CN104848579A - 空调器及其热交换*** - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种空调器及其热交换***，通过增加分别与室内外换热器对应设置的室外过冷装置和室内过冷装置，在制冷模式时，将来自室外换热器的冷媒重新引入室外过冷装置中换热，以增加从室外换热器中流出的冷媒过冷度，提高了制冷能力和能效比；在制热模式时，将来自室内换热器的冷媒重新引入室内过冷装置中换热，以增加从室内换热器中流出的冷媒过冷度，提高了制热能力和性能系数。故，通过在制冷模式和制热模式时分别形成一用于增加冷媒过冷度的过冷流路，从而使得室外换热器和室内换热器均能得到最大效率的利用，大大提高了整机的制冷制热能力和能效比。

Description

空调器及其热交换***
技术领域
本发明涉及制冷技术领域，尤其涉及一种空调器及其热交换***。
背景技术
随着空调器节能技术的发展，对室内外换热器的冷媒流路的优化选择一直没有停止。然而，当前行业内的冷媒流路多为固定形式，即在制冷模式和制热模式下冷媒流路相同，若采用该固定式冷媒流路，则在制冷模式和制热模式下室内外换热器难以得到充分利用，容易出现制冷量优，而制热量劣，或者出现制冷量劣，制热量优的问题，制冷能效比和制热性能系数难以同时达到最优，不能提高空调器的整体工作性能。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种热交换***，旨在解决现有的冷媒流路不能提高空调器的整体工作性能的技术问题。
为实现上述目的，本发明提供一种热交换***，包括首尾依次连接以构成冷媒循环回路的压缩机、换向装置、室外换热器、节流装置以及室内换热器，所述冷媒循环回路中位于所述室外换热器与所述室内换热器之间并与所述压缩机、换向装置相对应的管路为第一管路，所述冷媒循环回路中位于所述室外换热器与所述室内换热器之间并与所述节流装置相对应的管路为第二管路，所述热交换***还包括分别与所述第二管路并联设置的室外过冷装置和室内过冷装置，所述室外过冷装置位于所述室外换热器与所述节流装置之间，所述室内过冷装置位于所述室内换热器与所述节流装置之间；所述第二管路上设置有位于所述室外过冷装置的两并联连接节点之间的第一室外控制阀，所述室外过冷装置的过冷流路上设置有第二室外控制阀；所述第二管路上设置有位于所述室内过冷装置的两并联连接节点之间的第一室内控制阀，所述室内过冷装置的过冷流路上设置有第二室内控制阀。
优选地，所述室外换热器包括多路并联设置的冷媒流路，所述室外过冷装置的过冷流路包括并联设置的第一室外支路和第二室外支路，所述室外换热器中的任意一冷媒流路构成所述第一室外支路，所述第一室外支路上设置有位于其与所述第二室外支路的并联连接节点以及所述室外换热器的冷媒分配节点之间的第三室外控制阀，所述第二室外控制阀位于所述第二室外支路上。
优选地，所述室外换热器还包括第一室外三通管和第二室外三通管，所述第二室外支路的一端通过所述第一室外三通管与所述第一室外支路连接，另一端通过所述第二室外三通管与所述第二管路连接。
优选地，所述室外换热器还包括用于将冷媒分成多路进入所述室外换热器的第一冷媒分配器和用于将从所述室外换热器中引出的各冷媒流路汇集的第二冷媒分配器，所述第一室外控制阀位于所述第二室外支路与所述第二管路的并联连接节点以及所述第二冷媒分配器之间，所述第三室外控制阀位于所述第一室外支路与所述第二室外支路的并联连接节点以及所述第一冷媒分配器之间。
优选地，所述第一室外控制阀为单向阀或单通电磁阀，所述第二室外控制阀为单向阀或单通电磁阀，所述第三室外控制阀为单向阀或单通电磁阀。
优选地，所述室内换热器包括多路并联设置的冷媒流路，所述室内过冷装置的过冷流路包括并联设置的第一室内支路和第二室内支路，所述室内换热器中的任意一冷媒流路构成所述第一室内支路，所述第一室内支路上设置有位于其与所述第二室内支路的并联连接节点以及所述室内换热器的冷媒分配节点之间的第三室内控制阀，所述第二室内控制阀位于所述第二室内支路上。
