换热组件、室外机和空调系统的制作方法

1.本实用新型涉及技术领域，具体而言，涉及一种换热组件、室外机和空调系统。


背景技术：

2.常规热泵空调都有实现制冷、制热等基本功能，现在市场上一般的空调器在制冷模式和制热模式时，换热组件的流路相同，仅仅方向相反。但实际上，换热组件在作为冷凝器或者蒸发器发挥不同的作用时，对其结构的要求是有差异的。换言之，单一流路设置方式，难以兼顾换热组件在作为蒸发器和冷凝器不同情况下的性能。由于现有的空调系统在制冷、制热情况下均采用相同的流路，难以根据具体需求对换热组件中的流路进行调整，灵活性较差，这样会限制空调的性能。


技术实现要素：

3.本实用新型解决的问题是如何提高换热组件的使用灵活性，以满足不同情况下的性能需求。
4.为解决上述问题，第一方面，本实用新型提供一种换热组件，用于供空调系统的冷媒流通，换热组件包括依次串联设置的第一主管线、第一管组、第二管组以及第二主管线，第一管组和第二管组分别包含至少一个换热管，换热组件还包括第一旁通管线和第二旁通管线，第一旁通管线上设置有第一阀门，第二旁通管线上设置有第二阀门，第二主管线上设置有第三阀门，第一旁通管线的一端连接于第一主管线，另一端连接于第二主管线上第三阀门与第二管组之间；第二旁通管线的一端连接于第二主管线上第三阀门远离第二管组的一侧，另一端连接于第一管组与第二管组之间，第一阀门与第二阀门中的一者为双向节流阀，另一者为单向阀或者电动截止阀。
5.在本技术实施例的换热组件中，冷媒可以从换热组件的第一主管线流向第二主管线(简称第一流动方式)，也可以是从换热组件的第二主管线流向第一主管线(简称第二流动方式)。由于第一阀门和第二阀门中的一者为双向节流阀，另一者为单向阀或者电动截止阀，使得冷媒流路在第一流动方式和第二流动方式下的分布结构是不同的，可能在一种流动方式下第一管组和第二管组中的冷媒流路是并联的，在另一种流动方式下则是串联的。比如，如果第一阀门是单向阀且阻断冷媒从第一主管线流向第二主管线，那么在第一流动方式下，控制第二阀门(双向节流阀)关闭或保持较小开度，第三阀门打开，则至少部分冷媒依次流经第一主管线、第一管组、第二管组、第二主管线，也就是说第一管组、第二管组中的流路是串联的；而在第二流动方式下，第二阀门保持一定开度，第三阀门关闭，则冷媒流过第二主管线后，分别经第一管组、第二管组流向第一主管线，也就是说第一管组、第二管组中的流路是并联的。此外，无论在第一流动方式还是第二流动方式下，可以对双向节流阀的开度进行调整，来调节流量。由于换热组件中冷媒的流动状态是灵活可控的，因此能够满足换热组件在不同场景下的使用需求。
6.在可选的实施方式中，第三阀门为单向阀，并且，在第一阀门和第二阀门中的一者
为单向阀的情况下，在冷媒流经换热组件时，两个单向阀中的一者处于流通状态，另一者处于截流状态。在将第三阀门设置为单向阀后，便可以实现单向地截断冷媒，相当于在第一流动方式下打开，在第二流动方式下关闭，简化了控制。而为了避免短路流(大量冷媒不流经换热管)，两个单向阀不能同时处于流通状态。
7.在可选的实施方式中，第一阀门和第三阀门均为单向阀，第一阀门允许冷媒流向第一主管线，第三阀门允许第二主管线中的冷媒朝着背离第二管组的方向流动。
8.在可选的实施方式中，第二管组包括一个换热管，第一管组包括并联设置的两个换热管。在本实施例中，冷媒以第一流动方式流动时，会先经过并联的两个换热管，再经过第二管组的一个换热管(同时第二旁通管线可以有冷媒流通也可以没有)，在换热组件作为冷凝器使用时，第一管组和第二管组串联，高温气态冷媒先经过第一管组的并联的两个换热管，进行高效换热，然后进入第二管组，第二管组可作为过冷段。
9.在可选的实施方式中，第三阀门为电动截止阀。在本实施例中，第三阀门使用电动截止阀，相对于单向阀能够更有效地截流，而且可受控地打开或者关闭，灵活性较佳。
10.在可选的实施方式中，换热组件还包括多通阀，第一管组、第二管组以及第二旁通管线通过多通阀连接。
