CN212132947U

CN212132947U - 一种超低温空调机组

Info

Publication number: CN212132947U
Application number: CN202022409743.8U
Authority: CN
Inventors: 宋文超; 李祥明; 齐慧; 张焕良; 付鹏; 王见唯
Original assignee: Dunham Bush China Co ltd
Current assignee: Dunham Bush China Co ltd
Priority date: 2020-10-27
Filing date: 2020-10-27
Publication date: 2020-12-11
Anticipated expiration: 2030-10-27

Abstract

本实用新型涉及一种超低温空调机组，包括增焓压缩机、经济器、气液分离器、换热器、四通阀及节流元件，节流元件包括并联设置的第一、第二节流元件；增焓压缩机包括吸气口、排气口及中间补气口；经济器包括工质过冷入口、工质过冷出口、增焓出口及增焓入口；换热器包括介质入口及介质出口；四通阀包括第一接口、第二接口、第三接口及第四接口；在空调系统现有节流元件的管路上并联增加一个节流元件,保证了空调系统中制冷在小流量和大流量的时候都能精确调节，克服了单一节流元件在系统小流量的时候不能有效的进行流量调节和压差调节的缺陷，使得空调系统在低温低频增焓的工况下，也能正常稳定运行，空调系统的能力和能效得到大幅提升。

Description

一种超低温空调机组

技术领域

本实用新型涉及一种超低温空调机组，属于空调系统技术领域。

背景技术

在空调热泵技术领域，制冷剂在压缩机的作用下，完成卡诺循环，实现人们所需要的制冷和制热的效果。由于蒸发侧和冷凝侧的工况变化和压缩机输出量的高频和低频调节运行，在蒸发器和冷凝器两器换热面积不变的情况下，所需制冷剂的流量也是不断变化的，节流元件的流量调节范围需要满足空调系统对于的流量变化要求。如果节流元件允许通过的制冷剂的量大于空调系统实际需求循环量，就会出现循环制冷剂过多导致耗功增加，能效下降，蒸发不完全，换热量不足等问题。如果节流元件的允许通过的制冷剂的量低于空调系统实际需要的循环量，同样会出现过热度偏高，系统能力不足，蒸发压力过低，压缩机系统缺油的问题。

现有的空调系统的节流元件采用一个直动式电子膨胀阀EEV ，其调节范围在80-480pps，流量调节范围在 16%-100%之间，来实现空调系统中制冷剂流量的调节。

随着变频和补气增焊技术在空调领域的广泛应用，使得空调可以在更低的环境温度下制热运行。现有的技术只能满足-10℃以上的环境的空调系统运行，在环境温度位于-10℃-25℃的情况下，压缩机处于低频运转，增焓系统处于工作状态，空调系统低压较低，系统的制冷剂循环量有一部分通过增焓管路系统回到压缩机，通过节流元件的制冷剂循环量远远低于节流元件允许的下限16% ,不能适应空调系统中制冷剂实际所需的循环量，导致制冷剂循环量偏大，冷凝器制冷剂存量不足，制热能力不足，蒸发侧蒸发不完全，蒸发压力过低，存在压缩机液击的风险。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术存在的不足，提供一种结构简单，操作方便，弥补了单一节流元件在小流量区域调节的盲区，提高了空调机组的控制精度，空调系统运行更加安全稳定的超低温空调机组。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种超低温空调机组，包括增焓压缩机、经济器、气液分离器、水侧换热器、室外换热器、四通阀及节流元件，所述节流元件包括并联设置的第一节流元件和第二节流元件；所述增焓压缩机包括吸气口、排气口及中间补气口；所述经济器包括工质过冷入口、工质过冷出口、增焓出口及增焓入口；所述室外换热器包括室外介质入口及室外介质出口，所述水侧换热器包括水侧介质入口及水侧介质出口；所述四通阀包括第一接口、第二接口、第三接口及第四接口；

