CN204154044U - 热气旁通的空调系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种热气旁通的空调系统，包括四通阀，四通阀的进气连接端通过排气管与压缩机的排气口连通，四通阀的出气连接端通过吸气管与压缩机的吸气口连通，四通阀的室外连接端通过制冷管与室外热交换器连通，四通阀的室内连接端通过制热管与室内热交换器连通，制热管与吸气管之间设置有旁通支路，旁通支路上设置有毛细管，排气管和吸气管上分别设置有用于隔断排气管和吸气管的检修组件。提供一种热气旁通的空调系统，通过结构简单的旁通支路实现提高压缩机吸气口的回气温度和延缓室外热交换器一侧的结霜；通过在压缩机的排气管和吸气管设置检修组件，实现压缩机与空调系统的其它部件快速隔断及检修。

Description

热气旁通的空调系统

技术领域

本实用新型涉及空调系统技术领域，尤其涉及一种热气旁通的空调系统。 

背景技术

空调是一种调节室内温度并保持用户所需环境状态的电器装置。空调的空气温度调节作用是由制冷循环系统和空气循环系统共同完成的，具体通过制冷系统内循环的制冷剂与室内流动的空气进行热交换以实现室内空气降温或升温，为人们提供舒适的室内空气环境。 

空调在冬季低温环境下运行时，根据热量传递规律，室外热交换器相当于蒸发器，室外热交换器中的制冷剂要从环境中吸收热量并蒸发，则蒸发温度必须低于室外环境温度，当室外热交换器的盘管的表面温度低于空气液化温度时，空气中的水蒸气便会凝结成为液体，当室外热交换器的盘管的表面温度低于零摄氏度时，液态的凝露便会以疏松的冰晶体形式堆积在盘管表面形成霜层。结霜初期，由于结霜增加了传热表面的粗糙度及表面积，使总的传热系数有所增加，热交换效果将不会减弱，但随着霜层的逐渐增厚，空气通过室外热交换器的盘管的阻力增大，空气流量降低，使盘管内的制冷剂蒸发不充分，致使室外热交换器排出的制冷剂的过热度减小以及制冷剂流量降低，从而导致空调的制热量衰减，影响客户的使用感受，严重时还会导致压缩机出现液击等故障。因此，要保证空调在低温环境下正常、稳定运行，必须考虑空调系统的结霜问题。 

目前，空调常用的除霜和延缓结霜的方式有三种：电加热除霜、逆循环除霜和热气旁通除霜。其中，电加热除霜方式的耗电量较大，不符合节能环保的 理念。逆循环除霜方式是通过设置四通阀，选择性改变制冷剂在空调系统内的流向，使压缩机排出的高温高压状态的制冷剂通过四通阀换向，直接进入室外热交换器中进行除霜，当室外热交换器的盘管温度上升至某一预设的温度值时，除霜结束。逆循环除霜方式在除霜期间，将无法为用户提供有效的暖气，使室内空气温度降低，同时四通阀频繁换向将会影响其寿命和可靠性。热气旁通除霜方法不需要改变制冷剂的流向，只需要将小部分压缩机排出的高温高压的气态制冷剂直接旁通至室外热交换器和压缩机的吸气口一侧，空调系统在除霜过程中仍能够保持制热工作状态，不影响客户的使用感受。 

