低温空调系统和空调的制作方法

本发明涉及家用电器技术领域，具体而言，涉及一种低温空调系统和一种空调。

背景技术：

随着人们生活水平的提高和节能意识的增强，空调以其节能，控制灵活，容易安装和维护等特点，已走进广大普通家庭，并得到越来越广泛的应用。然而，在低温状态下，由于蒸发温度比较低，蒸发器容易结霜等因素，造成冷媒从空气中吸收的热量大大降低，制热效果变差，影响用户的使用效果，往往造成客户的投诉。

因此，如何设计一种低温空调系统，能够控制冷媒的循环量，同时，提高低沸点进入蒸发器的组分含量，进而提高换热器在极低环境温度下的蒸发能力，增强空调系统低温制热的效果成为亟待解决的技术问题。

技术实现要素：

本发明旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。

为此，本发明的一个目的在于提出了一种低温空调系统。

本发明的另一个目的在于提出了一种空调。

为实现上述目的，根据本发明的第一方面的技术方案，提出了一种低温空调系统，包括：压缩机、四通阀、室内换热器、室外换热器及节流装置，四通阀的第一阀口与压缩机相连，四通阀的第二阀口与室内换热器相连，四通阀的第三阀口与室外换热器相连，还包括：辅助换热器，与室外换热器相连；第一分离器，第一分离器的第一口与辅助换热器相连，第一分离器的第二口与室内换热器相连，第一分离器的第三口与室外换热器相连，第三口与第二口并联，与室内换热器连通；第一阀，设于连通室外换热器的第二端口与四通阀的第三阀口的管路上；第二阀，设于连通第三口与室内换热器的第三端口的管路上。

根据本发明的技术方案的低温空调系统，通过第一阀和第二阀能够控制管道中冷媒的循环量大小，进而实现了空调系统在多种环境下高效率运行的效果，第一分离器在重力的作用下实现气体与液体的自动分离，有效提高了气态冷媒进入蒸发器的组分含量，进而提高了换热器在极低环境温度下的蒸发能力，增强了空调系统低温制热的效果。

根据本发明的上述技术方案的低温空调系统，还可以具有以下技术特征：

根据本发明上述技术方案，优选地，还包括：第二分离器，第二分离器的入口与四通阀的第四阀口相连，第二分离器的出口与压缩机的进气口相连，冷媒由四通阀的第四阀口流经第二分离器，流至压缩机中。

在该技术方案中，混合冷媒进入第二分离器，经过第二分离器分离后，将液态冷媒排出，防止压缩机吸入液态冷媒而损坏，分离后的气态冷媒流至压缩机，提高了压缩机的喷气增焓效果，进而提高了压缩机的使用寿命。

根据本发明上述技术方案，优选地，辅助换热器包括：冷凝部以及蒸发部，其中，冷凝部包括：第一接口，第一接口与室外换热器的第一端口相连；以及第二接口，第二接口与第一分离器的第一口相连；蒸发部包括：第一入口，第一入口与第一分离器的第三口相连，第一入口与室外换热器的第二端口相连；以及第一出口，第一出口与四通阀的第四阀口相连。

在该技术方案中，辅助换热器的蒸发部能够使流至蒸发部的液态冷媒蒸发吸热，辅助换热器的冷凝部能够使流至冷凝部气态冷媒冷凝放热，同时，冷凝部的冷媒与蒸发部的冷媒可以交换热量，进而提高了空调的制热效果。

根据本发明的上述技术方案，优选地，还包括：第三阀，设于连通第一出口及四通阀的第四阀口的管路上，或设于连通第一入口及四通阀的第四阀口的管路上；第一管路，连通冷凝部的第一接口与室外换热器的第一端口，冷媒在制冷模式下，由室外换热器通过第一管路流至辅助换热器的冷凝部，冷媒在制热模式下，由辅助换热器的冷凝部通过第一管路流至室外换热器；其中，第三阀包括：先导式电磁阀、直动式电磁阀、电动球阀、电动蝶阀。

在该技术方案中，第三阀可以控制管道的流速、方向和压力，第三阀设于辅助换热器蒸发部的第一出口或者第一入口处，能够控制冷媒是否进入辅助换热器蒸发部，以及是否与第一分离器分离出的冷媒进行混合，使低温空调系统达到更好的换热效果。制冷循环时，冷媒通过第一管路从室外换热器流至辅助换热器的冷凝部，进入辅助换热器后进一步过冷，提高主流路冷媒的过冷度，从而提高整个空调系统的换热能力。制热循环时，冷媒通过辅助换热器的冷凝部通过第一管路流至室外换热器，冷媒经过室外换热器蒸发吸热，变成低温低压的气态冷媒。