所述排气口通过第一管路与所述第一接口连接，所述第三接口通过管路与所述水侧介质入口连接，所述水侧介质出口通过管路与所述工质过冷入口连接，所述工质过冷出口通过第二管路与所述室外介质入口连接，所述节流元件设置在所述第二管路上，所述室外介质出口通过管路与所述第二接口连接，所述第四接口通过管路与所述气液分离器连接，所述气液分离器通过第三管路与所述吸气口连接，所述增焓出口通过管路与所述中间补气口连接。

进一步的，所述第一节流元件、第二节流元件均采用电子膨胀阀。双电子膨胀阀的流量配比上可以采用50%+50%的平均组合，这样虽然比100%+20%的不对称组合上控制精度和范围都要低一点，但是成本上有优势，控制上逻辑也要简单。当空调系统需要大流量制冷剂循环的时候，控制上可以采用同步控制，两个节流元件处于一样的制冷剂流通量，而空调系统处于小流量制冷剂循环的时候，需要一个节流元件完全关闭，另一个单独工作。制冷剂的调节范围为：8%-100%。

进一步的，所述第一节流元件采用热力膨胀阀和电磁阀，所述第二节流元件采用电子膨胀阀。电控逻辑简单，在原有控制板上只增加了一个电信号的输出，方便可行。主控板智能判断是否需要热力膨胀阀工作，通过电磁阀的开关信号控制热力膨胀阀的工作，实现系统大流量和小流量之间的自动切换。小流量的调节跟双电子膨胀的控制是一样的。空调系统的控制精度高，完全可以保证空调在低温低频增焓的工况下，安全稳定的运行。

进一步的，第二节流元件允许制冷剂的最大流通量为第一节流元件的最大流通量的20%。在空调运行在-10℃以上的工况下，此时系统所需的制冷剂循环量较大，系统高低压压差不高，第一节流元件工作，第二节流元件不工作，就可以满足系统的正常运行。在空调运行在-10℃以下的工况下如系统增焓工作或压缩机处于低频运转时，系统所需的制冷剂循环量较小，高低压压差较大，第一节流元件不工作，第二节流元件工作，就可以满足系统的正常运行，保证了系统在小流量范围的调节。

进一步的，所述第二管路上还设有平衡罐。

进一步的，还包括连接所述增焓入口及第二管路的第四管路，所述第四管路上设有与所述平衡罐并联设置的内平衡热力膨胀阀及电磁阀。

进一步的，所述第二管路上设有过滤器。

进一步的，所述过滤器包括第一过滤器及第二过滤器，所述节流元件设置在所述第一过滤器与第二过滤器之间。

进一步的，所述第四管路上设有第三过滤器。

进一步的，所述第一管路、第二管路和/或第三管路上均设有温度传感器。

本实用新型的有益效果是：在空调系统现有第一节流元件的管路上并联增加一个节流元件即第二节流元件,保证了空调系统中制冷在小流量和大流量的时候都能精确调节。克服了单一节流元件在系统小流量的时候不能有效的进行流量调节和压差调节的缺陷。弥补了单一节流元件在空调系统小流量区域调节的盲区，使得空调系统在低温低频增焓的工况下，也能正常稳定运行，保证了蒸发和冷凝的合理压力，空调系统的能力和能效得到大幅提升，避免了因流量过大压缩机液击烧毁的风险。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型制冷和除霜模式的结构示意图；

图3为本实用新型空调制热模式的结构示意图；

图4为本实用新型超低温制热模式的结构示意图；

图中，1、增焓压缩机；2、经济器；3、水侧换热器；4、翅片式换热器；5、冷凝风机；6、气液分离器；7、四通阀；8、平衡罐；9、第四管路；10、内平衡热力膨胀阀；11、第一节流元件；12、第二节流元件；13、电磁阀；14、温度传感器；15、第一过滤器；16、第二过滤器；17、第三过滤器；18、第一管路；19、第二管路；20、第三管路。

