一种冷媒循环系统的制作方法

本实用新型涉及制冷设备技术领域，尤其涉及一种冷媒循环系统。

背景技术：

在空调器、冰箱、冷柜及大型的制冷机组等设备中，冷媒循环系统是形成冷量或热量的关键结构，包括依次连接并形成冷媒循环回路的压缩机、冷凝器、节流阀、蒸发器和储液罐等。此冷媒循环回路根据外界环境温度、制冷制热状态的不同，所使用的冷媒量也不同，比如，在制冷过程中，空调器的冷媒循环回路在外界环境温度为42℃时所使用的冷媒量大于在外界环境为25℃时所使用的冷媒量，又比如，空调器冷媒循环回路在制热时所使用的冷媒量大于在制冷时所使用的冷媒量，而现有的冷媒循环回路中所注入的冷媒量固定，无法进行自动调节，从而使冷媒循环回路的制冷或制热过程不能处于最佳状态。

为了避免上述问题，目前广泛应用的一种解决方案为：采用电子膨胀阀作为节流阀对冷媒循环回路中的冷媒进行调节，调节的具体过程为：当冷媒循环回路中冷媒的温度过高或压力过大时，通过调大电子膨胀阀的开度来降压、降温；当冷媒循环回路中冷媒的温度过低或压力过小时，通过调小电子膨胀阀的开度来增压、加温，使系统同样处于一个最佳状态。

但是，由于电子膨胀阀的开度调节能力有限，调节范围较小，因此在冷媒循环回路前后所使用冷媒量差异较大时，不能满足调节需求，因此仍不能使冷媒循环系统的制冷或制热过程处于一个最佳状态。

技术实现要素：

本实用新型提供一种冷媒循环系统，能够自动调节冷媒循环回路中的冷媒量，使冷媒循环系统的制冷或制热过程处于最佳状态。

为达到上述目的，本实用新型提供了一种冷媒循环系统，包括依次连接并构成冷媒循环回路的压缩机、冷凝器、节流阀、蒸发器和储液罐，还包括冷媒储存装置，所述冷媒储存装置与所述冷媒循环回路之间连接有充媒管和回媒管，所述充媒管上串接有充媒阀门，所述回媒管上串接有回媒阀门，还包括检测系统和控制单元，所述检测系统用于检测所述冷媒循环回路中的冷媒参量，所述控制单元用于根据所述检测系统的检测结果，判断所述冷媒循环回路中的冷媒量是否欠缺或过量，当所述冷媒循环回路中的冷媒量欠缺时，控制打开所述充媒阀门，所述冷媒储存装置内的冷媒由所述充媒管充入所述冷媒循环回路中，当所述冷媒循环回路中的冷媒过量时，控制打开所述回媒阀门，所述冷媒循环回路中的冷媒由所述回媒管回收至所述冷媒储存装置内。

本实用新型提供的一种冷媒循环系统，检测系统检测得到冷媒循环回路中的冷媒参量之后，控制单元根据检测系统检测的冷媒参量判断冷媒循环系统中的冷媒是否欠缺或过量，当冷媒循环回路中的冷媒欠缺，控制单元则控制打开所述充媒阀门，以使冷媒储存装置内的冷媒由充媒管充入冷媒循环回路中，当冷媒循环回路中的冷媒过量时，控制单元则控制打开回媒阀门，以使冷媒循环回路中的冷媒由回媒管回收至冷媒储存装置内，由此实现了冷媒循环回路中冷媒量的自动调节。与现有技术相比，本实用新型实施例的冷媒调节范围不受限制，因此能够保证冷媒循环系统的制冷或制热过程始终处于最佳状态。

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为本实用新型实施例冷媒循环系统的结构示意图；

图2(a)为本实用新型实施例冷媒循环系统在制冷状态时的结构示意图；

图2(b)为本实用新型实施例冷媒循环系统在制热状态时的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，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前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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装置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。

冷媒循环系统包括由压缩机、冷凝器、节流阀、蒸发器和储液罐组成的冷媒循环回路，其中，压缩机包括回气管和排气管，用于将低温低压的气态冷媒压缩成高温高压的气态冷媒，并通过排气管将此高温高压的气态冷媒排出至冷凝器，冷凝器用于将高温高压的气态冷媒冷凝成低温高压的液态冷媒，并传送至节流阀，节流阀可对高温高压的液态冷媒进行降压以生成低温低压的液态冷媒，并传送至蒸发器进行蒸发以生成低温低压的气态冷媒，此低温低压的气态冷媒在压缩机回气管中的储液罐内进行气液分离之后返回至压缩机，以进行下一个循环。

