使用排气节流防止节流装置油堵的空调器的制作方法

本实用新型属于空调技术领域，具体涉及使用排气节流防止节流装置油堵的空调器，改善了房间空调器除霜过程排气温度过低造成的高油循环率问题，避免了高油循环率导致的一系列系统问题，尤其是使用R290制冷剂的房间空调器。

背景技术：

R290作为一种自然工质，其ODP为零且GWP接近于零，在房间空调器热力循环中的热力性质与迁移性质优良等原因，环境保护部与家电行业HPMP将其列为房间空调器现用工质R22与R410A的替代制冷剂。结霜问题是影响房间空调器等热泵机组冬季正常制热的主要因素，尤其在寒冷的北方地区及寒冷湿度较大的南方，霜层较厚的情况下不仅会减弱室外机传热系数使空调器制热能力大幅度下降，严重制约着空气源热泵的发展。现有最常见且广泛应用于房间空调器除霜的逆循环除霜，是通过四通阀转向实现的一般制热循环的反向循环，四通阀转向后，室外机由制热过程的蒸发器变为冷凝器，压缩机出口的高温高压制冷剂逐渐化掉室外机的霜层。

R290密度较小，与R22空调器相比系统充注量更少，且由于排气温度较低，相比于氟利昂等会有更大比例得制冷剂储存在压缩机中，作为制冷工质时，系统中的制冷剂质量绝对值更少。尤其在冬季制热除霜过程中，排气温度较低的情况下不利于壳体内的制冷剂与润滑油分离，整个除霜过程中系统的油循环率远高于正常值，系统中大量的润滑油不仅不利于两器传热，而且除霜停机转制热后系统中的油回到压缩机需要一段时间，在这段时间内一旦系统中发生低压区低温低压情况，尤其是使用粘度较高倾点较高的润滑油时有可能造成节流元件异常油堵塞。除霜过程由于阀的开度较大，大量制冷剂迁移驻留在压缩机与储液器中，两器缺乏制冷剂的情况下在启动过程中发生吸气侧缺乏制冷剂现象，压缩机中制冷剂由于温度较低更多的溶解在润滑油中，储液器中的制冷剂也无法进行有效换热，导致低压侧将会出现吸气低压现象，继而引发上述的除霜转制热初期节流元件油堵现象。节流元件油堵不仅表现在压缩机功率、被测机能力持续较低，还会出现吸气负压现象，对于R290这种制冷工质来说，出现吸气负压时系统低压区一旦有泄漏则有可能引发安全事故，且压缩机持续在这种情况下运行有可能会烧坏。

此外，由于R290制冷系统的低充注量与较强的动态响应特性，热泵空调器除霜过程中开度往往较大，所以在除霜初期(约1-3min) 过后吸气处于饱和状态导致压缩机吸气带液，R290绝热指数低的特点导致其更容易发生气缸内液压缩。液击不仅会影响空调器的工作效率使系统COP降低，而且会缩短压缩机的使用寿命或造成压缩机损坏，严重时还会造成安全事故。

技术实现要素：

为了克服上述现有技术存在的问题，本实用新型的目的是提供一种使用排气节流防止节流装置油堵的空调器及运行方法，通过在排气管安装节流元件，通过控制节流元件开度，实现对排气压力、压缩机功率的提高，使得压缩机油池温度保持在一个设定范围内，可避免除霜过程中油池温度过低溶解大量制冷剂后粘度过低造成的轴承气缸等部件的润滑密封问题。排气温度维持在较高范围时可增强压缩机上壳体内的油气分离效果，降低排气带油量。除霜过程进入到系统中油量减少，有利于降低除霜过程中的系统油循环率，提高冷凝器和蒸发器的传热系数，保证系统部件正常运行。同时，压缩机输出功率增高，可以有效避免再制热发生的节流元件异常油堵塞现象，提高系统可靠性并延长压缩机使用寿命。

为了达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

使用排气节流防止节流装置油堵的空调器，包括四通换向阀1、截止阀2、节流阀3、压缩机4、储液器5、室内机6、节流装置7和室外机8，所述节流阀3设置在压缩机4和四通换向阀1之间或与截止阀2并联后设置在压缩机4和四通换向阀1之间；

所述节流阀3设置在压缩机4和四通换向阀1之间，空调器部件间的连接关系如下：

当四通换向阀1切到制热模式时，节流阀3处于全开状态，其流通面积与管路内截面积相同，压缩机4的出口经节流阀3，通过四通换向阀1连接室内机6入口，室内机6出口连接节流装置7，后经管路连接室外机8入口，室外机8出口通过四通换向阀1连接储液器5 入口，储液器5出口连接压缩机4入口形成制热循环系统；当四通换向阀1切到除霜模式时，节流阀3开度调小，压缩机4出口经节流阀3，通过四通换向阀1连接室外机8入口，室外机8出口连接节流装置7，后经管路连接室内机6入口，室内机6出口通过四通换向阀1 连接储液器5入口，储液器5出口连接压缩机4入口形成除霜循环系统；

