空調(diào)器及兩級壓縮循環(huán)熱泵系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種兩級壓縮熱泵系統(tǒng)，熱泵系統(tǒng)中順序設置有冷凝器和蒸發(fā)器，冷凝器和蒸發(fā)器之間設置有第一閃發(fā)器，冷媒通過第一閃發(fā)器并在其內(nèi)進行閃發(fā)，部分液態(tài)冷媒吸收另一部分液態(tài)冷媒的熱量而蒸發(fā)成氣態(tài)，被吸熱降溫后的液態(tài)冷媒由第一閃發(fā)器中流出；降溫后的冷媒繼續(xù)流入至與第一閃發(fā)器串聯(lián)布置的第二閃發(fā)器進行閃發(fā)，液體冷媒經(jīng)兩級閃發(fā)器進行閃發(fā)，再次被吸熱降溫后的液態(tài)冷媒中氣態(tài)冷媒混合物含量非常少，節(jié)流后的干度變高，該液態(tài)冷媒流量增大；并且由于氣態(tài)冷媒對蒸發(fā)器中換熱的干擾作用減小，使得換熱效率提高，最終使得冷媒的制冷量增加提高了制冷效率。本發(fā)明還提供了一種具有上述兩級壓縮熱泵系統(tǒng)的空調(diào)器。
【專利說明】空調(diào)器及兩級壓縮循環(huán)熱泵系統(tǒng)
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及空調(diào)【技術領域】，更具體地說，涉及一種空調(diào)器及兩級壓縮循環(huán)熱泵系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]隨著生活水平的提高，人們對住宅環(huán)境的要求越來越高，空氣源熱泵空調(diào)系統(tǒng)在家用中央空調(diào)中得到廣泛的應用。
[0003]目前在兩級壓縮循環(huán)熱泵系統(tǒng)中，熱泵系統(tǒng)內(nèi)設置有一個閃發(fā)器，因此當環(huán)境溫度較低時，冷媒中容易保留較多的氣體，當冷媒進入閃發(fā)器內(nèi)后，冷媒在閃發(fā)器內(nèi)溫度進一步降低，使得閃發(fā)器內(nèi)出現(xiàn)較多氣體，因此在冷媒繼續(xù)通過時，氣體的阻隔換熱作用影響了冷媒進一步降溫，造成冷媒的制冷量下降。
[0004]同時，由于壓縮機效率降低，使得空調(diào)系統(tǒng)的實際系統(tǒng)能效與效率比常規(guī)單級系統(tǒng)要低。
[0005]因此，如何提高兩級壓縮循環(huán)熱泵系統(tǒng)中冷媒的制冷效率，是目前本領域技術人員亟待解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]有鑒于此，本發(fā)明提供了一種兩級壓縮熱泵系統(tǒng)，以提高兩級壓縮循環(huán)熱泵系統(tǒng)中冷媒的制冷效率；本發(fā)明還提供了一種空調(diào)器。
[0007]為了達到上述目的，本發(fā)明提供如下技術方案:
[0008]一種兩級壓縮熱泵系統(tǒng)，包括順序設置的冷凝器和蒸發(fā)器，所述冷凝器和所述蒸發(fā)器之間設置有第一閃發(fā)器，所述冷凝器和所述蒸發(fā)器之間還設置有與所述第一閃發(fā)器串聯(lián)布置的第二閃發(fā)器。
[0009]優(yōu)選地，在上述兩級壓縮熱泵系統(tǒng)中，所述第二閃發(fā)器的進液口設置的節(jié)流裝置為電子膨脹閥。
[0010]優(yōu)選地，在上述兩級壓縮熱泵系統(tǒng)中，所述節(jié)流裝置為減壓毛細管。
[0011]優(yōu)選地，在上述兩級壓縮熱泵系統(tǒng)中，所述第二閃發(fā)器的排氣口與熱泵系統(tǒng)中壓縮機的回氣口相連通。
[0012]優(yōu)選地，在上述兩級壓縮熱泵系統(tǒng)中，所述第二閃發(fā)器的排氣口與所述回氣口之間設置有減壓裝置。
[0013]優(yōu)選地，在上述兩級壓縮熱泵系統(tǒng)中，所述減壓裝置為減壓毛細管。
