CN213089945U - 一种空调装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种空调装置，包括制冷剂回路、蓄/放热回路及除霜支路，蓄/放热回路具有蓄热换热器。空调装置进行制热蓄热运行时，从压缩机流出的制冷剂部分经蓄/放热回路以使蓄热换热器进行蓄热、而后与从室内换热器流出的制冷剂合流后再流向室外换热器。空调装置进行制热除霜时，从压缩机流出的制冷剂一部分直接经除霜支路流入室外换热器，利用制冷剂的潜热进行除霜,然后与从室内换热器流出的制冷剂汇合后一同流向蓄/放热回路以吸收蓄热换热器所存储的热量后再流向压缩机。该空调装置进行室内制热的同时能够进行蓄热或除霜，除霜时不影响室内制热能力，避免除霜时引起室内温度波动。

Description

一种空调装置

技术领域

本实用新型涉及空调装置技术领域，尤其涉及一种具有蓄热装置的空调装置。

背景技术

空气源热泵在冬季制热运行时，室外机换热器起蒸发器的作用，当换热器表面温度低于湿空气露点温度且低于0℃时，水分会以冰晶形态堆积在室外换热器的表面形成霜层。霜层增加了导热热阻，降低了流过换热器的空气流量，从而使换热器的传热系数降低，制热量下降。随着霜层的增厚，将出现风机性能衰减、蒸发温度下降的现象，严重时出现停机。因此，需用除霜的方法解决这些问题。

除霜方法包括风能除霜、逆向除霜、热气旁通除霜，但都存在一定的缺点和局限性。风能除霜要求室外环境温度较高的工况，应用具有很大的局限性，存在除霜可靠性的问题；逆向除霜会使空调室内端成为低压侧，即便风机关闭，通过自然对流和辐射制冷剂依然会从室内吸热，导致温度下降，影响用户的舒适性体验；热气旁通除霜速度较慢，除霜可靠性较差，仅适用于霜量较少的场合，由于除霜时热量较少，室内机无法出风，室内温度依然会出现波动。

本背景技术所公开的上述信息仅仅用于增加对本申请背景技术的理解，因此，其可能包括不构成本领域普通技术人员已知的现有技术。

发明内容

针对背景技术中指出的问题，本实用新型提供一种空调装置，其具有蓄/放热回路和热气旁通除霜支路，实现室内制热的同时能够进行蓄热或除霜，除霜时不影响室内制热能力，避免除霜时引起室内温度波动，提高空调装置的使用舒适度。

为实现上述实用新型目的，本实用新型采用下述技术方案予以实现：

本申请一些实施例中，提供了一种空调装置，包括：

制冷剂回路，所述制冷剂回路具有压缩机、室外换热器、以及室内换热器，所述制冷剂回路能够实现所述空调装置的制冷运行和制热运行；

蓄/放热回路，所述蓄/放热回路具有蓄热换热器，所述空调装置还具有制热蓄热同时运行模式，所述空调装置进行制热蓄热同时运行时，从所述压缩机流出的制冷剂一路经所述室内换热器实现制热功能，另一路经所述蓄/放热回路以使所述蓄热换热器进行蓄热、而后与从所述室内换热器流出的制冷剂合流后再流向所述室外换热器；

除霜支路，所述空调装置还具有制热除霜同时运行模式，所述空调装置进行制热除霜同时运行时，从所述压缩机流出的制冷剂一路经所述室内换热器实现制热功能，另一路直接经所述除霜支路流入所述室外换热器，利用制冷剂的潜热进行除霜,从所述室内换热器流出的制冷剂和从所述室外换热器流出的制冷剂汇合后一同流向所述蓄/放热回路以吸收所述蓄热换热器所存储的热量后再流向所述压缩机。

本申请一些实施例中，所述除霜支路的一端与所述压缩机的出口端管路相连，另一端与所述室外换热器相连，所述除霜支路上设有第四控制阀，所述第四控制阀用于控制所述除霜支路上制冷剂的流通。

本申请一些实施例中，所述第四控制阀为电磁阀或电子膨胀阀。

本申请一些实施例中，所述蓄/放热回路上设有电子膨胀阀，所述空调装置进行制热蓄热同时运行时，通过控制所述电子膨胀阀的开度来调节所述蓄热换热器的出口处的制冷剂过冷度。

