CN117366778A - 空调系统及其控制方法 - Google Patents

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Qingdao Haier Air Conditioning Electric Co Ltd
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Abstract

本发明涉及空调领域,具体提供一种空调系统及其控制方法,旨在解决现有换热器下部的换热管的利用率较低、存在严重浪费以及室外换热器流路设计未达到最优的问题。为此目的,本发明的空调系统包括依次设置在主回路上的压缩机、四通阀、室内机及室外机;室外换热器包括多个热交换部,相邻两个热交换部之间通过第一支路连接;第一控制阀,其设置在第一支路上;除了底部的热交换部之外的热交换部靠近室内机的一端通过第二支路与室内机连通;第二控制阀,其设置在第二支路上;除了底部热交换部之外的热交换部靠近四通阀的一端通过第三支路与四通阀连通;第三控制阀,其设置在第三支路上;第一膨胀元件设置在第三支路上。

Description

空调系统及其控制方法
技术领域
本发明涉及空调领域,具体提供一种空调系统及其控制方法。
背景技术
空调系统的换热器性能的发挥,很大一部分都取决于换热器流路设计,然而,对于冷热兼顾型产品(热泵型产品),其换热器不单纯作为冷凝器或蒸发器使用,这就造成前期设计的换热器流路一般按照制热模式调试设计,其存在偏制热的问题,无法达到冷热都是最优的效果;再者,对于目前市面上存在的顶出风机组,其风场存在严重不均匀现象,这会造成处于换热器下部的换热管的利用率较低,存在严重浪费的现象;而且,当其满足冷凝能力要求时,其蒸发能力还有较大的提升空间。
相应地,本领域亟需一种空调系统及其控制方法来解决上述技术问题。
发明内容
本发明旨在解决上述技术问题,即,解决现有换热器下部的换热管的利用率较低、存在严重浪费以及室外换热器流路设计未达到最优的问题。
在第一方面,本发明提供一种空调系统,该空调系统包括依次设置在主回路上的压缩机、四通阀、室内机及室外机,所述室外机通过所述四通阀与所述压缩机连接;
所述室外机包括:
室外换热器,其包括从上至下依次设置的多个热交换部,相邻两个所述热交换部之间通过第一支路连接,顶部的所述热交换部连通于所述四通阀,底部所述热交换部连通于所述室内机;
第一控制阀,其设置在所述第一支路上,用于控制流经所述第一支路的冷媒流量;
第二支路,除了底部的所述热交换部之外的所述热交换部靠近所述室内机的一端通过所述第二支路与所述室内机连通;
第二控制阀,其设置在所述第二支路上,用于控制流经所述第二支路的冷媒流量;
第三支路,除了底部所述热交换部之外的所述热交换部靠近四通阀的一端通过所述第三支路与所述四通阀连通;
第三控制阀,其设置在所述第三支路上,用于控制流经所述第三支路的冷媒流量;
第一膨胀元件,其设置在所述第三支路上。
在上述空调系统的具体实施方式中,所述室外机还包括多个与所述热交换部一一对应设置的分液器,所述分液器设置在所述热交换部靠近所述室内机的一侧。
在上述空调系统的具体实施方式中,所述第一膨胀元件介于所述热交换部和所述第三控制阀之间。
在上述空调系统的具体实施方式中,所述空调系统还包括第二膨胀元件,其设置在所述主回路上,且介于所述室内机和室外机之间。
在上述空调系统的具体实施方式中,所述第二控制阀为单向阀,设置为仅允许冷媒从所述室内机流动至所述热交换部。
在上述空调系统的具体实施方式中,所述第三控制阀为单向阀,设置为仅允许冷媒从所述热交换部流向所述四通阀。
在上述空调系统的具体实施方式中,所述室外机包括两个所述热交换部。
在上述空调系统的具体实施方式中,所述室外机包括三个所述热交换部。
第二方面,提高一种用于上述的空调系统的控制方法,所述控制方法包括如下步骤:
在制热模式下,关闭所述第一控制阀,开启所述第二控制阀和所述第三控制阀。
第三方面,提高一种用于上述的空调系统的控制方法,所述控制方法包括如下步骤:
在制冷模式下,开启所述第一控制阀,关闭所述第二控制阀和所述第三控制阀。
在采用上述技术方案的情况下,本发明能获得如下技术效果:
