換熱系統及具有其的空調器的製造方法

2023-05-14 18:46:41 2

換熱系統及具有其的空調器的製造方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種換熱系統及具有其的空調器。該換熱系統包括：壓縮機；節流結構，節流結構與壓縮機連接，節流結構包括依次連接的第一毛細管和第二毛細管；輔助短接結構，輔助短接結構包括短接支路和第一控制閥，短接支路並聯在第二毛細管的兩端，第一控制閥設置在短接支路上並控制短接支路的通斷。該換熱系統能夠適應不同的運行頻率保證能效。
【專利說明】換熱系統及具有其的空調器

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及製冷設備領域，具體而言，涉及一種換熱系統及具有其的空調器。

【背景技術】
[0002]現有換熱系統的節流裝置一般採用電子膨脹閥節流，其節流效果較好，調節範圍廣，但是其成本較高。為了降低成本，可以採用毛細管作為節流裝置，毛細管節流也能滿足能效及APF要求。一般換熱系統採用毛細管節流裝置，其性能匹配過程中，一般是以額定製冷制熱點為標準，調節毛細管的主毛細管長度和輔助毛細管長度來確定最終毛細管組件的長度。但是這樣匹配會有一定缺陷，其缺陷主要有:
[0003]毛細管組件長度僅能滿足額定製冷制熱的能效要求，對於其他頻率點(中間製冷制熱以及25%製冷制熱)來說，其能效一般較低，從實驗數據來看，壓縮機低頻率運行點的流量雖然低，但是其壓差也相對小很多，導致毛細管現有長度節流不夠，需要增加毛細管長度才能使其效率達到最佳，但是為兼顧額定製冷制熱點的能效，只能犧牲其他點的能效。
[0004]應用毛細管作為節流裝置，在低頻運行點(中間點和25%點)壓縮機吸氣過熱度不足，雖然一般換熱系統壓縮機進口會有儲液罐，但是吸氣過熱度嚴重不足還是會增加壓縮機液擊的可能性，對製冷可靠性有影響；
[0005]應用毛細管作為節流裝置，在低頻運行點，壓縮機底部過熱度不足，以全新變頻外機匹配數據為例，25%制熱點壓縮機底部過熱度不足，壓縮機底部過熱度不足對系統可靠性影響更大。
實用新型內容
[0006]本實用新型的主要目的在於提供一種換熱系統及具有其的空調器，以解決現有技術中的製冷在低頻運行時毛細管節流能效低的問題。
[0007]為了實現上述目的，根據本實用新型的一個方面，提供了一種換熱系統，該換熱系統包括:壓縮機；節流結構，節流結構與壓縮機連接，節流結構包括依次連接的第一毛細管和第二毛細管；輔助短接結構，輔助短接結構包括短接支路和第一控制閥，短接支路並聯在第二毛細管的兩端，第一控制閥設置在短接支路上並控制短接支路的通斷。
[0008]進一步地，換熱系統還包括第一換熱器和第二換熱器，第一換熱器、第二換熱器和壓縮機依次串聯，節流結構串聯在第一換熱器與第二換熱器之間。
[0009]進一步地，換熱系統還包括四通閥，四通閥的第一閥口與壓縮機的出口連接，四通閥的第二閥口與第一換熱器的第一口連接，四通閥的第三閥口與壓縮機的進口連接，四通閥的第四閥口與第二換熱器的第一口連接。
[0010]進一步地，第一換熱器的第二口與第一毛細管連接，第二毛細管和短接支路均連接至第二換熱器的第二口。
[0011]進一步地，換熱系統還包括:檢測件，檢測件與壓縮機連接並檢測壓縮機的運行頻率；控制結構，控制結構與檢測件連接並接收檢測件檢測到的壓縮機的運行頻率，控制結構與第一控制閥連接，並根據運行頻率控制第一控制閥打開或關閉。
[0012]進一步地，第一控制閥為電磁閥。
[0013]進一步地，節流結構還包括第三毛細管，第三毛細管與第一毛細管並聯設置，第三毛細管所在的支路上串聯設置有第二控制閥，第二控制閥控制第三毛細管所在的支路的開閉。
[0014]進一步地，第二控制閥為單向閥。
[0015]根據本實用新型的另一方面，提供一種空調器，空調器包括換熱系統，換熱系統為上述的換熱系統。
