CN203731752U - 空调过冷管组件和空调系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种空调过冷管组件和空调系统。该空调过冷管组件包括：三通管，具有输入冷媒的入口以及输出冷媒的干流出口和支流出口；干流管路，其入口与三通管的干流出口相连，冷媒在干流管路中被分流到至少两根并联的干流外套管中，从并联的干流外套管中流出的冷媒汇聚后经由干流管路的出口输出；和支流管路，其入口与三通管的支流出口相连，冷媒在支流管路中经由过冷膨胀阀节流膨胀后被分流到至少两根并联的支流内管段中，从并联的支流内管段中流出的冷媒汇聚后经由支流管路的出口输出。此外，本实用新型提供了一种具有空调过冷管组件的空调系统。由于采用并联的过冷方式，降低了空调过冷管组件自身的阻力损失。

Description

空调过冷管组件和空调系统

技术领域

本实用新型涉及空调系统，特别是涉及一种空调过冷管组件和具有空调过冷管组件的空调系统。

背景技术

空调制冷系统主要由压缩机、冷凝器、空调膨胀阀和蒸发器通过冷媒管道连接形成。空调在作制冷运行时，低温低压的冷媒气体被压缩机吸入后变成高温高压的冷媒气体，高温高压的冷媒气体在室外冷凝器中放热变成常温高压的冷媒液体，常温高压的冷媒液体再经过空调膨胀阀节流降压后变成低温低压的冷媒液体，低温低压的冷媒液体冷媒在室内蒸发器中吸热蒸发后变成低温低压的冷媒气体，然后再次进入压缩机压缩，如此往复循环就完成了空调制冷系统。

由于在实际的安装过程中，室外机和室内机之间的距离较远，从室外机冷凝器出口到室内机空调膨胀阀之间的配管管路较长，导致从冷凝器流出的冷媒在配管管路中吸收热量，从而再经过空调膨胀阀节流降压，转变成低温低压的液态冷媒的效率明显降低，不仅影响了空调制冷系统的制冷效果，且造成了较大的能源浪费。

在现有的技术方案中，如图1所示，图中实线箭头表示干流冷媒的流向，虚线箭头表示支流冷媒的流向。利用三通管将来自高压储液器冷媒分为干流10和支流20，支流20通过过冷膨胀阀（一般采用毛细管）将冷媒节流为低温低压的状态与干流10中的冷媒在套管式过冷管内进行换热后变为气体后，再进入压缩机吸气侧。干流10中的冷媒被降温，从而也相应的获得了相应的过冷度，以补偿冷媒在配管管路中吸收热量带来的不利效果。套管式过冷管本身的阻力损失高，干流10中的冷媒在获得过冷度的同时要抵消自身压力损失，导致用来抵消长配管压力损失的有效过冷度减少，这样就很难实现较长的配管长度。目前，业界能够达到的配管总长度最长为500米左右。

此外，虽然套管式过冷管能使空调系统获得一定的配管长度，但由于套管式过冷管较长结构不够紧凑，占用空间大不利于在高度模块化小型化的空调室外机中使用。

实用新型内容

本实用新型第一方面的一个目的旨在克服现有技术中的过冷装置的至少一个缺陷，提供一种自身阻力损失小且能提供较高过冷度的空调过冷管组件。

本实用新型第一方面的一个进一步的目的是要提供一种体积小、结构紧凑、过冷效率高的空调过冷管组件。

本实用新型第一方面的另一个进一步的目的是要尽量提高过冷度，进而能够获得更长的配管长度。

本实用新型第二方面的一个目的是要提供一种具有上述空调过冷管组件的空调系统。

根据本实用新型的第一方面，提供了一种空调过冷管组件，包括：

三通管，具有输入冷媒的入口以及输出冷媒的干流出口和支流出口；

干流管路，其入口与所述三通管的干流出口相连，冷媒在所述干流管路中被分流到至少两根并联的干流外套管中，从所述并联的干流外套管中流出的冷媒汇聚后经由所述干流管路的出口输出；和

支流管路，其入口与所述三通管的支流出口相连，冷媒在所述支流管路中经由过冷膨胀阀节流膨胀后分流到至少两根并联的支流内管段中，从所述并联的支流内管段中流出的冷媒汇聚后经由所述支流管路的出口输出。

可选地，每根所述干流外套管均为笔直的圆筒型管；而且每根所述支流内管段具有螺旋形区段，每根所述干流外套管套装在一根所述支流内管段上且至少包围住其上的所述螺旋形区段。