在制热模式下,从室内机换热后流出的冷媒,部分经分液器流至底部的热交换部;另一部分经第二支路、第二控制阀和分液器流至其他的热交换部。经过热交换部换热之后,顶部热交换部流出的冷媒流向四通阀,其他的热交换部流出的冷媒经第三支路、第三控制阀和第一膨胀元件流向四通阀,然后回流至压缩机。第一膨胀元件对热交换部流出的冷媒进行节流调节,可以使下方的热交换部流出的冷媒的压力增加,使下方的热交换部的冷媒流量减小,以使下方的热交换部的蒸发温度高于顶部的热交换部的蒸发温度,使得下方的热交换部不易结霜。特别地,当室外机为顶出风式时,顶部的热交换部所流经的风量大,顶部的冷媒流量大,下方的热交换部所流经的风量小,下方的冷媒流量小,经过第一膨胀元件的调节可以使单位冷媒流量所对应的风量差不多相同。使室外换热器各个部分都充分利用换热,提高了室外换热器的整体换热性能,且换热比较稳定,由于顶部的热交换部的风量大,也不易结霜。
在制冷模式下,冷媒依次经过多个热交换部换热之后,流至室内机,依次经过多个热交换部换热之后,可以增加冷媒的过冷度,使冷媒的两相焓差较大,可以提高室内机的制冷效果,提升空调系统整体的制冷性能。
本发明的空调系统制热和制冷采用了不同的流路设计,在制热时采用的是各个热交换部并联的方式,且换热时通过第一膨胀元件的调节,使空调系统制热时换热性能较好。而在制冷时采用的是各个热交换部串联的方式,提高了冷媒的两相焓差,提升空调系统整体的制冷性能。该空调系统其制热和制冷效果都达到了最优,使室外换热器的冷凝和蒸发换热都得到了充分利用。
附图说明
下面结合附图来描述本发明的优选实施方式,附图中:
图1是本发明提供的空调系统的结构示意图;
图2是本发明提供的另一室外机的结构示意图;
图3是本发明的空调系统在制热模式下的控制方法流程图;
图4是本发明的空调系统在制冷模式下的控制方法流程图。
附图标记列表:
1、压缩机;2、四通阀;3、室内机;41、热交换部;42、第一支路;43、第一控制阀;44、第二支路;45、第二控制阀;46、第三支路;47、第三控制阀;48、第一膨胀元件;49、分液器;5、第二膨胀元件。
具体实施方式
下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是,这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理,并非旨在限制本发明的保护范围。
需要说明的是,在本发明的描述中,术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系,这仅仅是为了便于描述,而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
此外,还需要说明的是,在本发明的描述中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“设置”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,还可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言,可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
为了解决现有换热器下部的换热管的利用率较低、存在严重浪费以及室外换热器流路设计未达到最优的问题。
如图1所示,本实施例公开了一种空调系统,其包括依次设置在主回路上的压缩机1、四通阀2、室内机3、第二膨胀元件5及室外机。
室外机通过四通阀2与压缩机连接。第二膨胀元件5优选为电子膨胀阀,在其它实施例中,第二膨胀元件5也可以为其他膨胀元件,例如,热力膨胀阀、节流毛细管等。
室外机包括室外换热器、第一控制阀43、第二支路44、第二控制阀45、第三支路46和第三控制阀47。
室外机为顶出风式的室外机,室外机的风机组设置在顶部。室外换热器越靠近顶部的部分流经的风量越大,越靠近底部的部分流经的风量越小。
其中,室外换热器包括从上至下依次设置的多个热交换部41,相邻两个热交换部41通过第一支路42连接。也即多个热交换部41可以通过第一支路42串联连接,顶部的热交换部41连通于四通阀2,底部热交换部41连通于室内机3。第一支路42上均设置有第一控制阀43,第一控制阀43用于控制流经第一支路42的冷媒流量。第一控制阀43具体为电磁阀,在其他实施例中也可以为电子球阀或其他电子阀等。
