空調及其製冷系統的製作方法
2023-05-21 05:01:36 3
本發明涉及製冷技術領域，尤其是涉及一種製冷系統和具有該製冷系統的空調。
背景技術：
具有製冷循環和制熱循環的製冷系統，由於工況差異以及系統特點，在製冷循環或制熱循環過程中，系統中對冷媒總量需求不同。在通常情況下，製冷循環和制熱循環中的冷媒需求差異一般為10％～20％，甚至更高。
相關技術中，通常會單一增加儲液罐，一般是用於平衡製冷和制熱之間的冷媒差異。但是現有的方案，製冷系統在同一運行模式(製冷模式或者制熱模式)，不同工況時，無法實現冷媒流量的調節，因此需要改進。
技術實現要素：
本發明旨在至少在一定程度上解決相關技術中的技術問題之一。為此，本發明需要提出一種製冷系統，該製冷系統能夠使得系統中參與循環的冷媒量得到調節，不僅解決了製冷模式和制熱模式時冷媒需求差異問題，而且解決了在同一運行模式不通過工況情況下冷媒需求差異問題。
本發明還提出了一種具有該製冷系統的空調。
根據本發明第一方面實施例的製冷系統包括：壓縮機，所述壓縮機具有排氣口和回氣口；四通換向閥，所述四通換向閥具有第一至第四閥口，所述第一閥口與所述排氣口相連，所述第四閥口與所述回氣口相連；室外換熱器，所述室外換熱器具有第一室外埠和第二室外埠，所述第一室外埠與所述第二閥口相連；室內換熱器，所述室內換熱器具有第一室內接口和第二室內接口，所述第一室內接口與所述第三閥口相連；第一節流裝置，所述第一節流裝置的兩端分別與所述第二室外埠和第二室內埠相連；流量調節組件，所述流量調節組件並聯連接在所述第一節流裝置兩端，所述流量調節組件包括依次相連的通斷閥、儲液裝置和第二節流裝置，其中所述通斷閥連接在所述第一節流裝置和所述第二室外埠之間，所述第二節流裝置連接在所述第一節流裝置和所述第二室內埠之間。
根據發明實施例的製冷系統能夠使得系統中參與循環的冷媒量得到調節，不僅解決了製冷模式和制熱模式時冷媒需求差異問題，而且解決了在同一運行模式不通過工況情況下冷媒需求差異問題。
另外，根據本發明的製冷系統還可具有如下附加技術特徵：
在本發明的一個優選實施例中，所述通斷閥為雙向電磁閥或電動球閥。
在本發明的一個優選實施例中，所述通斷閥包括：單向電磁閥，所述單向電磁閥被構造成當所述製冷系統為製冷循環時其可選擇性導通和關斷其所在的管路，且當所述製冷系統為制熱循環時其處於常導通狀態；單向閥，所述單向閥與所述單向電磁閥串聯且所述單向閥由所述第二室外埠朝向所述第二室內埠單向導通。
在本發明的一個優選實施例中，所述第二節流裝置為毛細管。
在本發明的一個優選實施例中，所述儲液裝置為儲液罐。
在本發明的一個優選實施例中，所述室內換熱器為液-液換熱器，且所述製冷系統還包括：儲液箱，所述儲液箱與所述室內換熱器相連以對所述儲液箱內的液體進行製冷或制熱。
在本發明的一個優選實施例中，所述流量調節組件包括多個且所述多個流量調節組件彼此並聯連接。
在本發明的一個優選實施例中，所述製冷系統還包括：設在所述壓縮機的排氣口處的高壓傳感器；設在所述壓縮機的回氣口處的低壓傳感器；控制器，所述控制器分別與所述高壓傳感器、所述低壓傳感器和所述多個流量調節組件中的通斷閥通訊以根據所述高壓傳感器和所述低壓傳感器的檢測值分別控制所述多個流量調節組件中的通斷閥的通斷。
根據本發明第二方面實施例的空調，包括根據本發明第一方面所述的製冷系統。
由於該製冷系統，具有上述優點，因此通過設置該製冷系統可以使空調具有相應的優點，即根據本發明實施例的空調製冷循環和制熱循環時，均可以對參與系統循環的冷媒流量進行調節，而且在同一運行模式和不同工況時，也可以對冷媒的流量進行調節，空調系統的製冷制熱效果更好，能效比得到了大大地提升。
