CN206176618U

CN206176618U - 一种家用小型蓄能空调器

Info

Publication number: CN206176618U
Application number: CN201621167632.8U
Authority: CN
Inventors: 周乐; 刘浩; 晏刚
Original assignee: Xian Jiaotong University
Current assignee: Xian Jiaotong University
Priority date: 2016-10-26
Filing date: 2016-10-26
Publication date: 2017-05-17
Anticipated expiration: 2026-10-26

Abstract

一种家用小型蓄能空调器，该空调器包括压缩机，2个四通换向阀，室外换热器，室内换热器，蓄能器，2个电磁膨胀阀，7个电磁阀，单向阀，储液器；该空调器可根据季节、气候和负荷的不同，实现多种制冷、制热和蓄能功能；夏季，白天常规工况，该空调器可实现蒸发器单独制冷；夜间低负荷工况，该空调器可实现制冷蓄冷功能，将部分冷量存储在蓄能器中；白天高负荷工况时，即可利用蓄能器的冷量将制冷剂过冷，提供最大冷量，到达电网峰谷平衡，降低电费的目的；冬季，该空调可实现单独制热、单独蓄热、过冷蓄热、排气蓄热和蓄热除霜等功能，从而到达负荷匹配降低能耗和除霜室内不吹冷风的目的。

Description

一种家用小型蓄能空调器

技术领域

本实用新型属于制冷器具及空调技术领域，具体涉及一种家用小型蓄能空调器。

背景技术

目前家用小型空调器，其在夏季制冷工况下利用变频压缩机在一定程度上做到了冷量与负荷的匹配，但是未能解决电网峰谷平衡的问题，而且压缩机长期在低频状态下运行也会缩短压缩机寿命。同时，在冬季工况，室外换热器会结霜，目前的家用小型空调器的除霜方式一般为电加热、热气旁通和逆循环方式。其中电加热需额外设置加热丝，耗电量较大；而热气旁通常常会造成制冷剂气液分布不均，从而导致再运行时难以恢复稳定运行状态，甚至出现运行系统故障，损害系统部件；逆循环除霜则会造成室内吹冷风的问题，降低舒适性。

发明内容

为了解决上述现有技术存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种家用小型蓄能空调器，在夏季可以更精确地匹配负荷，降低压缩机低频运行率；同时解决电网峰谷平衡的问题，降低电费；在冬季除了可以精确匹配负荷外，还能利用蓄热除霜，避免室内吹冷风的问题。

为了达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种家用小型蓄能空调器，包括压缩机1，压缩机1入口与储液器7相连，出口与第一四通换向阀S1相连；第一四通换向阀S1分别与压缩机1、第二四通换向阀S2、储液器7和室外换热器2相连；第二四通换向阀S2分别与第一四通换向阀S1、蓄能器3、室内换热器4和第五电磁阀F5相连；室外换热器2出口分为两路，一路与蓄能器3相连，另一路与第一电磁阀F1相连；蓄能器3分别与第二四通换向阀S2、第二电磁阀F2、第三电磁阀F3和室外换热器2出口相连；第二电磁阀F2出口与第一电磁阀F1出口相连后再与第一电磁膨胀阀5相连；第一电磁膨胀阀5出口分为两路，一路连接第二电磁膨胀阀6，另一路连接单向阀F6；第二电磁膨胀阀6与单向阀F6出口相连，之后再分为两路，一路连接第七电磁阀F7，另一路连接第五电磁阀F5；第七电磁阀F7出口分为两路，一路与第三电磁阀F3相连，另一路与第四电磁阀F4相连，第四电磁阀F4出口与室内换热器4相连。

所述室内换热器4布置在室内机中；所述蓄能器3、室外换热器2、储液器7、第一电磁膨胀阀5、第二电磁膨胀阀6、第一四通换向阀S1、第二四通换向阀S2、第一电磁阀F1、第二电磁阀F2、第三电磁阀F3、第四电磁阀F4、第五电磁阀F5、第七电磁阀F7和单向阀F6均布置在室外机中。

