩机10中,如此不断循环。
在运行制冷模式方面,本发明所提供的空调制冷系统的优势在于:
1、经过蒸发器61的未气化的制冷剂借由重力能够汇集在暂存容腔611中,进而大大降低了液态制冷剂进入到压缩机10内的量。
2、当需要增大制冷量时,将第五开电控开关阀打开,暂存容腔611中的制冷剂可被引射吸引至制冷膨胀阀41处并与喷射管路71中的制冷剂一起再次膨胀气化而重新参与制冷,进而避免采用增加压缩机10负荷的方式增大制冷量,进而能够起到提高制冷效率且具有节能作用。
除湿模式
如图2所示,在制冷模式中,蒸发器61与换热器62均用于吸热而使室内空气制冷,而在该除湿模式中,蒸发器61依然用于吸热而使室内空气制冷,而换热器62却用于放热从而为制冷后的室内空气进行加热以达到除湿的目的。因而,除湿模式可以被认为是制冷模式的一个特殊模式,该除湿模式也因此伴随制冷模式运行,因而,该除湿模式通常由制冷模式直接切换得到。
相关阀的状态:四通阀90保持在与制冷模式相同的状态,即,四通阀90保持在使制冷剂从第一主管路21流向第二主管路22的状态;制热膨胀部件50保持在与制冷模式相同的状态,即,制热膨胀部件50中的制热膨胀阀51保持断开状态,电控开关阀52保持导通状态;制冷膨胀部件40大致保持在与制冷模式相同的状态,即,制冷膨胀部件40中的制冷膨胀阀41保持调节至一定的开度,电控开关阀42保持在断开状态;第二电控开关阀82切换至导通状态,第一电控开关阀81、第三电控开关阀83切换至断开状态,第四电控开关阀84、第五电控开关阀85基于具体情况进行选择性地导通或断开;过冷膨胀阀772基于具体情况进行开度调节。
制冷剂的流动轨迹为:
与制冷模式相比,制冷剂的流动轨迹仅在第一主管路21与第二主管路22之间相关管路中发生了变化,因此可知,仅通过控制相关阀的通断状态便可从制冷模式直接切换至除湿模式。
具体地,制冷剂从第一主管路21流向折返管路76,并从折返管路76流向第二连接管路762,随后经换热器62的B端流入换热器62,流入换热器62中的制冷剂因尚未发生气化而相比于气化后的制冷剂具有相对较高的温度,随后,制冷剂从换热器62的A端流出而流入上游引出管路721,从随后从上游引出管路721流入喷射管路71。
在喷射管路71中,制冷剂流经制冷膨胀部件40中的制冷膨胀阀41,在流经制冷膨胀阀41后,制冷剂膨胀而形成气液混合物,该制冷剂随后流经第一喷射分支管路711,并通过蒸发器61的A端进入到蒸发器61中,在流经蒸发器61的过程中,制冷剂继续气化吸热而使通过蒸发器61对室内空气制冷,而该被制冷的室内空气随后经过换热器62而被加热以达到除湿的目的。
流经蒸发器61的制冷剂随后从蒸发器61的A端流出而流入第二主管路22,随后,与制冷模式相同而最后通过入口侧而流入压缩机10中。
在从制冷模式切换至除湿模式后,由于换热器62用于为室内空气进行加热,因而,所需参与循环的制冷剂的量很可能会减小,系统中很可能会存在多余的仍参与循环的制冷剂,若存在多余的仍参与循环的制冷剂,本发明所提供的系统采用如下方式处理该多余的制冷剂。
在切换至除湿模式后,将第四电控开关阀84打开,从而使得来自于换热器62且流入上游引出管路721中的制冷剂至少部分经由下游引出管路722而流入到暂存容腔611中,进而能够暂存多余的制冷剂。在将多余的制冷剂引入至暂存容腔611中后,将第四电控开关阀84关闭。
而在将制冷剂引入至暂存容腔611后,在后续运行除湿模式时,若系统中出现参与循环的制冷剂欠缺的情况,则将第五电控开关阀85打开,暂存容腔611中的制冷剂在制冷膨胀阀41的引射作用下,通过引射管路73而流向制冷膨胀阀41,并与来自喷射管路71的制冷剂混合膨胀气化而重新参与循环,如此,实现了对制冷剂的补偿。
