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空调系统的制作方法

2023-03-03 07:32:31 来源:中国专利 TAG:


1.本实用新型涉及空调技术领域,尤其涉及一种空调系统。


背景技术:

2.多联机空调制热化霜是当今空调行业普遍存在的问题,空调频繁的化霜会导致整体制热效果差,化霜过程中室内温度降低,用户使用舒适性差。
3.为了解决空调制热化霜的问题,目前已有许多应对手段,其中,结合蓄热模块化霜的系统逐渐在空调行业兴起,即制热运行时进行蓄热,化霜时进行放热,以此减小室内温度的波动。但蓄热模块的运行形式比较单一,无法满足用户多样化的需求,而且管路设计复杂,给用户造成不良体验。
4.需要说明的是,公开于本实用新型背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本实用新型的总体背景的理解,而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。


技术实现要素:

5.本实用新型实施例提供一种空调系统,解决相关技术中的空调系统无法满足用户多样化需求的问题。
6.根据本实用新型的一个方面,提供一种空调系统,包括:
7.压缩机;
8.室外换热器;
9.室内换热器;
10.蓄能器,蓄能器的第一端分别与室外换热器和压缩机的排气口连通,蓄能器的第二端分别与室内换热器和压缩机的进气口连通;和
11.阀门组件,与压缩机、室外换热器、室内换热器和蓄能器连接,阀门组件被配置为控制冷媒的流向和/或连接管路的通断,以调节蓄能器的状态,并实现空调系统在不同工作模式之间的切换,蓄能器的状态包括非工作状态、储蓄冷量状态、释放冷量状态、储蓄热量状态和释放热量状态。
12.在一些实施例中,阀门组件包括第一控制阀和第一节流件,第一控制阀和第一节流件并联连接于蓄能器的第一端和室外换热器之间。
13.在一些实施例中,阀门组件包括第二控制阀,第二控制阀设置于室内换热器和第一连接点之间的连接管路上,第一连接点位于室外换热器与第一控制阀和第一节流件连接的管路上。
14.在一些实施例中,阀门组件包括第三控制阀,第三控制阀设置于蓄能器的第一端和压缩机的排气口之间的连接管路上。
15.在一些实施例中,阀门组件包括第四控制阀,第四控制阀设置于蓄能器的第二端与压缩机的进气口之间的连接管路上。
16.在一些实施例中,阀门组件包括第二节流件,第二节流件的第一端与蓄能器的第二端连通,第二节流件的第二端分别与室内换热器和室外换热器连通。
17.在一些实施例中,阀门组件包括第三节流件,第三节流件设置于室外换热器和室内换热器之间的连接管路上。
18.在一些实施例中,阀门组件包括四通阀,四通阀包括第一接口、第二接口、第三接口和第四接口,第一接口与压缩机的排气口连通,第二接口与室外换热器连通,第三接口与压缩机的进气口连通,第四接口与室内换热器连通。
19.在一些实施例中,空调系统还包括设置于室外换热器和室内换热器之间的过冷器,且过冷器与压缩机的进气口连通。
20.在一些实施例中,阀门组件包括第一控制阀、第二控制阀、第三控制阀、第四控制阀、第一节流件、第二节流件、第三节流件和四通阀,第一控制阀和第一节流件并联连接于蓄能器的第一端和第一连接点之间,第一连接点与室外换热器连通,第二控制阀设置于第一连接点与室内换热器之间的连接管路上,第三控制阀设置于蓄能器的第一端和压缩机的排气口之间的连接管路上,第四控制阀设置于蓄能器的第二端与压缩机的进气口之间的连接管路上,第二节流件的第一端与蓄能器的第二端连通,第二节流件的第二端分别与室内换热器和室外换热器连通,第三节流件设置于室外换热器和第一连接点之间的连接管路上,四通阀包括第一接口、第二接口、第三接口和第四接口,第一接口与压缩机的排气口连通,第二接口与室外换热器连通,第三接口与压缩机的进气口连通,第四接口与室内换热器连通。
21.基于上述技术方案,本实用新型实施例通过对阀门组件的操作,可以改变冷媒的流向和/或调节连接管路的通断,以调节蓄能器的状态,并实现空调系统在多个不同工作模式之间的切换;而且,蓄能器具有非工作状态、储蓄冷量状态、释放冷量状态、储蓄热量状态和释放热量状态,即蓄能器既可以参与工作,也可以不参与工作;在参与工作时,既可以蓄冷,也可以释冷;既可以蓄热,也可以释热,因此可以更高程度地满足用户的多样化需求,提升用户的使用体验。
附图说明
22.此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解,构成本技术的一部分,本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型,并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中:
23.图1为本实用新型空调系统一些实施例的结构示意图。
24.图2为本实用新型空调系统一些实施例在常规制冷模式下的冷媒流动示意图。
25.图3为本实用新型空调系统一些实施例在完全蓄冷模式下的冷媒流动示意图。
26.图4为本实用新型空调系统一些实施例在制冷蓄冷模式下的冷媒流动示意图。
27.图5为本实用新型空调系统一些实施例在过冷释冷模式下的冷媒流动示意图。
28.图6为本实用新型空调系统一些实施例在冷凝释冷模式下的冷媒流动示意图。
29.图7为本实用新型空调系统一些实施例在并联释冷模式下的冷媒流动示意图。
30.图8为本实用新型空调系统一些实施例在常规制热模式下的冷媒流动示意图。
31.图9为本实用新型空调系统一些实施例在完全蓄热模式下的冷媒流动示意图。
32.图10为本实用新型空调系统一些实施例在制热蓄热模式下的冷媒流动示意图。
