双喷气增焓制冷系统

文档序号:376002 发布日期:2021-12-10 浏览:3次 >En<

阅读说明:本技术 双喷气增焓制冷系统 (Double-enhanced vapor injection refrigeration system ) 是由 王有欣 熊琼 于 2021-10-13 设计创作,主要内容包括:本发明提供了一种双喷气增焓制冷系统,包括由管路依次接通并形成工质循环流路的压缩机、室内换热器、第一节流阀、室外换热器、气液分离器,压缩机为双喷气增焓压缩机,还包括:第一主路、第一辅路、第一辅助换热器;第二主路、第二辅路、第二辅助换热器;第二节流阀;第三节流阀;还包括第一辅路旁通电磁阀,以及第二辅路旁通电磁阀。通过以上结构,本发明单台压缩机实现三级压缩,可以根据具体制热工况条件,分别控制第一辅助换热器和/或第二辅助换热器单独或者共同工作提供喷气增焓,提供稳定的制热性能,从而解决了室外温度过低时,系统循环制冷剂量减少,制热性能急剧下降的问题。(The invention provides a double-enhanced vapor injection refrigeration system, which comprises a compressor, an indoor heat exchanger, a first throttling valve, an outdoor heat exchanger and a gas-liquid separator, wherein the compressor is sequentially communicated by pipelines and forms a working medium circulation flow path, the compressor is a double-enhanced vapor injection compressor, and the double-enhanced vapor injection refrigeration system also comprises: the system comprises a first main path, a first auxiliary path and a first auxiliary heat exchanger; the second main path, the second auxiliary path and the second auxiliary heat exchanger; a second throttle valve; a third throttle valve; the system also comprises a first auxiliary bypass electromagnetic valve and a second auxiliary bypass electromagnetic valve. Through the structure, the single compressor realizes three-stage compression, and can respectively control the first auxiliary heat exchanger and/or the second auxiliary heat exchanger to work independently or jointly to provide enhanced vapor injection and provide stable heating performance according to specific heating working conditions, so that the problems of reduced amount of circulating refrigerant of a system and rapid reduction of the heating performance when the outdoor temperature is too low are solved.)

双喷气增焓制冷系统

技术领域

本发明涉及空调器技术领域,具体为一种双喷气增焓制冷系统。

背景技术

当室外空气温度较低时,例如在中国北部纬度较高地区的冬天,空调器的热泵制热性能往往不理想。为了弥补室外空气温度降低导致的热泵制热性能的恶化,以及低温时系统排气温度过高,现在一般采用喷气增焓技术。

使用喷气增焓技术的压缩机,通常会在压缩机中部设置一个吸气口,从冷凝器回来的气态制冷剂进入该吸气口达到压缩机的中间腔,降低中间腔的温度,从而降低压缩机出口的排气温度,降低压缩机的排气过热度,减少冷凝器的气相换热区的长度,增加两相换热面积,提高冷凝器的换热效率,当蒸发温度和冷凝温度相差越大会产生越好的效果,所以在低温环境下效果更明显。

但是喷气增焓技术也存在一定的问题,现有的喷气增焓技术在零下10℃及以上环境下的制热性能较好,能够满足人们的制热需求,但是在零下15℃、零下20℃及零下30℃等严寒地区,喷气增焓技术的制热量急剧衰减,无法满足更低温地区的制热需求。

另外,压缩机的喷射孔尺寸有限,并且会因动盘或定盘的卷轴运动而被周期性反复堵塞,因此存在喷射孔的开度损失,喷射孔的开度损失约为40%,当气相制冷剂被喷入压缩腔时,这种开度损失增加了流动阻力。由于流动阻力增加,内部热交换器内两相制冷剂的中间压力增加,在喷射过程中出现压力损失,喷射流量减少,降低系统的制热性能。

发明内容

针对以上问题,本发明提供了一种双喷气增焓制冷系统,解决现有的喷气增焓制冷系统在严寒环境下,例如是零下15℃以下的环境下,制热量急剧衰减、制热效果不理想的技术问题。

本发明提供一种双喷气增焓制冷系统,包括由管路依次接通并形成工质循环流路的压缩机、室内换热器、第一节流阀、室外换热器、气液分离器,压缩机为双喷气增焓压缩机,双喷气增焓制冷系统还包括:具有第一主路和第一辅路、第一主路设置于第一节流阀与室内换热器之间的第一辅助换热器;具有第二主路和第二辅路、第二主路与第一主路串联设置的第二辅助换热器;设置在第一主路的出口与第一辅路的入口之间的第二节流阀;连接第二主路的出口与第二辅路的入口的第三节流阀;设置在第一辅路的出口与气液分离器的入口之间的第一辅路旁通电磁阀,以及设置第二辅路的出口与气液分离器的入口之间的第二辅路旁通电磁阀。

根据该技术方案,本发明双喷气增焓制冷系统的工作原理为:第一辅路或第二辅路中的制冷剂液体经过第二节流阀或第三节流阀降压到一定中间压力后,部分液体蒸发变为中间压力的气液混合物,并与来自主路(第一主路或第二主路)的温度较高的制冷剂液体在第一辅助换热器或第二辅助换热器中发生热交换。第一辅路或第二辅路中的制冷剂液体部分会吸收热量蒸发变为气体补入压缩机工作腔;同时,主路的制冷剂得到过冷却,这部分过冷的制冷剂经过第一节流阀后进入室外换热器。