可通过以下方式判断参与循环的制冷剂是否存在多余和欠缺的情况:
在换热器62的A端处采集制冷剂的温度(或者在换热器62的出风口处采集加热后的室内空气温度),若所采集的温度低于所设定的除湿模式下的温度范围,则判断多余的制冷剂参与了循环;若所采集的温度高度所设定的除湿模式下的温度范围,则判断参与循环的制冷剂欠缺。
在运行除湿模式时,使过冷膨胀阀772打开至一定开度,如此,过冷管路771中的制冷剂经过过冷膨胀阀772后气化而对穿过过冷器77的上游引出管路721中的制冷剂进行再次冷却,进而能够提高该制冷剂的过冷度,而该被提高了过冷度的制冷剂在经过制冷膨胀阀41膨胀而进入蒸发器61后,其气化率(或称干度)大大提高,进而能够有效降低回流到压缩机10的液态制冷剂的量,有利于压缩机10的高效运行。
在从制冷模式切换至除湿模式过程方面以及在运行除湿模式方面,本发明所提供的空调制冷系统的优势在于:
1、将用于暂存制冷剂的暂存容腔611配置在蒸发器61的底部而避免单独配置存储容器,进而在一定程度上减少了系统设备所占用的体积,提高了系统的集约化程度。
2、在切换至除湿模式后,多余的制冷剂借由循环管路系统70的引导而自动的流入到暂存容腔611中,从而避免了使用泵送装置驱动制冷剂流入到暂存容器,并且,相比于泵送装置,循环管路系统70中相关阀所进行频繁的切换动作对其自身使用性能及寿命影响不大,且所产生的噪音也不大。
3、利用引射管路73与制冷膨胀阀41部件配合而能够在除湿模式中补偿所缺陷的制冷剂。
4、本系统利用引出管路72及相关阀与引射管路73及相关阀配合而能够实现对制冷剂的量的调节(包括微调),进而使制冷剂在运行除湿模式过程中总能动态地保持在合理量。
5、本发明所提供系统使得制冷剂仅在蒸发器61本体和/或换热器62与暂存容腔611之间迁移,由于这些部件彼此毗邻,因而,迁移速度较快,各模式之间的切换速度较快。
6、过冷器77以及所配置的相关管路通过对制冷剂实施再次冷却而提高了流入蒸发器61中的制冷剂的气化率,进而降低了液态制冷剂的含量,这有利于压缩机10的高效运行。
制热模式
本发明的空调制冷系统提供两种制热模式,即,双发制热模式和单发制热模式。如图3所示,在双发制热模式中,蒸发器61和换热器62均参与制热,如图5所示,在单发制热模式中,仅蒸发器61参与制热。
如图3所示,运行双发制热模式时相关阀的状态:四通阀90切换至使制冷剂从第二主管路22流向第一主管路21的状态;制热膨胀部件50中的制热膨胀阀51调节至打开一定开度,电控开关阀52切换至断开状态;制冷膨胀部件40中的制冷膨胀阀41调节至断开状态,电控开关阀42切换至导通状态;第一电控开关阀81、第三电控开关阀83均导通,第二电控开关阀82、第五电控开关阀85均断开,第四电控开关阀84基于具体情况进行选择性导通或断开;过冷膨胀阀772调节至断开状态。
运行双发制热模式时制冷剂的流动轨迹为:
在压缩机10的作用下,制冷剂从压缩机10的出口侧流入第二主管路22,制冷剂从第二主管路22流出后分别通过第一连接管路761和第二连接管路762分成两路分别流入蒸发器61和换热器62,制冷剂在通过蒸发器61和换热器62的过程中对室内空气制热。
随后,制冷剂分别从蒸发器61的A端以及换热器62的A端流出并分别对应进入到喷射管路71和上游引出管路721,然后汇聚而流入到第一主管路21,流入第一主管路21的制冷剂依次经过制热膨胀部件50的制热膨胀阀51以及冷凝器30,以用于吸热,随后,制冷剂回流至压缩机10。
在切换至双发制热模式初期,使第四电控开关阀84打开,以将多余的制冷剂通过引出管路72而引入至暂存容腔611中。
