CN101608852A - 空调器中的冷媒循环系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及空调器，具体涉及到空调器中的冷媒循环系统，在所述系统中设有闪蒸罐，用于将气态冷媒与液态冷媒分离，在闪蒸罐上设有气、液混合体的入口、气体出口和液体出口，气、液混合体的入口经管路、毛细管、阀与蒸发器的冷媒循环管路连接，气体出口经管路和阀与压缩机上的喷气口连接，液体出口经管路、毛细管、阀与冷凝器的冷媒循环管路连接。本发明的优点在于，提高了冷媒循环系统的制热效率，该系统可以有效提升空调器制热时的出风温度，改善低温制热效果。

Description

空调器中的冷媒循环系统

技术领域

本发明涉及空调器，进一步涉及到一种冷媒空调循环系统，具体是一种具有低温增焓功能的冷媒循环系统。

背景技术

现有空调器的工作过程是，在制冷模式下，压缩机排出高温高压的气态冷媒，通过四通阀，进入室外机的冷凝器中，高温高压的气态冷媒在冷凝器中被冷却降温成为液态的冷媒，由于冷媒在冷凝器中的阻力损失，冷媒的压力有所降低，冷媒再经过毛细管节流降压，成为低温低压的气液混合态冷媒，冷媒再流经高压截止阀和冷媒流通管路后，进入室内的热蒸发，冷媒在室内机中吸热蒸发(和室内空气进行交换的制冷过程)，再通过低压截止阀和冷媒流通管路，经过四通阀，回到压缩机，完成空调器的冷媒循环过程。

现有空调器在制热模式下，压缩机排出高温高压的气态冷媒，通过四通阀、低压截止阀和冷媒流通管路后，进入空调器室内机蒸发器的冷媒循环管路中，高温高压的气态冷媒在室内蒸发器中被冷却，降温后成为液态的冷媒(实现和室内空气进行热交换的制热过程)，再经过管路冷媒流入高压截止阀，再经过毛细管，冷媒被节流降压至中间压力，再进入室外机的冷凝器的冷媒循环管路中，冷媒在冷凝器中蒸发吸热后，再通过四通阀回到压缩机。冷媒经过上述过程就完成了空调器制热循环的过程。

在现有空调器中，冷媒在制热循环时，由于从冷凝器中排出的冷媒，既有气态冷媒也有液态冷媒，由于空调器在制冷模式下，冷媒循环系统对冷媒的需求量会减少，如果压缩机所排出的冷媒全部进入到循环系统中，冷媒从冷凝器中排出后，没有得到充分的降温，流经毛细管后的冷媒的温度仍不够低，这样将不利于冷媒是受环境的热量，只有通过压缩机加速的循环，才能尽可能多的从环境中吸收热量，这将会增加压缩机运行的负荷，增加功耗，降低循环系统的制热效率，这也将导致空调时在制热时启动迟缓，增温缓慢，而且当室外环境温度越低时，空调器的制热效率就会越低，制热升温的速度也会变得更慢，如果冷凝器结了霜，空调器中的冷媒甚至会停止制热循环的工作，因此有必要对现有的空调器，在制热模式下的冷媒循环系统进行有效的改进。

发明内容

本发明的目的在于，设计一种使空调器在制热模式下，能提高冷媒制热效率的，具有低温增焓功能的冷媒循环系统，该循环系统可以有效提升空调器制热时的出风温度，可使空调器在室外低温环境时，室内制热效率得到较大的提高，而且还可降低压缩机的工作负荷，降低功耗，改善制热效果。

为实现上述目的，本发明的技术方案是采用一种空调器中的冷媒循环系统，在所述系统中设有闪蒸罐，用于将气态冷媒与液态冷媒分离，在所述闪蒸罐上设有气、液混合体的入口、气体出口和液体出口，所述气、液混合体的入口经管路、毛细管、三通接头、阀与蒸发器的冷媒循环管路连接，所述气体出口经管路和阀与压缩机上的喷气口连接，所述液体出口经管路、三通接头、毛细管、阀与冷凝器的冷媒循环管路连接。

