单向阀控制回热器中制冷剂流向的热泵空调系统的制作方法
【专利摘要】一种空调【技术领域】的单向阀控制回热器中制冷剂流向的热泵空调系统，包括：压缩机、室内机、室外机、回热器、若干单向阀、四通换向阀和毛细管组件，本发明通过单向阀控制回热器中制冷剂流向，在制冷工况下，室外机出口的中温高压冷媒与室内机出口的低温低压冷媒发生回热，从而提高了制冷量和空调能效比；在制热工况下，室内机出口的中温高压冷媒与室外机出口的低温低压冷媒发生回热，从而提高了制热量和空调能效比。
【专利说明】单向阀控制回热器中制冷剂流向的热泵空调系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及的是一种空调【技术领域】的装置，具体是一种单向阀控制回热器中制冷剂流向的热泵空调系统。
【背景技术】
[0002]在空调制冷系统中，添加回热器能够使得节流前的高压中温液体与蒸发器出来的低压低温气体在回热器中进行热交换。回热器的添加可以使制冷剂液体过冷度增加，增加制冷量。中国专利文献号CN101979938A和CN101153760A所示即为在空调器中添加回热器的技术。
[0003]热泵型空调器是广泛应用的空调器类型，其重要特征是，制冷剂的循环回路可以通过四通换向阀来切换，实现制冷和制热二种模式的转变。四通换向阀外部有四个接管，分别为第一及第二接管D、E，第三及第四接管C、S;内部有一个可横向滑动的阀座来变换制冷剂在这四个接管中的流动方向。在制冷模式下，D接管与E接管连通，C接管与S接管连通；高压制冷剂从D管进，E管出；低压制冷剂从C管进，S管出。在制热模式下，D接管与C接管连通，E接管与S接管连通；高压制冷剂从D管进，C管出；低压制冷剂从E管进，S管出。在制冷模式下，室内外分别为蒸发器和冷凝器；在制热模式下，室内外机分别为冷凝器和蒸发器。如果简单地将CN101979938A和CN101153760A所示的回热器技术应用到热泵型空调器中，该技术只能适用于制冷或制热中的一种模式，在另外一种模式下则不适用。比如按制冷模式设计的回热器可以实现节流前的高压中温液体与蒸发器出来的低压低温气体在回热器中进行热交换；但切换到制热模式时，原来蒸发器出口那段管子流的是压缩机出来的高压高温气体，而原来冷凝器出来的那段管子流的是节流后的二相制冷剂，此时的回热器将使得压缩机出来的高温气体直接加热进入蒸发器的制冷剂，从而使得制冷量下降。
[0004]经过对现有技术的检索发现，中国专利文献号CN103292523A，
【公开日】2013.09.11，公开了一种带有回热器的冷热双制空调系统，包括室外换热器和室内换热器，在室外换热器和室内换热器之间连接一个回热器；在制热时，通过四通换向阀使制冷剂流动方向改变，室内换热器作冷凝器使用，室外换热器作蒸发器使用；制冷剂气体被压缩机吸入后加压变成高温高压的制冷剂气体在室内换热器中冷凝放热变成中温高压的液体室内空气经过换热器表面被加热，达到使室内温度升高的目的，中温高压的液体再经过膨胀阀节流降压后变为低温低压的液体，低温低压的液体在室外换热器中变为低温低压的气体室外空气经过换热器表面被冷却降温，低温低压的气体再被压缩机吸入。该项技术虽然解决了在采用膨胀阀作为节流元件的冷热双制式的空调系统中添加回热器的问题。但由于热泵型空调器的节流元件基本上均采用毛细管，且包括主毛细管和副毛细管。其工作方式为，制冷模式时，制冷剂只经过主毛细管，而不流过副毛细管；制热模式时，制冷剂先流经辅毛细管，再流过主毛细管，且在主毛细管中的流向与制冷模式时相反。因此如将上述技术直接应用到热泵空调器时，则制冷剂流进毛细管的位置与流动方向在制冷和制热两种工况下是保持不变的，这就不能满足热泵空调器在制冷和制热两种工作模式的切换要求。[0005]为了使得回热器的添加不影响热泵空调器的密闭性和稳定性，应该使用密闭性和稳定性高的元件控制回热器中制冷剂的流向，防止制冷剂在流经回热器时发生泄漏。因此，需要发明一种通过单向阀控制回热器中制冷剂流向的热泵空调系统。
【发明内容】
[0006]本发明针对现有技术存在的上述不足，提出一种单向阀控制回热器中制冷剂流向的热泵空调系统，在制冷工况下，室外机出口的中温高压冷媒与室内机出口的低温低压冷媒发生回热，从而提高了制冷量和空调能效比(EER，即额定制冷或热功率/额定制冷或热耗)；在制热工况下，室内机出口的中温高压冷媒与室外机出口的低温低压冷媒发生回热，从而提高了制热量和EER。
