CN1598435A - 热泵空调器的制冷剂流道布置方法及采用该方法的空调器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种热泵空调器的制冷剂流道布置方法及采用该方法的空调器，空调器的室内、外换热器中至少有一个换热器布置有两组或两组以上串并联的制冷剂管道，制冷剂管道由与其串联的管道切换装置控制构成不同的制冷剂流道，由于制冷剂在空调制冷或制热过程中流向的不同，通过管道切换装置使所述换热器做冷凝器时的制冷剂流道数小于换热器做蒸发器时的制冷剂流道数。采用本发明改变了以往制冷剂在制冷、制热运行状态下的单一逆向流动，而根据空调器不同运行状态进行了制冷剂流道的重新分布，从而满足对空调器制冷和制热运行状态分别进行独立优化设计的要求，达到性能优良、降低功耗、提高能效比、节约原材料的效果。
Description
技术领域
本发明涉及一种热泵空调器的制冷剂流道布置方法及采用该方法的空调器。
背景技术
目前热泵空调器主要包括室内换热器、室外换热器、压缩机、四通换向阀、毛细管，其室内、室外换热器中的制冷剂流道是固定不变的，当热泵空调器从制冷运行状态切换为制热运行状态时，室内、外换热器中的制冷剂仅在原流道内进行逆向流动。由于空调器在制冷和制热不同工况下，制冷剂的流速、温度、压力是不同的，当采用这种换热器制冷剂流道设计方式时，无法保证室内、室外换热器在不同运行状态条件下充分发挥其换热能力，从而限制了空调器能效比和制冷(热)量的提高。
发明内容
本发明克服上述现有技术中存在的问题，提供了一种性能优良的高能效热泵空调器的制冷剂流道布置方法及采用该方法的空调器，采用这种制冷剂流道布置方法，使得室内、室外换热器的换热能力充分发挥，提高了空调器的能效比和制冷(热)量。
本发明采用如下技术方案实现的：一种热泵空调器的制冷剂流道布置方法，空调器的室内换热器、室外换热器中至少有一个换热器布置有两组或两组以上串并联的制冷剂管道，制冷剂管道由与其串联的管道切换装置控制构成不同的制冷剂流道，由于制冷剂在空调制冷或制热过程中流向的不同，通过管道切换装置使所述换热器做冷凝器时的制冷剂流道数小于换热器做蒸发器时的制冷剂流道数。
本发明的优选方案是：所述换热器做蒸发器使用时的制冷剂流道数量是做冷凝器使用时的1.5～3倍。
在本发明中所述的管道切换装置为单向阀、两位三通电磁阀或者它们的组合。
本发明采用上述制冷剂流道的热泵空调器，它包括压缩机，室内、外换热器，四通换向阀，冷暖切换装置，毛细管，所述的室内换热器、室外换热器中至少有一个换热器设有两组或两组以上串并联使用的制冷剂管道，在制冷剂管道上设有管道切换装置，制冷剂管道经过管道切换装置与四通换向阀管道及毛细管连接构成不同的制冷剂流道，其中换热器做冷凝器时的制冷剂流道数小于换热器做蒸发器时的制冷剂流道数。
在本发明热泵空调器中，所述换热器设有两组分别与不同毛细管连接后并联的制冷剂管道，两组制冷剂管道的并联端与一个单向阀的输入端连接，其中一组制冷剂管道与毛细管连接端同时与另一个单向阀的输出端相连接，所述两个单向阀的另一个端点与四通换向阀的管道相连接，上述两个单向阀构成管道切换装置。
在本发明热泵空调器中，所述换热器设有两组分别与不同毛细管连接后并联的制冷剂管道，在两组制冷剂管道的并联端、一组制冷剂管道与毛细管连接端之间串接有控制不同流向的两位三通阀，所述的两位三通阀构成管道切换装置。
所述换热器设有两组以上串并联使用的制冷剂管道，所述的管道切换装置为单向阀、两位三通阀或者它们的组合。
