专利名称：空调器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及空调技术领域，尤其涉及一种在外界低温环境下能够提升制热效果并减小房间温度波动的空调器系统。
背景技术：
热泵空调装置在制热运行时，制冷剂通过室外热交换器与室外空气发生热交换，从室外空气吸收热量而蒸发，进入压缩机，经压缩机压缩成高温高压的制冷剂蒸气，进入室内热交换器放热；通过室内热交换器放出热量来加热室内空气，使人们享受比较舒适的环境。但是，在低温环境下，当气温下降时，热泵机组蒸发温度随之降低，从而使压缩机吸气比容增大，制冷剂的流量减少，压缩机有效容积得不到充分利用，造成制热能力大幅度衰减，机组的制热能力和COP也相应下降；而此时所需的热量(房间热负荷)却随着环境温度的下降而迅速上升，因此系统制热量将不能满足采暖热负荷需求。此外，由于室外热交换器从室外空气中吸收热量，室外热交换器周围温度较低，空气中的水蒸气会凝结成霜附着在室外热交换器表面，随着室外热交换器不断吸热，其表面的霜层会越积越多，从而减弱了室外热交换器的换热能力，造成热泵装置的制热能力进一步下降，影响人们使用热泵装置的舒适性。为了解决空调器低温环境下制热量不足的问题，目前最常见的一种解决方案是在空调系统中增加辅助电加热以补偿低温环境制热能力的不足。但该方案将增加能耗，降低系统的能效比，既不经济也不节能，有时还会存在安全隐患。关于除霜问题，现有的空调器多数采用四通阀换向控制，在开始除霜时，四通换向阀换向，使室外热交换器放热，室内热交换器吸热，造成室内环境温度会降低，这样在较冷的环境中，空调器运行制冷循环，会导致房间温度忽冷忽热，必然增加人们的不适；另外，在有些地区，空气湿度比较大，频繁的化霜运行会影响四通阀和其·他电器件的使用寿命；而且除霜过程中由于室外热交换器下部的霜较难除净，在上半部分已经除霜完毕时，必须要等到热交换器下部分除霜完全才能够同时完成除霜而进入正常的制热运行状态，由此浪费了一部分热量，并延长了除霜过程，减少了制热量及降低了总体制热效果。
实用新型内容本实用新型的主要目的在于提供一种可提升低温环境下制热能力的空调器。为了达到上述目的，本实用新型提出一种空调器，包括由压缩机、四通阀、室内热交换器、室外热交换器串联成的一主回路、与所述主回路串联的制冷节流回路，以及与所述制冷节流回路及压缩机连接的制热补气回路，以及一连接在所述压缩机的排气口与所述室外换热器之间的旁通化霜回路。优选地，所述制冷节流回路包括:连接在所述室内热交换器与室外热交换器之间、相互串联的制冷单向阀和制冷节流装置。[0008]优选地，所述制热补气回路与所述制冷节流回路并联；所述制热补气回路包括:相互串联的制热一级节流装置、闪发器、制热单向阀和制热二级节流装置；所述压缩机设有补气口，所述闪发器与所述压缩机的补气口相连；在空调器制冷运行时，所述制冷单向阀打开，所述制热单向阀关闭；在空调器制热运行时，所述制冷单向阀关闭，所述制热单向阀打开。优选地，所述制热补气回路与所述制冷单向阀并联，所述制热补气回路包括:相互串联的制热一级节流装置、闪发器和制热单向阀；所述压缩机设有补气口，所述闪发器与所述压缩机的补气口相连；在空调器制冷运行时，所述制冷单向阀打开，所述制热单向阀关闭；在空调器制热运行时，所述制冷单向阀关闭，所述制热单向阀打开。优选地，所述旁通化霜回路包括一旁通电磁阀，所述旁通电磁阀连接在压缩机的排气口与制热时室外热交换器的入口之间，在制冷和制热运行过程中，所述旁通电磁阀关闭；当所述室外热交换器满足化霜条件时，所述旁通电磁阀打开。 优选地，所述室外热交换器内的室外盘管上设有用于检测所述室外热交换器是否满足化霜条件的温度传感器。