主路的制冷剂在室外换热器吸收低温环境中的热量,而变为低压气体进入压缩机吸气口,经过一段内压缩后,来自主路的制冷剂与来自第一和第二辅路的制冷剂在压缩机工作腔中混合,并且边压缩边混合直至混合过程结束,混合后的制冷剂经压缩机进一步压缩后排出压缩机。因此,压缩机吸入一部分中间压力的制冷剂气体,与经过部分压缩的制冷剂混合后再压缩,实现了以单台压缩机实现三级压缩的过程。

因此,本发明的技术方案,低温气态的制冷剂可以通过第一和/或第二辅路直接进入压缩机工作腔,降低了压缩机内部的制冷剂温度,同时增加了系统循环的制冷剂量,从而解决了在室外环境温度过低时,制冷剂蒸发压力及蒸发温度下降,导致压缩机的压缩比变大,系统循环制冷剂量减少,导致压缩机排气压力和排气温度过高、系统的制热性能下降的问题。

特别是,本发明通过双喷气增焓压缩机以及对应设置的第一辅助换热器和第二辅助换热器,对应第一辅助换热器及第二辅助换热器设置的第二节流阀、第三节流阀,以及第一辅路旁通电磁阀、第二辅路旁通电磁阀,可以根据具体的制热工况条件例如室外环境温度,分别控制第一辅助换热器和/或第二辅助换热器单独或者共同工作提供喷气增焓,从而可以对应更加低温的外气环境,提供稳定的制热性能。

另外,本发明设置有第一辅路旁通电磁阀、以及第二辅路旁通电磁阀,可以根据辅路制冷剂的换热情况,在判断辅路制冷剂未完全充分蒸发,有可能存在气液混合的情况下,则导通第一辅路旁通电磁阀和/或第二辅路旁通电磁阀,使得辅路中的制冷剂导入气液分离器,从而保证了压缩机的工作安全。

本发明的可选技术方案中,双喷气增焓压缩机包括设置在压缩机的第一辅路进气口和第二辅路进气口;第一辅助换热器的第一辅路的出口连通第一辅路进气口,第二辅助换热器的第二辅路的出口连通第二辅路进气口;所述双喷气增焓制冷系统还包括设置在第一辅路的出口与第一辅路进气口之间的第一辅路电磁阀,以及设置在第二辅路的出口与第二辅路进气口之间的第二辅路电磁阀。

根据该技术方案,本发明通过设置第一辅路进气口和第二辅路进气口,使得压缩机设置有两个相应的喷射孔,减少了喷射孔的开度损失,从而降低了喷气增焓过程中的压力损失,提供了稳定的制热性能。

压缩机通过第一辅路进气口、第二辅路进气口吸入一部分中间压力的制冷剂气体,与经过部分压缩的制冷剂混合后再压缩,实现了以单台压缩机实现三级压缩的过程。

本发明通过在压缩机设置第一辅路进气口、第二辅路进气口以及对应设置的第一辅助换热器和第二辅助换热器,对应第一辅助换热器及第二辅助换热器设置的第二节流阀、第三节流阀,以及第一辅路旁通电磁阀、第二辅路旁通电磁阀,可以根据具体的制热工况条件例如室外环境温度,分别控制第一辅助换热器和/或第二辅助换热器单独或者共同工作提供喷气增焓,从而可以对应更加低温的外气环境,提供稳定的制热性能。

本发明的可选技术方案中,还包括设置在压缩机上、与第一辅路进气口和第二辅路进气口分别对应的第一喷射孔和第二喷射孔,第一喷射孔和第二喷射孔以不会被同时堵塞的形式,设置在压缩机。

本发明的可选技术方案中,第一辅助换热器、第二辅助换热器为板式换热器。

根据该技术方案,板式换热器具有换热效率高、热损失小、结构紧凑轻巧、占地面积小、安装清洗方便、应用广泛、使用寿命长;在相同压力损失情况下,其传热系数比管式换热器高3-5倍,占地面积为管式换热器的三分之一,换热效率非常高。

本发明的可选技术方案中,还包括用于检测压缩机排气温度的第一温度传感器和用于检测工质冷凝压力的冷凝压力传感器,以及喷气增焓判断及控制模块,喷气增焓判断及控制模块被配置为:获取压缩机的排气温度与压缩机出口的工质冷凝压力;根据排气温度和工质冷凝压力计算排气过热度;响应于排气过热度大于第一规定阈值,控制调节第二节流阀和/或第三节流阀。

本优选技术方案的效果在于,根据压缩机的排气过热度(压缩机出口处制冷剂的温度和制冷剂压力所对应的饱和温度之间的温差,简单的说就是制冷剂的温度比该压力下饱和温度更高,也就是排气温度过高),判断是否进入喷气增焓工况。

具体而言,如果压缩机的排气过热度低于第一规定阈值(例如比该冷凝压力下的饱和温度高15℃为第一规定阈值),则保持第二节流阀和第三节流阀关闭,第一辅助换热器和第二辅助换热器不工作,系统处于正常制热工况。排气过热度大于第一规定阈值,则进入喷气增焓工况,控制调节第二节流阀和/或第三节流阀。

进一步地,本发明的可选技术方案中,还包括用于检测室外温度的第二温度传感器,喷气增焓判断及控制模块根据室外温度与预设温度区间的比较结果,或根据室外温度与第一预设值的比较结果,控制调节第二节流阀和/或第三节流阀的开度。

