CN116928757A - 一种制冷剂连接管及空调系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种制冷剂连接管及空调系统，所述制冷剂连接管用于制冷剂介质系统，所述制冷剂连接管包括加热管，所述加热管包括加热段、第一连接段、第二连接段，所述加热段位于所述第一连接段和第二连接段之间，所述加热管具有电热层，所述加热管包括管基体，所述管基体内部具有制冷剂通道，所述电热层位于所述管基体的至少部分外壁部，所述电热层位于所述加热段。上述技术方案的制冷剂连接管及空调系统可用于制冷剂介质系统，通过加热管可对制冷剂进行加热。

Description

一种制冷剂连接管及空调系统

技术领域

本发明涉及空调技术领域，尤其涉及一种制冷剂连接管及空调系统。

背景技术

空调系统一般具有蒸发器、冷凝器、压缩机、膨胀阀等部件，一般是用铜制空心管连接各部件，管内充满制冷剂。

具有制冷、制热空调已经成为主流产品，在制冷、制热空调设计时，压缩机、蒸发器、冷凝器的选型会考虑经济性和安全性，着重考虑的整个系统的制冷效率，但在冬天温度较低的时候，低温的环境会对空调系统的可靠性带来一定影响。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可用于加热制冷剂的制冷剂连接管以及可靠性较高的空调系统。

为实现上述目的，采用如下技术方案：

一种制冷剂连接管，所述制冷剂连接管用于制冷剂介质系统，所述制冷剂连接管包括加热管，所述加热管包括加热段、第一连接段、第二连接段，所述加热段位于所述第一连接段和第二连接段之间，所述加热管包括管基体，所述管基体内部具有制冷剂通道，所述管基体包括电热层和电极层，所述电热层是所述管基体的壁部的一部分，所述电极层是所述管基体壁部的一部分，所述电热层与所述电极层电连接，所述电热层位于所述加热段。

上述技术方案的制冷剂连接管用于制冷剂介质系统，通过加热管可对制冷剂进行加热。

为实现上述目的，还采用如下技术方案：

一种空调系统，包括制冷剂回路，所述制冷剂回路包括压缩机、冷凝器、蒸发器、节流装置，所述制冷剂回路包括上述技术方案中所述的制冷剂连接管，所述制冷剂连接管的制冷剂通道的出口与所述压缩机的进口连通或者所述制冷剂连接管的制冷剂通道的进口与所述压缩机的出口连通。

上述技术方案中的空调系统中的制冷剂连接管可用于对制冷剂进行加热，改善低温条件下的空调系统的可靠性。

附图说明

图1是空调系统的一种实施方式的结构示意图；

图2是空调系统的另一种实施方式的结构示意图；

图3是制冷剂连接管的一种实施方式的结构示意图；

图4是制冷剂连接管的另一种实施方式的结构示意图；

图5是制冷剂连接管的又一种实施方式的结构示意图；

图6是图5的立体分解示意图；

图7是图5的立体分解剖面示意图。

其中，第一管路段31、第二管路段32；

加热管10、电热层1、管基体2、制冷剂通道3、进口4、出口5、加热段6、第一连接段7、第二连接段8、电极层9、焊接区20；

金属管21、绝缘层22；

中部区域211、端部区域212；

第一电极部91、第二电极部92、第三电极部93；

第一加热部11、第二加热部12；

第一螺纹部71、第二螺纹部81；

第一连接头311、第三螺纹部312；

缩口部313、限位部314、第三连接头315、本体部316、第五螺纹部317、缘部318、阶梯孔部319。

具体实施方式

以下对本发明进行描述，但应明白以下不作为对本发明的限制，只作为本发明的示例性说明。

参照图1，图1示例出一种空调系统，空调系统包括制冷剂连接管100、压缩机200、冷凝器300、节流装置400、蒸发器500、四通换热阀600，制冷剂连接管100内的流体介质为制冷剂，制冷剂连接管100包括加热管10。该空调系统中，压缩机200、制冷剂连接管100、冷凝器300、节流装置400、蒸发器500、四通换向阀600连成一个制冷剂回路。应当知道空调系统除了这几个部件外还可以有其他部件，本文作简略化处理，只简略地描述基本部件。四通换向阀600具有四个接口，分别为接口a、接口b、接口c、接口d，其作用本文不做详细说明。