所述蓄能器3中的材料由相变温度为5～10℃的相变材料组成。

所述家用小型蓄能空调器具有多种功能：

功能1：在夏季白天常规工况时，压缩机1、第一四通换向阀S1、室外换热器2、第一电磁阀F1、第一电磁膨胀阀5、单向阀F6、第七电磁阀F7、第四电磁阀F4、室内换热器4、第二四通换向阀S2、第一四通换向阀S1和储液器7顺次构成单独制冷回路。制冷剂工质在压缩机1被压缩成高温高压气体，经过第一四通换向阀S1，在室外换热器2中冷凝，之后经过第一毛细管5节流成低温两相工质，随后在室内换热器4中蒸发吸热，提供冷量，然后通过第二四通换向阀S2和第一四通换向阀S1进入储液器7，最后回到压缩机1。

功能2：在夏季夜间低负荷工况时，所述压缩机1、第一四通换向阀S1、室外换热器2、第一电磁阀F1、第一电磁膨胀阀5、单向阀F6、第五电磁阀F5、第二四通换向阀S2、室内换热器4、第四电磁阀F4、第三电磁阀F3、蓄能器3、第二四通换向阀S2、第一四通换向阀S1和储液器7顺次构成制冷蓄冷回路。该功能下，第二电磁阀F2和第七电磁阀F7关闭，第三电磁阀F3、第四电磁阀F4和第五电磁阀F5打开，制冷剂经过第二四通换向阀S2，由于室内换热器4和蓄能器3成串联关系，制冷剂先通过室内换热器4，并在其中释放部分冷量，将另一部分冷量存储在蓄能器3中。

功能3：在夏季白天高负荷工况时，所述压缩机1、第一四通换向阀S1、室外换热器2、蓄能器3、第二电磁阀F2、第一电磁膨胀阀5、单向阀F6、第七电磁阀F7、第四电磁阀F4、室内换热器4、四通换向阀S2、第一四通换向阀S1和储液器7顺次构成释冷过冷回路。该功能下，第一电磁阀F1、第三电磁阀F3和第五电磁阀F5关闭，第二电磁阀F2、第四电磁阀F4和第七电磁阀F7打开，制冷剂经过室外换热器2后流经蓄能器3，利用蓄能器3中存储的冷量过冷，再经过第一电磁膨胀阀5节流后流入室内换热器4；制冷剂工质在此回路中的过冷度增加，从而提高了空调器制冷量。

功能4：所述压缩机1、第一四通换向阀S1、第二四通换向阀S2、室内换热器4、第四电磁阀F4、第七电磁阀F7、第二电磁膨胀阀6、第一电磁膨胀阀5、第一电磁阀F1、室外换热器2、第一四通换向阀S1和储液器7顺次构成冬季单独制热回路。该功能下，第二电磁阀F2、第三电磁阀F3和第五电磁阀F5关闭，第一电磁阀F1、第四电磁阀F4和第七电磁阀F7打开，制冷剂在压缩机1中被压缩成高温高压气体，经过第一四通换向阀S1和第二四通换向阀S2后，在室内换热器4中放热，提供热量，再通过第二毛细管6、第一毛细管5后在室外换热器2向室外环境吸收热量，在冬季白天常规工况下使用。

功能5：所述压缩机1、第一四通换向阀S1、第二四通换向阀S2、蓄能器3、第三电磁阀F3、第七电磁阀F7、第二电磁膨胀阀6、第一电磁膨胀阀5、第一电磁阀F1、室外换热器2、四通换向阀S1和储液器7顺次构成冬季单独蓄热回路。制冷剂将热量全部存储在蓄能器3中，不流经室内换热器4，该功能在室内无人不需要热量和室外换热器2急需化霜的情况下使用，快速蓄热后立刻执行释热除霜功能，即功能8。

功能6：所述压缩机1、第一四通换向阀S1、第二四通换向阀S2、室内换热器4、第四电磁阀F4、第三电磁阀F3、蓄能器3、第二四通换向阀S2、第五电磁阀F5、第二电磁膨胀阀6、第一电磁膨胀阀5、第一电磁阀F1、室外换热器2、第一四通换向阀S1和储液器7顺次构成冬季过冷蓄热回路。该回路室内换热器4与蓄能器3串联连接，制冷剂从压缩机1出来后先经过室内换热器4，后经过蓄能器3，即将制冷剂过冷段的热量存储在蓄能器3中，该功能一般在蓄能需求较低，室内负荷需求较高时使用。

