制冷系统的制作方法

专利2022-06-28  122


本实用新型涉及制冷领域,特别涉及一种制冷系统。



背景技术:

制冷系统是由压缩机、冷凝器、节流元件和蒸发器连接形成的循环系统。目前部分制冷系统因运行范围特别广,导致制冷系统中的制冷剂循环量变化很大,迫使制冷系统需选取容量较大的阀作为节流元件。由于容量较大的阀价格昂贵,进而大大增加制冷系统成本,同时在低环境温度下,制冷剂循环量很少,由于阀的容量较大,使得制冷系统不稳定,进而降低制冷系统的制冷效果。



技术实现要素:

本实用新型针对上述问题,提供一种制冷系统,旨在满足制冷剂循环量变化较大的需求,提高制冷系统的稳定性和可靠性。

本实用新型提供一种制冷系统,包括水侧换热器、空气侧换热器以及第一节流元件,所述第一节流元件设置于所述水侧换热器及空气的换热器之间,所述制冷系统还包括辅助节流元件,所述辅助节流元件设置于所述水侧换热器及空气侧换热器之间并与所述第一节流元件并联设置。

以下还提供了若干可选方式,但并不作为对上述总体方案的额外限定,仅仅是进一步的增补或优选,在没有技术或逻辑矛盾的前提下,各可选方式可单独针对上述总体方案进行组合,还可以是多个可选方式之间进行组合。

在其中一种实施方式中,所述第一节流元件为电子膨胀阀;及/或,

所述辅助节流元件为毛细管。

在其中一种实施方式中,所述辅助节流元件的为两个。

在其中一种实施方式中,所述制冷系统还包括第一控制元件;所述第一控制元件串联所述辅助节流元件,并同时并联所述第一节流元件。

在其中一种实施方式中,所述制冷系统包括经济器和过滤器,所述经济器具有相互连通的第一端口和第二端口,所述第一端口能够选择连接空气侧换热器或水侧换热器,所述第二端口与所述第一节流元件相连接,所述过滤器置于所述第二端口与所述第一节流元件之间。

在其中一种实施方式中,所述制冷系统还包括压缩机和第二节流元件,所述经济器还具有相互连通的第三端口和第四端口,所述第二节流元件设置于所述过滤器与所述第一节流元件之间,所述第二节流元件与所述第三端口相连通,并通过所述第四端口连接至所述压缩机。

在其中一种实施方式中,所述制冷系统还包括第二控制元件和储液器,所述储液器与所述第二控制元件串联,所述储液器与所述经济器相连接,所述第二控制元件与所述水侧换热器相连接。

在其中一种实施方式中,所述制冷系统还包括四通阀,所述四通阀具有第一阀口、第二阀口、第三阀口及第四阀口,所述第一阀口与所述压缩机的一侧相连接,所述第二阀口与所述空气侧换热器相连接,所述第三阀口与所述压缩机的另一侧相连接,所述第四阀口与所述水侧换热器相连接;

所述四通阀具有所述第一阀口连通第二阀口且第三阀口连通第四阀口的第一连通状态,以及所述第一阀口连通第四阀口相连通且第二阀口连通第三阀口的第二连通状态。

在其中一种实施方式中,所述制冷系统还包括第一单向阀、第二单向阀、第三单向阀及第四单向阀,所述第一单向阀设置于所述空气侧换热器与所述经济器之间,以使制冷剂由空气侧换热器定向流通至经济器;

所述第二单向阀设置于所述空气侧换热器与所述第一节流元件之间,以使制冷剂由第一节流元件定向流通至空气侧换热器;

所述第三单向阀设置于所述储液器与所述经济器之间,以使制冷剂由储液器定向流通至经济器;

所述第四单向阀设置于所述水侧换热器与所述第一节流元件之间,以使制冷剂由第一节流元件定向流通至水侧换热器。

在其中一种实施方式中,所述制冷系统还包括气液分离器,所述气液分离器设置于所述第三阀口与所述压缩机的另一侧之间。

本实用新型提供的制冷系统,辅助节流元件并联第一节流元件,第一节流元件与辅助节流元件共同实现节流,制冷系统工作时,保证制冷剂的循环量充足,进而提高制冷系统的稳定性和可靠性,提高制冷系统的制冷效果;同时避免采用容量较大的阀作为节流元件,进而节约成本。