[0016]應用本實用新型的技術方案，換熱系統包括壓縮機、節流結構和輔助短接結構。節流結構與壓縮機連接，節流結構包括依次連接的第一毛細管和第二毛細管，輔助短接結構包括短接支路和第一控制閥，短接支路並聯在第二毛細管的兩端，第一控制閥設置在短接支路上並控制短接支路的通斷。壓縮機的運行頻率高於第一頻率時，第一控制閥打開，短接支路短接第二毛細管，壓縮機的運行頻率低於第一頻率時，第一控制閥關閉，第二毛細管節流。第一毛細管和第二毛細管均對換熱系統中的冷媒進行節流，以使換熱系統的能效符合要求。由於換熱系統的壓縮機在不同工作環境中的運行頻率不同，為了保證壓縮機在任何運行頻率下，節流結構都能滿足使用需求，具有良好的節流效果，因而通過輔助短接結構根據壓縮機的運行頻率控制對冷媒進行節流的毛細管的長度。當壓縮機的運行頻率低於第一頻率時，壓縮機運行頻率較低，需要更長的毛細管節流，以提高節流效果，提高能效，此時輔助短接結構的第一控制閥關閉，短接支路不通，不對第二毛細管進行短接，由第一毛細管和第二毛細管進行節流。當壓縮機的運行頻率高於第一頻率時，壓縮機運行頻率較高，需要節流的毛細管長度較小就能夠保證節流效果和能效要求，因此輔助短接結構的第一控制閥打開，短接支路連通，通過短接支路將第二毛細管短接，僅有第一毛細管進行節流。由此實現了對壓縮機的不同運行頻率的匹配，保證壓縮機在任何運行頻率均有較高的能效。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]構成本申請的一部分的說明書附圖用來提供對本實用新型的進一步理解，本實用新型的示意性實施例及其說明用於解釋本實用新型，並不構成對本實用新型的不當限定。在附圖中:
[0018]圖1示出了根據本實用新型的實施例的換熱系統的示意圖。
[0019]其中，上述附圖包括以下附圖標記:
[0020]101、第一換熱器；102、四通閥；103、壓縮機；104、短接支路；105、第一控制閥；106、第二毛細管；107、第三毛細管；108、第二控制閥；109、第一毛細管；110、第二換熱器。

【具體實施方式】
[0021]需要說明的是，在不衝突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特徵可以相互組合。下面將參考附圖並結合實施例來詳細說明本實用新型。
[0022]如圖1所示，根據本實用新型的實施例，換熱系統包括壓縮機103、節流結構和輔助短接結構。節流結構與壓縮機103連接，節流結構包括依次連接的第一毛細管109和第二毛細管106，輔助短接結構包括短接支路104和第一控制閥105，短接支路104並聯在第二毛細管106的兩端，第一控制閥105設置在短接支路104上並控制短接支路104的通斷。
[0023]壓縮機103的運行頻率高於第一頻率時，第一控制閥105打開，短接支路104短接第二毛細管106，壓縮機103的運行頻率低於第一頻率時，第一控制閥105關閉，第二毛細管106節流。
[0024]第一毛細管109和第二毛細管106均對換熱系統中的冷媒進行節流，以使換熱系統的能效符合要求。由於換熱系統的壓縮機103在不同工作環境中的運行頻率不同，為了保證壓縮機103在任何運行頻率下，節流結構都能滿足使用需求，具有良好的節流效果，因而通過輔助短接結構根據壓縮機103的運行頻率控制對冷媒進行節流的毛細管的長度。當壓縮機103的運行頻率低於第一頻率時，壓縮機103運行頻率較低，需要更長的毛細管節流，以提高節流效果，提高能效，此時輔助短接結構的第一控制閥105關閉，短接支路104不通，不對第二毛細管106進行短接，由第一毛細管109和第二毛細管106進行節流。當壓縮機103的運行頻率高於第一頻率時，壓縮機103運行頻率較高，需要節流的毛細管長度較小就能夠保證節流效果和能效要求，因此輔助短接結構的第一控制閥105打開，短接支路104連通，通過短接支路104將第二毛細管106短接，僅有第一毛細管109進行節流。由此實現了對壓縮機103的不同運行頻率的匹配，保證壓縮機103在任何運行頻率均有較高的能效。