除了底部的热交换部41之外的热交换部41靠近室内机3的一端通过第二支路44与室内机3连通。第二控制阀45设置在第二支路44上,用于控制流经第二支路44的冷媒流量。其中,第二控制阀45为单向阀,设置为仅允许冷媒从室内机3流至热交换部41;在其它实施例中,其也可以为电磁阀或电子球阀等。
除了底部热交换部41之外的热交换部41靠近四通阀2的一端通过第三支路46与四通阀2连通。第三控制阀47设置在第三支路46上,用于控制流经第三支路46的冷媒流量。其中,第三控制阀47为单向阀,设置为仅允许冷媒从热交换部41流向四通阀2;在其它实施例中,其也可以为电磁阀或电子球阀等。
室外机还包括分液器49和第一膨胀元件48。分液器49与热交换部41一一对应设置,分液器49设置在热交换部41靠近室内机3的一侧,从室内机3流出的冷媒,经分液器49流向热交换部41。
第一膨胀元件48设置在第三支路46上,且介于热交换部41和第三控制阀47之间。在其它实施例中,第一膨胀元件48也可以设置在第三控制阀47远离热交换部41的一侧。第一膨胀元件48优选为电子膨胀阀,在其它实施例中,第一膨胀元件48也可以为其他膨胀元件,例如,热力膨胀阀、节流毛细管等。
如图1所示,本实施例中,室外机包括两个热交换部41、一个第二支路44和一个第三支路46。第一支路42和第三支路46存在重合的部分,第一膨胀元件48设置在重合的部分上。在其它实施例中,室外机包括三个热交换部41、两个第二支路44和两个第三支路46,具体参照图2。
本实施例还公开了一种针对上述空调系统的控制方法,其包括如下步骤:
如图3所示,在制热模式下,关闭第一控制阀43,开启第二控制阀45和第三控制阀47。第一控制阀43关闭之后,冷媒在相邻两个热交换部41之间不会流动;第二控制阀45开启之后,冷媒可以流经第二支路44;第三控制阀47打开之后,冷媒可以流经第三支路46。
高温高压的冷媒从压缩机1流出来之后,经四通阀2流至室内机3,经过室内机3换热之后从室内机3流出,然后经过第二膨胀元件5节流。之后部分经分液器49流至底部的热交换部41;另一部分经第二支路44、第二控制阀45和分液器49流至其他的热交换部41。经过热交换部41换热之后,顶部热交换部41流出的冷媒流向四通阀2,其他的热交换部41流出的冷媒经第三支路46、第三控制阀47和第一膨胀元件48流向四通阀2,然后回流至压缩机1。
其中,第一膨胀元件48对热交换部41流出的冷媒进行节流调节,可以使下方的热交换部41流出的冷媒的压力增加,使下方的热交换部41的冷媒流量减小,以使下方的热交换部41的蒸发温度高于顶部的热交换部41的蒸发温度,使得下方的热交换部41不易结霜。下方的第一膨胀元件48对热交换部41流出的冷媒进行节流调节后,越靠近下方的热交换部41冷媒流量越少,第三支路46内的冷媒压力越大,也即热交换部41的蒸发温度越高,使得下方的热交换部41不易结霜。由于室外机为顶出风式,顶部的热交换部41所流经的风量大,顶部的冷媒流量大,下方的热交换部41所流经的风量小,下方的冷媒流量小,经过第一膨胀元件48的调节可以使单位冷媒流量所对应的风量差不多相同。使室外换热器各个部分都充分利用换热,提高了室外换热器的整体换热性能,且换热比较稳定,由于顶部的热交换部41的风量大,也不易结霜。
冷媒经过第二支路44的分流使流经热交换部41的冷媒流量少,可以避免流经热交换部41的冷媒流量过大,降低了热交换部41的压降,既保证了热交换部41的换热性能,又不会损坏热交换部41。
如图4所示,在制冷模式下,开启第一控制阀43,关闭第二控制阀45和第三控制阀47。第一控制阀43开启,可以使冷媒在相邻两个热交换部41之间流动,第二控制阀45关闭,冷媒无法流经第二支路44;第三控制阀47关闭,冷媒无法流经第三支路46。
高温高压的冷媒从压缩机1排出来之后流至四通阀2,然后流向顶部的热交换部41,依次流经下方的热交换部41,经过多个热交换部41换热之后,流经第二膨胀元件5节流,然后流至室内机3,从室内机3流出之后经四通阀2流回压缩机1。