该空调系统的基本原理为：压缩机200做功将高压高温的气态制冷剂输出，高压高温的气态制冷剂进入到制冷剂连接管100中，在制冷剂连接管100中，制冷剂被加热管10进一步加热，经进一步加热的制冷剂进入到冷凝器300中，在冷凝器300中放热，冷凝器300出来的高压较低温制冷剂进入到节流装置400中被节流降压，节流装置400出来的低压较低温液态制冷剂进入到蒸发器500中，液态制冷剂在蒸发器500中吸热蒸发成气态制冷剂，再循环进入到压缩机200中。

在该空调系统中，制冷剂连接管100连接于压缩机200的出口位置，用于将压缩机200输出的高温高压制冷剂进一步加热为更高温的制冷剂。制冷剂连接管100中的加热管10是由电加热的，当外界环境温度低时，尤其是冬天的时候，此时压缩机受外界低温的影响，在空调系统刚启动时，会出现压缩机压缩不足的情况，这时通过加热管10的辅助加热，将制冷剂加热到所需的高温状态，使高温制冷剂在冷凝器300中能放出大量热量，满足用户需求，提高空调系统的可靠性。当压缩机200在启动一段时间后能够满足系统所需时，此时可以停止加热管10的加热。当然在有些极冷或者热量需求较大的时候，加热管10还可以和压缩机200同时工作，用于进一步提升压缩机出口的制冷剂的温度。更进一步，所述制冷剂连接管100邻近所述冷凝器的进口位置设置，使得加热后的制冷剂直接进入冷凝器。

参照图2，图2示意出另一种空调系统，该空调系统包括制冷剂连接管100、压缩机200、冷凝器300、节流装置400、蒸发器500，制冷剂连接管100内的流体介质为制冷剂，制冷剂连接管100包括加热管10。该空调系统中，压缩机200、冷凝器300、节流装置400、蒸发器500、制冷剂连接管100连成一个制冷剂回路。

该空调系统的基本原理为：压缩机200做功将高压高温的气态制冷剂输出，制冷剂进入到冷凝器300中，在冷凝器300中放热，冷凝器300出来的高压较低温制冷剂进入到节流装置400中被节流降压，节流装置400出来的低压较低温液态制冷剂进入到蒸发器500中，液态制冷剂在蒸发器500中吸热蒸发，蒸发器500出口制冷剂进入到制冷剂连接管100中，在制冷剂连接管100中，制冷剂被加热管10进一步加热，再循环进入到压缩机200中。

在该空调系统中，制冷剂连接管100连接于压缩机200的进口位置，用于将蒸发器500出口可能存在的液态制冷剂进一步加热蒸发为气态制冷剂，减少压缩机200出现液击的情况，提高空调系统的可靠性。当外界环境温度低时，尤其是冬天的时候，有些空调系统的蒸发器会发生结霜的情况，此时制冷剂在蒸发器内的蒸发效果会降低，导致经过蒸发器后的制冷剂中可能混杂有气液两相，如果液态的制冷剂长期频繁地直接进入到压缩机，会损坏压缩机。当有这种情况发生时，加热管工作，使未完全蒸发的液态制冷剂吸热进一步蒸发形成为气态再进入到压缩机，能提高压缩机的可靠性。