优选地，所述制冷节流装置、制热一级节流装置和制热二级节流装置至少为以下之一:毛细管或电子膨胀阀。优选地，所述制冷节流装置至少为以下之一:毛细管或电子膨胀阀。本实用新型提出的一种空调器，通过在空调系统中设置制热补气回路和旁通化霜回路，在制热循环过程中，尤其是低温工况下，利用补气回路向压缩机混合腔喷射中温中压的制冷剂蒸气，加大压缩机排量，抵消由于室外环境温度过低导致压缩机吸气比容增大造成的压缩机排气量减小，从而引起制热量迅速衰减的问题；此外，将热气旁通化霜技术和补气增焓技术有机的结合起来，解决了旁通化霜技术在低温下化霜较慢的问题，避免了制热化霜过程转为制冷循环从室内 吸热的弊端，实现空调器在制热化霜过程中能够持续制热，解决了制热过程中房间忽冷忽热的问题，提高了用户在寒冷季节使用空调的舒适性；而且两技术的结合也拓展了热泵空调的使用温区范围，满足不同地区不同客户的需求。
图1是本实用新型第一实施例空调器循环系统的管路连接示意图；图2是本实用新型第一实施例空调器制冷循环系统冷媒流动示意图；图3是本实用新型第一实施例空调器制热循环系统冷媒流动示意图；图4是本实用新型第一实施例空调器制热化霜循环系统冷媒流动示意图；图5是本实用新型第二实施例空调器循环系统的管路连接示意图。为了使本实用新型的技术方案更加清楚、明了，下面将结合附图作进一步详述。
具体实施方式
如图1至图4所示，本实用新型第一实施例提出一种空调器，包括四通阀1、室内热交换器2、旁通电磁阀3、制热一级节流装置4、制冷节流装置5、闪发器6、制热单向阀7、制冷单向阀8、制热二级节流装置9、室外热交换器10、压缩机11、制热补气回路12以及室外盘管温度传感器13。[0022]其中，所述压缩机11设有吸气口 111、排气口 112及补气口 113;吸气口 111通过四通阀I与蒸发器(制冷运行下的室内热交换器2或者制热运行下的室外热交换器10)相连、排气口 112通过四通阀I与冷凝器(制冷运行下的室外热交换器10或者制热运行下的室内热交换器2)相连，补气口 113与闪发器6相连。制热循环回路分为主回路循环和制热补气回路循环。压缩机11、四通阀1、室内热交换器2、室外热交换器10串联成一主回路；制热一级节流装置4、闪发器6、制热单向阀7和制热二级节流装置9串联构成制热补气回路12 ;制冷单向阀8和制冷节流装置5串联构成制冷节流回路；制冷节流回路和制热补气回路12并联，相互独立运行。上述制热补气回路12用于提高低温环境下的制热量，弥补由于蒸发温度过低导致的系统制热量的衰减。其中，闪发器6相当于一个气液分离器，在空调制热运行时，从室内热交换器2出来的高压制冷剂液体经过制热一级节流装置4节流到某一压力的气液混合物后进入闪发器6，在闪发器6中，处于上部的闪蒸气通过压缩机11的补气口 113进入压缩机11混合腔，进行压缩，增大了压缩机11的排气量；从而增大了系统制热量；而在闪发器6内部，处于下部的液体制冷剂由于上部制冷剂不断蒸发而继续冷却过冷，过冷后的制冷剂液体再经过制热二级节流装置9节流到蒸发压力后进入室外热交换器10，从而弥补了由于蒸发温度过低导致的系统制热量的衰减。此外，为了避免外界环境温度过低时，制热化霜过程转为制冷循环从室内吸热的弊端，使空调器在制热化霜过程中能够持续制热，避免制热过程中房间忽冷忽热的问题，本实施例空调器系统中还设置有一旁通化霜回路，所述旁通化霜回路包括一旁通电磁阀3，所述旁通电磁正常阀连接在压缩机11的排气口 112与制热时室外热交换器10的入口 101之间，在制冷和正常制热运行过程中，所述旁通电磁阀3关闭，也就是说，在制冷运行过程中，芳通电磁阀3始终关闭 ；而在系统制热运彳丁过程中，芳通电磁阀3开始时关闭，在系统制热运行一段时间后，判断室外热交换器10内的室外盘管上的温度传感器13检测室外热交换器10是否满足化霜条件，当所述室外热交换器10满足化霜条件时，将所述旁通电磁阀3打开，高温高压的排气制冷剂蒸气和节流后的制冷剂混合后进入室外热交换器10化霜，此时，四通阀I不断电，不换向，压缩机11不停机，系统仍然在继续制热，从而减小了房间的温度波动，且化霜时间短。