一种带喷射器的空调系统和控制方法与流程

本发明属于空调技术领域，具体涉及一种带喷射器的空调系统和控制方法。

背景技术：

目前，目前小型商用空调机组常采用两台压缩机或一台补气增焓压缩机来满足负荷需求大、高低压比大的情况。如果在室外环境温度在50℃以上或零下20℃，机组的能力和能效很难做到不衰减。则要想提升机组的能力和能效值，则需要更大排气量、更大的高低压比的压缩机，或通过其他途径优化空调系统。

另外高低压比大的机组存在较大的可回收膨胀功，目前市场上的机组无回收膨胀功的功能，机组能效低。

由于现有技术中的空调机组存在高负荷工况下制冷量、制热量不足；高低压比大的机组存在较大的可回收膨胀功，目前市场上的机组无回收膨胀功的功能，机组能效低等技术问题，因此本发明研究设计出一种带喷射器的空调系统和控制方法。

技术实现要素：

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的空调机组存在高负荷工况下制冷量、制热量不足的缺陷，从而提供一种带喷射器的空调系统和控制方法。

本发明提供一种带喷射器的空调系统，其包括：

压缩机，室内换热器和室外换热器，以及至少由所述压缩机，所述室内换热器和所述室外换热器连接成的制冷循环回路，所述制冷循环回路具有高压管路和低压管路；

还包括喷射器，所述喷射器包括低压引射端、高压引射端以及中压喷出端，且所述低压引射端与所述低压管路连通、以将所述低压管路的制冷剂引射进入所述喷射器，所述高压引射端与所述高压管路连通、以将所述高压管路的制冷剂引射进入所述喷射器，所述中压喷出端能够将所述喷射器中的冷媒喷射进入所述压缩机的低压吸气端。

优选地，

还包括气液分离器，所述气液分离器的气体出口端连接至所述压缩机的低压吸气端，所述气液分离器的入口端与所述喷射器的中压喷出端连通。

优选地，

所述压缩机为双级压缩机或为两级以上的多级压缩机，且所述空调系统还包括闪发器，所述闪发器连接于所述室外换热器和所述室内换热器之间，且所述闪发器具有中压出气口、且所述中压出气口与所述双级压缩机或多级压缩机的中压补气端连通。

优选地，

所述闪发器和所述室外换热器之间的管路上还设置有室外膨胀阀。

优选地，

所述空调系统还包括三通阀，所述气液分离器还具有第一液体输出端，所述三通阀的第一端与所述室内换热器相连、第二端与所述气液分离器的第一液体输出端相连、第三端与所述闪发器相连。

优选地，

所述三通阀能够在所述第一端和所述第二端连通、与所述第一端和所述第三端连通之间进行切换。

优选地，

所述喷射器的所述高压引射端连到所述三通阀的所述第三端与所述闪发器之间的管路上，所述喷射器的所述低压引射端连接到所述室外换热器的一端或连接到所述室内换热器的一端。

优选地，

所述气液分离器还具有第二液体输出端，所述第二液体输出端通过连通支路连通至所述室外换热器和所述闪发器之间的管路上，且所述连通支路上还设置有气分膨胀阀。

优选地，

所述空调系统还包括四通阀，所述四通阀的四个端分别连接至所述室外换热器、所述室内换热器、所述压缩机的排气端以及所述喷射器的所述低压引射端。

优选地，

所述室内换热器为两个以上的多联机系统，且两个以上的室内换热器并联设置，在每个室内换热器相连的管路上均设置有室内膨胀阀。

本发明还提供一种带喷射器的空调系统的控制方法，其使用前任一项所述的带喷射器的空调系统，根据所述空调系统的工作模式控制系统进行喷射制冷剂至压缩机吸气端的动作。

优选地，

当包括气液分离器，和三通阀、且三通阀包括第一端、第二端、第三端，以及还包括连通支路、以及在所述连通支路上设置有气分膨胀阀时：

且当所述空调系统运行于制冷模式下，控制所述三通阀的第一端和所述第二端连通、使得所述气液分离器与所述室内换热器连通，且控制所述连通支路上的气分膨胀阀关闭；

且当所述空调系统运行于制热模式下，控制所述三通阀的第一端和所述第三端连通、使得所述喷射器的高压引射端或所述闪发器与所述室内换热器连通，且控制所述连通支路上的气分膨胀阀打开、所述气液分离器与所述室外换热器连通。