如图5所示,运行单发制热模式时相关阀的状态:与双发制热模式不同的是第三电控开关阀83切换至断开。
运行单发制热模式时制冷剂的流动轨迹为:与运行单发制热模式不同的是从第二主管路22流出的制冷剂仅通过蒸发器61而不通过换热器62。
如图4所示,本发明还为在运行单发制热模式时处理多余的制冷剂提供了解决方案,具体地,在运行单发制热模式前,使第一主管路21与第二主管路22之间的相关阀首先切换至如下状态:使除第二电控开关阀82外的所有电控开关阀均断开。这使得制冷剂会从蒸发器61的B端进入,并从蒸发器61的A端流出,而随后被压入换热器62中,此时,换热器62作为存储器也用于存储多余的制冷剂。若被压入换热器62中的制冷剂存在较大比例的气态制冷剂,以致力于导致无法存储更多的制冷剂,可通过使第二电控开关阀82打开而排出气态制冷剂。容易理解地,换热器62能够存储端口A,B以下容积量所限定的制冷剂。
上述的方案的优势在于:
若暂存容腔611的容积无法满足存储单发制热模式下的多余的制冷剂,可通过上述方案将制冷剂存储于处于闲置状态的换热器62中,使得该换热器62在单发制热模式中也可作为存储容器使用,从而进一步提高了系统的集约化程度。
此外,尽管已经在本发明中描述了示例性实施例,其范围包括任何和所有基于本发明的具有等同元件、修改、省略、组合(例如,各种实施例交叉的方案)、改编或改变的实施例。权利要求书中的元件将被基于权利要求中采用的语言宽泛地解释,并不限于在本说明书中或本申请的实施期间所描述的示例,其示例将被解释为非排他性的。因此,本说明书和示例旨在仅被认为是示例,真正的范围和精神由以下权利要求以及其等同物的全部范围所指示。
以上描述旨在是说明性的而不是限制性的。例如,上述示例(或其一个或更多方案)可以彼此组合使用。例如本领域普通技术人员在阅读上述描述时可以使用其它实施例。另外,在上述具体实施方式中,各种特征可以被分组在一起以简单化本发明。这不应解释为一种不要求保护的公开的特征对于任一权利要求是必要的意图。相反,本发明的主题可以少于特定的公开的实施例的全部特征。从而,以下权利要求书作为示例或实施例在此并入具体实施方式中,其中每个权利要求独立地作为单独的实施例,并且考虑这些实施例可以以各种组合或排列彼此组合。本发明的范围应参照所附权利要求以及这些权利要求赋权的等同形式的全部范围来确定。
以上实施例仅为本发明的示例性实施例,不用于限制本发明,本发明的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本发明的实质和保护范围内,对本发明做出各种修改或等同替换,这种修改或等同替换也应视为落在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种具有除湿功能的空调制冷系统,包括压缩机、冷凝器、蒸发器、换热器、制冷膨胀部件、制热膨胀部件、第一主管路以及第二主管路,冷凝器布置在第一主管路上,蒸发器和换热器布置在第一主管路与第二主管路之间,通过压缩机使得制冷剂从第一主管路流向第二主管路,空调制冷系统运行制冷模式或除湿模式;而通过使制冷剂从第二主管路流向第一主管路,空调制冷系统运行制热模式,其特征在于,
所述第一主管路与所述第二主管路之间配置有循环管路系统;
在制冷模式中,所述循环管路系统使得来自于冷凝器的制冷剂经过制冷膨胀部件后至少经过蒸发器,而在除湿模式中,所述循环管路系统使得来自于冷凝器的制冷剂依次经过换热器、制冷膨胀部件以及蒸发器;其中:
所述蒸发器的底部形成有暂存容腔,所述循环管路系统至少包括通断受控的引出管路和引射管路;
所述引出管路建立在换热器与暂存容腔之间以使得空调制冷系统在切换至除湿模式后能够将制冷剂从换热器引导至暂存容腔;
