空调系统

文档序号:1828953 发布日期:2021-11-12 浏览:8次 >En<

阅读说明:本技术 空调系统 (Air conditioning system ) 是由 赵瑞昌 张捷 王铁伟 江集庆 于 2021-07-12 设计创作,主要内容包括:本发明涉及空调技术领域,具体提供一种空调系统,旨在解决现有空调机组压缩机排气温度过高的问题。为此目的,本发明的空调系统包括形成制冷剂循环回路的压缩机、冷凝器和蒸发器,其中,压缩机与冷凝器之间还设置有降温组件,降温组件包括第一部分,第一部分设置成能够以向冷凝器补充气态制冷剂的方式降低压缩机的排气温度。本发明提供的空调系统,利用低于压缩机排气温度的气态制冷剂与压缩机排出的高温气态制冷剂混合来降低压缩机的排气温度,可以避免因排气温度过高引起的机组停机、电动机绕组烧坏,以及润滑油碳化等问题,还可提高压缩机的吸气量,保证蒸发温度,进而提高系统功效。(The invention relates to the technical field of air conditioners, and particularly provides an air conditioning system, aiming at solving the problem that the exhaust temperature of a compressor of an existing air conditioning unit is too high. To this end, the air conditioning system of the invention comprises a compressor, a condenser and an evaporator forming a refrigerant circulation circuit, wherein a temperature reduction assembly is further arranged between the compressor and the condenser, the temperature reduction assembly comprises a first part, and the first part is arranged to reduce the exhaust temperature of the compressor in a mode of supplementing gaseous refrigerant to the condenser. The air conditioning system provided by the invention reduces the exhaust temperature of the compressor by mixing the gaseous refrigerant lower than the exhaust temperature of the compressor with the high-temperature gaseous refrigerant discharged by the compressor, can avoid the problems of unit shutdown, motor winding burnout, lubricating oil carbonization and the like caused by overhigh exhaust temperature, can also improve the air suction quantity of the compressor, ensures the evaporation temperature and further improves the system efficiency.)

空调系统

技术领域

本发明涉及空调技术领域,具体提供一种空调系统。

背景技术

节能环保是中央空调系统的发展趋势,选用高效的冷水机组是中央空调系统节能环保的重要措施之一,越来越多的空调厂家也加入到大型高效冷水机组的研发阵营中。

传统的并联机组在制取冷量时,通过增加压缩机数量来增大制冷量,但在增加压缩机数量的同时,压缩机组的排气温度、排气压力也会随之升高。排气温度过高会导致压缩机电机绕组温度过高,进而导致润滑油碳化,影响机组寿命。此外,排气压力过高,压比过大,系统的高压保护会导致压缩机频繁启停,不利于系统长期稳定运行。

现有技术中解决压缩机排气温度过高的问题主要有两种方式:

一种是通过水冷却或风冷却的方式来降低压缩机电机的温度,对于水冷却的方式,压缩机气缸设有专供冷却水流通的水套,压缩机运转时,水套中流通的冷却水不断带走气缸中被压缩气体的部分热量,但此冷却方式需要有便捷的水源条件,并且压缩机转速不同,最佳冷却水流量也不同,过大水流量会增加压缩机的功耗,不利于系统长期运行。对于风冷却的方式,是运用大功率风机,强行对压缩机散热,大功率风机会增加机组的功耗,降低系统的运行性能,对于机房内的大型水冷机组,空间相对密闭,风机引出的压机热量不易排出,容易增加主机的工作环境温度,不利于机组长期稳定运行。

另一种是通过喷液冷却方式冷却压缩机电机温度,这种方式需要精准控制喷液量。喷液量过多时,可能导致压缩机吸气时混合有液态制冷剂,从而导致压缩机故障停机;喷液量过小时,无法使压缩机电机充分散热,直接影响压缩机寿命。因此,现有的解决压缩机排气温度过高的问题的方式均存在一定的缺陷。

