CN109341160A - 空调用循环系统及空调 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种空调用循环系统及空调，涉及空气调节领域，用以提高空调系统的能力。该空调用循环系统包括压缩机、第一换热器、第二换热器以及气液分离组件，气液分离组件与压缩机、第一换热器、第二换热器形成回路；气液分离组件包括两个或多个气液分离器，至少一个气液分离器被构造为可选择地对冷媒气液分离。上述技术方案，对冷媒可选择进行一次、两次甚至更多次的气液分离，能有效解决压缩机回油带液问题和过度换热问题。

Description

空调用循环系统及空调

技术领域

本发明涉及空气调节领域，具体涉及一种空调用循环系统及空调。

背景技术

现有的空调系统，其包括室内换热器、室外换热器和压缩机，冷媒在上述各部件形成的回路中循环。室内换热器和室外换热器其中一个作为蒸发器，另一个作为冷凝器。从压缩机出来的高温高压冷媒进入冷凝器中冷凝成液体，而后流到蒸发器中蒸发成低温低压气体，最后回到压缩机中。

发明人认识到：目前压缩机在切换至化霜模式时，由于四通阀9切换，压缩机在一瞬间容易产生液击，这可能会造成压缩机损坏。但是带有热交换功能的气液分离器容易带来有害过热的问题。

发明内容

本发明提出一种空调用循环系统及空调，用以解决压缩机的回油带液问题和过度换热问题。

本发明提供了一种空调用循环系统，包括：

压缩机；

第一换热器；

第二换热器；以及

气液分离组件，与所述压缩机、所述第一换热器、所述第二换热器形成回路；所述气液分离组件包括两个或多个气液分离器，至少一个所述气液分离器被构造为可选择地对冷媒气液分离。

在一些实施例中，所述气液分离组件包括：

第一气液分离器，包括换热支路和气液分离支路，其中，所述换热支路位于所述回路中，所述气液分离支路被构造为能够在位于所述回路和不位于所述回路之间切换；

其中，当所述气液分离支路位于所述回路中，所述换热支路和所述气液分离支路串联，所述第一气液分离器对冷媒气液分离；当所述气液分离支路不位于所述回路中，所述第一气液分离器不对冷媒气液分离。

在一些实施例中，所述换热支路的第一开口与所述第一换热器的第二开口连通，所述换热支路的第二开口与所述第二换热器的第一开口连通；

所述气液分离支路的第一开口可选择地与所述第二换热器的第二开口或者所述第一换热器的第一开口连通，所述气液分离支路的第二开口与所述压缩机的出口。

在一些实施例中，所述气液分离支路的第一开口处设有第一阀；所述气液分离支路的第二开口处设有第二阀；

其中，当所述第一阀处于断开状态，所述气液分离支路不位于所述回路中。

在一些实施例中，所述气液分离组件还包括：

第二气液分离器；位于所述回路中，且用于对所述冷媒气液分离。

在一些实施例中，所述气液分离组件包括第一气液分离器和第二气液分离器，所述第一气液分离器被构造为可选择地对冷媒气液分离，所述第一气液分离器位于所述第二气液分离器的上游。

在一些实施例中，所述第一换热器包括壳管式换热器，和/或，所述第二换热器包括翅片式换热器。

在一些实施例中，所述空调用循环系统包括第一工作模式和/或第二工作模式。

在一些实施例中，所述第一工作模式包括制热模式。

在一些实施例中，所述第二工作模式包括制冷模式和除霜模式。

本发明另一实施例提供一种空调，包括本发明任一技术方案所提供的空调用循环系统。

上述技术方案提供的空调用循环系统，其气体分离组件包括两个甚至多个串联的气液分离器，每个气液分离器都能对冷媒气液分离，故能大大减少压缩机回油时的带液问题，即便在空调用循环系统切换至化霜模式时，也能有效降低甚至避免压缩机的回油带液问题，保证了压缩机使用的安全性。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例提供的空调用循环系统的原理示意图；

图2为本发明实施例提供的空调用循环系统处于第一工作模式时的原理示意图；

图3为本发明实施例提供的空调用循环系统处于第二工作模式时的原理示意图；

图4为本发明实施例提供的空调用循环系统的焓湿图。

具体实施方式

下面结合图1～图4对本发明提供的技术方案进行更为详细的阐述。

参见图1，本发明实施例提供一种空调用循环系统，包括压缩机1、第一换热器2、第二换热器3和气液分离组件。气液分离组件与压缩机1、第一换热器2、第二换热器3形成回路。气液分离组件包括两个或多个气液分离器，至少一个气液分离器被构造为可选择地对冷媒气液分离。