具体实施方式

以下结合实例对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

如图1所示，一种超低温空调机组，包括增焓压缩机1、经济器2、气液分离器6、水侧换热器3、室外换热器、四通阀7及节流元件，室外换热器包括翅片式换热器4及冷凝风机5，所述节流元件包括并联设置的第一节流元件11和第二节流元件12；所述增焓压缩机1包括吸气口、排气口及中间补气口；所述经济器2包括工质过冷入口、工质过冷出口、增焓出口及增焓入口；所述室外换热器包括室外介质入口及室外介质出口，所述水侧换热器3包括水侧介质入口及水侧介质出口；所述四通阀7包括第一接口、第二接口、第三接口及第四接口；

所述排气口通过第一管路18与所述第一接口连接，所述第三接口通过管路与所述水侧介质入口连接，所述水侧介质出口通过管路与所述工质过冷入口连接，所述工质过冷出口通过第二管路19与所述室外介质入口连接，所述节流元件设置在所述第二管路上，所述室外介质出口通过管路与所述第二接口连接，所述第四接口通过管路与所述气液分离器6连接，所述气液分离器6通过第三管路20与所述吸气口连接，所述增焓出口通过管路与所述中间补气口连接。

所述第一节流元件11、第二节流元件12均采用电子膨胀阀。双电子膨胀阀的流量配比上可以采用50%+50%的平均组合，控制精度和范围都要低一点，但是成本上有优势，控制上逻辑也要简单。当空调系统需要大流量制冷剂循环的时候，控制上可以采用同步控制，两个节流原件处于一样的制冷剂流通量，而空调系统处于小流量制冷剂循环的时候，需要一个节流元件完全关闭，另一个单独工作。制冷剂的调节范围为：8%-100%。

所述第一节流元件11采用热力膨胀阀和电磁阀，所述第二节流元件采用电子膨胀阀。电控逻辑简单，在原有控制板上只增加了一个电信号的输出，方便可行。主控板智能判断是否需要热力膨胀阀工作，通过电磁阀的开关信号控制热力膨胀阀的工作，实现系统大流量和小流量之间的自动切换。小流量的调节跟双电子膨胀的控制是一样的。空调系统的控制精度高，完全可以保证空调在低温低频增焓的工况下，安全稳定的运行。

第二节流元件允许制冷剂的最大流通量为第一节流元件的最大流通量的20%。在空调运行在-10℃以上的工况下，此时系统所需的制冷剂循环量较大，系统高低压压差不高，第一节流元件工作，第二节流元件不工作，就可以满足系统的正常运行。在空调运行在-10℃以下的工况下如系统增焓工作或压缩机处于低频运转时，系统所需的制冷剂循环量较小，高低压压差较大，第一节流元件不工作，第二节流元件工作，就可以满足系统的正常运行，保证了系统在小流量范围的调节。

所述第二管路19上还设有平衡罐8。

还包括连接所述增焓入口及第二管路19的第四管路9，所述第四管路9上设有与所述平衡罐8并联设置的内平衡热力膨胀阀10及电磁阀13。

所述第二管路19上设有过滤器。

所述过滤器包括第一过滤器15及第二过滤器16，所述节流元件设置在所述第一过滤器15与第二过滤器16之间。

所述第四管路9上设有第三过滤器17。

所述第一管路18、第二管路19和/或第三管路20上均设有温度传感器14。

双电子膨胀阀100%+20%的不对称组合上的流量调节范围是：3%-100%。第一节流元件的调节范围是：20%-100%,第二节流元件的调节范围是：3%-20%。这样就比现在单一节流装置的调节范围扩大了13% ，在制冷剂流量调节精度上更高。克服了空调系统在低温低频增焓的工况下，难以安全稳定运行的缺点。

如图2所示，制冷和除霜模式：1）制冷剂通过压缩变成高温高压的气体。2）高温高压制冷剂气体经过室外换热器（等压放热）变成高温高压的液体。 3）高温高压的制冷剂液体经过主节流装置第一节流元件11EEV1（等焓节流）变成低温低压的气液混合流体。4）低温低压的气液混合制冷剂，经过水侧换热器3（等压吸热）变成低温压的气体，重新回到压缩机的吸气口。其中上述等压吸热是吸收室内循环的冷冻水，降低冷冻水的温度，为室内空气环境提供冷量。冷冻水为载冷剂。此过程四通阀7处于断电状态，经济器2不起作用，仅仅是通路，增焓管路处于关闭状态。第二节流元件12EEV2 处于关闭状态。