本实施例的工作原理和工作过程如下(制冷剂流向如图中箭头所示):如图2所示，在空调器制冷运行时，制热补气回路中的制热单向阀7关闭，该回路不工作。制冷单向阀8打开，低温低压的制冷剂在室内热交换器2中吸热蒸发后经过四通阀I进入压缩机11压缩至高温高压的制冷剂蒸气，通过四通阀I进入室外热交换器10，制冷剂蒸气在室外热交换器10中冷凝放热成为高温高压的过冷液体，通过制冷单向阀8和制冷节流装置5节流降压成低温低压的气液混合物进入室内热交换器2，完成整个制冷循环。如图3所示，在空调器制热运行时，制冷单向阀8关闭，制热单向阀7打开，系统制冷剂从室外热交换器10吸热蒸发成低温低压的制冷剂蒸气，经四通阀I吸入压缩机11吸气口 111，经压缩机11压缩为高温高压的制冷剂蒸气，而后从压缩机11排气口 112排出，经过四通阀I进入室内热交换器2，高温高压的制冷剂蒸气在室内热交换器2中和室内空气换热后冷凝为高压的制冷剂过冷液体；由于制冷单向阀8关闭，制热单向阀7打开，从室内热交换器2出来的高压制冷剂过冷液体只能经过制热补气回路12，首先在制热补气回路12中经过制热一级节流装置4节流为中温中压的制冷剂气液混合物进入闪发器6，在闪发器6中，处于上部的中压饱和蒸气通过压缩机11的补气口 113被压缩机11吸入，蒸气的不断闪发致使闪发器6下部的液体过冷，过冷后中压饱和液体再经制热二级节流装置9 二次节流到蒸发压力后进入室外热交换器10，完成制热循环。在此过程中，蒸气喷射进入压缩机11增加了压缩机11的制冷剂蒸气排量，提高了系统制冷剂质量流量；从而提高了低温环境下的制热量，弥补了由于蒸发温度过低导致的系统制热量的衰减。本实施例中所述的制冷节流装置5、制热一次节流装置、制热二次节流装置包括但不限于毛细管、电子膨胀阀等节流部件。进一步地，当室外热交换器10不停的从室外环境中吸热，使得环境温度降低，水蒸气凝结成霜，附着在室外热交换器10的表面，如果不进行除霜，霜层会越积越厚，结霜面积会越来越大，从而减小了换热面积和风量，影响了换热效果；随着室外热交换器10温度逐渐降低，当温度传感器13检测到满足除霜条件且运行时间满足程序设定时，即开始进入室外热交换器10的除霜过程。除霜开始时，四通阀I不动作，主回路和制热补气回路中制冷剂流动状况和制热过程相同，此时，旁通电磁阀3打开，如图4所示，压缩机11排气口 112排出的高温高压的制冷剂蒸气和经过制热二次节流装置节流后的制冷剂混合后进入室外热交换器10进行化霜，此时，四通阀I不断电，不换向，压缩机11不停机，系统仍然在继续制热，从而减小了房间的温度波动，且化霜时间缩短，化霜干净、迅速，化霜过程仍然向室内吹出热风。如图5所示，本实用新型第二实施例提出一种空调器，与上述第一实施例的区别在于，本实施例中将上述第一实施例中的制冷节流装置5和制热二次节流装置合并为一个节流装置，如图5所示。
其中，所述制热补气回路与所述制冷单向阀8并联，所述制热补气回路包括:相互串联的制热一级节流装置4、闪发器6和制热单向阀7。其他与第一实施例相同，在此不再赘述。本本实用新型实施例通过上述方案，在制冷运行过程中和普通的热泵空调系统相同，在制热循环过程中，尤其是低温工况下，利用补气回路向压缩机11混合腔喷射中温中压的制冷剂蒸气，加大压缩机11排量，抵消由于室外环境温度过低导致压缩机11吸气比容增大造成的压缩机11排气量减小，从而引起制热量迅速衰减的问题；同时把热气旁通化霜技术和补气增焓技术有机的结合起来，解决了旁通化霜技术在低温下化霜较慢的问题，避免了制热化霜过程转为制冷循环从室内吸热的弊端，实现空调器在制热化霜过程中能够持续制热，解决了制热过程中房间忽冷忽热的问题，提高了用户在寒冷季节使用空调的舒适性。