可选地，所述支流管路经过所述过冷膨胀阀后分连到各个所述支流内管段的沿所述干流管路的冷媒流动方向而言处于下游的一端。

可选地，所述三通管的干流出口和支流出口的中央轴线都平行于所述三通管的入口的中央轴线，且处于同一平面内。

可选地，每根所述干流外套管和每根所述支流内管段绕平行于所述三通管的入口的中央轴线盘绕至少两圈。

可选地，所述过冷膨胀阀为电磁膨胀阀。

根据本实用新型的第二方面，提供了一种空调系统，包括本实用新型的上述任一种空调过冷管组件，其中，所述三通管的入口与所述空调系统的冷凝器的出口相连；所述干流管路的出口连通到所述空调系统的空调膨胀阀的入口；所述支流管路的出口连通到所述空调系统的压缩机的入口管路上。

可选地，所述空调过冷管组件安装在所述空调系统的室外机中，而且所述三通管的入口竖直向下，所述三通管的干流出口和支流出口竖直向上。

可选地，所述空调膨胀阀设置在所述空调系统的室内机中。

可选地，所述空调系统为多联变频空调系统。

本实用新型的空调过冷管组件和空调系统由于采用了并联的多个干流外套管和多个支流内管段，相对于单通道的过冷装置而言，大大减低了该空调过冷管组件的自身压力损失。因此，在相同换热管长度的条件下，本实用新型的空调过冷管组件要抵消自身压力损失的过冷度减小，有效过冷度增加，从而允许加长内外机间的配管长度。

进一步地，本实用新型的空调过冷管组件和空调系统由于支流内管段具有螺旋形区段，大大增大了干流外套管内的冷媒和支流管路中的冷媒的接触面积，提高了换热效率。因此，相对于其它过冷装置，该空调过冷管组件不但结构紧凑、体积小、占用空调室外机的空间小，而且具有更好的过冷效果，允许显著缩短过冷管的长度，使得结构更加紧凑。该空调过冷管组件能够得到较高的过冷度，而自身的压力损失又较小，两个因素一升一降，从而使得有效过冷度大幅度提高，内外机间的配管长度大大增加。

进一步地，本实用新型的空调过冷管组件和空调系统由于过冷膨胀阀能够被合理控制，使在干流外套管内换热后的螺旋形区段内的气态冷媒可将压缩机的工作温度降低到合理的温度范围，提高压缩机工作的稳定性。

此外，还可说明的是，本实用新型的空调过冷管组件特别适合高度模块化小型化的空调室外机使用，例如可应用于多联变频室外机组。

根据下文结合附图对本实用新型具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本实用新型的上述以及其他目的、优点和特征。

附图说明

后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本实用新型的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：

图1是现有套管式过冷管的示意性原理图；

图2是本实用新型一个实施例的空调过冷管组件的示意性原理图；

图3是本实用新型一个实施例的空调过冷管组件的示意性结构图；

图4是图3空调过冷管组件的示意性内部结构图；

图5是本实用新型一个实施例的空调过冷管组件的示意性结构图。

附图中使用的附图标记如下：

10  干流，

20  支流，

30  空调过冷管组件，

31  三通管，

32  干流管路，

33  干流外套管，

34  支流管路，

35  过冷膨胀阀，

36  支流内管段。

具体实施方式

图2是本实用新型一个实施例的空调过冷管组件的示意性原理图，图中实线箭头表示干流管路中的冷媒的流向，虚线箭头表示支流管路中的冷媒的流向。空调过冷管组件30一般性地可包括三通管31、干流管路32、干流外套管33、支流管路34、过冷膨胀阀35和支流内管段36。三通管31具有输入冷媒的入口以及输出冷媒的干流出口和支流出口。干流管路32的入口与三通管31的干流出口相连，冷媒在干流管路32中被分流到至少两根并联的干流外套管33中，从并联的干流外套管33中流出的冷媒汇聚后经由干流管路32的出口输出。支流管路34的入口与三通管31的支流出口相连，冷媒在支流管路34中经由过冷膨胀阀35节流膨胀后分流到至少两根并联的支流内管段36中，从并联的支流内管段36中流出的冷媒汇聚后经由支流管路34的出口输出。

