空調器及兩級壓縮循環熱泵系統的製作方法

2023-07-04 08:30:31

專利名稱：空調器及兩級壓縮循環熱泵系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及空調技術領域，更具體地說，涉及一種空調器及兩級壓縮循環熱慄系統。
背景技術：
隨著生活水平的提高，人們對住宅環境的要求越來越高，空氣源熱泵空調系統在家用中央空調中得到廣泛的應用。 目前在兩級壓縮循環熱泵系統中，熱泵系統內設置有一個閃發器，因此當環境溫度較低時，冷媒中容易保留較多的氣體，當冷媒進入閃發器內後，冷媒在閃發器內溫度進一步降低，使得閃發器內出現較多氣體，因此在冷媒繼續通過時，氣體的阻隔換熱作用影響了冷媒進一步降溫，造成冷媒的製冷量下降。同時，由於壓縮機效率降低，使得空調系統的實際系統能效與效率比常規單級系統要低。因此，如何提高兩級壓縮循環熱泵系統中冷媒的製冷效率，是目前本領域技術人員亟待解決的問題。

實用新型內容有鑑於此，本實用新型提供了一種兩級壓縮熱泵系統，以提高兩級壓縮循環熱泵系統中冷媒的製冷效率；本實用新型還提供了一種空調器。為了達到上述目的，本實用新型提供如下技術方案一種兩級壓縮熱泵系統，包括順序設置的冷凝器和蒸發器，所述冷凝器和所述蒸發器之間設置有第一閃發器，所述冷凝器和所述蒸發器之間還設置有與所述第一閃發器串聯布置的第二閃發器。優選地，在上述兩級壓縮熱泵系統中，所述第二閃發器的進液口設置的節流裝置為電子膨脹閥。優選地，在上述兩級壓縮熱泵系統中，所述節流裝置為減壓毛細管。優選地，在上述兩級壓縮熱泵系統中，所述第二閃發器的排氣口與熱泵系統中壓縮機的回氣口相連通。優選地，在上述兩級壓縮熱泵系統中，所述第二閃發器的排氣口與所述回氣口之間設置有減壓裝置。優選地，在上述兩級壓縮熱泵系統中，所述減壓裝置為減壓毛細管。優選地，在上述兩級壓縮熱泵系統中，所述第一閃發器的排氣口與熱泵系統中壓縮機的補氣口相連通，且所述第一閃發器的排氣口與所述補氣口之間設置有電磁閥。優選地，在上述兩級壓縮熱泵系統中，所述第一閃發器、所述第二閃發器、所述蒸發器、所述冷凝器和熱泵系統的壓縮機的氣體或液體流通管路上均設置有熱敏電阻。優選地，在上述兩級壓縮熱泵系統中，所述第二閃發器設置於所述第一閃發器和所述蒸發器之間。一種空調器，包括設置在其內部的熱泵系統，所述熱泵系統為上述任意一項所述的兩級壓縮熱泵系統。本實用新型提供的兩級壓縮熱泵系統，熱泵系統中順序設置有冷凝器和蒸發器，冷凝器和蒸發器之間設置有第一閃發器，當冷媒在冷凝器和蒸發器之間流通時，冷媒通過第一閃發器，並且在第一閃發器內經過第一次的降溫過程，降溫後的冷媒由第一閃發器中流出；冷凝器和蒸發器之間還設置有與第一閃發器串聯布置的第二閃發器，降溫後的冷媒繼續流入至第二閃發器後，此時冷媒經過第二次的降溫過程，使得冷媒的製冷量增加，同時，降溫後冷媒進入第二閃發器時，冷媒第二次吸氣的溫度降低，可減少吸氣時的有害過熱，降低了冷媒流出後的幹度，增大了液體冷媒的流量，提高了製冷效率。

為了更清楚地說明本實用新型實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖I為本實用新型提供的兩級壓縮熱泵系統的結構示意圖；圖2為本實用新型提供的兩級壓縮熱泵系統的數學模型圖。
具體實施方式
