专利名称：补气增焓空调系统及控制方法和空调器的制作方法
补气增焓空调系统及控制方法和空调器技术领域
本发明属于空调与制冷工程技术领域，具体地说，涉及一种采用电子膨胀阀动态调整流量的补气增焓空调系统。
背景技术：
现有的补气增焓的空调系统，均采用毛细管进行节流，补气和节流部分结构复杂， 无法实现动态的制冷剂流量调节，成本高，制热效果尚不能充分发挥。
图1是一种形式的补气增焓的空调系统，参见图1，该技术方案流程为在制冷循环时，系统中的电磁阀A9和电磁阀B18为关闭状态。制冷循环流程压缩机 1排出高温高压冷媒气体，经四通阀5后进入冷凝器6，冷却后变成过冷液体，经单向阀A8 和毛细管A12进入室内蒸发器19，变成低温低压气体，经四通阀5、气液分离器2回到压缩机1，压缩机1压缩后，变成高温高压气体，以此往复循环。
制热时，电磁阀B18开启，电磁阀A9根据室外温度情况开关。制热循环流程压缩机1排出的高温高压冷媒气体，经四通阀5进入室内蒸发器19，在蒸发器19冷却后变成过冷液体，过冷液体经毛细管D16节流后进入闪蒸器14，在闪蒸器14中，部分液体变成气体经单向阀C17和电磁阀B18进入压缩机1，剩下的液体经单向阀B13进入毛细管Bll和毛细管ClO(在室外温度高时，电磁阀A9打开，制冷剂同时经过毛细管Bll和毛细管C10，室外温度过低时，电磁阀A9关闭，制冷剂仅经过毛细管B11)，经毛细管节流后进入室外冷凝器6， 在冷凝器6蒸发变成低温低压气体后，经四通阀5和气液分离器2进入压缩机1，同电磁阀 B18到压缩机1的气体一起经压缩机1压缩后变成高温高压的气体，以此循环。
该现有技术存在的不足是，1、由图1和上述两种流程循环可以看出，该空调系统需要配置4组毛细管、3个单向阀、2个电磁阀，系统结构复杂，循环过程控制环节多，且采用毛细管节流，无法进行冷媒流量调节，系统制冷/制热效果差，能效比低，系统成本高。2、由于制冷循环时，冷媒不进入闪蒸器，因而需要多配置一套管路，配置两套管路结构复杂，且不能在制冷循环中进行冷媒动态调节控制，难以提高系统性能。发明内容
本发明提供了一种补气增焓空调系统及控制方法和空调器，它可以解决现有技术存在的无法进行冷媒流量调节，结构复杂，制冷/制热效果差等问题。
本发明的目的是为了提高系统制冷、制热效果，采用电子膨胀阀进行动态制冷剂流量调节，既简化了制冷剂控制系统，降低成本，又提高了系统的制冷制热效果。
为了达到解决上述技术问题的目的，本发明的技术方案是，一种补气增焓空调系统，包括压缩机、控制器、四通阀、冷凝器、蒸发器、闪蒸器、电磁阀、以及冷媒管，所述闪蒸器具有三个冷媒管接口，其中，一个冷媒管接口设置所述闪蒸器一端，该冷媒管接口为冷媒出口，其他两个冷媒管接口并列设置在所述闪蒸器的另一端，所述闪蒸器的两个冷媒管接口端设置在所述蒸发器与所述冷凝器之间的冷媒管路处，两个冷媒管接口分别连接各自一侧的冷媒管，所述闪蒸器一端的冷媒出口通过冷媒管与压缩机相连，在该冷媒管上设置有第一单向阀和所述电磁阀，所述第一单向阀的导通方向为闪蒸器朝向压缩机的方向，在所述冷凝器与所述闪蒸器之间的冷媒管上设置有电子膨胀阀。
本发明还具有以下附加技术方案所述闪蒸发器与所述蒸发器之间的冷媒管上设置有毛细管和第二单向阀，所述毛细管与所述第二单向阀为并联，制冷状态时，所述第二单向阀为导通的。
所述闪蒸器两个并列冷媒管接口设置在所述闪蒸器下部，另一个冷媒管接口设置在所述闪蒸器上部。
在制冷循环时，冷媒从所述闪蒸器下部的其中一个冷媒接口进，从另一个冷媒接口出；在制热循环时，冷媒从所述闪蒸器下部其中的一个冷媒管接口进，从下部另一个冷媒接口和上部冷媒接口出。