本实用新型的实施例，将从三通管31干流出口流出的冷媒分流到至少两根并联的干流外套管33中，将从三通管31支流出口流出的冷媒经过过冷膨胀阀35节流膨胀后分流到至少两根并联的支流内管段36中。干流外套管33中的冷媒与支流内管段36中的冷媒进行热交换，使从干流管路32的出口流出的冷媒获得充裕的过冷度，从支流管路34的出口流出的冷媒直接进入空调系统的压缩机，为压缩机降温。

在本实用新型的一些实施例中，并联的干流外套管33和相应支流内管段36的数量可大于2根，例如可为3根或4根。可根据空调过冷管组件的安装空间和机组能力的大小合理选择并联的数量。干流管路32、干流外套管33、支流管路34和支流内管段36均可采用铜管或者铝管。支流内管段36为螺纹管段。

图3是本实用新型一个实施例的空调过冷管组件的示意性结构图，图4是图3空调过冷管组件的示意性内部结构图。如图3和图4所示，每根干流外套管33套装在一根支流内管段36上。每根干流外套管33均为笔直的圆筒型管；而且每根支流内管段36具有一段螺旋形区段，每根干流外套管33至少包围住一根支流内管段36上的螺旋形区段，显著增大了干流外套管内的冷媒和螺旋形区段的冷媒的接触面积，提高了换热效率。在达到相同过冷度的情况下，该空调过冷管组件结构紧凑。图3和图4中均未示出过冷膨胀阀35。本领域技术人员各根据本实用新型实施例的描述，在相应位置设置过冷膨胀阀35。本实用新型实施例中，螺旋形区段中的螺旋圈数至少为2圈，可设计为3圈、4圈或5圈。螺旋形区段的整体外径与干流外套管33的内径之比可为0.70至0.8；螺旋形区段的螺旋升角的范围可为40°至60°。如本领域技术人员所知的，经过三通管31分流之后的用于过冷的冷媒量占流入三通管31的总冷媒量的比重较少，因此，三通管31的干流出口与支流出口的直径比可设计在5:1至10:1之间。

支流管路34经过过冷膨胀阀35后分连到各个支流内管段36的沿干流管路32的冷媒流动方向而言处于下游的一端。即采用支流内管段36中的冷媒与干流外套管33之间的冷媒的流动相反的逆流换热方式。逆流换热能够提高换热效率和换热速率，提高干流管路中的冷媒的过冷度。

图5是本实用新型一个实施例的空调过冷管组件的示意性结构图。如图5所示，三通管31的干流出口和支流出口的中央轴线都平行于三通管31的入口的中央轴线，且处于同一平面内。此种设置能够保证从冷凝器中流出的冷媒快速进入干流管路32和支流管路34中，以防止冷媒流动产生折流，进一步降低了空调过冷管组件的自身压力损失。每根干流外套管33和每根支流内管段36绕平行于三通管31的入口的中央轴线盘绕至少两圈。用来缩短空调过冷管组件的高度。

过冷膨胀阀35优先采用电磁膨胀阀。而且，过冷膨胀阀35被控制成使得在干流外套管内换热后的气态冷媒可将压缩机的工作温度降低到合理的温度范围，提高了压缩机工作的稳定性。替代性地，如果空调系统的运行工况基本无变化，也可采用具有适当直径的毛细管进行节流膨胀。

根据本实用新型的第二方面，提供了一种空调系统，空调系统包括上述的任一实施例中的空调过冷管组件30。三通管31的入口与空调系统的冷凝器的出口相连；干流管路32的出口连通到空调系统的空调膨胀阀的入口。支流管路34的出口连通到空调系统的压缩机的入口管路上。空调过冷管组件30安装在空调系统的室外机中，空调膨胀阀设置在空调系统的室内机中。由于空调过冷管组件30能够使干流管路32中的冷媒获得充裕的过冷度，且自身压力损失小，有效地解决了内外机配管长度受到过冷装置自身压力损失的限制无法达到最优值的问题。由于配管长度的增长，使得室外机可连接更多的室内机，提高了能源利用率和设备利用率。

三通管31的入口竖直向下，干流出口和支流出口竖直向上。干流外套管33中的冷媒的流向为从上向下流动，支流内管段中的冷媒的流向为从下向上流动。有利于换热后的气态冷媒快速进入压缩机的吸气侧。如果气态冷媒中带有液滴，液滴会受重力作用得到分离，不含液滴的气态冷媒的温度低，进入压缩机后，使压缩机的降温效果明显，更有利于压缩机的安全高效运行。同时，这也防止了气态冷媒携带液滴进入压缩机造成湿冲程，损害压缩机。