功能7：所述压缩机1、第一四通换向阀S1、第二四通换向阀S2、蓄能器3、第三电磁阀F3、第四电磁阀F4、室内换热器4、第二四通换向阀S2、第五电磁阀F5、第二电磁膨胀阀6、第一电磁膨胀阀5、第一电磁阀F1、室外换热器2、第一四通换向阀S1和储液器7顺次构成冬季排气蓄热回路。该回路室内换热器4与蓄能器3串联连接，制冷剂从压缩机1出来后先经过后经过蓄能器3和室内换热器4，即将制冷剂高温段的热量存储在蓄能器3中，该功能一般在蓄能需求较高，室内负荷需求较低时使用。

功能8：所述压缩机1、第一四通换向阀S1、室外换热器2、第一电磁阀F1、第一电磁膨胀阀5、单向阀F6、第七电磁阀F7、第三电磁阀F3、蓄能器3、第二四通换向阀S2、第一四通换向阀S1、储液器7顺次构成释热除霜回路。制冷剂在压缩机1中被压缩成高温高压气体，随后通过第一四通换向阀S1进入室外换热器2，在其中释放热量除霜，随后经过第一电磁膨胀阀5节流成低温气液两相工质，然后进入蓄能器3，吸收其中的热量。该除霜方法利用上了空调器的余热，降低了能耗；同时避免了室内吹冷风，提高人体舒适性。

和现有技术相比较，本实用新型具备如下优点：

1、精确的负荷匹配。该空调器有多种运行方式可以满足冬夏两季昼夜不同的冷热负荷，避免压缩机长期低频运行。

2、电网峰谷平衡。该空调器使用了蓄能器，具有合理相变温度的相变材料使得空调器可以冬季蓄热夏季蓄冷，夜间蓄能白天释能的特点，解决了电网的峰谷平衡，降低电费。

3、更合理的除霜方式。该空调器采用了蓄热除霜的方式，利用上了空调器的余热，降低了能耗；同时避免了室内吹冷风，提高人体舒适性。

总之，本实用新型空调器可根据季节、气候和负荷的不同，实现多种制冷、制热和蓄能功能；夏季，白天常规工况，该空调器可实现蒸发器单独制冷；夜间低负荷工况，该空调器可实现制冷蓄冷功能，将部分冷量存储在蓄能器中；白天高负荷工况时，即可利用蓄能器的冷量将制冷剂过冷，提供最大冷量，到达电网峰谷平衡，降低电费的目的；冬季，该空调可实现单独制热、单独蓄热、过冷蓄热、排气蓄热和蓄热除霜等功能，从而到达负荷匹配降低能耗和除霜室内不吹冷风的目的。

附图说明

图1为一种家用小型蓄能空调器的结构组成图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作详细的说明。

如图1所示，本实用新型一种家用小型蓄能空调器，包括压缩机1，室外换热器2，蓄能器3，室内换热器4，第一电磁膨胀阀5，第二电磁膨胀阀6，储液器7，第一四通换向阀S1，第二四通换向阀S2，电磁阀F1、第二电磁阀F2、第三电磁阀F3、第四电磁阀F4、第五电磁阀F5、第七电磁阀F7和单向阀F6。

所述室内换热器4布置在室内机中。所述蓄能器3、室外换热器2、储液器7、第一电磁膨胀阀5、第二电磁膨胀阀6、第一四通换向阀S1、第二四通换向阀S2、电磁阀F1～F5F7、单向阀F6均布置在室外机中。

所述蓄能器3中的材料由相变温度为5～10℃的相变材料组成。

所述一种家用小型蓄能空调器，在夏季白天常规工况时，单独制冷回路的制冷剂流程：压缩机1→第一四通换向阀S1→室外换热器2→电磁阀F1→第一电磁膨胀阀5→单向阀F6→电磁阀F7→电磁阀F4→室外换热器4→第二四通换向阀S2→储液器7。

