多级补气空调系统及换热设备的制作方法

本实用新型涉及空调系统技术领域，尤其是涉及一种多级补气空调系统及换热设备。

背景技术：

现有多补气空调系统如图1所示，多补气压缩机至少包括两个或三个及以上的补气口，通常会根据压缩机补气口的设计配置与之对应的闪蒸器，以三缸压缩机为例，其具有分别与每个缸体对用的三个补气口，图1可以看出，压缩机1排出的气体经四通阀2、冷凝器3后，分别进入到三个闪蒸器5’，每个闪蒸器5’根据补气腔的大小及压比，也进行了不同大小的设计，且对应着各自的补气腔。每个闪蒸器5’串联在一起且用毛细管7和电磁阀控制，以实现多补气系统压缩机的压缩循环。而此种方案不能对压缩机内的某个单独腔体进行补气，如图1中，当需要低压压缩缸102补气时，必须开启与高压压缩缸101相连的毛细管7和电磁阀，不仅使得空调系统复杂，成本增加，而且实现功能单一，无法满足其他多级补气组合的需求，性价比极低，浪费了很多资源。

本申请人发现现有技术至少存在以下技术问题：

一方面，现有替代系统测试的设备台目前考虑市场大部分通用的压缩机，从而多只配置一个闪蒸器，而新开发的多补气压缩机至少有三个及以上的补气口，与之对应的就有三个及以上的闪蒸器，改造设备台增加闪蒸器的方法不仅使得设备台成本增加，而且还使得管路设计十分复杂，且设计后的设备台只能测试多补气压缩机，其余时间均为闲置状态，浪费了资源，综合考虑无法进行单机测试。而且多级补气的结构，使得缸体在不补气或者需要大流量的补气时，无法及时满足客户的多功能需求，从而造成空调系统闲置浪费资源。

另一方面，现有的双缸或三缸及以上数量的压缩机，其吸气口进入的气体均来自同一蒸发器6’(如图1所示)，无法分级处理负荷，制热能效较低。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种多级补气空调系统及换热设备，以解决现有技术中存在的空调系统补气结构复杂、功能单一的技术问题；本实用新型提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。

为实现上述目的，本实用新型提供了以下技术方案：

本实用新型提供的多级补气空调系统，包括多缸压缩机和存在于室外换热器和室内换热器之间的一闪蒸器，其中：

所述闪蒸器的出气口与所述压缩机上每个缸体的补气口之间均存在有补气通路，所有所述补气通路并联设置，且每条所述补气通路上均存在有补气阀，所述补气阀用于单独控制所述闪蒸器与相应所述补气口之间气流通道的打开或关闭。

优选的，所述压缩机至少包括两个独立的缸体，且每个所述缸体均通过所述补气通路与所述闪蒸器连接。

优选的，所述压缩机内包括高压压缩腔、低压压缩腔和中间腔，所述闪蒸器的出气口处连接有补气总管，所述补气总管的出气端分别通过分流支路与所述高压压缩腔的补气口、所述低压压缩腔的补气口及所述中间腔的补气口连通以将所述闪蒸器内的气体分别引入单个或多个相应腔体。

优选的，所述高压压缩腔的补气口与所述闪蒸器之间的所述分流支路上设置有第一补气阀，所述低压压缩腔的补气口与所述闪蒸器之间的所述分流支路上设置有第二补气阀，所述中间腔的补气口与所述闪蒸器之间的所述分流支路上设置有第三补气阀。

优选的，所述室内换热器至少包括蒸发温度不同的第一蒸发器和第二蒸发器，所述第一蒸发器通过四通阀与至少一所述缸体的吸气口连接，所述第二蒸发器通过变温管路至少与另一所述缸体的补气通道连接，且所述变温管路上设置有用于控制所述第二蒸发器和相应所述补气通道连通或关闭连通的调节阀。

优选的，所述压缩机至少包括独立吸气的高压压缩缸和低压压缩缸，所述低压压缩缸和所述高压压缩缸的缸体容积比在0.1-1.0之间。

优选的，所述第一蒸发器通过所述四通阀与所述高压压缩缸和/或所述低压压缩缸的所述吸气口连接，所述第二蒸发器通过相应变温管路分别与所述高压压缩缸及所述低压压缩缸的补气通道连接，且所述变温管路上均设置有用于控制所述第二蒸发器和相应所述补气通道连通或关闭连通的调节阀。