根据该技术方案,在压缩机的排气过热度的基础上,再结合室外温度与预设温度区间或预设温度值的比较,来判断是否进入排气增焓工况,则判断更加准确。同时,可以对应根据不同的预设温度,来决定具体的排气增焓的工况,可以对应不同的外气温度,实现不同排气增焓工况,更加提升了制热性能。

本发明的可选技术方案中,还包括用于检测第一辅助换热器的第一辅路入口温度、第一辅路出口温度的第一温度检测模组,喷气增焓判断及控制模块根据第一辅路入口温度与第一辅路出口温度的差值计算第一辅路过热度,响应于室外温度处于预设温度区间,且第一辅路过热度大于第二规定阈值,控制调节第二节流阀的开度。

根据该技术方案,第一温度检测模组包括分别设于第一辅路的入口和第一辅路出口处的两个温度传感器,通过两个温度传感器获取的第一辅路的入口温度和出口温度,计算第一辅路过热度;并在室外温度处于预设温度区间时,根据第一辅路过热度与第二规定阈值的比较结果,控制调节第二节流阀的开度,第一辅路过热度大于第二规定阈值,控制开启第二节流阀进行喷气增焓;对应不同的室外温度以及第一辅路过热度,控制第二节流阀的开度,实现精确控温。

本发明的可选技术方案中,第二节流阀的开度调节,以与第一辅路过热度相关联的形式进行。

根据该技术方案,根据第一辅路过热度的温度,来适时调节第二节流阀的开度,从而使得第一辅路过热度可以控制在理想的温度范围内,换言之,如果第一辅路过热度过高(例如高于2℃),则提高第二节流阀开度,使得更多的制冷剂进入第一辅路参与节流膨胀,从而从主路制冷剂吸收热量,使得第一辅路制冷剂的过热度不会升高(如保持在2℃)。

同时,如果第一辅路的制冷剂过热度太低,例如低于0.5度,则此时辅路的制冷剂没有完全蒸发,部分存在气液混合的情况,此时,如果直接进入压缩机中间腔,制冷剂液体会造成对压缩机的冲击,从而损坏压缩机。因此,根据实际测得的第一辅路过热度,来调节第二节流阀的开度(直至关闭)。

本发明的可选技术方案中,还包括用于检测第二辅助换热器的第二辅路入口温度、第二辅路出口温度的第二温度检测模组,喷气增焓判断及控制模块根据第二辅路入口温度与第二辅路出口温度的差值计算第二辅路过热度,响应于室外温度小于第一预设值、且第二辅路过热度大于第三规定阈值、及第一辅路过热度大于第二规定阈值,控制调节第三节流阀和第二节流阀的开度。

根据该技术方案,第二温度检测模组包括分别设于第二辅路的入口和第二辅路出口处的两个温度传感器,通过两个温度传感器获取的第二辅路的入口温度和出口温度,计算第二辅路过热度;在室外温度低于第一预设值,根据第一辅路过热度与第二规定阈值的比较结果、第二辅路过热度与第三规定阈值的比较结果,控制调节第二节流阀、第三节流阀的开度,提高进入压缩机的制冷剂流量,优化制热性能。

本发明的可选技术方案中,第三节流阀的开度调节,以与第二辅路过热度相关联的形式进行。

根据该技术方案,第三调节阀的开度调节与第二调节阀的开度调节基本相同,根据第二辅路过热度的温度,来适时调节第三节流阀的开度,从而使得第二辅路过热度可以控制在理想的温度范围内。

例如,如果第二辅路过热度过高(例如高于2℃),则提高第三节流阀开度,使得更多的制冷剂进入第二辅路参与节流膨胀,从而从主路制冷剂吸收热量,使得第二辅路制冷剂的过热度不会升高(如保持在2℃)。同时,如果第二辅路的制冷剂过热度太低,例如低于0.5度,则此时第二辅路的制冷剂没有完全蒸发,部分存在气液混合的情况,此时,如果直接进入压缩机中间腔,制冷剂液体会造成对压缩机的冲击,从而损坏压缩机。因此,根据实际测得的第二辅路过热度,来调节第三节流阀的开度(直至关闭)。

本发明的可选技术方案中,第一辅路过热度大于规定过热度高阈值时,喷气增焓判断及控制模块发出增大第二节流阀开度、开启第一辅路电磁阀和关闭第一辅路旁通电磁阀及第三节流阀的指令,或,第二辅路过热度大于规定过热度高阈值时,喷气增焓判断及控制模块发出增大第三节流阀开度、开启第二辅路电磁阀和关闭第二辅路旁通电磁阀的指令。

根据该技术方案,如果第一辅路过热度过大,则增大第一辅路的制冷剂流量以降低辅路制冷剂的过热度,并根据过热度是否符合过热度高阈值来决定第二节流阀的开度。此时,第二辅路不工作。因为此时主路的制冷剂流量在减少,如果开启第三节流阀的话,第二辅路的过热度也可能较大,不利于系统整个的运行。

本发明的可选技术方案中,第一辅路过热度或第二辅路过热度落入规定过热度范围时,喷气增焓判断及控制模块发出调节第二节流阀至预定开度、关闭第一辅路电磁阀和开启第一辅路旁通电磁阀,或发出调节第三节流阀至预定开度、关闭第二辅路电磁阀和开启第二辅路旁通电磁阀的指令。