[0014]優(yōu)選地，在上述兩級壓縮熱泵系統(tǒng)中，所述第一閃發(fā)器的排氣口與熱泵系統(tǒng)中壓縮機的補氣口相連通，且所述第一閃發(fā)器的排氣口與所述補氣口之間設置有電磁閥。
[0015]優(yōu)選地，在上述兩級壓縮熱泵系統(tǒng)中，所述第一閃發(fā)器、所述第二閃發(fā)器、所述蒸發(fā)器、所述冷凝器和熱泵系統(tǒng)的壓縮機的氣體或液體流通管路上均設置有熱敏電阻。
[0016]優(yōu)選地，在上述兩級壓縮熱泵系統(tǒng)中，所述第二閃發(fā)器設置于所述第一閃發(fā)器和所述蒸發(fā)器之間。
[0017]一種空調(diào)器，包括設置在其內(nèi)部的熱泵系統(tǒng)，所述熱泵系統(tǒng)為上述任意一項所述的兩級壓縮熱泵系統(tǒng)。
[0018]本發(fā)明提供的兩級壓縮熱泵系統(tǒng)，熱泵系統(tǒng)中順序設置有冷凝器和蒸發(fā)器，冷凝器和蒸發(fā)器之間設置有第一閃發(fā)器，當冷媒在冷凝器和蒸發(fā)器之間流通時，冷媒通過第一閃發(fā)器，并且在第一閃發(fā)器內(nèi)經(jīng)過第一次的降溫過程，降溫后的冷媒由第一閃發(fā)器中流出；冷凝器和蒸發(fā)器之間還設置有與第一閃發(fā)器串聯(lián)布置的第二閃發(fā)器，降溫后的冷媒繼續(xù)流入至第二閃發(fā)器后，此時冷媒經(jīng)過第二次的降溫過程，使得冷媒的制冷量增加，同時，降溫后冷媒進入第二閃發(fā)器時，冷媒第二次吸氣的溫度降低，可減少吸氣時的有害過熱，降低了冷媒流出后的干度，增大了液體冷媒的流量，提高了制冷效率。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0020]圖1為本發(fā)明提供的兩級壓縮熱泵系統(tǒng)的結(jié)構示意圖；
[0021]圖2為本發(fā)明提供的兩級壓縮熱泵系統(tǒng)的數(shù)學模型圖。
【具體實施方式】
[0022]本發(fā)明公開了一種兩級壓縮熱泵系統(tǒng)，提高了兩級壓縮循環(huán)熱泵系統(tǒng)中冷媒的制冷效率；本發(fā)明還提供了一種空調(diào)器。
[0023]下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整的描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0024]如圖1所示，圖1為本發(fā)明提供的兩級壓縮熱泵系統(tǒng)的結(jié)構示意圖。
[0025]本發(fā)明提供了一種兩級壓縮熱泵系統(tǒng)，熱泵系統(tǒng)中順序設置有冷凝器3和蒸發(fā)器10，冷凝器3和蒸發(fā)器10之間設置有第一閃發(fā)器5，冷媒在冷凝器3和蒸發(fā)器10之間流通時，冷媒通過第一閃發(fā)器5，并且在第一閃發(fā)器5內(nèi)進行閃發(fā)，部分液態(tài)冷媒吸收另一部分液態(tài)冷媒的熱量而蒸發(fā)成氣態(tài)，被吸熱降溫后的液態(tài)冷媒由第一閃發(fā)器5中流出；冷凝器3和蒸發(fā)器10之間還設置有與第一閃發(fā)器5串聯(lián)布置的第二閃發(fā)器7，被吸熱降溫后的液態(tài)冷媒繼續(xù)流入至第二閃發(fā)器7進行閃發(fā)，進行閃發(fā)，部分液態(tài)冷媒吸收另一部分液態(tài)冷媒的熱量而蒸發(fā)成氣態(tài)，此時由于氣態(tài)冷媒已經(jīng)過第一閃發(fā)器5、第二閃發(fā)器7的兩次閃發(fā)及氣液分離，再次被吸熱降溫后的液態(tài)冷媒中氣態(tài)冷媒混合物含量非常少，節(jié)流后的干度變高，該液態(tài)冷媒流量增大；并且由于氣態(tài)冷媒對蒸發(fā)器中換熱的干擾作用減小，使得換熱效率提高，最終使得冷媒的制冷量增加。
