CN103968477A - 空调器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种空调器，包括主路循环，主路循环包括主路压缩机和与主路压缩机的补气口相连通的补气装置，空调器还包括与主路循环耦合以增加补气装置的补气量的辅路循环。根据本发明的空调器，通过在主路循环中耦合辅路循环，从而增加补气装置的补气量，提高主路压缩机在二级压缩时的补气增焓效果，提高低温制热量和制热性能系数，即提高空调器的制热量和制热性能。

Description

空调器

技术领域

本发明涉及空调领域，具体而言，涉及一种空调器。

背景技术

空气源热泵制热能力随室外环境温度下降迅速衰减而无法满足用户需求。现有采用双级或准二级压缩中间补气增焓技术，包括两级节流中间不完全冷却和一级节流中间不完全冷却循环，以提高低温制热量和COP，同时降低压缩机排气温度。但现有技术补气增焓比例在常温工况下并不高，导致补气增焓对提高制热性能系数的效果不明显，在室外环境温度很低时，补气增焓提高制热量也有限。

发明内容

本发明旨在提供一种提高制热量和制热性能的空调器。

本发明提供了一种空调器，包括主路循环，主路循环包括主路压缩机和与主路压缩机的补气口相连通的补气装置，空调器还包括与主路循环耦合以增加补气装置的补气量的辅路循环。

进一步地，补气装置为经济器；经济器包括连接在室内换热器和主路压缩机的补气口之间的第一制冷剂腔，以及连接在室内换热器和室外换热器之间的第二制冷剂腔；第一制冷剂腔与室内换热器之间串联设置有第一节流装置以使节流后的制冷剂在第一制冷剂腔中蒸发吸热而使第二制冷剂腔中的制冷剂过冷；第二制冷剂腔与室外换热器之间串联设置有第二节流装置。

进一步地，辅路循环包括使进入室外换热器中的制冷剂再次过冷的辅路换热器。

进一步地，辅路换热器包括相互换热的第三制冷剂腔和第四制冷剂腔；辅路循环还包括辅路节流装置，辅路节流装置串联设置在第三制冷剂腔和室内换热器的出口端之间；第四制冷剂腔串联设置在第二制冷剂腔和第二节流装置之间。

进一步地，辅路循环还包括辅路压缩机，辅路压缩机串联设置在第三制冷剂腔和室内换热器的入口端之间。

进一步地，补气装置为闪发器；闪发器包括与室内换热器的出口端相连通的进口和与主路压缩机的补气口相连通的气相出口和与室外换热器相连通的液相出口；闪发器的进口与室内换热器的出口端之间串联设置有第三节流装置；液相出口与室外换热器之间串联设置有第四节流装置。

进一步地，辅路循环包括提高进入闪发器中的制冷剂的干度的辅路换热器。

进一步地，辅路换热器包括相互换热的第五制冷剂腔和第六制冷剂腔；辅路循环包括辅路压缩机，辅路压缩机的排气口与第五制冷剂腔的进口端相连通；第六制冷剂腔串联设置在第三节流装置与闪发器的进口之间。

进一步地，第五制冷剂腔的出口端与第四节流装置的进口端相连通。

进一步地，辅路压缩机的进气口与主路压缩机的气液分离器的出气口相连通。

根据本发明的空调器，通过在主路循环中耦合辅路循环，从而增加补气装置的补气量，提高主路压缩机在二级压缩时的补气增焓效果，提高低温制热量和制热性能系数，即提高空调器的制热量和制热性能。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，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是根据本发明的空调器的第一实施例的***示意图；以及

图2是根据本发明的空调器的第二实施例的***示意图。

具体实施方式

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

如图1和图2所示，根据本发明的空调器，包括主路循环，主路循环包括主路压缩机1和与主路压缩机1的补气口相连通的补气装置5，空调器还包括与主路循环耦合以增加补气装置5的补气量的辅路循环。本发明通过在主路循环中耦合辅路循环，从而增加补气装置5的补气量，提高主路压缩机在二级压缩时的补气增焓效果，提高低温制热量和制热性能系数，即提高空调器的制热量和制热性能。

具体地，图1所示的为本发明的空调器的第一实施例的***示意图，在该实施例中，补气装置5为经济器；经济器包括两个制冷剂腔，两个制冷剂腔均与室内换热器3的出口端连接，第一制冷剂腔（补气腔）与主路压缩机1的补气口连接，第二制冷剂腔的出口与室外换热器2相连通。在第一制冷剂腔（补气腔）的进口与室内换热器3之间串联第一节流装置401，从而使一部分制冷剂在被节流后在补气腔中蒸发气化，气化的制冷剂进入主路压缩机1的补气口。第一制冷剂腔和第二制冷剂腔相互换热，由于蒸发吸热，从而使第二制冷剂腔中的制冷剂过冷。

