CN209026998U - 空调系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种空调系统。该空调系统包括压缩机(1)、室内换热器(2)、室外换热器(3)和冷媒量调节装置，冷媒量调节装置包括冷媒调节器(4)、冷媒进管(5)和冷媒出管(6)，冷媒量调节装置具有冷媒调节器(4)参与冷媒流动循环的第一工作状态和冷媒调节器(4)用于储存冷媒且不参与冷媒流动循环的第二工作状态。根据本实用新型的空调系统，能够使空调系统在低频运行条件下的冷媒灌注量与低负荷或低频条件下的最佳灌注量相匹配，提高空调系统在低负荷或低频条件下的运行能效。

Description

空调系统

技术领域

本实用新型属于空气调节技术领域，具体涉及一种空调系统。

背景技术

空调系统在不同运行条件下的最佳灌注量都不相同，因此空调系统中的灌注量要在保证高频冷媒量足够的前提下避免低频冷媒量过多而影响到低频运行能效，也即空调整机冷媒灌注量需要与各个工况不同频率下的最佳灌注量相匹配，从而实现空调运行的最佳能效要求。另外，具有增焓功能的双级空调系统在实际运行时，低频低负荷条件下，压缩机采用关增焓设计，此时冷媒调节器4在空调系统中只相当于在两个毛细管之间串接一个管径相对很大的铜管，利用价值小，对低负荷下的空调运行能力和能效无任何贡献作用，无法使空调系统在低频运行条件下的冷媒灌注量与低频条件下的最佳灌注量相匹配，降低了空调系统在低频条件下的运行能效。

实用新型内容

因此，本实用新型要解决的技术问题在于提供一种空调系统，能够使空调系统在低频运行条件下的冷媒灌注量与低负荷或低频条件下的最佳灌注量相匹配，提高空调系统在低负荷或低频条件下的运行能效。

为了解决上述问题，本实用新型提供一种空调系统，包括压缩机、室内换热器、室外换热器和冷媒量调节装置，冷媒量调节装置包括冷媒调节器、冷媒进管和冷媒出管，冷媒量调节装置具有冷媒调节器参与冷媒流动循环的第一工作状态和冷媒调节器用于储存冷媒且不参与冷媒流动循环的第二工作状态。

优选地，冷媒调节器为闪蒸器，空调系统还包括补气管路，补气管路连接在冷媒调节器的出气口和压缩机的补气口之间，补气管路上设置有第一控制阀。

优选地，室外换热器与冷媒量调节装置之间设置有第一节流阀；和/或，冷媒量调节装置与室内换热器之间设置有第二节流阀。

优选地，冷媒量调节装置还包括直通管路，冷媒进管的一端连接至冷媒调节器的冷媒进口，冷媒进管的另一端连接至室外换热器，冷媒出管的一端连接至冷媒调节器的冷媒出口，冷媒出管的另一端连接至室内换热器，直通管路的一端连接至室外换热器，另一端连接至室内换热器，冷媒进管上设置有第二控制阀，冷媒出管上设置有第三控制阀，直通管路上设置有第四控制阀。

优选地，冷媒量调节装置还包括直通管路，冷媒进管的一端连接至冷媒调节器的冷媒进口，冷媒出管的一端连接至冷媒调节器的冷媒出口，冷媒出管的另一端连接至室内换热器，冷媒出管上设置有第三控制阀，直通管路的一端连接至室外换热器，冷媒进管的另一端和直通管路的另一端通过三通阀连接至室内换热器，冷媒进管和直通管路通过三通阀可选择地与室内换热器连通。

优选地，空调系统包括第一节流阀和第二节流阀，冷媒量调节装置还包括第一四通阀，第一四通阀的第一接口连接至室外换热器，第一四通阀的第四接口连接至室内换热器，第一四通阀的第二接口连接至冷媒进管，第一四通阀的第三接口连接至冷媒出管。

