空调器及其补气增焓系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种补气增焓系统，包括首尾依次连接以构成冷媒循环回路的压缩机、换向阀、蒸发器、节流装置、冷凝器及所述换向阀，所述节流装置包括第一节流装置和第二节流装置，所述第一节流装置与所述第二节流装置之间连接有闪蒸器，所述闪蒸器与所述压缩机的补气口之间连接有冷媒加热装置。本实用新型还公开了一种空调器。相较现有技术，本实用新型通过将待流进压缩机中以进行补气增焓的气态冷媒在冷媒加热装置中加热，由此使气态冷媒具有一定的过热度后再流进压缩机，从而可避免带有液滴的冷媒流进压缩机，一方面提高了补气增焓系统的运行可靠性，另一方面显著地提高了制热量及能效，同时增大了空调器使用的环境温度范围。
【专利说明】空调器及其补气增焓系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及空调【技术领域】，尤其涉及一种空调器及其补气增焓系统。
【背景技术】
[0002]现有的风冷热泵空调，制热能力会随着室外环境温度的下降而降低，当室外环境温度低于_7°C时，负荷增大，但是空调器的制热量却衰减严重，不能满足用户对更高制热量的要求。此时，如果采用具有中间补气的补气增焓压缩机，利用二次节流、类似两级压缩的原理，减小压缩比，可以增加空调系统的制冷剂循环量，从而显著提高低温制热量。
[0003]然而，一般的补气增焓系统，从闪蒸器中闪发出来的中间压力的气态制冷剂直接从压缩机的中间补气口进入压缩机，以进行补气增焓压缩，由于从闪蒸器闪发出来的气态制冷剂通常是饱和气体，甚至会带有部分液态制冷剂，因此会给压缩机的正常运转带来安全隐患，系统的可靠性低。而为了使进入压缩机补气口的气态制冷剂尽量不带有液滴，则需要对两个节流装置进行调整，这样就无法保证系统具有最佳的中间压力，无法使系统运行在最佳的能力能效状态。
[0004]上述内容仅用于辅助理解本实用新型的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。
实用新型内容
[0005]本实用新型的主要目的在于解决现有技术中的补气增焓系统制热量不足、压缩机运行可靠性低的技术问题。
[0006]为实现上述目的，本实用新型提供一种补气增焓系统，包括首尾依次连接以构成冷媒循环回路的压缩机、换向阀、室内换热器、节流装置、室外换热器及所述换向阀，所述节流装置包括第一节流装置和第二节流装置，所述第一节流装置与所述第二节流装置之间连接有闪蒸器，所述闪蒸器与所述压缩机的补气口之间连接有冷媒加热装置。
[0007]优选地，所述补气增焓系统还包括第一温度传感器和第二温度传感器，所述第一温度传感器设置在所述闪蒸器上，以用于检测所述闪蒸器中冷媒闪蒸的温度；所述第二温度传感器设置在冷媒加热装置的出气口或者其与所述压缩机的补气口之间的连接管上。
[0008]优选地，所述第一温度传感器设置在所述闪蒸器的中部偏上位置的外侧面上。
[0009]优选地，所述闪蒸器与所述压缩机的补气口之间还连接有电磁阀，以用于控制所述闪蒸器与所述压缩机的补气口之间连通管路的通断。
[0010]优选地，所述闪蒸器具有输入口、第一输出口及第二输出口，所述输入口及所述第一输出口均位于所述闪蒸器的底端，所述第二输出口位于所述闪蒸器的顶端，所述输入口与所述第一节流装置的输出端连通，所述第一输出口与所述第二节流装置的输入端连通，所述第二输出口与所述冷媒加热装置的进气口连通。
[0011]优选地，所述冷媒加热装置包括具有进气口和出气口的密封壳体及设置在所述壳体中的加热部件，所述冷媒加热装置的进气口与所述第二输出口连通，所述冷媒加热装置的出气口与所述压缩机的补气口连通。