在上述实施方式中，所述制冷剂连接管100的制冷剂通道的出口可以与所述压缩机的进口连通；或者所述制冷剂连接管100的制冷剂通道的进口可以与所述压缩机的出口连通。

制冷剂连接管100具有加热管10、第一管路段31和第二管路段32，其中加热管10具有管基体2，管基体2内部具有制冷剂通道3，管基体2具有电热层1和电极层9，电热层1为管基体2的壁部的一部分，电极层9为管基体2的壁部的一部分，电热层与电极层电连接，第一管路段31设置制冷剂通道的进口4，第二管路段32设置制冷剂通道的出口5。在空调系统中，第一管路段31、第二管路段32常用铜管、铝管等。在其他实施方式中，制冷剂连接管100与压缩机200，或者制冷剂连接管100与冷凝器300，或者制冷剂连接管100与蒸发器500之间还可以不用设置第一管路段31或者第二管路段32，当然制冷剂连接管100还可以与其他部件连接而无需设置第一管路段31或第二管路段32。

本文中，制冷剂连接管可用于制冷剂介质系统，包括内部流体介质为各种制冷剂的系统，制冷剂选型不受限，包括r134a、R152a、二氧化碳等以及一些混合制冷剂，例如可以用于家用空调系统，也可以用于车用空调系统。

参照图3，作为制冷剂连接管100的一种实施方式，制冷剂连接管包括加热管10，加热管10包括加热段6、第一连接段7、第二连接段8，所述加热段6位于所述第一连接段7和第二连接段8之间，所述加热管10包括管基体2，所述管基体2内部具有制冷剂通道3，所述电热层1为所述管基体2的壁部的一部分，所述电热层1位于所述加热段6。

电热层1在通电后产生热量，管基体具有导热性，热量通过管基体2传递至管基体内部，用于对管基体内部的制冷剂进行加热，加热效率高。

所述管基体2包括金属管21、绝缘层22，绝缘层22形成于所述金属管21的至少部分区域，所述第一连接段7、第二连接段8不设置所述绝缘层22，绝缘层22设置于金属管21的大致中部区域211，第一连接段7、第二连接段8位于金属管21的两端部，应当知道，本文中端部包括沿金属管21的长度方向，自金属管21的末端向金属管21长度延伸方向延伸一段距离而形成的一段距离的金属管21。

金属管21例如为不锈钢、铁、铜、镍、镍铬合金、钛、铝、铝合金等材料。绝缘层22例如通过印刷、涂覆等方式设置于管基体2，通过这种方式方便绝缘层22面积的控制，更利于将绝缘层22设置于所需位置。

加热管10包括电极层9，电极层9与电热层1电连接，电极层9位于加热段6。电极层9可以为两个，两个电极层9中的一个与电热层1一端电连接，两个电极层9中的另一个与电热层1的另一端电连接。此处，电热层的一端、电热层1的另一端是指电流的流向的一端、另一端，并非限制为电热层的外形的一端、另一端。

电极层9也可以采用印刷、涂覆等方式设置，这种方式操作简单，且方便控制电极层9设置区域。

在图3所示的结构中，电极层9具有第一电极部91、第二电极部92、第三电极部93，所述电热层1具有第一加热部11和第二加热部12，所述第一电极部91、第二电极部92与第一加热部11电连接，第二电极部92、第三电极部93与第二加热部12电连接，第一加热部11位于第一电极部91和第二电极部92之间，第二加热部12位于第二电极部92和第三电极部93之间。第一加热部11、第二加热部12可以单独通电或者同时通电，即第一加热部11、第二加热部12可以同时加热或单独加热。

金属管21包括中部区域211和端部区域212，其中绝缘层22位于中部区域211，第一连接段7和第二连接段8位于金属管21的端部区域212，绝缘层22是通过后续对金属管21加工而形成。

第一连接段7具有第一螺纹部71，第二连接段8具有第二螺纹部81，第一螺纹部71、第二螺纹部81是可以通过对金属管坯直接攻丝而形成，第一螺纹部71、第二螺纹部81与绝缘层22之间具有一定距离，第一螺纹部71、第二螺纹部81的加工是针对端部区域212，当第一螺纹部71、第二螺纹部81的加工在设置有绝缘层22的结构之后，第一螺纹部71、第二螺纹部81的加工会避开绝缘层22的位置；当第一螺纹部71、第二螺纹部81的加工在设置绝缘层22结构之前，在金属管21设置绝缘层22的时候会避开第一螺纹部71、第二螺纹部81的位置，降低第一螺纹部71、第二螺纹部81对绝缘层22的影响，提高绝缘层22的可靠性。