比如采用下述方式实现可选择地对冷媒气液分离：该至少一个气液分离器比如可以在工作位置和非工作位置之间切换，当其处于工作位置，冷媒经过该气液分离器，实现气液分离。当其处于非工作位置，冷媒经过与该气液分离器并联的旁通支路，不实现气液分离。后文将给出其他实施例，介绍可选择地对冷媒气液分离。

各个换热器比如采用翅片换热器或是满液式壳管换热器等。气液分离组件所包括的多个气液分离器结构是一样的，或者是不同的。

上述可选择是否进行气液分离的冷媒比如为具有换热功能的第一气液分离器41。

上述技术方案，至少一个气液分离器(以其为第一气液分离器41为例)能够在起到冷媒气液分离作用和不起到冷媒气液分离作用之间切换。当该气液分离器起到气液分离作用时，从冷凝器出来的高温液态冷媒与从蒸发器出来的低温气态冷媒能在后文的第一气液分离器41中热交换，以使得高温液态冷媒的温度降低，以增加过冷度，同时使得低温气态冷媒的温度升高，提升过热度，从而提高空调的能力。该交换使得空调用循环系统的热交换能力得以提升。在另一些工况下，不要提升热交换能力时，第一气液分离器41则不位于回路中，防止过度换热带来的问题。

参见图1，气液分离组件包括第一气液分离器41。第一气液分离器41包括换热支路411和气液分离支路412。其中，换热支路411位于回路中，气液分离支路412被构造为能够在位于回路和不位于回路之间切换。其中，当气液分离支路412位于回路中，换热支路411和气液分离支路412串联，第一气液分离器41对冷媒气液分离；当气液分离支路412不位于回路中，第一气液分离器41不对冷媒气液分离。

换热支路411始终为回路的一部分。气液分离支路412则可以在是选择性导通的支路，当其处于导通状态，换热支路411和气液分离支路412均位于回路中，且两者连通，但并非直接连通。换热支路411和气液分离支路412中的冷媒温度不同，两者中的温度交换。

换热支路411和气液分离支路412同时位于回路中时，第一气液分离器41起到气液分离作用。当只有换热支路411位于回路中时，第一气液分离器41只是起到连通支路的作用，不起到气液分离的作用。

在一些实施例中，比如采用阀控制气液分离支路412是否位于回路中。

第一气液分离器41具体采用下述连接方式：参见图1，在一些实施例中，换热支路411的第一开口与第一换热器2的第二开口22连通，换热支路411的第二开口与第二换热器3的第一开口31连通。气液分离支路412的第一开口可选择地与第二换热器3的第二开口或者第一换热器2的第一开口连通，气液分离支路412的第二开口与压缩机1的出口。

具体采用下述方式实现气液分离支路412是否位于回路中：参见图1，在一些实施例中，气液分离支路412的第一开口处设有第一阀5；气液分离支路412的第二开口处设有第二阀6。其中，当第一阀5处于断开状态，气液分离支路412不位于回路中。

参见图1，在一些实施例中，气液分离组件还包括第二气液分离器42。第二气液分离器42位于回路中，且用于对冷媒气液分离。

第二气液分离器42始终位于回路中，用于对冷媒气液分离。

参见图1，气液分离组件包括第一气液分离器41和第二气液分离器42。第一气液分离器41被构造为可选择地对冷媒气液分离，第一气液分离器41位于第二气液分离器42的上游。第二气液分离器42能对从位于下游的换热器出来冷媒气液分离，防止压缩机1出现液击问题。

参见图1，在一些实施例中，空调用循环系统包括第一工作模式和/或第二工作模式。

参见图1，在一些实施例中，第一工作模式包括制热模式。

参见图1，在一些实施例中，第二工作模式包括制冷模式和除霜模式。

上述空调用循环系统可在第一工作模式、第二工作模式下运行。第一工作模式包括制热模式。当空调用循环系统处于制热模式时，其冷媒循环示意图参见图3所示。

在一个或一些实施例中，第二工作模式包括制冷模式和除霜模式。当空调用循环系统处于制冷模式时，其冷媒循环示意图参见图4所示。除霜模式时，冷媒循环示意图与制冷模式基本是相同的。

参见图1至图3，空调用循环系统还包括第二气液分离器42；第二气液分离器42位于回路中，且用于对冷媒气液分离。

参见图2，当空调用循环系统处于第一工作模式，冷媒按照以下路径流动：压缩机1出来的冷媒流向第二换热器3、第一气液分离器41的换热支路411、第一换热器2、第一气液分离器41的气液分离支路412(可选择地)、第二气液分离器42，然后流回压缩机1。