所述一种家用小型蓄能空调器，夏季夜间低负荷工况时，制冷蓄冷回路的制冷剂流程：压缩机1→第一四通换向阀S1→室外换热器2→电磁阀F1→第一电磁膨胀阀5→单向阀F6→电磁阀F5→第二四通换向阀S2→室内换热器4→电磁阀F4→电磁阀F3→蓄能器3→第二四通换向阀S2→第一四通换向阀S1→储液器7。

所述一种家用小型蓄能空调器，夏季白天高负荷工况时，释冷过冷回路的制冷剂流程：压缩机1→第一四通换向阀S1→室外换热器2→蓄能器3→电磁阀F2→第一电磁膨胀阀5→单向阀F6→电磁阀F7→电磁阀F4→室内换热器4→第二四通换向阀S2→第一四通换向阀S1→储液器7。

所述一种家用小型蓄能空调器，冬季单独制热回路的制冷剂流程：压缩机1→第一四通换向阀S1→第二四通换向阀S2→室内换热器4→电磁阀F4→电磁阀F7→第二电磁膨胀阀6→第一电磁膨胀阀5→电磁阀F1→室外换热器2→第一四通换向阀S1→储液器7。

所述一种家用小型蓄能空调器，冬季单独蓄热回路的制冷剂流程：压缩机1→第一四通换向阀S1→第二四通换向阀S2→蓄能器3→电磁阀F3→电磁阀F7→第二电磁膨胀阀6→第一电磁膨胀阀5→电磁阀F1→室外换热器2→第一四通换向阀S1→储液器7。

所述一种家用小型蓄能空调器，冬季过冷蓄热回路的制冷剂流程：压缩机1→第一四通换向阀S1→第二四通换向阀S2→室内换热器4→电磁阀F4→电磁阀F3→蓄能器3→第二四通换向阀S2→电磁阀F5→第二电磁膨胀阀6→第一电磁膨胀阀5→电磁阀F1→室外换热器2→第一四通换向阀S1→储液器7。

所述一种家用小型蓄能空调器，冬季排气蓄热回路的制冷剂流程：压缩机1→第一四通换向阀S1→第二四通换向阀S2→蓄能器3→电磁阀F3→电磁阀F4→室内换热器4→第二四通换向阀S2→电磁阀F5→第二电磁膨胀阀6→第一电磁膨胀阀5→电磁阀F1→室外换热器2→第一四通换向阀S1→储液器7。

所述一种家用小型蓄能空调器，释热除霜回路的制冷剂流程：压缩机1→第一四通换向阀S1→室外换热器2→电磁阀F1→第一电磁膨胀阀5→单向阀F6→电磁阀F7→电磁阀F3→蓄能器3→第二四通换向阀S2→第一四通换向阀S1→储液器7。

所述一种家用小型蓄能空调器，其电磁阀的控制策略如下表所示：

Claims

1.一种家用小型蓄能空调器，其特征在于：包括压缩机(1)，压缩机(1)入口与储液器(7)相连，出口与第一四通换向阀(S1)相连；第一四通换向阀(S1)分别与压缩机(1)、第二四通换向阀(S2)、储液器(7)和室外换热器(2)相连；第二四通换向阀(S2)分别与第一四通换向阀(S1)、蓄能器(3)、室内换热器(4)和第五电磁阀(F5)相连；室外换热器(2)出口分为两路，一路与蓄能器(3)相连，另一路与第一电磁阀(F1)相连；蓄能器(3)分别与第二四通换向阀(S2)、第二电磁阀(F2)、第三电磁阀(F3)和室外换热器(2)出口相连；第二电磁阀(F2)出口与第一电磁阀(F1)出口相连后再与第一电磁膨胀阀(5)相连；第一电磁膨胀阀(5)出口分为两路，一路连接第二电磁膨胀阀(6)，另一路连接单向阀(F6)；第二电磁膨胀阀(6)与单向阀(F6)出口相连，之后再分为两路，一路连接第七电磁阀(F7)，另一路连接第五电磁阀(F5)；第七电磁阀(F7)出口分为两路，一路与第三电磁阀(F3)相连，另一路与第四电磁阀(F4)相连，第四电磁阀(F4)出口与室内换热器(4)相连。