优选地，空调系统还包括第二四通阀，第二四通阀分别与压缩机的排气口和回气口、室外换热器和室内换热器连接。

本实用新型提供的空调系统，包括压缩机、室内换热器、室外换热器和冷媒量调节装置，冷媒量调节装置包括冷媒调节器、冷媒进管和冷媒出管，冷媒量调节装置具有冷媒调节器参与冷媒流动循环的第一工作状态和冷媒调节器用于储存冷媒且不参与冷媒流动循环的第二工作状态。该空调系统在工作过程中，当压缩机处于高负荷或高频率的条件下，可以控制冷媒量调节装置处于第一工作状态，使得空调系统中的冷媒灌注量与高负荷或高频条件下的最佳灌注量相匹配，当压缩机处于低负荷或低频率的条件下，可以控制冷媒量调节装置处于第二工作状态，使得空调系统中的冷媒灌注量与低负荷或低频率条件下的最佳灌注量相匹配，从而有效提高空调系统在运行过程中的工作能效，增强空调系统的换热器的换热效果。

附图说明

图1为本实用新型第一实施例的空调系统的结构原理图；

图2为本实用新型第二实施例的空调系统处于开增焓状态的结构原理图；

图3为本实用新型第二实施例的空调系统处于关增焓状态的结构原理图；

图4本实用新型实施例的空调系统的控制方法流程图。

附图标记表示为：

1、压缩机；2、室内换热器；3、室外换热器；4、冷媒调节器；5、冷媒进管；6、冷媒出管；7、补气管路；8、第一控制阀；9、第一节流阀；10、第二节流阀；11、直通管路；12、第二控制阀；13、第三控制阀；14、第四控制阀；15、第一四通阀；16、第二四通阀。

具体实施方式

结合参见图1至图3所示，根据本实用新型的实施例，空调系统包括压缩机1、室内换热器2、室外换热器3和冷媒量调节装置，冷媒量调节装置包括冷媒调节器4、冷媒进管5和冷媒出管6，冷媒量调节装置具有冷媒调节器4参与冷媒流动循环的第一工作状态和冷媒调节器4用于储存冷媒且不参与冷媒流动循环的第二工作状态。

该空调系统在工作过程中，当压缩机处于高负荷或高频率的条件下，可以控制冷媒量调节装置处于第一工作状态，使得空调系统中的冷媒灌注量与高负荷或高频条件下的最佳灌注量相匹配，当压缩机处于低负荷或低频率的条件下，可以控制冷媒量调节装置处于第二工作状态，使得空调系统中的冷媒灌注量与低负荷或低频率条件下的最佳灌注量相匹配，从而有效提高空调系统在运行过程中的工作能效，增强空调系统的换热器的换热效果。

通过上述的方式，能够根据不同负荷下的空调运行模式，改变参与整机循环的冷媒循环量，从而减小低负荷下换热器的存液量，增强空调整机换热效果。

冷媒调节器4为闪蒸器，空调系统还包括补气管路7，补气管路7连接在冷媒调节器4的出气口和压缩机1的补气口之间，补气管路7上设置有第一控制阀8。冷媒调节器4也可以为其它具有冷媒量调节功能的容器，例如具有一定体积的容纳腔，能够满足冷媒的存储和供应需求的铜管等。

通过设置补气管路7，能够在多级压缩机工作过程中形成补气增焓，提高空调器的工作能效，同时，由于在补气管路7上设置有该管路通断的第一控制阀8，因此能够通过第一控制阀8实现压缩机的开增焓模式和关增焓模式的切换运行。

由于空调系统能够运行在开、关增焓模式，因此能够根据空调系统的不同负荷调整空调系统的开、关增焓模式，并根据空调系统的开、关增焓模式来对参与整机循环的冷媒流量进行调节，将关增焓模式下的冷媒调节器4利用为一个存储多余冷媒的储液灌，从而有效减小低负荷下换热器的存液量，使得空调系统处于关增焓模式下时，空调系统中的冷媒灌注量能够与低负荷条件下的最佳灌注量相匹配，增强空调整机换热效果。

室外换热器3与冷媒量调节装置之间设置有第一节流阀9；和/或，冷媒量调节装置与室内换热器2之间设置有第二节流阀10。第一节流阀9和第二节流阀10能够起到节流降压的作用，有利于使得液态冷媒进一步降压为气态冷媒，可以提高冷媒的吸热效果，提高冷媒的换热量。

空调系统还包括第二四通阀16，第二四通阀16分别与压缩机1的排气口和回气口、室外换热器3和室内换热器2连接。

结合参见图1所示，根据本实用新型的第一实施例，冷媒量调节装置还包括直通管路11，冷媒进管5的一端连接至冷媒调节器4的冷媒进口，冷媒进管5的另一端连接至室外换热器3，冷媒出管6的一端连接至冷媒调节器4的冷媒出口，冷媒出管6的另一端连接至室内换热器2，直通管路11的一端连接至室外换热器3，另一端连接至室内换热器2，冷媒进管5上设置有第二控制阀12，冷媒出管6上设置有第三控制阀13，直通管路11上设置有第四控制阀14。