所述闪蒸器长筒状，其容积范围为0. 35-0. 65升。
在所述四通阀与所述压缩机之间的排气管上设有高压开关，在所述四通阀与所述压缩机之间的吸气管上设有低压开关，所述冷凝器和所述蒸发器中部均设有温度传感器， 在所述压缩机吸气管和排气管上均设有温度传感器。
一种补气增焓空调系统的控制方法，制冷循环时，根据室、内外环境温度确定一个目标过热度值，以所述压缩机吸气温度一蒸发器中部温度的差值为实际过热度值，若实际过热度值大于目标过热度值，所述电子膨胀阀进行开阀控制，若实际过热度值小于目标过热度值，则对所述电子膨胀阀进行关阀控制；制热循环时，根据室、内外环境温度确定一个目标过热度值，以压缩机吸气温度一冷凝器中部温度差值为实际过热度值，若实际过热度值大于目标过热度值，所述电子膨胀阀进行开阀控制，若实际过热度值小于目标过热度值，则对所述电子膨胀阀进行关阀控制。
所述目标过热度值在排气温度过高时，则降低所述目标过热度值，若排气温度过低，则增加目标过热度值，所述排气温度范围为65-90°C。
一种空调器，包括有上述补气增焓空调系统的技术方案。
一种空调器，包括有上述补气增焓空调系统控制方法的技术方案。
本发明制冷/制热循环如下制冷循环时，压缩机启动，高温高压冷媒气体通过四通阀进入冷凝器，经冷气后变成过冷液体，过冷液体经过电子膨胀阀节流，进入闪蒸器，由于电磁阀处于关闭状态，冷媒从闪蒸器的出口管流出经单向阀进入室内蒸发器，冷媒在室内蒸发器蒸发后变成低温低压气体，气体经过四通阀和气液分离器后回到压缩机，压缩机再将低温低压的气体压缩成高温高压的气体进入冷凝器，以此循环。在制冷期间，电磁阀关闭，电子膨胀阀根据过热度和压缩机排气自动调节开度。
制热循环时，压缩机启动，高温高压气体通过四通阀进入室内蒸发器，在蒸发器冷却后，变成过冷液体，经毛细管节流后进入闪蒸器，在闪蒸器中，一部分液体变成气体经过单向阀和电磁阀直接进入压缩机，其余液体从闪蒸器中流出，经过电子膨胀阀再一次节流后进入室外冷凝器，在冷凝器蒸发变成低温低压气体，低温低压气体经四通阀和气液分离器后进入压缩机，压缩机将低温低压气体和从闪蒸器进入压机的气体一起压缩成高温高压的气体进入室内蒸发器，以此循环。在制热期间，电磁阀根据室外环境温度和系统压力、电流、排气温度情况进行开启控制。
从本发明的技术方案中可以看出，本发明采用将闪蒸器配置在冷凝器与蒸发器之间的冷媒管路上，使得冷媒在制冷/制热状态时均可流经闪蒸器，并且采用了电子膨胀阀， 以及毛细管和第二单向阀。因而可以通过电子膨胀阀进行动态流量调节，制冷/制热性能得以提高，省去一套管路及相应单向阀和电磁阀，结构明显简化，成本降低。
本发明与现有技术相比具有以下优点和积极效果1、采用电子膨胀阀节流，根据空调运行情况，动态调整系统冷媒流量，空调运行在最佳状态，安全高效节能。而现有技术采用毛细管节流，冷媒流量无法控制。
2、闪蒸器采用下进下出方式，该方式可以保证在制冷时，制冷剂可以顺利经过闪发器到室内机，与现有技术相比，无需设置单独的制冷节流回路，既简化流程降低成本，又可以实现制冷剂的动态调节。
可见，本发明简化了补气增焓流量控制系统，降低了成本，同时采用电子膨胀阀控制，优化系统的制冷剂流量控制，提高了制热和制冷性能。采用本发明空调系统，可以实现制冷剂的变流量控制，可以用于多联机系统。
