CN116697598A - 换热组件、室外机和空调系统 - Google Patents

换热组件、室外机和空调系统 Download PDF

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CN116697598A CN202210179518.0A CN202210179518A CN116697598A CN 116697598 A CN116697598 A CN 116697598A CN 202210179518 A CN202210179518 A CN 202210179518A CN 116697598 A CN116697598 A CN 116697598A
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Aux Air Conditioning Co Ltd
Ningbo Aux Electric Co Ltd
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Abstract

本申请提供一种换热组件、室外机和空调系统，涉及空调技术领域。换热组件通过设置第一旁通管线和第二旁通管线，以及设置第一阀门和第二阀门，实现了当主管线的第一端分别作为冷媒入口和出口时，换热组件中的流路形态会在并联型和串联型之间切换，不同的两种流路分别在两种不同的工况下发挥较高的性能。因此该换热组件可以兼顾作为蒸发器和冷凝器两种不同工况下的性能。此外，换热管组中的至少两个换热管在两种不同工况下，均保持并联，避免整个换热组件在作为冷凝器时沿程阻力过大，也一定程度提高高温气态冷媒在换热组件的前段的换热效率。本申请提供的室外机和空调系统包括上述的换热组件，因此也具有相应的有益效果。

Description

换热组件、室外机和空调系统
技术领域
本申请涉及空调技术领域，具体而言，涉及一种换热组件、室外机和空调系统。
背景技术
常规热泵空调都有实现制冷、制热等基本功能，现在市场上一般的空调器在制冷模式和制热模式时，换热组件的流路相同，仅仅方向相反。但实际上，换热组件在作为冷凝器或者蒸发器发挥不同的作用时，对其结构的要求是有差异的。换言之，同样流路设置方式，难以兼顾换热组件在作为蒸发器和冷凝器不同情况下的性能。由于现有的空调系统在制冷、制热情况下均采用相同的流路，会限制空调的性能。
发明内容
本申请解决的问题是现有的换热组件无法兼顾在作为蒸发器和冷凝器时的性能的问题。
为解决上述问题，第一方面，本申请提供一种换热组件，用于供空调系统的冷媒流通，换热组件包括通过主管线、换热管组、第一换热管和第二换热管，主管线具有第一端和第二端，从第一端至第二端，换热管组、第一换热管和第二换热管依次排布在主管线上，换热管组包括至少两个并联设置的换热管，换热组件还包括第一旁通管线和第二旁通管线，第一旁通管线具有上游端和下游端，第一旁通管线上设置有第一阀门，第一阀门用于阻断冷媒从第一旁通管线的下游端向上游端流动，第二旁通管线具有上游端和下游端，第二旁通管线上设置有第二阀门，第二阀门用于阻断冷媒从第一旁通管线的下游端向上游端流动，第一旁通管线的上游端连接于第一换热管与第二换热管之间，第一旁通管线的下游端连接于换热管组与主管线的第一端之间，第二旁通管线的上游端连接于主管线的第二端与第二换热管之间，第二旁通管线的下游端连接于第一换热管和换热管组之间。
本申请实施例的换热组件中，当主管线的第一端作为入口，第二端作为出口时，在第一阀门和第二阀门的作用下，第一旁通管线和第二旁通管线不流通冷媒，冷媒沿主管线的延伸方向，依次经过换热管组、第一换热管和第二换热管，三者呈串联的连接方式，冷媒在经过这三者时压力损失比较大。当主管线的第二端作为入口，第一端作为出口时，第一阀门与第二阀门不进行截流，第一旁通管线和第二旁通管线可流通冷媒，换热管组、第一换热管和第二换热管三者呈并联的连接方式，冷媒在流经这三者时，压力损失比较小。而在空调系统中，冷凝器处于高压端，需要冷媒在冷凝器中的路径长一些，流速快一些；而蒸发器处于低压端，需要蒸发器的沿程阻力小一些。而本申请实施例提供的换热组件能够在不同的工况下提供两套不同流路，在其作为蒸发器时，换热管组、第一换热管和第二换热管并联；在其作为冷凝器时，换热管组、第一换热管和第二换热管串联。因此该换热组件可以兼顾两种工况下的性能。此外，换热管组中的至少两个换热管在两种不同工况下，均保持并联，避免整个换热组件在作为冷凝器时沿程阻力过大，也一定程度提高高温气态冷媒在换热组件的前段的换热效率。