本发明提供的一种带喷射器的空调系统和控制方法具有如下有益效果：

1.本发明通过还设置喷射器，且喷射器的低压引射端引射循环回路中的低压管路中的制冷剂、高压引射端引射循环回路中的高压管路中的制冷剂，且将中压喷射端中喷出的制冷剂喷射至压缩机的低压吸气端，即将喷射器应用于压缩空调系统，能够通过喷射器将冷媒的膨胀功利用起来，借助喷射器提升低压级压缩机的吸气端压力，有效地增加压缩机的低压吸气压力，降低对压缩机的要求，即压缩机不需要保持很高的频率运转，提高压缩机的可靠性，以满足高负荷、高压比需求，提高空调负荷需求大、机组高低压比大的情况下机组的能效。

2.本发明另外方面由于喷射器不是运动部件，无需耗电，还能够有效回收一部分膨胀功，节省电能，进一步提高系统可靠性，提高机组能效。

附图说明

图1是本发明的带有喷射器的双级压缩多联机空调系统的结构图；

图2是本发明的带喷射器的双级压缩多联机空调系统的制冷循环示意图；

图3是本发明的带喷射器的双级压缩多联机空调系统的制热循环示意图。

图中附图标记表示为：

1、压缩机；1a、低压吸气端；1b、中压补气端；1c、排气端；11、第一压缩机；12、第二压缩机；2、室内换热器；21、室内膨胀阀；2a、第一室内换热器；2b、第二室内换热器；3、室外换热器；31、室外膨胀阀；4、喷射器；41、低压引射端；42、高压引射端；43、中压喷出端；5、气液分离器；51、气体出口端；52、入口端；53、第一液体输出端；54、第二液体输出端；6、闪发器；61、中压出气口；7、三通阀；71、第一端；72、第二端；73、第三端；8、四通阀；9、连通支路；91、气分膨胀阀。

具体实施方式

如图1-3所示，本发明提供一种带喷射器的空调系统，其包括：

压缩机1，室内换热器2和室外换热器3，以及至少由所述压缩机1，所述室内换热器2和所述室外换热器3连接成的制冷循环回路，所述制冷循环回路具有高压管路和低压管路；

还包括喷射器4，所述喷射器4包括低压引射端41、高压引射端42以及中压喷出端43，且所述低压引射端41与所述低压管路连通、以将所述低压管路的制冷剂引射进入所述喷射器4，所述高压引射端42与所述高压管路连通、以将所述高压管路的制冷剂引射进入所述喷射器4，所述中压喷出端43能够将所述喷射器4中的冷媒喷射进入所述压缩机1的低压吸气端1a。这里所指的“高压”、“低压”是相对的概念，“高压”、“中压”和“低压”之间也是相对的概念。

本发明通过还设置喷射器，且喷射器的低压引射端引射循环回路中的低压管路中的制冷剂、高压引射端引射循环回路中的高压管路中的制冷剂，且将中压喷射端中喷出的制冷剂喷射至压缩机的低压吸气端，即将喷射器应用于压缩空调系统，能够通过喷射器将冷媒的膨胀功利用起来，借助喷射器提升低压级压缩机的吸气端压力，有效地增加压缩机的低压吸气压力，降低对压缩机的要求，即压缩机不需要保持很高的频率运转，提高压缩机的可靠性，以满足高负荷、高压比需求，提高空调负荷需求大、机组高低压比大的情况下机组的能效；本发明另外方面由于喷射器不是运动部件，无需耗电，还能够有效回收一部分膨胀功，节省电能，进一步提高系统可靠性，提高机组能效。

优选地，

还包括气液分离器5，所述气液分离器5的气体出口端51连接至所述压缩机的低压吸气端1a，所述气液分离器5的入口端52与所述喷射器4的中压喷出端43连通。通过设置气液分离器能够在对进入压缩机低压吸气端的气体进行气液分离、防止液击外，还能作为喷射器的中压喷出端的接收端，用以接收从喷射器喷射而来的中压制冷剂，并将该中压制冷剂进行气液分离后输送至压缩机吸气端中。