所述电热层1例如可以为膜电阻，膜电阻可以是一种金属氧化物，金属氧化物例如通过涂覆、喷涂、沉积等方式设置于管基体，即，电热层通过化学或物理方式一体形成于所述绝缘层。膜电阻可以层的形式局部覆盖管基体。

膜电阻例如包括TiO金属氧化物纳米材料、Li₂O金属氧化物纳米材料、ZnO金属氧化物纳米材料、In₂O₃金属氧化物纳米材料、SnO₂金属氧化物纳米材料、Ca₂InO₄金属氧化物纳米材料、石墨烯纳米材料、纳米银纳米材料中的至少一种。

作为另一种实施方式，参照图4，制冷剂连接管100’包括第一管路段31和第二管路段32，所述第一管路段31设置所述制冷剂通道的进口4，所述第二管路段32设置所述制冷剂通道的出口5。

所述第二管路段32设置所述制冷剂通道的出口5，所述第一连接段7插入所述第一管路段31内或所述第一连接段7套于所述第一管路段31外，所述第一连接段7与所述第一管路段31焊接固定，和/或所述第二连接段8插入所述第二管路段32内或所述第二连接段8套于所述第二管路段32外，所述第二连接段8与所述第二管路段32焊接固定，所述制冷剂连接管具有至少一个焊接区20，所述焊接区20位于所述第一连接段7和/或第二连接段8，所述焊接区20与所述绝缘层22分隔设置，沿所述加热管10的长度方向，所述焊接区20与所述绝缘层22之间的间隙长度大于等于2mm。

本文中，焊接区20位于第一连接段7和/或第二连接段8是指焊接区20在第一连接段7和/或第二连接段8区域，包括第一连接段7和/或第二连接段8与其他部件之间的区域，并不限制为焊接区20只在第一连接段7和/或第二连接段8。

第一管路段31具有第一连接头311和第三螺纹部312，第一连接头311套于所述第一连接段7外部，第二管路段32具有第二连接头和第四螺纹部，第二连接头套于第二连接段8外部，第二连接头、第四螺纹部结构位置和第一连接头、第三螺纹部类似，图上未标示。且焊接区20位于第一连接头311和第一连接段7连接位置和/或位于第二连接头与第二连接段8连接位置。第三螺纹部312可以用于和外部零部件或者管路连接。

作为另一种实施方式，参照图5-图7，制冷剂连接管100’’具有第一管路段31和第二管路段32，所述第一管路段31设置所述制冷剂通道的进口4，所述第二管路段32设置所述制冷剂通道的出口5，所述第一连接段7插入所述第一管路段31内或所述第一连接段7套于所述第一管路段31外，所述第一连接段7与所述第一管路段31焊接固定；和/或所述第二连接段8插入所述第二管路段32内或所述第二连接段8套于所述第二管路段32外，所述第二连接段8与所述第二管路段32焊接固定。

在本实施方式中，第一管路段31具有缩口部313，第一管路段31的缩口部313位于第一连接段7内部，第一管路段31的缩口部313与第一连接段7焊接固定，第一管路段31的缩口部313外壁与第一连接段7内壁之间密封设置。第一管路段31具有限位部314，限位部314的外径大于缩口部313的外径，第一连接段7的末端与限位部314相抵。通过缩口部313和限位部314的设置，使得第一管路段31和第一连接段7在焊接前有预定位作用，缩口部313与第一管路段31之间为紧配合方式，有效控制第一管路段31与第一连接段7的接触位置，利于后续焊接区20位置的准确定位。

制冷剂连接管具有焊接区20，所述焊接区20与所述绝缘层22分隔设置，沿所述加热管10的轴向方向，所述焊接区20与所述绝缘层22之间的间隙长度大于等于2mm。如此，在第一连接段7和第一管路段31的焊接过程中，绝缘层22仍能较好地附着于金属管21，有利于制冷剂连接管的性能稳定。