在空调系统处于制冷模式下时，冷媒从室外换热器3流出，然后经第一节流阀9节流之后，可以有两种流动路径，当处于开增焓模式时，冷媒经冷媒进管5进入冷媒调节器4，然后气态冷媒从冷媒调节器4的出气口经补气管路7流入压缩机的补气口，对压缩机进行补气增焓，此时直通管路11断开，冷媒调节器4内的冷媒参与空调系统的冷媒循环。当处于关增焓模式时，冷媒进管5和冷媒出管6以及补气管路7均处于关闭状态，冷媒可以直接经直通管路11进入主流路，并经主流路上的第二节流阀10再次节流后进入室内换热器进行换热。在进入管增焓模式时，如果需要减少系统中的冷媒量，则可以先关闭冷媒出管6和直通管路11，使得冷媒能够经冷媒进管5进入到冷媒调节器4内储存起来，当空调系统中的冷媒量达到所需的冷媒量后，再进行管路的调节，使得冷媒不再流经冷媒调节器4，此时冷媒调节器4不再参与冷媒循环，空调系统中的冷媒灌注量能够与该状态下的最佳灌注量相匹配，提高空调系统的工作能效。

上述的主流路是指空调系统的主循环流路，也即空调系统的冷媒经压缩机、室外换热器、节流阀和室内换热器流动的循环流路。

在另一个图中未示出的实施例中，冷媒量调节装置还包括直通管路11，冷媒进管5的一端连接至冷媒调节器4的冷媒进口，冷媒出管6的一端连接至冷媒调节器4的冷媒出口，冷媒出管6的另一端连接至室内换热器2，冷媒出管6上设置有第三控制阀13，直通管路11的一端连接至室外换热器3，冷媒进管5的另一端和直通管路11的另一端通过三通阀连接至室内换热器2，冷媒进管5和直通管路11通过三通阀可选择地与室内换热器2连通。

在本实施例中，用一个三通阀来代替了第三控制阀13和第四控制阀14的功能，也是可以实现上述的控制效果的。

结合参见图2和图3所示，根据本实用新型的第二实施例，空调系统包括第一节流阀9和第二节流阀10，冷媒量调节装置还包括第一四通阀15，第一四通阀15的第一接口E连接至室外换热器3，第一四通阀15的第四接口H连接至室内换热器2，第一四通阀15的第二接口F连接至冷媒进管5，第一四通阀15的第三接口G连接至冷媒出管6。

在本实施例中，当空调系统处于开增焓模式时，只需要控制第一四通阀15的阀芯，使得第一接口E与第二接口F连通，第三接口G与第四接口H连通，同时使第一控制阀8打开，就可以使冷媒调节器4参与冷媒循环，同时使得气态冷媒可以通过补气管路7进行补气增焓，提高空调系统的工作性能，在空调系统处于关增焓模式时，只需要控制第一四通阀15切换状态，使得第一接口E与第四接口H连通，第二接口F与第三接口G连通，就能够使得冷媒直接经第一四通阀15的第一接口E和第四接口H流动至第二节流阀10，无需流经冷媒调节器4，冷媒调节器不参与冷媒循环。在需要进行冷媒量的调节时，可以先使第一四通阀15处于开增焓运行状态，然后调大第一节流阀9，调小第二节流阀10，使得冷媒进入冷媒调节器4的多，流出冷媒调节器4的少，从而能够减少冷媒的循环量，使得多余的冷媒存储在冷媒调节器4内。

结合参见图4所示，根据本实用新型的实施例，一种上述的空调系统的控制方法包括：获取压缩机1的工作状态；当压缩机1需要进行增焓时，并控制冷媒量调节装置处于第一工作状态；当压缩机1需要关闭增焓时，控制冷媒流经冷媒量调节装置，对空调系统中的冷媒量进行调节，在空调系统中的冷媒量调节到位后，控制冷媒装置处于第二工作状态，使冷媒不流经冷媒调节器4。