优选地，

所述压缩机1为双级压缩机或为两级以上的多级压缩机，且所述空调系统还包括闪发器6，所述闪发器6连接于所述室外换热器3和所述室内换热器2之间，且所述闪发器6具有中压出气口61、且所述中压出气口61与所述双级压缩机或多级压缩机的中压补气端1b连通。这是本发明的压缩机的优选结构形式，即采用双级或多级压缩机，并且与之相配地设置闪发器的结构形式，能够通过闪发器闪发出中压的补气气体以对压缩机及整个空调系统中的冷媒进行增焓作用，以进一步提高在空调负荷需求大(例如冬季寒冷或夏季炎热情况)或机组高低压比大时的能效值。

优选地，

所述闪发器6和所述室外换热器3之间的管路上还设置有室外膨胀阀31。通过在闪发器与室外换热器之间还设置室外膨胀阀，能够对进入室外换热器之前或之后的制冷剂进行节流降压作用，为制冷剂进行蒸发吸热提供条件。

优选地，

所述空调系统还包括三通阀7，所述气液分离器5还具有第一液体输出端53，所述三通阀7的第一端71与所述室内换热器2相连、第二端72与所述气液分离器5的第一液体输出端53相连、第三端73与所述闪发器6相连。这是本发明的空调系统的进一步优选的结构形式，通过设置三通阀能够有效地对气液分离器、室内换热器和闪发器或喷射器之间形成连接，以将气液分离器与室内换热器相连、或是将室内换热器与闪发器或喷射器相连，以实现不同工作模式下的喷射冷媒动作的切换控制。

优选地，

所述三通阀7能够在所述第一端71和所述第二端72连通、与所述第一端71和所述第三端73连通之间进行切换。通过将三通阀在第一端和第二端接通和在第一端和第三端接通之间进行切换，能够使得根据不同的工作模式控制室内换热器与气液分离器连通、还是与闪发器和喷射器之间连通，从而实现不同工作模式下通过喷射器达到喷射出中压制冷剂至压缩机吸气端的效果，提高能效。

优选地，

所述喷射器4的所述高压引射端42连到所述三通阀7的所述第三端73与所述闪发器6之间的管路上，所述喷射器4的所述低压引射端41连接到所述室外换热器3的一端或连接到所述室内换热器2的一端。这是本发明喷射器的进一步优选的连接方式，通过将高压引射端连到三通阀的第三端与闪发器之间的管路，能够通过闪发器总抽吸高压制冷剂或从三通阀、进而从室内换热器中抽吸高压制冷剂，通过将低压引射端连接到室外换热器或室内换热器，能够从室外换热器或室内换热器中抽吸低压制冷剂，例如如果为制冷模式，则室内换热器为低压端，则低压引射端从室内换热器抽吸低压制冷剂，如果为制热模式，则室内换热器为高压端、室外换热器为低压端，则低压引射端从室外换热器抽吸低压制冷剂。

优选地，

所述气液分离器5还具有第二液体输出端54，所述第二液体输出端54通过连通支路9连通至所述室外换热器3和所述闪发器6之间的管路上，且所述连通支路9上还设置有气分膨胀阀91。通过在气液分离器底部还设置第二液体输出端，并将其通过连通支路连至室外换热器与闪发器之间，能够有效防止气液分离器中液体冷媒存积过多而导致无法排出、以致使得空调制冷循环回路中缺乏制冷剂的情况出现，这种情况尤其会出现在制热模式时，如图3，如果此时没有该连通支路9，则从喷射器持续不断地会从入口将冷媒输送至气液分离器中，而气液分离器中只会将气体排出，而此时第一液体输出端由于三通阀的切换而关闭，因此如果此时不将气液分离器中的制冷剂导出，则可能会发生循环回路中制冷剂缺乏而影响正常工作。

优选地，

所述空调系统还包括四通阀8，所述四通阀8的四个端分别连接至所述室外换热器3、所述室内换热器2、所述压缩机1的排气端1c以及所述喷射器4的所述低压引射端41。通过设置四通阀能够通过切换对空调系统的制冷模式和制热模式之间进行有效的切换控制。