本申请一些实施例中，所述蓄/放热回路上还设有第五控制阀，所述第五控制阀用于允许或阻断从所述压缩机流出的制冷剂直接流入所述蓄/放热回路内；

所述压缩机的排气管路上设有压力传感器。

本申请一些实施例中，所述蓄/放热回路具有第一支路、第二支路以及第四支路；

所述第一支路上设有第五控制阀，所述第一支路的一端与所述压缩机的出口端管路相连、另一端与所述第四支路相连；

所述第二支路的一端与所述蓄热换热器蓄热时的出口相连、另一端与所述室内换热器和所述室外换热器之间的管路相连，所述第二支路上设有电子膨胀阀；

所述第四支路的一端与所述室外换热器与所述压缩机之间的管路相连、另一端与所述蓄热换热器蓄热时的入口端管路相连，所述第四支路上设有第二控制阀；

所述第四支路与所述室外换热器之间设有第三支路，所述第三支路同时与所述除霜支路相连，所述第三支路上设有第三控制阀。

本申请一些实施例中，所述室内换热器的液管管路上设有室内节流元件，所述室外换热器的液管管路上设有室外节流元件；

所述第二支路的一端接入所述室内节流元件和所述室外节流元件之间的管路上。

本申请一些实施例中，所述空调装置还具有逆向除霜运行模式，制冷剂在逆向除霜运行模式和制冷运行模式下的循环流动路径相同，所述空调装置进行逆向除霜运行时，所述室内节流元件和所述室外节流元件全开。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为根据实施例的空调装置的系统原理图；

图2为根据实施例的空调装置进行制冷运行时的制冷剂循环图；

图3为根据实施例的空调装置进行制热运行时的制冷剂循环图；

图4为根据实施例的空调装置进行制热蓄热同时运行时的制冷剂循环图；

图5为根据实施例的空调装置进行制热除霜同时运行时的制冷剂循环图；

图6为根据实施例的空调装置中相关部件在不同运行模式下的开关情况。

附图标记：

W1-室外单元； N1-室内单元；

1-压缩机； 2-气液分离器；

3-第四控制阀； 4-四通换向阀；

5-气侧截止阀； 6-室内换热器、

7-室内侧风机； 8-室内节流元件；

9-液侧截止阀； 10-室内节流元件；

11-分流器； 12-室外侧风机；

13-室外换热器； 14-分流管；

15-第三控制阀； 17-第二控制阀；

18-蓄热换热器； 19-电子膨胀阀；

20-第五控制阀； 26-压力传感器；

01-除霜支路； 02-第一支路；

03-第二支路； 04-第三支路；

05-第四支路。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“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，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”、“第五”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”、“第四”、“第五”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

空调装置的基本运行原理]

参照图1，本申请中的空调装置包括室外单元W1和室内单元N1，本实施例仅以一个室外单元W1和一个室内单元N1作为示例进行说明，但并不限定室外单元W1和室内单元N1的个数，室外单元W1和室内单元N1的个数均可以为两个或以上，以匹配不同的工况和应用场景。

本申请中空调装置通过制冷剂回路来执行空调装置的制冷或制热循环。制冷或制热循环包括一系列过程，涉及压缩、冷凝、膨胀和蒸发。制冷剂回路具有压缩机、冷凝器、节流元件以及蒸发器等。

压缩机压缩处于低温低压状态的制冷剂气体并排出压缩后的高温高压制冷剂气体。所排出的制冷剂气体流入冷凝器。冷凝器将压缩后的制冷剂冷凝成液相，并且热量通过冷凝过程释放到周围环境。

节流元件使在冷凝器中冷凝的高温高压状态的液相制冷剂膨胀为低压的液相制冷剂。蒸发器蒸发在节流元件中膨胀的制冷剂，并使处于低温低压状态的制冷剂气体返回到压缩机。蒸发器可以通过利用制冷剂的蒸发的潜热与待冷却的材料进行热交换来实现制冷效果。在整个循环中，空调装置可以调节室内空间的温度。

室外单元W1包括室外换热器13、室外侧风机12、压缩机1、气液分离器2、四通换向阀4等。沿制热时制冷剂的流动方向，室外换热器13的入口端设有分流器11，室外换热器13的出口端设有分流管14。沿着制冷剂的流动方向，分流器11的上游设有室外节流元件10，室外节流元件10的上游设有液侧截止阀9。分流管14与四通换向阀4之间的管路（第三支路04）上设有第三控制阀15。四通换向阀4与室内换热器6之间的管路上设有气侧截止阀5。