辅路循环包括使进入室外换热器2中的制冷剂再次过冷的辅路换热器9。具体地，辅路换热器9也包括两个制冷剂腔（即第三制冷剂腔和第四制冷剂腔），两个制冷剂腔之间相互换热，第四制冷剂腔串联在经济器的第二制冷剂腔和第二节流装置402之间，在该实施例中，辅路换热器9为辅路蒸发器，第三制冷剂腔串联在辅路循环中，辅路循环的制冷剂在第三制冷剂腔中蒸发吸热，从而对从第二制冷剂腔进入第四制冷剂腔中的制冷剂再次过冷。

辅路节流装置405串联设置在第三制冷剂腔和室内换热器3的出口端之间，辅路压缩机10串联设置在第三制冷剂腔和室内换热器3的入口端之间构成辅路循环。

本发明的空调器的第一实施例的工作原理如下，主路压缩机1的排气与辅路压缩机10的排气混合后经室内换热器3（冷凝器）后分为第一支路、第二支路和第三支路。第一支路的制冷剂进入经济器被过冷后再经辅路换热器9（辅路蒸发器）被进一步过冷，然后经第二节流装置402（主路电子膨胀阀）节流降压后经室外换热器2（蒸发器）进入主路压缩机1的低压吸气口。第二支路（补气路）的制冷剂经第一节流装置401（补气路电子膨胀阀）节流降压后进入经济器吸热完全蒸发后进入压缩机1的补气口，并与从经过主路压缩机1第一次压缩至中间压力的制冷剂混合后再经第二次压缩至高压，最终从排气口排出，形成主路循环。第三支路的制冷剂经辅路节流装置405（辅路电子膨胀阀）节流降压后进入辅路换热器9（辅路蒸发器）吸热蒸发变为制冷剂气体，然后进入辅路压缩机10经压缩排出进入室内换热器3（冷凝器）从而形成辅路循环。

本发明空调器的实施例一中，从室内换热器3出来的第一支路的制冷剂被经济器和辅路换热器9两次过冷后比焓显著减小，从而增加了室外换热器2的进口与出口制冷剂的比焓差和吸热量，室外换热器2吸热量增加，加上辅路循环的吸热量以辅路压缩机10的耗功，从而导致室内换热器3冷凝负荷增加，使室内换热器3出口制冷剂的温度和比焓均升高，导致第二支路（补气路）所需的制冷剂质量流量增加从而提高了补气量。本发明空调器的辅路压缩机10虽然额外耗功，但为主路循环增加了过冷度和补气量从而提高了制热量，空调器的制热性能系数仍然得到提高，且压缩机排气温度有所降低。

图2所示的为本发明的空调器的第二实施例的***示意图，在该实施例中，补气装置5为闪发器；闪发器包括与室内换热器3的出口端相连通的进口和与主路压缩机1的补气口相连通的气相出口和与室外换热器2相连通的液相出口；闪发器的进口与室内换热器3的出口端之间串联设置有第三节流装置403，进入闪发器的制冷剂经过第三节流装置403节流降压部分闪发气化后进入闪发器中气液分离，分离出来的气态制冷剂进入主路压缩机1补气，液态制冷剂从液相出口进入室外换热器2，液相出口和室外换热器2之间串联设置有第四节流装置404，对进入室外换热器2的液态制冷剂节流。

辅路循环包括提高进入闪发器中的制冷剂的干度的辅路换热器9。具体地，辅路换热器9包括相互换热的两个制冷剂腔，即第五制冷剂腔和第六制冷剂腔；辅路循环包括辅路压缩机10，辅路压缩机10的排气口与第五制冷剂腔的进口端相连通；第六制冷剂腔串联设置在第三节流装置403与闪发器的进口之间，从而对节流后的进入闪发器的部分制冷剂加热气化，使气态制冷剂的质量流量增加，即提高进入闪发器中的制冷剂的干度（气态制冷剂的质量流量/制冷剂的总质量流量）。

第五制冷剂腔的出口端与第四节流装置404的进口端相连通，即经过辅路压缩机10压缩后的制冷剂在第五制冷剂腔中冷凝后与闪发器液相出口的制冷剂混合后经节流进入室外换热器2。辅路压缩机10的进气口与主路压缩机1的气液分离器6的出气口相连通，即辅路压缩机10、辅路换热器9、第四节流装置404、室外换热器2、气液分离器6依次连接形成辅路循环。

在该实施例中，主路压缩机1的排气经室内换热器3（冷凝器）后分别经过主路的第三节流装置403（电子膨胀阀）、辅路换热器9的第六制冷剂腔和闪发器，在闪发器内饱和气体经由补气支路进入主路压缩机1的补气口，饱和液体经主路的第四节流装置404（电子膨胀阀）后进入室外换热器2（蒸发器）吸热蒸发成为气体进入气液分离器6，然后分别进入主路压缩机1和辅路压缩机10的吸气口，进入主路压缩机1的吸气口的制冷剂经第一次压缩至中间压力后与补气口的制冷剂混合后再经第二次压缩最终从排气口排出，形成主路循环。进入辅路压缩机10吸气口的制冷剂气体经压缩进入辅路换热器9（辅路冷凝器）冷凝后与来自闪发器5的饱和液体混合，并共用主路的第四节流装置404、室外换热器2（蒸发器）和气液分离器6，从而形成辅路循环。