其中，所述阀包括：

第一电磁阀，用于控制冷媒在所述循环管路中的流通或不流通，在所述第一电磁阀上设有两接口，一接口端经管路与所述闪蒸罐上的气体出口连接，另一接口端经管路与设在压缩机上的喷气口连接；

第二电磁阀，用于控制冷媒在所述循环管路中的流通或不流通，在所述第二电磁阀设有两接口，一接口经管路与毛细管的一端连接，另一接口经管路与第二三通接头的一入口端连接。

其中，所述毛细管包括：

制热第二毛细管，用于冷媒的节流和降压，所述制热第二毛细管的一端经管路与所述第二电磁阀的一接口连接，另一端经管路与第一三通接头的一出口端连接，并由第一三通接头入口端经管路与所述闪蒸罐上的液体出口连接。

其中，所述毛细管还包括：

制热第三毛细管，用于冷媒的节流和降压，所述制热第三毛细管的一端经管路与第一三通接头的另一出口端连接，并由第一三通接头的入口端经管路与所述闪蒸罐上的液体出口连接，另一端经管路与第二三通接头的另一入口端连接。

其中，所述毛细管还包括：

制热第一毛细管，用于冷媒的节流和降压，所述制热第一毛细管的一端经管路与所述闪蒸罐上的气、液混合体出口连接，另一端经管路与第三三通接头的一出口端连接，并由第三三通接头入口端经管路及高压截止阀与蒸发器的冷媒循环管路的一端连接。

其中，所述阀还包括：

第一单向阀，用于防止冷媒在制冷模式下通过该阀，所述第一单向阀的入口端经管路与第二三通接头的出口端连接，所述第一单向阀的出口端经管路与第四三通接头的一入口端连接，并由第四三通接头的出口端经管路与冷凝器的冷媒循环管路的一端连接。