根据该技术方案,当第一辅路过热度或第二辅路过热度落入规定过热度范围时,可能存在气液混合的情况,因此,开启第一辅路旁通电磁阀和第二辅路旁通电磁阀,使得制冷剂进入气液分离器,防止液态制冷剂进入压缩机,保证压缩机的工作安全。

本发明的可选技术方案中,第一辅路过热度或第二辅路过热度小于规定过热度低阈值时,喷气增焓判断及控制模块控制第二节流阀、第一辅路电磁阀、及第一辅路旁通电磁阀、或第三节流阀、第二辅路电磁阀及第二辅路旁通电磁阀均保持关闭。

根据该技术方案,即使室外温度较低、压缩机排气过热需要喷气增焓,但如果经过调节,第一辅路过热度或第二辅路过热度仍然过低,例如低于0.5度,则为了保证压缩机的安全,不进入喷气增焓工况。

本发明的可选技术方案中,四通阀的四个端口分别与压缩机的工质入口、气液分离器的工质入口、室外换热器的工质出口以及室内换热器的工质入口联通。

根据该技术方案,四通阀的切换能够改变制冷剂的流向,进而使得双喷气增焓制冷系统在不同运行模式下切换,便于用户根据需求切换至所需的运行模式下。

本发明的可选技术方案中,室内换热器包括并联设置的多个子室内换热器。

根据该技术方案,本发明喷气增焓制冷系统可以作为多联机系统使用,一台室外换热器连接多个子室内换热器,节约室外换热器的占用空间,可以单独开启一台子室内换热器,也可以多台子室内换热器同时开启,使得控制更加灵活和节能,且便于实现子室内换热器的集中管理。

本发明的可选技术方案中,喷气增焓判断及控制模块根据排气温度的数值,控制第一节流阀的开度。

根据该技术方案,根据排气温度控制第一节流阀的开度,例如,排气温度高,则提高第一节流阀的开度,增加系统中制冷剂的流量,降低压缩机吸气温度,具有帮助排气温度降低的效果。

附图说明

图1为本发明实施方式中双喷气增焓制冷系统的结构示意图。

图2是本发明实施方式中双喷气增焓制冷系统在室外温度低于预设温度值,第一辅路过热度大于第二规定阈值,第二辅路过热度落入规定过热度范围条件下的冷媒流向示意图。

图3和图4是本发明实施方式中双喷气增焓制冷系统的控制方法的流程示意图,由于图片幅面限制,分为两张图片表示。

附图标记:

压缩机1;第一辅路进气口11;第二辅路进气口12;吸气口13;室内换热器2;第一室内换热器2a;第二室内换热器2b;室外换热器3;气液分离器4;第一节流阀EXV1;第二节流阀EXV2;第三节流阀EXV3;第一辅路电磁阀SV1;第二辅路电磁阀SV3;第一辅路旁通电磁阀SV2;第二辅路旁通电磁阀SV4;第一主路51;第一辅路52;第一辅助换热器53;第二主路61;第二辅路62;第二辅助换热器63;第一温度传感器T5;第二温度传感器T4;温度传感器T6A;温度传感器T6B;温度传感器T7A;温度传感器T7B;冷凝压力传感器P;节流阀sva;节流阀svb。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

图1为本发明实施方式双喷气增焓制冷系统的结构示意图。请参阅图1,本发明实施方式提供一种双喷气增焓制冷系统,包括由管路依次接通并形成工质循环流路的压缩机1、室内换热器2、第一节流阀EXV1、室外换热器3、气液分离器4,双喷气增焓制冷系统还包括:设置在压缩机1的第一辅路进气口11和第二辅路进气口12;具有第一主路51和第一辅路52的第一辅助换热器53,其中,第一主路51设置于第一节流阀EXV1与室内换热器2之间;具有第二主路61和第二辅路62的第二辅助换热器63,其中,第二主路61与第一主路51串联设置;设置在第一主路51的出口与第一辅路52的入口之间的第二节流阀EXV2;连接第二主路61的出口与第二辅路62的入口的第三节流阀EXV3;第一辅助换热器53的第一辅路52的出口连通第一辅路进气口11,第二辅助换热器63的第二辅路62的出口连通第二辅路进气口12;设置在第一辅路52的出口与第一辅路进气口11之间的第一辅路电磁阀SV1,以及设置在第二辅路63的出口与第二辅路进气口12之间的第二辅路电磁阀SV3;设置在第一辅路52的出口与气液分离器4的入口之间的第一辅路旁通电磁阀SV2,以及设置第二辅路62的出口与气液分离器4的入口之间的第二辅路旁通电磁阀SV4。

通过上述方式,本发明实施方式双喷气增焓制冷系统的工作原理为:第一辅路52或第二辅路62中的制冷剂液体经过第二节流阀EXV2或第三节流阀EXV3降压到一定中间压力后,部分液体蒸发变为中压的气液混合物,并与来自主路(第一主路51或第二主路61)的温度较高的制冷剂液体在第一辅助换热器53或第二辅助换热器63中发生热交换。第一辅路52或第二辅路62中的制冷剂液体部分会吸收热量蒸发变为气体,并通过压缩机1的第一辅路进气口11或第二辅路进气口12补入压缩机工作腔(图中未示出);同时,主路的制冷剂得到过冷却,这部分过冷的制冷剂经过第一节流阀EXV1后进入室外换热器3。