参见图3，当空调用循环系统处于第二工作模式，冷媒按照以下路径流动：压缩机1出来的冷媒流向第一换热器2、第一气液分离器41的换热支路411、第二换热器3、第一气液分离器41的气液分离支路412(可选择地)、第二气液分离器42，然后流回压缩机1。

上述技术方案，设置了第二气液分离器42，当空调用循环系统处于第一、第二工作模式时，从第一换热器2出来的液态冷媒都连续经过第一气液分离器41的换热支路411以及第二气液分离器42，根据需要选择是否经过第一气液分离器41的气液分离支路412。若经过气液分离支路412，则经过两次气液分离，分离效果得以提升，冷媒带液量大大减少，可有效改善回向压缩机1的冷媒带液问题。

换热支路411中的高温冷媒能与气液分离支路412中的低温冷媒热交换。具体来说，从冷凝器出来的高温液态冷媒与从蒸发器出来的低温气态冷媒在气液分离器内换热，高温液态冷媒温度降低，增加过冷度(图4中点7-点3)，低温气态冷媒温度升高，提升过热度(图4中点1-点5)，制冷能力由图4中点4-点1提升到点8-点5，增加了点8-点4和点1-点5两段。

参见图1，四通阀9作为切换阀，其四个开口可处于以下两种连通状态。

第一种：四通阀9的第一开口91和四通阀9的第四开口94连通，四通阀9的第二开口92和四通阀9的第三开口93连通。此情况适用于空调用循环系统处于第一工作模式。

第二种：四通阀9的第一开口91和四通阀9的第二开口92连通，四通阀9的第三开口93和四通阀9的第四开口94连通。此情况适用于空调用循环系统处于第二工作模式。

设置四通阀9后，当空调用循环系统处于第二工作模式，冷媒按照以下路径流动：压缩机1出来的冷媒流向四通阀9、第一换热器2、第一气液分离器41的换热支路411、第二换热器3、四通阀9、第一气液分离器41的气液分离支路412可选择地、然后流回压缩机1。

设置四通阀9后，当空调用循环系统处于第一工作模式，冷媒按照以下路径流动：压缩机1出来的冷媒流向四通阀9、第二换热器3、第一气液分离器41的换热支路411、第一换热器2、四通阀9、第一气液分离器41的气液分离支路412可选择地、然后流回压缩机1。

在一个或多个实施例中，第一换热器2包括壳管式换热器，和/或，第二换热器3包括翅片式换热器。

满液式壳管换热器具有制冷能力大、能效比高的特点，所以，第一换热器2作为室内换热器时使用壳管式换热器较佳。上述技术方案，采用第一换热器2能利用其制冷能力大、能效比高的优点。

以采用图1所示的空调用循环系统为例，介绍一具体实施例。

参见图3，制冷循环时：冷媒在第一换热器2的壳程流动，随后流向第一气液分离器41的换热支路411、第二换热器3。然后有两种可选择的流通方式：方式一为直接流向第二气液分离器42；方式二为先流向第一气液分离器41的气液分离支路412、然后流向第二气液分离器42。上述方式一中，冷媒只由第二气液分离器42进行气液分离(简称为策略一)。上述方式二中，冷媒由第一气液分离器41和第二气液分离器42都进行气液分离(简称为策略二)。

流回压缩机1的冷媒经过压缩机1压缩，压缩后的高压气体经高压排气管进入第一换热器2冷凝为高温液态冷媒，放出的热量被带走。然后经过第一气液分离器41，与蒸发器出口的低温液态冷媒在气液分离器内进行换热，降低高温液态冷媒的温度(提升过冷度)，同时提升低温气态冷媒温度(提升过热度)。换热后的高温液态冷媒从气液分离器出来后经过电子膨胀阀节流，变为低压液态冷媒，再进入第二换热器3，完成冷媒的循环。此情况下第一阀5开启，第二阀6关闭。

高温情况下很少会有带液情况，为解决高温工况下机组的有害过热度，可实施如下操作。制冷剂在第二换热器3的壳程流动，吸收管程内的载冷剂的热量，并不断蒸发。当到达第二换热器3出口时变成气体，第一阀5关闭，第二阀6开启，冷媒不经过第一气液分离器41，只经过第二气液分离器42，气液分离后进入压缩机1入口，完成气液分离进入压缩机1压缩。经过压缩机1压缩后的高压气体经高压排气管进入第一换热器2冷凝为高温液态冷媒，放出的热量被带走。然后经过第一气液分离器41，从气液分离器出来后经过电子膨胀阀节流，变为低压液态冷媒，再进入第二换热器3，完成冷媒的循环。