优选地，

所述室内换热器2为两个以上的多联机系统，且两个以上的室内换热器2并联设置，在每个室内换热器3相连的管路上均设置有室内膨胀阀21。这是本发明空调系统的优选结构形式，即使得室内换热器为多个并联的方式，能够对多个不同的室内换热器产生制热或制冷的作用和效果。

本发明为带喷射器的双级压缩多联机系统，系统如图1。本发明的空调系统可搭配多个内机，图示给出搭配2台内机。制冷和制热模式均使用喷射器。

1、制冷循环如图2，四通阀8、三通阀7如图示换向，气分膨胀阀91关闭。假设两台内机都开机，制冷模式，则两个室内膨胀阀21都有开度；相应的一台内机关机，则对应的一个室内膨胀阀21关闭。

从气液分离器5出来的中间低压(psp)气体冷媒经低压级压缩机(即第二压缩机12)进行一次压缩后为中压(pm)气体冷媒，与从闪发器6出来的中压(pm)气体冷媒混合换热，即一次压缩后的气体冷媒被冷却，闪发气体冷媒吸热。混合气态冷媒经高压级压缩机(即第一压缩机11)二次压缩后为高压(pd)气态冷媒，之后经四通阀8和室外换热器3冷凝放热为高压(pd)液态冷媒，再经室外膨胀阀31节流降压后流入闪发器6，闪发的气态冷媒与一级压缩后的中压(pm)冷媒混合换热，闪发器的中压(pm)液态冷媒则进入喷射器4第一入口(即高压引射端42)。

气液分离器5底部的中间低压(psp)液态冷媒经三通阀7流出外机，经室内膨胀阀21节流降压为压力更低的低压(ps)气液两相冷媒，之后进入第一室内换热器2a、第二室内换热器2b吸热后为低压(ps)气相冷媒，流出内机，进入外机。经四通阀8进入喷射器4的第二入口(即低压引射端41)。

进入喷射器4第一入口的中压(pm)液态冷媒经喷射器4的喷嘴降压增速，为超低压(pmx)气液两相态冷媒，再流入吸入腔，造成吸入腔局部真空；靠虹吸作用，经室内换热器2a、2b吸热后的低压(ps)气相冷媒在由喷嘴降压增速的两相态冷媒的带动下一起流入吸入腔降压混合换热，之后混合冷媒经喷射器4的扩压腔增压后喷出中间低压(psp)的气液两相态冷媒。喷射器4喷射的中间低压(psp)气液两相态冷媒进入气液分离器5进行气液分离，分离出的中间低压(psp)气体冷媒进入低压级压缩机(即第二压缩机12)，分离出的中间低压(psp)液态冷媒(第一液体输出端53)经三通阀7进入内机参与循环。

2、制热循环如图3，四通阀8、三通阀7如图示换向。假设两台内机都开机，制热模式，则两个室内膨胀阀21都有开度；相应的一台内机关机，则对应的一个室内膨胀阀21关闭。

从气液分离器5出来的中间低压(psp)气体冷媒经低压级压缩机(即第二压缩机12)进行一次压缩后为中压(pm)气体冷媒，与从闪发器6出来的中压(pm)气体冷媒混合换热，即一次压缩后的气体冷媒被冷却，闪发气体冷媒吸热。混合气态冷媒经高压级压缩机(即第一压缩机11)二次压缩后为高压(pd)气态冷媒，之后经四通阀8进入室内换热器2a、2b冷凝放热为高压(pd)液态冷媒，再经室内膨胀阀21节流降压后流出内机，经外机三通阀7后分两路，一路进入闪发器6，一路进喷射器4的第一入口(即高压引射端42)。

闪发器6闪发的气态冷媒与一级压缩后的中压(pm)冷媒混合换热，闪发器的中压(pm)液态冷媒经室外膨胀阀31节流降压为低压(ps)气液两相态冷媒，之后与从气液分离器5底部(第二液体输出端54)流出的中间低压(psp)液态冷媒经气分膨胀阀91节流降压为压力更低的低压(ps)气液两相冷媒汇合，进入外机换热器3吸热，为低压(ps)气相冷媒，之后经四通阀8进入喷射器4的第二入口(即低压引射端41)。