附图说明

图1为本实用新型一个实施方式中制冷系统的结构示意图;

图2为图1所示的制冷系统运行制冷/除霜循环示意图;

图3为图1所示的制冷系统运行制热循环示意图。

附图标记说明:

100、制冷系统;1、压缩机;2、空气侧换热器;3、第一节流元件;4、水侧换热器;5、辅助节流元件;51、第一辅助节流元件;52、第二辅助节流元件;6、第一控制元件;7、经济器;71、第一端口;72、第二端口;73、第三端口;74、第四端口;8、过滤器;9、第二节流元件;10、储液器;11、第二控制元件;12、四通换向阀;121、第一阀口;122、第二阀口;123、第三阀口;124、第四阀口;13、第一单向阀;14、第二单向阀;15、第三单向阀;16、第四单向阀;17、气液分离器;18、旁通管。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型,下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的较佳实施方式。但是,本实用新型可以以许多不同的形式来实现,并不限于本文所描述的实施方式。相反地,提供这些实施方式的目的是使对本实用新型的公开内容理解的更加透彻全面。

需要说明的是,当元件被称为“固定于”另一个元件,它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件,它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。

除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“或/及”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参阅图1,图1为本实用新型一个实施方式中制冷系统100的结构示意图。本实用新型提供一种制冷系统100,制冷系统100用于对特定的环境进行制冷或制热,从而使其达到相应的温度要求。

本实用新型的制冷系统100为风冷热泵系统。制冷系统包括压缩机1、空气侧换热器2,第一节流元件3和水侧换热器4;压缩机1、空气侧换热器2、第一节流元件3及水侧换热器4依次连接并构成循环回路。制冷剂可通过上述循环回路为制冷系统100提供能量,并使得制冷系统100能够改变特定环境的温度。

制冷系统100中还包括辅助节流元件5,辅助节流元件5设置于空气侧换热器2及水侧换热器4之间,辅助节流元件5与第一节流元件3并联。制冷剂沿制冷系统100的循环回路进行流动换热时,制冷剂可通过第一节流元件3与辅助节流元件5共同节流。

当制冷系统100的运行范围特别广时,由于第一节流元件3及辅助节流元件5的共同节流,进而制冷系统100能够满足制冷剂较大循环量的需求,有利于制冷系统100提高换热效果。

在本实施方式中,第一节流元件3为第一电子膨胀阀,辅助节流元件5为毛细管,第一电子膨胀阀利用制冷剂产生的电信号控制施加于阀上的电压或电流,进而调节制冷剂的流量;毛细管依靠其流动阻力沿长度方向产生压力降控制制冷剂的量。在满足制冷剂流动量变化的前提,采用第一电子膨胀阀与毛细管能够相对降低制冷系统100的成本,进而提高经济效益。

可以理解,在其他实施方式中,第一节流元件3也可采用其他的节流阀,辅助节流元件5也可采用其他节流元件。

优选地,辅助节流元件5包括第一辅助节流元件51和第二辅助节流元件52,即毛细管的数量为两个,两个毛细管均与第一电子膨胀阀并联。综合考虑成本与制冷剂循环量,将毛细管的数量设置为两根,既能满足制冷系统100的换热需求,又能节约成本,提高经济效益。

制冷系统100中还包括第一控制元件6,第一控制元件6与第一辅助节流元件51串联,并同时并联第一节流元件3。本实施方式中,第一控制元件6为第一电磁阀,其中一根毛细管串联第一电磁阀,第一电磁阀的打开或关闭可实现毛细管的连通或断开。

当制冷系统100制冷时,制冷系统100需求制冷剂的循环量较大,第一电磁阀打开,从而实现第一电磁阀和两根毛细管共同节流,进而达到良好的制冷效果;当制冷系统100制热时,制冷系统100需求制冷剂的循环量较小,第一电磁阀关闭,进而断开其中一根毛细管,从而实现第一电磁阀与一根毛细管共同节流,满足制冷系统100制热时的需求。