其中，所述阀还包括：

第二单向阀其中，用于防止冷媒在制热模式下通过该阀，所述第二单向阀设置在，所述冷凝器的冷媒循环管路一端口，与所述蒸发器的冷媒循环管路一端口之间。

其中，所述第二单向阀的入口端经管路与第四三通接头的一出口端连接，并由第四三通接头的入口端经管路与所述冷凝器的冷媒循环管路一端口连接。

其中，所述第二单向阀的出口端经管路，与所述冷媒循环系统中的制冷毛细管的一端连接，所述制冷毛细管的另一端经管路与第三三通接头的入口端连接。

其中，所述第三三通接头的出口端经管路及所述高压截止阀与所述蒸发器冷媒循环管路的一端口连接。

其中，所述第三三通接头和第四三通接头的端口，在制热模式下为进口端的，在制冷模式下为出口端，在制热模式下为出口端的，在制冷模式下为进口端。

其中，所述蒸发器冷媒循环管路的另一端口，与压缩机之间经管路串接有低压截止阀、四通阀、排气消声器。

其中，所述冷凝器冷媒循环管路的另一端口，与压缩机之间经管路与所述四通阀串接。

其中，所述第一电磁阀为常闭电磁阀，所述第二电磁阀为常开电磁阀。

其中，所述第二电磁阀与一温度传感器连接，所述第二电磁阀的打开或关闭受所述传感器的控制。

本发明的优点和有益效果在于，该冷媒循环系统利用低温增焓技术，可使将空调器的制热量提升三到四个百分点，即提高低温制热量，降低压缩机的工作负荷，降低功耗，改善低温制热效果。本发明由于在循环系统中设置了闪蒸罐，闪蒸罐可将气态冷媒与液态冷媒分离开，其中气态冷媒可以直接回到压缩机的喷气口，这样可以增大压缩机的回气量，提高压缩机的排气温度和排气压力，进而增大压缩机的排气量。这是提高低温制热量的原因之一，另一个就是因为剩余的液态冷媒经过制热第二级毛细管和制热第三级毛细管被进一步节流降压，达到更低的蒸发温度，这样与低温热源的热交换效率就会提高，可以吸收更多的热量。系统中的第一电磁阀默认状态是打开的，第二电磁阀默认状态是关闭的，当系统工作在制冷模式时电磁阀不通电。第一电磁阀处于关闭状态，阻止冷媒流经压缩机喷射口流回，当系统工作在制热模式时，第一电磁阀通电，处于导通状态，气态的冷媒经过该电磁阀进入压缩机喷射口。第二电磁阀通过温度传感器检测室外环境温度，进行通断电控制，环境温度较高时第二电磁阀导通，加大室外冷凝器器的冷媒循环量，这主要是由于室外温度较高时室外冷凝器器的负荷较大，需要的冷媒量也会相应增加，当环境温度较低时第二电磁阀通电后被关闭，这时将使室外冷凝器的冷媒循环量减小，这主要是由于室外温度较低时室外冷凝器的负荷较小，需要的冷媒量也会相应减少，另外此时也可相应提高排气温度和排气压力，对提高制热量也有益处，上述对第二电磁阀的控制方式也可以简单的根据负荷的变化来调节冷媒的循环量，更精确的调节还应配合环境温度的变化，更好的提高低温制热量。

附图说明

图1是本发明空调器冷媒的循环系统图；

图2是本发明制热模式下空调器冷媒的循环系统；

图3是本发明制冷模式下空调器冷媒的循环系统图；

图4是本发明空调器冷媒的循环系统制热原理图；

图5是本发明空调器冷媒的循环系统制冷原理图。

图中：1、闪蒸罐；2、气、液混合体的入口；3、气体出口；4、液体出口；5、第一电磁阀；6、压缩机；7、喷气口；8、第二电磁阀；9、制热第二毛细管；10、第二三通接头；11、第一三通接头；12、制热第三毛细管；13、制热第一毛细管；14、第三三通接头；15、高压截止阀；16、蒸发器；17、第一单向阀；18、第四三通接头；19、冷凝器；20、第二单向阀；21、制冷毛细管；22、低压截止阀；23、四通阀；24、排气消声器；图中的：→表示冷媒的流向。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。

如图1和图2所示，在本发明空调器的冷媒循环系统中，冷媒循环系统在制热模式下运行的原理是，压缩机6排出高温高压的气态冷媒，经由管路通过四通阀23，再由管路经过低压截止阀22，进入空调器的室内蒸发器16(即热交换器)中的冷媒循环管路中，高温高压的气态冷媒在室内的蒸发器16中，被冷却降温成为液态的冷媒(实现和室内空气进行热交换的制热过程)，冷媒从蒸发器16内的冷媒循环管路中排除后，经管路与高压截止阀15连接，从高压截止阀15排斥的冷媒再经管路和第三三通接头14，与制热第一级毛细管13连接，冷媒在制热第一级毛细管13中被节流和降压，节流降压后的冷媒变为中等压力的冷媒，该中等压力的冷媒经管路进入到闪蒸罐1内，进入闪蒸罐1内的中等压力的冷媒是一种气、液混合体，该气、液混合体在闪蒸罐1内被分离开，其中气态的冷媒被收集起来经过第一电磁阀2(常闭)送回到压缩机6的喷气口7，液态的冷媒沉积在闪蒸罐1的底部，从闪蒸罐1中排出的液体冷媒经管路和第一三通接头被分成2路排出，其中一路液体冷媒经管路与制热第二级毛细管和电磁阀8(常开)串接，另一路液体冷媒经过制热第三级毛细管12，两路冷媒被第二次节流降压后，冷媒进入空调器室外机的冷凝器19(即热交换器)中的冷媒循环管路，冷媒在冷凝器的循环管路中蒸发吸收热后，冷媒再从冷凝器的循环管路中排出，冷媒再经管路及四通阀23回到压缩机6。冷媒经过上述过程就完成了具有低温增焓功能的制热循环过程。

本发明的具体实施例是，一种空调器中的冷媒循环系统，在所述系统中设有闪蒸罐1，用于将气态冷媒与液态冷媒分离，在所述闪蒸罐上设有气、液混合体的入口2、气体出口3和液体出口4，所述气、液混合体的入口2经管路、毛细管、阀与蒸发器16的冷媒循环管路连接，所述气体出口3经管路和阀与压缩机6上的喷气口7连接，所述液体出口4经管路、毛细管、阀与冷凝器19的冷媒循环管路连接。