当所述节流阀3与截止阀2并联后设置在压缩机4和四通换向阀 1之间，空调器部件间的连接关系如下：

当四通换向阀1切到制热模式时，压缩机4的出口经截止阀2，通过四通换向阀1连接室内机6入口，室内机6出口连接节流装置7，后经管路连接室外机8入口，室外机8出口通过四通换向阀1连接储液器5入口，储液器5出口连接压缩机4入口形成制热循环系统；当四通换向阀1切到除霜模式时，压缩机4出口经节流阀3，通过四通换向阀1连接室外机8入口，室外机8出口连接节流装置3，后经管路连接室内机6入口，室内机6出口通过四通换向阀1连接储液器5 入口，储液器5出口连接压缩机4入口形成除霜循环系统。

所述使用排气节流防止节流装置油堵的空调器的运行方法，

当所述节流阀3设置在压缩机4和四通换向阀1之间时的运行方法如下：

在制热模式时，节流阀3为全开状态，高压过热制冷剂从压缩机 4出口通过节流阀3经四通换向阀1进入制热循环系统，其中节流阀 3处于全开状态时其流通面积与排气管内截面积相同，高压过热制冷剂进入室内机6发生冷凝形成过冷液态制冷剂，过冷液态制冷剂经节流装置7的节流作用成低温低压两相制冷剂进入室外机8进行蒸发形成低压过热制冷剂，低压过热制冷剂流出室外机8经四通换向阀1进入储液器5，通过储液器内的吸气插管进入压缩机4完成制热循环；在除霜模式时，节流阀3开度调小，高压过热制冷剂从压缩机4出口通过节流阀3经四通换向阀1进入除霜循环系统，其中节流阀3的开度判断依据为压缩机内油池温度和压缩机功率，当温度高于设定值 B1或压缩机功率高于P1时，节流阀3通过调大阀步开度增加流通面积降低排气温度、压力，当温度低于设定值B2或压缩机功率小于P2 时，节流阀3通过关小阀步开度减小流通面积提高排气温度、压力，从排气管路经四通换向阀1流出的制冷剂进入室外机8发生冷凝，由于室内外风机在除霜过程中均处于关闭状态，室外机8内在除霜初期由于霜层较厚，传热温差大能够正常冷凝在节流装置7前液体有过冷，到了除霜中后期，室外机8翅片上的霜融化了，风机不开的情况下换热量小，室外机8内制冷剂无法完全冷凝在节流装置7前液体没有过冷，制冷剂经节流装置7的节流作用成干度更大的两相制冷剂进入室内机6进行蒸发，由于室内风机未开，所以室内机6出口的制冷剂仅在除霜初期有过热度，到了除霜中后期无过热，干度大或处于饱和蒸汽态的制冷剂经四通换向阀1进入储液器5，通过储液器内的吸气插管进入压缩机4完成除霜循环。

当所述节流阀3与截止阀2并联后设置在压缩机4和四通换向阀 1之间时的运行方法如下：

在制热模式时，截止阀2为打开状态，节流阀3为关闭状态，高压过热制冷剂从压缩机4出口通过截止阀2经四通换向阀1进入制热循环系统，其中截止阀2处于打开状态时其流通面积与排气管内截面积相同，高压过热制冷剂进入室内机6发生冷凝，过冷液态制冷剂经节流装置7的节流作用成低温低压两相制冷剂进入室外机8进行蒸发形成低压过热制冷剂，低压过热制冷剂流出室外机8经四通换向阀1 进入储液器5，通过储液器内的吸气插管进入压缩机4完成制热循环；在除霜模式时，截止阀2为关闭状态，节流阀3为打开状态，高压过热制冷剂从压缩机4出口通过节流阀3经四通换向阀1进入除霜循环系统，其中节流阀3的开度判断依据为压缩机内油池温度和压缩机功率，当温度高于设定值B1或压缩机功率高于P1时，节流阀3通过调大阀步开度增加流通面积降低排气温度、压力，当温度低于设定值 B2或压缩机功率小于P2时，节流阀3通过关小阀步开度减小流通面积提高排气温度、压力，从排气管路经四通换向阀1流出的制冷剂进入室外机8发生冷凝，由于室内外风机在除霜过程中均处于关闭状态，室外机8内在除霜初期由于霜层较厚，传热温差大能够正常冷凝使得在节流装置7前液体有过冷，到了除霜中后期，室外机8翅片上的霜融化了，风机不开的情况下换热量小，室外机8内制冷剂无法完全冷凝使得在节流装置7前液体没有过冷，制冷剂经节流装置7的节流作用成干度更大的两相制冷剂进入室内机6进行蒸发，由于室内风机未开，所以室内机6出口的制冷剂仅在除霜初期有过热度，到了除霜中后期无过热，干度大或处于饱和蒸汽态的制冷剂经四通换向阀1 进入储液器5，通过储液器内的吸气插管进入压缩机4完成除霜循环；