在可选的实施方式中，第一阀门和第二阀门为单向阀。利用单向阀可以低成本地实现两个旁通管线的单向截流。
在可选的实施方式中，第一阀门和第二阀门为电动截止阀。采用电动截止阀可以更加灵活地对旁通管线的通/断进行控制，同样可以实现在换热组件作为冷凝器时，避免冷媒从旁通管线流通，在换热组件作为蒸发器时，允许冷媒从旁通管线流通。
在可选的实施方式中，第一换热管、第二换热管以及换热管组中的换热管均为蛇形管。将各个换热管设置为蛇形管，能够减少空间占用，同时保证换热效率。
在可选的实施方式中，第一换热管、第二换热管以及换热管组中的换热管处于同一平面。将第一换热管、第二换热管以及换热管组中的换热管设置于同一平面可以便于风机进行吹扫，也避免因重叠导致换热效率变差。
在可选的实施方式中，第一换热管、第二换热管以及换热管组中的换热管的管径与管长一致。
在可选的实施方式中，主管线上设置有多通阀，多通阀位于换热管组与第一换热管之间，第二旁通管线的下游端连接于多通阀。利用多通阀可以提高管线之间的连接稳定性。
在可选的实施方式中，换热管组包括第三换热管和第四换热管，多通阀为四通阀，四通阀的四个端口分别与第二旁通管线的下游端、第三换热管、第四换热管以及主管线连通。
第二方面，本申请提供一种室外机，包括压缩机以及前述实施方式中任一项的换热组件，换热组件的主管线的第一端与压缩机连通。将换热组件的主管线的第一端与压缩机连通，在换热组件作为冷凝器时，主管线的第一端连接压缩机的排气侧，第一端进气，第二端出液，流路为串联型流路；在换热组件作为蒸发器时，主管线的第一端连接压缩机的吸气侧，第二端进液，第一端出气，流路为并联型流路。因此，该室外机无论是在制冷模式还是制热模式下，换热组件始终保持合理的流路形式，因此性能较佳。
第三方面，本申请提供一种空调系统，包括前述实施方式中任一项的换热组件或者前述实施方式的室外机。
附图说明
图1为本申请一种实施例中空调系统在制冷模式下的示意图；
图2为本申请一种实施例中空调系统在制热模式下的示意图；
图3为本申请一种实施例中换热组件在作为冷凝器时的示意图；
图4为本申请一种实施例中换热组件在作为蒸发器时的示意图。
附图标记说明：010-空调系统；100-室外换热器；200-压缩机；300-换向阀；400-室内换热器；500-换热组件；510-主管线；511-第一端；512-第二端；520-换热管组；521-第三换热管；522-第四换热管；530-第一换热管；540-第二换热管；550-第一旁通管线；551-第一阀门；560-第二旁通管线；561-第二阀门；570-多通阀；600-节流阀。
具体实施方式
在换热组件作为蒸发器时处于低压端，冷媒的流通相对来说动力较弱，因此往往需要降低换热组件的沿程压力损失，设计时倾向于涉及更多并联流路，提高换热效率的同时，也减少压力损失。但在作为冷凝器时，冷凝器处于高压端，并联的流路数增加反而导致冷媒流速减小，降低了性能，同时也增加了成本。但现有的换热组件无论在作为冷凝器还是蒸发器，其使用同一套流路，仅仅是流向相反。这就导致现有的换热组件难以兼顾两个不同工况下的性能。
为了改善上述现有技术中的问题，本申请实施例提供一种换热组件，其应用在空调系统中时，随着空调模式改变，冷媒流通方向改变，换热组件中的流路形式也会发生相应改变，从而适应不同工况，保持较佳的性能。另外，本申请实施例还提供一种室外机和空调系统，包含本申请提出的换热组件。
为使本申请的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本申请的具体实施例做详细的说明。
