空调喷射循环系统及其控制方法与流程

1.本发明属于空气调节技术领域，具体涉及一种空调喷射循环系统及其控制方法。


背景技术：

2.公开号为cn109515115a的发明专利公开了一种以二氧化碳为工质的汽车空调系统和控制方法，能提高co2汽车空调制冷能效、提高压缩机吸气过热度和运行可靠性。但该系统制冷剂循环路径复杂，喷射器技术存在设计优化和控制困难，应用起来并不成熟。
3.公开号为cn214172602u的发明专利公开了一种太阳能喷射与压缩耦合的双蒸发制冷装置，提高了涡旋压缩机和蒸汽喷射器的吸气压力，提高弱辐照时蒸汽喷射器二次流体入口压力，改善装置性能和太阳能利用率，提高系统运行稳定性。但该系统耦合太阳能的效率仍偏低，提升能效比有限。


技术实现要素：

4.因此，本发明提供一种空调喷射循环系统及其控制方法，能够克服现有技术中的空调喷射循环系统系统组成及控制逻辑较为复杂、系统构建成本较高、系统能效偏低的不足。
5.为了解决上述问题，本发明提供一种空调喷射循环系统，包括：
6.主循环流路，包括沿工质流向依次设置的压缩机、冷凝器、切换阀、喷射器的喷射口及气液分离器；
7.换热流路，包括蒸发器及连接于所述蒸发器的第一口的节流元件，所述蒸发器的第二口与所述切换阀及所述喷射器的引射口同时连通，所述节流元件远离所述蒸发器的一端与所述气液分离器的底部及所述切换阀可选择连通；
8.其中，所述切换阀包括第一状态和第二状态，所述第一状态下，所述喷射器的喷射口与所述冷凝器的出口连通，所述节流元件与所述气液分离器连通；所述第二状态下，所述冷凝器的出口与所述节流元件连通，所述喷射器的喷射口与所述蒸发器的第二口连通。
9.在一些实施方式中，
10.所述节流元件与所述气液分离器之间的管路上设有第一单向阀，仅允许工质由所述气液分离器向所述节流元件的流动；和/或，所述节流元件与所述切换阀之间的管路上设有第二单向阀，仅允许工质由所述切换阀向所述节流元件的流动。
11.在一些实施方式中，
12.所述切换阀为四通阀，所述四通阀具有d口、e口、s口及c口，当所述切换阀处于所述第一状态时，所述d口与e口连通、c口s口连通；当所述切换阀处于所述第二状态时，所述d口与c口连通、e口与s口连通。
13.在一些实施方式中，
14.当所述空调喷射循环系统运行喷射制冷模式时，所述切换阀处于第一状态，以使所述冷凝器流出的工质流入所述气液分离器内后的气态工质被吸入所述压缩机内，所述气
液分离器内的液态工质进入所述蒸发器内后进入所述喷射器的引射口。
15.在一些实施方式中，
16.当所述空调喷射循环系统膨胀阀制冷模式时，所述切换阀处于第二状态，以使所述冷凝器流出的工质进入所述蒸发器后经由所述喷射器的喷射口及引射口流入所述气液分离器内后被吸入所述压缩机内。
17.本发明还提供一种空调喷射循环系统的控制方法，用于控制上述的空调喷射循环系统，包括：
18.获取系统的运行模式；
19.根据获取的运行模式，控制切换所述切换阀的状态。
20.在一些实施方式中，
21.当所述运行模式为喷射制冷模式时，控制所述切换阀处于第一状态，以使所述冷凝器流出的工质流入所述气液分离器内后的气态工质被吸入所述压缩机内，所述气液分离器内的液态工质进入所述蒸发器内后流入所述喷射器的引射口。
22.在一些实施方式中，
23.当所述空调喷射循环系统膨胀阀制冷模式时，控制所述切换阀处于第二状态，以使所述冷凝器流出的工质依次流经所述蒸发器后经由所述喷射器的喷射口及引射口流入所述气液分离器内后被吸入所述压缩机内。
24.本发明提供的一种空调喷射循环系统及其控制方法，通过对所述切换阀的状态切换实现系统在喷射制冷模式与膨胀阀制冷模式之间的切换，从而能够使系统能够根据不同的运行工况运行不同的制冷模式，能够提升系统的综合能效比，保证系统运行的稳定性，同时，该系统的组成结构得到简化，进而简化了相应的控制逻辑，降低了系统构建成本。
附图说明
25.图1为本发明实施例的空调喷射循环系统的系统原理示意图，图中的切换阀处于第一状态；
26.图2为本发明实施例的空调喷射循环系统的系统原理示意图，图中的切换阀处于第二状态。
27.附图标记表示为：
