一种高效空气源热泵系统及空调器的制作方法

1.本实用新型涉及一种空调，具体为一种高效空气源热泵系统及空调器。


背景技术：

2.换热器是热泵空调的重要组成部分，其换热效率的高低直接影响热泵空调能效的高低，大量的研究表明，换热器管内侧冷媒的流态及流量是影响换热器换热效率的关键因素。
3.制冷时，进入内机换热器的冷媒为气液两相态，液态冷媒吸热过程存在相变潜热，所以吸热量大，而气态冷媒因不存在相变潜热，所以吸热量极少；气态冷媒的换热效率较低，如果气态冷媒占比过大(如：膨胀阀开度偏小、毛细管选型过长、系统焊堵、整机漏氟等)将导致内机换热器整体换热效率的降低；因此，若能提升换热器内部液态冷媒的占比，将改善管内侧的换热效率，提升换热量，对整机的运行节能起到正向作用。
4.制热时，蒸发侧压力降低，冷媒的比容增大，因常用的压缩机多为容积式(如：转子压缩机；活塞压缩机等)，运行频率固定时，单位时间内排出的冷媒有效体积是固定的，所以制热时，系统内实际的冷媒质量流量需求较之制冷时降低；但当前空调系统是通过制冷工况来确定冷媒灌注量，导致制热时系统内的冷媒循环量偏多，压缩机功耗偏大。如能通过一定的技术手段减少制热时系统内的冷媒质量流量，将可以降低系统循环负荷，减少压缩机耗功，起到运行节能的作用。
5.为了改进现有换热器所存在的缺陷，本实用新型提供一种高效空气源热泵系统及空调器。