[0007]本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括:压缩机、室内机、室外机、回热器、若干单向阀?、四通换向阀和毛细管组件，其中:四通换向阀的第一至第四接管分别与压缩机的排气管路、室外机、室内机以及回热器的第一接口连接；回热器的第一接口连接四通阀的第四接管，第二接口通过第一单向阀连接毛细管组件的负端，第三接口通过第三单向阀连接毛细管组件的正端，第四接口连接压缩机的进气管路，第五接口连接室内机，第六接口连接室外机；毛细管组件的正端与室外机之间串联第四单向阀且方向指向室外机；毛细管组件的负端与室内机之间串联第二单向阀且方向指向室内机。
[0008]所述的毛细管组件由主毛细管、辅毛细管和第五单向阀组成，其中:主毛细管和辅毛细管依次串联于毛细管组件的正端和负端之间，第五单向阀与辅毛细管并联且方向背离主毛细管。
[0009]所述的回热器由三根铜管组成，因此回热器有六个接口可与空调系统其他部件连接，并且其中任何两根铜管之间都能进行换热，但热泵空调器在运行某一工况时，只有其中两根铜管有制冷剂流过并发生换热。
[0010]本发明涉及上述热泵空调系统的冷热循环方法，包括在制冷工况下和在制热工况下的两种循环，其中:
[0011]在制冷工况下，室外机与毛细管组件正端之间的第四单向阀以及回热器与毛细管组件负端之间的第一单向阀均处在关闭状态，使得压缩机出口的高温高压蒸汽先后流经室外机、回热器、毛细管、室内机，最后流过回热器进入压缩机的进气管路道，从而完成一个制冷循环，其中:室外机出口的中温高压冷媒与室内机出口的低温低压冷媒进行热交换，从而达到回热效果。
[0012]在制热工况下，室内机与毛细管组件负端之间的第二单向阀以及回热器与毛细管正端之间的第三单向阀均处在关闭状态，使得压缩机出口的高温高压蒸汽先后流经室内机、回热器、毛细管、室外机，最后流过回热器进入压缩机的进气管路道，从而完成一个制热循环，其中:室内机出口的中温高压冷媒与室外机出口的低温低压冷媒进行热交换，从而达到回热效果。
技术效果
[0013]与现有技术相比，本发明技术效果包括:第一、回热器的添加不影响毛细管正常运行。第二、回热器在制冷和制热工况下均能正常回热，且不相互干涉。第三、价格便宜；所述的热泵空调器仅使用了一个回热器，实现了冷热两种工况下的回热。第四、稳定性好，密封性能好。首先热泵空调器采用单向阀控制制冷剂的流向，具有较好的稳定性；其次热泵空调器通过一个回热器实现冷热两种工况下的回热，有效的减少了焊点，因此具有较好的密封性能。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1为本发明结构示意图；
[0015]图中:1压缩机、2室内机、3室外机、4主毛细管、5回热器、6单向阀、7单向阀、8单向阀、9单向阀、10辅毛细管、11四通换向阀、12单向阀；图中实线箭头表示制冷工况下制冷剂的流向，虚线箭头表示制热工况下制冷剂的流向。
[0016]图2为一种回热器结构的剖面图。
[0017]图3为另一种回热器结构剖面图。
【具体实施方式】
[0018]下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例1
[0019]如图1所示，本实施例包括:压缩机1、室内机2、室外机3、回热器5、若干单向阀6?9、四通换向阀11和毛细管组件，其中:四通换向阀11的第一至第四接管分别与压缩机I的排气管路、室外机3、室内机2以及回热器5的第一接口 a连接；回热器5的第一接口 a连接四通阀11的第四接管S，第二接口 b通过第一单向阀6连接毛细管组件的负端，第三接口 c通过第三单向阀8连接毛细管组件的正端，第四接口 d连接压缩机I的进气管路，第五接口 e连接室内机2，第六接口 f连接室外机3 ;毛细管组件的正端与室外机之间串联第四单向阀9且方向指向室外机；毛细管组件的负端与室内机之间串联第二单向阀7且方向指向室内机。
[0020]所述的毛细管组件由主毛细管4、辅毛细管10和第五单向阀12组成，其中:主毛细管4和辅毛细管10依次串联于毛细管组件的正端和负端之间，第五单向阀12与辅毛细管10并联且方向背离主毛细管4。
[0021]所述的回热器5由三根铜管组成，该回热器的实现结构型式之一为:一根主套管内部嵌套两根辅助铜管，主套管、任一辅助铜管两两之间相互接触，回热器横截面如图2所示；该回热器的实现结构型式之二为:三根铜管并排焊接，且回热器横截面为三个相互外切的圆，回热器横截面如图3所示。
[0022]上述任一结构使得回热器5中任何两根铜管之间都能进行换热，但热泵空调器在运行某一工况时，只有其中两根铜管有制冷剂流过并发生换热。