主路的制冷剂在室外换热器3吸收低温环境中的热量,而变为低压气体进入压缩机1的吸气口13,经过一段内压缩后,来自主路的制冷剂与来自第一辅路52和第二辅路62的制冷剂在压缩机工作腔中混合,并且边压缩边混合直至混合过程结束,混合后的制冷剂经压缩机1进一步压缩后排出压缩机1。因此,压缩机1通过第一辅路进气口11和第二辅路进气口12吸入一部分中间压力的制冷剂气体,与经过部分压缩的制冷剂混合后再压缩,实现了以单台压缩机实现三级压缩的过程。

因此,本发明实施方式中,低温气态的制冷剂可以通过第一辅路52和/或第二辅路62直接进入压缩机工作腔,降低了压缩机1内部的制冷剂温度,同时增加了系统循环的制冷剂量,从而解决了在室外环境温度过低时,制冷剂蒸发压力及蒸发温度下降,导致压缩机1的压缩比变大,系统循环制冷剂量减少,导致压缩机1排气压力和排气温度过高、系统的制热性能下降的问题。

特别是,本发明实施方式通过在压缩机1设置第一辅路进气口11和第二辅路进气口12,以及与第一辅路进气口11和第二辅路进气口12对应设置的第一辅助换热器53和第二辅助换热器63,对应第一辅助换热器53及第二辅助换热器63设置的第二节流阀EXV2、第三节流阀EXV3,以及第一辅路电磁阀SV1、第二辅路电磁阀SV3、第一辅路旁通电磁阀SV2、第二辅路旁通电磁阀SV4,可以根据具体的制热工况条件例如室外环境温度,分别控制第一辅助换热器53和/或第二辅助换热器63单独或者共同工作提供喷气增焓,从而可以对应更加低温的外气环境,提供稳定的制热性能。

同时,本发明实施方式通过设置第一辅路进气口11和第二辅路进气口12,使得压缩机设置有两个相应的喷射孔,减少了喷射孔的开度损失,从而降低了喷气增焓过程中的压力损失,提供了稳定的制热性能。

另外,本发明实施方式设置有第一辅路旁通电磁阀SV2、以及第二辅路旁通电磁阀SV4,可以根据辅路制冷剂的换热情况,在判断辅路制冷剂未完全充分蒸发,有可能存在气液混合的情况下,则导通第一辅路旁通电磁阀SV2和/或第二辅路旁通电磁阀SV4,使得辅路中的制冷剂导入气液分离器4,从而保证了压缩机1的工作安全。

本发明实施方式双喷气增焓制冷系统在零下20℃制热性能不衰减,同时使得系统制热运行范围至零下30℃,零下30℃条件下,制热性能衰减不超过15%,保证了在低温环境下,用户的制热需求。

本发明的优选实施方式中,还包括设置在压缩机1上、与第一辅路进气口11和第二辅路进气口12分别对应的第一喷射孔(图中未示出)和第二喷射孔(图中未示出),第一喷射孔和第二喷射孔以不会被同时堵塞的形式,设置在压缩机1。

通过上述方式,第一喷射孔与第二喷射孔以不会被同时堵塞的形式设置,即存在至少一个喷射孔未被堵塞的情况,保证了气体的喷出,减少了喷射孔的开度损失,从而降低了喷气增焓过程中的压力损失,提供了稳定的制热性能。

本发明的优选实施方式中,压缩机1为涡旋压缩机,第一辅路进气口11或第一喷射孔靠近于压缩机1的吸气口13设置,第二辅路进气口12或第二喷射孔在顺着制冷剂的压缩方向(制冷剂从吸气口的位置向压缩机的排气口位置移动的方向)上与第一辅路进气口11或第一喷射孔之间的圆心角为180°,这样可以防止第一喷射孔和第二喷射孔在压缩腔室内彼此靠近,导致第一辅路进气口11和第二辅路进气口12的补气压力过于相近,三级压缩变为两级压缩,喷气增焓效果差。

需要说明的是,本发明图1、图2中压缩机的结构示意图主要是体现压缩机的三级压缩过程,并不真实反应压缩机的内部结构,吸气口13、第一辅路进气口11和第二辅路进气口12实际是在同一平面上。

本发明的优选实施方式中,第一辅助换热器53、第二辅助换热器63为板式换热器,主路入口、主路出口、辅路入口、辅路出口为板式换热器的常规结构,在此不再赘述。

通过上述方式,板式换热器具有换热效率高、热损失小、结构紧凑轻巧、占地面积小、安装清洗方便、应用广泛、使用寿命长;在相同压力损失情况下,其传热系数比管式换热器高3-5倍,占地面积为管式换热器的三分之一,换热效率非常高。

本发明的优选实施方式中,还包括用于检测压缩机排气温度的第一温度传感器T5和用于检测工质冷凝压力的冷凝压力传感器P,以及喷气增焓判断及控制模块(图中未示出),喷气增焓判断及控制模块被配置为:获取压缩机1的排气温度与压缩机1出口的工质冷凝压力;根据排气温度和工质冷凝压力计算排气过热度;响应于排气过热度大于第一规定阈值,控制调节第二节流阀EXV2和/或第三节流阀EXV3。

本发明实施方式根据压缩机的排气过热度(压缩机1出口处制冷剂的温度和制冷剂压力所对应的饱和温度之间的温差,简单的说就是制冷剂的温度比该压力下饱和温度更高,也就是排气温度过高),判断是否进入喷气增焓工况。