优选的，所述高压压缩缸的吸气口连接有第一分液器，所述低压压缩缸的吸气口连接有第二分液器，所述第一分液器的进气口和所述第二分液器的进气口均与所述四通阀的一个端口连接，且所述第一分液器与所述四通阀之间设置有第一连接阀，所述第二分液器与所述四通阀之间设置有第二连接阀。

优选的，所述压缩机内包括高压压缩腔、低压压缩腔和中间腔，所述高压压缩腔、所述低压压缩腔和所述中间腔均分别通过相应所述变温管路与第二蒸发器连接，且相应所述变温管路上均设置有所述调节阀。

本实用新型还提供了一种换热设备，采用包括上述多级补气空调系统。

本实用新型提供的多级补气空调系统，与现有技术相比，具有如下有益效果：通过在室内换热器和室外换热器之间设置一个闪蒸器，闪蒸器的出气口与每个缸体的补气口一一对应有补气通路，所有补气通路并联且通过相应补气通路上的补气阀能够控制闪蒸器与缸体补气口之间气体流道的打开或关闭，使得空调系统可根据使用的地域环境不同实现压缩机内多个补气口的单独切换及多个补气口的组合补气；上述多级补气空调系统了简化并优化了系统结构，节省了空调系统的空间，降低了成本，可以实现多种补气模式的制热循环系统，操作及控制更为直观及简便。

本实用新型提供的换热设备，由于具备上述多级补气空调系统，固同样具有简化并优化系统结构，节省空调系统的空间，降低成本，可以实现多种补气模式的制热循环系统，操作及控制更为直观及简便的优点。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是现有技术中空调系统的整体结构示意图；

图2是本实用新型多级补气空调系统的整体结构示意图。

图中1、压缩机；101、高压压缩缸；102、低压压缩缸；103、中间腔；2、四通阀；3、冷凝器；4、节流阀；5、闪蒸器；61、第一蒸发器；62、第二蒸发器；63、第一电磁阀；64、第二电磁阀；71、补气总管；72、分流支路；73、第一补气阀；74、第二补气阀；75、第三补气阀；81、第一调节阀；82、第二调节阀；83、第三调节阀；91、第一分液器；92、第二分液器；11、第一连接阀；12、第二连接阀。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本实用新型的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本实用新型所保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“长度”、“宽度”、“高度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“侧”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例1

参见图2所示，图2是本实用新型多级补气空调系统的整体结构示意图；本实施例提供了一种多级补气空调系统，包括多缸压缩机1和存在于室外换热器(冷凝器3)和室内换热器(蒸发器)之间的一闪蒸器5，其中：

闪蒸器5的出气口与压缩机1上每个缸体的补气口之间均存在有补气通路，所有补气通路并联设置，且每条补气通路上均存在有补气阀，补气阀用于单独控制闪蒸器5与相应补气口之间气流通道的打开或关闭。

其中，依次相连接的压缩机1、四通阀2、冷凝器3、节流阀4、闪蒸器5、蒸发器形成了空调系统回路。

其中，上述多缸压缩机1指的是双缸、三缸及以上数量缸体的压缩机，对比本实施例中的图2和现有技术中的图1，本实施例中的在冷凝器3和蒸发器之间仅设置一个闪蒸器5，并通过在闪蒸器5的出气口与对应补气腔的补气口之间设置了多条并联的补气通路，在补气通路上设置一补气阀即可控制该条补气通路的连通或关闭连通，无需多余的毛细管结构，且可单独对某一缸体内进行补气或任意两个或三个缸体内进行补气，使得压缩机1实现多个补气口的单独切换及多个补气口的组合补气；上述多级补气空调系统了简化并优化了系统结构，节省了空调系统的空间，降低了成本，可以实现多种补气模式的制热循环系统，操作及控制更为直观及简便。

为了进一步体现出本实施例中空调系统的优势，作为可选的实施方式，本实施例中压缩机1至少包括两个独立的缸体，且每个缸体均通过补气通路与闪蒸器5连接。

作为可选的实施方式，参见图2所示，本实施例中的压缩机1内包括独立吸气的高压压缩缸101和低压压缩缸102以及中间腔103，其中高压压缩缸101内存在有高压压缩腔，低压压缩缸102内存在有低压压缩腔，闪蒸器5的出气口处连接有补气总管71，补气总管71的出气端分别通过分流支路72与高压压缩缸的补气口、低压压缩缸的补气口及中间腔103的补气口连通以将闪蒸器5内的气体分别引入单个或多个相应腔体。