发明内容

本发明旨在解决上述技术问题,即,解决现有空调机组压缩机排气温度过高的问题。

本发明提供了一种空调系统,所述空调系统包括形成制冷剂循环回路的压缩机、冷凝器和蒸发器,

其中,所述压缩机与所述冷凝器之间还设置有降温组件,所述降温组件包括第一部分,所述第一部分设置成能够以向所述冷凝器补充气态制冷剂的方式降低所述压缩机的排气温度。

本发明提供的空调系统,通过在压缩机与冷凝器之间设置降温组件,并且将该降温组件的第一部分设置成能够向冷凝器补充气态制冷剂,利用低于压缩机排气温度的气态制冷剂与压缩机排出的高温气态制冷剂混合来降低压缩机的排气温度,可以避免因排气温度过高引起的机组停机、电动机绕组烧坏,以及润滑油碳化等问题;此外,通过此种方式实现降低压缩机的排气温度的系统结构较为简单,且可以提高压缩机的吸气量,保证蒸发温度,进而提高系统功效。

具体地,降温组件的第一部分的设置方式至少可以是以下几种:第一部分包括主体部分,主体部分具有腔室,腔室内容纳有气态制冷剂,腔室与冷凝器直接连通,以向冷凝器内发放气态制冷剂;或者,腔室与冷凝器通过管路间接连通,借助于管路向冷凝器内发放气态制冷剂;或者,腔室直接或间接地连接到压缩机与冷凝器之间的制冷剂管路上等等。

对于上述的空调系统,在一些可行的实施方式中,所述空调系统包括管路组件,所述管路组件包括第一管路,所述第一管路的第一管口和第二管口分别连接至所述压缩机的排气口和所述冷凝器的制冷剂入口,所述第一部分包括主体部分,所述主体部分具有腔室,所述腔室包括第一区域,所述第一区域内容纳有气态制冷剂,所述第一区域与所述第一管路连通。

通过将第一区域与第一管路连通,与将第一区域与冷凝器直接连通的方案相比,可以延长混合气体的流通路径,进而可以使高温制冷剂与低温制冷剂混合更均匀,这样有利于混合后的气态制冷剂的冷凝放热过程,提高冷凝效率;此外,将第一区域与第一管路连通的实现方式更简单可靠。

需要说明的是,当压缩机仅包含一台压缩机时,第一管路的第一管口直接与该压缩机的排气口连接;当包含多台压缩机时,多台压缩机并联连接到蒸发器与冷凝器之间,此时每台压缩机的排气口应当连接一条排气支路,排气支路汇总后与第一管路的第一管口连通。进气侧的管路连接同理。

在一些可行的实施方式中,所述管路组件还包括连接管,所述第一部分在对应于所述第一区域的位置具有第一接口,所述第一接口通过所述连接管与所述第一管路连通。

通过借助于连接管实现第一区域与第一管路之间的连通,可以使第一部分与第一管路之间的连接更方便可靠。可以理解的是,连接管上还可以设置用于控制管路通断的开关、阀门等构件。此外,连接管可以直接插入第一管路中,也可以通过设置于第一管路的管接头实现连接。

在一些可行的实施方式中,所述第一管路开设有第三管口,所述连接管连接至所述第三管口。

第一管路开设第三管口的方式可以是直接开口,也可以借助于三通接头。当借助于三通接头时,第一管路可以由多个管连接形成。

在一些可行的实施方式中,所述第一部分在对应于所述第一区域的位置还具有第二接口,所述第二接口与所述冷凝器的制冷剂出口连通。

通过将第一区域与冷凝器的制冷剂出口连通,可以方便地实现气液分离,且可以借助于气液之间的相互转化促进制冷剂在各管路内的流通,实现制冷剂流通的自驱动。

可以理解的是,第二接口形成在第一部分对应于第一区域的位置,可以减小气态/液态制冷剂在管路中的流通阻力。当然,第二接口还可以形成在第一部分的其他位置,例如当第一部分内还设置有用于盛放液态制冷剂的第二区域时,第二接口还可形成在第一部分对应于第二区域的位置。

在一些可行的实施方式中,所述降温组件还包括第二部分,所述第二部分设置于所述第一管路的外部,以便:通过所述第二部分与散发至所述第一管路外部的热量进行换热的方式对所述第一管路内的制冷剂进行降温。

通过设置可以与第一管路内的制冷剂换热的第二部分,可以进一步降低压缩机的排气温度。

第二部分设置于第一管路的外部的方式有多种,例如第二部分包括壳体,第一管路设置于或形成在壳体内,在壳体内还设置有或形成有可以直接与制冷剂管路接触换热的换热管路,换热管路内流通有换热介质;或者,该换热管路与第一管路不接触,仅通过辐射换热;又或者,壳体的一部分夹置于第一管路与换热管路之间,借助于该部分壳体进行导热等等。