[0026]冷媒在由第一閃發(fā)器5中流出后流入至第二閃發(fā)器7內(nèi)時，冷媒本身具有較大的壓力，為了避免冷媒在流動過程中，因為流動空間的變化使得冷媒液體的壓力發(fā)生較大的變化，需要使冷媒在流動過程中保持較穩(wěn)定的壓力。
[0027]在本發(fā)明一具體的實施例中，第二閃發(fā)器7的進液口設置有節(jié)流裝置6。節(jié)流裝置6主要起到節(jié)流和降壓的作用。通過節(jié)流裝置6，使得冷媒液體在流動過程中流量減小，限制了液體進入第二閃發(fā)器7中的流量，從而保持了液體流動過程中保持較穩(wěn)定的壓力。
[0028]具體地，節(jié)流裝置6設置為電子膨脹閥。電子膨脹閥是按照預設程序調(diào)節(jié)蒸發(fā)器供液量的調(diào)節(jié)元件，在低溫環(huán)境中能夠提供較好的流量調(diào)節(jié)功能。當然，節(jié)流裝置6也可以設置為毛細管，毛細管作為制冷系統(tǒng)中的節(jié)流部件，適應于液體流入第二閃發(fā)器7內(nèi)時對液體的節(jié)流和降壓作用。當然，節(jié)流裝置6還可以設置為節(jié)流膨脹閥。
[0029]冷媒在流入第二閃發(fā)器7內(nèi)部時，流入的冷媒受到的壓力變小，因此被壓縮的冷媒中的一部分氣體被排放出來，使得冷媒的溫度進一步降低，同時，由于冷媒中氣體進一步的排出，使得冷媒的溫度進一步降低，從而進一步達到了對冷媒的降溫作用。然而冷媒內(nèi)氣體排出時，第二閃發(fā)器7內(nèi)的氣體為具有較低溫度的氣體，若該部分氣體直接排放時，無疑會造成能量的浪費。
[0030]在本發(fā)明一具體的實施例中，第二閃發(fā)器7的排氣口與熱泵系統(tǒng)中的壓縮機I的回氣口相連通。壓縮機在工作時，將低壓氣體提升為高壓，該過程中，壓縮機I通過電機運轉(zhuǎn)帶動活塞對制冷劑氣體進行壓縮。通過將第二閃發(fā)器7的排氣口與壓縮機I的回氣口相連通，吸熱升溫后的氣態(tài)冷媒直接輸送到壓縮機I的回氣口，通過將第二閃發(fā)器7中的蒸汽回流，能夠避免氣體停留在第二閃發(fā)器7內(nèi)而降低液體冷媒的換熱性能，減小沿程損失，提高冷媒循環(huán)量，提高制冷量和制冷效率。
[0031]由于通過第二閃發(fā)器7的排氣口排出的為高溫氣態(tài)冷媒,該部分氣體直接由壓縮機I的回氣口輸入時，會對壓縮機的正常工作產(chǎn)生影響。
[0032]為了避免由第二閃發(fā)器7排出的高溫氣態(tài)冷媒影響壓縮機I的正常工作，在本發(fā)明一具體實施例中，第二閃發(fā)器7的排氣口和回氣口之間設置有減壓裝置9。第二閃發(fā)器7內(nèi)產(chǎn)生的高溫氣態(tài)冷媒，經(jīng)減壓裝置9減壓降溫，成為溫度較低的氣態(tài)冷媒后再輸送至壓縮機I的回氣口，與經(jīng)過蒸發(fā)器換熱而來的高溫氣態(tài)冷媒進行混合，降低了最終流入壓縮機I的氣態(tài)冷媒的溫度，即降低了壓縮機的吸、排氣溫度，保證了兩級壓縮熱泵系統(tǒng)的工作穩(wěn)定性。
[0033]具體地，減壓裝置9為減壓毛細管。當然，減壓裝置9還可以設置為節(jié)流閥，以對第二閃發(fā)器內(nèi)氣體的排放量進行控制。
[0034]壓縮機I在工作過程中，在低蒸發(fā)溫度下運行時，隨著排氣量的變化，吸氣比容增大，冷媒循環(huán)量減少，出現(xiàn)制熱能力下降的問題；工作時，由于壓縮機壓比增大，容積效率下降，壓縮機輸氣量及能效也會顯著下降，為了保證壓縮機I的正常工作性能，避免由于排氣量的變化降低壓縮機I的工作能效。
[0035]在本發(fā)明一具體實施例中，第一閃發(fā)器5的排氣口與熱泵系統(tǒng)中壓縮機I的補氣口相通，冷媒經(jīng)過第一閃發(fā)器5時,吸熱升溫后的氣態(tài)冷媒經(jīng)第一閃發(fā)器5的排氣口輸送到壓縮機I內(nèi)部，通過對壓縮機I的補氣作用，保證了壓縮機的I正常工作；同時，在第一閃發(fā)器5的排氣口與補氣口之間設置電磁閥8，壓縮機I在工作過程中，補氣動作通過定期進行，保證壓縮機I內(nèi)具有足夠的排氣量，通過設置電磁閥8，使得第一閃發(fā)器對壓縮機的補氣動作可在預定的周期內(nèi)持續(xù)進行，使得在熱泵系統(tǒng)中，根據(jù)實際需要起到第一閃發(fā)器對壓縮機補氣調(diào)節(jié)作用。