优选地，所述室内换热器还包括第一室内三通管和第二室内三通管，所述第二室内支路的一端通过所述第一室内三通管与所述第一室内支路连接，另一端通过所述第二室内三通管与所述第二管路连接。
优选地，所述室内换热器还包括用于将冷媒分成多路进入所述室内换热器的第三冷媒分配器和用于将从所述室内换热器中引出的各冷媒流路汇集的第四冷媒分配器，所述第一室内控制阀位于所述第二室内支路与所述第二管路的并联连接节点以及所述第三冷媒分配器之间，所述第三室内控制阀位于所述第一室内支路与所述第二室内支路的并联连接节点以及所述第四冷媒分配器之间。
优选地，所述第一室内控制阀为单向阀或单通电磁阀，所述第二室内控制阀为单向阀或单通电磁阀，所述第三室内控制阀为单向阀或单通电磁阀。
此外，为实现上述目的，本发明还提供一种空调器，所述空调器包括上述任一项技术方案中所述的热交换***。
本发明所提供的一种热交换***，通过增加分别与室内外换热器对应设置的室外过冷装置和室内过冷装置，在制冷模式时，将来自室外换热器的冷媒重新引入室外过冷装置中换热，以增加从室外换热器中流出的冷媒过冷度，提高了制冷能力和能效比；在制热模式时，将来自室内换热器的冷媒重新引入室内过冷装置中换热，以增加从室内换热器中流出的冷媒过冷度，提高了制热能力和性能系数。故，通过在制冷模式和制热模式时分别形成一用于增加冷媒过冷度的过冷流路，从而使得室外换热器和室内换热器均能得到最大效率的利用，大大提高了整机的制冷制热能力和能效比。
附图说明
图1为本发明的热交换***第一实施例的结构示意图，其中该热交换***处于制冷循环状态；
图2与图1类似，其中该热交换***处于制热循环状态；
图3为本发明的热交换***第二实施例的结构示意图，其中该热交换***处于制冷循环状态；
图4与图3类似，其中该热交换***处于制热循环状态。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参见附图做进一步说明。
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明提供一种热交换***，参见图1和图2，在第一实施例中，该热交换***包括首尾依次连接以构成冷媒循环回路的压缩机100、换向装置110、室外换热器120、节流装置130以及室内换热器140，其中换向装置110可以是四通阀，通过换向装置110的换向而使冷媒在所述冷媒循环回路中正向或反向流动，从而实现制冷和制热功能，节流装置130可以是电子膨胀阀，也可以是毛细管或节流阀等节流机构。本实施例中，冷媒循环回路中位于室外换热器120与室内换热器140之间并与压缩机100、换向装置110相对应的管路为第一管路P1，冷媒循环回路中位于室外换热器120与室内换热器140之间并与节流装置130相对应的管路为第二管路P2。
该热交换***还包括分别与第二管路P2并联设置的室外过冷装置A和室内过冷装置B，其中室外过冷装置A位于室外换热器120与节流装置130之间，室内过冷装置B位于室内换热器140与节流装置130之间；此外，第二管路P2上设置有位于室外过冷装置A的两并联连接节点之间的第一室外控制阀125，室外过冷装置A的过冷流路上设置有第二室外控制阀127；第二管路P2上设置有位于室内过冷装置B的两并联连接节点之间的第一室内控制阀145，室内过冷装置B的过冷流路上设置有第二室内控制阀147。通过第一室外控制阀125和第二室外控制阀127可以选择冷媒的流向，通过第一室内控制阀145和第二室内控制阀147选择冷媒的流向。具体地，该热交换***在制冷模式时，第一室外控制阀125关闭，第二室外控制阀127导通，因此将来自室外换热器120的冷媒重新引入室外过冷装置A中换热，以增加从室外换热器120中流出的冷媒过冷度，提高了制冷能力和能效比；该热交换***在制热模式时，第一室内控制阀145关闭，第二室内控制阀147导通，因此将来自室内换热器140的冷媒重新引入室内过冷装置B中换热，以增加从室内换热器140中流出的冷媒过冷度，提高了制热能力和性能系数。