基于上述情况，热气旁通是空调系统的一种较佳的除霜、延缓结霜和提高压缩机回气温度的方式，是目前空调系统除霜、延缓结霜的主要发展方向。 

实用新型内容

本实用新型的目的在于：提供一种热气旁通的空调系统，通过结构简单的旁通支路实现提高压缩机吸气口的回气温度和延缓室外热交换器一侧的结霜。 

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案： 

一种热气旁通的空调系统，包括室内机和室外机，所述室内机设置有使制冷剂与室内空气进行热量交换的室内热交换器，所述室内热交换器的一侧设置有用于驱动室内空气循环的室内风机组件，所述室外机包括压缩机和使制冷剂与室外空气进行热量交换的室外热交换器，所述室外热交换器的一侧设置有用于驱动室外空气流动的室外风机组件，所述压缩机与所述室外热交换器之间设置有四通阀，所述四通阀具有进气连接端、出气连接端、室外连接端和室内连接端。所述进气连接端通过排气管与所述压缩机的排气口连通，所述出气连接端通过吸气管与所述压缩机的吸气口连通，所述室外连接端通过制冷管与所述 室外热交换器连通，所述室内连接端通过制热管与所述室内热交换器连通，所述制热管上并位于所述室外机内开设有旁路第一端口，所述吸气管上开设有旁路第二端口，所述旁路第一端口与所述旁路第二端口之间设置有毛细管，所述排气管和所述吸气管上分别设置有用于隔断所述排气管和所述吸气管的检修组件，所述室外热交换器与所述室内热交换器之间设置有两个选择性工作的节流部件。 

优选的，所述旁路第一端口与所述旁路第二端口之间直接通过毛细管连通。 

优选的，所述旁路第一端口和所述旁路第二端口均连接有支气管，所述支气管之间通过毛细管连通。 

优选的，一个所述节流部件在制冷状态下工作，另一个所述节流部件在制热状态下工作。 

在制冷工况下，制冷剂从所述压缩机排出后，依次经过所述排气管、所述进气连接端、所述室外连接端、所述制冷管、所述室外热交换器、所述节流部件、所述室内热交换器、所述制热管、所述室内连接端、所述出气连接端和所述吸气管，最后回到所述压缩机。此时，所述旁路第一端口与所述旁路第二端口通过所述四通阀直接连通，制冷剂在所述旁路第一端口和所述旁路第二端口之间没有发生压力和温度变化，因此，所述旁路第一端口与所述旁路第二端口之间的具有所述毛细管的旁通支路相当于导通两个压力和温度均相同的节点，该旁通支路在制冷工况下对空调系统没有任何影响。 

在制热工况下，制冷剂从所述压缩机排出后，依次经过所述排气管、所述进气连接端、所述室内连接端、所述制热管、所述室内热交换器、所述节流部件、所述室外热交换器、所述制冷管、所述室外连接端、所述出气连接端和所述吸气管，最后回到压缩机。此时，所述制热管内的制冷剂是高温高压的气态 制冷剂，所述吸气管内的制冷剂是低温低压的气态制冷剂，并可能夹带有小部分未被充分蒸发的液态制冷剂，所述旁路第一端口位置的制冷剂压力和温度均明显高于所述旁路第二端口位置的制冷剂压力和温度，因此所述旁路第一端口与所述旁路第二端口之间的具有所述毛细管的旁通支路将所述制热管内的小部分高温高压制冷剂引流至所述吸气管内，使所述吸气管内的制冷剂温度升高，有效提高压缩机的回气压力和温度，使制冷剂更加充分蒸发，减少液击，同时一定程度上提高所述室外热交换器等低压侧的温度，有效延缓所述室外热交换器结霜，保证空调系统的正常运转。 

作为一种优选的技术方案，两个所述检修组件分别是高压检修组件和低压检修组件，所述高压检修组件包括设置在所述排气管上的选择性启闭所述排气管的高压开关，所述排气管上并位于所述高压开关靠近所述排气口的一侧设置有选择性与外部检测管路连通的高压检修阀，所述低压检修组件包括设置在所述吸气管上的选择性启闭所述吸气管的低压开关，所述吸气管上并位于所述低压开关靠近所述吸气口的一侧设置有选择性与外部检测管路连通的低压检修阀。 

优选的，所述低压检修组件位于所述旁路第二端口远离所述出气连接端的一侧。 

优选的，所述低压检修组件位于所述旁路第二端口靠近所述出气连接端的一侧。 

具体地，所述高压开关和所述低压开关在常规情况下保持开启状态，所述高压检修阀和所述低压检修阀在常规情况下保持关闭状态，且不与任何外部检测管路连接。 

作为一种优选的技术方案，所述节流部件分别是位于所述室内机的制冷节 流部件和位于所述室外机的制热节流部件，所述制冷节流部件的两端之间设置有第一并列支路，所述第一并列支路上设置有从靠近所述室内热交换器的一侧向远离所述室内热交换器的一侧单向导通的第一单向阀，所述制热节流部件的两端之间设置有第二并列支路，所述第二并列支路上设置有从靠近所述室外热交换器的一侧向远离所述室外热交换器的一侧单向导通的第二单向阀。 

