空调制热循环下冷媒的过冷换热系统及空调器的制作方法

本发明涉及空调技术领域，更具体地说，涉及一种空调制热循环下冷媒的过冷换热系统及空调器。

背景技术：

对于常规的空气调节器设备，都是由常规的四大核心部件组成，即为压缩机、室外换热器、节流装置、室内换热器。为了提高系统运行的稳定性与高效性，通常增加了一些辅助旁通设置与智能化控制系统。

现有变制冷剂流量多联式(variablerefrigerantvolume，vrv)空调的换热系统中，对于制冷循环，由压缩机排出的高温高压冷媒经由冷凝器即室外换热器进行换热冷却后，再经过节流控制，进一步降温降压，形成液态低温低压冷媒，进入室内换热器进行热交换，在蒸发吸热的同时带走室内热量，从而达到制冷效果。对于制热循环，由压缩机排出的高温高压冷媒在室内换热器进行热交换，经过冷凝放热后，将热量传递给室内，从而达到制热效果，再经过节流控制降温降压，形成液态低温低压冷媒。

但是，由于制热时起冷凝作用的室内换热器面积，较制冷时起冷凝作用的室外换热器面积小很多，导致在制热时，冷媒在室内换热不充分，冷凝压力趋于不合理，冷媒进入节流降温后，与室外低温环境温差偏小，无法有效满足制热循环时的换热需求，致使蒸发换热效果不良，冷媒循环量与性能输出无法满足客户需求。因此，如何解决现有技术中空调制热时冷媒在室内换热不充分，致使冷媒进入节流降温后，与室外低温环境温差偏小，蒸发换热效果不良，无法有效满足制热循环时的换热需求的问题，成为本领域技术人员所要解决的重要技术问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种空调制热循环下冷媒的过冷换热系统及空调器，以解决现有技术中空调制热时冷媒在室内换热不充分，致使冷媒进入节流降温后，与室外低温环境温差偏小，蒸发换热效果不良，无法有效满足制热循环时的换热需求的问题。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明提供的一种空调制热循环下冷媒的过冷换热系统，包括压缩机、室内换热器和室外换热器，还包括过冷换热器，所述过冷换热器包括第一冷媒管和能够与所述第一冷媒管进行热交换的第二冷媒管，所述第一冷媒管的第一端与所述室内换热器通过管路系统相连，所述第一冷媒管的第二端通过第一支路与所述室外换热器相连；所述第二冷媒管的第一端与所述第一冷媒管的第二端通过第二支路相连，所述第二冷媒管的第二端通过管路系统与所述压缩机相连，所述第二支路设置有用于给内部的冷媒降温的降温装置。

优选地，所述降温装置为膨胀阀。

优选地，所述第一冷媒管和所述第二冷媒管均为盘管、且从一端至另一端弯折呈蛇形。

优选地，所述第一冷媒管和所述第二冷媒管均为高瘦齿内螺纹铜管。

优选地，所述第一冷媒管和所述第二冷媒管的截面均由直线段和与所述直线段相连接的弧线段围成、以使所述截面呈“d”型，且所述第一冷媒管的截面和所述第二冷媒管的截面的所述直线段相对设置。

优选地，所述第一冷媒管和所述第二冷媒管之间填充有高温胶合剂。

优选地，所述弧线段为圆弧形或椭圆弧形。

优选地，所述第一冷媒管和所述第二冷媒管的长度均为400毫米-800毫米。

优选地，所述第一冷媒管和所述第二冷媒管均包括多段直管和用于连接相邻两段所述直管的弯管，且所述第一冷媒管和所述第二冷媒管的两端均为所述直管。

优选地，所述过冷换热器还包括固定设置在所述第一冷媒管和所述第二冷媒管外的壳体，所述壳体设有供所述第一冷媒管和所述第二冷媒管穿过的冷媒管过孔。

优选地，所述膨胀阀为电子膨胀阀。

本发明还提供了一种空调器，包括空调制热循环下冷媒的过冷换热系统，所述过冷换热系统为如上任一项所述的过冷换热系统。

优选地，还包括用于根据空调器运行状态控制所述第二冷媒管截止或导通的控制系统，当所述空调器处于制冷状态时，所述控制系统控制所述第二冷媒管截止；当所述空调器处于制热状态时，所述控制系统控制所述第二冷媒管导通。