[0036]兩級壓縮熱泵系統(tǒng)在工作過程中，通過對其各部分工作溫度的監(jiān)測，可以對其是否處于工作狀態(tài)進行判斷，起到了對熱泵系統(tǒng)的工作狀態(tài)進行監(jiān)控的作用，保證其工作狀態(tài)的安全進行。
[0037]在本發(fā)明一具體實施例中，第一閃發(fā)器5、第二閃發(fā)器7、蒸發(fā)器10、冷凝器3和熱泵系統(tǒng)的壓縮機I的氣體或液體流通管路上均設置有熱敏電阻。第一閃發(fā)器5和第二閃發(fā)器7排氣管路上均設置熱敏電阻，以對閃發(fā)器排出氣體溫度進行監(jiān)測，并可通過熱敏電阻連通熱泵系統(tǒng)的控制系統(tǒng)，通過熱敏電阻監(jiān)測的閃發(fā)器的實時工作狀態(tài)，對系統(tǒng)的工作做出調(diào)節(jié)。
[0038]同樣地，蒸發(fā)器10、冷凝器3和熱泵系統(tǒng)的壓縮機I的連通管路上設置的熱敏電阻，可以對流經(jīng)三者或者由壓縮機I排出冷媒的實時工作情況進行監(jiān)測，并通過監(jiān)測數(shù)據(jù)對對應結(jié)構的工作狀態(tài)進行調(diào)節(jié)，從而維持整個系統(tǒng)的工作穩(wěn)定性。
[0039]在本發(fā)明一具體實施例中，第二閃發(fā)器7設置在第一閃發(fā)器和蒸發(fā)器10之間。則在兩級熱泵系統(tǒng)的結(jié)構圖中，壓縮機I連接一個四通閥2，在順時針方向上，冷凝器3、第一閃發(fā)器5、第二閃發(fā)器7和蒸發(fā)器10依次設置。
[0040]以制冷過程為例，壓縮機I通過四通閥2將高壓氣態(tài)冷媒輸送到室外冷凝器3進行熱交換，降溫后的冷媒經(jīng)過節(jié)流裝置4進入第一閃發(fā)器5中。第一閃發(fā)器5上設置有兩個支路，一條為氣體的流通支路，冷媒流入時，其壓力減小內(nèi)部一部分氣體排出，實現(xiàn)了冷媒的進一步降溫，排出的氣體經(jīng)支路上設置的電磁閥回到壓縮機的補氣口 ；另一條為冷媒的流通支路，冷媒繼續(xù)流通至第二閃發(fā)器7時，冷媒中的氣體進一步排出，從而使得冷媒的溫度進一步降低，同樣地，第二閃發(fā)器7上設置有氣、液兩條支路，排出的氣體直接排放到壓縮機的回氣口，而冷媒繼續(xù)進入蒸發(fā)器10，此時由于冷媒內(nèi)具有較少的氣體和更低的溫度，使得蒸發(fā)器10獲得了更好的換熱效果，流通后冷媒經(jīng)四通閥2進入壓縮機I的氣液分離器，經(jīng)氣液分離器再進入壓縮機，從而繼續(xù)下一循環(huán)。
[0041]同樣的，在制熱模式下，壓縮機I排出高壓氣態(tài)冷媒按照制冷過程的反向流通，通過第一閃發(fā)器5和第二閃發(fā)器7的共同作用，獲得更低溫度的冷媒起到了更好的換熱效果。
[0042]在補氣狀態(tài)時，電磁閥8打開，第一閃發(fā)器5內(nèi)劇烈閃發(fā)的氣體通過補氣管路進入壓縮機I的中間腔混合，再進入二級壓縮腔內(nèi)繼續(xù)壓縮；第二閃發(fā)器7內(nèi)閃發(fā)的氣體通過減壓毛細管回氣流入壓縮機吸氣腔，使得第二閃發(fā)器中較多的氣體排出，避免氣體降低第二閃發(fā)器7內(nèi)液態(tài)冷媒的換性能，減小沿程損失，提高了冷媒循環(huán)量。
[0043]如圖2所示，圖2為本發(fā)明提供的兩級壓縮熱泵系統(tǒng)的數(shù)學模型圖。