[0012]优选地，所述第一节流装置和所述第二节流装置均为电子膨胀阀。
[0013]优选地，所述换向阀为四通阀。
[0014]此外，为实现上述目的，本实用新型还提供一种空调器，包括上述任一个技术方案中所述的补气增焓系统。
[0015]本实用新型所提供的一种空调器及其补气增焓系统，当环境温度较低、制热运行需要补气增焓时，冷凝换热后的冷媒先经过第一节流装置的节流再流入闪蒸器中闪发以获得气态冷媒，再通过将待流进压缩机中以进行补气增焓的气态冷媒在冷媒加热装置中加热，由此使气态冷媒具有一定的过热度后再流进压缩机，从而可避免带有液滴的冷媒流进压缩机，一方面提高了补气增焓系统的运行可靠性，另一方面显著地提高了制热量及能效，同时增大了空调器使用的环境温度范围。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1为本实用新型的补气增焓系统一实施例在制热工况下的结构示意图；
[0017]图2为本实用新型的补气增焓系统一实施例在制冷工况下的结构示意图。
[0018]本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
【具体实施方式】
[0019]应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0020]本实用新型提供一种补气增焓系统，参见图1和图2，在一实施例中，该补气增焓系统包括首尾依次连接以构成冷媒循环回路的压缩机1、换向阀2、室内换热器3、节流装置、室外换热器7及所述换向阀2，其中换向阀2为四通阀，通过换向阀2的换向而使冷媒在所述冷媒循环回路中正向或反向流动，从而实现制冷和制热功能。在其他实施例中，为了使补气增焓系统高效地运行，该补气增焓系统还包括诸如气液分离器8、截止阀6等，气液分离器8连接在压缩机I的进气口与换向阀2之间，截止阀6为两个，分别连接在室外换热器7的输入端和输出端，考虑到气液分离器8、截止阀6等的连接方式及工作原理已为本领域的技术人员所熟知，在此不作赘述。本实施例的补气增焓系统还包括补气循环回路，以在制热工况下增加制热量及在制冷工况下增加制冷量，满足补气增焓系统使用的环境温度范围需求，具体地，节流装置包括第一节流装置4和第二节流装置5，第一节流装置4与第二节流装置5之间连接有闪蒸器9，闪蒸器9与压缩机I的补气口之间连接有冷媒加热装置10，首尾依次连接的压缩机1、换向阀2、室内换热器3、第一节流装置4、闪蒸器9、冷媒加热装置10及压缩机I构成了补气循环回路。由于该补气循环回路设置有冷媒加热装置10，因此可对流进压缩机I中补气的冷媒进行加热，保证进入压缩机I的补气口的冷媒具有一定的过热度，从而避免带有液滴的冷媒进入压缩机1，大大提高了补气增焓系统运行的可靠性。[0021 ] 本实施例中，第一节流装置4和第二节流装置5均为电子膨胀阀，通过第一节流装置4和第二节流装置5的不同流量调节，可以控制闪蒸器9通过压缩机I的补气口补入压缩机I的补气量，使得补气增焓系统运行在最佳能力能效状态。当然，第一节流装置4和第二节流装置5也可以是毛细管，还可以是其他可实现节流的元器件。