具体而言,如果压缩机1的排气过热度低于第一规定阈值(例如比该冷凝压力下的饱和温度高15℃为第一规定阈值),则保持第二节流阀EXV2和第三节流阀EXV3关闭,第一辅助换热器53和第二辅助换热器63不工作,系统处于正常制热工况。如果排气过热度大于第一规定阈值,则进入排气增焓工况。

进一步,本发明的优选实施方式中,在压缩机1的排气过热度的基础上,再结合室外温度与预设温度区间或预设温度值的比较,来判断是否进入排气增焓工况,则判断更加准确。

本发明实施方式双喷气增焓制冷系统还包括用于检测室外温度的第二温度传感器T4,喷气增焓判断及控制模块根据室外温度与预设温度区间的比较结果,或根据室外温度与第一预设值的比较结果,控制调节第二节流阀EXV2和/或第三节流阀EXV3的开度。

本发明实施方式通过结合室外温度与预设温度区间或预设温度值的比较,可以对应根据不同的预设温度,来决定具体的排气增焓的工况,可以对应不同的外气温度,实现不同排气增焓工况,更加提升了制热性能。本发明的具体实施例中,预设温度区间为-13℃至7℃,预设温度值为-13℃,室外温度低于-13℃,并对应调节第二节流阀EXV2和第三节流阀EXV3的开度;室外温度处于-13℃至7℃,喷气增焓判断及控制模块控制调节第二节流阀EXV2或第三节流阀EXV3的开度。

具体来说,本发明实施方式双喷气增焓制冷系统还包括用于检测第一辅助换热器53的第一辅路入口温度、第一辅路出口温度的第一温度检测模组(包括温度传感器T6A和温度传感器T7A,分别设于第一辅路的入口和第一辅路出口,通过两个温度传感器T6A、T7A获取的第一辅路的入口温度和出口温度,根据入口温度和出口温度的差值计算第一辅路过热度),喷气增焓判断及控制模块根据第一辅路入口温度与第一辅路出口温度的差值计算第一辅路过热度,响应于室外温度处于预设温度区间,且第一辅路过热度大于第二规定阈值,控制调节第二节流阀EXV2的开度。

双喷气增焓制冷系统还包括用于检测第二辅助换热器63的第二辅路入口温度、第二辅路出口温度的第二温度检测模组(包括温度传感器T6B和温度传感器T7B,分别设于第二辅路的入口和第二辅路出口处的两个温度传感器T7A、T7B,通过两个温度传感器获取的第二辅路的入口温度和出口温度,根据入口温度和出口温度的差值计算第二辅路过热度),喷气增焓判断及控制模块根据第二辅路入口温度与第二辅路出口温度的差值计算第二辅路过热度,响应于室外温度小于第一预设值、且第二辅路过热度大于第三规定阈值、及第一辅路过热度大于第二规定阈值,控制调节第三节流阀EXV3和第二节流阀EXV2的开度。

通过上述方式,根据第一辅路过热度、第二辅路过热度与对应的第一规定阈值、第二规定阈值的比较,来决定具体的喷气增焓工况以及适时调节第二节流阀EXV2和/或第三节流阀EXV3的开度,保证双喷气增焓制冷系统的可靠、稳定运行。

本发明的优选实施方式中,第二节流阀EXV2的开度调节,以与第一辅路过热度相关联的形式进行。

具体来说,根据第一辅路过热度的温度,来适时调节第二节流阀EXV2的开度,从而使得第一辅路过热度可以控制在理想的温度范围内。换言之,如果第一辅路过热度过高(例如高于2℃),则提高第二节流阀EXV2的开度,使得更多的制冷剂进入第一辅路52参与节流膨胀,从而从主路制冷剂吸收热量,使得第一辅路过热度不会升高(如保持在2℃)。

同时,如果第一辅路52的制冷剂过热度太低,例如低于0.5度,则此时第一辅路的制冷剂没有完全蒸发,部分存在气液混合的情况,此时,如果直接进入压缩机中间腔,制冷剂液体会造成对压缩机1的冲击,从而损坏压缩机1。因此,根据实际测得的第一辅路过热度,来调节第二节流阀EXV2的开度(直至关闭)。

本发明的优选实施方式中,第三节流阀EXV3的开度调节,以与第二辅路过热度相关联的形式进行。

具体来说,根据第二辅路过热度的温度,来适时调节第三节流阀EXV3的开度,从而使得第二辅路过热度可以控制在理想的温度范围内,换言之,如果第二辅路过热度过高(例如高于2℃),则提高第三节流阀EXV3的开度,使得更多的制冷剂进入第二辅路52参与节流膨胀,从而从主路制冷剂吸收热量,使得第二辅路52制冷剂的过热度不会升高(如保持在2℃)。

同时,如果第二辅路52的制冷剂过热度太低,例如低于0.5度,则此时第二辅路52的制冷剂没有完全蒸发,部分存在气液混合的情况,此时,如果直接进入压缩机中间腔,制冷剂液体会造成对压缩机1的冲击,从而损坏压缩机。因此,根据实际测得的第二辅路过热度,来调节第三节流阀EXV3的开度(直至关闭)。

本发明的优选实施方式中,第一辅路过热度大于规定过热度高阈值时,喷气增焓判断及控制模块发出增大第二节流阀EXV2开度、开启第一辅路电磁阀SV1和关闭第一辅路旁通电磁阀SV2及第三节流阀EXV3的指令,或,