此外，热交换***在制热模式时，第一室外控制阀125导通，第二室外控制阀127关闭，因此不会改变室外换热器120的冷媒流路；热交换***在制冷模式时，第一室内控制阀145导通，第二室内控制147关闭，因此不会改变室内换热器140的冷媒流路。实现制热模式下室外换热器120和制冷模式下室内换热器140的各路冷媒同步进入蒸发状态，减小冷媒的流动阻力，有效地保证了蒸发效果。
需要说明的是，室外过冷装置A可以构成室外换热器120的一部分，也可以独立于室外换热器120。同理，室内过冷装置B可以构成室内换热器140的一部分，也可以独立于室内换热器140。显然，当过冷装置与换热器结合为一体时可减少配置的制冷管路和制冷部件，从而提高现有热交换***组成部件的利用率。
参见图3和图4，在本优选实施例中，室外过冷装置A与室外换热器120结合为一体，室内过冷装置B与室内换热器140结合为一体，通过切换室外换热器120和室内换热器140的冷媒流路来达到使流出的冷媒具有一定过冷度的目的，并且能保证换热器内的每一路冷媒同步进入蒸发状态，从而提高整机的工作性能。
具体地，室外换热器120包括多路并联设置的冷媒流路，室外过冷装置A的过冷流路包括并联设置的第一室外支路128和第二室外支路129，室外换热器120中的任意一冷媒流路构成第一室外支路128，并且第一室外支路128上设置有位于其与第二室外支路129的并联连接节点以及室外换热器120的冷媒分配节点之间的第三室外控制阀122，第二室外控制阀127位于第二室外支路129上，通过关闭第一室外控制阀125和第三室外控制阀122，而导通第二室外控制阀127，可以使除了第一室外支路128之外的其余冷媒流路中的汇集到第一室外支路128，并经由第二室外支路129重新进入室外换热器120进行二次换热，由此冷媒在增加一定过冷度后进入冷媒循环回路中继续循环。
室内换热器140包括多路并联设置的冷媒流路，室内过冷装置B的过冷流路包括并联设置的第一室内支路148和第二室内支路149，室内换热器140中的任意一冷媒流路构成第一室内支路148，并且第一室内支路148上设置有位于其与第二室内支路149的并联连接节点以及室内换热器140的冷媒分配节点之间的第三室内控制阀142，第二室内控制阀147位于第二室内支路149上，通过关闭第一室内控制阀145和第三室内控制阀142，而导通第二室内控制阀147，可以使除了第一室内支路148之外的其余冷媒流路中的汇集到第一室内支路148，并经由第二室内支路149重新进入室内换热器140进行二次换热，由此冷媒在增加一定过冷度后进入冷媒循环回路中继续循环。
需要说明的是，三个室外控制阀的结构可以相同，也可以不同，比如全部是单向阀或单通电磁阀，又比如其中一个或两个为单向阀，其余的为单通电磁阀，具体应用时可灵活选择。同理，三个室内控制阀的结构可以相同，也可以不同，比如全部是单向阀或单通电磁阀，又比如其中一个或两个为单向阀，其余的为单通电磁阀，具体应用时可灵活选择。如图3和图4所示，在优选实施例中，所有控制阀均为单向阀，从而简化控制***的设计，使得热交换***的可靠性更高。
室外换热器120还包括用于将冷媒分成多路进入室外换热器120的第一冷媒分配器121和用于将从室外换热器120中引出的各冷媒流路汇集的第二冷媒分配器124，其中第一冷媒分配器121和第二冷媒分配器124均具有一汇总接口和与该汇总接口连通的多个分流接口，汇总接口与冷媒循环回路连接，通过分流接口将冷媒分成多路；室内换热器140包括用于将冷媒分成多路进入室内换热器140的第三冷媒分配器141和用于将从室内换热器140中引出的各冷媒流路汇集的第四冷媒分配器144，其中第三冷媒分配器141和第四冷媒分配器144均具有一汇总接口和与该汇总接口连通的多个分流接口，汇总接口与冷媒循环回路连接，通过分流接口将冷媒分成多路。