28.1、压缩机；2、冷凝器；3、切换阀；4、喷射器；5、气液分离器；6、蒸发器；7、节流元件；81、第一单向阀；82、第二单向阀；91、内风机；92、外风机。
具体实施方式
29.结合参见图1至图2所示，根据本发明的实施例，提供一种空调喷射循环系统，包括：主循环流路，包括沿工质流向依次设置的压缩机1、冷凝器2、切换阀3、喷射器4的喷射口及气液分离器5；换热流路，包括蒸发器6及连接于所述蒸发器6的第一口的节流元件7，所述蒸发器6的第二口与所述切换阀3及所述喷射器4的引射口同时连通，所述节流元件7远离所述蒸发器6的一端与所述气液分离器5的底部及所述切换阀3可选择连通；其中，所述切换阀3包括第一状态和第二状态，所述第一状态下，所述喷射器4的喷射口与所述冷凝器2的出口连通，所述节流元件7与所述气液分离器5连通；所述第二状态下，所述冷凝器2的出口与所
述节流元件7连通，所述喷射器4的喷射口与所述蒸发器6的第二口连通。该技术方案中，通过对所述切换阀3的状态切换实现系统在喷射制冷模式(切换阀3处于第一状态时)与膨胀阀制冷模式(切换阀3处于第二状态时)之间的切换，从而能够使系统能够根据不同的运行工况运行不同的制冷模式，能够提升系统的综合能效比，保证系统运行的稳定性，同时，该系统的组成结构得到简化，进而简化了相应的控制逻辑，降低了系统构建成本。
30.所述工质是指各种热机或热力设备借以完成热能与机械能相互转换的媒介物质，常见的有水、制冷剂以及空气等，本发明中工质主要指制冷剂。
31.需要说明的是，所述系统所处环境的热负荷的不同将使所述系统在一运行模式下的能效不同，例如，在常温(具体可以为20℃至26℃之间)工况下，膨胀阀制冷模式下的系统能效相对较高，而在非常温的恶劣(具体例如低于20 ℃或者高于26℃)工况下，喷射制冷模式下的系统能效则相对较高，如此，本技术的系统可以被根据这些预设的工况对应进入不同的运行模式，进而提升系统的综合能效比。
32.在一些实施方式中，所述节流元件7与所述气液分离器5之间的管路上设有第一单向阀81，仅允许工质由所述气液分离器5向所述节流元件7的流动；和/或，所述节流元件7与所述切换阀3之间的管路上设有第二单向阀82，仅允许工质由所述切换阀3向所述节流元件7的流动。所述第一单向阀81及第二单向阀82可以为电磁控制的，在一些可能的情况下，也可以采用机械式的压差单向阀，通过所述第一单向阀81及第二单向阀82的设置与所述切换阀3 共同组合能够对不同运行模式下的工质流向实现引导，保证模式的正常运行。
33.在一些实施方式中，所述切换阀3为四通阀，所述四通阀具有d口、e口、 s口及c口，当所述切换阀3处于所述第一状态时，所述d口与e口连通、c 口s口连通；当所述切换阀3处于所述第二状态时，所述d口与c口连通、e 口与s口连通，能够利用四通阀的四通流路切换特性进一步简化系统结构设计。
34.在一些实施方式中，当所述空调喷射循环系统运行喷射制冷模式时，所述切换阀3处于第一状态，以使所述冷凝器2流出的工质流入所述气液分离器5 内后的气态工质被吸入所述压缩机1内，所述气液分离器5内的液态工质进入所述蒸发器6内后进入所述喷射器4的引射口，此模式下，所述喷射器4能够充分回收节流过程中的膨胀功，提高了压缩机1(在一个具体的实施例中为涡旋压缩机)的吸气压力，降低压缩机1的耗功。
35.在一些实施方式中，当所述空调喷射循环系统膨胀阀制冷模式时，所述切换阀3处于第二状态，以使所述冷凝器2流出的工质进入所述蒸发器6后经由所述喷射器4的喷射口及引射口流入所述气液分离器5内后被吸入所述压缩机 1内，该模式下，所述喷射器4相当于一段管路，其并不发挥喷射增压作用。
36.根据本发明的实施例，还提供一种空调喷射循环系统的控制方法，用于控制上述的空调喷射循环系统，包括：
37.获取系统的运行模式；
38.根据获取的运行模式，控制切换所述切换阀3的状态。
39.具体的，当所述运行模式为喷射制冷模式时，控制所述切换阀3处于第一状态，以使所述冷凝器2流出的工质流入所述气液分离器5内后的气态工质被吸入所述压缩机1内，所述气液分离器5内的液态工质进入所述蒸发器6内后流入所述喷射器4的引射口；当所述空调喷射循环系统膨胀阀制冷模式时，控制所述切换阀3处于第二状态，以使所述冷凝器2