进入喷射器4第一入口的中压(pm)冷媒经喷射器4的喷嘴降压增速，为超低压(pmx)气液两相态冷媒，再流入吸入腔，造成吸入腔局部真空；靠虹吸作用，经室外换热器3吸热后的低压(ps)气相冷媒在由喷嘴降压增速的两相态冷媒的带动下一起流入吸入腔降压混合换热，之后混合冷媒经喷射器4的扩压腔增压后喷出中间低压(psp)的气液两相态冷媒。喷射器4喷射的中间低压(psp)气液两相态冷媒进入气液分离5进行气液分离，分离出的中间低压(psp)气体冷媒进入低压级压缩机(即第二压缩机12)，分离出的中间低压(psp)液态冷媒经气分膨胀阀91节流降压进入外机换热器参与循环。

以上制冷、制热模式下，压力大小关系高压pd>中压pm>中间低压psp>低压ps>超低压pmx。

本发明的高压级压缩机和低压级压缩机可用一台补气增焓压缩机替代；

内机和外机换热器的换热形式，可以是风-冷媒换热、水-冷媒换热；结构形式可以是翅片换热器、壳管换热器等等。

系统可加油分离器，回油循环可变。

喷射器的喷嘴可变，喷嘴喉部直径可变，改变冷媒流量。

本发明还提供一种带喷射器的空调系统的控制方法，其使用前任一项所述的带喷射器的空调系统，根据所述空调系统的工作模式控制系统进行喷射制冷剂至压缩机吸气端的动作。

本发明通过还设置喷射器，且喷射器的低压引射端引射循环回路中的低压管路中的制冷剂、高压引射端引射循环回路中的高压管路中的制冷剂，且将中压喷射端中喷出的制冷剂喷射至压缩机的低压吸气端，即将喷射器应用于压缩空调系统，能够通过喷射器将冷媒的膨胀功利用起来，借助喷射器提升低压级压缩机的吸气端压力，有效地增加压缩机的低压吸气压力，降低对压缩机的要求，即压缩机不需要保持很高的频率运转，提高压缩机的可靠性，以满足高负荷、高压比需求，提高空调负荷需求大、机组高低压比大的情况下机组的能效；本发明另外方面由于喷射器不是运动部件，无需耗电，还能够有效回收一部分膨胀功，节省电能，进一步提高系统可靠性，提高机组能效。

优选地，

当包括气液分离器5，和三通阀7、且三通阀7包括第一端71、第二端72、第三端73，以及还包括连通支路9、以及在所述连通支路9上设置有气分膨胀阀91时：

且当所述空调系统运行于制冷模式下，控制所述三通阀7的第一端和所述第二端连通、使得所述气液分离器5与所述室内换热器2连通，且控制所述连通支路9上的气分膨胀阀91关闭；

且当所述空调系统运行于制热模式下，控制所述三通阀7的第一端和所述第三端连通、使得所述喷射器4的高压引射端42或所述闪发器6与所述室内换热器2连通，且控制所述连通支路9上的气分膨胀阀91打开、所述气液分离器5与所述室外换热器3连通。

这是本发明的空调系统的根据制冷模式和制热模式的不同而进行的不同控制，能够使得喷射器喷射出中压制冷剂以进入压缩机的低压吸气端，降低对压缩机的要求，即压缩机不需要保持很高的频率运转，提高压缩机的可靠性，以满足高负荷、高压比需求，提高空调负荷需求大、机组高低压比大的情况下机组的能效；本发明另外方面由于喷射器不是运动部件，无需耗电，还能够有效回收一部分膨胀功，节省电能，进一步提高系统可靠性，提高空调系统的能效。

1、制冷循环如图2，四通阀8、三通阀7如图示换向，气分膨胀阀91关闭。假设两台内机都开机，制冷模式，则两个室内膨胀阀21都有开度；相应的一台内机关机，则对应的一个室内膨胀阀21关闭。