技术实现要素：

6.本实用新型在于克服现有技术的不足，提供一种高效空气源热泵系统，所述高效空气源热泵系统实现换热器的高效利用，并解决现有空调制冷、制热工况下整机系统所需制冷剂量不匹配的问题，实现空调的高效、节能运行。
7.本实用新型的第二个目的在于提供一种应用上述高效空气源热泵系统的空调器。
8.本实用新型解决上述技术问题的技术方案是：
9.一种高效空气源热泵系统，包括内机和外机，其中，
10.所述内机包括室内换热器、内机电辅热以及室内风机；
11.所述外机包括压缩机、储液罐、四通换向阀、膨胀阀、外机换热器以及室外风机，其中，
12.所述四通换向阀的第一端口与所述室内换热器的出口端连通；第二端口与所述外机换热器的进口端连通，第三端口和第四端口分别与压缩机的进口端和出口端连通，其中，所述室内换热器的出口端与所述四通换向阀的第一端口之间的连通管道之间设置有大截止阀；
13.所述外机换热器的出口端与所述储液罐的进液管连通，且在所述外机换热器和所
述储液罐的进液管之间的连通管道上设置有膨胀阀；所述膨胀阀的进口端与所述室外换热器的出口端连通，出口端与储液罐的进液管连通；
14.所述储液罐的出液管与所述室内换热器的进口端连通；所述室内换热器的进口端与所述储液罐的出液管之间的连通管道上设置有小截止阀。
15.优选的，所述储液罐的进液管和出液管均设置在所述储液罐的下端，且均与所述储液罐的内腔连通。
16.优选的，所述储液罐的进液管和所述出液管分别设置在所述储液罐的上端和下端，且分别与所述储液罐的内腔连通。
17.优选的，所述储液罐的进液管和出液管均设置在所述储液罐的上端，且均与所述储液罐的内腔连通。
18.优选的，所述外机还包括节流装置，所述储液罐上设置有出气管，所述出气管与所述节流装置的进口端连通，所述节流装置的出口端通过管道与所述大截止阀和所述四通换向阀之间的连接管道连通。
19.优选的，所述小截止阀与所述膨胀阀之间设置有第一单向阀，所述第一单向阀的进口端与所述膨胀阀的出口端连通，出口端与所述小截止阀的进口端连通；所述膨胀阀的出口端与所述储液罐的进口端之间的连通管道上还设置有第二单向阀。
20.优选的，所述储液罐的出气管设置在该储液罐的上端，所述进液管和所述出液管均设置在所述储液罐的下端，且分别与所述储液罐的内腔连通。
21.优选的，所述储液罐的进液管和出液管之间相互连通，且同时与所述储液罐的内腔连通。
22.优选的，所述储液罐的出气管设置在该储液罐的上端，所述进液管和所述出液管分别设置在所述储液罐的上端和下端，且分别与所述储液罐的内腔连通。
23.优选的，所述储液罐的出气管、进液管和出液管设置在所述储液罐的上端，且均与所述储液罐的内腔连通，其中，所述进液管和所述出液管分别位于所述出气管的两侧。
24.一种空调，包括所述的高效空气源热泵系统。
25.本实用新型与现有技术相比具有以下的有益效果：
26.1、本实用新型的高效空气源热泵系统通过设置储液罐，起到气液分离作用，可最大限度提升进入室内换热器的液态冷媒占比，改善管内侧换热效率；制热时，通过储液罐的储液作用，减少系统内的冷媒循环量，降低压缩机的功耗。
27.2、本实用新型的高效空气源热泵系统通过在系统中设置储液罐，在冷媒进入室内换热器之前，对冷媒进行“气液分离”，使液态冷媒进入室内换热器进行高效蒸发，同时通过储液罐的“储液”作用，对系统内的循环冷媒量进行调节(尤其是制热工况)，实现整机系统的能效提升。
28.3、本实用新型的高效空气源热泵系统更加简单，便于工程使用。
附图说明
29.图1为本实用新型的高效空气源热泵系统的第一个具体实施方式的结构示意图。
30.图2为储液罐的结构简图。
31.图3为本实用新型的高效空气源热泵系统的第二个具体实施方式中的储液罐的结
构示意图。
32.图4为本实用新型的高效空气源热泵系统的第三个具体实施方式中的储液罐的结构示意图。摘要附图
33.图5为本实用新型的高效空气源热泵系统的第四个具体实施方式的结构示意图。
34.图6为图5中储液罐的结构简图。
35.图7为本实用新型的高效空气源热泵系统的第五个具体实施方式的结构示意图。
36.图8为本实用新型的高效空气源热泵系统的第六个具体实施方式中的储液罐的结构示意图。
37.图9为本实用新型的高效空气源热泵系统的第七个具体实施方式中的储液罐的结构示意图。
38.图10为本实用新型的高效空气源热泵系统的第八个具体实施方式中的储液罐的结构示意图。
具体实施方式
39.下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步详细的描述，但本实用新型的实施方式不限于此。
40.实施例1
41.参见图1和图2，本实用新型的高效空气源热泵系统包括内机和外机，其中，所述内机包括室内换热器104、内机电辅热105以及室内风机106；所述外机包括压缩机101、储液罐108、四通换向阀102、膨胀阀109、外机换热器110、室外风机111，其中，
42.所述四通换向阀102的第一端口与所述室内换热器104的出口端连通；第二端口与所述外机换热器110的进口端连通，第三端口和第四端口分别与压缩机101的进口端和出口端连通，其中，所述室内换热器104的出口端与所述四通换向阀102的第一端口之间的连通管道之间设置有大截止阀103；
43.所述外机换热器110的出口端与所述储液罐108的进液管连通，且在所述外机换热器110和所述储液罐108的进液管之间的连通管道上设置有膨胀阀109；
44.所述膨胀阀109的进口端与所述外机换热器110的出口端连通，出口端与储液罐108的进液管连通；