根据本发明的上述技术方案，优选地，还包括：第一节流装置，设于第一管路上，控制冷媒在第一管路内的流速及压强；第二节流装置，设于第一分离器的第三口上，控制从第三口流出的冷媒的流速及压强，冷媒从第三口流出，经第二节流装置通过第三端口流入室内换热器，或经第二节流装置与室外换热器的第二端口流出的冷媒进行混合，通过辅助换热器的蒸发部以及四通阀流至第二分离器。

在该技术方案中，冷媒由室外换热器流至辅助换热器时，通过第一节流装置，变成中温中压的冷媒，可以使辅助换热器更好的对冷媒进一步过冷。通过第二节流装置可以调节从第一分离器流出的冷媒的流速以及压力。

根据本发明的上述技术方案，优选地，还包括：控制装置，与四通阀相连，与第一节流装置与第二节流装置相连，与第一阀和第二阀以及第三阀相连。

在该技术方案中，控制装置可以改变四通阀的接通方向，结合第一节流装置和第二节流装置，能够对冷媒的压力、流速以及方向进行很好的控制。控制装置还可以控制第一阀、第二阀和第三阀的开合大小，进而使空调系统能够在多种环境下工作，提高了空调系统的运行效率。

根据本发明的上述技术方案，优选地，控制装置还包括：在低温空调系统处于制热模式下，控制第一阀口与第二阀口连通，第四阀口与第三阀口连通，第一阀与第二阀关闭，第三阀开启，冷媒可由压缩机经四通阀以及室内换热器流动至第一分离器中，还可将由第三口流出的冷媒与室外换热器流出的冷媒进行混合，经辅助换热器的蒸发部通过第三阀流至第二分离器返回压缩机中；以及在低温空调系统处于制冷模式下，控制第一阀口与第三阀口连通，第四阀口与第二阀口连通，第一阀与第二阀开启，第三阀关闭，冷媒可由压缩机经四通阀以及室内换热器流至第一分离器中，还可将由第三口流出的冷媒与第二口流出的冷媒混合进入室内换热器，从而再通过四通阀流至第二分离器。

在该技术方案中，制热模式下，四通阀第一阀口与第二阀口接通，第四阀口与第三阀口连通，第一阀和第二阀关闭，第三阀开启，压缩机排气从第一阀口进入四通阀，然后从第二阀口流出，到达室内换热器冷凝放热，之后经过第一分离器的第二口进入第一分离器，在重力的作用下气体与液体实现自动分离，液态冷媒送至第二节流装置节流，然后进入辅助换热器的蒸发部通道换热，液态冷媒蒸发吸热；另一路气态冷媒，从第一分离器上部进入辅助换热器的冷凝部，与蒸发部的冷媒交换热量，进一步冷凝，增加了制冷流体在第一节流装置节流前的过冷度，有助于增大系统的制冷量。经过第一节流装置节流后，进入室外换热器蒸发吸热，变成低温低压的气态冷媒，与经过第二节流装置节流的冷媒混合后进入辅助换热器的蒸发部蒸发吸热，最后从辅助换热器蒸发部经过四通阀流回压缩机，完成整个循环。

制冷模式下，第三阀关闭，第一阀和第二阀开启，四通阀第一阀口与第三阀口连通，第四阀口与第二阀口连通，压缩机排气经过第一阀口进入四通阀，然后通过第三阀口进入室外换热器冷凝放热，接着经过第一节流控制装置初步节流后，变成中压中温的冷媒，进入辅助换热器的冷凝部，进一步冷凝，增加了制冷剂流体进入室内换热器的过冷度，有助于增大系统的制冷量。之后冷媒进入第一分离器，在重力的作用下气体与液体实现自动分离，其中，液态冷媒经过第二节流装置节流后，通过第二阀与来自第一分离器的又一路冷媒混合进入室内换热器，到达室内换热器蒸发吸热后通过第二分离器，回到压缩机的吸气管路，完成制冷循环。

根据本发明的上述任一个技术方案，优选地，冷媒包括：多种沸点不同的制冷剂混合而成的非共沸混合制冷剂。

在该技术方案中，非共沸混合制冷剂没有共沸点，定压蒸发时，温度不断变化由低到高滑移；定压凝结时则正好相反。因此，冷凝过程冷却水是不断变化的，利用这一特性，减小了冷凝器和蒸发器的传热不可逆损失使制冷循环的效率得以提高。