[0022]具体地，闪蒸器9具有输入口、第一输出口及第二输出口(未标注)，其中输入口及第一输出口均位于闪蒸器9的底端,第二输出口位于闪蒸器9的顶端，由于进入闪蒸器9中的冷媒为液态，且经过闪蒸器9进行气液分离后生成浮在闪蒸器9上部的气态冷媒及沉淀在闪蒸器9下部的液态冷媒，闪蒸器9的输入口与第一节流装置4的输出端连通，闪蒸器9的第一输出口与第二节流装置5的输入端连通，闪蒸器9的第二输出口与冷媒加热装置10的进气口连通，因此可保证经过气液分离后的气态冷媒和液态冷媒及时输出，减少补气冷媒携带的液滴。冷媒加热装置10包括具有进气口和出气口的密封壳体101及设置在壳体101中的加热部件102，冷媒加热装置10的进气口与闪蒸器9的第二输出口连通，冷媒加热装置10的出气口与压缩机I的补气口连通，壳体101与加热部件102之间形成有供冷媒通过的腔体，加热部件102可对流经该腔体的冷媒进行直接式加热，也可进行间接式加热，当开启冷媒加热装置10的加热功能时，可将待进入压缩机I的补气口进行补气的冷媒加热，以使冷媒中携带的液滴完全蒸发，或者是饱和气态冷媒温度升高过热，增加冷媒的过热度，从而提高补气增焓系统运行的可靠性，亦可进一步提高低温制热效果。
[0023]如图1所示，在制热工况下，压缩机I排出的高温高压气态冷媒经过换向阀2进入室内换热器3，与室内空气换热后冷凝为液态，并经过第一节流装置4进行第一次节流到预设的中间压力，第一次节流后的冷媒进入闪蒸器9中，闪蒸器9将冷媒进行气液分离，气态冷媒先经过冷媒加热装置10再进入压缩机I的补气口补气，增加压缩机I的排气量，而液态冷媒经过第二节流装置5进行第二次节流，成为低压液态冷媒后进入室外换热器7中蒸发为气态冷媒再进入压缩机I继续压缩，冷媒依照上述制热循环方向不断循环而使补气增焓系统维持在制热工况。
[0024]如图2所示，在制冷工况下，压缩机I排出的高温高压气态冷媒经过换向阀2进入室外换热器7中冷凝为液态，并经过第二节流装置5进行第一次节流到预设的中间压力，第一次节流后的冷媒进入闪蒸器9中，闪蒸器9将冷媒进行气液分离，气态冷媒先经过冷媒加热装置10再进入压缩机I的补气口补气，增加压缩机I的排气量，而液态冷媒经过第一节流装置4进行第二次节流，成为低压液态冷媒后进入室内换热器3制冷，蒸发为气态冷媒后进入压缩机I继续压缩，冷媒依照上述制冷循环方向不断循环而使补气增焓系统维持在制冷工况。
[0025]由此可见，本实用新型的补气增焓系统在制热及制冷工况下时，均增加了压缩机I的总冷媒循环流量，从而增大了制热工况下的制热量及制冷工况下的制冷量，有效地提高了系统能效；同时，通过在增加的补气循环回路上设置有冷媒加热装置10，以对待进入压缩机I的补气口的冷媒进行加热，使用作补气的冷媒具有一定的过热度，由此避免带有液滴的冷媒进入压缩机1，从而提高了补气增焓系统运行的可靠性。
[0026]进一步地，本实施例的补气增焓系统还包括第一温度传感器11和第二温度传感器12，其中第一温度传感器11设置在闪蒸器9上，以用于检测闪蒸器9中冷媒闪蒸的温度，较佳地，第一温度传感器11设置在闪蒸器9的中部偏上位置的外侧面上，从而保证第一温度传感器11检测到闪蒸器9中闪蒸分离出的气态冷媒的实际温度，当然第一温度传感器11也可设置在其他任意适用的位置上；第二温度传感器12设置在冷媒加热装置10的出气口或者其与压缩机I的补气口之间的连接管上，用于检测冷媒加热装置10输出的气态冷媒的温度。
[0027]由此，可根据第一温度传感器11检测闪蒸器9中闪发冷媒的温度来控制第一节流装置4的开度，从而控制闪发蒸汽的压力和流量，得到一个最佳的冷媒蒸发温度，再根据中间压力与冷媒蒸发饱和温度之间的映射关系来控制补气的中间压力，以获得最佳的中间压力，从而使得补气增焓系统运行在最佳能力能效状态；同时，第一温度传感器11与第二温度传感器12所测得的温度的差值为压缩机I中间补气的过热度，不难理解，第二温度传感器12所测得的温度应当大于第一温度传感器11所测得的温度，在补气增焓的过程中，当补气过热度小于第一阈值时(比如第一阈值在O?1°C之间取值，并包括两端值)，开启冷媒加热装置10的加热功能，以对流经冷媒加热装置10的冷媒进行加热，使得流进压缩机I的补气口的冷媒具有一定的过热度，避免带有液滴的冷媒进入压缩机1，从而保证补气增焓系统运行的可靠性；而当补气过热度大于第二阈值时(比如第二阈值在3?8°C之间取值，并包括两端值)，关闭冷媒加热装置10的加热功能，从而降低能耗(需要说明的是，本实施例是以补气增焓系统在制热工况下为例进行说明的，在制冷工况下亦可根据第一温度传感器11和第二温度传感器12所测得的温度控制冷媒加热装置10的开启和关闭，以在确保补气冷媒具有一定的过热度的情况下降低能耗)。