采用如上技术方案后，换热器在做冷凝器使用时，即换热器向环境放热，制冷剂流动的压降较小，可以通过增大制冷剂的流量来提高换热系数，从而提高换热器的换热能力，所以制冷剂流道数量尽可能少；相反，换热器在做蒸发器使用时，即换热器向环境吸热，制冷剂流动的压降较大，应适当减小制冷剂的流量，降低制冷剂流动的压降，提高换热器传热的平均温差，从而提高换热器的换热能力，所以制冷剂流道数量应尽可能多。总体而言，换热器做蒸发器使用时的制冷剂流道数量应比做冷凝器使用时多。本发明改变了以往制冷剂在制冷、制热运行状态下的单一逆向流动，而根据空调器不同运行状态进行了制冷剂流道的重新分布，使得室内、外换热器的换热能力充分发挥，提高了空调器的能效比和制冷(热)量。测试数据表明，采用上述实施方案，可以提高换热器的换热能力10％以上。
附图说明
图1是设有两个单向阀的热泵空调器的循环系统示意图
图中，1.室外换热器、2.压缩机、3.四通换向阀、4.冷暖切换装置、5.室内换热器、6.毛细管、7.毛细管、8.连接管、9.连接管、10.连接管、12.连接管、11.单向阀、13.单向阀。
图2是设有一个两位三通电磁阀的冷暖空调器的循环系统示意图
图中，1.室外换热器、2.压缩机、3.四通换向阀、4.冷暖切换开关、5.室内换热器、6.毛细管、7.毛细管、8.连接管、9.连接管、10.连接管、12.连接管、14.两位三通电磁阀。
具体实施方式
实施例一：根据图1所示，它是由两个单向阀作为管道切换装置的热泵空调器的循环系统。它主要由压缩机2、室外换热器1、四通换向阀3、冷暖切换装置4、室内换热器5、毛细管6、毛细管7组成。室外换热器1中设有两组制冷剂管道，其中一组是从连接管10到连接管12之间的管道组成，另一组是从连接管8到连接管9之间的管道组成，连接管9和连接管12之间又通过管道连接起来。单向阀13的输入端与连接管12和连接管9连接，它的输出端与四通换向阀3的管道连接。单向阀11的输入端与四通换向阀3的管道、单向阀13的输出端连接，单向阀11的输出端与连接管10，毛细管6的一端相连接。毛细管7一端与连接管8相连接，另一端与室内换热器5的管道连接。当冷暖切换开关4选择制冷工况时，从压缩机2流出的制冷剂经四通换向阀3流向室外换热器1，制冷剂经过单向阀11从连接管10进入室外换热器1，在室外换热器1内部换热以后，从连接管8流出并进入毛细管7，然后进入室内换热器5，最后经四通换向阀3又回到压缩机2，此时单向阀13关闭。当冷暖切换开关4选择制热工况时，从压缩机2流出的制冷剂经四通换向阀3流向室内换热器5，经两根并联的毛细管6、7分别从连接管8、10流进室外换热器1，从连接管9、12流出室外换热器1，并经过单向阀13、四通换向阀3回到压缩机2，此时单向阀11关闭。图1中实线箭头表示制冷循环，虚线箭头表示制热循环。也就是说室外换热器1做冷凝器使用时，只有一条制冷剂流道，而当它做蒸发器使用时，有两条制冷剂流道，即换热器1做冷凝器使用时的制冷剂流道比做蒸发器使用时少。对于室内换热器5而言，当空调器处于制冷运行状态时，该换热器做蒸发器使用；当空调器处于制热运行状态时，该换热器做冷凝器使用，换热器制冷剂流道的布置方法与上述相同。
实施例二：根据图2所示，它是由一个两位三通电磁阀作为管道切换装置的热泵空调器的循环系统。其结构与实施例一基本相同，只是以两位三通电磁阀14代替了单向阀11和单向阀13，与连接管10、12及毛细管6相连接，其工作原理与单向阀11、13相同。当冷暖切换开关4选择制冷工况时，从压缩机2中流出的制冷剂经四通换向阀3和两位三通电磁阀14流向室外换热器1，此时两位三通电磁阀14切换，保证制冷剂从连接管10进入室外换热器1，并从连接管8、毛细管7流出，然后进入室内换热器5，最后经四通换向阀3回到压缩机2；当冷暧切换开关4选择制热工况时，从压缩机2中流出的制冷剂经四通换向阀3流向室内换热器5，然后分别流入毛细管6、7，此时两位三通电磁阀14切换，保证制冷剂从连接管8、10进入室外换热器1，并从连接管9、12流出，汇总后经两位三通电磁阀14、四通换向阀3回到压缩机2中。图2中实线箭头表示制冷循环，虚线箭头表示制热循环。