可以理解,在其他实施方式中,每根毛细管均可单独与一个第一电磁阀串联,每个毛细管均可实现与制冷系统100的断开或连接,上述方案只是本实施例中的选取,并不做具体的限定。

制冷系统100设有经济器7和过滤器8,经济器7具有第一端口71、第二端口72、第三端口73和第四端口74,第一端口71与第二端口72相连通,第三端口73与第四端口74相连通。第一端口71能够选择性连接空气侧换热器2或水侧换热器4,第二端口72通过过滤器8与第一节流元件3相连接。

当制冷剂沿制冷系统100的循环回路流动换热时,制冷剂可通过第一端口71、第二端口72,并流经过滤器8流至第一节流元件3,在此过程中,过滤器8能够过滤掉制冷剂中的杂质,进而提高制冷系统100的换热效果。

制冷系统100还包括第二节流元件9,第二节流元件9设置于过滤器8与第一节流元件3之间第二节流元件9与经济器7的第三端口73相连接,压缩机1与经济器7的第四端口74相连接,进而第二节流元件9可通过第三端口73、第四端口74连接至压缩机1。

当制冷剂沿制冷系统100的循环回路流动换热时,部分制冷剂可经第二节流元件9、第三端口73和第四端口74流回压缩机1,流经第三端口73、第四端口74的制冷剂与流经第一端口71、第二端口72的制冷剂相作用,进而达到提高整体制冷剂的过冷度,进一步提高制冷系统100的换热效果。

在本实施例中,第二节流元件9为第二电子膨胀阀,由于回流的制冷剂较少,第二电子膨胀阀的容量可相对小于第一电子膨胀阀的容量,既能实现提高制冷剂过冷度,又能节约成本。

制冷系统100中还包括储液器10和第二控制元件11,储液器10与第二控制元件11串联,储液器10连接于经济器7,第二控制元件11连接于水侧换热器4。当制冷系统100运行制热循环时,由于制冷剂的循环量较小,部分制冷剂储存在储液器10中,以适应相应的换热需求;当制冷系统100运行制冷/除霜循环时,储液器10将储存的制冷剂再分配,进而满足制冷状态下的制冷剂需求。储液器10的设置有利于制冷系统100的正常运行。

在本实施方式中,第二控制元件11为第二电磁阀,制冷系统100在制冷/除霜循环、制热循环切换时,第二电磁阀能够防止储液器10中的制冷剂快速回流至压缩机1中,进而防止压缩机1损伤,进一步保证制冷系统100正常运行;可以理解,在其他实施方式中,第二控制元件11可为其他控制元件,只要能够在制冷系统100工作模式切换时,防止储液器10中的制冷剂快速回流,进而保护压缩机1即可。

制冷系统100中还包括四通换向阀12,四通换向阀12具有第一阀口121、第二阀口122、第三阀口123及第四阀口124,第一阀口121与压缩机1的一侧相连接,第二阀口122与空气侧换热器2相连接,第三阀口123与压缩机1的另一侧相连接,第四阀口124与水侧换热器4相连接。

四通换向阀12具有两个连通状态,当第一阀口121与第二阀口122相连通,第三阀口123与第四阀口124相连通时,四通换向阀12处于第一连通状态,此时制冷系统100为制冷/除霜循环;当第一阀口121与第四阀口124相连通,第二阀口122与第三阀口123相连通时,四通换向阀12处于第二连通状态,此时制冷系统100为制热循环。四通换向阀12通过连通状态的转换实现制冷系统100制冷/除霜、制热的切换,有利于制冷系统100正常工作。

制冷系统100还包括第一单向阀13、第二单向阀14、第三单向阀15及第四单向阀16。

第一单向阀13设置在空气侧换热器2与经济器7之间,第一单向阀13能够使得制冷剂由空气侧换热器2定向流通至经济器7;

第二单向阀14设置与空气侧换热器2与第一节流元件3之间,第二单向阀14能够使得制冷剂由第一节流元件3定向流通至空气侧换热器2;

第三单向阀15设置于储液器10与经济器7之间,第三单向阀15能够使得制冷剂由储液器10定向流通至经济器7;