其中，B1＝B+a，B2＝B-a，B：稳定制热时压缩机油池温度，℃；a：0-15间的常数；P1＝P×110％，P2＝P×80％，P：稳定制热时压缩机的功率，W。

和现有技术相比较，本实用新型具备如下优点：

1、使用排气节流后的系统与传统空调器循环相比，一方面通过提高除霜过程压缩机的温度，可以有效防止除霜过程中压缩机油池溶解大量制冷剂导致粘度过低，保证机械部件正常的润滑和密封；另一方面，排气温度提高使得电机上壳体内的油气分离更充分，从排气口被带到系统的润滑油更少，能有效避免系统在除霜中及再制热初期出现的节流元件异常油堵塞现象，极大地增强了空调器系统运行的稳定性和可靠性。

2、使用排气节流后的系统与传统空调器循环相比，一方面通过提高除霜过程压缩机的温度，可以有效防止除霜过程中压缩机油池溶解大量制冷剂导致粘度过低，保证机械部件正常的润滑和密封；另一方面，排气温度提高使得电机上壳体内的油气分离更充分，从排气口被带到系统的润滑油更少，能有效避免系统在除霜中及再制热初期出现的节流元件异常油堵塞现象，极大地增强了空调器系统运行的稳定性和可靠性。

附图说明

图1是使用排气节流防止节流装置油堵的空调器的实施方案1实例系统示意图。

图2是使用排气节流防止节流装置油堵的空调器的实施方案2实例系统示意图。

具体实施方式

以下结合技术方案和附图详细叙述本实用新型的具体实施方式。

实施方案1：

本实施例一种使用排气节流防止节流装置油堵的空调器，如附图 1，包括四通换向阀1、截止阀2、节流阀3、压缩机4、储液器5、室内机6、节流装置7和室外机8；当四通换向阀1切到制热模式时，节流阀3处于全开状态，其流通面积与管路内截面积相同，压缩机4 的出口经节流阀3，通过四通换向阀1连接室内机6入口，室内机6 出口连接节流装置7，后经管路连接室外机8入口，室外机8出口通过四通换向阀1连接储液器5入口，储液器5出口连接压缩机4入口形成制热循环系统；当四通换向阀1切到除霜模式时，节流阀3开度调小，压缩机4出口经节流阀3，通过四通换向阀1连接室外机8入口，室外机8出口连接节流装置7，后经管路连接室内机6入口，室内机6出口通过四通换向阀1连接储液器5入口，储液器5出口连接压缩机4入口形成除霜循环系统。

在制热模式时，节流阀3为全开状态，高压过热制冷剂从压缩机 4出口通过节流阀3经四通换向阀1进入制热循环系统，其中节流阀 3处于全开状态时其流通面积与排气管内截面积相同，高压过热制冷剂进入室内机6发生冷凝形成过冷液态制冷剂，过冷液态制冷剂经节流装置7的节流作用成低温低压两相制冷剂进入室外机8进行蒸发形成低压过热制冷剂，低压过热制冷剂流出室外机8经四通换向阀1进入储液器5，通过储液器内的吸气插管进入压缩机4完成制热循环。在除霜模式时，节流阀3开度调小，高压过热制冷剂从压缩机4出口通过节流阀3经四通换向阀1进入除霜循环系统，其中节流阀3的开度判断依据为压缩机内油池温度和压缩机功率，当温度高于设定值 B1时，节流阀3通过调大阀步开度增加流通面积降低排气温度、压力，当温度低于设定值B2时，节流阀3通过关小阀步开度减小流通面积提高排气温度、压力，从排气管路经四通换向阀1流出的制冷剂进入室外机8发生冷凝，由于室内外风机在除霜过程中均处于关闭状态，室外机8内在除霜初期由于霜层较厚，传热温差较大可以正常冷凝在节流装置7前液体有过冷，到了除霜中后期，室外机翅片上的霜几乎都融化了，风机不开的情况下换热很弱，室外机8内制冷剂无法完全冷凝在节流装置7前液体没有过冷，制冷剂经节流装置7的节流作用成干度更大的两相制冷剂进入室内机6进行蒸发，由于室内风机也不开，所以室内机6出口的制冷剂仅在除霜初期有过热度，到了除霜中后期无过热，干度较大或处于饱和蒸汽态的制冷剂经四通换向阀 1进入储液器5，通过储液器内的吸气插管进入压缩机4完成除霜循环。