根据本发明的上述任一个技术方案，优选地，节流装置包括：电磁式膨胀阀、电动式膨胀阀；第一阀包括：先导式电磁阀、直动式电磁阀、电动球阀、电动蝶阀；第二阀包括：先导式电磁阀、直动式电磁阀、电动球阀、电动蝶阀。

在该技术方案中，通过将节流装置选择为电磁式膨胀阀或电动式膨胀阀，可以实现冷凝压力至蒸发压力的节流，控制冷媒的流量，从而达到对管路中的冷媒节流降压，将第一阀以及第二阀选为先导式电磁阀、直动式电磁阀、电动球阀、电动蝶阀，可根据不同的使用环境灵活选择阀体的种类，以实现最优的低温处理效果。

本发明第二方面的技术方案提供的一种空调包括本发明第一方面的任一个技术方案提供的低温空调系统，因此该空调有上述任一个技术方案提供的低温空调系统的全部有益效果，在此不再赘述。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

图1示出了根据本发明的实施例的一个低温空调系统示意图；

图2示出了根据本发明的实施例的再一个低温空调系统示意图。

100低温空调系统，102压缩机，104四通阀，106室内换热器，108室外换热器，110第一分离器，112辅助换热器，114第二分离器，116第一管路，120第一节流装置，122第二节流装置，124第一阀，126第二阀，128第三阀，a第一阀口，b第二阀口，c第三阀口，d第四阀口，e第一口，f第二口，g第三口。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不限于下面公开的具体实施例的限制。

下面结合图1对根据本发明的实施例的低温空调系统100进行具体说明。

如图1所示，根据本发明的实施例的低温空调系统100包括：压缩机102、四通阀104、室内换热器106、室外换热器108及节流装置，四通阀104的第一阀口a与压缩机102相连，四通阀104的第二阀口b与室内换热器106相连，四通阀104的第三阀口c与室外换热器108相连，还包括：辅助换热器112，与室外换热器108相连；第一分离器110，第一分离器110的第一口e与辅助换热器112相连，第一分离器110的第二口e与室内换热器106相连，第一分离器110的第三口g与室外换热器108相连，第三口g与第二口f并联，与室内换热器106连通；第一阀124，设于连通室外换热器108的第二端口与四通阀104的第三阀口c的管路上；第二阀126，设于连通第三口g与室内换热器106的第三端口的管路上。

根据本发明的实施例的低温空调系统100，通过第一阀124和第二阀126能够控制管道中冷媒的循环量大小，进而实现了空调系统在多种环境下高效率运行的效果，第一分离器110在重力的作用下实现气体与液体的自动分离，有效提高了气态冷媒进入蒸发器的组分含量，进而提高了换热器在极低环境温度下的蒸发能力，增强了空调系统低温制热的效果。

根据本发明的上述实施例的低温空调系统100，还可以具有以下技术特征：

根据本发明上述实施例，优选地，还包括：第二分离器114，第二分离器114的入口与四通阀104的第四阀口d相连，第二分离器114的出口与压缩机102的进气口相连，冷媒由四通阀104的第四阀口d流经第二分离器114，流至压缩机102中。

在该实施例中，混合冷媒进入第二分离器114，经过第二分离器114分离后，将液态冷媒排出，防止压缩机102吸入液态冷媒而损坏，分离后的气态冷媒流至压缩机102，提高了压缩机102的喷气增焓效果，进而提高了压缩机102的使用寿命。

根据本发明上述实施例，优选地，辅助换热器112包括：冷凝部以及蒸发部，其中，冷凝部包括：第一接口，第一接口与室外换热器108的第一端口相连；以及第二接口，第二接口与第一分离器116的第一口相连；蒸发部包括：第一入口，第一入口与第一分离器116的第三口相连，第一入口与室外换热器108的第二端口相连；以及第一出口，第一出口与四通阀104的第四阀口相连。

在该实施例中，辅助换热器112的蒸发部能够使流至蒸发部的液态冷媒蒸发吸热，辅助换热器112的冷凝部能够使流至冷凝部气态冷媒冷凝放热，同时，冷凝部的冷媒与蒸发部的冷媒可以交换热量，进而提高了空调的制热效果。