特别地，本实用新型实施例空调系统中的压缩机采用变频压缩机，尤其是直流变频双转子压缩机，以获得可变的压缩机输气容量。由于能够根据室内温度控制压缩机的运转频率，节能效果明显。

蒸发器的翅片可采用亲水铝箔，以便风机将形成的冷凝水尽快吹走。

冷凝器和/或蒸发器的铜管可采用内螺纹铜管来增加传热面积。

此外，在压缩机和冷凝器之间可设置四通阀，以实现夏天制冷与冬天制热的互换。在冷凝器和三通管之间可设置高压贮液器。

空调系统的发展趋势是需要设计出高度模块化小型化的空调室外机且制冷效果更好。如本领域技术人员能够了解的，多联变频空调系统属于高度规模化小型化的现代机组，多联变频空调系统的冷媒直接蒸发式换热效率高，随着多联变频机的广泛应用，对降低能源消耗会起着积极作用。因此，多联变频空调系统的室外机组和多个室内机之间需要较长的配管。本实用新型实施例的空调过冷管组件30由于结构简单、外形紧凑、占用空间小、连接简单、原材料成本底和生产工艺简单，因此特别适用于日益小型化集中化的多联变频空调系统的室外机组。不过，如本领域技术人员可认识到的，本实用新型实施例的空调过冷管组件30也可应用于其它类型的空调系统。

至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本实用新型的多个示例性实施例，但是，在不脱离本实用新型精神和范围的情况下，仍可根据本实用新型公开的内容直接确定或推导出符合本实用新型原理的许多其他变型或修改。因此，本实用新型的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。

Claims (10)

1.一种空调过冷管组件，其特征在于包括：

三通管（31），具有输入冷媒的入口以及输出冷媒的干流出口和支流出口；

干流管路（32），其入口与所述三通管（31）的干流出口相连，冷媒在所述干流管路（32）中被分流到至少两根并联的干流外套管（33）中，从所述并联的干流外套管（33）中流出的冷媒汇聚后经由所述干流管路（32）的出口输出；和

支流管路（34），其入口与所述三通管（31）的支流出口相连，冷媒在所述支流管路（34）中经由过冷膨胀阀（35）节流膨胀后分流到至少两根并联的支流内管段（36）中，从所述并联的支流内管段（36）中流出的冷媒汇聚后经由所述支流管路（34）的出口输出。

2.根据权利要求1所述的空调过冷管组件，其特征在于

每根所述干流外套管（33）均为笔直的圆筒型管；而且

每根所述支流内管段（36）具有螺旋形区段，每根所述干流外套管（33）套装在一根所述支流内管段（36）上且至少包围住其上的所述螺旋形区段。

3.根据权利要求2所述的空调过冷管组件，其特征在于

所述支流管路（34）经过所述过冷膨胀阀（35）后分连到各个所述支流内管段（36）的沿所述干流管路（32）的冷媒流动方向而言处于下游的一端。

4.根据权利要求1所述的空调过冷管组件，其特征在于

所述三通管（31）的干流出口和支流出口的中央轴线都平行于所述三通管（31）的入口的中央轴线，且处于同一平面内。

5.根据权利要求4所述的空调过冷管组件，其特征在于

每根所述干流外套管（33）和每根所述支流内管段（36）绕平行于所述三通管（31）的入口的中央轴线盘绕至少两圈。

6.根据权利要求1所述的空调过冷管组件，其特征在于

所述过冷膨胀阀（35）为电磁膨胀阀。

7.一种空调系统，其特征在于包括权利要求1至6中任一项所述的空调过冷管组件（30），其中

所述三通管（31）的入口与所述空调系统的冷凝器的出口相连；

所述干流管路（32）的出口连通到所述空调系统的空调膨胀阀的入口；

所述支流管路（34）的出口连通到所述空调系统的压缩机的入口管路上。

8.根据权利要求7所述的空调系统，其特征在于

所述空调过冷管组件（30）安装在所述空调系统的室外机中，而且所述三通管（31）的入口竖直向下，所述三通管（31）的干流出口和支流出口竖直向上。

9.根据权利要求7所述的空调系统，其特征在于

所述空调膨胀阀设置在所述空调系统的室内机中。

10.根据权利要求7所述的空调系统，其特征在于

所述空调系统为多联变频空调系统。