图1是现有的一种形式的补气增焓的空调系统图，1、压缩机；2、气液分离器；3、低压开关；4、高压开关；5、四通阀；6、冷凝器；7、过滤器 A ；8、单向阀A ;9、电磁阀A ;10、毛细管C ;11、毛细管B ;12、毛细管A ;13、单向阀B ;14、闪蒸器；15、过滤器B ;16、毛细管D ；17、单向阀C ；18、电磁阀B ；19、蒸发器；20、截止阀A ;21、截止阀B;22、冷媒管路；图2是本发明补气增焓的空调系统图；1、压缩机；2、气液分离器；3、低压开关；4、高压开关；5、四通阀；6、冷凝器；6-1、冷凝器中部温度传感器；7、过滤器A ;8、电子膨胀阀；9、闪蒸器；10、第一单向阀；11、电磁阀； 12、毛细管；13、第二单向阀；14、过滤器B ;15、蒸发器；15_1、蒸发器中部温度传感器；16、 截止阀A ；17、截止阀B ；18、冷媒管；19、压缩机吸气管温度传感器；20、压缩机排气管温度传感器。
图2-1是本发明空调系统中的闪蒸器主视图； 图2-2是图2-1的仰视图；图2-3是制冷循环时冷媒流经闪蒸器示意图； 图2-4是制热循环时冷媒流经闪蒸器示意图；9、闪蒸器；9-1、冷媒出口 ；9-2、冷媒管接口 ；9-3、冷媒管接口 ；18-1、冷凝器侧冷媒管； 18-2、蒸发器侧冷媒管。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行详细地描述。
参见图2，为了解决现有补气增焓空调系统所存在的问题，本发明对系统进行了改进，具体技术方案为所述补气增焓空调系统包括压缩机1、控制器(图2中未示出)，四通阀 5、冷凝器6、蒸发器15、闪蒸器9、电磁阀11、以及冷媒管18。参见图2_1、图2_2、图2_3和图2-4，所述闪蒸器9具有三个冷媒管接口，一个冷媒管接口 9-1设置所述闪蒸器上端，该冷媒管接口为冷媒出口，其他两个冷媒管接口 9-2、9-3并列设置在所述闪蒸器9的下端。
2个冷媒管接口 9-2、9_3是冷媒的进/出口，在制冷循环时，冷媒管接口 9_2是冷媒进口，冷媒管接口 9-3是冷媒出口，参见图2-3 ；在制热循环时，冷媒管接口 9-3是冷媒进口，冷媒管接口 9-2是冷媒出口，参见图2-4。所述闪蒸器9下端的两个冷媒管接口端设置在所述蒸发器15与所述冷凝器6之间的冷媒管路处，两个冷媒管接口 9-2、9-3分别连接各自一侧的冷媒管，如冷媒接口 9-2连接冷媒管18-1，冷媒接口 9-3连接冷媒管18-2。所述闪蒸器9上端的冷媒出口 9-1通过冷媒管与压缩机1相连，在该冷媒管上设置有第一单向阀10和所述电磁阀11，所述第一单向阀10的导通方向为闪蒸器9朝向压缩机1的方向， 在所述冷凝器与所述闪蒸器之间的冷媒管上设置有电子膨胀阀8。所述闪蒸发器9与所述蒸发器15之间的冷媒管上设置有毛细管12和第二单向阀13，所述毛细管12与所述第二单向阀13为并联，制冷状态时，所述第二单向阀13为导通的，制热状态时，所述第二单向阀 13不导通。
所述闪蒸器9长筒状，其空腔的容积范围为0. 35-0. 65升。在本实施例中，所述闪蒸器9容积为0. 5升，参见图2-1、图2-2、图2-3和图2_4。
在所述四通阀5与所述压缩机1之间的排气管上设有高压开关4，在所述四通阀5 与所述压缩机1之间的吸气管上设有低压开关3。
为了有效地动态控制冷媒流量，使得测量温度准确，所述冷凝器6中部设有温度传感器6-1，所述蒸发器15中部设有温度传感器15-1。在所述压缩机1吸气管和排气管上均设有温度传感器19、20。