应当理解，第一冷媒分配器121与第二冷媒分配器124的功能可以互换，第三冷媒分配器141与第四冷媒分配器144的功能可以互换，如图3所示，当该热交换***处于制冷模式时(冷媒的流动方向参见图示箭头)，第一冷媒分配器121用于将冷媒分成多路进入室外换热器120，第二冷媒分配器124用于将来自室外换热器120的多路冷媒汇集在一起，第四冷媒分配器144用于将冷媒分成多路进入室内换热器140，第三冷媒分配器141用于将来自室内换热器140的多路冷媒汇集在一起；如图3所示，当该热交换***处于制热模式时(冷媒的流动方向参见图示箭头)，第三冷媒分配器141用于将冷媒分成多路进入室内换热器140，第四冷媒分配器144用于将来自室内换热器140的多路冷媒汇集在一起，第二冷媒分配器124用于冷媒分成多路进入室外换热器120，第一冷媒分配器121用于将来自室外换热器120的多路冷媒汇集在一起。
在较佳实施方式中，该室外换热器120还包括第一室外三通管123和第二室外三通管126，第二室外支路129的一端通过第一室外三通管123与第一室外支路128连接，另一端通过第二室外三通管126与第二管路P2连接，即第三室外控制阀122位于第一冷媒分配器121与第一室外三通管123之间，第一室外控制阀125位于第二冷媒分配器124与第二室外三通管126之间。
同理，该室内换热器140还包括第一室内三通管143和第二室内三通管146，第二室内支路149的一端通过第一室内三通管143与第一室内支路148连接，另一端通过第二室内三通管146与第二管路P2连接，即第三室内控制阀142位于第三冷媒分配器141与第一室内三通管143之间，第一室内控制阀145位于第四冷媒分配器144与第二室内三通管146之间。
对于室外侧的冷媒流路，当热交换***处于制冷模式时，第一室外控制阀125和第三室外控制阀122均关闭，而第二室外控制阀127导通，因此冷媒先通过第一冷媒分配器121分成多路进入室外换热器120换热(此时冷媒未流经第一室外支路128)，再通过第二冷媒分配器124汇集后依次经由第一室外支路128和第二室外支路129重新进入室外换热器120换热，最后通过第二室外三通管126进入冷媒循环回路中继续循环；当热交换***处于制热模式时，第一室外控制125和第三室外控制阀122均导通，而第二室外控制阀127关闭，因此冷媒先通过第二冷媒分配器124分成多路进入室外换热器120换热，再通过第一冷媒分配器121汇集后进入冷媒循环回路继续循环，因此冷媒在进入室外换热器120进行蒸发时未流经第二室外支路129，以确保各路冷媒同步进入蒸发状态。
对于室内侧的冷媒流路，当热交换***处于制冷模式时，第一室内控制阀145和第三室内控制阀142均导通，而第二室内控制阀147关闭，因此冷媒先通过第四冷媒分配器144分成多路进入室内换热器140换热，再通过第三冷媒分配器141汇集后进入冷媒循环回路中继续循环，冷媒在进入室内换热器140进行蒸发时未流经第二室内支路149；当热交换***处于制热模式时，第一室内控制阀145和第三室内控制阀142均关闭，而第二室内控制阀147导通，因此冷媒先通过第三冷媒分配器141分成多路进入室内换热器140换热(此时冷媒未流经第一室内支路148)，再通过第四冷媒分配器144汇集后依次经由第一室内支路148和第二室内支路149重新进入室内换热器140换热，最后通过第四室外三通管146进入冷媒循环回路中继续循环。冷媒在制冷制热循环的冷凝环节中均流经一过冷流路，从而增加冷媒在冷凝后的过冷度，而冷媒在制冷制热的蒸发环节中均按原配置的冷媒流路循环流动，因此增加的第二室外支路129和第二室内支路149未参与到蒸发环节中，确保室外换热器120和室内换热器140的各冷媒流路都同步进入蒸发状态，从而提高了整机工作性能。
综上，该热交换***不管是处于制冷模式，还是处于制热模式，均能形成一用于增加冷媒过冷度的过冷流路，从而使得室外换热器120和室内换热器140均能得到最大效率的利用，大大提高了整机的制冷制热能力和能效比。并且，通过增加冷媒的过冷度，可以减少混杂在冷媒中的气泡，在进入节流装置130中进行节流时大大减小了损失，有利于提升整机的工作性能。
本发明还提供一种空调器，在一实施例中，该空调器包括热交换***，通过该热交换***实现室内外热量的转移，从而实现温度调节功能。当然，该空调器还包括其他必备但为现有技术的组成部件，比如室内外风机、壳体等，在此不作赘述。