11.在可选的实施方式中，第一管组和第二管组中的换热管均为蛇形管。将各个换热管设置为蛇形管，能够减少空间占用，同时保证换热效率。
12.在可选的实施方式中，第一管组和第二管组中的换热管处于同一平面。将各个换热管设置于同一平面可以便于风机进行吹扫，也避免因重叠导致换热效率变差。
13.第二方面，本实用新型提供一种室外机，包括前述实施方式中任一项的换热组件。
14.第三方面，本实用新型提供一种空调系统，包括前述实施方式中任一项的换热组件。
附图说明
15.图1为本技术一种实施例中空调系统在制冷模式下的示意图；
16.图2为本技术一种实施例中空调系统在制热模式下的示意图；
17.图3为本技术一种实施例中换热组件在作为冷凝器时的示意图；
18.图4为本技术一种实施例中换热组件在作为蒸发器时的示意图；
19.图5为本技术另一种实施例中换热组件在作为冷凝器时的示意图。
20.附图标记说明：010-空调系统；100-室外换热器；200-压缩机；300-换向阀；400-室内换热器；500-换热组件；510-第一主管线；520-第一管组；521-第一换热管；530-第二管组；531-第二换热管；540-第二主管线；541-第三阀门；550-第一旁通管线；551-第一阀门；560-第二旁通管线；561-第二阀门；570-多通阀；600-节流组件。
具体实施方式
21.在换热组件作为蒸发器时处于低压端，冷媒的流通相对来说动力较弱，因此往往需要降低换热组件的沿程压力损失，设计时倾向于涉及更多并联流路，提高换热效率的同时，也减少压力损失。但在作为冷凝器时，冷凝器处于高压端，并联的流路数增加反而导致冷媒流速减小，降低了性能，同时也增加了成本。但现有的换热组件无论在作为冷凝器还是
蒸发器，其使用同一套流路，仅仅是流向相反。这就导致现有的换热组件难以兼顾两个不同工况下的性能。而且现有的换热组件中，如果存在并联支线，各支线上的流量分布也是难以调节的，导致对换热组件的流路控制灵活性较差，难以满足使用需求。
22.为了改善上述现有技术中的问题，本技术实施例提供一种换热组件，通过在管线中合理地设置三个阀门，能够通过调节至少部分阀门的开度，来调整换热组件中的流路形式(包括流路的结构和流量分布)，从而适应不同工况，满足不同的性能需求。另外，本技术实施例还提供一种室外机和空调系统，包含本技术提出的换热组件。
23.为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施例做详细的说明。
24.图1为本技术一种实施例中空调系统010在制冷模式下的示意图；图2为本技术一种实施例中空调系统010在制热模式下的示意图。如图1所示，空调系统010包括依次连接形成环路的压缩机200、室外换热器100、节流组件600和室内换热器400。室内换热器400和室外换热器100中均设置有换热组件500，冷媒在换热组件500中发生相变，从而与环境换热。为了实现制冷和制热模式的切换，空调系统010还包括换向阀300，换向阀300通过切换状态，使得压缩机200的排气端可以选择性地向室内换热器400或者室外换热器100输送高压气态冷媒。在本实施例中，空调系统010可分为室外机和室内机两部分，室外机包含压缩机200、室外换热器100、换向阀300；室内机包含室内换热器400；节流组件600可根据需要设置在室内机或者室外机中。当然，空调系统010还可以包含更多的用于实现空调功能的组件(比如风机)，此处不再赘述。
25.如图1所示，空调系统010处于制冷模式，压缩机200的排气端向室外换热器100输送高压气态冷媒，高压气态冷媒在室外换热器100处放热、冷凝，因此室外换热器100是冷凝器。室外换热器100送出的高压、液态冷媒在经过节流组件600后变为低压液态冷媒，接着进入到室内换热器400。室内换热器400为蒸发器，低压液态冷媒在室内换热器400中蒸发、吸热，变为低压气态冷媒，然后被吸入压缩机200，完成一个循环。