优选的，所述制冷节流部件和所述制热节流部件均是电子膨胀阀。 

具体地，在制冷和制热工况下，空调系统对于节流部件的要求不同，一般情况下，在制热工况下空调系统需要调节能力更大的节流部件。另外，节流部件距离起蒸发作用的热交换器更近，空调系统的制冷剂的蒸发效果更佳。因此，针对制冷和制热工况分别设置调节能力不同的所述制冷节流部件和所述制热节流部件，可以使节流部件与空调系统的匹配度更高，节流部件的调节效果更加精确和有效。同时通过将所述制冷节流部件设置在所述室内机内，将所述制热节流部件设置在所述室外机内，使所述制冷节流部件更加靠近在制冷工况下起蒸发作用的所述室内热交换器，使所述制热节流部件更加靠近在制热工况下起蒸发作用的所述室外热交换器，使空调系统的制冷剂的蒸发效果更佳。 

在制冷工况下，所述制热节流部件关闭，所述制冷节流部件开启，压缩机排出的制冷剂先进入所述室外热交换器，然后制冷剂从所述室外热交换器流向所述室内热交换器，具体地，制冷剂从所述第二并列支路通过并到达所述制冷节流部件，由于所述第一并列支路上的第一单向阀从靠近所述室内热交换器的一侧向远离所述室内热交换器的一侧单向导通，因此制冷剂无法从所述第一并列支路通过，制冷剂只能穿过所述制冷节流部件并到达所述室内热交换器。 

在制热工况下，所述制冷节流部件关闭，所述制热节流部件开启，压缩机排出的制冷剂先进入所述室内热交换器，然后制冷剂从所述室内热交换器流向 所述室外热交换器，具体地，制冷剂从所述第一并列支路通过并到达所述制热节流部件，由于所述第二并列支路上的第二单向阀从靠近所述室外热交换器的一侧向远离所述室外热交换器的一侧单向导通，因此制冷剂无法从所述第二并列支路通过，制冷剂只能穿过所述制热节流部件并到达所述室外热交换器。 

作为一种优选的技术方案，所述毛细管是螺旋状结构，所述毛细管的外侧套设有防止所述毛细管相互摩擦的保护套。所述毛细管的结构十分紧凑，在空调系统的振动影响下所述毛细管会存在碰撞和摩擦，由于所述毛细管的管壁也较薄，在碰撞和摩擦条件下所述毛细管极易出现管壁穿孔和破裂异常，因此在所述毛细管的外侧套设保护套，可以有效避免所述毛细管的相互摩擦，防止所述毛细管的管壁被磨破。 

作为一种优选的技术方案，所述制热节流部件与所述制冷节流部件之间并位于所述室外机内设置有用于净化制冷剂的第一过滤器，所述室内连接端与所述室内热交换器之间并位于所述室外机内设置有用于净化制冷剂的第二过滤器。 

优选的，所述第二过滤器位于所述室内连接端与所述旁路第一端口之间。 

作为一种优选的技术方案，所述室内风机组件包括室内风叶和驱动所述室内风叶转动的室内电机，所述室内风叶是贯流风叶或者离心风叶。 

作为一种优选的技术方案，所述室外风机组件包括室外风叶和驱动所述室外风叶转动的室外电机，所述室外风叶是轴流风叶。 

作为一种优选的技术方案，所述吸气管上并位于所述旁路第二端口与所述吸气口之间设置有用于分离气态与液态制冷剂的气液分离器，使气态和液态的制冷剂被充分分离，避免液态的制冷剂进入所述压缩机，有效延长所述压缩机的使用寿命。 

