CN104101125B - 空调器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种空调器，包括压缩机和与压缩机连接的主路循环和辅路循环，压缩机包括第一压缩腔和第二压缩腔，第一压缩腔串联在主路循环中，第二压缩腔串联在辅路循环中；空调器还包括设置在主路循环和辅路循环中以使主路循环的制冷剂过冷的过冷装置。本发明的空调器由于压缩机具有两个压缩腔，压缩机的第一压缩腔串联在主路循环中，第二压缩腔串联在辅路循环中；即压缩机工作时，同时压缩主路循环和辅路循环中的制冷剂，从而可以减少一个辅路压缩机，降低成本、体积和控制的复杂程度。通过在主路循环中耦合有过冷效果的辅路循环，从而提高主路循环制冷剂的过冷度，有效地提高空调器制冷时的制冷量和能效比，制热时的制热量和制热性能系数。

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，导致在环境温度过低时，空气源热泵制热能力有限，需要开启电加热装置以辅助制热满足用户制热需要，降低了热泵机组的能效。

利用机械过冷循环可以显著提高空调或热泵机组的能力、能效比或性能系数。机械过冷循环需要在主路循环的基础上耦合一个辅路循环。一般地，增加一个辅路循环需要增加一个辅路压缩机，导致成本的增加，而且增大了空调器的体积和控制复杂度。

发明内容

本发明旨在提供一种控制简单且能够有效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，包括压缩机和与压缩机连接的主路循环和辅路循环，压缩机包括第一压缩腔和第二压缩腔，第一压缩腔串联在主路循环中，第二压缩腔串联在辅路循环中；空调器还包括设置在主路循环和辅路循环中以使主路循环的制冷剂过冷的过冷装置。

进一步地，压缩机为双转子压缩机，双转子压缩机包括第一气缸和第二气缸，第一气缸具有第一压缩腔，第二气缸具有第二压缩腔；第一气缸上设置有与第一压缩腔相连通的第一吸气口和第一排气口，第一压缩腔通过第一吸气口和第一排气口串联在主路循环中；第二气缸上设置有与第二压缩腔相连通的第二吸气口和第二排气口，第二压缩腔通过第二吸气口和第二排气口串联在辅路循环中。

进一步地，压缩机为单转子压缩机，具有一个气缸，气缸中设置有第一滑片和第二滑片以使气缸分隔为第一压缩腔和第二压缩腔；气缸上设置与第一压缩腔连通的第一吸气口和第一排气口，以及与第二压缩腔连通的第二吸气口和第二排气口，第一压缩腔通过第一吸气口和第一排气口串联在主路循环中，第二压缩腔通过第二吸气口和第二排气口串联在辅路循环中。

进一步地，第一压缩腔的容量为VA，第二压缩腔的容量为VB，其中，0.05≤VB/VA≤0.25。

进一步地，过冷装置为经济器，包括相互隔离并换热的第一制冷剂腔和第二制冷剂腔；第一制冷剂腔串联在主路循环中，第二制冷剂腔串联在辅路循环中。

进一步地，空调器还包括冷凝器、第一节流装置、蒸发器和第二节流装置；第一压缩腔、冷凝器、经济器的第一制冷剂腔、第一节流装置和蒸发器依次串联在主路循环中；第二压缩腔、冷凝器、第二节流装置和经济器的第二制冷剂腔依次串联在辅路循环中。

进一步地，过冷装置为闪发器，闪发器具有入口端、第一出口端和第二出口端，第一出口端接入到主路循环中，第二出口端接入到辅路循环中。

进一步地，空调器还包括冷凝器、第一节流装置、蒸发器和第二节流装置；第一压缩腔、冷凝器、第一节流装置和闪发器依次串联并通过第一出口端与第二节流装置、蒸发器和第一压缩腔连接形成主路循环；第二压缩腔、冷凝器、第一节流装置和闪发器依次串联并经过第二出口端与第二压缩腔相连接形成辅路循环。

根据本发明的空调器，由于压缩机具有两个压缩腔，压缩机的第一压缩腔串联在主路循环中，第二压缩腔串联在辅路循环中；即压缩机工作时，同时压缩主路循环和辅路循环中的制冷剂。相比普通的机械过冷循环***需要两个压缩机分别设置在主路循环和辅路循环中，本发明可以减少一个辅路压缩机，从而降低成本、体积以及控制的复杂程度。通过在主路循环中耦合具有过冷效果的辅路循环，从而提高主路循环制冷剂的过冷度，有效地提高空调器制冷时的制冷量和能效比，以及制热工况时的制热量和和制热性能系数。