2.根据权利要求1所述的一种家用小型蓄能空调器，其特征在于：所述室内换热器(4)布置在室内机中；所述蓄能器(3)、室外换热器(2)、储液器(7)、第一电磁膨胀阀(5)、第二电磁膨胀阀(6)、第一四通换向阀(S1)、第二四通换向阀(S2)、第一电磁阀(F1)、第二电磁阀(F2)、第三电磁阀(F3)、第四电磁阀(F4)、第五电磁阀(F5)、第七电磁阀(F7)和单向阀(F6)均布置在室外机中。

3.根据权利要求1所述的一种家用小型蓄能空调器，其特征在于：所述蓄能器(3)中的材料由相变温度为5～10℃的相变材料组成。

4.根据权利要求1所述的一种家用小型蓄能空调器，其特征在于：夏季白天常规工况时，所述压缩机(1)、第一四通换向阀(S1)、室外换热器(2)、第一电磁阀(F1)、第一电磁膨胀阀(5)、单向阀(F6)、第七电磁阀(F7)、第四电磁阀(F4)、室外换热器(4)、第二四通换向阀(S2)和储液器(7)顺次构成单独制冷回路；夏季夜间低负荷工况时，所述压缩机(1)、第一四通换向阀(S1)、室外换热器(2)、第一电磁阀(F1)、电磁膨胀阀(5)、单向阀(F6)、第五电磁阀(F5)、第二四通换向阀(S2)、室内换热器(4)、第四电磁阀(F4)、第三电磁阀(F3)、蓄能器(3)、第二四通换向阀(S2)、第一四通换向阀(S1)和储液器(7)顺次构成制冷蓄冷回路；夏季白天高负荷工况时，所述压缩机(1)、第一四通换向阀(S1)、室外换热器(2)、蓄能器(3)、第二电磁阀(F2)、第一电磁膨胀阀(5)、单向阀(F6)、第七电磁阀(F7)、第四电磁阀(F4)、室内换热器(4)、第二四通换向阀(S2)、第一四通换向阀(S1)和储液器(7)顺次构成释冷过冷回路。

5.根据权利要求1所述的一种家用小型蓄能空调器，其特征在于：所述压缩机(1)、第一四通换向阀(S1)、第二四通换向阀(S2)、室内换热器(4)、第四电磁阀(F4)、第七电磁阀(F7)、第二电磁膨胀阀(6)、第一电磁膨胀阀(5)、第一电磁阀(F1)、室外换热器(2)、第一四通换向阀(S1)和储液器(7)顺次构成冬季单独制热回路；所述压缩机(1)、第一四通换向阀(S1)、第二四通换向阀(S2)、蓄能器(3)、电磁阀(F3)、第七电磁阀(F7)、第二电磁膨胀阀(6)、第一电磁膨胀阀(5)、第一电磁阀(F1)、室外换热器(2)、第一四通换向阀(S1)和储液器(7)顺次构成冬季单独蓄热回路；所述压缩机(1)、第一四通换向阀(S1)、第二四通换向阀(S2)、室内换热器(4)、第四电磁阀(F4)、第三电磁阀(F3)、蓄能器(3)、四通换向阀(S2)、第五电磁阀(F5)、第二电磁膨胀阀(6)、第一电磁膨胀阀(5)、第一电磁阀(F1)、室外换热器(2)、第一四通换向阀(S1)和储液器(7)顺次构成冬季过冷蓄热回路；所述压缩机(1)、第一四通换向阀(S1)、第二四通换向阀(S2)、蓄能器(3)、第三电磁阀(F3)、第四电磁阀(F4)、室内换热器(4)、四通换向阀(S2)、第五电磁阀(F5)、第二电磁膨胀阀(6)、第一电磁膨胀阀(5)、第一电磁阀(F1)、室外换热器(2)、第一四通换向阀(S1)和储液器(7)顺次构成冬季排气蓄热回路；所述压缩机(1)、第一四通换向阀(S1)、室外换热器(2)、第一电磁阀(F1)、第一电磁膨胀阀(5)、单向阀(F6)、第七电磁阀(F7)、第三电磁阀(F3)、蓄能器(3)、第二四通换向阀(S2)、第一四通换向阀(S1)、储液器(7)顺次构成释热除霜回路。