本實用新型公開了一種兩級壓縮熱泵系統，提高了兩級壓縮循環熱泵系統中冷媒的製冷效率；本實用新型還提供了一種空調器。下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整的描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本實用新型的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本實用新型保護的範圍。如圖I所示，圖I為本實用新型提供的兩級壓縮熱泵系統的結構示意圖。本實用新型提供了一種兩級壓縮熱泵系統，熱泵系統中順序設置有冷凝器3和蒸發器10，冷凝器3和蒸發器10之間設置有第一閃發器5，冷媒在冷凝器3和蒸發器10之間流通時，冷媒通過第一閃發器5，並且在第一閃發器5內進行閃發，部分液態冷媒吸收另一部分液態冷媒的熱量而蒸發成氣態，被吸熱降溫後的液態冷媒由第一閃發器5中流出；冷凝器3和蒸發器10之間還設置有與第一閃發器5串聯布置的第二閃發器7，被吸熱降溫後的液態冷媒繼續流入至第二閃發器7進行閃發，進行閃發，部分液態冷媒吸收另一部分液態冷媒的熱量而蒸發成氣態，此時由於氣態冷媒已經過第一閃發器5、第二閃發器7的兩次閃發及氣液分離，再次被吸熱降溫後的液態冷媒中氣態冷媒混合物含量非常少，節流後的幹度變高，該液態冷媒流量增大；並且由於氣態冷媒對蒸發器中換熱的幹擾作用減小，使得換熱效率提高，最終使得冷媒的製冷量增加。冷媒在由第一閃發器5中流出後流入至第二閃發器7內時，冷媒本身具有較大的壓力，為了避免冷媒在流動過程中，因為流動空間的變化使得冷媒液體的壓力發生較大的變化，需要使冷媒在流動過程中保持較穩定的壓力。在本實用新型一具體的實施例中，第二閃發器7的進液口設置有節流裝置6。節流裝置6主要起到節流和降壓的作用。通過節流裝置6，使得冷媒液體在流動過程中流量減小，限制了液體進入第二閃發器7中的流量，從而保持了液體流動過程中保持較穩定的壓力。具體地，節流裝置6設置為電子膨脹閥。電子膨脹閥是按照預設程序調節蒸發器供液量的調節元件，在低溫環境中能夠提供較好的流量調節功能。當然，節流裝置6也可以設置為毛細管，毛細管作為製冷系統中的節流部件，適應於液體流入第二閃發器7內時對液體的節流和降壓作用。當然，節流裝置6還可以設置為節流膨脹閥。冷媒在流入第二閃發器7內部時，流入的冷媒受到的壓力變小，因此被壓縮的冷媒中的一部分氣體被排放出來，使得冷媒的溫度進一步降低，同時，由於冷媒中氣體進一步 的排出，使得冷媒的溫度進一步降低，從而進一步達到了對冷媒的降溫作用。然而冷媒內氣體排出時，第二閃發器7內的氣體為具有較低溫度的氣體，若該部分氣體直接排放時，無疑會造成能量的浪費。在本實用新型一具體的實施例中，第二閃發器7的排氣口與熱泵系統中的壓縮機I的回氣口相連通。壓縮機在工作時，將低壓氣體提升為高壓，該過程中，壓縮機I通過電機運轉帶動活塞對製冷劑氣體進行壓縮。通過將第二閃發器7的排氣口與壓縮機I的回氣口相連通，吸熱升溫後的氣態冷媒直接輸送到壓縮機I的回氣口，通過將第二閃發器7中的蒸汽回流，能夠避免氣體停留在第二閃發器7內而降低液體冷媒的換熱性能，減小沿程損失，提聞冷媒循環量，提聞製冷量和製冷效率。由於通過第二閃發器7的排氣口排出的為高溫氣態冷媒,該部分氣體直接由壓縮機I的回氣口輸入時，會對壓縮機的正常工作產生影響。為了避免由第二閃發器7排出的高溫氣態冷媒影響壓縮機I的正常工作，在本實用新型一具體實施例中，第二閃發器7的排氣口和回氣口之間設置有減壓裝置9。第二閃發器7內產生的高溫氣態冷媒，經減壓裝置9減壓降溫，成為溫度較低的氣態冷媒後再輸送至壓縮機I的回氣口，與經過蒸發器換熱而來的高溫氣態冷媒進行混合，降低了最終流入壓縮機I的氣態冷媒的溫度，即降低了壓縮機的吸、排氣溫度，保證了兩級壓縮熱泵系統的工作穩定性。具體地，減壓裝置9為減壓毛細管。當然，減壓裝置9還可以設置為節流閥，以對第二閃發器內氣體的排放量進行控制。