如图3所示，空调制热模式：1）制冷剂通过压缩变成高温高压的气体。2）高温高压制冷剂气体经过水侧换热器3（等压放热）变成高温高压的液体。其中制冷剂将热量传递给室内循环水，为室内环境提供热量。 3）高温高压的制冷剂液体经过第一节流元件11EEV1（等焓节流）变成低温低压的气液混合流体。4）低温低压的气液混合制冷剂，经过室外换热器（等压吸热）变成低温低压的气体，重新回到压缩机的吸气口。此过程四通阀7处于通电状态，经济器2不起作用，仅仅是通路，增焓管路处于关闭状态，第二节流元件12EEV2 处于关闭状态。

如图4所示，超低温制热模式（补气增焓）：1）制冷剂通过压缩变成高温高压的气体。2）高温高压制冷剂气体经过水侧换热器3（等压放热）变成高温高压的液体。其中制冷剂将热量传递给室内循环水，为室内环境提供热量。3）高温高压的制冷剂液体经过经济器2（等压放热）变成低温高压的液体。4）低温高压的液体制冷剂分成两部分，I部分通过第二节流元件12EEV2（等焓节流）变成低温低压的气液混合流体，II部分通过增焓管路，经过热力膨胀（等焓节流）变成低温低压的气液混合流体。5 ）I部分低温低压的气液混合制冷剂，经过室外换热器（等压吸热）变成低温低压的气体，重新回到压缩机的吸气口。 II部分低温低压的气液混合制冷剂，经过经济器2（等压吸热）变成低温低压的气体，回到压缩机的中间补气口，重新进行绝热压缩（中间压力腔）。此过程四通阀7处于通电状态，第一节流元件11EEV1 处于关闭状态。增焓管路处于工作状态，经济器2也处于工作状态。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，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、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种超低温空调机组，其特征在于，包括增焓压缩机、经济器、气液分离器、水侧换热器、室外换热器、四通阀及节流元件，所述节流元件包括并联设置的第一节流元件和第二节流元件；所述增焓压缩机包括吸气口、排气口及中间补气口；所述经济器包括工质过冷入口、工质过冷出口、增焓出口及增焓入口；所述室外换热器包括室外介质入口及室外介质出口，所述水侧换热器包括水侧介质入口及水侧介质出口；所述四通阀包括第一接口、第二接口、第三接口及第四接口；

2.根据权利要求1所述的超低温空调机组，其特征在于，所述第一节流元件、第二节流元件均采用电子膨胀阀。

3.根据权利要求1所述的超低温空调机组，其特征在于，所述第一节流元件采用热力膨胀阀和电磁阀，所述第二节流元件采用电子膨胀阀。

4.根据权利要求1或2或3所述的超低温空调机组，其特征在于，所述第二节流元件允许制冷剂的最大流通量为第一节流元件的最大流通量的20%。

5.根据权利要求1所述的超低温空调机组，其特征在于，所述第二管路上还设有平衡罐。

6.根据权利要求5所述的超低温空调机组，其特征在于，还包括连接所述增焓入口及第二管路的第四管路，所述第四管路上设有与所述平衡罐并联设置的内平衡热力膨胀阀及电磁阀。

7.根据权利要求1所述的超低温空调机组，其特征在于，所述第二管路上设有过滤器。

8.根据权利要求7所述的超低温空调机组，其特征在于，所述过滤器包括第一过滤器及第二过滤器，所述节流元件设置在所述第一过滤器与第二过滤器之间。

9.根据权利要求6所述的超低温空调机组，其特征在于，所述第四管路上设有第三过滤器。

10.根据权利要求1所述的超低温空调机组，其特征在于，所述第一管路、第二管路和/或第三管路上均设有温度传感器。