其中，所述阀包括：第一电磁阀5，用于控制冷媒在所述循环管路中的流通或不流通，在所述第一电磁阀5上设有两接口，一接口端经管路与所述闪蒸罐1上的气体出口3连接，另一接口端经管路与设在压缩机6上的喷气口7连接。第二电磁阀8，用于控制冷媒在所述循环管路中的流通或不流通，在所述第二电磁阀8设有两接口，一接口经管路与毛细管的一端连接，另一接口经管路与第二三通接头10的一入口端连接。

所述毛细管包括：制热第二毛细管9，用于冷媒的节流和降压，所述制热第二毛细管的一端经管路与所述第二电磁阀8的一接口连接，另一端经管路与第一三通接头11的一出口端连接，并由第一三通接头11入口端经管路与所述闪蒸罐1上的液体出口4连接。

所述毛细管还包括：制热第三毛细管12，用于冷媒的节流和降压，所述制热第三毛细管的一端经管路与第一三通接头11的另一出口端连接，并由第一三通接头11的入口端经管路与所述闪蒸罐1上的液体出口4连接，另一端经管路与第二三通接头10的另一入口端连接。

所述毛细管还包括：制热第一毛细管13，用于冷媒的节流和降压，所述制热第一毛细管的一端经管路与所述闪蒸罐1上的气、液混合体出口2连接，另一端经管路与第三三通接头14的一出口端连接，并由第三三通接头14入口端经管路及高压截止阀15与蒸发器16的冷媒循环管路的一端连接。

所述阀还包括：第一单向阀17，用于防止冷媒在制冷模式下通过该阀，所述第一单向阀17的入口端经管路与第二三通接头10的出口端连接，所述第一单向阀17的出口端经管路与第四三通接头18的一入口端连接，并由第四三通接头18的出口端经管路与冷凝器19的冷媒循环管路的一端连接。

所述阀还包括：第二单向阀20，用于防止冷媒在制热模式下通过该阀，所述第二单向阀20设置在，所述冷凝器19的冷媒循环管路一端口，与所述蒸发器16的冷媒循环管路一端口之间。

所述第二单向阀20的入口端经管路与第四三通接头18的一出口端连接，并由第四三通接头18的入口端经管路与所述冷凝器19的冷媒循环管路一端口连接。

所述第二单向阀20的出口端经管路，与所述冷媒循环系统中的制冷毛细管21的一端连接，所述制冷毛细管21的另一端经管路与第三三通接头14的入口端连接。

所述第三三通接头14的出口端经管路及所述高压截止阀15与所述蒸发器16冷媒循环管路的一端口连接。

所述第三三通接头14和第四三通接头18的端口，在制热模式下为进口端的，在制冷模式下为出口端，在制热模式下为出口端的，在制冷模式下为进口端。

所述蒸发器16冷媒循环管路的另一端口，与压缩机6之间经管路串接有低压截止阀22、四通阀23、排气消声器24。

所述冷凝器19冷媒循环管路的另一端口，与压缩机6之间经管路与所述四通阀23串接。

所述第一电磁阀5为常闭电磁阀，所述第二电磁阀8为常开电磁阀。

所述第二电磁阀8与一温度传感器连接，所述第二电磁阀8的打开或关闭受所述传感器的控制。

具有低温增焓功能的空调器与一般的热泵空调本质的区别在于，在原有的空调冷媒循环系统中增加了由闪蒸罐1、第一电磁阀5、第二电磁阀8、制热第一毛细管13、制热第二毛细管9、制热第三毛细管12、第一单向阀17及三通接头和管路构成的制热喷射子系统，以及选用了带有补给增焓功能的压缩机6，这两个装置是实现低温增焓功能(即提高低温制热量，改善低温制热效果)所不可或缺的关键部份。