室内单元N1包括室内换热器6和室内侧风机7，室内换热器6的出口端管路上设有室内节流元件8。

继续参照图1，本实施例中的空调装置还包括蓄/放热回路和除霜支路01。

蓄/放热回路和除霜支路01均设于室外单元W1内。

蓄/放热回路具有蓄热换热器18。

本实施例中的空调装置具有制冷运行模式、制热运行模式、制热蓄热同时运行模式以及制热除霜同时运行模式。

参照图2，空调装置进行制冷运行时，四通换向阀4状态为OFF，即四通阀D端与C端相通，E端和S端相通；第三控制阀15打开，蓄/放热回路和除霜支路01均关闭。

制冷剂的循环为：a）压缩机1排出的高温高压的气态制冷剂通过四通换向阀4、第三控制阀15进入室外换热器13，室外风机12开启，使空气从室外换热器13流过，制冷剂中的热量被室外侧空气带走，气态制冷剂冷凝成中温高压的液态制冷剂；b）液态制冷剂从室外节流元件10流出，被室内节流元件8节流至低压两相状态，进入室内换热器6中，室内风机7开启，两相态制冷剂吸收室内侧空气热量蒸发为低压气态制冷剂，产生制冷效果；c）低压气态制冷剂通过气侧截止阀5、四通换向阀4流入气液分离器2，被吸入压缩机1的吸气端进行压缩，这样就完成了整个制冷循环。

参照图3，空调装置进行制热运行时，四通换向阀4状态为ON，即四通阀D端与E端相通，C端和S端相通；第三控制阀15打开，蓄/放热回路和除霜支路01均关闭。

制冷剂的循环为：a）压缩机1排出的高温高压的气态制冷剂通过四通换向阀4、气侧截止阀5进入室内换热器6放出热量，加热室内侧的空气，产生制热效果，制冷剂冷凝成中温高压的液态；b）液态制冷剂从室内节流元件8流出，通过液侧截止阀9，被室外节流元件10节流至低压两相状态，两相态制冷剂通过分流器11及分流毛细管进一步节流降压，进入室外换热器13中吸收热量蒸发为低压气态制冷剂；c）低压气态制冷剂通过分流管14、第三控制阀15和四通换向阀4流入气液分离器2，被吸入压缩机1的吸气端进行压缩，这样就完成了整个制热循环。

参照图4，空调装置进行制热蓄热同时运行时，四通换向阀4的状态为ON,即四通阀D端与E端相通，C端和S端相通；第三控制阀15打开，蓄/放热回路打开以实现蓄热功能；除霜支路01关闭。

制冷剂的循环为：a）压缩机1排出的高温高压的气态制冷剂分为两路，第一路流向四通换向阀4，通过气侧截止阀5进入室内换热器6放出热量，加热室内侧空气，产生制热效果，制冷剂冷凝成中温高压的液态；b）第二路经蓄/放热回路进入蓄热换热器18放出热量，蓄热换热器18中的蓄热介质吸收热量进行蓄热；c）第一路液态制冷剂从室内节流元件8流出，通过液侧截止阀9，与从蓄热换热器18流出的第二路制冷剂合流；d）合流后的制冷剂经过室外节流元件10节流至低压两相状态，两相态制冷剂通过分流器11及分流毛细管进一步节流降压，进入室外换热器13中蒸发为低压气态制冷剂；e）低压气态制冷剂通过分流管14、第三控制阀15和四通换向阀4流入气液分离器2，被吸入压缩机1的吸气端，完成整个制热和蓄热循环。

参照图5，空调装置进行制热除霜同时运行时，四通换向阀4状态为ON，即四通阀D端与E端相通，C端和S端相通；第三控制阀15关闭；除霜支路01打开以对室外换热器13发挥除霜功能；蓄/放热回路打开。

制冷剂的循环为：a）压缩机1排出的高温高压的气态冷媒分为两路，第一路流向四通换向阀4，通过气侧截止阀5进入室内换热器6放出热量，冷凝成中温高压的液态冷媒； b）液态冷媒经过室内节流元件8流出，通过液侧截止阀9；c）第二路气态冷媒经过除霜支路01进入室外换热器13冷凝放热，将换热器表面的霜层融化，经过室外节流元件10流出；d）两路液态冷媒在液侧截止阀9与室外节流元件10之间合流，合流后的冷媒进入蓄热换热器18中吸收蓄热介质蓄存的热量蒸发为低压气态冷媒；e）低压气态冷媒通过四通换向阀4流入气液分离器2，被吸入压缩机1的吸气端进行压缩，完成整个制热和除霜循环。

换言之，当进行制热运行或制热蓄热同时运行过程中，室外换热器13结霜需要进行除霜运转时，蓄热换热器18不再蓄热；除霜支路01打开，制冷剂部分进入室内换热器6保持室内的制热能力，冷凝后通过室外节流元件10节流降压，同时利用流经除霜支路01的制冷剂的潜热对室外换热器13进行除霜。