第一管路段31具有本体部316和第三连接头315，第三连接头315具有第五螺纹部317，第五螺纹部317用于和外部零部件或者管路连接。通过第三连接头315和外部零部件连接，使得制冷剂连接管和系统连接方便。第一连接段7与第一管路段31的焊接可以采用激光焊接或者高频焊接或者氩弧焊等方式。

作为其他实施方式，第五螺纹部317可以是内螺纹形式，也可以是外螺纹形式。

第三连接头315套于本体部316外部，本体部316远离管基体1的一端具有沿本体部316外周径向延伸的缘部318，第三连接头315具有对缘部318限位的阶梯孔部319，本体部316部分位于第三连接头315，且缘部318限位支撑在阶梯孔部319，该种结构进一步降低加热管10的安装难度。第三连接头315与本体部316可以通过焊接方式固定，提高密封性。

第二管路段32的结构和第一管路段31类似，也具有缩口部，第二管路段32的缩口部位于第二连接段8内部，第二管路段32的缩口部与第二连接段8焊接固定，第二管路段32的缩口部外壁与第二连接段8内壁之间密封设置。

作为其他实施方式，第一管路段还可以具有扩口部，扩口部与第一连接段焊接固定；作为其他实施方式，第二管路段还可以具有扩口部，扩口部与第二连接段焊接固定。第二管路段的连接头结构可以和第一管路段的相同也可以不同。

需要说明的是：以上实施例仅用于说明本发明而并非限制本发明所描述的技术方案，例如对“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”等方向性的界定，尽管本说明书参照上述的实施例对本发明已进行了详细的说明，但是，本领域的普通技术人员应当理解，所属技术领域的技术人员仍然可以对本发明进行相互组合、修改或者等同替换，而一切不脱离本发明的精神和范围的技术方案及其改进，均应涵盖在本发明的权利要求范围内。

Claims (10)

1.一种制冷剂连接管，其特征在于，所述制冷剂连接管用于制冷剂介质系统，所述制冷剂连接管包括加热管（10），所述加热管（10）包括加热段（6）、第一连接段（7）、第二连接段（8），所述加热段（6）位于所述第一连接段（7）和第二连接段（8）之间，所述加热管（10）包括管基体（2），所述管基体（2）内部具有制冷剂通道，所述管基体（2）包括电热层（1）和电极层（9），所述电热层（1）是所述管基体（2）的壁部的一部分，所述电极层是所述管基体（2）壁部的一部分，所述电热层（1）与所述电极层（9）电连接，所述电热层（1）位于所述加热段（6）。

2.根据权利要求1所述的制冷剂连接管，其特征在于，所述管基体（2）包括金属管（21）、绝缘层（22），所述绝缘层（22）形成于所述金属管（21）的至少部分区域，，所述电热层（1）为膜电阻，所述电热层（1）位于所述加热段（6）。

3.根据权利要求2所述的制冷剂连接管，其特征在于，所述制冷剂连接管包括第一管路段（31）和第二管路段（32），所述第一管路段（31）设置所述制冷剂通道的进口（4），所述第二管路段（32）设置所述制冷剂通道的出口（5），

所述第一连接段（7）具有第一螺纹部（71），所述第二连接段（8）具有第二螺纹部（81），所述第一连接段（7）与所述第一管路段（31）螺纹连接，所述第二连接段（8）与所述第二管路段（32）螺纹连接；所述第一螺纹部（71）、第二螺纹部（81）与所述绝缘层（22）分隔设置；沿所述加热管（10）的轴向方向，所述第一螺纹部（71）、第二螺纹部（81）与所述绝缘层（22）之间的间隙长度大于等于2mm。

4.根据权利要求2所述的制冷剂连接管，其特征在于，所述制冷剂连接管包括第一管路段（31）和第二管路段（32），所述第一管路段（31）设置所述制冷剂通道的进口（4），所述第二管路段（32）设置所述制冷剂通道的出口（5），