本实施例中的补气通路包括上述补气总管71和分流支路72，上述分流支路72与压缩机1的三个补气口一一对应，分流支路72对闪蒸器5流入补气总管71中的气体进行分流即可实现多个腔体的补气，结构更加简单、操作便捷。

作为可选的实施方式，参见图2所示，高压压缩腔的补气口与闪蒸器5之间的分流支路72上设置有第一补气阀73，低压压缩腔的补气口与闪蒸器5之间的分流支路72上设置有第二补气阀74，中间腔103的补气口与闪蒸器5之间的分流支路72上设置有第三补气阀75。

上述补气阀分别设置于相应的分流支路72上，通过控制某一补气阀的开启或关闭能够对应单独开启或关闭该补气通路，控制多个相应补气阀的开启或关闭能够对多个腔体进行组合补气。

本实施例的多级补气空调系统根据使用的地域环境的不同，可进行不同补气方式的组合，具体的：空调系统使用于一般环境中，可开启第三补气阀75，关闭第一补气阀73和第二补气阀74，仅对中间腔103补气；空调系统时使用于较冷环境中，可开启第三补气阀75和第二补气阀74，关闭第一补气阀73，对中间腔103和低压压缩缸102补气；空调系统时使用于寒冷环境中时，可开启第三补气阀75、第一补气阀73，关闭第二补气阀74，同时对中间腔103和高压压缩缸101补气；空调系统使用于更为恶劣的低温环境-低于国标工况时，可打开第三补气阀75、第一补气阀73和第二补气阀74，同时对中间腔103、高压压缩缸101和低压压缩缸102补气；能够根据客户的需求，实现多种补气方式及其组合。

实施例2

本实施例是在上述实施例的基础上进行的改进，参见图2所示，为了能够分级处理负荷，提高循环能效，本实施例中室内换热器(蒸发器)至少包括蒸发温度不同的第一蒸发器61和第二蒸发器62，第一蒸发器61通过四通阀2与至少一缸体的吸气口连接，第二蒸发器62通过变温管路至少与另一缸体的补气通道连接，且变温管路上设置有用于控制第二蒸发器62和相应补气通道连通或关闭连通的调节阀。

其中，第一蒸发器61通过四通阀2与其中一缸体的吸气口连接，另一蒸发器通过变温管路与另一缸体的补气通道连接，当需要使得压缩机1内两个缸体能够吸入不同蒸发温度的气体时，需要关闭所有补气阀，打开变温管路上的调节阀，第一蒸发器61内的气体能够由四通阀2进入至其中一缸体内，第二蒸发器62内的气体能够由变温管路进入至另一缸体内，通过双蒸发器实现压缩机1内双缸双温或双缸同温功能，分级处理负荷，提高循环能效，有效提升制热能效。

作为可选的实施方式，本实施例中压缩机1至少包括独立吸气的高压压缩缸101和低压压缩缸102；通过对其两个缸体容积比的理论计算，可确认最优容积比使得压缩机1的制热性能达到最优，作为可选的实施方式，低压压缩缸102和高压压缩缸101的缸体容积比在0.1-1.0之间。

本实施例中高压压缩缸101和低压压缩缸102两个缸体大小均不相同，且新增了双蒸发器结构，该空调系统可以实现双缸双级多补气及双缸双温不补气的制热循环，在提升压缩机1能效同时，还可在除湿制热工况有效提升-15℃的制热性能。

为了便于调节空调系统处于多补气模式或双温不补气模式，作为可选的实施方式，参见图2所示，第一蒸发器61通过四通阀2与高压压缩缸101和/或低压压缩缸102的吸气口连接，第二蒸发器62通过相应变温管路分别与高压压缩缸101及低压压缩缸102的补气通道连接，且变温管路上均设置有用于控制第二蒸发器62和相应补气通道连通或关闭连通的调节阀。

在多补气模式下，关闭与第二蒸发器62连接的变温管路，打开相应补气阀；在双缸双温模式下，关闭所有补气阀，打开与第一蒸发器61连接的管路和与第二蒸发器62连接的变温管路，使得与第二蒸发器62连接的高压压缩缸101或低压压缩缸102通过其补气口吸气。