第四单向阀16设置在水侧换热器4与第一节流元件3之间,第四单向阀16能够使得制冷剂由第一节流元件3定向流通至水侧换热器4。

制冷系统100通过第一单向阀13、第二单向阀14、第三单向阀15及第四单向阀16使得制冷/除霜、制热顺利切换,保证制冷/除霜循环、制热循环顺利进行。

制冷系统100还包括气液分离器17,气液分离器17设置在第三阀口与压缩机1的另一侧之间,气液分离器17防止返回压缩机1的气态制冷剂携带过多的液态制冷剂,进而防止压缩机1损伤,保证压缩机1正常工作。

制冷系统100还包括旁通管18,旁通管18的一端与第三阀口123相连通,旁通管18的另一端与第四阀口124相连通管,当制冷系统100处于制热循环时,少量制冷剂通过旁通管18实现回流,旁通管18起到旁通压缩机1的作用,进而提高压缩机1的吸气压力,从而扩大制冷系统100的应用场景。

在本实施例中,旁通管18采用毛细管;可以理解,在其他实施方式中,旁通管18也可采用其他管路。

请一并参阅图2,图2为图1所示的制冷系统100运行制冷/除霜循环示意图。制冷系统100制冷/除霜循环如下:

制冷系统100中四通换向阀12的第一阀口和第二阀口相连通,第三阀口和第四阀口相连通,水侧换热器4中的低温低压气态制冷剂被抽入压缩机1中,经压缩机1压缩至高温高压的气态制冷剂,高温高压的气态制冷剂经第一阀口与第二阀口流至空气侧换热器2,高温高压的气态制冷剂经空气侧换热器2冷凝放热转变为中温高压的液态制冷剂,中温高压的液态制冷剂通过第一单向阀13流经经济器7提高过冷度,再经过滤器8过滤去除杂质,接着流经第一节流元件3和辅助节流元件5节流,中温高压的液态制冷剂转变为低温低压的液态制冷剂,低温低压的液态制冷剂经第四单向阀16流入水侧换热器4蒸发吸热进行换热,进而完成制冷/除霜循环。

请一并参阅图3,图3为图1所示的制冷系统100运行制热循环示意图。制冷系统100制热循环如下:

制冷系统100中四通换向阀12的第一阀口和第四阀口相连通,第二阀口和第三阀口相连通,空气侧换热器2中的低温低压气态制冷剂被抽入压缩机中,经压缩机1压缩至高温高压的气态制冷剂,高温高压的气态制冷剂经第一阀口与第四阀口流至水侧换热器4,高温高压的气态制冷剂经水侧换热器4冷凝放热转变为中温高压的液态制冷剂,中温高压的液态制冷剂经储液器10完成储液,并通过第三单向阀15流经经济器7,制冷剂的过冷度得到提高,再经过滤器过滤,制冷剂的杂质得到清除,接着流经第一节流元件3和辅助节流元件5节流,中温高压的液态制冷剂转变为低温低压的液态制冷剂,低温低压的液态制冷剂经第二单向阀14流入空气侧换热器2进行蒸发吸热进行换热,进而完成制热循环。

本实用新型提供的制冷系统100,辅助节流元件5并联第一节流元件3,第一节流元件3与辅助节流元件5共同实现节流,制冷系统100工作时,保证制冷剂的循环量充足,进而提高制冷系统100的稳定性和可靠性,提高制冷系统100的制冷效果;同时避免采用容量较大的阀作为节流元件,进而节约成本。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本实用新型构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本实用新型的保护范围。因此,本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。


技术特征:

1.一种制冷系统(100),包括水侧换热器(4)、空气侧换热器(2)以及第一节流元件(3),所述第一节流元件(3)设置于所述水侧换热器(4)及空气侧换热器(2)之间的一个管路上,其特征在于,所述制冷系统(100)还包括辅助节流元件(5),所述辅助节流元件(5)设置于所述水侧换热器(4)及空气侧换热器(2)之间并与所述第一节流元件(3)并联设置。

2.如权利要求1所述的制冷系统(100),其特征在于,所述第一节流元件(3)为电子膨胀阀;及/或,

所述辅助节流元件(5)为毛细管。

3.如权利要求1所述的制冷系统(100),其特征在于,所述辅助节流元件(5)包括第一辅助节流元件(51)以及第二辅助节流元件(52),所述第一辅助节流元件(51)以及第二辅助节流元件(52)相互并联设置。