图1为本申请一种实施例中空调系统010在制冷模式下的示意图；图2为本申请一种实施例中空调系统010在制热模式下的示意图。如图1所示，空调系统010包括依次连接形成环路的压缩机200、室外换热器100、节流阀600和室内换热器400。室内换热器400和室外换热器100中均设置有换热组件500，冷媒在换热组件500中发生相变，从而与环境换热。为了实现制冷和制热模式的切换，空调系统010还包括换向阀300，换向阀300通过切换状态，使得压缩机200的排气端可以选择性地向室内换热器400或者室外换热器100输送高压气态冷媒。在本实施例中，空调系统010可分为室外机和室内机两部分，室外机包含压缩机200、室外换热器100、换向阀300；室内机包含室内换热器400；节流阀600可根据需要设置在室内机或者室外机中。当然，空调系统010还可以包含更多的用于实现空调功能的组件(比如风机)，此处不再赘述。
如图1所示，空调系统010处于制冷模式，压缩机200的排气端向室外换热器100输送高压气态冷媒，高压气态冷媒在室外换热器100处放热、冷凝，因此室外换热器100是冷凝器。室外换热器100送出的高压、液态冷媒在经过节流阀600后变为低压液态冷媒，接着进入到室内换热器400。室内换热器400为蒸发器，低压液态冷媒在室内换热器400中蒸发、吸热，变为低压气态冷媒，然后被吸入压缩机200，完成一个循环。
反之，如图2所示，当空调系统010处于制热模式下时，压缩机200的排气端向室内换热器400输送高压气态冷媒，高压气态冷媒在室内换热器400处放热、冷凝，因此室内换热器400是冷凝器。室内换热器400送出的高压、液态冷媒在经过节流阀600后变为低压液态冷媒，接着进入到室外换热器100。室外换热器100为蒸发器，低压液态冷媒在室外换热器100中蒸发、吸热，变为低压气态冷媒，然后被吸入压缩机200，完成一个循环。
从上述空调系统010运行原理可见，蒸发器(制热模式下的室外换热器100、制冷模式下的室内换热器400)始终处于低压端，那么其内部冷媒流动的动力较弱；而冷凝器始终处于高压端，位于压缩机200的排气侧的下游，其内部冷媒压力大，流动能力强。因此，蒸发器需要较小的沿程压力阻力，避免冷媒流动困难，因此冷媒的流路不宜过长，适宜形成并联型的流路；而冷凝器由于高压，可以适当提高流路长度，因此适宜形成串联型的流路。
图3为本申请一种实施例中换热组件500在作为冷凝器时的示意图；图4为本申请一种实施例中换热组件500在作为蒸发器时的示意图。如图4所示，换热组件500包括通过主管线510、换热管组520、第一换热管530和第二换热管540，主管线510具有第一端511和第二端512，从第一端511至第二端512，换热管组520、第一换热管530和第二换热管540依次排布在主管线510上，换热管组520包括至少两个并联设置的换热管，换热组件500还包括第一旁通管线550和第二旁通管线560，第一旁通管线550具有上游端和下游端，第一旁通管线550上设置有第一阀门551，第一阀门551用于阻断冷媒从第一旁通管线550的下游端向上游端流动，第二旁通管线560具有上游端和下游端，第二旁通管线560上设置有第二阀门561，第二阀门561用于阻断冷媒从第一旁通管线550的下游端向上游端流动，第一旁通管线550的上游端连接于第一换热管530与第二换热管540之间，第一旁通管线550的下游端连接于换热管组520与主管线510的第一端511之间，第二旁通管线560的上游端连接于主管线510的第二端512与第二换热管540之间，第二旁通管线560的下游端连接于第一换热管530和换热管组520之间。