根据本发明的一个实施例，优选地，还包括：第三阀128，设于连通第一出口及四通阀104的第四阀口d的管路上，或设于连通第一入口及四通阀104的第四阀口d的管路上；第一管路116，连通冷凝部的第一接口与室外换热器108的第一端口，冷媒在制冷模式下，由室外换热器108通过第一管路116流至辅助换热器112的冷凝部，冷媒在制热模式下，由辅助换热器112的冷凝部通过第一管路116流至室外换热器108；其中，第三阀128包括：先导式电磁阀、直动式电磁阀、电动球阀、电动蝶阀。

在该实施例中，第三阀128可以控制管道的流速、方向和压力，第三阀设于辅助换热器112右侧蒸发部的第一出口或者第一人口处，能够控制冷媒是否进入辅助换热器蒸发部，以及是否与第一分离器110分离出的冷媒进行混合，使低温空调系统达到更好的换热效果。制冷循环时，冷媒通过第一管路116从室外换热器108流至辅助换热器112的冷凝部，进入辅助换热器112后进一步过冷，提高主流路冷媒的过冷度，从而提高整个空调系统的换热能力。制热循环时，冷媒通过辅助换热器112的冷凝部通过第一管路116流至室外换热器108，冷媒经过室外换热器108蒸发吸热，变成低温低压的气态冷媒。

根据本发明的一个实施例，优选地，还包括：第一节流装置120，设于第一管路116上，控制冷媒在第一管路116内的流速及压强；第二节流装置122，设于第一分离器110的第三口g上，控制从第三口g流出的冷媒的流速及压强，冷媒从第三口g流出，经第二节流装置122通过第三端口流入室内换热器106，或经第二节流装置122与室外换热器108的第二端口流出的冷媒进行混合，通过辅助换热器112的蒸发部以及四通阀104流至第二分离器114。

在该实施例中，冷媒由室外换热器108流至辅助换热器112时，通过第一节流装置120，变成中温中压的冷媒，可以使辅助换热器112更好的对冷媒进一步过冷。通过第二节流装置122可以调节从第一分离器110流出的冷媒的流速以及压力。

根据本发明的上述实施例，优选地，还包括：控制装置，与四通阀104相连，与第一节流装置120与第二节流装置122相连，与第一阀124和第二阀126以及第三阀128相连。

在该实施例中，控制装置可以改变四通阀104的接通方向，结合第一节流装置120和第二节流装置122，能够对冷媒的压力、流速以及方向进行很好的控制。控制装置还可以控制第一阀124、第二阀126和第三阀128的开合大小，进而使空调系统能够在多种环境下工作，提高了空调系统的运行效率。

根据本发明的上述实施例，优选地，控制装置还包括：在低温空调系统处于制热模式下，控制第一阀口a与第二阀口b连通，第四阀口d与第三阀口c连通，第一阀124与第二阀126关闭，第三阀128开启，冷媒可由压缩机102经四通阀104以及室内换热器106流动至第一分离器110中，还可将由第三口g流出的冷媒与室外换热器108流出的冷媒进行混合，经辅助换热器112的蒸发部通过第三阀128流至第二分离器114返回压缩机102中；以及在低温空调系统处于制冷模式下，控制第一阀口a与第三阀口c连通，第四阀口d与第二阀口b连通，第一阀124与第二阀126开启，第三阀128关闭，冷媒可由压缩机102经四通阀104以及室内换热器106流至第一分离器110中，还可将由第三口g流出的冷媒与第二口f流出的冷媒混合进入室内换热器106，从而再通过四通阀104流至第二分离器114。

在该实施例中，制热模式下，四通阀104第一阀口a与第二阀口b接通，第四阀口d与第三阀口c连通，第一阀124和第二阀126关闭，第三阀128开启，压缩机102排气从第一阀口a进入四通阀104，然后从第二阀口b流出，到达室内换热器106冷凝放热，之后经过第一分离器110的第二口f进入第一分离器110，在重力的作用下气体与液体实现自动分离，液态冷媒送至第二节流装置122节流，然后进入辅助换热器112的蒸发部通道换热，液态冷媒蒸发吸热；另一路气态冷媒，从第一分离器110上部进入辅助换热器112的冷凝部，与蒸发部的冷媒交换热量，进一步冷凝，增加了制冷流体在第一节流装置120节流前的过冷度，有助于增大系统的制冷量。经过第一节流装置120节流后，进入室外换热器108蒸发吸热，变成低温低压的气态冷媒，与经过第二节流装置122节流的冷媒混合后进入辅助换热器112的蒸发部蒸发吸热，最后从辅助换热器112蒸发部经过四通阀104流回压缩机102，完成整个循环。