[蓄/放热回路]

参照图1，蓄/放热回路具有第一支路02、第二支路03以及第四支路05；

第一支路02上设有第五控制阀20，第一支路02的一端与压缩机01的出口端管路相连、另一端与第四支路05相连。

第二支路03的一端与蓄热换热器18蓄热时的出口相连、另一端与室内换热器06和室外换热器13之间的管路相连，具体为与液侧截止阀9和室外节流元件10之间的管路相连，第二支路03上设有电子膨胀阀19。

第三支路04的一端与室外换热器13的出口端管路相连、另一端与第四支路05相连，第三支路04上设有第三控制阀15，第三支路04同时与除霜支路01相连。

第四支路05的一端与室外换热器13与压缩机1之间的管路相连，具体为与分流管14与四通换向阀4之间的管路相连，第四支路05的另一端与蓄热换热器18蓄热时的入口端管路相连；第四支路05上设有第二控制阀17。

其中，空调装置进入制热蓄热同时运行时，电子膨胀阀19、第三控制阀15以及第五控制阀20打开，第二控制阀17关闭；

空调装置进入制热除霜同时运行时，电子膨胀阀19和第二控制阀17打开，第三控制阀15和第五控制阀20关闭。

参照图2和图3，空调装置进行制冷和制热运行时，蓄/放热回路关闭是指电子膨胀阀19、第二控制阀17以及第五控制阀20均关闭。

参照图4，空调装置进行制热蓄热同时运行时，蓄/放热回路打开是指：电子膨胀阀19和第五控制阀20打开，第二控制阀17关闭，此时第三控制阀15打开。

此时蓄/放热回路中制冷剂的流动路径为：压缩机1排出的高温高压的气态制冷剂部分通过第五控制阀20进入蓄热换热器18放出热量，蓄热换热器18中的蓄热介质吸收热量进行蓄热；制冷剂从蓄热换热器18流出经过电子膨胀阀19与从室内换热器6流出的制冷剂在液侧截止阀9的下游合流。电子膨胀阀19对进入蓄热换热器18的制冷剂流量进行控制。

压缩机1的排气管路上设有压力传感器26，压力传感器26用于检测压缩机1的排气压力Pd。

空调装置进行制热运行t1时间后，判断室内侧的制热能力是否满足要求，本实施例通过压力Pd是否达到系统设定值Pdo进行判定。

具体的，若压力传感器26检测到的压力值Pd大于系统设定值Pdo，说明此时室内侧满足制热能力，打开第五控制阀20，空调装置由制热运行调节到制热蓄热同时运行；若压力传感器26检测到的压力值Pd不大于系统设定值Pdo，说明此时室内侧不满足制热能力，关闭第五控制阀20，空调装置继续制热运行以优先保证室内侧的制热能力。

本实施例中，Pdo的范围为1.5-3.5MPa，优选2.2MPa。

空调装置进入制热蓄热同时运行模式后，为保证能够实现足够的蓄热，需要对电子膨胀阀19的开度进行控制，控制目标为蓄热换热器18出口的制冷剂过冷度。

参照图5，空调装置进入制热除霜同时运行时，蓄/放热回路打开是指：电子膨胀阀19和第二控制阀17打开，第五控制阀20关闭，此时第三控制阀15关闭。

从压缩机1排出的高温高压的气态制冷剂，一路经四通换向阀4流入室内换热器6放出热量，冷凝成中温高压的液态冷媒，液态冷媒经过室内节流元件8流出，通过液侧截止阀9；一路经除霜支路01进入室外换热器13冷凝放热，将换热器13表面的霜层融化，经室外节流元件10流出；两路制冷剂在液侧截止阀9与室外节流元件10之间合流，合流后的制冷剂经过电子膨胀阀19节流降压为气液两相态，进入蓄热换热器18中吸收蓄热介质蓄存的热量蒸发为低压气态制冷剂；低压气态制冷剂再经过第二控制阀17和四通换向阀4流入压缩机。

[除霜支路]

参照图1，除霜支路01的一端与压缩机01的出口端管路相连，另一端与室外换热器13相连。

除霜支路01上设有第四控制阀3，第四控制阀3用于控制除霜支路01上制冷剂的流通。

空调装置进行制冷运行、或制热运行、或制热蓄热同时运行时，除霜支路关闭是指：第四控制阀3关闭。

空调装置进行制热除霜同时运行时，除霜支路01打开是指：第四控制阀3打开。

第四控制阀3为电磁阀或电子膨胀阀。

第四控制阀3为电磁阀时，利用的是高压制冷剂的潜热除霜。

第四控制阀3为电子膨胀阀时，通过控制除霜时室外换热器13中的压力，利用中压潜热除霜。

除霜时，电子膨胀阀19用于调节制冷剂在蓄热换热器18内的蒸发压力。

逆向除霜与制热除霜]