本申请实施例的换热组件500中，如图3所示，当主管线510的第一端511作为入口，第二端512作为出口时，在第一阀门551和第二阀门561的作用下，第一旁通管线550和第二旁通管线560不流通冷媒，冷媒沿主管线510的延伸方向，依次经过换热管组520、第一换热管530和第二换热管540，三者呈串联的连接方式，冷媒在经过这三者时压力损失比较大。如图4所示，当主管线510的第二端512作为入口，第一端511作为出口时，第一阀门551与第二阀门561不进行截流，第一旁通管线550和第二旁通管线560可流通冷媒，换热管组520、第一换热管530和第二换热管540三者呈并联的连接方式，冷媒在流经这三者时，压力损失比较小。而在空调系统010中，冷凝器处于高压端，需要冷媒在冷凝器中的路径长一些，流速快一些；而蒸发器处于低压端，需要蒸发器的沿程阻力小一些。而该换热组件500能够在不同的工况下提供两套不同流路，在其作为蒸发器时，换热管组520、第一换热管530和第二换热管540并联；在其作为冷凝器时，换热管组520、第一换热管530和第二换热管540串联。因此该换热组件500可以兼顾两种工况下的性能。
在本实施例中，主管线510上设置有多通阀570，多通阀570位于换热管组520与第一换热管530之间，第二旁通管线560的下游端连接于多通阀570。利用多通阀570可以提高管线之间的连接稳定性。
具体在本实施例中，换热管组520包括第三换热管521和第四换热管522，多通阀570为四通阀，四通阀的四个端口分别与第二旁通管线560的下游端、第三换热管521、第四换热管522以及主管线510连通。换热管组520中的换热管在两种不同工况下，均保持并联，避免整个换热组件500在作为冷凝器时沿程阻力过大，也一定程度提高高温气态冷媒在换热组件500的前段的换热效率。当然，换热管组520也可以包括并联的设置三个以上的换热管。
在本实施例中，第一阀门551和第二阀门561为单向阀。利用单向阀可以低成本地实现两个旁通管线的单向截流。在可选的其他实施方式中，第一阀门551和第二阀门561也可以采用电动截止阀。采用电动截止阀可以更加灵活地对旁通管线的通/断进行控制，同样可以实现在换热组件500作为冷凝器时，避免冷媒从旁通管线流通，在换热组件500作为蒸发器时，允许冷媒从旁通管线流通。
在本实施例中，第一换热管530、第二换热管540以及换热管组520中的换热管均为蛇形管。将各个换热管设置为蛇形管，能够减少空间占用，同时保证换热效率。
在本实施例中，第一换热管530、第二换热管540以及换热管组520中的换热管处于同一平面。将第一换热管530、第二换热管540以及换热管组520中的换热管设置于同一平面可以便于风机进行吹扫，也避免因重叠导致换热效率变差。可选的，第一换热管530、第二换热管540以及换热管组520中的换热管的管径与管长一致。
在本申请实施例提供的空调系统010的室外换热器100中包含上述的换热组件500，换热组件500的主管线510的第一端511与压缩机200连通(经过换向阀300)，主管线510的第二端512与节流阀600连接。在空调系统010处于制冷模式时，换热组件500作为冷凝器时，主管线510的第一端511连接压缩机200的排气侧，气态冷媒从第一端511进入，液态冷媒从第二端512流出，此时换热组件500的流路为串联型流路。在空调系统010处于制热模式时，换热组件500作为蒸发器，主管线510的第一端511连接压缩机200的吸气侧，低压液态冷媒从第二端512进入，低压气态冷媒从第一端511送出，流路为并联型流路。因此，该空调系统010的室外机无论是在制冷模式还是制热模式下，换热组件500始终保持合理的流路形式，因此性能较佳。
此外，在本申请可选的实施例中，室内换热器400的换热组件500也可以采用本申请上述实施例提供的换热组件500，在室内换热器400也采用上述换热组件500时，换热组件500的主管线510的第一端511同样也与压缩机200连通，主管线510的第二端512与节流阀600连接。换言之，换热组件500的主管线510的第一端511始终供气态冷媒进出，第二端512始终供液态冷媒进出。
综上所述，本申请实施例提供的换热组件500通过设置第一旁通管线550和第二旁通管线560，以及设置第一阀门551和第二阀门561，实现了当主管线510的第一端511分别作为冷媒入口或者出口时，换热组件500中的流路形态会在并联型和串联型之间切换，不同的两种流路分别在两种不同的工况下发挥较高的性能。因此该换热组件500可以兼顾两种工况下的性能。此外，换热管组520中的至少两个换热管在两种不同工况下，均保持并联，避免整个换热组件500在作为冷凝器时沿程阻力过大，也一定程度提高高温气态冷媒在换热组件500的前段的换热效率。