具体的，为了便于更为灵活的使不同缸体内吸入不同温度的蒸发气体，参见图2所示，高压压缩缸101的吸气口连接有第一分液器91，低压压缩缸102的吸气口连接有第二分液器92，第一分液器91的进气口和第二分液器92的进气口均与四通阀2的一个端口连接，且第一分液器91与四通阀2之间设置有第一连接阀11，第二分液器92与四通阀2之间设置有第二连接阀12。其中，第一连接阀11和第二连接阀12用于将第一蒸发器61内的气体引入高压压缩缸101或低压压缩缸102；关闭变温管路上的调节阀，同时打开第一连接阀11和第二连接阀12时，第一蒸发器61中的气体能够进入高压压缩缸101和低压压缩缸102内，实现双缸同温。

具体的，参见图2，本实施例中的压缩机1内包括高压压缩缸101，其内存在有高压压缩腔，低压压缩缸102，其内存在有低压压缩腔，以及中间腔103，高压压缩腔、低压压缩腔和中间腔103均分别通过相应变温管路与第二蒸发器62连接，且相应变温管路上均设置有调节阀。具体的，如图2中所示，第二蒸发器62与高压压缩缸101的补气通道之间的变温管路上存在有第一调节阀81，第二蒸发器62与低压压缩缸102的补气通道之间的变温管路上存在有第二调节阀82，第二蒸发器62与中间腔103的补气通道之间的变温管路上存在有第三调节阀83。通过关闭补气阀，调节第一连接阀11、第二连接阀12及相应三个调节阀的开启或闭合，能够使得压缩机1内的缸体吸入不同蒸发温度气体，便于分级处理负荷，有效提升制热能效，满足不同的需求。

本实施例中的多级补气的空调系统具有多级补气模式和双温不补气模式，具体操作方式为：

1、多级补气模式：参见图2所示，以低压压缩腔补气为例进行说明。打开第一连接阀11、第二连接阀12、第一电磁阀63(设置于闪蒸器5与第一蒸发器61之间的管路上)和第二补气阀74，关闭第一调节阀81、第二调节阀82、第三调节阀83、第二电磁阀64(设置于闪蒸器5与第二蒸发器62之间的管路上)和第一补气阀73和第三补气阀75，此时压缩机的高压压缩缸101和低压压缩缸102正常吸气，低压压缩缸102补气；同理，可通过相应补气阀和电磁阀的控制，实现仅中间腔103补气、仅高压压缩腔补气、低压压缩腔+中间腔103补气、高压压缩腔+中间腔103补气、高压压缩腔+低压压缩腔补气以及高压压缩腔+低压压缩腔+中间腔103补气等多种模式，满足系统高负荷的制热量，高效实现制热循环，提升空调系统制热量。

2、双温不补气模式：以高压压缩缸101双温吸气为例。当需要双温不补气运行时，打开第一调节阀81、第二连接阀12、第一电磁阀63和第二电磁阀64，关闭第二调节阀82、第三调节阀83、第一连接阀11及第一补气阀73、第二补气阀74和第三补气阀75，此时压缩机内低压压缩缸102正常吸气，高压压缩缸101通过其补气口进行吸气，此时，低压压缩缸102吸入第一蒸发器61的气体，而高压压缩缸101吸入第二蒸发器62的气体，实现不补气的双缸双温模式；同理，可通过补气阀、调节阀和相应连接阀的控制，实现压缩机内高压压缩缸101正常吸气，低压压缩缸102通过补气口进行吸气模式，由于两个缸体的容积比不一样，故当吸入不同蒸发温度的气体后，可以分级处理负荷，提高循环效，有效提升制热能效，满足不同的需求。

本实施例中，不仅简化了空调系统的结构，节省了空调系统的空间，降低了多补气空调系统的成本，而且结构更为简单，操作及控制更为直观及简便；另外，本方案通过补气阀和变温管路调节阀的控制，不仅在原双级补气结构上，实现了仅中间腔补气、仅低压压缩腔补气、仅高压压缩腔补气、低压压缩腔+中间腔补气、高压压缩腔+中间腔补气、高压压缩腔+低压压缩腔补气以及高压压缩腔+低压压缩腔+中间腔补气等多种模式；还可以通过关闭补气阀，运用双蒸发器及变温管路上的调节阀实现双缸双温功能，分级处理负荷，提高循环效，有效提升制热能效，尽可能多功能的满足客户需求。

实施例3

本实施例提供了一种换热设备，采用包括上述多级补气空调系统。

本实施例提供的换热设备，由于具备上述多级补气空调系统，固同样具有简化并优化系统结构，节省空调系统的空间，降低成本，可以实现多种补气模式的制热循环系统，操作及控制更为直观及简便的优点。

在本说明书的描述，具体特征、结构或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。