壓縮機I在工作過程中，在低蒸發溫度下運行時，隨著排氣量的變化，吸氣比容增大，冷媒循環量減少，出現制熱能力下降的問題；工作時，由於壓縮機壓比增大，容積效率下降，壓縮機輸氣量及能效也會顯著下降，為了保證壓縮機I的正常工作性能，避免由於排氣量的變化降低壓縮機I的工作能效。在本實用新型一具體實施例中，第一閃發器5的排氣口與熱泵系統中壓縮機I的補氣口相通，冷媒經過第一閃發器5時，吸熱升溫後的氣態冷媒經第一閃發器5的排氣口輸送到壓縮機I內部，通過對壓縮機I的補氣作用，保證了壓縮機的I正常工作；同時，在第一閃發器5的排氣口與補氣口之間設置電磁閥8，壓縮機I在工作過程中，補氣動作通過定期進行，保證壓縮機I內具有足夠的排氣量，通過設置電磁閥8，使得第一閃發器對壓縮機的補氣動作可在預定的周期內持續進行，使得在熱泵系統中，根據實際需要起到第一閃發器對壓縮機補氣調節作用。兩級壓縮熱泵系統在工作過程中，通過對其各部分工作溫度的監測，可以對其是否處於工作狀態進行判斷，起到了對熱泵系統的工作狀態進行監控的作用，保證其工作狀態的安全進行。在本實用新型一具體實施例中，第一閃發器5、第二閃發器7、蒸發器10、冷凝器3和熱泵系統的壓縮機I的氣體或液體流通管路上均設置有熱敏電阻。第一閃發器5和第二閃發器7排氣管路上均設置熱敏電阻，以對閃發器排出氣體溫度進行監測，並可通過熱敏電阻連通熱泵系統的控制系統，通過熱敏電阻監測的閃發器的實時工作狀態，對系統的工作做出調節。同樣地，蒸發器10、冷凝器3和熱泵系統的壓縮機I的連通管路上設置的熱敏電阻，可以對流經三者或者由壓縮機I排出冷媒的實時工作情況進行監測，並通過監測數據對對應結構的工作狀態進行調節，從而維持整個系統的工作穩定性。 在本實用新型一具體實施例中，第二閃發器7設置在第一閃發器和蒸發器10之間。則在兩級熱泵系統的結構圖中，壓縮機I連接一個四通閥2，在順時針方向上，冷凝器
3、第一閃發器5、第二閃發器7和蒸發器10依次設置。以製冷過程為例，壓縮機I通過四通閥2將高壓氣態冷媒輸送到室外冷凝器3進行熱交換，降溫後的冷媒經過節流裝置4進入第一閃發器5中。第一閃發器5上設置有兩個支路，一條為氣體的流通支路，冷媒流入時，其壓力減小內部一部分氣體排出，實現了冷媒的進一步降溫，排出的氣體經支路上設置的電磁閥回到壓縮機的補氣口 ；另一條為冷媒的流通支路，冷媒繼續流通至第二閃發器7時，冷媒中的氣體進一步排出，從而使得冷媒的溫度進一步降低，同樣地，第二閃發器7上設置有氣、液兩條支路，排出的氣體直接排放到壓縮機的回氣口，而冷媒繼續進入蒸發器10，此時由於冷媒內具有較少的氣體和更低的溫度，使得蒸發器10獲得了更好的換熱效果，流通後冷媒經四通閥2進入壓縮機I的氣液分離器，經氣液分離器再進入壓縮機，從而繼續下一循環。同樣的，在制熱模式下，壓縮機I排出高壓氣態冷媒按照製冷過程的反向流通，通過第一閃發器5和第二閃發器7的共同作用，獲得更低溫度的冷媒起到了更好的換熱效果。在補氣狀態時，電磁閥8打開，第一閃發器5內劇烈閃發的氣體通過補氣管路進入壓縮機I的中間腔混合，再進入二級壓縮腔內繼續壓縮；第二閃發器7內閃發的氣體通過減壓毛細管回氣流入壓縮機吸氣腔，使得第二閃發器中較多的氣體排出，避免氣體降低第二閃發器7內液態冷媒的換性能，減小沿程損失，提高了冷媒循環量。如圖2所示，圖2為本實用新型提供的兩級壓縮熱泵系統的數學模型圖。圖中，橫坐標是比j含值h,豎坐標軸是絕對壓力的對數值lgp。在該圖中，qQ所在的曲線表示的是一級閃發系統中製冷過程和製冷量表示的二級閃發系統中製冷過程和製冷量，一級閃發系統和二級閃發系統在A處出現製冷過程的改變，由圖中可以得出的時，一級閃發系統和二級閃發系統存在一製冷量的差值Λ q=q0' -q0,因此，二級閃發系統較一級閃發系統增加了熱泵系統的製冷量。