本发明提供的技术方案中，一种空调制热循环下冷媒的过冷换热系统，包括压缩机、室内换热器和室外换热器，还包括过冷换热器，过冷换热器包括第一冷媒管和能够与第一冷媒管进行热交换的第二冷媒管，第一冷媒管的第一端与室内换热器通过管路系统相连，第一冷媒管的第二端通过第一支路与室外换热器相连；第二冷媒管的第一端与第一冷媒管的第二端通过第二支路相连，第二冷媒管的第二端通过管路系统与压缩机相连，第二支路设置有用于给内部的冷媒降温的降温装置。如此设置，当空调制热时，第二支路冷媒经降温装置降温后进入第二冷媒管中，此时两路冷媒存在温差，第一冷媒管与第二冷媒管中的冷媒将再次进行热交换，达到冷媒二次过冷的目的，使管路中的冷媒温度进一步降低，从而扩大与室外低温环境的温差，提高换热效率，有效满足制热循环时的换热需求，解决了现有技术中空调制热时冷媒在室内换热不充分，致使冷媒进入节流降温后，与室外低温环境温差偏小，蒸发换热效果不良，无法有效满足制热循环时的换热需求的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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发明的一些实施例，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为本发明实施例中过冷换热系统示意图；

图2为本发明实施例中过冷换热器的结构示意图；

图3为本发明实施例中第一冷媒管和第二冷媒管的截面示意图一；

图4为本发明实施例中第一冷媒管和第二冷媒管的截面示意图二。

图1-图4中：

第一冷媒管-1、第二冷媒管-2、降温装置-3、直线段-4、弧线段-5、直管-6、弯管-7、壳体-8、压缩机-9、室内换热器-10、室外换热器-11、过冷换热器-12、第一支路-13、第二支路-14、截止阀-15、过滤器-16、气液分离器-17。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明所保护的范围。

本具体实施方式提供了一种空调制热循环下冷媒的过冷换热系统及空调器，解决了现有技术中空调制热时冷媒在室内换热不充分，致使冷媒进入节流降温后，与室外低温环境温差偏小，蒸发换热效果不良，无法有效满足制热循环时的换热需求的问题。

以下，结合附图对实施例作详细说明。此外，下面所示的实施例不对权利要求所记载的发明的内容起任何限定作用。另外，下面实施例所表示的构成的全部内容不限于作为权利要求所记载的发明的解决方案所必需的。

请参考附图1-4，本实施例提供的空调制热循环下冷媒的过冷换热系统，包括压缩机9、室内换热器10和室外换热器11，还包括过冷换热器12，过冷换热器12包括第一冷媒管1和能够与第一冷媒管1进行热交换的第二冷媒管2，第一冷媒管1的第一端与室内换热器10通过管路系统相连，第一冷媒管1的第二端通过第一支路13与室外换热器11相连；如图1所示，图中虚线框部分代表室内部分，包括室内换热器10，该管路系统包括截止阀15、过滤器16等，室内换热器10通过该管路系统与第一冷媒管1的第一端相连，使得经过过滤的冷媒进入第一冷媒管1，避免堵塞管路。第二冷媒管2的第一端与第一冷媒管1的第二端通过第二支路14相连，第二冷媒管2的第二端通过管路系统与压缩机9相连，第二支路14设置有用于给内部的冷媒降温的降温装置3；如图1所示，该管路系统包括气液分离器17等，从第二冷媒管2流出的冷媒经过气液分离器17进行气液分离后再次回到压缩机9中等待进入下一个工作循环。优选地，降温装置3为膨胀阀，膨胀阀可采用电子膨胀阀，可实现对冷媒进行节流降温。