此外,换热管路内流通的制冷剂可以独立于第一部分内的制冷剂,也可以与第一部分共用一部分制冷剂。具体地,可以分别设置盛放用于换热的液态制冷剂的容器和用于补气的气态/液态制冷剂的容器,两个容器彼此独立,相互之间互不干涉。或者,液态制冷剂与气态制冷剂共用一个容器,该容器中盛放的气态制冷剂用于对第一管路进行补气,盛放的液态制冷剂可通过在换热管路中的流通降低第一管路内的制冷剂的温度。

在一些可行的实施方式中,所述腔室还包括第二区域,所述第二区域内容纳有液态制冷剂,所述管路组件还包括第二管路,所述第二管路的第四管口和第五管口均与所述第二区域连通,以便液态制冷剂能够在所述第二管路内流通,从而:借助于液态制冷剂在所述第二管路内的流通与散发至所述第一管路外部的热量进行换热。

通过在第二区域连接第二管路,使得第二区域内的液态制冷剂可以在第二管路内流通,进而借助于液态制冷剂在第二管路内的流通与散发至第一管路外部的热量进行换热,使得第一部分同时实现了提供低温气态制冷剂和低温液态制冷剂的功能,进而实现了同时以两种不同的方式降低压缩机排气温度的效果,此外还提升了压缩机的吸气量,保证了蒸发器内制冷剂的蒸发温度。

可以理解的是,通过补充气态制冷剂的方式与进行热交换的方式可以同时进行,也可以单独进行。例如,通过在第二管路上设置用于控制第二管路通断的开关、阀门等构件,可以方便地控制第二管路的通断,进而控制换热进程。此外,还可以在第二管路设置用于控制流量的阀门,以通过控制制冷剂流量来控制换热程度。

在一些可行的实施方式中,所述第二管路的至少一部分设置于或形成在所述第二部分。

通过将第二管路的至少一部分设置于或形成在第二部分,可以简化管路结构,提高换热效率。

在一些可行的实施方式中,所述降温组件还包括第三部分,所述第三部分具有进液口和排气口,

所述第一部分在对应于所述第一区域的部分具有第三接口,所述第一部分在对应于所述第二区域的部分具有第四接口,所述第三接口与所述排气口连通,所述第四接口与所述进液口连通。

通过设置第三部分,可以调节第一部分中的气态制冷剂和液态制冷剂的比例和体积,从而提升降温效果;此外,设置的第三部分还可实现气液分离功能,以及可以进一步降低进入蒸发器的制冷剂的温度,保证系统的制冷剂的蒸发温度。此外,制冷剂在经过第三部分后温度进一步降低,有利于保证蒸发温度。

在一些可行的实施方式中,所述压缩机包括多个,多个所述压缩机并联设置并连接至所述冷凝器,其中,至少一部分所述压缩机和冷凝器之间配置有所述降温组件。

当多个压缩机并联设置并连接至冷凝器时,可以提升系统的排气量,相应地系统的功效也会提高,同时存在压缩机组排气温度升高的问题,通过在至少一部分压缩机和冷凝器之间配置降温组件,可以降低系统的排气温度,进而避免排气温度过高带来的不利影响。

附图说明

下面结合附图来描述本发明的优选实施方式,附图中:

图1为本发明实施例提供的空调系统的结构示意图;

图2为图1中第一部分的结构示意图,其中主要示出了各接口;

附图标记列表:

1、压缩机组;2、管路组件;21、第一管路;22、连接管;23、第二管路;24、第三管路;25、第四管路3、冷凝器;4、第一部分;41、第一区域;42、第二区域;43、第一接口;44、第二接口;45、第三接口;46、第四接口;47、第五接口;48、第六接口;5、第三部分;51、进液口;52、排气口;53、出液口;6、节流阀;7、蒸发器;8、第二部分;9、电磁阀。

具体实施方式

下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是,这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理,并非旨在限制本发明的保护范围。例如,虽然下述的实施方式是结合多个压缩机并联的空调机组来解释说明的,但是,这并不是限制性的,本发明的技术方案同样适用于单压缩机空调器,这种应用对象的改变并不偏离本发明的原理和范围。