[0023]所述的第一至第四单向阀6?9实现了制冷剂只能从回热器5单向流向毛细管组件，并由毛细管组件单向流向室内机2或室外机3。
[0024]本空调系统的冷热循环方法，包括在制冷工况下和在制热工况下的两种循环，其中:
[0025]在制冷工况下，根据图1中单向阀安装方向可知，第一单向阀6和第四单向阀9关闭以及第二单向阀7和第三单向阀8开启。根据图1中实线箭头所表示的制冷剂流向可知，制冷剂的流向如下:压缩机I —四通换向阀11的第一接管D和第二接管E—室外机3—回热器5的第六接口 f和第三接口 c—第三单向阀8—主毛细管4—第五单向阀12—第二单向阀7 —室内机2 —四通换向阀11的第三接管C和第四接管S —回热器5的第一接口a和第四接口 d—压缩机I的进气管路道。其中:室外机3出口的中温高压冷媒与室内机2出口的低温低压冷媒进行热交换，从而达到回热效果。
[0026]在制热工况下，根据图1中单向阀安装方向可知，第一单向阀6和第四单向阀9开启以及第二单向阀7和第三单向阀8关闭。根据图1中虚线箭头所表示的制冷剂流向可知，制冷剂流向如下:压缩机I—四通换向阀11的第一接管D和第三接管C—室内机2—回热器5的第五接口 e和第二接口 b —第一单向阀6 —辅毛细管10 —主毛细管4 —第四单向阀9—室外机3—四通换向阀11的第二接管E和第四接管S—回热器5的第一接口 a和第四接口 d —压缩机I的进气管路道。其中:室内机2出口的中温高压冷媒与室外机3出口的低温低压冷媒进行热交换，从而达到回热效果。
【权利要求】
1.一种单向阀控制回热器中制冷剂流向的热泵空调系统，其特征在于，包括:压缩机、室内机、室外机、回热器、若干单向阀、四通换向阀和毛细管组件，其中:四通换向阀的第一至第四接管分别与压缩机的排气管路、室外机、室内机以及回热器的第一接口连接；回热器的第一接口连接四通阀的第四接管，第二接口通过第一单向阀连接毛细管组件的负端，第三接口通过第三单向阀连接毛细管组件的正端，第四接口连接压缩机的进气管路，第五接口连接室内机，第六接口连接室外机；毛细管组件的正端与室外机之间串联第四单向阀且方向指向室外机；毛细管组件的负端与室内机之间串联第二单向阀且方向指向室内机；所述的第一至第四单向阀实现了制冷剂只能从回热器单向流向毛细管组件，并由毛细管组件单向流向室内机或室外机。
2.根据权利要求1所述的热泵空调系统，其特征是，所述的毛细管组件由主毛细管、辅毛细管和第五单向阀组成，其中:主毛细管和辅毛细管依次串联于毛细管组件的正端和负端之间，第五单向阀与辅毛细管并联且方向背离主毛细管。
3.根据权利要求1所述的热泵空调系统，其特征是，所述的回热器由三根铜管组成，并且其中任何两根铜管之间都能进行换热，当所述热泵空调器在任一运行工况时仅其中两根铜管有制冷剂流过并发生换热。
4.根据权利要求1或3所述的热泵空调系统，其特征是，所述的回热器的实现结构型式之一为:一根主套管内部嵌套两根辅助铜管，主套管、任一辅助铜管两两之间相互接触。
5.根据权利要求1或3所述的热泵空调系统，其特征是，所述的回热器的实现结构型式之二为:三根铜管并排焊接，且回热器横截面为三个相互外切的圆。
6.一种根据上述任一权利要求所述热泵空调系统的冷热循环方法，其特征在于，包括在制冷工况下和在制热工况下的两种循环，其中: 在制冷工况下，第一单向阀和第四单向阀关闭以及第二单向阀和第三单向阀开启。制冷剂的流向如下:压缩机一四通换向阀的第一接管和第二接管一室外机一回热器的第六接口和第二接口一第二单向阀一主毛细管一第五单向阀一第二单向阀一室内机一四通换向阀的第三接管和第四接管一回热器的第一接口和第四接口一压缩机的进气管路道。其中:室外机出口的中温高压冷媒与室内机出口的低温低压冷媒进行热交换，从而达到回热效果; 在制热工况下，第一单向阀和第四单向阀开启以及第二单向阀和第三单向阀关闭。制冷剂流向如下:压缩机一四通换向阀的第一接管和第三接管一室内机一回热器的第五接口和第二接口一第一单向阀一辅毛细管一主毛细管一第四单向阀一室外机一四通换向阀的第二接管和第四接管一回热器的第一接口和第四接口一压缩机的进气管路道。其中:室内机出口的中温高压冷媒与室外机出口的低温低压冷媒进行热交换，从而达到回热效果。
【文档编号】F25B41/04GK103743149SQ201410031876
【公开日】2014年4月23日 申请日期:2014年1月23日 优先权日:2014年1月23日
【发明者】丁国良, 任滔, 吴国明 申请人:上海交通大学