参见图2，制冷循环时，压缩机1启动，高温高压冷媒气体通过四通阀5进入冷凝器6，经冷凝后变成过冷液体，过冷液体经过电子膨胀阀8节流，从冷媒管18-1经闪蒸器9 的冷媒进口 9-2进入闪蒸器9，由于电磁阀11处于关闭状态，也就是闪蒸器9的上端封闭， 参见图2-3，冷媒只能从闪蒸器9的出口管9-3流出，经单向阀13进入室内蒸发器15，冷媒在室内蒸发器15蒸发后变成低温低压气体，气体经过四通阀5和气液分离器2后回到压缩机1，压缩机1再将低温低压的气体压缩成高温高压的气体进入冷凝器6，以此循环。在制冷期间，电磁阀11关闭，电子膨胀阀8根据过热度和压缩机排气自动调节开度。
制热循环时，压缩机1启动，高温高压气体通过四通阀5进入室内蒸发器15，在蒸发器15冷却后，变成过冷液体，经毛细管12节流后，经冷媒管18-2和闪蒸器进口管9-3进入闪蒸器9，由于电磁阀11处于开通状态，在闪蒸器9中，一部分液体从闪蒸器9上部的冷媒出口 9-1流出，变成气体经过单向阀10和电磁阀11直接进入压缩机1，其余液体从闪蒸器9的出口管9-2中流出至冷媒管18-1，参见图2-4，冷媒再经过电子膨胀阀8再一次节流后进入室外冷凝器6，在冷凝器6蒸发变成低温低压气体，低温低压气体经四通阀5和气液分离器2后进入压缩机1，压缩机1将低温低压气体和从闪蒸器9进入压缩机1的气体一起压缩成高温高压的气体进入室内蒸发器15，以此循环。在制热期间，电磁阀11根据室外环境温度和系统压力、电流、排气温度情况进行开启控制。
本发明动态节流控制(电子膨胀阀8控制):所述空调器在制冷循环时，控制器接收用于检测室内、外环境温度传感器采集到的室内环境温度值和室外环境温度值，进而根据室、内外环境温度确定出一个目标过热度值；然后分别接收安装于压缩机吸气管处的吸气温度传感器19以及安装于蒸发器中部的中部温度传感器15-1采集输出的压缩机吸气温度和蒸发器中部温度，将所述压缩机吸气温度与蒸发器中部温度的差值作为实际过热度值与所述的目标过热度值进行比较，若实际过热度值大于目标过热度值，则对所述电子膨胀阀8 进行开阀操作；若实际过热度值小于目标过热度值，则对所述电子膨胀阀8进行关阀操作。 目标过热度值在排气温度过高时，则降低目标过热度值，若排气温度过低，则增加目标过热度值。
制热时，根据室、内外环境温度确定一个目标过热度值，以压缩机1吸气温度值一冷凝器6中部温度差值为实际过热度值，若实际过热度值大于目标过热度值，电子膨胀阀8 进行开阀控制，增加开启度，相反则电子膨胀阀8进行关阀控制，关小开启度，进而动态控制冷媒流量。目标过热度值在排气温度过高时，则降低目标过热度值，若排气温度过低，则增加目标过热度值。制热时，电子膨胀阀8在不同的室外环境温度下，开度范围不同。
所述压缩机的排气温度范围为65-90°C。
通过电子膨胀阀8的动态调节，可以达到实际过热度值与目标过热度值相同的目的，从而提高空调制热和制冷性能以及能效比。
可见，本发明的空调系统结构简单，成本低，且可以对制冷剂进行动态控制，从而提高了空调系统性能。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。凡未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。
权利要求
1.一种补气增焓空调系统，包括压缩机、控制器、四通阀、冷凝器、蒸发器、闪蒸器、电磁阀、以及冷媒管，所述闪蒸器具有三个冷媒管接口，其中，一个冷媒管接口设置所述闪蒸器一端，该冷媒管接口为冷媒出口，其他两个冷媒管接口并列设置在所述闪蒸器的另一端，其特征在于所述闪蒸器的两个冷媒管接口端设置在所述蒸发器与所述冷凝器之间的冷媒管路处，两个冷媒管接口分别连接各自一侧的冷媒管，所述闪蒸器一端的冷媒出口通过冷媒管与压缩机相连，在该冷媒管上设置有第一单向阀和所述电磁阀，所述第一单向阀的导通方向为闪蒸器朝向压缩机的方向，在所述冷凝器与所述闪蒸器之间的冷媒管上设置有电子膨胀阀。