所述第一管路段（31）具有第一连接头（311）和第三螺纹部（312），所述第一连接头（311）套于所述第一连接段（7）外部，和/或所述第二管路段（32）具有第二连接头和第四螺纹部，所述第二连接头套于所述第二连接段（7）外部，所述制冷剂连接管具有至少一个焊接区（20），且所述焊接区（20）位于第一连接头（311）和第一连接段（7）连接位置和/或位于第二连接头与第二连接段（8）连接位置，所述焊接区（20）与所述绝缘层（22）分隔设置，沿所述加热管（10）的轴向方向，所述焊接区（20）与所述绝缘层（22）之间的间隙长度大于等于2mm。

5.根据权利要求2所述的制冷剂连接管，其特征在于，所述制冷剂连接管包括第一管路段（31）和第二管路段（32），所述第一管路段（31）设置所述制冷剂通道的进口（4），所述第二管路段（32）设置所述制冷剂通道的出口（5），所述第一连接段（7）插入所述第一管路段（31）内或所述第一连接段（7）套于所述第一管路段（31）外，所述第一连接段（7）与所述第一管路段（31）焊接固定，和/或所述第二连接段（8）插入所述第二管路段（32）内或所述第二连接段（8）套于所述第二管路段（32）外，所述第二连接段（8）与所述第二管路段（32）焊接固定，所述第一连接段（7）、第二连接段（8）不设置所述绝缘层（22）。

6.根据权利要求5所述的制冷剂连接管，其特征在于，所述制冷剂连接管具有至少一个焊接区（20），所述焊接区（20）位于所述第一连接段（7）和/或第二连接段（8），所述焊接区（20）与所述绝缘层（22）分隔设置，沿所述加热管（10）的轴向方向，所述焊接区（20）与所述绝缘层（22）之间的间隙长度大于等于2mm。

7.根据权利要求5或6所述的制冷剂连接管，其特征在于，所述第一管路段（31）具有缩口部（313），所述缩口部（313）位于所述第一连接段（7）内部，所述缩口部（313）与所述第一连接段（7）焊接固定，所述第一管路段（31）具有限位部（314），所述限位部（314）的外径大于所述缩口部（313）的外径，所述第一连接段（7）的末端与所述限位部（314）相抵，

和/或所述第一管路段（31）具有本体部（316）和第三连接头（315），所述第三连接头（315）具有第五螺纹部（317），所述第三连接头（315）套于所述本体部（316）外部，所述本体部（316）远离所述管基体1的一端具有沿所述本体部（316）外周径向延伸的缘部318，所述本体部（316）部分位于所述第三连接头（315），所述第三连接头（315）具有阶梯孔部（319），且所述缘部（318）限位支撑于阶梯孔部（319）。

8.根据权利要求1-6中任一项所述的制冷剂连接管，其特征在于，所述电极层（9）形成于所述绝缘层（22）和/或电热层（1），所述电热层包括TiO金属氧化物纳米材料、Li₂O金属氧化物纳米材料、ZnO金属氧化物纳米材料、In₂O₃金属氧化物纳米材料、SnO₂金属氧化物纳米材料、Ca₂InO₄金属氧化物纳米材料、石墨烯纳米材料、纳米银纳米材料中的至少一种；所述电热层通过化学或物理方式一体形成于所述绝缘层。

9.一种空调系统，包括制冷剂回路，所述制冷剂回路包括压缩机（200）、冷凝器（300）、蒸发器（500）、节流装置（400），其特征在于，所述制冷剂回路包括根据权利要求1-8中任一项所述的制冷剂连接管（100），所述制冷剂连接管（100）的制冷剂通道的出口与所述压缩机的进口连通或者所述制冷剂连接管（100）的制冷剂通道的进口与所述压缩机的出口连通。

10.根据权利要求9所述的空调系统，其特征在于，当所述制冷剂连接管（100）的制冷剂通道的出口与所述压缩机的进口连通时，所述制冷剂连接管（100）连接于所述压缩机的进口位置；

或者当所述制冷剂连接管（100）的制冷剂通道的进口与所述压缩机的出口连通时，所述制冷剂连接管（100）邻近所述冷凝器的进口位置。