如此设置，在制热冷媒经由室内换热器工作后，接入了一个高效过冷换热器，当空调制热时，经过室内换热后冷媒分为两路冷媒，第二支路冷媒经降温装置降温后进入第二冷媒管中，此时两路冷媒存在温差，第一冷媒管与第二冷媒管中的冷媒将再次进行热交换，达到冷媒二次过冷的目的，使管路中的冷媒温度进一步降低，从而扩大与室外低温环境的温差，提高换热效率，有效满足制热循环时的换热需求，解决了现有技术中空调制热时冷媒在室内换热不充分，致使冷媒进入节流降温后，与室外低温环境温差偏小，蒸发换热效果不良，无法有效满足制热循环时的换热需求的问题。

如图2所示，第一冷媒管1和第二冷媒管2并行设置，其中二者的冷媒流动方向相反，即第一冷媒管1的第一端与第二冷媒管2的第二端设置在一侧，第一冷媒管1的第二端与第二冷媒管2的第一端设置在另一侧，图中实心箭头表示第一冷媒管1冷媒流动方向，图中空心箭头表示第二冷媒管2冷媒流动方向，这样采用双管结构进行逆流换热，可使换热更充分，提高换热效率。

在本实施例中，如图2所示，第一冷媒管1和第二冷媒管2均为盘管、且从一端至另一端弯折呈蛇形，这样形成蛇形盘管，不仅占用空间少，结构紧凑，还可延长换热路径，实现高效过冷换热，保证系统换热循环可靠性。优选地，第一冷媒管1和第二冷媒管2的长度均为400毫米-800毫米，这样可满足系统换热需求。

在本实施例中，第一冷媒管1和第二冷媒管2均为高瘦齿内螺纹铜管。由于高瘦齿的设计，可以破坏冷媒流动边界层效应，因此，加强了紊流换热，提高了换热系数以及整机性能。于本发明的具体实施例中，第一冷媒管1和第二冷媒管2均包括多段直管6和用于连接相邻两段直管6的弯管7，且第一冷媒管1和第二冷媒管2的两端均为直管6，这样便于与外部管路连接。

作为可选的实施方式，第一冷媒管1和第二冷媒管2的截面均由直线段4和与直线段4相连接的弧线段5围成、以使截面呈“d”型，且第一冷媒管1截面的直线段4和第二冷媒管2截面的直线段4相对设置。这样设计，可增加两管的换热接触面积，加强系统换热运行能力。如图3所示，弧线段5可为圆弧，这样两个冷媒管整体外形形成圆形结构。或者，如图4所示，弧线段5可为椭圆弧形，这样两个冷媒管整体外形形成椭圆状结构。这样的形状既可保证换热效果，还可减小冷媒管占用的空间，使体积减少30％。

为了使两个冷媒管可靠换热，第一冷媒管1和第二冷媒管2之间填充有高温胶合剂。这样在使用过程中两个冷媒管不会因振动等因素发生偏离，始终保持位置不变，保障两路冷媒可靠换热。

在本实施例中，过冷换热器12还包括固定设置在第一冷媒管1和第二冷媒管2外的壳体8，壳体8设有供第一冷媒管1和第二冷媒管2穿过的冷媒管过孔，这样可保证两管冷媒换热时不受外部环境干扰，避免产生有害换热。可选地，壳体8为方形金属壳体，过冷换热器12整体呈扁平状结构，便于与整机固定。由于冷媒流动时会使冷媒管产生振动，如通过壳体8将其与整机侧板固定后，还可增大过冷换热器12振动阻尼，有效降低振动噪音，同时避免管路振动断裂的质量隐患。