本空调器实施例包括上述热交换***全部实施例的全部技术方案，所达到的技术效果也完全相同，在此不再赘述。
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种热交换***，包括首尾依次连接以构成冷媒循环回路的压缩机、换向装置、室外换热器、节流装置以及室内换热器，所述冷媒循环回路中位于所述室外换热器与所述室内换热器之间并与所述压缩机、换向装置相对应的管路为第一管路，所述冷媒循环回路中位于所述室外换热器与所述室内换热器之间并与所述节流装置相对应的管路为第二管路，其特征在于，所述热交换***还包括分别与所述第二管路并联设置的室外过冷装置和室内过冷装置，所述室外过冷装置位于所述室外换热器与所述节流装置之间，所述室内过冷装置位于所述室内换热器与所述节流装置之间；所述第二管路上设置有位于所述室外过冷装置的两并联连接节点之间的第一室外控制阀，所述室外过冷装置的过冷流路上设置有第二室外控制阀；所述第二管路上设置有位于所述室内过冷装置的两并联连接节点之间的第一室内控制阀，所述室内过冷装置的过冷流路上设置有第二室内控制阀。
2.如权利要求1所述的热交换***，其特征在于，所述室外换热器包括多路并联设置的冷媒流路，所述室外过冷装置的过冷流路包括并联设置的第一室外支路和第二室外支路，所述室外换热器中的任意一冷媒流路构成所述第一室外支路，所述第一室外支路上设置有位于其与所述第二室外支路的并联连接节点以及所述室外换热器的冷媒分配节点之间的第三室外控制阀，所述第二室外控制阀位于所述第二室外支路上。
3.如权利要求2所述的热交换***，其特征在于，所述室外换热器还包括第一室外三通管和第二室外三通管，所述第二室外支路的一端通过所述第一室外三通管与所述第一室外支路连接，另一端通过所述第二室外三通管与所述第二管路连接。
4.如权利要求2所述的热交换***，其特征在于，所述室外换热器还包括用于将冷媒分成多路进入所述室外换热器的第一冷媒分配器和用于将从所述室外换热器中引出的各冷媒流路汇集的第二冷媒分配器，所述第一室外控制阀位于所述第二室外支路与所述第二管路的并联连接节点以及所述第二冷媒分配器之间，所述第三室外控制阀位于所述第一室外支路与所述第二室外支路的并联连接节点以及所述第一冷媒分配器之间。
5.如权利要求2、3或4所述的热交换***，其特征在于，所述第一室外控制阀为单向阀或单通电磁阀，所述第二室外控制阀为单向阀或单通电磁阀，所述第三室外控制阀为单向阀或单通电磁阀。
6.如权利要求1所述的热交换***，其特征在于，所述室内换热器包括多路并联设置的冷媒流路，所述室内过冷装置的过冷流路包括并联设置的第一室内支路和第二室内支路，所述室内换热器中的任意一冷媒流路构成所述第一室内支路，所述第一室内支路上设置有位于其与所述第二室内支路的并联连接节点以及所述室内换热器的冷媒分配节点之间的第三室内控制阀，所述第二室内控制阀位于所述第二室内支路上。
7.如权利要求6所述的热交换***，其特征在于，所述室内换热器还包括第一室内三通管和第二室内三通管，所述第二室内支路的一端通过所述第一室内三通管与所述第一室内支路连接，另一端通过所述第二室内三通管与所述第二管路连接。
8.如权利要求6所述的热交换***，其特征在于，所述室内换热器还包括用于将冷媒分成多路进入所述室内换热器的第三冷媒分配器和用于将从所述室内换热器中引出的各冷媒流路汇集的第四冷媒分配器，所述第一室内控制阀位于所述第二室内支路与所述第二管路的并联连接节点以及所述第三冷媒分配器之间，所述第三室内控制阀位于所述第一室内支路与所述第二室内支路的并联连接节点以及所述第四冷媒分配器之间。
9.如权利要求6、7或8所述的热交换***，其特征在于，所述第一室内控制阀为单向阀或单通电磁阀，所述第二室内控制阀为单向阀或单通电磁阀，所述第三室内控制阀为单向阀或单通电磁阀。
10.一种空调器，其特征在于，包括权利要求1至9中任一项所述的热交换***。
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