本实施例中的空调装置还具有逆向除霜运行模式，制冷剂在逆向除霜运行模式和制冷运行模式下的循环流动路径相同，不再赘述。与制冷运行不同的是，空调装置进行逆向除霜运行时，室内侧风机7停止运转，以防止向室内侧吹出冷风；室外侧风机12停止运转，以减少热量散发到室外；为了减少吸气压力的降低，室内节流元件8和室外节流元件10为全开。

图6所示为本实施例空调装置中相关部件在不同运行模式下的开关情况，以便于读者更加清晰地了解本申请方案。

本实施例中，第一控制阀16和第二控制阀17均采用电磁阀，第三控制阀15为两通阀或电磁阀。

在上述实施方式的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种空调装置，包括：

制冷剂回路，所述制冷剂回路具有压缩机、室外换热器、以及室内换热器，所述制冷剂回路能够实现所述空调装置的制冷运行和制热运行；

其特征在于，所述空调装置还包括：

蓄/放热回路，所述蓄/放热回路具有蓄热换热器，所述空调装置还具有制热蓄热同时运行模式，所述空调装置进行制热蓄热同时运行时，从所述压缩机流出的制冷剂一路经所述室内换热器实现制热功能，另一路经所述蓄/放热回路以使所述蓄热换热器进行蓄热、而后与从所述室内换热器流出的制冷剂合流后再流向所述室外换热器；

除霜支路，所述空调装置还具有制热除霜同时运行模式，所述空调装置进行制热除霜同时运行时，从所述压缩机流出的制冷剂一路经所述室内换热器实现制热功能，另一路直接经所述除霜支路流入所述室外换热器，利用制冷剂的潜热进行除霜,从所述室内换热器流出的制冷剂和从所述室外换热器流出的制冷剂汇合后一同流向所述蓄/放热回路以吸收所述蓄热换热器所存储的热量后再流向所述压缩机。

2.根据权利要求1所述的空调装置，其特征在于，

所述除霜支路的一端与所述压缩机的出口端管路相连，另一端与所述室外换热器相连，所述除霜支路上设有第四控制阀，所述第四控制阀用于控制所述除霜支路上制冷剂的流通。

3.根据权利要求2所述的空调装置，其特征在于，

所述第四控制阀为电磁阀或电子膨胀阀。

4.根据权利要求1所述的空调装置，其特征在于，

所述蓄/放热回路上设有电子膨胀阀，所述空调装置进行制热蓄热同时运行时，通过控制所述电子膨胀阀的开度来调节所述蓄热换热器的出口处的制冷剂过冷度。

5.根据权利要求1所述的空调装置，其特征在于，

所述蓄/放热回路上还设有第五控制阀，所述第五控制阀用于允许或阻断从所述压缩机流出的制冷剂直接流入所述蓄/放热回路内；

所述压缩机的排气管路上设有压力传感器。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的空调装置，其特征在于，

所述蓄/放热回路具有第一支路、第二支路以及第四支路；

所述第一支路上设有第五控制阀，所述第一支路的一端与所述压缩机的出口端管路相连、另一端与所述第四支路相连；

所述第二支路的一端与所述蓄热换热器蓄热时的出口相连、另一端与所述室内换热器和所述室外换热器之间的管路相连，所述第二支路上设有电子膨胀阀；

所述第四支路的一端与所述室外换热器与所述压缩机之间的管路相连、另一端与所述蓄热换热器蓄热时的入口端管路相连，所述第四支路上设有第二控制阀；

所述第四支路与所述室外换热器之间设有第三支路，所述第三支路同时与所述除霜支路相连，所述第三支路上设有第三控制阀。

7.根据权利要求6所述的空调装置，其特征在于，

所述室内换热器的液管管路上设有室内节流元件，所述室外换热器的液管管路上设有室外节流元件；

所述第二支路的一端接入所述室内节流元件和所述室外节流元件之间的管路上。

8.根据权利要求7所述的空调装置，其特征在于，

所述空调装置还具有逆向除霜运行模式，制冷剂在逆向除霜运行模式和制冷运行模式下的循环流动路径相同，所述空调装置进行逆向除霜运行时，所述室内节流元件和所述室外节流元件全开。

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