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具有两个吸气腔的双转子压缩机的示意图；

图2是根据本发明的空调器的第一实施例的***示意图；以及

图3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至3所示，根据本发明的空调器，包括压缩机1和与压缩机1连接的主路循环和辅路循环，压缩机1包括第一压缩腔A和第二压缩腔B，第一压缩腔A串联在主路循环中，第二压缩腔B串联在辅路循环中；空调器还包括设置在主路循环和辅路循环中以使主路循环的制冷剂过冷的过冷装置5。本发明的空调器，由于压缩机1具有两个压缩腔，压缩机的第一压缩腔A串联在主路循环中，第二压缩腔B串联在辅路循环中；即压缩机工作时，同时压缩主路循环和辅路循环中的制冷剂。相比普通的机械过冷循环***需要两个压缩机分别设置在主路循环和辅路循环中，本发明可以减少一个辅路压缩机，从而降低成本、体积以及控制的复杂程度。通过在主路循环中耦合具有过冷效果的辅路循环，从而提高主路循环制冷剂的过冷度，有效地提高空调器制冷时的制冷量和能效比，以及制热工况时的制热量和和制热性能系数。

具体的，如图1所示，本发明采用双转子压缩机，双转子压缩机包括第一气缸10和第二气缸20，第一气缸10具有第一压缩腔A，第二气缸20具有第二压缩腔B；第一气缸10上设置有与第一压缩腔A相连通的第一吸气口和第一排气口，第二气缸20上设置有与第二压缩腔B相连通的第二吸气口和第二排气口。即本发明的双转子压缩机的两个气缸均具有独立的吸气口和排气口，两个气缸可以相互独立的工作，从而使第一气缸10独立工作在主路循环中，第二气缸20独立工作在辅路循环中。

本发明也的压缩机也可以采用单转子压缩机，通过对普通的单转子压缩机改进，在单转子压缩机的气缸中设置两个滑片，从而将气缸分割成两个压缩腔，即第一压缩腔A和第二压缩腔B。为了使第一压缩腔A和第二压缩腔B相互独立的工作，在气缸上分别对应第一压缩腔A和第二压缩腔B设置相互独立的吸气口和排气口，即气缸上设置与第一压缩腔A连通的第一吸气口和第一排气口和与第二压缩腔B连通的第二吸气口和第二排气口。第一压缩腔A通过第一吸气口和第一排气口串联在主路循环中，以压缩主路循环的制冷剂，第二压缩腔B通过第二吸气口和第二排气口串联在辅路循环中，以压缩辅路循环的制冷剂。

优选地，第一压缩腔A的容量为VA，第二压缩腔B的容量为VB，其中，0.05≤VB/VA≤0.25，选择第一压缩腔A和第二压缩腔B的容量比，从而控制主路循环和辅路循环的制冷剂流量比，使主路循环和辅路循环耦合时，能够使主路循环的制冷剂达到较优选地过冷度，从而使空调器能够达到较优的能效比或性能系数。

如图2所示的本发明的空调器的第一实施例中，过冷装置5为经济器，包括相互隔离并换热的第一制冷剂腔和第二制冷剂腔；第一制冷剂腔串联在主路循环中，第二制冷剂腔串联在辅路循环中。

具体地，如图2所示，压缩机1的第一气缸10的第一排气口的排气和第二气缸20的第二排气口的排气经过冷凝器3后分为第一支路（主路）和第二支路（辅路），第一支路的制冷剂进入经济器的第一制冷剂腔被过冷后经第一节流装置401节流降压后经蒸发器2进入压缩机1第一气缸10的第一吸气口，制冷剂气体在第一压缩腔A中压缩后从压缩机1的第一排气口排出，形成主路循环。第二支路（辅路）的制冷剂经第二节流装置402节流降压后进入经济器的第二制冷剂腔吸热完全蒸发后进入压缩机1的第二气缸20的第二吸气口，制冷剂气体在第二压缩腔B内压缩后从压缩机1的第二排气口排出，形成辅路循环。辅路循环和主路通过经济器耦合，从而使主路循环的制冷剂过冷，并使辅路循环的制冷剂完全蒸发气化，从而有效地提高了空调器的制热量，在同等制热量的情况下，有效地降低能耗，即提高制热性能系数。

如图3所示的本发明的空调器的第二实施例中，过冷装置5为闪发器，闪发器具有入口端、第一出口端和第二出口端，第一出口端接入到主路循环中，第二出口端接入到辅路循环中。

具体地，如图3所示，压缩机1的第一气缸和第二气缸的排气经过冷凝器3、第一节流装置401后进入闪发器，在闪发器中，制冷剂气液分离，分离后的饱和液体进入第一支路，并经过第二节流装置402节流降压进入蒸发器2吸热蒸发后进入压缩机1的第一气缸10的第一吸气口，制冷剂气体在第一压缩腔A内压缩后从压缩机1的第一排气口排出，形成主路循环。在闪发器中分离出来的饱和气体进入第二支路，第二支路的气体制冷剂进入压缩机1的第二气缸的第二吸气口，制冷剂气体在第二压缩腔B内经压缩后从压缩机1的第二排气口排出，形成辅路循环。通过主路循环和辅路循环耦合工作，从而有效地提高空调器在低温情况下的制热量，在同等制热量下降低能耗，提高制热性能系数。