26.反之，如图2所示，当空调系统010处于制热模式下时，压缩机200的排气端向室内换热器400输送高压气态冷媒，高压气态冷媒在室内换热器400处放热、冷凝，因此室内换热器400是冷凝器。室内换热器400送出的高压、液态冷媒在经过节流组件600后变为低压液态冷媒，接着进入到室外换热器100。室外换热器100为蒸发器，低压液态冷媒在室外换热器100中蒸发、吸热，变为低压气态冷媒，然后被吸入压缩机200，完成一个循环。
27.从上述空调系统010运行原理可见，蒸发器(制热模式下的室外换热器100、制冷模式下的室内换热器400)始终处于低压端，那么其内部冷媒流动的动力较弱；而冷凝器始终处于高压端，位于压缩机200的排气侧的下游，其内部冷媒压力大，流动能力强。因此，蒸发器需要较小的沿程压力阻力，避免冷媒流动困难，因此冷媒的流路不宜过长；而冷凝器由于高压，可以适当提高流路长度，令冷媒充分冷却。
28.图3为本技术一种实施例中换热组件500在作为冷凝器时的示意图；图4为本技术一种实施例中换热组件500在作为蒸发器时的示意图。如图3和图4所示，本技术的换热组件500，包括依次串联设置的第一主管线510、第一管组520、第二管组530以及第二主管线540，第一管组520和第二管组530分别包含至少一个换热管，换热组件500还包括第一旁通管线550和第二旁通管线560，第一旁通管线550上设置有第一阀门551，第二旁通管线560上设置
有第二阀门561，第二主管线540上设置有第三阀门541，第一旁通管线550的一端连接于第一主管线510，另一端连接于第二主管线540上第三阀门541与第二管组530之间；第二旁通管线560的一端连接于第二主管线540上第三阀门541远离第二管组530的一侧，另一端连接于第一管组520与第二管组530之间，第一阀门551与第二阀门561中的一者为双向节流阀，另一者为单向阀或者电动截止阀。
29.具体在本实施例中，第一管组520包括两个第一换热管521，第二管组530包括一个第二换热管531。本实施例中，第一阀门551为单向阀，第二阀门561为双向节流阀，可以理解，二者的阀门类型可以对调。第三阀门541为单向阀或者电动截止阀，本实施例中，具体为单向阀。在本实施例中，第一阀门551允许冷媒流向第一主管线510(另一方向则截止)，第三阀门541允许第二主管线540中的冷媒朝着背离第二管组530的方向流动(另一方向则截止)。
30.本技术实施例的换热组件500在使用时，冷媒可以从换热组件500的第一主管线510流向第二主管线540(简称第一流动方式)，也可以是从换热组件500的第二主管线540流向第一主管线510(简称第二流动方式)。由于第一阀门551和第二阀门561中的一者(本实施例中具体为第二阀门561)为双向节流阀，另一者(本实施例中具体为第一阀门551)为单向阀或者电动截止阀，使得冷媒流路在第一流动方式和第二流动方式下的分布结构是不同的。比如，在本实施例中，在第一流动方式下，控制第二阀门561(双向节流阀)关闭或保持较小开度，则至少部分冷媒依次流经第一主管线510、第一管组520、第二管组530、第二主管线540，也就是说第一管组520、第二管组530中的流路是串联的；而在第二流动方式下，第二阀门561保持一定开度，则冷媒流过第二主管线540后，分别经第一管组520、第二管组530流向第一主管线510，也就是说第一管组520、第二管组530中的流路是并联的。此外，无论在第一流动方式还是第二流动方式下，可以对双向节流阀的开度进行调整，来调节流量，通过这种调整可以改善换热，改善结霜等问题。由于换热组件500中冷媒的流动状态是灵活可控的，因此能够满足换热组件500在不同场景下的使用需求。
31.在本实施例中，在第一阀门551和第二阀门561中的一者为单向阀的情况下，且第三阀门541为单向阀的情况下，在冷媒流经换热组件500时，两个单向阀中的一者处于流通状态，那么另一者就处于截流状态。这是为了避免短路流，即大量冷媒不流经换热管进行换热，直接经过两个单向阀，就从第一主管线510流到了第二主管线540(或者相反)。因此，两个单向阀不能同时处于流通状态。