[0025]在本實施例中，換熱系統還包括第一換熱器101和第二換熱器110，第一換熱器101、第二換熱器110和壓縮機103依次串聯，節流結構串聯在第一換熱器101與第二換熱器110之間。第一換熱器101和第二換熱器110內的冷媒與外界換熱實現製冷或制熱。第一換熱器101和第二換熱器110中的一個位於室內，另一個設置在室外。在本實施例中，第一換熱器101設置在室外，第二換熱器110設置在室外。節流結構串聯在第一換熱器101和第二換熱器110之間，以對冷媒進行節流，使冷媒在後續的換熱器中蒸發更加充分，能效更尚。
[0026]在本實施例中，換熱系統還包括四通閥102，四通閥102的第一閥口與壓縮機103的出口連接，四通閥102的第二閥口與第一換熱器101的第一口連接，四通閥102的第三閥口與壓縮機103的進口連接，四通閥102的第四閥口與第二換熱器110的第一口連接。通過四通閥102能夠控制冷媒的流向，進而控制換熱系統的工作模式。
[0027]第一換熱器101的第二口與第一毛細管109連接，第二毛細管106和短接支路104均連接至第二換熱器110的第二口。
[0028]換熱系統還包括檢測件和控制結構。
[0029]檢測件與壓縮機103連接並檢測壓縮機103的運行頻率，控制結構與檢測件電連接並接收檢測件檢測到的壓縮機103的運行頻率，控制結構與第一控制閥105連接，並根據運行頻率控制第一控制閥105打開或關閉。通過控制結構能夠及時準確地根據壓縮機103的運行頻率控制輔助短接結構是否工作，控制更加及時準確。
[0030]為了簡化控制結構，提高控制效率同時減小佔用空間，第一控制閥105為電磁閥。控制結構為控制器，通過控制器控制電磁閥的通斷電來控制第一控制閥105的打開或關閉。
[0031]在本實施例中，為了提高節流效率，節流結構還包括第三毛細管107，第三毛細管107與第一毛細管109並聯設置，第三毛細管107的所在的支路上串聯設置有第二控制閥108，第二控制閥108控制第三毛細管107所在的支路的開閉。第二控制閥108可以根據需要開閉，若冷媒流量大時，可以打開第二控制閥108，使第三毛細管107分流一部分冷媒，以減輕第一毛細管109的節流壓力，同時第三毛細管107和第一毛細管109同時對冷媒進行節流，節流效率更高。
[0032]在本實施例中，第二控制閥108為單向閥，單向閥不需特殊控制，換熱系統可以自動根據製冷運行模式來自適應其開關，製冷模式單向閥關閉，第三毛細管107不參與系統節流，制熱模式系統內製冷劑流向相反，單向閥自動開啟，第三毛細管107參與系統節流，以適應制熱模式製冷劑流量需求。
[0033]該換熱系統的工作過程如下:
[0034]當換熱系統處於製冷模式時，製冷劑流向為圖1中箭頭方向，製冷劑經過壓縮機103後被壓縮成高壓高溫氣體，並通過四通閥102進入處於室外的第一換熱器101，然後經過第一毛細管109進行節流變為低壓低溫氣液兩相態，此時由換熱系統的控制器控制檢測件檢測壓縮機103的運行頻率，然後根據檢測數據進行選擇製冷劑流向，若壓縮機103的運行頻率高於第一頻率，則由換熱系統的控制器打開第一控制閥105，製冷劑通過短接支路104，然後經過處於室內的第二換熱器110回到壓縮機103，形成一次循環。若壓縮機103的運行頻率低於第一頻率，則由換熱系統的控制器關閉第一控制閥105，製冷劑流過第二毛細管106，經過進一步節流後進入處於室內的第二換熱器110，最後流回壓縮機103，形成一次循環。
[0035]當換熱系統處於制熱模式時，製冷劑流向與圖1中箭頭方向相反，製冷劑經過壓縮機103被壓縮成高壓高溫氣體，並通過四通閥102進入處於室內的第二換熱器110，在第二換熱器110的出口處，由換熱系統的控制器控制檢測件檢測壓縮機103的運行頻率，並根據檢測數據進行選擇製冷劑流向，若壓縮機103的運行頻率高於第一頻率，則由換熱系統的控制器打開第一控制閥105，製冷劑通過短接支路104，然後流入第一毛細管109進行節流，變為低壓低溫態進入處於室外的第一換熱器101進行換熱後流回壓縮機103，形成一個循環。若壓縮機103的運行頻率低於第一頻率，則由換熱系統的控制器關閉第一控制閥105，製冷劑經第二毛細管106和第一毛細管109進行節流後流入處於室內的第一換熱器101進行換熱後流回壓縮機103。完成一次循環。