以上已阐述了冷媒在空调器中的制热，其中制热第一级毛细管13主要是将冷媒节流降压至中间压力，将中间压力的气、液混合体的冷媒排入到闪蒸罐1内，在闪蒸罐内气、液混合体的冷媒被分解成气体冷媒和液体冷媒，将气态冷媒通过压缩机的喷射口7送回压缩机，这样可以增大压缩机6的回气量，提高压缩机6的排气温度和排气压力，进而增大压缩机6的排气量。这是提高低温制热量的原因之一，另一个就是因为剩余的液态冷媒经过制热第二级毛细管9和制热第三级毛细管12被进一步节流降压，达到更低的蒸发温度这样与低温热源的热交换效率就会提高，可以吸收更多的热量。选配的第二电磁阀8默认状态是打开的，第一电磁阀5默认状态是关闭的，第一电磁阀5与四通阀23控制方式相同，即四通阀23位于制冷模式时，第一电磁阀5是不通电关闭的，处于关闭状态，阻止冷媒流经压缩机喷射口，当即四通阀23位于制热模式时，第一电磁阀5是通电打开的，这时气态的冷媒可经过第一电磁阀5进入压缩机6的喷射口7。第二电磁阀8通过检测室外环境温度进行通断电控制，环境温度较高时第二电磁阀8导通，目的是为了加大室外冷凝器19中冷媒的循环量，这主要是由于室外温度较高时室外冷凝器19的负荷较大，需要的冷媒量也会相应增加，当环境温度较低时第二电磁阀8将被关闭，这样可以减小室外冷凝器19中冷媒的循环量，这主要是由于室外温度较低时室外冷凝器19的负荷较小，需要的冷媒量也会相应减少，另外此时也可相应提高排气温度和排气压力，对提高制热量也是有益处，上述对第二电磁阀8的控制方式，可以简单的根据负荷的变化调节冷媒循环量，更精确的控制应配合温度传感器检测环境温度的变化，这样就可以更有效的提高低温制热量。

如图3所示，在本发明空调器的冷媒循环系统中，冷媒循环系统在制冷模式下运行的原理是，压缩机6排出高温高压的气态冷媒，通过四通阀23，进入空调器的室外冷凝器19(即热交换器)的冷媒循环管路内，高温高压的气态冷媒在冷凝器19中被冷却降温成为液态的冷媒，由于冷媒在冷凝器19中的阻力损失，冷媒的压力有所降低，冷媒从冷凝器19的冷媒循环管路内后，经制冷毛细管21节流降压成为低温低压的气、液两相态冷媒，冷媒再通过高压截止阀15和管路进入空调器的室内蒸发器16，冷媒在蒸发器16中吸热蒸发(和室内空气进行热湿交换的制冷过程)，冷媒从蒸发器16的冷媒循环管路内排除后，再经管路和低压截止阀22、四通阀23后，回到压缩机6，完成样机制冷时的冷媒循环过程。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (15)

1、一种空调器中的冷媒循环系统，其特征在于，在所述系统中设有闪蒸罐(1)，用于将气态冷媒与液态冷媒分离，在所述闪蒸罐上设有气、液混合体的入口(2)、气体出口(3)和液体出口(4)，所述气、液混合体的入口(2)经管路、毛细管、三通接头、阀与蒸发器(16)的冷媒循环管路连接，所述气体出口(3)经管路和阀与压缩机(6)上的喷气口(7)连接，所述液体出口(4)经管路、三通接头、毛细管、阀与冷凝器(19)的冷媒循环管路连接。

2、如权利要求1所述的空调器中的冷媒循环系统，其特征在于，所述阀包括：

第一电磁阀(5)，用于控制冷媒在所述循环管路中的流通或不流通，在所述第一电磁阀(5)上设有两个接口，一个接口端经管路与所述闪蒸罐(1)上的气体出口(3)连接，另一个接口端经管路与设在压缩机(6)上的喷气口(7)连接；

第二电磁阀(8)，用于控制冷媒在所述循环管路中的流通或不流通，在所述第二电磁阀(8)设有两个接口，一个接口经管路与毛细管的一端连接，另一个接口经管路与第二三通接头(10)的一入口端连接。