另外,为了更好地说明本发明,在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解,没有某些具体细节,本发明同样可以实施。

在本发明的描述中,术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系,这仅仅是为了便于描述,而不是指示或暗示所述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发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”……“第六”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外,还需要说明的是,在本发明的描述中,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。对于本领域技术人员而言,可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

基于背景技术指出的现有空调压缩机组排气温度高的问题,本发明提供了一种空调系统,通过在压缩机与冷凝器之间设置降温组件,并且将该降温组件的第一部分设置成能够向冷凝器补充气态制冷剂,利用低于压缩机排气温度的气态制冷剂与压缩机排气的混合来降低压缩机的排气温度,可以避免因排气温度过高引起的机组停机、电动机绕组烧坏,以及润滑油碳化等问题;此外,通过此种方式实现降低压缩机的排气温度的系统结构较为简单,且可以提高压缩机的吸气量,保证蒸发温度,进而提高系统功效。

下面结合附图对本发明提供的空调系统进行说明,图1为本发明实施例提供的空调系统的结构示意图;图2为图1中第一部分的结构示意图,其中主要示出了各接口。

如图1所示,本实施例中的空调系统主要包括压缩机组1、冷凝器3、节流阀6和蒸发器7,各部件之间通过管路组件2连接进而形成供制冷剂循环流通的制冷剂流通回路。其中,压缩机组1包括多台压缩机,多台压缩机并联连接到蒸发器与冷凝器之间。具体地,本实施例中的压缩机组1包括三台压缩机,三台压缩机的排气口分别通过排气支路(未标示)连接到排气总管路,排气总管路即本实施例中的第一管路21;三台压缩机的进气口通过进气支路(未标示)连接到进气总管路(未标示),进气支路和进气总管路用于连接压缩机组1与蒸发器7。排气支路汇总后与管路组件2中的第一管路21的第一管口(未标示)连接,第一管路21的第二管口(未标示)连接到冷凝器3的制冷剂入口。

为了降低空调系统的排气压力,本实施例提供的空调系统在压缩机与冷凝器3之间还设置有降温组件,降温组件通过换热和向第一管路21中补气相结合的方式来降低空调系统的排气温度。其中,补气是指向第一管路21内补充低温的气态制冷剂。

本实施例中的降温组件包括第一部分4、第二部分8和第三部分5。

具体地,如图1所示,第一部分4包括主体部分,主体部分具有腔室,腔室内形成有第一区域41和第二区域42,第一区域41位于第二区域42的上方。第一区域41内容纳有气态制冷剂,第二区域42内容纳有液态制冷剂。第一区域41与第二区域42彼此互通且部分区域可相互转化,即一些情形下,部分第一区域41可转变为第二区域42,一些情形下,部分第二区域42可转变为第一区域41,这是因为,不同情形下,腔室内的液态制冷剂和气态制冷剂的体积和比例是可变的。

如图2所示,第一部分4在对应于第一区域41的位置具有第一接口43、第二接口44、第三接口45和第六接口48,在对应于第二区域42的位置具有第四接口46和第五接口47。

继续参照图1,本实施例中的第三部分5的主体部分也具有腔室,腔室内主要容纳有液态制冷剂,但是第三部分5内并未完全被液态制冷剂填充,其上方空间内还容纳有一定量的气态制冷剂。第三部分5对应于腔室的位置设置有进液口51、排气口52和出液口53。

继续参照图1,本实施例中的管路组件2包括第一管路21、第二管路23、第三管路24、第四管路25、连接管22等。第一管路21为连接在压缩机与冷凝器3之间的管路。具体地,第一管路21具有第一管口(未标示)、第二管口(未标示)和第三管口(未标示),其中第一管口和第二管口形成在第一管路21的两端,第一管口与压缩机的排气口连接,第二管口与冷凝器3的制冷剂入口连接。第三管口形成在第一管路21上靠近第二管口的位置,第三管口与连接管22的一端连接,连接管22的另一端连接到第一部分4的第一接口43。