本实用新型的有益效果为：提供一种热气旁通的空调系统，通过结构简单的旁通支路实现提高压缩机吸气口的回气温度和延缓室外热交换器一侧的结霜；通过在压缩机的排气管和吸气管设置检修组件，实现压缩机与空调系统的其它部件快速隔断及检修；通过设置两个在不同工况下使用的节流部件，使节流部件与空调系统的匹配度更高。 

附图说明

下面根据附图和实施例对本实用新型作进一步详细说明。 

图1为实施例所述的热气旁通的空调系统在制冷工况下的系统图； 

图2为实施例所述的热气旁通的空调系统在制热工况下的系统图。 

图1、图2中： 

10、室内机；101、室内热交换器；102、室内风机组件； 

11、室外机；111、室外热交换器；112、室外风机组件；113、压缩机；1131、排气口；1132、吸气口；114、气液分离器； 

12、四通阀；121、进气连接端；122、出气连接端；123、室外连接端；124、室内连接端； 

13、排气管；14、吸气管；15、制冷管；16、制热管； 

17、旁路第一端口；18、旁路第二端口；19、毛细管； 

20、高压开关；21、高压检修阀； 

22、低压开关；23、低压检修阀； 

24、制冷节流部件；25、第一并列支路；26、第一单向阀； 

27、制热节流部件；28、第二并列支路；29、第二单向阀； 

30、第一过滤器；31、第二过滤器。 

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。 

如图1～2所示，于本实施例中，一种热气旁通的空调系统，包括室内机10和室外机11，室内机10设置有使制冷剂与室内空气进行热量交换的室内热交换器101，室内热交换器101的一侧设置有用于驱动室内空气循环的室内风机组件102，室内风机组件102包括室内风叶和驱动所述室内风叶转动的室内电机，所述室内风叶是离心风叶。 

室外机11包括压缩机113和使制冷剂与室外空气进行热量交换的室外热交换器111，室外热交换器111的一侧设置有用于驱动室外空气流动的室外风机组件112，室外风机组件112包括室外风叶和驱动所述室外风叶转动的室外电机，所述室外风叶是轴流风叶。 

压缩机113与室外热交换器111之间设置有四通阀12，四通阀12具有进气连接端121、出气连接端122、室外连接端123和室内连接端124。进气连接端121通过排气管13与压缩机113的排气口1131连通，出气连接端122通过吸气管14与压缩机113的吸气口1132连通，室外连接端123通过制冷管15与室外热交换器111连通，室内连接端124通过制热管16与室内热交换器101连通。 

制热管16上并位于室外机11内开设有旁路第一端口17，吸气管14上开设有旁路第二端口18，旁路第一端口17与旁路第二端口18之间通过毛细管19连通。毛细管19是螺旋状结构，毛细管19的外侧套设有防止毛细管19相互摩擦的保护套。毛细管19的结构十分紧凑，在空调系统的振动影响下毛细管19会存在碰撞和摩擦，由于毛细管19的管壁也较薄，在碰撞和摩擦条件下毛细管19极易出现管壁穿孔和破裂异常，因此在毛细管19的外侧套设保护套，可以有效 避免毛细管19的相互摩擦，防止毛细管19的管壁被磨破。 

排气管13和吸气管14上分别设置有用于隔断排气管13和吸气管14的检修组件，两个所述检修组件分别是高压检修组件和低压检修组件，所述高压检修组件包括设置在排气管13上的选择性启闭排气管13的高压开关20，排气管13上并位于高压开关20靠近排气口1131的一侧设置有选择性与外部检测管路连通的高压检修阀21。高压开关20在常规情况下保持开启状态，高压检修阀21在常规情况下保持关闭状态，且不与任何外部检测管路连接。 

所述低压检修组件位于旁路第二端口18靠近出气连接端122的一侧，所述低压检修组件包括设置在吸气管14上的选择性启闭吸气管14的低压开关22，吸气管14上并位于低压开关22靠近吸气口1132的一侧设置有选择性与外部检测管路连通的低压检修阀23。低压开关22在常规情况下保持开启状态，低压检修阀23在常规情况下保持关闭状态，且不与任何外部检测管路连接。 