本发明空调器的经济器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。本发明的空调器的闪发器可以是单向闪发器或双向闪发器，也可以是其他具有补气带液功能的闪发器。第一节流装置401和第二节流装置402可以是毛细管、节流短管、热力膨胀阀、电子膨胀阀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，由于压缩机具有两个压缩腔，压缩机的第一压缩腔串联在主路循环中，第二压缩腔串联在辅路循环中；即压缩机工作时，同时压缩主路循环和辅路循环中的制冷剂。相比普通的机械过冷循环***需要两个压缩机分别设置在主路循环和辅路循环中，本发明可以减少一个辅路压缩机，从而降低成本、体积以及控制的复杂程度。通过在主路循环中耦合具有过冷效果的辅路循环，从而提高主路循环制冷剂的过冷度，有效地提高空调器制冷时的制冷量和能效比，以及制热工况时的制热量和和制热性能系数。

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 (7)

1.一种空调器，包括压缩机(1)和与所述压缩机(1)连接的主路循环和辅路循环，其特征在于，

所述压缩机(1)包括第一压缩腔(A)和第二压缩腔(B)，所述第一压缩腔(A)串联在所述主路循环中，所述第二压缩腔(B)串联在所述辅路循环中；

所述空调器还包括设置在所述主路循环和所述辅路循环中以使所述主路循环的制冷剂过冷的过冷装置(5)，

所述第一压缩腔(A)的容量为VA，所述第二压缩腔(B)的容量为VB，其中，0.05≤VB/VA≤0.25。

2.根据权利要求1所述的空调器，其特征在于，

所述压缩机(1)为双转子压缩机，所述双转子压缩机包括第一气缸(10)和第二气缸(20)，所述第一气缸(10)具有所述第一压缩腔(A)，所述第二气缸(20)具有所述第二压缩腔(B)；

所述第一气缸(10)上设置有与所述第一压缩腔(A)相连通的第一吸气口和第一排气口，所述第一压缩腔(A)通过所述第一吸气口和第一排气口串联在所述主路循环中；所述第二气缸(20)上设置有与所述第二压缩腔(B)相连通的第二吸气口和第二排气口，所述第二压缩腔(B)通过所述第二吸气口和第二排气口串联在所述辅路循环中。

3.根据权利要求1所述的空调器，其特征在于，

所述压缩机(1)为单转子压缩机，具有一个气缸，所述气缸中设置有第一滑片和第二滑片以使所述气缸分隔为所述第一压缩腔(A)和所述第二压缩腔(B)；

所述气缸上设置与所述第一压缩腔(A)连通的第一吸气口和第一排气口，以及与所述第二压缩腔(B)连通的第二吸气口和第二排气口，所述第一压缩腔(A)通过所述第一吸气口和第一排气口串联在所述主路循环中，所述第二压缩腔(B)通过所述第二吸气口和第二排气口串联在所述辅路循环中。

4.根据权利要求1所述的空调器，其特征在于，

所述过冷装置(5)为经济器，包括相互隔离并换热的第一制冷剂腔和第二制冷剂腔；

所述第一制冷剂腔串联在所述主路循环中，所述第二制冷剂腔串联在所述辅路循环中。

5.根据权利要求4所述的空调器，其特征在于，

所述空调器还包括冷凝器(3)、第一节流装置(401)、蒸发器(2)和第二节流装置(402)；

所述第一压缩腔(A)、所述冷凝器(3)、所述经济器的第一制冷剂腔、所述第一节流装置(401)和所述蒸发器(2)依次串联在所述主路循环中；

所述第二压缩腔(B)、所述冷凝器(3)、所述第二节流装置(402)和所述经济器的第二制冷剂腔依次串联在所述辅路循环中。

6.根据权利要求1所述的空调器，其特征在于，

所述过冷装置(5)为闪发器，所述闪发器具有入口端、第一出口端和第二出口端，所述第一出口端接入到所述主路循环中，所述第二出口端接入到所述辅路循环中。

7.根据权利要求6所述的空调器，其特征在于，

所述空调器还包括冷凝器(3)、第一节流装置(401)、蒸发器(2)和第二节流装置(402)；

所述第一压缩腔(A)、所述冷凝器(3)、所述第一节流装置(401)和所述闪发器依次串联并通过所述第一出口端与所述第二节流装置(402)、所述蒸发器(2)和所述第一压缩腔(A)连接形成所述主路循环；

所述第二压缩腔(B)、所述冷凝器(3)、所述第一节流装置(401)和所述闪发器依次串联并经过所述第二出口端与所述第二压缩腔(B)相连接形成所述辅路循环。