本發明的附加方面和優點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發明的實踐了解到。
附圖說明
本發明的上述和/或附加的方面和優點從結合下面附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中：
圖1是根據本發明實施例的製冷系統的原理圖。
附圖標記
製冷系統100；
壓縮機1；排氣口11；回氣口12；高壓傳感器13；低壓傳感器14；
四通換向閥2；第一閥口21；第二閥口22；第三閥口23；第四閥口24；
室外換熱器3；第一室外埠31；第二室外埠32；
第一節流裝置4；
室內換熱器5；第一室內接口51；第二室內接口52；
流量調節組件6；通斷閥61；單向電磁閥611；單向閥612；儲液裝置62；第二節流裝置63；
流量調節流路7；管道71；
控制器8。
具體實施方式
下面詳細描述本發明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，僅用於解釋本發明，而不能理解為對本發明的限制。
在本發明的描述中，需要理解的是，指示的方位或位置關係的術語為基於附圖所示的方位或位置關係，僅是為了便於描述本發明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明的限制。此外，術語「第一」、「第二」僅用於描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術特徵的數量。由此，限定有「第一」、「第二」的特徵可以明示或者隱含地包括一個或者更多個該特徵。在本發明的描述中，「多個」的含義是兩個或兩個以上，除非另有明確具體的限定。
在本發明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規定和限定，術語「安裝」、「相連」、「連接」應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通或兩個元件的相互作用關係。對於本領域的普通技術人員而言，可以根據具體情況理解上述術語在本發明中的具體含義。
下面參考圖1描述根據本發明實施例的製冷系統100。
如圖1所示，根據本發明實施例的製冷系統100，包括壓縮機1、四通換向閥2、室外換熱器3、室內換熱器5、第一節流裝置4和流量調節組件6。
壓縮機1具有用於排氣的排氣口11和用於回氣的回氣口12。四通換向閥2具有第一閥口21、第二閥口22、第三閥口23和第四閥口24，第一閥口21與排氣口11相連，第四閥口24與回氣口12相連，其中四通換向閥2中，第一閥口21可與第二閥口22和第三閥口23中的一個連通，同時第四閥口24可以與第二閥口22和第三閥口23中的另一個連通，由此可以通過四通換向閥2改變冷媒流向。
如圖1所示，室外換熱器3具有第一室外埠31和第二室外埠32，第一室外埠31與第二閥口22相連，室內換熱器5具有第一室內接口51和第二室內接口52，第一室內接口51與第三閥口23相連，第一節流裝置4的兩端分別與第二室外埠32和第二室內埠相連。
本發明實施例的製冷系統100具有製冷模式和制熱模式，當製冷系統100進行製冷模式時，冷媒的流向為：冷媒從壓縮機1的排氣口11流向室外換熱器3，冷媒在室外換熱器3內冷凝散熱，冷媒從室外換熱器3流出後冷媒經過第一節流裝置4節流，進而流向室內換熱器5進行蒸發吸熱，最後冷媒通過壓縮機1的回氣口12回到壓縮機1進行壓縮，如此循環；當製冷系統100進行制熱模式時，冷媒的流向為：冷媒從壓縮機1的排氣口11流向室內換熱器5，冷媒在室內換熱器5內冷凝散熱，冷媒從室內換熱器5流出後冷媒經過第一節流裝置4節流，進而流向室外換熱器3進行蒸發吸熱，最後冷媒通過壓縮機1的回氣口12回到壓縮機1進行壓縮，如此循環。