该空调系统在工作过程中，当压缩机处于高负荷或高频率的条件下，可以控制冷媒量调节装置处于第一工作状态，使得空调系统中的冷媒灌注量与高负荷或高频条件下的最佳灌注量相匹配，当压缩机处于低负荷或低频率的条件下，可以控制冷媒量调节装置处于第二工作状态，使得空调系统中的冷媒灌注量与低负荷或低频率条件下的最佳灌注量相匹配，从而有效提高空调系统在运行过程中的工作能效，增强空调系统的换热器的换热效果。

控制冷媒量调节装置处于第一工作状态的步骤包括：打开第一控制阀8、第二控制阀12和第三控制阀13，关闭第四控制阀14；使冷媒经冷媒调节器4后，一部分气态冷媒从补气管路7流回压缩机1的回气口，一部分液态冷媒经冷媒出管6进入主流路。

控制冷媒量调节装置处于第一工作状态的步骤包括：控制第一四通阀15的第一接口E和第二接口F连通，第三接口G和第四接口H连通，打开第一控制阀8；控制冷媒经四通阀和冷媒进管5进入冷媒调节器4后，一部分气态冷媒从补气管路7流回压缩机1的回气口，一部分液态冷媒经冷媒出管6经第一四通阀15的第三接口G和第四接口H进入主流路。

当压缩机1需要关闭增焓时，控制冷媒流经冷媒量调节装置，对空调系统中的冷媒量进行调节，在空调系统中的冷媒量调节到位后，控制冷媒装置处于第二工作状态，使冷媒不流经冷媒调节器4的步骤包括：控制第一控制阀8和第二控制阀12打开，控制第三控制阀13和第四控制阀14关闭；控制冷媒经冷媒进管5向冷媒调节器4内流动，对冷媒量进行调节；在冷媒量调节到位后，控制第一控制阀8和第二控制阀12关闭，控制第四控制阀14打开，冷媒直接流经直通管路11进入主流路。

当压缩机1需要关闭增焓时，控制冷媒流经冷媒量调节装置，对空调系统中的冷媒量进行调节，在空调系统中的冷媒量调节到位后，控制冷媒装置处于第二工作状态，使冷媒不流经冷媒调节器4的步骤包括：控制第一四通阀15的第一接口E和第二接口F连通，第三接口G和第四接口H连通，打开第一控制阀8；调大第一节流阀9的开度，调小第二节流阀10的开度，使得冷媒开始向冷媒调节器4内积存；当冷媒量调节到位后，控制第一四通阀15换向，同时控制第一控制阀8关闭，使得第一接口E与第四接口H连通，第二接口F和第三接口G连通，冷媒不再流经冷媒调节器4，直接经第一接口E和第四接口H流动至主流路。

对于第一实施例的空调系统而言，在高负荷或高频率的条件下，整机开增焓有利于能力和能效的提升，此时第一控制阀8打开，第二控制阀12和第三控制阀13也打开，第四控制阀14关闭，此时从室外换热器3中放热完成的常温高压过冷液态冷媒进入第一节流阀9节流之后通过打开的第二控制阀12进入冷媒调节器4闪发，气态冷媒通过第一控制阀8补入压缩机增焓，液态冷媒则通过打开的第三控制阀13进入第二节流阀10完成主路的循环，从而形成一个常规的补气增焓过程。此时系统中灌注的冷媒全部用于整机循环，参与吸热与放热的过程。

在低负荷或低频率的条件下，整机需要关闭增焓，以减小压缩机功率输出，常规双级增焓系统在此时第一控制阀8关闭，冷媒从第一节流阀9出口直接被通入冷媒调节器4中，进而从冷媒调节器4出口流出，通往第二节流阀10，此时冷媒调节器4在空调系统中相当于一个大管径的管路，无任何实质性的作用且增大冷媒流动时的阻力。本方案增加第二控制阀12、第三控制阀13和第四控制阀14三个阀门，当空调整机从开增焓转变为关增焓时，通过控制逻辑，首先第三控制阀13和第四控制阀14关闭，此时第一节流阀9出口的冷媒只能通过第二控制阀12进入冷媒调节器4中，第三控制阀13关闭，此时冷媒调节器4中会慢慢积存液态冷媒，至合适的状态之后，关闭第一控制阀8、第二控制阀12和第三控制阀13，打开第四控制阀14，使得整个系统调整为两个节流阀串联的普通单级空调系统。