虽然本申请披露如上，但本申请并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本申请的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本申请的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (10)

1.一种换热组件，用于供空调系统的冷媒流通，其特征在于，所述换热组件(500)包括通过主管线(510)、换热管组(520)、第一换热管(530)和第二换热管(540)，所述主管线(510)具有第一端(511)和第二端(512)，从所述第一端(511)至所述第二端(512)，所述换热管组(520)、所述第一换热管(530)和所述第二换热管(540)依次排布在所述主管线(510)上，所述换热管组(520)包括至少两个并联设置的换热管，所述换热组件(500)还包括第一旁通管线(550)和第二旁通管线(560)，所述第一旁通管线(550)具有上游端和下游端，所述第一旁通管线(550)上设置有第一阀门(551)，所述第一阀门(551)用于阻断冷媒从所述第一旁通管线(550)的下游端向上游端流动，所述第二旁通管线(560)具有上游端和下游端，所述第二旁通管线(560)上设置有第二阀门(561)，所述第二阀门(561)用于阻断冷媒从所述第一旁通管线(550)的下游端向上游端流动，所述第一旁通管线(550)的上游端连接于所述第一换热管(530)与所述第二换热管(540)之间，所述第一旁通管线(550)的下游端连接于所述换热管组(520)与所述主管线(510)的第一端(511)之间，所述第二旁通管线(560)的上游端连接于所述主管线(510)的第二端(512)与所述第二换热管(540)之间，所述第二旁通管线(560)的下游端连接于所述第一换热管(530)和所述换热管组(520)之间。
2.根据权利要求1所述的换热组件，其特征在于，所述第一阀门(551)和所述第二阀门(561)为单向阀。
3.根据权利要求1所述的换热组件，其特征在于，所述第一阀门(551)和所述第二阀门(561)为电动截止阀。
4.根据权利要求1所述的换热组件，其特征在于，所述第一换热管(530)、所述第二换热管(540)以及所述换热管组(520)中的换热管均为蛇形管。
5.根据权利要求4所述的换热组件，其特征在于，所述第一换热管(530)、所述第二换热管(540)以及所述换热管组(520)中的换热管处于同一平面。
6.根据权利要求1所述的换热组件，其特征在于，所述第一换热管(530)、所述第二换热管(540)以及所述换热管组(520)中的换热管的管径与管长一致。
7.根据权利要求1所述的换热组件，其特征在于，所述主管线(510)上设置有多通阀(570)，所述多通阀(570)位于所述换热管组(520)与所述第一换热管(530)之间，所述第二旁通管线(560)的下游端连接于所述多通阀(570)。
8.根据权利要求7所述的换热组件，其特征在于，所述换热管组(520)包括第三换热管(521)和第四换热管(522)，所述多通阀(570)为四通阀，所述四通阀的四个端口分别与所述第二旁通管线(560)的下游端、所述第三换热管(521)、所述第四换热管(522)以及所述主管线(510)连通。
9.一种室外机，其特征在于，包括压缩机(200)以及权利要求1-8中任一项所述的换热组件(500)，所述换热组件(500)的所述主管线(510)的第一端(511)与所述压缩机(200)连通。
10.一种空调系统，其特征在于，包括权利要求1-8中任一项所述的换热组件(500)。
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