4.如权利要求3所述的制冷系统(100),其特征在于,所述制冷系统(100)还包括第一控制元件(6);所述第一控制元件(6)串联所述第一辅助节流元件(51),并同时并联所述第一节流元件(3)。

5.如权利要求4所述的制冷系统(100),其特征在于,所述制冷系统(100)包括经济器(7)和过滤器(8),所述经济器(7)具有相互连通的第一端口(71)和第二端口(72),所述第一端口(71)选择性连接空气侧换热器(2)或水侧换热器(4),所述第二端口(72)与所述第一节流元件(3)相连接,所述过滤器(8)置于所述第二端口(72)与所述第一节流元件(3)之间。

6.如权利要求5所述的制冷系统(100),其特征在于,所述制冷系统(100)还包括压缩机(1)和第二节流元件(9),所述经济器(7)还具有相互连通的第三端口(73)和第四端口(74),所述第二节流元件(9)设置于所述过滤器(8)与所述第一节流元件(3)之间,所述第二节流元件(9)与所述第三端口(73)相连通,并通过所述第四端口(74)连接至所述压缩机(1)。

7.如权利要求5所述的制冷系统(100),其特征在于,所述制冷系统(100)还包括第二控制元件(11)和储液器(10),所述储液器(10)与所述第二控制元件(11)串联,所述储液器(10)与所述经济器(7)相连接,所述第二控制元件(11)与所述水侧换热器(4)相连接。

8.如权利要求6所述的制冷系统(100),其特征在于,所述制冷系统(100)还包括四通阀(12),所述四通阀(12)具有第一阀口(121)、第二阀口(122)、第三阀口(123)及第四阀口(124),所述第一阀口(121)与所述压缩机(1)的第一端相连接,所述第二阀口(122)与所述空气侧换热器(2)相连接,所述第三阀口(123)与所述压缩机(1)的第二端相连接,所述第四阀口(124)与所述水侧换热器(4)相连接;

所述四通阀(12)具有所述第一阀口(121)连通第二阀口(122)且第三阀口(123)连通第四阀口(124)的第一连通状态,以及所述第一阀口(121)连通第四阀口124相连通且第二阀口122连通第三阀口123的第二连通状态。

9.如权利要求7所述的制冷系统(100),其特征在于,所述制冷系统(100)还包括第一单向阀(13)、第二单向阀(14)、第三单向阀(15)及第四单向阀(16),所述第一单向阀(13)设置于所述空气侧换热器(2)与所述经济器(7)之间,以使制冷剂由空气侧换热器(2)定向流通至经济器(7);

所述第二单向阀(14)设置于所述空气侧换热器(2)与所述第一节流元件(3)之间,以使制冷剂由第一节流元件(3)定向流通至空气侧换热器(2);

所述第三单向阀(15)设置于所述储液器(10)与所述经济器(7)之间,以使制冷剂由储液器(10)定向流通至经济器(7);

所述第四单向阀(16)设置于所述水侧换热器(4)与所述第一节流元件(3)之间,以使制冷剂由第一节流元件(3)定向流通至水侧换热器(4)。

10.如权利要求8所述的制冷系统(100),其特征在于,所述制冷系统(100)还包括气液分离器(17),所述气液分离器(17)设置于所述第三阀口(123)与所述压缩机(1)的第二端之间。

技术总结
本实用新型提供一种制冷系统,包括水侧换热器、空气侧换热器以及第一节流元件,所述第一节流元件设置于所述水侧换热器及空气的换热器之间,所述制冷系统还包括辅助节流元件,所述辅助节流元件设置于所述水侧换热器及空气侧换热器之间并与所述第一节流元件并联设置。本实用新型额制冷系统,通过将第一节流元件并联辅助节流元件,保证制冷剂循环量充足,进而满足制冷系统的换热需求,提高制冷系统的稳定性和可靠性。

技术研发人员:王鹏;胡宏巨;赵龙
受保护的技术使用者:浙江盾安机电科技有限公司
技术研发日:2019.06.13
技术公布日:2020.06.09

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