参照图1，图1为本实用新型实施例冷媒循环系统的一个具体实施例，本实施例的冷媒循环系统包括依次连接并构成冷媒循环回路1的压缩机11、冷凝器12、节流阀13、蒸发器14和储液罐15，还包括冷媒储存装置2，所述冷媒储存装置2与所述冷媒循环回路1之间连接有充媒管3和回媒管4，所述充媒管3上串接有充媒阀门31，所述回媒管4上串接有回媒阀门41，还包括检测系统5和控制单元(图中未示出)，所述检测系统5用于检测所述冷媒循环回路1中的冷媒参量，所述控制单元用于根据所述检测系统5的检测结果，判断所述冷媒循环回路1中的冷媒量是否欠缺或过量，当所述冷媒循环回路1中的冷媒量欠缺时，控制打开所述充媒阀门31，所述冷媒储存装置2内的冷媒由所述充媒管3充入所述冷媒循环回路1中，当所述冷媒循环回路1中的冷媒过量时，控制打开所述回媒阀门41，所述冷媒循环回路1中的冷媒由所述回媒管4回收至所述冷媒储存装置2内。

本实用新型提供的一种冷媒循环系统，检测系统5检测得到冷媒循环回路1中的冷媒参量之后，控制单元根据检测系统5检测的冷媒参量判断冷媒循环系统中的冷媒是否欠缺或过量，当冷媒循环回路1中的冷媒欠缺，控制单元则控制打开所述充媒阀门31，以使冷媒储存装置2内的冷媒由充媒管3充入冷媒循环回路1中，当冷媒循环回路1中的冷媒过量时，控制单元则控制打开回媒阀门41，以使冷媒循环回路1中的冷媒由回媒管4回收至冷媒储存装置2内，由此实现了冷媒循环回路1中冷媒量的自动调节。与现有技术相比，本实用新型实施例的冷媒调节范围不受限制，因此能够保证冷媒循环系统的制冷或制热过程始终处于最佳状态。

在上述实施例中，冷媒循环系统可以应用于冰箱，也可以应用于空调，还可以应用于冷柜等制冷和/或制热设备，在此不做具体限定。但是，由于空调器为常用的制冷制热设备，制冷和制热时，所使用的冷媒量差异较大，因此以下仅以冷媒循环系统应用于空调器为例进行说明。

其中，冷媒储存装置2可以为储液容器，储液容器的材料可以不锈钢或铜等，在此不做具体限定，只要能够承受一定压力且对冷媒和机油无腐蚀或互溶作用即可。

另外，充媒阀门31和回媒阀门41均为常闭型阀门，且充媒阀门31和回媒阀门41可以为闸阀、截止阀、旋塞阀、球阀、蝶阀、针型阀、隔膜阀等，在此不做具体限定。但是，由于截止阀在开闭过程中密封面之间摩擦力小，较耐性好，开启高度较小，制造容易且维修方便，可适用于中低压和高压场景，因此，优选充媒阀门31和回媒阀门41为截止阀。

为了避免冷媒储存装置2、充媒管3以及回媒管4占用空间有限的室内空间，优选的，冷媒储存装置2、充媒管3和回媒管4设置于空调器室外机内，以避免冷媒储存装置2、充媒管3以及回媒管4占用空间有限的室内空间。其中，冷媒储存装置2可以设置在空调器室外机内的中隔板、底座或侧板上，在此不做具体限定。