本实施例中的经过靠近四通阀2的热交换部41流出的冷媒,经过第一膨胀元件48节流之后再流至另一个热交换部41,第一膨胀元件48可以调整冷媒的节流状态。尽管本实施例中在制冷模式下,需要经过第一膨胀元件48节流,在其它实施例中,本领域技术人员根据需要,如图2所示,也可以改变第一膨胀元件48的设置位置,使其不在第一支路和第三支路的重合部分上,在制冷模式下冷媒不流经第一膨胀元件48。
依次经过多个热交换部41换热之后,可以增加冷媒的过冷度,使冷媒的两相焓差较大,可以提高室内机3的制冷效果,提升空调系统整体的制冷性能。
综上所述,空调系统制热和制冷采用了不同的流路设计,在制热时采用的是各个热交换部41并联的方式,且换热时通过第一膨胀元件48的调节,使空调系统制热时换热性能较好。而在制冷时采用的是各个热交换部41串联的方式,提高了冷媒的两相焓差,提升空调系统整体的制冷性能。该空调系统其制热和制冷效果都达到了最优,使室外换热器的冷凝和蒸发换热都得到了充分利用。
至此,已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案,但是,本领域技术人员容易理解的是,本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下,本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换,这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种空调系统,其包括依次设置在主回路上的压缩机(1)、四通阀(2)、室内机(3)及室外机,所述室外机通过所述四通阀(2)与所述压缩机连接;
其特征在于,所述室外机包括:
室外换热器,其包括从上至下依次设置的多个热交换部(41),相邻两个所述热交换部(41)之间通过第一支路(42)连接,顶部的所述热交换部(41)连通于所述四通阀(2),底部所述热交换部(41)连通于所述室内机(3);
第一控制阀(43),其设置在所述第一支路(42)上,用于控制流经所述第一支路(42)的冷媒流量;
第二支路(44),除了底部的所述热交换部(41)之外的所述热交换部(41)靠近所述室内机(3)的一端通过所述第二支路(44)与所述室内机(3)连通;
第二控制阀(45),其设置在所述第二支路(44)上,用于控制流经所述第二支路(44)的冷媒流量;
第三支路(46),除了底部所述热交换部(41)之外的所述热交换部(41)靠近四通阀(2)的一端通过所述第三支路(46)与所述四通阀(2)连通;
第三控制阀(47),其设置在所述第三支路(46)上,用于控制流经所述第三支路(46)的冷媒流量;
第一膨胀元件(48),其设置在所述第三支路(46)上。
2.根据权利要求1所述的空调系统,其特征在于,所述室外机还包括多个与所述热交换部(41)一一对应设置的分液器(49),所述分液器(49)设置在所述热交换部(41)靠近所述室内机(3)的一侧。
3.根据权利要求1所述的空调系统,其特征在于,所述第一膨胀元件(48)介于所述热交换部(41)和所述第三控制阀(47)之间。
4.根据权利要求1所述的空调系统,其特征在于,所述空调系统还包括第二膨胀元件(5),其设置在所述主回路上,且介于所述室内机(3)和所述室外机之间。
5.根据权利要求1所述的空调系统,其特征在于,所述第二控制阀(45)为单向阀,设置为仅允许冷媒从所述室内机(3)流动至所述热交换部(41)。
6.根据权利要求1所述的空调系统,其特征在于,所述第三控制阀(47)为单向阀,设置为仅允许冷媒从所述热交换部(41)流向所述四通阀(2)。
7.根据权利要求1所述的空调系统,其特征在于,所述室外机包括两个所述热交换部(41)。
8.根据权利要求1所述的空调系统,其特征在于,所述室外机包括三个所述热交换部(41)。
9.一种用于权利要求1所述的空调系统的控制方法,其特征在于,所述控制方法包括如下步骤:
在制热模式下,关闭所述第一控制阀(43),开启所述第二控制阀(45)和所述第三控制阀(47)。
10.一种用于权利要求1所述的空调系统的控制方法,其特征在于,所述控制方法包括如下步骤:
在制冷模式下,开启所述第一控制阀(43),关闭所述第二控制阀(45)和所述第三控制阀(47)。
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