制冷模式下，第三阀128关闭，第一阀124和第二阀126开启，四通阀104第一阀口a与第三阀口c连通，第四阀口d与第二阀口b连通，压缩机排气经过第一阀口a进入四通阀104，然后通过第三阀口c进入室外换热器108冷凝放热，接着经过第一节流控制装置120初步节流后，变成中压中温的冷媒，进入辅助换热器112的冷凝部，进一步冷凝，增加了制冷剂流体进入室内换热器106的过冷度，有助于增大系统的制冷量。之后冷媒进入第一分离器110，在重力的作用下气体与液体实现自动分离，其中，液态冷媒经过第二节流装置122节流后，通过第二阀126与来自第一分离器110的又一路冷媒混合进入室内换热器106，到达室内换热器106蒸发吸热后通过第二分离器114，回到压缩机102的吸气管路，完成制冷循环。

根据本发明的上述实施例，优选地，冷媒包括：多种沸点不同的制冷剂混合而成的非共沸混合制冷剂。

在该实施例中，非共沸混合制冷剂没有共沸点，定压蒸发时，温度不断变化由低到高滑移；定压凝结时则正好相反。利用这一特性，冷凝过程冷却水是不断变化的，蒸发过程被冷却对象温度是不断降低的变温特点相适应，缩小了变相过程中的传热温差、减小了过程的不可逆损失，进而减小了冷凝器和蒸发器的传热不可逆损失使制冷循环的效率得以提高。当蒸发温度与被冷却对象温度、冷凝温度与环境介质温度之间的温差值越小，制冷循环效率就越高。

根据本发明的上述任一个实施例，优选地，节流装置包括：电磁式膨胀阀、电动式膨胀阀；第一阀124包括：先导式电磁阀、直动式电磁阀、电动球阀、电动蝶阀；第二阀126包括：先导式电磁阀、直动式电磁阀、电动球阀、电动蝶阀。

在该实施例中，通过将节流装置选择为电磁式膨胀阀或电动式膨胀阀，可以实现冷凝压力至蒸发压力的节流，控制冷媒的流量，从而达到对管路中的冷媒节流降压，将第一阀124以及第二阀126选为先导式电磁阀、直动式电磁阀、电动球阀、电动蝶阀，可根据不同的使用环境灵活选择阀体的种类，以实现最优的低温处理效果。

实施例一：

如图1所示，冬季天冷的时候，用户打开空调，将空调调到制热模式下，此时第一阀124和第二阀126关闭，第三阀128打开，第一阀口a与第二阀口b接通，第四阀口d与第三阀口c连通，混合工质经压缩机102压缩后，通过第一阀口a进入四通阀104，然后从第二阀口b流出，到达室内换热器106冷凝放热，其中高沸点组分大部分被冷凝为液体，低沸点工质仍然保持为气态。之后经过第一分离器122，在重力的作用下气体与液体实现自动分离，分离出来的高沸点液态冷媒经过第二节流装置节流，然后进入辅助换热器112的蒸发部通道换热，液态冷媒蒸发吸热；另一路气态冷媒，从第一分离器110上部进入辅助换热器112的冷凝部，与蒸发部的冷媒交换热量，进一步冷凝，增加了制冷流体在第一节流装置120节流前的过冷度，有助于增大系统的制冷量。经过第一节流装置120节流后，进入室外换热器108蒸发吸热，变成低温低压的气态冷媒，与经过第二节流装置122节流的冷媒混合后进入辅助换热器112的蒸发部蒸发吸热，最后从辅助换热器112蒸发部经过四通阀104流回压缩机102，完成整个循环。

如果调至制冷模式下则将第三阀128关闭，第一阀124和第二阀126打开，进行换热循环。

如图2所示，第三阀还可以位于辅助换热器蒸发部的第一入口处。

其中，根据不同的环境条件，控制装置可以调节节流阀的开口大小，进而可以控制管道中冷媒的流速、方向及压力。

本发明第二方面的实施例提供的一种空调包括本发明第一方面的任一个实施例提供的空调系统，因此该空调有上述任一个实施例提供的空调系统的全部有益效果，在此不再赘述。

以上结合附图详细说明了本发明的技术方案，本发明提出了一种低温空调系统，通过第一阀和第二阀能够控制管道中冷媒的循环量大小，进而实现了空调系统在多种环境下高效率运行的效果，利用非共沸混合工质的组分分离特性，有效提高了低沸点进入蒸发器的组分含量，提高了换热器在更低环境温度下的蒸发能力，从而改善空调系统低温能力不足的问题，增强空调系统低温制热的能力。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。