具体的，检测系统5可以包括以下三种具体的实施例：

实施例一：检测系统5包括第一温度检测单元(图中未示出)、第二温度检测单元(图中未示出)和第三温度检测单元51，第一温度检测单元用于检测蒸发器14入口处冷媒的温度T1，第二温度检测单元用于检测蒸发器14管路中部冷媒的温度T2，第三温度检测单元51用于检测压缩机回气管16内冷媒的温度T3，且第一温度检测单元、第二温度检测单元以及第三温度检测单元51均与控制单元连接。由此若T2-T1＞0，也即是蒸发器14管路中部冷媒的温度大于蒸发器14入口处冷媒的温度，则表示冷媒在流至蒸发器14管路中部之前已经蒸发完毕，控制单元即可确定冷媒循环回路1中的冷媒欠缺，并控制打开充媒阀门31，以向冷媒循环回路1中充入冷媒，在开启充媒阀门31之后，若T2-T1≤0，控制单元则关闭充媒阀门31以完成充媒过程；若T3-T2＜预设值，也即是压缩机回气管16内冷媒的温度高出蒸发器14管路中部冷媒温度的值小于预设值，则表示冷媒在蒸发器14中未完全蒸发，控制单元即可确定冷媒循环回路1中的冷媒过量，并控制打开回媒阀门41，以将冷媒循环回路1中的冷媒回收至冷媒储存装置2中，在开启回媒阀门41之后，若T3-T2≥预设值，控制单元则关闭回媒阀门41以完成回媒过程。

需要说明的是，冷媒在蒸发器14中的蒸发过程为由液相吸热后变为气相的相变过程，冷媒在蒸发器14内流动的过程中，在未完全产生相变之前，其温度将不会产生变化，在完全产生相变之后，外界环境中的热量可通过热传导传导至冷媒中，使冷媒温度升高。

其中，预设值为事先设置的，预设值的设定，是在针对同一机型进行大量数据采集的前提下，根据一定的算法并结合经验得出的。而针对不同机型，所得出的预设值不同。

需要说明的是，本实施例布置第一温度检测单元和第二温度检测单元的蒸发器14并非指制冷过程中的蒸发器，而是指用于冷媒吸热并产生蒸发的热交换器。比如，空调器包括制冷和制热两种过程，并通过四通阀8进行切换，其中，当四通阀8切换为制冷过程时，参见图2(a)，冷媒的循环过程为：压缩机11→冷凝器12→节流阀13→蒸发器14→储液罐15→压缩机11，冷媒在蒸发器14中进行蒸发，则将第一温度检测单元和第二温度检测单元设置于蒸发器14内；当四通阀8切换为制热过程时，参见图2(b)，冷媒的循环过程为：压缩机11→蒸发器14→节流阀13→冷凝器12→储液罐15→压缩机11，冷媒在冷凝器12中进行蒸发，则将第一温度检测单元和第二温度检测单元设置于冷凝器12内。

其中，本实施例可以对空调器制冷过程中的冷媒量进行调节，也可以对空调器制热过程中的冷媒量进行调节，还可以对制冷和制热过程中的冷媒量均进行调节，在此不做具体限定。当对空调器制冷过程中的冷媒量进行调节时，应将第一温度检测单元布置于蒸发器14管路连接节流阀13的一端(也即是蒸发器14的入口)，将第二温度检测单元布置于蒸发器14管路中部。当对空调器制热过程中的冷媒量进行调节时，应将第一温度检测单元布置于冷凝器12管路连接节流阀13的一端(也即是冷凝器12的入口)，将第二温度检测单元布置于冷凝器12管路中部。当对空调器制冷和制热过程中的冷媒量均进行调节时，应在冷凝器12连接节流阀13的一端、蒸发器14连接节流阀13的一端布置第一温度检测单元，在冷凝器12的管路中部、蒸发器14的管路中部均布置第二温度检测单元。

需要说明的是，压缩机的回气管16为将蒸发器14排出的气态冷媒引回至压缩机11的管段，包括第一管段和第二管段，其中，第一管段连接于蒸发器14与储液罐15之间，第二管段连接于储液罐15与压缩机11之间。由此，第三温度检测单元51可以设置于第一管段中，也可以设置于第二管段中，在此不做具体限定。

实施例二：检测系统5包括压力检测单元52，压力检测单元52用于检测压缩机的回气管16内的冷媒压力，且压力检测单元52与控制单元连接。由此当若P小于预设阈值范围内的最小值，则表示冷媒循环回路1中的冷媒不足，控制单元确定冷媒循环回路1中的冷媒欠缺，并控制打开充媒阀门31，以向冷媒循环回路1中充入冷媒，在开启充媒阀门31之后，若P位于预设阈值范围内，控制单元则关闭充媒阀门31以完成充媒过程；若P大于预设阈值范围内的最大值，则表示冷媒循环回路1中的冷媒过多，控制单元确定冷媒循环回路1中的冷媒欠缺，并控制打开回媒阀门41，以将冷媒循环回路1中的冷媒回收至冷媒储存装置2中，在开启回媒阀门41之后，若P位于预设阈值范围内，控制单元则关闭回媒阀门41以完成回媒过程。