第二辅路过热度大于规定过热度高阈值时,喷气增焓判断及控制模块发出增大第三节流阀EXV3开度、开启第二辅路电磁阀SV3和关闭第二辅路旁通电磁阀SV4的指令。

通过上述方式,如果第一辅路过热度过大超过2℃,则增大第一辅路的制冷剂流量以降低辅路制冷剂的过热度,并根据过热度是否符合过热度高阈值来决定第二节流阀EXV2的开度。此时,第二辅路62不工作。因为此时主路的制冷剂流量在减少,如果开启第三节流阀EXV3的话,第二辅路62的过热度也可能较大,不利于系统整个的运行。或,第二辅路过热度过大(如超过2℃),则增大第二辅路62的制冷剂流量以降低辅路制冷剂的过热度,并根据过热度是否复合过热度高阈值来决定第三节流阀EXV3的开度,此时第一辅路52不工作,原理同上,在此不再赘述。

本发明的优选实施方式中,第一辅路过热度或第二辅路过热度落入规定过热度范围时,喷气增焓判断及控制模块发出调节第二节流阀EXV2至预定开度、关闭第一辅路电磁阀SV1和开启第一辅路旁通电磁阀SV2,或发出调节第三节流阀EXV3至预定开度、关闭第二辅路电磁阀SV3和开启第二辅路旁通电磁阀SV4的指令。

通过上述方式,当第一辅路过热度或第二辅路过热度落入规定过热度范围(如0.5-1℃)时,可能存在气液混合的情况,因此,开启第一辅路旁通电磁阀SV2和/或第二辅路旁通电磁阀SV4,使得制冷剂进入气液分离器4,防止液态制冷剂进入压缩机1,保证压缩机1的工作安全。

本发明的优选实施方式中,第一辅路过热度或第二辅路过热度小于规定过热度低阈值时,喷气增焓判断及控制模块控制第二节流阀EXV2、第一辅路电磁阀SV1、及第一辅路旁通电磁阀SV2、或第三节流阀EXV3、第二辅路电磁阀SV3及第二辅路旁通电磁阀SV4均保持关闭。

通过上述方式,即使室外温度较低、压缩机排气过热需要喷气增焓,但如果经过调节,第一辅路过热度或第二辅路过热度仍然过低,例如低于0.5度,则为了保证压缩机1的安全,不进入喷气增焓工况。

在一些实施例中,响应于排气过热度低于第一规定阈值,喷气增焓判断及控制模块控制第二节流阀EXV2、第一辅路电磁阀SV1、及第一辅路旁通电磁阀SV2、第三节流阀EXV3、第二辅路电磁阀SV3及第二辅路旁通电磁阀SV4均保持关闭。

本发明的优选实施方式中,还包括四通阀7,四通阀7的四个端口分别与压缩机1的工质入口、气液分离器4的工质入口、室外换热器3的工质出口以及室内2换热器的工质入口联通。

通过上述方式,四通阀7的切换能够改变制冷剂的流向,进而使得双喷气增焓制冷系统在不同运行模式下切换,便于用户根据需求切换至所需的运行模式下。

本发明的优选实施方式中,室内换热器2包括并联设置的多个子室内换热器,如图1所示,室内换热器2包括第一室内换热器2a和第二室内换热器2b,第一室内换热器2a和第二室内换热器2b并联。进一步地,第一室内换热器2a和第二室内换热器2b分别与电磁阀sva、svb串联后并联,以便于根据需求控制子室内换热器的单独运行。

本发明的实施例中,双喷气增焓制冷系统还包括截止阀,截止阀将双喷气增焓制冷系统的室内部分与室外部分连接形成完整的制冷循环系统。

通过上述方式,本发明实施方式喷气增焓制冷系统可以作为多联机系统使用,一台室外换热器连接多个子室内换热器,节约室外换热器的占用空间,可以单独开启一台子室内换热器,也可以多台子室内换热器同时开启,使得控制更加灵活和节能,且便于实现子室内换热器的集中管理。

本发明的优选实施方式中,喷气增焓判断及控制模块根据排气温度的数值,控制第一节流阀EXV1的开度。

通过上述方式,根据排气温度控制第一节流阀EXV1的开度,例如,排气温度高,则提高第一节流阀EXV1的开度,增加系统中制冷剂的流量,降低压缩机吸气温度,具有帮助降低排气温度的效果。

具体地,压缩机排气温度≥85℃时,第一节流阀EXV1的开度达到最大,压缩机排气温度85≥T5≥80,第一节流阀EXV1的开度为420,压缩机排气温度85≥T5≥80,第一节流阀EXV1的开度为420,压缩机排气温度80≥T5≥70,第一节流阀EXV1的开度为360,压缩机排气温度70≥T5≥65,第一节流阀EXV1的开度为300,压缩机排气温度65≥T5≥60,第一节流阀EXV1的开度为240,压缩机排气温度60≥T5≥55,第一节流阀EXV1的开度为180,压缩机排气温度55≥T5≥50,第一节流阀EXV1的开度为120,压缩机排气温度T5<50,第一节流阀EXV1的开度为80。