从气液分离器5出来的中间低压(psp)气体冷媒经低压级压缩机(即第二压缩机12)进行一次压缩后为中压(pm)气体冷媒，与从闪发器6出来的中压(pm)气体冷媒混合换热，即一次压缩后的气体冷媒被冷却，闪发气体冷媒吸热。混合气态冷媒经高压级压缩机(即第一压缩机11)二次压缩后为高压(pd)气态冷媒，之后经四通阀8和室外换热器3冷凝放热为高压(pd)液态冷媒，再经室外膨胀阀31节流降压后流入闪发器6，闪发的气态冷媒与一级压缩后的中压(pm)冷媒混合换热，闪发器的中压(pm)液态冷媒则进入喷射器4第一入口(即高压引射端42)。

气液分离器5底部的中间低压(psp)液态冷媒经三通阀7流出外机，经室内膨胀阀21节流降压为压力更低的低压(ps)气液两相冷媒，之后进入第一室内换热器2a、第二室内2b吸热后为低压(ps)气相冷媒，流出内机，进入外机。经四通阀8进入喷射器4的第二入口(即低压引射端41)。

进入喷射器4第一入口的中压(pm)液态冷媒经喷射器4的喷嘴降压增速，为超低压(pmx)气液两相态冷媒，再流入吸入腔，造成吸入腔局部真空；靠虹吸作用，经室内换热器2a、2b吸热后的低压(ps)气相冷媒在由喷嘴降压增速的两相态冷媒的带动下一起流入吸入腔降压混合换热，之后混合冷媒经喷射器4的扩压腔增压后喷出中间低压(psp)的气液两相态冷媒。喷射器4喷射的中间低压(psp)气液两相态冷媒进入气液分离器5进行气液分离，分离出的中间低压(psp)气体冷媒进入低压级压缩机(即第二压缩机12)，分离出的中间低压(psp)液态冷媒(第一液体输出端53)经三通阀7进入内机参与循环。

2、制热循环如图3，四通阀8、三通阀7如图示换向。假设两台内机都开机，制热模式，则两个室内膨胀阀21都有开度；相应的一台内机关机，则对应的一个室内膨胀阀21关闭。

从气液分离器5出来的中间低压(psp)气体冷媒经低压级压缩机(即第二压缩机12)进行一次压缩后为中压(pm)气体冷媒，与从闪发器6出来的中压(pm)气体冷媒混合换热，即一次压缩后的气体冷媒被冷却，闪发气体冷媒吸热。混合气态冷媒经高压级压缩机(即第一压缩机11)二次压缩后为高压(pd)气态冷媒，之后经四通阀8进入室内换热器2a、2b冷凝放热为高压(pd)液态冷媒，再经室内膨胀阀21节流降压后流出内机，经外机三通阀7后分两路，一路进入闪发器6，一路进喷射器4的第一入口(即高压引射端42)。

闪发器6闪发的气态冷媒与一级压缩后的中压(pm)冷媒混合换热，闪发器的中压(pm)液态冷媒经室外膨胀阀31节流降压为低压(ps)气液两相态冷媒，之后与从气液分离器5底部(第二液体输出端54)流出的中间低压(psp)液态冷媒经气分膨胀阀91节流降压为压力更低的低压(ps)气液两相冷媒汇合，进入外机换热器3吸热，为低压(ps)气相冷媒，之后经四通阀8进入喷射器4的第二入口(即低压引射端41)。

进入喷射器4第一入口的中压(pm)冷媒经喷射器4的喷嘴降压增速，为超低压(pmx)气液两相态冷媒，再流入吸入腔，造成吸入腔局部真空；靠虹吸作用，经室外换热器3吸热后的低压(ps)气相冷媒在由喷嘴降压增速的两相态冷媒的带动下一起流入吸入腔降压混合换热，之后混合冷媒经喷射器4的扩压腔增压后喷出中间低压(psp)的气液两相态冷媒。喷射器4喷射的中间低压(psp)气液两相态冷媒进入气液分离器5进行气液分离，分离出的中间低压(psp)气体冷媒进入低压级压缩机(即第二压缩机12)，分离出的中间低压(psp)液态冷媒经气分膨胀阀91节流降压进入外机换热器参与循环。

以上制冷、制热模式下，压力大小关系高压pd>中压pm>中间低压psp>低压ps>超低压pmx。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。