其中，预设阈值范围是根据当前环境温度以及环境温度与最佳回气压力范围之间的对应关系所确定的，环境温度所对应的最佳回气压力范围，是在已经针对此环境温度下的同一机型进行大量数据采集的前提下，根据一定的算法并结合经验得出的。而在不同环境温度的条件下，得出的最佳回气压力范围不同。

需要说明的是，由于空调器的制冷和制热状态不同，冷媒在冷媒循环回路1中的流向不同，相同环境温度下所使用的冷媒量也不同，因此环境温度对应的最佳回气压力范围不同，环境温度与最佳回气压力之间的对应关系不同，因此在对空调器制冷或制热过程中的冷媒量进行调节，并确定预设阈值范围时，需首先根据当前的制冷制热状态，确定环境温度与最佳回气压力范围之间的对应关系，然后再根据当前环境温度以及所确定的环境温度与最佳回气压力范围之间的对应关系，确定预设阈值范围。

实施例三：检测系统5包括第一温度检测单元、第二温度检测单元、第三温度检测单元51和压力检测单元52，第一温度检测单元用于检测蒸发器14入口处冷媒的温度T1，第二温度检测单元用于检测蒸发器14管路中部冷媒的温度T2，第三温度检测单元51用于检测压缩机回气管16内冷媒的温度T3，压力检测单元52用于检测压缩机的回气管16内的冷媒压力P，且第一温度检测单元、第二温度检测单元、第三温度检测单元51以及压力检测单元52均与控制单元连接。由此若T2-T1＞0，则表示冷媒在流至蒸发器14管路中部之前已经蒸发完毕，控制单元即可确定冷媒循环回路1中的冷媒欠缺，并控制打开充媒阀门31，以向冷媒循环回路1中充入冷媒，在开启充媒阀门31之后，若T2-T1≤0，且P位于预设阈值范围内，控制单元则关闭充媒阀门31以完成充媒过程；若T3-T2＜预设值，P大于所述预设阈值范围的最大值，则表示冷媒在蒸发器14中未完全蒸发，控制单元即可确定冷媒循环回路1中的冷媒过量，并控制打开回媒阀门41，以将冷媒循环回路1中的冷媒回收至冷媒储存装置2中，在开启回媒阀门41之后，若T3-T2≥预设值，且P位于预设阈值范围内，控制单元则关闭回媒阀门41以完成回媒过程。

上述实施例一通过检测温度差来判断冷媒循环回路1中冷媒是否欠缺或过量，上述实施例二通过检测回气压力来判断冷媒循环回路1中冷媒是否欠缺或过量，上述实施例三通过同时检测温度差和回气压力来判断冷媒循环回路1中冷媒是否欠缺或过量，相比于上述实施例一和实施例二，上述实施例三所根据的条件较多，判断更精确，因此优选检测系统5采用上述实施例三的方案。

为了将冷媒储存装置2内的冷媒引入所述冷媒循环回路1中，充媒管3可以包括以下两种具体的实现方式：

第一种实现方式：充媒管3包括充媒管本体以及串接于充媒管本体上的动力泵(图中未示出)，当充媒阀门31打开时，动力泵的吸液口与冷媒储存装置2连通，排液口与所述冷媒循环回路1连通，由此在动力泵的作用下可将冷媒储存装置2内的冷媒充入冷媒循环回路1中。

其中，动力泵可以设置于充媒阀门31连通冷媒储存装置2的一侧，也可以设置于充媒阀门31连通冷媒循环回路1的一侧，在此不做具体限定。

第二种实现方式：参见图1、图2(a)或图2(b)，充媒管3连接冷媒循环回路1的一端连接于压缩机的回气管16中，由于压缩机的回气管16中的冷媒气压较低，相比于此低气压，冷媒储存装置2内的压力较高，由此当充媒阀门31打开时，冷媒便由冷媒储存装置2自动进入冷媒循环回路1中。