第二管路23用于流通第一部分4内的液态制冷剂,在液态制冷剂流通的过程中,可以在第二部分8内与第一管路21中的气态制冷剂换热。第二管路23具有第四管口(未标示)和第五管口(未标示),第四管口连接到第一部分4的第五接口47,第五管口连接到第一部分4的第六接口48,从而使第一部分4内部的液态制冷剂可以借助于第二管路23实现自循环,在循环流通过程中部分制冷剂可能会转变为气态。第二管路23上还设置有电磁阀9,用于控制第二管路23的通断。第二管路23的部分区段设置于第二部分8内,以便与第一管路21内的制冷剂进行热交换。

第三管路24的一端连接到冷凝器3的制冷剂出口,另一端连接到第一部分4的第二接口44,用于将从冷凝器3输出的气液混合态的制冷剂输送至第一部分4的腔室内进行分离。

第四管路25用于将第一部分4内多余的液态制冷剂送入第三部分5内进行储存,同时用于将第三部分5内的气态制冷剂回收至第一部分4以便补充第一部分4内的气态制冷剂。具体地,第四管路25中用于输送气态制冷剂的部分管路用于连接第一部分4的第三接口45和第三部分5的排气口52,另一部分管路用于连接第一部分4的第四接口46和第三部分5的进液口51。此外,第三部分5的出液口53通过管路与节流阀6连接。

本实施例提供的空调系统能够降低排气温度的具体工作原理为:

并联连接的压缩机组1运行时,制冷剂在压缩机组1的作用下转变为高温高压的气态制冷剂,高温高压的气态制冷剂在第二部分8内与第二管路23中的低温的液态制冷剂换热,第一管路21内降温后的制冷剂蒸气与第一部分4输出的低温制冷剂蒸气混合后气流量增加,同时气态制冷剂的温度降低,降温后的制冷剂进入冷凝器3冷凝散热,经冷凝器3冷凝散热后形成的气液混合态制冷剂进入第一部分4内,其中气态制冷剂分离后进入第一区域41,液态制冷剂下沉进入第二区域42,此过程中压缩机排出的高温高压制冷剂经过二级降温,温度大幅度降低;液态制冷剂在第一部分4内分成两路,一路经第二管路23进入到第二部分8内与第一管路21中的制冷剂换热,吸收高温制冷剂的热量使其温度降低,进而使压缩机的排气温度降低,第二管路23内的液态制冷剂在换热后变为气态或气液混合态的制冷剂并回流至第一部分4的腔室内;另一路液态制冷剂经第四管路25进入第三部分5的腔室内;第三部分5的腔室内产生的气态制冷剂通过第四管路25进入第一部分4的腔室内,第三部分5中的液态制冷剂从出液口53输出后经节流阀6节流降压,节流后的制冷剂进入蒸发器7蒸发吸热,产生大量的冷量,蒸发后的制冷剂蒸气回到压缩机组1压缩,完成制冷循环,该过程中,压缩机的排气温度大幅度降低,同时还提升了压缩机的吸气量,保证了蒸发温度。

可以理解的是,本发明提供的空调系统可根据不同的降温需求实现多级降温,且通过启动不同的降温部分可获得不同的降温效果。具体地,当压缩机组包含的压缩机台数较多时,系统的制冷/制热能力增加,系统的降温需求也增加,此时可以同时进行补气(第一部分发挥作用)、换热(第二部分发挥作用)和混合降温(第三部分发挥作用)来实现三级降温,从而最大限度地降低压缩机的排气温度。当压缩机组包含的压缩机台数相对减少时,系统的降温需求有所下降,此时可以不进行补气或换热,减少降温级数,进而根据系统需求实现针对性调整。

需要说明的是,上述的降温需求是指空调系统降低压缩机排气温度的需求,并联的压缩机台数越多,系统的降温需求约大,反之亦然。降温级数是指每种降温手段作为一级,仅采用一种手段(如换热或补气或混合降温)即实现一级降温;采用两种手段(如换热和补气同时进行等等不同组合)即实现二级降温;采用三种手段(换热、补气、混合降温同时进行)即实现三级降温。混合降温是指由于制冷剂在流通过程中先进入第三部分的腔室内,由于腔室内的制冷剂容量大且温度相对低,温度较高的制冷剂在流经第三部分后与第三部分内的制冷剂混合并进一步降温。

本发明中,第一部分可作为一种虹吸装置,第三部分可作为一种储液装置,第二部分可作为一种换热装置。

至此,已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案,但是,本领域技术人员容易理解的是,本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下,本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换,这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。

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