3、如权利要求2所述的空调器中的冷媒循环系统，其特征在于，所述毛细管包括：

制热第二毛细管(9)，用于冷媒的节流和降压，所述制热第二毛细管的一端经管路与所述第二电磁阀(8)的一接口连接，另一端经管路与第一三通接头(11)的一出口端连接，并由第一三通接头(11)入口端经管路与所述闪蒸罐(1)上的液体出口(4)连接。

4、如权利要求3所述的空调器中的冷媒循环系统，其特征在于，所述毛细管还包括：

制热第三毛细管(12)，用于冷媒的节流和降压，所述制热第三毛细管的一端经管路与第一三通接头(11)的另一出口端连接，并由第一三通接头(11)的入口端经管路与所述闪蒸罐(1)上的液体出口(4)连接，另一端经管路与第二三通接头(10)的另一入口端连接。

5、如权利要求4所述的空调器中的冷媒循环系统，其特征在于，所述毛细管还包括：

制热第一毛细管(13)，用于冷媒的节流和降压，所述制热第一毛细管的一端经管路与所述闪蒸罐(1)上的气、液混合体出口(2)连接，另一端经管路与第三三通接头(14)的一出口端连接，并由第三三通接头(14)入口端经管路及高压截止阀(15)与蒸发器(16)的冷媒循环管路的一端连接。

6、如权利要求1所述的空调器中的冷媒循环系统，其特征在于，所述阀还包括：

第一单向阀(17)，用于防止冷媒在制冷模式下通过该阀，所述第一单向阀(17)的入口端经管路与第二三通接头(10)的出口端连接，所述第一单向阀(17)的出口端经管路与第四三通接头(18)的一入口端连接，并由第四三通接头(18)的出口端经管路与冷凝器(19)的冷媒循环管路的一端连接。

7、如权利要求1所述的空调器中的冷媒循环系统，其特征在于，所述阀还包括：

第二单向阀(20)，用于防止冷媒在制热模式下通过该阀，所述第二单向阀(20)设置在，所述冷凝器(19)的冷媒循环管路一端口，与所述蒸发器(16)的冷媒循环管路一端口之间。

8、如权利要求7所述的空调器中的冷媒循环系统，其特征在于，所述第二单向阀(20)的入口端经管路与第四三通接头(18)的一出口端连接，并由第四三通接头(18)的入口端经管路与所述冷凝器(19)的冷媒循环管路一端口连接。

9、如权利要求8所述的空调器中的冷媒循环系统，其特征在于，所述第二单向阀(20)的出口端经管路，与所述冷媒循环系统中的制冷毛细管(21)的一端连接，所述制冷毛细管(21)的另一端经管路与第三三通接头(14)的入口端连接。

10、如权利要求9所述的空调器中的冷媒循环系统，其特征在于，所述第三三通接头(14)的出口端经管路及所述高压截止阀(15)与所述蒸发器(16)冷媒循环管路的一端口连接。

11、如权利要求10所述的空调器中的冷媒循环系统，其特征在于，所述第三三通接头(14)和第四三通接头(18)的端口，在制热模式下为进口端的，在制冷模式下为出口端，在制热模式下为出口端的，在制冷模式下为进口端。

12、如权利要求2至11任一项所述的空调器中的冷媒循环系统，其特征在于，所述蒸发器(16)冷媒循环管路的另一端口，与压缩机(6)之间经管路串接有低压截止阀(22)、四通阀(23)、排气消声器(24)。

13、如权利要求12所述的空调器中的冷媒循环系统，其特征在于，所述冷凝器(19)冷媒循环管路的另一端口，与压缩机(6)之间经管路与所述四通阀(23)串接。

14、如权利要求2所述的空调器中的冷媒循环系统，其特征在于，所述第一电磁阀(5)为常闭电磁阀，所述第二电磁阀(8)为常开电磁阀。

15、如权利要求14所述的空调器中的冷媒循环系统，其特征在于，所述第二电磁阀(8)与一温度传感器连接，所述第二电磁阀(8)的打开或关闭受所述传感器的控制。

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