[0044]圖中，橫坐標是比j:含值h,豎坐標軸是絕對壓力的對數(shù)值lgp。在該圖中，qQ所在的曲線表示的是一級閃發(fā)系統(tǒng)中制冷過程和制冷量表示的二級閃發(fā)系統(tǒng)中制冷過程和制冷量，一級閃發(fā)系統(tǒng)和二級閃發(fā)系統(tǒng)在A處出現(xiàn)制冷過程的改變，由圖中可以得出的時，一級閃發(fā)系統(tǒng)和二級閃發(fā)系統(tǒng)存在一制冷量的差值Λ q=q0' -q0,因此，二級閃發(fā)系統(tǒng)較一級閃發(fā)系統(tǒng)增加了熱泵系統(tǒng)的制冷量。
[0045]同時，二級閃發(fā)系統(tǒng)可以使冷媒的吸氣溫度降低，可減少吸氣有害過熱，降低蒸發(fā)器入口冷媒的干度，增大液體冷媒的流量。
[0046]基于上述實施例中提供的兩級壓縮熱泵系統(tǒng)，本發(fā)明還提供了一種空調(diào)器，其內(nèi)部設置有熱泵系統(tǒng)，該熱泵系統(tǒng)為上述實施例中提供的兩級壓縮熱泵系統(tǒng)。
[0047]由于該空調(diào)器采用了上述實施例的兩級壓縮熱泵系統(tǒng)，所以該空調(diào)器由兩級壓縮熱泵系統(tǒng)帶來的有益效果請參考上述實施例。
[0048]對所公開的實施例的上述說明，使本領域?qū)I(yè)技術人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對這些實施例的多種修改對本領域的專業(yè)技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。
【權利要求】
1.一種兩級壓縮熱泵系統(tǒng)，包括順序設置的冷凝器(3)和蒸發(fā)器(10)，所述冷凝器(3)和所述蒸發(fā)器(10)之間設置有第一閃發(fā)器(5)，其特征在于，所述冷凝器(3)和所述蒸發(fā)器(10)之間還設置有與所述第一閃發(fā)器(5)串聯(lián)布置的第二閃發(fā)器(7)。
2.根據(jù)權利要求1所述的兩級壓縮熱泵系統(tǒng)，其特征在于，所述第二閃發(fā)器(7)的進液口設置的節(jié)流裝置(6)為電子膨脹閥。
3.根據(jù)權利要求2所述的兩級壓縮熱泵系統(tǒng)，其特征在于，所述節(jié)流裝置(6)為減壓毛細管。
4.根據(jù)權利要求1所述的兩級壓縮熱泵系統(tǒng)，其特征在于，所述第二閃發(fā)器(7)的排氣口與熱泵系統(tǒng)中壓縮機(I)的回氣口相連通。
5.根據(jù)權利要求4所述的兩級壓縮熱泵系統(tǒng)，其特征在于，所述第二閃發(fā)器(7)的排氣口與所述回氣口之間設置有減壓裝置(9 )。
6.根據(jù)權利要求5所述的兩級壓縮熱泵系統(tǒng)，其特征在于，所述減壓裝置(9)為減壓毛細管。
7.根據(jù)權利要求1所述的兩級壓縮熱泵系統(tǒng)，其特征在于，所述第一閃發(fā)器(5)的排氣口與熱泵系統(tǒng)中壓縮機(I)的補氣口相連通，且所述第一閃發(fā)器(5)的排氣口與所述補氣口之間設置有電磁閥(8)。
8.根據(jù)權利要求1所述的兩級壓縮熱泵系統(tǒng)，其特征在于，所述第一閃發(fā)器(5)、所述第二閃發(fā)器(7)、所述蒸發(fā)器(10)、所述冷凝器(3)和熱泵系統(tǒng)的壓縮機(I)的氣體或液體流通管路上均設置有熱敏電阻。
9.根據(jù)權利要求1-8任意一項所述的兩級壓縮熱泵系統(tǒng)，其特征在于，所述第二閃發(fā)器(7)設置于所述第一閃發(fā)器(5)和所述蒸發(fā)器(10)之間。
10.一種空調(diào)器，包括設置在其內(nèi)部的熱泵系統(tǒng)，其特征在于，所述熱泵系統(tǒng)為權利要求1-9任意一項所述的兩級壓縮熱泵系統(tǒng)。
【文檔編號】F25B41/06GK103673417SQ201210321741
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2012年8月31日 優(yōu)先權日:2012年8月31日
【發(fā)明者】王春, 王現(xiàn)林, 葉澤波, 宋欽勇 申請人:珠海格力電器股份有限公司