在制冷循环中，可以采用相应的策略控制采用几个气液分离器进行气液分离。亦可分时段采用上述两个策略。上述技术方案，实现了更加灵活地控制冷媒的热交换能力，使得机组性能大大提高。

化霜循环与制冷循环的原理基本相同。当机组化霜时，上述技术方案通过使用两个气液分离器或者只通过第二气液分离器42进行气液分离。经过两次气液分离器，进行两级气液分离，能够大大地减少液击可能性，延长了压缩机1的使用寿命以及机组的可靠性。在机组换热量足够时，控制冷媒只被第二气液分离器42气液分离，避免了过渡换热带来的问题。

参见图2，制热循环时：四通阀9的第二开口92和第三开口93导通，四通阀9的第一开口91和第四开口94导通。冷媒从压缩机1的冷媒出口12流出后，先进入第二换热器3的第二开口32，然后从第二换热器3的第一开口31流出。经过电子膨胀阀7后进入第一气液分离器41的换热支路411。从换热支路411流出后，进入到第一换热器2的第二开口22，从第一换热器2的第一开口21流出后到达四通阀9的第二开口92、第三开口93。然后有两种流通方式。第一种方式为，不经过第一气液分离器41的气液分离支路412，直接从四通阀9的第三开口93流向第二气液分离器42，然后流向压缩机1的冷媒入口11。第二种方式为：四通阀9的第三开口93流出的冷媒流入到第一气液分离器41的气液分离支路412，然后流向第二气液分离器42，最后流回到压缩机1中。

本发明另一实施例提供一种空调，包括本发明另一技术方案所提供的空调用循环系统。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“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，仅是为便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗指所指的装置或元件必须具有特定的方位、为特定的方位构造和操作，因而不能理解为对本发明保护内容的限制。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，但这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (11)

1.一种空调用循环系统，其特征在于，包括：

压缩机(1)；

第一换热器(2)；

第二换热器(3)；以及

气液分离组件，与所述压缩机(1)、所述第一换热器(2)、所述第二换热器(3)形成回路；所述气液分离组件包括两个或多个气液分离器，至少一个所述气液分离器被构造为可选择地对冷媒气液分离。

2.根据权利要求1所述的空调用循环系统，其特征在于，所述气液分离组件包括：

第一气液分离器(41)，包括换热支路(411)和气液分离支路(412)，其中，所述换热支路(411)位于所述回路中，所述气液分离支路(412)被构造为能够在位于所述回路和不位于所述回路之间切换；

其中，当所述气液分离支路(412)位于所述回路中，所述换热支路(411)和所述气液分离支路(412)串联，所述第一气液分离器(41)对冷媒气液分离；当所述气液分离支路(412)不位于所述回路中，所述第一气液分离器(41)不对冷媒气液分离。

3.根据权利要求2所述的空调用循环系统，其特征在于，所述换热支路(411)的第一开口与所述第一换热器(2)的第二开口(22)连通，所述换热支路(411)的第二开口与所述第二换热器(3)的第一开口(31)连通；

所述气液分离支路(412)的第一开口可选择地与所述第二换热器(3)的第二开口(32)或者所述第一换热器(2)的第一开口(21)连通，所述气液分离支路(412)的第二开口与所述压缩机(1)的出口。

4.根据权利要求2所述的空调用循环系统，其特征在于，所述气液分离支路(412)的第一开口处设有第一阀(5)；所述气液分离支路(412)的第二开口处设有第二阀(6)；

其中，当所述第一阀(5)处于断开状态，所述气液分离支路(412)不位于所述回路中。

5.根据权利要求1所述的空调用循环系统，其特征在于，所述气液分离组件还包括：

第二气液分离器(42)，位于所述回路中，且用于对所述冷媒气液分离。

6.根据权利要求1所述的空调用循环系统，其特征在于，所述气液分离组件包括第一气液分离器(41)和第二气液分离器(42)，所述第一气液分离器(41)被构造为可选择地对冷媒气液分离，所述第一气液分离器(41)位于所述第二气液分离器(42)的上游。

7.根据权利要求1所述的空调用循环系统，其特征在于，所述第一换热器(2)包括壳管式换热器，和/或，所述第二换热器(3)包括翅片式换热器。

8.根据权利要求1所述的空调用循环系统，其特征在于，所述空调用循环系统包括第一工作模式和/或第二工作模式。

9.根据权利要求8所述的空调用循环系统，其特征在于，所述第一工作模式包括制热模式。

10.根据权利要求8所述的空调用循环系统，其特征在于，所述第二工作模式包括制冷模式和除霜模式。

11.一种空调，其特征在于，包括权利要求1-10任一所述的空调用循环系统。