两技术的结合也拓展了热泵空调的使用温区范围，满足不同地区不同客户的需求。上述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流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
权利要求1.一种空调器，包括由压缩机、四通阀、室内热交换器、室外热交换器串联成的一主回路、与所述主回路串联的制冷节流回路，其特征在于，还包括与所述制冷节流回路及压缩机连接的制热补气回路，以及一连接在所述压缩机的排气口与所述室外换热器之间的旁通化霜回路。
2.根据权利要求1所述的空调器，其特征在于，所述制冷节流回路包括:连接在所述室内热交换器与室外热交换器之间、相互串联的制冷单向阀和制冷节流装置。
3.根据权利要求2所述的空调器，其特征在于，所述制热补气回路与所述制冷节流回路并联；所述制热补气回路包括:相互串联的制热一级节流装置、闪发器、制热单向阀和制热二级节流装置；所述压缩机设有补气口，所述闪发器与所述压缩机的补气口相连；在空调器制冷运行时，所述制冷单向阀打开，所述制热单向阀关闭；在空调器制热运行时，所述制冷单向阀关闭，所述制热单向阀打开。
4.根据权利要求2所述的空调器，其特征在于，所述制热补气回路与所述制冷单向阀并联，所述制热补气回路包括:相互串联的制热一级节流装置、闪发器和制热单向阀；所述压缩机设有补气口，所述闪发器与所述压缩机的补气口相连；在空调器制冷运行时，所述制冷单向阀打开，所述制热单向阀关闭；在空调器制热运行时，所述制冷单向阀关闭，所述制热单向阀打开。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的空调器，其特征在于，所述旁通化霜回路包括一旁通电磁阀，所述旁通电磁阀连接在压缩机的排气口与制热时室外热交换器的入口之间，在制冷和制热运行过程中，所述旁通电磁阀关闭；当所述室外热交换器满足化霜条件时，所述旁通电磁阀打开。
6.根据权利要求5所述的空调器，其特征在于，所述室外热交换器内的室外盘管上设有用于检测所述室外热交换器是否满足化霜条件的温度传感器。
7.根据权利要求3所述的空调器，其特征在于，所述制冷节流装置、制热一级节流装置和制热二级节 流装置至少为以下之一:毛细管或电子膨胀阀。
8.根据权利要求4所述的空调器，其特征在于，所述制冷节流装置至少为以下之一:毛细管或电子膨胀阀。
专利摘要本实用新型公开一种空调器，包括由压缩机、四通阀、室内热交换器、室外热交换器串联成的主回路、制冷节流回路及与制冷节流回路及压缩机连接的制热补气回路，以及连接在压缩机的排气口与室外换热器之间的旁通化霜回路。本实用新型通过在空调系统中设置制热补气回路和旁通化霜回路，在制热循环过程中，尤其是低温工况下，利用补气回路向压缩机混合腔喷射中温中压的制冷剂蒸气，加大压缩机排量，抵消由于室外环境温度过低导致压缩机吸气比容增大造成的压缩机排气量减小而引起的制热量迅速衰减问题；将热气旁通化霜和补气增焓技术有机结合，避免制热化霜过程转为制冷循环从室内吸热的弊端，使空调器在制热化霜过程中能持续制热，提高用户使用舒适性。
文档编号F25B41/06GK203132224SQ20132005753
公开日2013年8月14日 申请日期2013年1月31日 优先权日2013年1月31日
发明者席战利, 赖想球, 张桃 申请人:广东美的制冷设备有限公司, 广东美的电器股份有限公司