如圖1所示，流量調節組件6並聯連接在第一節流裝置4兩端，流量調節組件6包括依次相連的通斷閥61、儲液裝置62和第二節流裝置63，其中通斷閥61連接在第一節流裝置4和第二室外埠32之間，第二節流裝置63連接在第一節流裝置4和第二室內埠之間。
也就是說，流量調節組件6通過管路並聯在第一節流裝置4的兩端，即流量調節組件6中的上述三個依次相連的零部件以及連接用的管路，構造成一個與第一節流裝置4並聯的獨立的流量調節流路7。
其中該流量調節流路7會由於通斷閥61的開啟和關閉的不同而使呈現導通和截斷兩種不同的情況。當通斷閥61開啟時，流量調節流路7導通，冷媒可以流過流量調節流路7的整條流路；當通斷閥61關閉時，流量調節流路7截斷，根據製冷系統100冷媒的流向的不同，冷媒可以僅僅流過流量調節流路7的一段而無法流過另一段的流量調節流路7。
在本發明的實施例中，流量調節組件6中包括儲液裝置62，該儲液裝置62可以用於存儲一部分冷媒，從而流量調節組件6可以起到調節參與製冷系統100循環的冷媒的流量。
具體而言，本發明實施例中的流量調節組件6對於冷媒的調節作用是基於冷媒的關於溫度的特性來進行作用，具體地，冷媒在系統中流向會從高溫的位置流向低溫位置，因此在根據本發明實施例的製冷系統100中，冷媒是否流向儲液裝置62中是與製冷系統100的運行模式和該流量調節組件6所構成的管道71流路的導通與關斷的情況有關。基於此，下面將詳細描述流量調節組件6的工作原理進行描述：
當製冷系統100以製冷模式運行，並且通斷閥61開啟，上述的流量調節流路7導通時，製冷劑從室外換熱器3的第二室外埠32流出後，在流向第一節流裝置4之前進行分流，一部分冷媒流向流量調節流路7，另一部分冷媒流向第一節流裝置4。由於流量調節流路7的導通的，冷媒可以流過整條流路，即冷媒可以依次流過通斷閥61、儲液裝置62和第二節流裝置63，此時第二節流裝置63對流過的冷媒起到節流作用，因此第二節流裝置63的上遊的冷媒相對於第二節流裝置63的下遊的冷媒為高溫高壓狀態，儲液裝置62位於第二節流裝置63的上遊位置，因此可以理解的是儲液裝置62與流量調節流路7的高壓端相連，從而高壓端處的溫度大於儲液裝置62的溫度，因此冷媒會流向儲液裝置62內進行存儲，直至該儲液裝置62被冷媒充滿後，冷媒可以沿著原有的路徑繼續流動。因此在製冷系統100處於製冷模式且通斷閥61導通其所在的流量調節流路7時，部分冷媒會存儲在儲液裝置62內，從而使參與製冷循環的冷媒的流量得到減小。
當製冷系統100以製冷模式運行，並且通斷閥61關閉，上述的流量調節流路7截斷時，流量調節流路7與室外換熱器3的第二室外埠32斷開，冷媒無法從室外換熱器3流向流量調節流路7，此時儲液裝置62雖然通過第二節流裝置63與室內換熱器5的第二室內埠相連，但此時儲液裝置62處的溫度高於第一節流裝置4下遊處的溫度，因此冷媒不會從第一節流裝置4的下遊流向儲液裝置62中，因此冷媒全部參與製冷系統100的製冷循環。
上述是針對製冷模式時的流量調節組件6的工作原理，下面將描述針對制熱模式時，流量調節組件6的工作原理：
當製冷系統100以制熱模式運行，並且通斷閥61開啟，上述的流量調節流路7導通時，製冷劑從室內換熱器5的第二室內埠流出後，在流向第一節流裝置4之前進行分流，一部分冷媒流向流量調節流路7，另一部分冷媒流向第一節流裝置4。由於流量調節流路7的導通的，冷媒可以流過整條流路，即冷媒可以依次流過第二節流裝置63、儲液裝置62和通斷閥61，此時第二節流裝置63對流過的冷媒起到節流作用，因此第二節流裝置63的上遊的冷媒相對於第二節流裝置63的下遊的冷媒為高溫高壓狀態，儲液裝置62位於第二節流裝置63的下遊位置，因此儲液裝置62處的溫度低於第二節流裝置63上遊處的溫度，因此冷媒不會流向儲液裝置62內存儲，因此冷媒全部參與製冷系統100的製冷循環。