本发明制冷装置的实施例二中，辅路压缩机10增加了室外换热器2的制冷剂流量从而增加了吸热量，并通过辅路换热器9提高了闪发器5入口制冷剂干度从而提高了主路压缩机1的补气量，使主路压缩机1的第二次压缩起始状态制冷剂的过热度显著降低，第二次压缩的比功降低，最终效果为制冷装置的制热量显著提高，排气温度降低，同时制热性能系数有所提高。

在本发明的第一实施例和第二实施例中，经济器5、辅路换热器9的结构可以是套管换热器、板式换热器，也可以是微通道换热器和微型壳管换热器。

本发明制冷装置的主路压缩机1可以是涡旋准二级压缩机、双转子双级补气增焓压缩机或两台任意形式的单级压缩机的组合，也可以是带补气增焓功能的螺杆压缩机或离心压缩机。本发明空调器的主路和辅路节流装置可以是毛细管、节流短管、热力膨胀阀、电子膨胀阀、节流孔板或前述任意合理组合。本发明空调器的主路循环和辅路循环可以加上必要的四通换向阀等部件或者进行简单的改进以适应制冷、制热或制热水等应用场合。

从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：

根据本发明的空调器，通过在主路循环中耦合辅路循环，从而增加补气装置的补气量，提高主路压缩机在二级压缩时的补气增焓效果，提高低温制热量和制热性能系数，即提高空调器的制热量和制热性能。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种空调器，包括主路循环，所述主路循环包括主路压缩机（1）和与所述主路压缩机（1）的补气口相连通的补气装置（5），其特征在于，

所述空调器还包括与所述主路循环耦合以增加所述补气装置（5）的补气量的辅路循环。

2.根据权利要求1所述的空调器，其特征在于，

所述补气装置（5）为经济器；

所述经济器包括连接在室内换热器（3）和所述主路压缩机（1）的补气口之间的第一制冷剂腔，以及连接在所述室内换热器（3）和室外换热器（2）之间的第二制冷剂腔；

所述第一制冷剂腔与所述室内换热器（3）之间串联设置有第一节流装置（401）以使节流后的制冷剂在所述第一制冷剂腔中蒸发吸热而使所述第二制冷剂腔中的制冷剂过冷；

所述第二制冷剂腔与所述室外换热器（2）之间串联设置有第二节流装置（402）。

3.根据权利要求2所述的空调器，其特征在于，

所述辅路循环包括使进入所述室外换热器（2）中的制冷剂再次过冷的辅路换热器（9）。

4.根据权利要求3所述的空调器，其特征在于，

所述辅路换热器（9）包括相互换热的第三制冷剂腔和第四制冷剂腔；

所述辅路循环还包括辅路节流装置（405），所述辅路节流装置（405）串联设置在所述第三制冷剂腔和所述室内换热器（3）的出口端之间；

所述第四制冷剂腔串联设置在所述第二制冷剂腔和所述第二节流装置（402）之间。

5.根据权利要求4所述的空调器，其特征在于，

所述辅路循环还包括辅路压缩机（10），所述辅路压缩机（10）串联设置在所述第三制冷剂腔和所述室内换热器（3）的入口端之间。

6.根据权利要求1所述的空调器，其特征在于，

所述补气装置（5）为闪发器；

所述闪发器包括与室内换热器（3）的出口端相连通的进口和与所述主路压缩机（1）的补气口相连通的气相出口和与室外换热器（2）相连通的液相出口；

所述闪发器的进口与所述室内换热器（3）的出口端之间串联设置有第三节流装置（403）；

所述液相出口与所述室外换热器（2）之间串联设置有第四节流装置（404）。

7.根据权利要求6所述的空调器，其特征在于，

所述辅路循环包括提高进入所述闪发器中的制冷剂的干度的辅路换热器（9）。

8.根据权利要求7所述的空调器，其特征在于，

所述辅路换热器（9）包括相互换热的第五制冷剂腔和第六制冷剂腔；

所述辅路循环包括辅路压缩机（10），所述辅路压缩机（10）的排气口与所述第五制冷剂腔的进口端相连通；

所述第六制冷剂腔串联设置在所述第三节流装置（403）与所述闪发器的进口之间。

9.根据权利要求8所述的空调器，其特征在于，

所述第五制冷剂腔的出口端与所述第四节流装置（404）的进口端相连通。

10.根据权利要求9所述的空调器，其特征在于，

所述辅路压缩机（10）的进气口与所述主路压缩机（1）的气液分离器的出气口相连通。