相比于上述第一种实现方式，上述第二种实现方式所采用的充媒管3无需串接动力泵，因此结构简单，成本较低，因此优选充媒管3采用上述第二种实现方式所示结构。

同理，为了将冷媒循环回路1中的冷媒回收至冷媒储存装置2内，回媒管4可以包括以下两种具体的实现方式：

第一种具体的实现方式：回媒管4包括回媒管本体以及串接于回媒管本体上的动力泵(图中未示出)，当回媒阀门41打开时，动力泵的吸液口与所述冷媒循环回路1连通，排液口与冷媒储存装置2连通，由此在动力泵的作用下可将冷媒循环回路1中的冷媒回收至冷媒储存装置2内。

其中，动力泵可以设置于回媒阀门41连通冷媒储存装置2的一侧，也可以设置于充媒阀门31连通冷媒循环回路1的一侧，在此不做具体限定。

第二种具体的实现方式：参见图1、图2(a)或图2(b)，回媒管4连接冷媒循环回路1的一端连接于冷凝器12和节流阀13之间的管路中，由于冷凝器12与节流阀13之间的管路中的冷媒压力较高，相比于此较高压力，冷媒储存装置2内的压力较低，由此当回媒阀门41打开时，冷媒便由冷媒循环回路1自动进入冷媒储存装置2内。

相比于上述第一种具体的实现方式，上述第二种具体的实现方式所采用的回媒管4无需串接动力泵，因此结构简单，成本较低，因此优选回媒管4采用上述第二种具体实现方式所示结构。

为了防止冷媒循环回路1中的冷媒沿充媒管3返回至冷媒储存装置2内，优选的，如图1、图2(a)或图2(b)所示，充媒管3上串接有第一单向阀6，第一单向阀6仅允许充媒管3中的冷媒由冷媒储存装置2流向冷媒循环系统，由此防止了冷媒循环回路1中的冷媒沿充媒管3返回至冷媒储存装置2内。

其中，第一单向阀6可以设置于充媒阀门31连通冷媒储存装置2的一侧，也可以设置于充媒阀门31连通冷媒循环回路1的一侧，在此不做具体限定。

同理，为了防止冷媒储存装置2内的冷媒沿回媒管4返回至冷媒循环回路1中，优选的，如图1、图2(a)或图2(b)所示，回媒管4上串接有第二单向阀7，第二单向阀7仅允许回媒管4中的冷媒由冷媒循环系统流向冷媒储存装置2，由此防止了冷媒储存装置2内的冷媒沿回媒管4返回至冷媒循环回路1中。

其中，第二单向阀7可以设置于回媒阀门41连通冷媒储存装置2的一侧，也可以设置于回媒阀门41连通冷媒循环回路1的一侧，在此不做具体限定。

在向冷媒循环系统中灌注冷媒时，可以仅向冷媒循环回路1内灌注，也可以分别向冷媒循环回路1和冷媒储存装置2内灌注。当采用上述第一种方案时，在对冷媒循环回路1中的冷媒量进行调节之前，需打开回媒阀门41，以向冷媒储存装置2内回收一定量的冷媒，以保证调节的有效进行，此操作过程复杂。因此为了避免上述问题，优选在向冷媒循环系统中灌注冷媒时，分别向冷媒循环回路1和冷媒储存装置2内灌注冷媒，由此避免了在对冷媒循环回路1中的冷媒量进行调节之前的回媒操作，控制过程简单，且能够保证冷媒循环系统内的冷媒在没有调节前属于一个最佳状态(即在常温下属于最佳状态)。具体的，冷媒循环回路1中的冷媒可以由压缩机11上的注媒口灌入，而为了能够向冷媒储存装置注入冷媒，如图1、图2(a)或图2(b)所示，还包括注媒管9，注媒管9用于向冷媒储存装置2内注入冷媒，且注媒管上设有注媒阀门91，当此注媒阀门91打开时，即可向冷媒储存装置2内注入冷媒。

具体的，注媒管9的连接位置可以为如图1、图2(a)或图2(b)所示，即，注媒管9的出口端连接于回媒阀门41与冷媒储存装置2之间的回媒管4上，由此注媒管9与回媒管4共同形成了三叉管，三叉管包括两个流入分支和一个流出分支，两个流入分支分别用于注媒和回媒，流出分支与冷媒储存装置连接，避免在冷媒储存装置2上另外开设注冷口，且三叉管已为常用结构，因此制作过程简单，制作成本较低。

在本说明书的描述中，具体特征、结构、材料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。