所述引射管路建立在制冷膨胀部件与暂存容腔之间,以能够将暂存容腔中的制冷剂借由制冷膨胀部件的引射作用而引导至蒸发器中而参与制冷循环;
所述循环管路系统还包括通断受控的喷射管路和折返管路;所述喷射管路介于第一主管路与蒸发器之间,所述制冷膨胀部件布置在喷射管路上,自喷射管路引出第一喷射分支管路和第二喷射分支管路而分别连接至蒸发器和换热器,以使得在制冷模式中,流经制冷膨胀部件后的制冷剂分别经过所述蒸发器和所述换热器;
所述折返管路与所述喷射管路并列布置且引自第一主管路,所述折返管路的远端引出第一连接管路和第二连接管路而分别连接至蒸发器和换热器的远端,所述第一连接管路的通断受控;
所述引出管路经过喷射管路并与喷射管路连通而由喷射管路分成介于喷射管路与换热器之间的上游引出管路以及介于暂存容腔与喷射管路之间的通断受控的下游引出管路;
在所述第二喷射分支管路上布置有第一单向阀,所述第一单向阀允许制冷剂流向换热器而反向截止;在所述上游引出管路上布置有第二单向阀,所述第二单向阀允许制冷剂从换热器流经上游引出管路而反向截止。
2.根据权利要求1所述的具有除湿功能的空调制冷系统,其特征在于,在所述上游引出管路上布置有过冷器,自所述上游引出管路引出过冷管路,并使得过冷管路通过所述过冷器,在所述过冷器上游的所述过冷管路上设置过冷膨胀阀,使得制冷剂经过所述过冷膨胀阀后而对上游引出管路吸热;经过所述过冷器的过冷管路与所述暂存容腔连通。
3.根据权利要求2所述的具有除湿功能的空调制冷系统,其特征在于,所述过冷管路自过冷器的下游的所述上游引出管路引出;经过所述过冷器的过冷管路连接至所述下游引出管路并通过所述下游引出管路而与所述暂存容腔连通。
4.根据权利要求1所述的具有除湿功能的空调制冷系统,其特征在于,所述制冷膨胀部件的上游的所述喷射管路上布置有第一电控开关阀,所述折返管路上布置有第二电控开关阀,所述第一连接管路上布置有第三电控开关阀,所述下游引出管路上布置有第四电控开关阀,所述引射管路上布置有第五电控开关阀。
5.根据权利要求1所述的具有除湿功能的空调制冷系统,其特征在于,所述暂存容腔由所述蒸发器的底部的壳体围成,且所述暂存容腔沿所述蒸发器的宽度方向延伸,所述暂存容腔的两端分别通过导流通道与所述蒸发器的内部流道连通。
6.根据权利要求5所述的具有除湿功能的空调制冷系统,其特征在于,所述暂存容腔的腔底倾斜设置,所述腔底的低侧区域靠近所述制冷膨胀部件,自所述腔底的低侧区域引出两个接头,所述引出管路和所述引射管路分别连接至两个所述接头。
7.根据权利要求1所述的具有除湿功能的空调制冷系统,其特征在于,所述压缩机的进口侧、出口侧与第一主管路、第二主管路之间设置有四通阀,通过切换所述四通阀使得压缩机驱动制冷剂从第一主管路流向第二主管路而运行制冷模式或除湿模式,或者使得压缩机驱动制冷剂从所述第二主管路流向第一主管路而运行制热模式。
8.根据权利要求1所述的具有除湿功能的空调制冷系统,其特征在于,所述制冷膨胀部件包括制冷膨胀阀以及与所述制冷膨胀阀并联的开关阀,将制冷膨胀阀配置成开度可调,在制冷模式或除湿模式中,使开关阀断开,而使制冷剂经过所述制冷膨胀阀,而在制热模式中,使开关阀导通,使制冷膨胀阀断开。
9.根据权利要求1所述的具有除湿功能的空调制冷系统,其特征在于,所述制热膨胀部件布置在第一主管路上并靠近冷凝器的位置,所述制热膨胀部件包括制热膨胀阀以及与所述制热膨胀阀并联的开关阀,将制热膨胀阀配置成开度可调,在制冷模式或者除湿模式中,使开关阀导通,使制热膨胀阀断开,而在制热模式中,使开关阀断开而使制冷剂经过所述制热膨胀阀。
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