本发明中所述毛细管6、7为两根尺寸和结构都相同的毛细管，毛细管的尺寸和结构可以根据不同类型的热泵空调器来进行选择。在制冷或制热运行状态下，可根据流程的需要来选择使用两位三通电磁阀或两个处于相同通阻状态下的单向阀。
采用两位三通电磁阀1 4或两个单向阀11、13组合的管道切换装置，可以保证同一换热器在空调器不同运行状态下分别使用不同的流道，两个流道独立工作，互不干涉。从而可以满足对空调器制冷和制热运行状态分别进行独立优化设计的要求，可达到性能优良、降低功耗、提高能效比、节约原材料的目的。
本发明热泵空调器所包括的压缩机2、四通换向阀3、单向阀11、13(或两位三通电磁阀14)和毛细管没有严格要求，可以从市场上获得，根据不同的热泵空调器要求进行选择。
本发明的保护范围并不限于上述实施例，在本领域内的技术熟练人员进行某些变换或修改都包括在本发明的保护范围内，如室内换热器5、室外换热器1可以不止有两个制冷剂流道，可以有三个、四个制冷剂流道，如本发明的优选方案是换热器做蒸发器使用时的制冷剂流道数量是做冷凝器使用时的1.5～3倍。只要流道的布置方法与本发明相同，就在本发明的保护范围内。
Claims (7)
1、一种热泵空调器的制冷剂流道布置方法，其特征在于空调器的室内换热器、室外换热器中至少有一个换热器布置有两组或两组以上串并联的制冷剂管道，制冷剂管道由与其串联的管道切换装置控制构成不同的制冷剂流道，由于制冷剂在空调制冷或制热过程中流向的不同，通过管道切换装置使所述换热器做冷凝器时的制冷剂流道数小于换热器做蒸发器时的制冷剂流道数。
2、根据权利要求1所述的制冷剂流道布置方法，其特征在于所述换热器做蒸发器使用时的制冷剂流道数量是做冷凝器使用时的1.5～3倍。
3、根据权利要求1所述的制冷剂流道布置方法，其特征在于所述的管道切换装置为单向阀、两位三通电磁阀或者它们的组合。
4、一种热泵空调器，它包括压缩机(2)，室内换热器(5)、室外换热器(1)，四通换向阀(3)，冷暖切换装置(4)，毛细管(6)，其特征在于所述的室内换热器(5)、室外换热器(1)中至少有一个换热器设有两组或两组以上串并联使用的制冷剂管道，在制冷剂管道上设有管道切换装置，制冷剂管道经过管道切换装置与四通换向阀(3)管道及毛细管连接构成不同的制冷剂流道，其中该换热器做冷凝器时的制冷剂流道数小于换热器做蒸发器时的制冷剂流道数。
5、根据权利要求4所述的热泵空调器，其特征在于所述换热器(1)设有两组分别与不同毛细管(6)、(7)连接后并联的制冷剂管道，两组制冷剂管道的并联端与一个单向阀(13)的输入端连接，其中一组制冷剂管道与毛细管(6)连接端同时与另一个单向阀(11)的输出端相连接，所述两个单向阀(11)、(13)的另一个端点分别与四通换向阀(3)的管道相连接，两个单向阀(11)、(13)构成管道切换装置。
6、根据权利要求4所述的热泵空调器，其特征在于所述换热器(1)设有两组分别与不同毛细管(6)、(7)连接后并联的制冷剂管道，在两组制冷剂管道的并联端、一组制冷剂管道与毛细管(6)连接端之间串接有控制不同流向的两位三通阀(14)，所述的两位三通阀(14)构成管道切换装置。
7、根据权利要求4所述的热泵空调器，其特征在于所述换热器设有两组以上串并联使用的制冷剂管道，所述的管道切换装置为单向阀、两位三通阀或者它们的组合。
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