对于第二实施例的空调系统而言，整机空调系统在开增焓时，第一四通阀15的第一接口E和第二接口F相通，第三接口G和第四接口H相通，第一控制阀8打开，此时冷媒经过第一节流阀9之后，通过第一接口E和第二接口F进入冷媒调节器4闪发，气体补入压缩机，液体流出冷媒调节器4通过第三接口G和第四接口H进入第二节流阀10进行主路循环。

关增焓时，首先调大第一节流阀9并调小第二节流阀10，使得冷媒调节器4中开始存液，在冷媒量调节达到预设要求之后，切换第一四通阀15的流路使得第一接口E和第四接口H连通、第二接口F和第三接口G连通，同时关闭第一控制阀8，此时空调整机运行模式即为关增焓模式。

本申请采用阀类元器件的开合，可以实现空调系统在开增焓和关增焓两种模式下的冷媒循环量调节，并以此提升整机能效并增强换热器的换热效果。

本领域的技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各有利方式可以自由地组合、叠加。

以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。以上仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种空调系统，其特征在于，包括压缩机(1)、室内换热器(2)、室外换热器(3)和冷媒量调节装置，所述冷媒量调节装置包括冷媒调节器(4)、冷媒进管(5)和冷媒出管(6)，所述冷媒量调节装置具有所述冷媒调节器(4)参与冷媒流动循环的第一工作状态和所述冷媒调节器(4)用于储存冷媒且不参与冷媒流动循环的第二工作状态。

2.根据权利要求1所述的空调系统，其特征在于，所述冷媒调节器(4)为闪蒸器，所述空调系统还包括补气管路(7)，所述补气管路(7)连接在所述冷媒调节器(4)的出气口和所述压缩机(1)的补气口之间，所述补气管路(7)上设置有第一控制阀(8)。

3.根据权利要求1所述的空调系统，其特征在于，所述室外换热器(3)与所述冷媒量调节装置之间设置有第一节流阀(9)；和/或，所述冷媒量调节装置与所述室内换热器(2)之间设置有第二节流阀(10)。

4.根据权利要求1所述的空调系统，其特征在于，所述冷媒量调节装置还包括直通管路(11)，所述冷媒进管(5)的一端连接至所述冷媒调节器(4)的冷媒进口，所述冷媒进管(5)的另一端连接至所述室外换热器(3)，所述冷媒出管(6)的一端连接至所述冷媒调节器(4)的冷媒出口，所述冷媒出管(6)的另一端连接至所述室内换热器(2)，所述直通管路(11)的一端连接至所述室外换热器(3)，另一端连接至所述室内换热器(2)，所述冷媒进管(5)上设置有第二控制阀(12)，所述冷媒出管(6)上设置有第三控制阀(13)，所述直通管路(11)上设置有第四控制阀(14)。

5.根据权利要求1所述的空调系统，其特征在于，所述冷媒量调节装置还包括直通管路(11)，所述冷媒进管(5)的一端连接至所述冷媒调节器(4)的冷媒进口，所述冷媒出管(6)的一端连接至所述冷媒调节器(4)的冷媒出口，所述冷媒出管(6)的另一端连接至所述室内换热器(2)，所述冷媒出管(6)上设置有第三控制阀(13)，所述直通管路(11)的一端连接至所述室外换热器(3)，所述冷媒进管(5)的另一端和所述直通管路(11)的另一端通过三通阀连接至所述室内换热器(2)，所述冷媒进管(5)和所述直通管路(11)通过所述三通阀可选择地与所述室内换热器(2)连通。

6.根据权利要求3所述的空调系统，其特征在于，所述空调系统包括第一节流阀(9)和第二节流阀(10)，所述冷媒量调节装置还包括第一四通阀(15)，所述第一四通阀(15)的第一接口连接至所述室外换热器(3)，所述第一四通阀(15)的第四接口连接至所述室内换热器(2)，所述第一四通阀(15)的第二接口连接至所述冷媒进管(5)，所述第一四通阀(15)的第三接口连接至所述冷媒出管(6)。

7.根据权利要求1至5中任一项所述的空调系统，其特征在于，所述空调系统还包括第二四通阀(16)，所述第二四通阀(16)分别与所述压缩机(1)的排气口和回气口、所述室外换热器(3)和所述室内换热器(2)连接。