本实施例还提供了一种空调器，包括空调制热循环下冷媒的过冷换热系统，该过冷换热系统为如上描述的过冷换热系统。如此设置，应用二次过冷技术，强化了系统制热运行能力，利用一种高效过冷换热方式，在制热时由室内换热器冷凝后的冷媒进行二次过冷，从而保证系统合理循环，满足客户功能需求。该过冷换热系统适用于vrv空调即多联机，图1所示为一种多联机系统示意图。

此外，空调器还包括用于根据空调器运行状态控制第二冷媒管2截止或导通的控制系统，当空调器处于制冷状态时，控制系统控制第二冷媒管2截止；当空调器处于制热状态时，控制系统控制第二冷媒管2导通。可选地，控制系统包括比例-积分-微分(proportion、integral、differential，pid)控制器及设置在第二支路14的电子膨胀阀，电子膨胀阀既可以对冷媒进行节流降温，还可通过控制其开启和关闭来实现第二冷媒管2的导通或截止。制冷时，电子膨胀阀关闭，第二冷媒管2截止，此时冷媒无需进行二次过冷；制热时，电子膨胀阀开启，第二冷媒管2导通，此时第二支路14冷媒进行节流减压降温后，再进入过冷换热器12，将第一支路13冷媒进行进一步降温，达到过冷的目的，从而保证系统循环的可靠性与制热时的高效能效比数值。在实际应用中，空调器一般采用pid控制，可根据其运行状态及整机过程温压传感数据反馈来控制电子膨胀阀动作。

需要说明的是，上述各个实施例中的不同功能的装置或部件可以进行结合，比如，本实施例的优选方案中空调制热循环下冷媒的过冷换热系统，包括压缩机9、室内换热器10、室外换热器11和过冷换热器12，过冷换热器12包括第一冷媒管1和能够与第一冷媒管1进行热交换的第二冷媒管2，第一冷媒管1和第二冷媒管2并行设置且冷媒流动方向相反。第一冷媒管1的第一端与室内换热器10通过管路系统相连，第一冷媒管1的第二端通过第一支路13与室外换热器11相连。第二冷媒管2的第一端与第一冷媒管1的第二端通过第二支路14相连，第二冷媒管2的第二端通过管路系统与压缩机9相连，第二支路14设置有用于给内部的冷媒降温的降温装置3，降温装置3为电子膨胀阀。过冷换热器12还包括固定设置在第一冷媒管1和第二冷媒管2外的壳体8，壳体8设有供第一冷媒管1和第二冷媒管2穿过的冷媒管过孔。

在该实施例中，第一冷媒管1和第二冷媒管2均为蛇形盘管，长度为400毫米-800毫米，均包括多段直管6和用于连接相邻两段直管6的弯管7，且第一冷媒管1和第二冷媒管2的两端均为直管6。第一冷媒管1和第二冷媒管2的截面均由直线段4和与直线段4相连接的弧线段5围成、以使截面呈“d”型，且第一冷媒管1截面的直线段4和第二冷媒管2截面的直线段4相对设置，其中弧线段5为圆弧形或椭圆弧形。第一冷媒管1和第二冷媒管2均为高瘦齿内螺纹铜管，二者之间填充有高温胶合剂。

如此设置，在制热冷媒经由室内换热器工作后，接入了一个高效过冷换热器，当空调制热时，经过室内换热后冷媒分为两路冷媒，第二支路冷媒经降温装置降温后进入第二冷媒管中，此时两路冷媒存在温差，第一冷媒管与第二冷媒管中的冷媒将再次进行热交换，达到冷媒二次过冷的目的，使管路中的冷媒温度进一步降低，从而保证系统循环的可靠性与制热时的高效能效比数值，有效满足制热循环时的换热需求，解决了现有技术中空调制热时冷媒在室内换热不充分，致使冷媒进入节流降温后，与室外低温环境温差偏小，蒸发换热效果不良，无法有效满足制热循环时的换热需求的问题。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。