本实施方案1的有益效果：把节流阀3设置在压缩机4和四通换向阀1之间与传统空调器循环相比，一方面通过提高除霜过程压缩机的温度，可以有效防止除霜过程中压缩机油池溶解大量制冷剂导致粘度过低，保证机械部件正常的润滑和密封；另一方面，排气温度提高使得电机上壳体内的油气分离更充分，从排气口被带到系统的润滑油更少，能有效避免系统在除霜中及再制热初期出现的节流元件异常油堵塞现象，极大地增强了空调器系统运行的稳定性和可靠性。

实施方案2：

本实施例一种排气节流防止节流装置油堵的方法，如附图2所示，包括四通换向阀1、截止阀2、节流阀3、压缩机4、储液器5、室内机6、节流装置7和室外机8；当四通换向阀1切到制热模式时，节流阀3处于全开状态，其流通面积与管路内截面积相同，压缩机4 的出口经节流阀3，通过四通换向阀1连接室内机6入口，室内机6 出口连接节流装置7，后经管路连接室外机8入口，室外机8出口通过四通换向阀1连接储液器5入口，储液器5出口连接压缩机4入口形成制热循环系统；当四通换向阀1切到除霜模式时，节流阀3开度调小，压缩机4出口经节流阀3，通过四通换向阀1连接室外机8入口，室外机8出口连接节流装置7，后经管路连接室内机6入口，室内机6出口通过四通换向阀1连接储液器5入口，储液器5出口连接压缩机4入口形成除霜循环系统。

在制热模式时，截止阀2为打开状态，节流阀3为关闭状态，高压过热制冷剂从压缩机4出口通过截止阀2经四通换向阀1进入制热循环系统，其中截止阀2处于打开状态时其流通面积与排气管内截面积相同，高压过热制冷剂进入室内机6发生冷凝形成过冷液态制冷剂，过冷液态制冷剂经节流装置7的节流作用成低温低压两相制冷剂进入室外机8进行蒸发形成低压过热制冷剂，低压过热制冷剂流出室外机8经四通换向阀1进入储液器5，通过储液器内的吸气插管进入压缩机4完成制热循环。在除霜模式时，截止阀2为关闭状态，节流阀3为打开状态，高压过热制冷剂从压缩机4出口通过节流阀3经四通换向阀1进入除霜循环系统，其中节流阀3的开度判断依据为压缩机内油池温度和压缩机功率，当温度高于设定值B1或压缩机功率高于P1时，节流阀3通过调大阀步开度增加流通面积降低排气温度、压力，当温度低于设定值B2或压缩机功率小于P2时，节流阀3通过关小阀步开度减小流通面积提高排气温度、压力，从排气管路经四通换向阀1流出的制冷剂进入室外机8发生冷凝，由于室内外风机在除霜过程中均处于关闭状态，室外机8内在除霜初期由于霜层较厚，传热温差较大可以正常冷凝在节流装置7前液体有过冷，到了除霜中后期，室外机翅片上的霜几乎都融化了，风机不开的情况下换热很弱，室外机8内制冷剂无法完全冷凝在节流装置7前液体没有过冷，制冷剂经节流装置7的节流作用成干度更大的两相制冷剂进入室内机6进行蒸发，由于室内风机也不开，所以室内机6出口的制冷剂仅在除霜初期有过热度，到了除霜中后期无过热，干度较大或处于饱和蒸汽态的制冷剂经四通换向阀1进入储液器5，通过储液器内的吸气插管进入压缩机4完成除霜循环。

其中，B1＝B+a，B2＝B-a，B：稳定制热时压缩机油池温度，℃； a：0-15间的常数。P1＝P×110％，P2＝P×80％，P：稳定制热时压缩机的功率，W。

本实施方案2的有益效果：把节流阀3与截止阀2并联后设置在压缩机4和四通换向阀1之间与传统空调器循环相比，一方面通过提高除霜过程压缩机的温度，可以有效防止除霜过程中压缩机油池溶解大量制冷剂导致粘度过低，保证机械部件正常的润滑和密封；另一方面，排气温度提高使得电机上壳体内的油气分离更充分，从排气口被带到系统的润滑油更少，能有效避免系统在除霜中及再制热初期出现的节流元件异常油堵塞现象，极大地增强了空调器系统运行的稳定性和可靠性。