可以理解的是，上述冷媒加热装置10采用开关量作为控制输入，当然也可采用模拟量作为控制输入，以使得补气过热度的控制更为精确。
[0028]更进一步地，闪蒸器9与压缩机I的补气口之间还连接有电磁阀13，以用于控制闪蒸器9与压缩机I的补气口之间连通管路的通断，也即控制补气循环回路的通断。本实施例中，电磁阀13设置在冷媒加热装置10与压缩机I的补气口之间，由此在环境温度条件较好的情况下可将补气循环回路关闭，以提高系统运行的稳定性。
[0029]本实用新型还提供一种空调器，该空调器包括上述冷媒循环回路和补气循环回路。
[0030]本空调器实施例包括上述补气增焓系统全部实施例的全部技术方案，所达到的技术效果也完全相同，在此不再赘述。
[0031]以上仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的【技术领域】，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
【权利要求】
1.一种补气增焓系统，包括首尾依次连接以构成冷媒循环回路的压缩机、换向阀、室内换热器、节流装置、室外换热器及所述换向阀，其特征在于，所述节流装置包括第一节流装置和第二节流装置，所述第一节流装置与所述第二节流装置之间连接有闪蒸器，所述闪蒸器与所述压缩机的补气口之间连接有冷媒加热装置。
2.如权利要求1所述的补气增焓系统，其特征在于，所述补气增焓系统还包括第一温度传感器和第二温度传感器，所述第一温度传感器设置在所述闪蒸器上，以用于检测所述闪蒸器中冷媒闪蒸的温度；所述第二温度传感器设置在冷媒加热装置的出气口或者其与所述压缩机的补气口之间的连接管上。
3.如权利要求2所述的补气增焓系统，其特征在于，所述第一温度传感器设置在所述闪蒸器的中部偏上位置的外侧面上。
4.如权利要求1所述的补气增焓系统，其特征在于，所述闪蒸器与所述压缩机的补气口之间还连接有电磁阀，以用于控制所述闪蒸器与所述压缩机的补气口之间连通管路的通断。
5.如权利要求1所述的补气增焓系统，其特征在于，所述闪蒸器具有输入口、第一输出口及第二输出口，所述输入口及所述第一输出口均位于所述闪蒸器的底端，所述第二输出口位于所述闪蒸器的顶端，所述输入口与所述第一节流装置的输出端连通，所述第一输出口与所述第二节流装置的输入端连通，所述第二输出口与所述冷媒加热装置的进气口连通。
6.如权利要求5所述的补气增焓系统，其特征在于，所述冷媒加热装置包括具有进气口和出气口的密封壳体及设置在所述壳体中的加热部件，所述冷媒加热装置的进气口与所述第二输出口连通，所述冷媒加热装置的出气口与所述压缩机的补气口连通。
7.如权利要求1至6中任一项所述的补气增焓系统，其特征在于，所述第一节流装置和所述第二节流装置均为电子膨胀阀。
8.如权利要求1至6中任一项所述的补气增焓系统，其特征在于，所述换向阀为四通阀。
9.一种空调器，其特征在于，包括权利要求1至8中任一项所述补气增焓系统。
【文档编号】F25B41/06GK204115319SQ201420533031
【公开日】2015年1月21日 申请日期:2014年9月16日 优先权日:2014年9月16日
【发明者】黄剑云, 徐江康 申请人:广东美的制冷设备有限公司