流出的工质依次流经所述蒸发器6后经由所述喷射器4的喷射口及引射口流入所述气液分离器5内后被吸入所述压缩机1内。
40.该技术方案中，通过对所述切换阀3的状态切换实现系统在喷射制冷模式 (切换阀3处于第一状态时)与膨胀阀制冷模式(切换阀3处于第二状态时) 之间的切换，从而能够使系统能够根据不同的运行工况运行不同的制冷模式，能够提升系统的综合能效比，保证系统运行的稳定性，同时，该系统的组成结构得到简化，进而简化了相应的控制逻辑，降低了系统构建成本。
41.以下结合图1及图2对本发明的技术方案进一步阐述：
42.本发明的一种空调喷射循环系统(也可以称为具有喷射循环的制冷空调系统)中，压缩机1与冷凝器2、膨胀阀(也即节流元件7，下同)、蒸发器6 相连接形成常规的膨胀阀制冷循环系统，压缩机1与冷凝器2、电磁四通阀(也即所述切换阀3，下同)、喷射器4、蒸发器6相连接以用于形成喷射制冷循环系统，通过调节系统中电磁四通阀的开闭以用于膨胀阀制冷循环系统和喷射制冷循环系统之间的切换。系统结构简单，运行控制方便，可适应不同的运行工况，提升系统的综合能效比。
43.(1)本发明的膨胀阀制冷模式流程如下：如图2所示，压缩机
→
冷凝器
→
电磁四通阀d
→
电磁四通阀c
→
第二单向阀82
→
膨胀阀
→
蒸发器
→
喷射器
→
气液分离器
→
压缩机。
44.(2)本发明的喷射制冷模式流程如下：如图1所示，压缩机
→
冷凝器
→
电磁四通阀d
→
电磁四通阀e
→
喷射器
→
气液分离器
→
第一单向阀81
→
膨胀阀
→
蒸发器
→
喷射器
→
气液分离器
→
压缩机。
45.本发明的一种具有喷射循环的制冷空调系统上设置有电磁四通阀和单向阀，电磁四通阀和单向阀共同用以切换膨胀阀制冷循环和喷射制冷循环系统。通过在压缩制冷循环系统适当的位置增加电磁四通阀和单向阀，通过利用电磁四通阀的开闭以及利用单向阀的单向导通作用，用以实现膨胀阀制冷循环和喷射制冷循环系统之间的切换。单向阀优选设置在膨胀阀的进液管道上，电磁四通阀优先设置在冷凝器后排气管道上，且设置在喷射器前。
46.当系统处于喷射制冷循环系统时，电磁四通阀de，sc连通，第二单向阀 82处于关闭、第一单向阀81处于打开状态，制冷剂先通过喷射器后经过膨胀阀，且此时喷射器开始运行，作为提效装置发挥作用；当系统处于膨胀阀制冷循环系统时，电磁四通阀dc、se连通，第二单向阀82处于打开、第一单向阀81处于关闭状态，制冷剂先通过膨胀阀再经过喷射器，此时喷射器停止运行，不发挥任何作用。
47.以下对本发明的工作原理做如下说明：
48.(1)膨胀阀制冷模式(参见图2)
49.压缩机排出高温高压制冷剂气体进入冷凝器，制冷剂放热给室外空气后冷凝成常温高压液体，通过电磁四通阀和第二单向阀82进入膨胀阀，通过膨胀阀节流降压后成为两相低温低压制冷剂，流向蒸发器并在蒸发器中吸热蒸发成低压气体，经过喷射器后进入气液分离器，气相制冷剂通过出气管返回压缩机吸气口，完成一个制冷循环。运行该模式时，第一单向阀81处于关闭状态，喷射器停止运行。
50.(2)喷射制冷模式(参见图1)
51.压缩机排出高温高压制冷剂气体进入冷凝器，制冷剂放热给室外空气后冷凝成常
温高压液体，通过电磁四通阀进入喷射器，依靠喷射器的作用将低温低压的制冷剂气体(从蒸发器出口过来的低压制冷剂气体)，与冷凝后的液体混合后的制冷剂进入气液分离器，气相制冷剂通过出气管返回压缩机吸气口，进行下一个制冷循环；液态制冷剂经过第一单向阀81，通过膨胀阀再次节流降压后成为两相低温低压制冷剂，流向蒸发器并在蒸发器中吸热蒸发成低压气体，进入喷射器的引射口并在混合段与高压制冷剂混合，再次进入气液分离器，完成一个制冷循环。运行该模式时，第二单向阀82关闭。
52.本领域的技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各有利方式可以自由地组合、叠加。
53.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。以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。