當製冷系統100以制熱模式運行，並且通斷閥61關閉，上述的流量調節流路7截斷時，流量調節流路7與室外換熱器3的第二室外埠32斷開，儲液裝置62通過第二節流裝置63與室內換熱器5的第二室內埠相連，第二室內埠處的冷媒為經過第一節流裝置4節流，因此此時第二室內埠處的溫度高於儲液裝置62處的溫度，因此冷媒會由第二室內埠流向儲液裝置62中進行存儲直至儲液裝置62被冷媒充滿。因此在製冷系統100處於制熱模式且通斷閥61截斷其所在的流量調節流路7時，部分冷媒會存儲在儲液裝置62內，從而使參與製冷循環的冷媒的流量得到減小。
綜上，根據本發明實施例的製冷系統100，在製冷模式下，通過通斷閥61的開啟和關閉可以控制冷媒是否會流入至儲液裝置62中進行儲存，同理，在制熱模式下，也可以通過通斷閥61的開啟和關閉來控制冷媒是否會流入至儲液裝置62中進行儲存，由此，根據本發明實施例的製冷系統100，在同一製冷模式且不同工況下，通過控制通斷閥61的開閉可以調整參與製冷循環的冷媒的流量，製冷系統100的製冷制熱循環在不同工況下均可以保證高能效運行。因此，本發明實施例的製冷系統100能夠使得系統中參與循環的冷媒量得到調節，不僅解決了製冷模式和制熱模式時冷媒需求差異問題，而且解決了在同一運行模式不通過工況情況下冷媒需求差異問題。
在本發明的一個實施例中，通斷閥61可以是雙向電磁閥或電動球閥。由此通過設置通斷閥61為雙向電磁閥或電動球閥可以方便地對流量調節流路7起到導通和截斷的作用，零部件應用少，管路連接方便，組裝效率高。
在本發明的另一個實施例中，如圖1所示，通斷閥61包括：單向電磁閥611和單向閥612。
其中，單向電磁閥611被構造成當製冷系統100為製冷循環時其可選擇性導通和關斷其所在的管路，且當製冷系統100為制熱循環時其處於常導通狀態，也就是說，單向電磁閥611的導通和關斷與其安裝的位置和順序是相關的。在本發明的實施例中，單向電磁閥611的安裝順序決定了當在如圖1所示的示例中時，當製冷系統100為製冷循環時其可選擇性導通和關斷其所在的管路，且當製冷系統100為制熱循環時其處於常導通狀態。
單向閥612與單向電磁閥611串聯且單向閥612由第二室外埠32朝向第二室內埠單向導通。
下面結合圖1描述單向電磁閥611和單向閥612的工作原理。
如圖1所示，假設單向電磁閥611的與室外換熱器3鄰近的一端稱為第一埠，單向電磁閥611的與室外換熱器3遠離的一端稱為第二埠。
當製冷系統100處於製冷循環時，單向電磁閥611的第一埠與高壓的室外換熱器3相連，單向電磁閥611的第二埠與低壓的室內換熱器5相連，第一埠處的壓力高於第二埠處的壓力，此時單向電磁閥611通過通斷電可以進行開啟和關閉動作，即在製冷循環時，流量調節流路7可以具有導通和截斷兩種狀態，而且由於單向閥612是由第二室外埠32朝向第二室內埠單向導通的，因此如上所述，單向電磁閥611開啟時，與單向閥612的共同使用，可以允許冷媒流過流量調節流路7，冷媒可以存儲在儲液裝置62內。當然，單向電磁閥611關閉時，流量調節流路7截斷，冷媒不會流向儲液裝置62。
而當製冷系統100處於制熱循環時，單向電磁閥611的第一埠與低壓的室外換熱器3相連，單向電磁閥611的第二埠與高壓的室內換熱器5相連，第一埠處的壓力低於第二埠處的壓力，此時單向電磁閥611無論是否通過通斷電，均處於開啟狀態，無法完成關斷動作，即在制熱循環時，單向電磁閥611所處的位置常導通。而由於單向閥612由第二室外埠32朝向第二室內埠單向導通，反向截止，因此冷媒無法通過單向閥612，此時儲液裝置62同第二節流裝置63與第二室內埠相連，又因為第二室內埠相對於儲液裝置62處於高壓高溫的狀態，因此冷媒會流向儲液裝置62中進行存儲，直至儲液裝置62被充滿。