室外热交换器111与室内热交换器101之间设置有两个选择性工作的节流部件，所述节流部件分别是位于室内机10的制冷节流部件24和位于室外机11的制热节流部件27，制冷节流部件24和制热节流部件27均是电子膨胀阀。制冷节流部件24的两端之间设置有第一并列支路25，第一并列支路25上设置有从靠近室内热交换器101的一侧向远离室内热交换器101的一侧单向导通的第一单向阀26。制热节流部件27的两端之间设置有第二并列支路28，第二并列支路28上设置有从靠近室外热交换器111的一侧向远离室外热交换器111的一侧单向导通的第二单向阀29。 

在制冷工况下，制热节流部件27关闭，制冷节流部件24开启，压缩机113排出的制冷剂先进入室外热交换器111，然后制冷剂从室外热交换器111流向室内热交换器101，具体地，制冷剂从第二并列支路28通过并到达制冷节流部件 24，由于第一并列支路25上的第一单向阀26从靠近室内热交换器101的一侧向远离室内热交换器101的一侧单向导通，因此制冷剂无法从第一并列支路25通过，制冷剂只能穿过制冷节流部件24并到达室内热交换器101。 

在制热工况下，制冷节流部件24关闭，制热节流部件27开启，压缩机113排出的制冷剂先进入室内热交换器101，然后制冷剂从室内热交换器101流向室外热交换器111，具体地，制冷剂从第一并列支路25通过并到达制热节流部件27，由于第二并列支路28上的第二单向阀29从靠近室外热交换器111的一侧向远离室外热交换器111的一侧单向导通，因此制冷剂无法从第二并列支路28通过，制冷剂只能穿过制热节流部件27并到达室外热交换器111。 

针对制冷和制热工况分别设置调节能力不同的制冷节流部件24和制热节流部件27，可以使节流部件与空调系统的匹配度更高。同时通过将制冷节流部件24设置在室内机10内，将制热节流部件27设置在室外机11内，使制冷节流部件24更加靠近在制冷工况下起蒸发作用的室内热交换器101，使制热节流部件27更加靠近在制热工况下起蒸发作用的室外热交换器111，使空调系统的制冷剂的蒸发效果更佳。 

制热节流部件27与制冷节流部件24之间并位于室外机11内设置有用于净化制冷剂的第一过滤器30，室内连接端124与旁路第一端口17之间设置有用于净化制冷剂的第二过滤器31。 

吸气管14上并位于旁路第二端口18与吸气口1132之间设置有用于分离气态与液态制冷剂的气液分离器114，使气态和液态的制冷剂被充分分离，避免液态的制冷剂进入压缩机113，有效延长压缩机113的使用寿命。 

工作原理： 

在制冷工况下，制冷剂从压缩机113排出后，依次经过排气管13、进气连 接端121、室外连接端123、制冷管15、室外热交换器111、制冷节流部件24、室内热交换器101、制热管16、室内连接端124、出气连接端122和吸气管14，最后回到压缩机113。此时，旁路第一端口17与旁路第二端口18通过四通阀12直接连通，制冷剂在旁路第一端口17和旁路第二端口18之间没有发生压力和温度变化，因此，旁路第一端口17与旁路第二端口18之间的具有毛细管19的旁通支路相当于导通两个压力和温度均相同的节点，该旁通支路在制冷工况下对空调系统没有任何影响。 