32.本实施例中，在将第三阀门541设置为单向阀后，便可以实现单向地截断冷媒，相当于在第一流动方式下打开，在第二流动方式下关闭，简化了控制。在可选的其他实施例中，第三阀门541也可以是电动截止阀，可以通过控制来实现与单向阀相同的作用，相对于单向阀能够更有效地截流(防止单向阀有时因冷媒压力过大而无法有效截流)，而且可受控地打开或者关闭，灵活性较佳。同理，第一阀门551也可以是电动截止阀。在其他实施例中，在第一阀门551、第三阀门541均为单向阀时，两个单向阀的允许流通方向也可以与本实施例相反。
33.在本实施例中，冷媒以第一流动方式流动时，会先经过并联的两个第一换热管521，再经过第二管组530的第二换热管531(同时第二旁通管线560可以有冷媒流通也可以没有)，在换热组件500作为冷凝器使用时，第一管组520和第二管组530串联，高温气态冷媒
先经过并联的两个第一换热管521，进行高效换热，然后进入第二管组530，第二管组530可作为过冷段。图5为本技术另一种实施例中换热组件500在作为冷凝器时的示意图。如图5所示，在可选的其他实施例中，也可以令第一管组520仅具有一个第一换热管521，第二管组530具有两个第二换热管531。在这种情况下，与图3实施例不同的是，当第一管组520与第二管组530串联时，冷媒先经过一个第一换热管521，再经过两个第二换热管531。
34.在可选的实施方式中，换热组件500还包括多通阀570，第一管组520、第二管组530以及第二旁通管线560通过多通阀570连接。在本实施例中，多通阀570为四通阀，第一管组520的两个第一换热管521，第二管组530的第二换热管531，以及第二旁通管线560均与四通阀连接。
35.在可选的实施方式中，第一管组520和第二管组530中的换热管均为蛇形管。将各个换热管设置为蛇形管，能够减少空间占用，同时保证换热效率。进一步的，第一管组520和第二管组530中的换热管处于同一平面。将各个换热管设置于同一平面可以便于风机进行吹扫，也避免因重叠导致换热效率变差。
36.在本技术实施例提供的空调系统010的室外换热器100中包含上述的换热组件500，可以将换热组件500的第一主管线510与压缩机200连通(经过换向阀300)，第二主管线540与节流组件600连接。在空调系统010处于制冷模式时，换热组件500作为冷凝器时，第一主管线510连接压缩机200的排气侧，气态冷媒按第一流动方向从第一主管线510进入，液态冷媒从第二主管线540流出，可以通过关闭(或关小)第二阀门561(双向节流阀)，第三阀门541畅通，来使第一管组520与第二管组530中的冷媒流路是串联的。当然，此过程中还可以对第二阀门561的开度进行调整，从而调整经过各换热管的流量以及分布。在空调系统010处于制热模式时，换热组件500作为蒸发器，第一主管线510连接压缩机200的吸气侧，低压液态冷媒按照第二流动方式，从第二主管线540进入，第三阀门541截流，保持第一阀门551畅通，第二阀门561具有一定开度(可以调节)，低压气态冷媒从第一主管线510送出，第一管组520与第二管组530中的流路是并联的。因此，该空调系统010的室外机无论是在制冷模式还是制热模式下，换热组件500中的冷媒流路始终可以根据需要调整至合理的形式，因此性能较佳。
37.此外，在本技术可选的实施例中，室内换热器400的换热组件500也可以采用本技术上述实施例提供的换热组件500，在室内换热器400也采用上述换热组件500。
38.综上所述，本技术实施例提供的换热组件500将单向阀(或截止阀)与双向节流阀结合使用，实现制冷、制热不同的流路的同时，还可通过双向节流阀控制冷媒的流量，改善冷媒流量、流速以及结霜的问题。
39.虽然本实用新型披露如上，但本实用新型并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本实用新型的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。