同時，二級閃發系統可以使冷媒的吸氣溫度降低，可減少吸氣有害過熱，降低蒸發器入口冷媒的幹度，增大液體冷媒的流量。[0046]基於上述實施例中提供的兩級壓縮熱泵系統，本實用新型還提供了一種空調器，其內部設置有熱泵系統，該熱泵系統為上述實施例中提供的兩級壓縮熱泵系統。由於該空調器採用了上述實施例的兩級壓縮熱泵系統，所以該空調器由兩級壓縮熱泵系統帶來的有益效果請參考上述實施例。對所公開的實施例的上述說明，使本領域專業技術人員能夠實現或使用本實用新型。對這些實施例的多種修改對本領域的專業技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本實用新型的精神或範圍的情況下，在其它實施例中實現。因此，本實用新型將不會被限制於本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的範圍。
權利要求1.一種兩級壓縮熱泵系統，包括順序設置的冷凝器(3)和蒸發器(10)，所述冷凝器(3)和所述蒸發器(10)之間設置有第一閃發器(5)，其特徵在於，所述冷凝器(3)和所述蒸發器(10)之間還設置有與所述第一閃發器(5)串聯布置的第二閃發器(7)。
2.根據權利要求I所述的兩級壓縮熱泵系統，其特徵在於，所述第二閃發器(7)的進液口設置的節流裝置(6)為電子膨脹閥。
3.根據權利要求2所述的兩級壓縮熱泵系統，其特徵在於，所述節流裝置(6)為減壓毛細管。
4.根據權利要求I所述的兩級壓縮熱泵系統，其特徵在於，所述第二閃發器(7)的排氣口與熱泵系統中壓縮機(I)的回氣口相連通。
5.根據權利要求4所述的兩級壓縮熱泵系統，其特徵在於，所述第二閃發器(7)的排氣口與所述回氣口之間設置有減壓裝置(9 )。
6.根據權利要求5所述的兩級壓縮熱泵系統，其特徵在於，所述減壓裝置(9)為減壓毛細管。
7.根據權利要求I所述的兩級壓縮熱泵系統，其特徵在於，所述第一閃發器(5)的排氣口與熱泵系統中壓縮機(I)的補氣口相連通，且所述第一閃發器(5)的排氣口與所述補氣口之間設置有電磁閥(8)。
8.根據權利要求I所述的兩級壓縮熱泵系統，其特徵在於，所述第一閃發器(5)、所述第二閃發器(7)、所述蒸發器(10)、所述冷凝器(3)和熱泵系統的壓縮機(I)的氣體或液體流通管路上均設置有熱敏電阻。
9.根據權利要求1-8任意一項所述的兩級壓縮熱泵系統，其特徵在於，所述第二閃發器(7)設置於所述第一閃發器(5)和所述蒸發器(10)之間。
10.一種空調器，包括設置在其內部的熱泵系統，其特徵在於，所述熱泵系統為權利要求1-9任意一項所述的兩級壓縮熱泵系統。
專利摘要本實用新型提供了一種兩級壓縮循環熱泵系統，熱泵系統中順序設置有冷凝器和蒸發器，冷凝器和蒸發器之間設置有第一閃發器，冷媒通過第一閃發器並在其內進行閃發，部分液態冷媒吸收另一部分液態冷媒的熱量而蒸發成氣態，被吸熱降溫後的液態冷媒由第一閃發器中流出；降溫後的冷媒繼續流入至與第一閃發器串聯布置的第二閃發器進行閃發，液體冷媒經兩級閃發器進行閃發，再次被吸熱降溫後的液態冷媒中氣態冷媒混合物含量非常少，節流後的幹度變高，該液態冷媒流量增大；並且由於氣態冷媒對蒸發器中換熱的幹擾作用減小，使得換熱效率提高，最終使得冷媒的製冷量增加提高了製冷效率。本實用新型還提供了一種具有上述兩級壓縮熱泵系統的空調器。
文檔編號F25B41/00GK202792728SQ201220444968
公開日2013年3月13日 申請日期2012年8月31日 優先權日2012年8月31日
發明者王春, 王現林, 葉澤波, 宋欽勇 申請人:珠海格力電器股份有限公司