[0036]該系統應用於變頻製冷時，通過電磁閥控制第二毛細管106是否工作來控制節流的毛細管的長度，以匹配壓縮機103的運行頻率，保證了能效。
[0037]根據本實用新型的另一方面，提供一種空調器，該空調器包括換熱系統，該換熱系統為上述的換熱系統。採用該換熱系統的空調器能夠根據需要選擇節流長度，適應性更好。
[0038]從以上的描述中，可以看出，本實用新型上述的實施例實現了如下技術效果:該換熱系統結構簡單，控制及時簡便，且能夠匹配壓縮機的不同頻率來選擇不同節流長度，保證能效。通過在換熱系統中增加一段毛細管，並用電磁閥控制其運行與否，使得換熱系統在高頻和低頻時能效都較高；解決換熱系統在低頻運行時吸氣過熱度不足的問題；解決換熱系統在低頻運行時壓縮機底部過熱度不足的問題；提升系統能效，增加系統可靠性。
[0039]以上所述僅為本實用新型的優選實施例而已，並不用於限制本實用新型，對於本領域的技術人員來說，本實用新型可以有各種更改和變化。凡在本實用新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護範圍之內。
【權利要求】
1.一種換熱系統，其特徵在於，包括: 壓縮機(103)； 節流結構，所述節流結構與所述壓縮機(103)連接，所述節流結構包括依次連接的第一毛細管(109)和第二毛細管(106)； 輔助短接結構，所述輔助短接結構包括短接支路(104)和第一控制閥(105)，所述短接支路(104)並聯在所述第二毛細管(106)的兩端，所述第一控制閥(105)設置在所述短接支路(104)上並控制所述短接支路(104)的通斷。
2.根據權利要求1所述的換熱系統，其特徵在於，所述換熱系統還包括第一換熱器(101)和第二換熱器(110)，所述第一換熱器(101)、所述第二換熱器(110)和所述壓縮機(103)依次串聯，所述節流結構串聯在所述第一換熱器(101)與所述第二換熱器(110)之間。
3.根據權利要求2所述的換熱系統，其特徵在於，所述換熱系統還包括四通閥(102)，所述四通閥(102)的第一閥口與所述壓縮機(103)的出口連接，所述四通閥(102)的第二閥口與所述第一換熱器(101)的第一口連接，所述四通閥(102)的第三閥口與所述壓縮機(103)的進口連接，所述四通閥(102)的第四閥口與所述第二換熱器(110)的第一口連接。
4.根據權利要求3所述的換熱系統，其特徵在於，所述第一換熱器(101)的第二口與所述第一毛細管(109)連接，所述第二毛細管(106)和所述短接支路(104)均連接至所述第二換熱器(110)的第二口。
5.根據權利要求1所述的換熱系統，其特徵在於，所述換熱系統還包括: 檢測件，所述檢測件與所述壓縮機(103)連接並檢測所述壓縮機(103)的運行頻率； 控制結構，所述控制結構與所述檢測件連接並接收所述檢測件檢測到的所述壓縮機(103)的運行頻率，所述控制結構與所述第一控制閥(105)連接，並根據所述運行頻率控制所述第一控制閥(105)打開或關閉。
6.根據權利要求5所述的換熱系統，其特徵在於，所述第一控制閥(105)為電磁閥。
7.根據權利要求1所述的換熱系統，其特徵在於，所述節流結構還包括第三毛細管(107)，所述第三毛細管(107)與所述第一毛細管(109)並聯設置，所述第三毛細管(107)所在的支路上串聯設置有第二控制閥(108)，所述第二控制閥(108)控制所述第三毛細管(107)所在的支路的開閉。
8.根據權利要求7所述的換熱系統，其特徵在於，所述第二控制閥(108)為單向閥。
9.一種空調器，所述空調器包括換熱系統，其特徵在於，所述換熱系統為權利要求1至8中任一項所述的換熱系統。
【文檔編號】F25B13/00GK204254925SQ201420736815
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年11月27日 優先權日:2014年11月27日
【發明者】魏廣飛 申請人:珠海格力電器股份有限公司