2.根据权利要求1所述的一种补气增焓空调系统，其特征在于所述闪蒸发器与所述蒸发器之间的冷媒管上设置有毛细管和第二单向阀，所述毛细管与所述第二单向阀为并联，制冷状态时，所述第二单向阀为导通的。
3.根据权利要求1或2所述的一种补气增焓空调系统，其特征在于所述闪蒸器两个并列冷媒管接口设置在所述闪蒸器下部，另一个冷媒管接口设置在所述闪蒸器上部。
4.根据权利要求3所述的一种补气增焓空调系统，其特征在于在制冷循环时，冷媒从所述闪蒸器下部的其中一个冷媒接口进，从另一个冷媒接口出；在制热循环时，冷媒从所述闪蒸器下部其中的一个冷媒管接口进，从下部另一个冷媒接口和上部冷媒接口出。
5.根据权利要求4所述的一种补气增焓空调系统，其特征在于所述闪蒸器长筒状，其容积范围为0. 35-0. 65升。
6.根据权利要求1或2所述的一种补气增焓空调系统，其特征在于在所述四通阀与所述压缩机之间的排气管上设有高压开关，在所述四通阀与所述压缩机之间的吸气管上设有低压开关，所述冷凝器和所述蒸发器中部均设有温度传感器，在所述压缩机吸气管和排气管上均设有温度传感器。
7.—种权利要求1或2所述补气增焓空调系统的控制方法，其特征在于制冷循环时， 根据室、内外环境温度确定一个目标过热度值，以所述压缩机吸气温度一蒸发器中部温度的差值为实际过热度值，若实际过热度值大于目标过热度值，所述电子膨胀阀进行开阀控制，若实际过热度值小于目标过热度值，则对所述电子膨胀阀进行关阀控制；制热循环时，根据室、内外环境温度确定一个目标过热度值，以压缩机吸气温度一冷凝器中部温度差值为实际过热度值，若实际过热度值大于目标过热度值，所述电子膨胀阀进行开阀控制，若实际过热度值小于目标过热度值，则对所述电子膨胀阀进行关阀控制。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于所述目标过热度值在排气温度过高时， 则降低所述目标过热度值，若排气温度过低，则增加目标过热度值，所述排气温度范围为 65-90 "C。
9.一种空调器，其特征在于包括有权利要求1-6中任意一项权利要求所述的一种补气增焓空调系统。
10.一种空调器，其特征在于包括有权利要求7-9中任意一项权利要求所述的补气增焓空调系统的控制方法。
全文摘要
本发明提供了一种补气增焓空调系统及控制方法和空调器，它可以解决现有技术存在的无法进行冷媒流量调节，结构复杂，制冷/制热效果差等问题。技术方案是，一种补气增焓空调系统，包括压缩机、控制器、四通阀、冷凝器、蒸发器、闪蒸器、电磁阀、以及冷媒管，闪蒸器的两个冷媒管接口端设置在蒸发器与冷凝器之间的冷媒管路处，两个冷媒管接口分别连接各自一侧的冷媒管，闪蒸器一端的冷媒出口通过冷媒管与压缩机相连，在该冷媒管上设置有单向阀和电磁阀，在冷凝器与闪蒸器之间的冷媒管上设置有电子膨胀阀。本发明简化了补气增焓流量控制系统，降低了成本，同时采用电子膨胀阀控制，优化系统的制冷剂流量控制，提高了制热和制冷性能。
文档编号F25B13/00GK102538273SQ20121002985
公开日2012年7月4日 申请日期2012年2月10日 优先权日2012年2月10日
发明者刘金涛, 郑学利 申请人:海信(山东)空调有限公司