本发明的具体实施例中,双喷气增焓制冷系统还包括存储模块和控制模块,存储实时存储各温度传感器所检测到的室外环境温度、第一辅路的入口温度、第一辅路的出口温度、第二辅路的入口温度、第二辅路的出口温度、第一规定阈值、第二规定阈值、第三规定阈值、规定过热度范围、规定过热度低阈值、规定过热度高阈值以及制冷剂冷凝压力所对应的制冷剂饱和液体温度和排气过热度、排气温度的判定值等;控制模块根据排气温度、排气过热度、第一辅路过热度、第二辅路过热度等的判断结果控制第一节流阀EXV1、第二节流阀EXV2、第三节流阀EXV3、第一辅路电磁阀SV1、第一辅路旁通电磁阀SV2、第二辅路电磁阀SV3、第二辅路旁通电磁阀SV4、节流阀sva、节流阀svb的开度。

以上具体说明了本发明实施方式双喷气增焓制冷系统的结构示意图,以下说明双喷气增焓制冷系统的冷媒流向及双喷气增焓制冷系统的控制方法。

以室外温度小于预设温度值,且第一辅路过热度大第二规定阈值,第二辅路过热度落入规定过热度范围进行说明,控制开启第一节流阀EXV1、第二节流阀EXV2、第三节流阀EXV3,第一辅路电磁阀SV1及第二辅路旁通电磁阀SV4,关闭第一辅路旁通电磁阀SV2、第二辅路电磁阀SV3。

空调器进入制热模式,压缩机1出口的工质经四通阀7进入室内换热器2,室内换热器2出口的工质依次经过第二辅助换热器63的第二主路入口、第二主路出口、第三节流阀EXV3、第二辅助换热器63的第二辅路入口、第二辅路出口、第二辅路旁通电磁阀SV4、气液分离器4,最后回到压缩机1;室内换热器2出口的工质经第二主路出口流出后依次经过第一辅助换热器53的第一主路入口、第一主路出口、第二节流阀EXV2、第一辅路入口、第一辅路出口、第一辅路电磁阀SV1,最后进入第一辅路进气口11;第一主路出口的工质经过第一节流阀EXV1、室外换热器、四通阀、气液分离器4,最后回到压缩机1。

请参阅图3、图4所示,控制方法包括以下步骤:

S1:空调器进入制热模式运行;

S2:根据压缩机排气温度,控制第一节流阀EXV1的开度;具体地,第一节流阀EXV1的初始开度为360步,最小开度为80步;

S3:判断排气过热度是否大于第一规定阈值,排气过热度大于第一规定阈值,则执行步骤S4;否则执行步骤S9;

S4:判断室外温度和预设温度区间和预设温度值的关系,若处于预设温度区间内,则进入步骤S5,若室外温度小于等于预设温度值,则进入步骤S6;

S5:判断第一换热辅路的第一辅路过热度是否小于第二规定阈值,如果第一辅路过热度大于第二规定阈值或大于规定过热度高阈值(如2℃),则根据第一辅路过热度调节第二节流阀的开度,具体地,直至第一辅路过热度维持在第二规定阈值,此时第一辅路电磁阀SV1开启,第一辅路旁通电磁阀SV2关闭,EXV3保持关闭;如果第一辅路过热度小于第二规定阈值,则直接进入步骤S7;

S6:判断第一换热辅路的第一辅路过热度是否小于第二规定阈值,如果第一辅路过热度大于第二规定阈值或大于规定过热度高阈值(如2℃),则根据第一辅路过热度调节第二节流阀的开度,具体地,直至第一辅路过热度维持在第二规定阈值,此时第一辅路电磁阀SV1开启,第一辅路旁通电磁阀SV2关闭;如果第一辅路过热度小于第二规定阈值,则直接进入步骤S8;并判断第二辅路的第二辅路过热度是否小于第三规定阈值,如果第二辅路过热度大于第三规定阈值或大于规定过热度高阈值(如2℃),则根据第二辅路过热度控制第三节流阀的开度,具体地,直至第二辅路过热度维持在第三规定阈值;如果第二辅路过热度小于第三规定阈值,则进入步骤S8:

S7:若第一辅路过热度在规定过热度范围(0.5-1℃)之间,则第二节流阀EXV2开度调至预定开度(如108步),第一辅路电磁阀SV1保持关闭,第一辅路旁通电磁阀SV2保持开启直至满足步骤S5,若辅路过热度小于规定过热度低阈值(如0.5℃),则第二节流阀EXV2、第一辅路电磁阀SV1、第一辅路旁通电磁阀SV2均保持关闭;

S8:若第一辅路过热度在规定过热度范围(0.5-1℃)之间,则第二节流阀EXV2开度调至预定开度(如108步),第一辅路电磁阀SV1保持关闭,第一辅路旁通电磁阀SV2保持开启直至满足步骤S6,若辅路过热度小于规定过热度低阈值(如0.5℃),则第二节流阀EXV2、第一辅路电磁阀SV1、第一辅路旁通电磁阀SV2均保持关闭;

若第二辅路过热度在规定过热度范围(0.5-1℃)之间,则第三节流阀EXV3开度调至预定开度(如108步),第二辅路电磁阀SV3保持关闭,第二辅路旁通电磁阀SV4保持开启直至满足步骤S6,若辅路过热度小于规定过热度低阈值(如0.5℃),则第二节流阀EXV3、第二辅路电磁阀SV3、第二辅路旁通电磁阀SV4均保持关闭;

S9:关闭第二节流阀EXV2、第三节流阀EXV3,直至满足步骤S3。

以上仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

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