45.所述储液罐108的出液管与所述室内换热器104的进口端连通；所述室内换热器104的进口端与所述储液罐108的出液管之间的连通管道上设置有小截止阀107；其中，所述储液罐108的进液管和出液管均设置在所述储液罐108的下方，且均与所述储液罐108的内腔连通。
46.通过设置上述结构，具有以下效果：
47.在制冷或制热工况下，冷媒在储液罐108中实现气液分离，降低冷媒进入室内换热器104的干度，使得流入室内换热器104的均为液态冷媒，强化室内换热器104内管内侧相变换热的作用，提高空调的换热能力和效率；气态冷媒存储在储液罐108中。同时，储液罐108还可以起到调节系统冷媒循环量的作用，当储液罐108中储存的冷媒量与系统中冷媒循环量达到动态平衡，系统稳定运行。
48.实施例2
49.参见图3，本实施例与实施例1的不同之处在于，所述储液罐108的进液管和所述出液管分别设置在所述储液罐108的上端和下端，且分别与所述储液罐108的内腔连通。
50.其余结构参照实施例1实施。
51.实施例3
52.参见图4，本实施例与实施例1的不同之处在于，所述储液罐108的进液管和出液管均设置在所述储液罐108的上方，且均与所述储液罐108的内腔连通。
53.其余结构参照实施例1实施。
54.实施例4
55.参见图5和图6，本实施例与实施例1的不同之处在于，所述外机还包括节流装置112，所述储液罐108上设置有出气管115，所述出气管115与所述节流装置112的进口端连通，所述节流装置112的出口端通过管道与所述大截止阀103和所述四通换向阀102之间的连接管道连通；
56.通过在出气管上设置节流装置112可以对分离的气态冷媒量进行调控，使气液分离达到一个动态平衡的状态，此时系统能效最佳，该节流装置112可选择采用：可全闭式膨胀阀、二通阀或二通阀与毛细管串联的组合件等；
57.另外，所述储液罐108的出气管115设置在该储液罐108的上端，所述进液管和所述出液管均设置在所述储液罐108的下端，且分别与所述储液罐108的内腔连通。
58.通过设置上述结构，具有以下效果：
59.在制冷工况下，冷媒从压缩机101排气口排出，经四通换向阀102进入外机换热器110冷凝放热，经膨胀阀109节流后以气液两相态进入储液罐108中，在储液罐108中完成气液分离并且储存一定量的液态冷媒。经储液罐108后冷媒分为两路，一路以气态冷媒形式经节流装置112进入压缩机101，该节流装置112对气态冷媒的流量进行调节，使得储液罐108内气液分离达到一个动态平衡状态，此时系统能效最佳；一路以液态冷媒形式流入室内换热器104蒸发吸热，后经四通换向阀102进入压缩机101，完成制冷循环。在制热工况下，节流装置112选择关闭，冷媒从压缩机101的排气口排出，经四通换向阀102在室内换热器104冷凝放热后进入储液罐108，储液罐108中储存一部分冷媒，其余冷媒在系统管路中循环，经膨胀阀109节流后进入外机换热器110，后经四通换向阀102后进入压缩机101。
60.其余结构参照实施例1实施。
61.实施例5
62.参见图7，本实施例与实施例4的不同之处在于，所述小截止阀107与所述膨胀阀109之间设置有第一单向阀113，所述第一单向阀113的进口端与所述膨胀阀109的出口端连通，出口端与所述小截止阀107的进口端连通；所述膨胀阀109的出口端与所述储液罐108的进口端连通的管路之间设置有第二单向阀114。
63.通过设置上述结构，具有以下效果：
64.在制冷工况下，由于第一单向阀113的作用，膨胀阀109节流后的冷媒只能进入储液罐108，储液罐108中气态冷媒在节流装置112调控下通过四通换向阀102进入压缩机101；流出的液态冷媒进入室内换热器104蒸发换热。
65.在制热工况下，室内换热器104中流出的过冷液态冷媒大部分直接通过第一单向阀113进入膨胀阀109中节流并参与循环，少部分分流进入储液罐108并存储在储液罐108
中，起到调节系统内循环冷媒量的作用，当储液罐108内蓄积的冷媒量与系统的循环冷媒量达到动态平衡时，系统达到最佳运行状态。
66.其余结构参照实施例4实施。
67.实施例6
68.参见图8，本实施例与实施例4或5的不同之处在于，所述储液罐108的进液管和出液管之间相互连通，且同时与所述储液罐108的内腔连通。
69.其余结构参照实施例4或5实施。
70.实施例7
71.参见图9，本实施例与实施例4或5的不同之处在于，所述储液罐108的出气管115设置在该储液罐108的上端，所述进液管和所述出液管分别设置在所述储液罐108的上端和下端，且分别与所述储液罐108的内腔连通。
72.其余结构参照实施例4或5实施。
73.实施例8
74.参见图10，本实施例与实施例4或5的不同之处在于，所述储液罐108的出气管115、进液管和出液管设置在所述储液罐108的上端，且均与所述储液罐108的内腔连通，其中，所述进液管和所述出液管分别位于所述出气管115的两侧。
75.其余结构参照实施例4或5实施。
76.实施例9
77.本实用新型的空调包括所述高效空气源热泵系统，其余结构参照现有空调实施。
78.述为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述内容的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、块合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。