在制热工况下，制冷剂从压缩机113排出后，依次经过排气管13、进气连接端121、室内连接端124、制热管16、室内热交换器101、制热节流部件27、室外热交换器111、制冷管15、室外连接端123、出气连接端122和吸气管14，最后回到压缩机113。此时，制热管16内的制冷剂是高温高压的气态制冷剂，吸气管14内的制冷剂是低温低压的气态制冷剂，并可能夹带有小部分未被充分蒸发的液态制冷剂，旁路第一端口17位置的制冷剂压力和温度均明显高于旁路第二端口18位置的制冷剂压力和温度，因此旁路第一端口17与旁路第二端口18之间的具有毛细管19的旁通支路将制热管16内的小部分高温高压制冷剂引流至吸气管14内，使吸气管14内的制冷剂温度升高，有效提高压缩机113的回气压力和温度，使制冷剂更加充分蒸发，减少液击，同时一定程度上提高室外热交换器111等低压侧的温度，有效延缓室外热交换器111结霜，保证空调系统的正常运转。 

本文中的“第一”、“第二”仅仅是为了在描述上加以区分，并没有特殊的含义。 

需要声明的是，上述具体实施方式仅仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理，在本实用新型所公开的技术范围内，任何熟悉本技术领域的技术 人员所容易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围内。 

Claims (8)

1.一种热气旁通的空调系统，包括室内机和室外机，所述室内机设置有室内热交换器和室内风机组件，所述室外机包括压缩机、室外热交换器和室外风机组件，所述压缩机与所述室外热交换器之间设置有四通阀，所述四通阀具有进气连接端、出气连接端、室外连接端和室内连接端，其特征在于，所述进气连接端通过排气管与所述压缩机的排气口连通，所述出气连接端通过吸气管与所述压缩机的吸气口连通，所述室外连接端通过制冷管与所述室外热交换器连通，所述室内连接端通过制热管与所述室内热交换器连通，所述制热管上并位于所述室外机内开设有旁路第一端口，所述吸气管上开设有旁路第二端口，所述旁路第一端口与所述旁路第二端口之间设置有毛细管，所述排气管和所述吸气管上分别设置有用于隔断所述排气管和所述吸气管的检修组件，所述室外热交换器与所述室内热交换器之间设置有两个选择性工作的节流部件。 

2.根据权利要求1所述的热气旁通的空调系统，其特征在于，两个所述检修组件分别是高压检修组件和低压检修组件，所述高压检修组件包括设置在所述排气管上的高压开关，所述排气管上并位于所述高压开关靠近所述排气口的一侧设置有高压检修阀，所述低压检修组件包括设置在所述吸气管上的低压开关，所述吸气管上并位于所述低压开关靠近所述吸气口的一侧设置有低压检修阀。 

3.根据权利要求2所述的热气旁通的空调系统，其特征在于，所述节流部件分别是位于所述室内机的制冷节流部件和位于所述室外机的制热节流部件，所述制冷节流部件的两端之间设置有第一并列支路，所述第一并列支路上设置有从靠近所述室内热交换器的一侧向远离所述室内热交换器的一侧单向导通的第一单向阀，所述制热节流部件的两端之间设置有第二并列支路，所述第二并列支路上设置有从靠近所述室外热交换器的一侧向远离所述室外热交换器的一 侧单向导通的第二单向阀。 

4.根据权利要求3所述的热气旁通的空调系统，其特征在于，所述毛细管是螺旋状结构，所述毛细管的外侧套设有防止所述毛细管相互摩擦的保护套。 

5.根据权利要求4所述的热气旁通的空调系统，其特征在于，所述制热节流部件与所述制冷节流部件之间并位于所述室外机内设置有用于净化制冷剂的第一过滤器，所述室内连接端与所述室内热交换器之间并位于所述室外机内设置有用于净化制冷剂的第二过滤器。 

6.根据权利要求1至5任一项所述的热气旁通的空调系统，其特征在于，所述室内风机组件包括室内风叶和驱动所述室内风叶转动的室内电机，所述室内风叶是贯流风叶或者离心风叶。 

7.根据权利要求1至5任一项所述的热气旁通的空调系统，其特征在于，所述室外风机组件包括室外风叶和驱动所述室外风叶转动的室外电机，所述室外风叶是轴流风叶。 

8.根据权利要求1至5任一项所述的热气旁通的空调系统，其特征在于，所述吸气管上并位于所述旁路第二端口与所述吸气口之间设置有用于分离气态与液态制冷剂的气液分离器。