因此，當通斷閥61為單向電磁閥611和單向閥612的組合時，製冷系統100製冷運行時，可以根據需要調整冷媒流量，製冷系統100制熱運行時均可以有一部分冷媒存儲在儲液裝置62內，由此可以滿足制熱系統對於冷媒需求量少的目標。而且通過設置單向電磁閥611和單向閥612可以降低成本。
在本發明的可選示例中，第二節流裝置63為毛細管，由此成本低。當然第二節流裝置63也可以是電子膨脹閥。
可選地，儲液裝置62為儲液罐，由此可以使儲液裝置62的結構簡單，容易配型。
在本發明的一個實施例中，室內換熱器5為液-液換熱器，且製冷系統100還包括儲液箱，儲液箱與室內換熱器5相連以對儲液箱內的液體進行製冷或制熱。也就是說，根據本發明實施例的製冷系統100可以是風輪熱泵機組，並且由於設置儲液箱，可以將儲液箱內的液體進行製冷或制熱後，傳送至需要空氣調節的室內進行利用，因此該結構適用於大型製冷設備中。
在本發明的一個實施例中，如圖1所示，流量調節組件6包括多個且多個流量調節組件6彼此並聯連接。其中多個流量調節組件6的通斷閥61的開啟和關閉彼此獨立，互不影響，由此通過設置多個彼此並聯的流量調節組件6，可以在進一步調節參與系統循環的冷媒流量。例如可以通過控制其中一部分流量調節組件6中的儲液裝置62存冷媒，而另一部分不存冷媒，由此可以滿足更多種工況要求，系統控制更加準確。
其中，製冷系統100還可以包括：設在壓縮機1的排氣口11處的高壓傳感器13、設在壓縮機1的回氣口12處的低壓傳感器14和控制器8，控制器8分別與高壓傳感器13、低壓傳感器14和多個流量調節組件6中的通斷閥61通訊以根據高壓傳感器13和低壓傳感器14的檢測值分別控制多個流量調節組件6中的通斷閥61的通斷。也就是說，通過設置控制器8，從而可以根據高壓傳感器13和低壓傳感器14的檢測值分別控制上述多個流量調節組件6中的通斷閥61的開啟和關閉狀態，由此冷媒的調節更加自動化，製冷系統100的控制更加精確。
下面描述根據本發明實施例的空調。根據本發明實施例的空調包括根據本發明上述實施例的製冷系統100。
由於該製冷系統100，具有上述優點，因此通過設置該製冷系統100可以使空調具有相應的優點，即根據本發明實施例的空調製冷循環和制熱循環時，均可以對參與系統循環的冷媒流量進行調節，而且在同一運行模式和不同工況時，也可以對冷媒的流量進行調節，空調系統的製冷制熱效果更好，能效比得到了大大地提升。
在本說明書的描述中，參考術語「一個實施例」、「一些實施例」、「示意性實施例」、「示例」、「具體示例」、或「一些示例」等的描述意指結合該實施例或示例描述的具體特徵、結構、材料或者特點包含於本發明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術語的示意性表述不一定指的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特徵、結構、材料或者特點可以在任何的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結合。
儘管已經示出和描述了本發明的實施例，本領域的普通技術人員可以理解：在不脫離本發明的原理和宗旨的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換和變型，本發明的範圍由權利要求及其等同物限定。