33.图11为本实用新型空调系统一些实施例在混合释热模式下的冷媒流动示意图。
34.图12为本实用新型空调系统一些实施例在独立释热模式下的冷媒流动示意图。
35.图13为本实用新型空调系统一些实施例在化霜模式下的冷媒流动示意图。
36.图中:
37.1、室外机;2、蓄能设备;3、液侧总管;4、气侧总管;
38.101、压缩机;102、油分离器;103、单向阀;104、四通阀;105、室外换热器;106、第三节流件;107、第四节流件;108、第五控制阀;109、过冷器;110、气液分离器;
39.201、蓄能器;202、第一气管;203、第二气管;204、第一液管;205、第二液管;206、第一节流件;207、第一控制阀;208、第三控制阀;209、第二节流件;210、第四控制阀;211、第二控制阀;
40.301、室内换热器。
具体实施方式
41.下面将结合本实用新型实施例中的附图,对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实用新型的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型的实施例,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,都属于本实用新型保护的范围。
42.在本实用新型的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“横向”、“纵向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本实用新型和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制。
43.如图1所示,在本实用新型提供的空调系统的一些实施例中,该空调系统包括压缩机101、室外换热器105、室内换热器301、蓄能器201和阀门组件,蓄能器201的第一端分别与室外换热器105和压缩机101的排气口连通,蓄能器201的第二端分别与室内换热器301和压缩机101的进气口连通,阀门组件与压缩机101、室外换热器105、室内换热器301和蓄能器201连接,阀门组件被配置为控制冷媒的流向和/或连接管路的通断,以调节蓄能器201的状态,并实现空调系统在不同工作模式之间的切换,蓄能器201的状态包括非工作状态、储蓄冷量状态、释放冷量状态、储蓄热量状态和释放热量状态。
44.在上述实施例中,通过对阀门组件的操作,可以改变冷媒的流向和/或调节连接管路的通断,以调节蓄能器的状态,并实现空调系统在多个不同工作模式之间的切换;而且,蓄能器201具有非工作状态、储蓄冷量状态、释放冷量状态、储蓄热量状态和释放热量状态,即蓄能器既可以参与工作,也可以不参与工作;在参与工作时,既可以蓄冷,也可以释冷;既可以蓄热,也可以释热,因此可以更高程度地满足用户的多样化需求,提升用户的使用体验。
45.如图1所示,在一些实施例中,阀门组件包括第一控制阀207和第一节流件206,第一控制阀207和第一节流件206并联连接于蓄能器201的第一端和室外换热器105之间。
46.通过设置并联连接的第一控制阀207和第一节流件206,可以实现室外换热器105
和蓄能器201的第一端之间的两种连接方式,在室外换热器105和蓄能器201的第一端之间通过第一控制阀207连通时,室外换热器105流出的冷媒可以直接以流出的状态进入蓄能器201内,冷媒在蓄能器201内可以实现进一步的过冷;而在室外换热器105和蓄能器201的第一端之间通过第一节流件206连通时,室外换热器105流出的冷媒则可以在节流后流入蓄能器201内,实现蓄冷目的。
47.在一些实施例中,阀门组件包括第二控制阀211,第二控制阀211设置于室内换热器301和第一连接点之间的连接管路上,第一连接点位于室外换热器105与第一控制阀207和第一节流件206连接的管路上。
48.通过设置第二控制阀211,可以实现室内换热器301和第一连接点之间的连接管路的通断,而第一连接点与室外换热器105连通,因此可以实现室内换热器301与室外换热器105之间的通断以及室内换热器301与蓄能器201之间的通断。
49.在一些实施例中,阀门组件包括第三控制阀208,第三控制阀208设置于蓄能器201的第一端和压缩机101的排气口之间的连接管路上。
50.通过设置第三控制阀208,可以实现蓄能器201的第一端和压缩机101的排气口之间的连接管路的通断。蓄能器201的第一端和压缩机101的排气口连通时,压缩机101的排气可以直接进入蓄能器201中,实现蓄能器201的蓄热功能。
51.在一些实施例中,阀门组件包括第四控制阀210,第四控制阀210设置于蓄能器201的第二端与压缩机101的进气口之间的连接管路上。
52.通过设置第四控制阀210,可以实现蓄能器201的第二端与压缩机101的进气口之间的连接管路的通断。蓄能器201的第二端与压缩机101的进气口连通时,从蓄能器201的第二端流出的冷媒可以流回压缩机101,完成蓄冷或释热后的循环。
53.在一些实施例中,阀门组件包括第二节流件209,第二节流件209的第一端与蓄能器201的第二端连通,第二节流件209的第二端分别与室内换热器301和室外换热器105连通。
54.通过设置第二节流件209,可以实现蓄能器201的第二端与室内换热器301或室外换热器105之间连接管路的通断。在蓄能器201的第二端与室内换热器301连通时,蓄能器201内的冷媒可以流向室内换热器301进行吸热蒸发;而在蓄能器201的第二端与室外换热器105连通时,则可以使蓄能器201内的冷媒流向室外换热器105,实现蓄热功能。
55.在一些实施例中,阀门组件包括第三节流件106,第三节流件106设置于室外换热器105和室内换热器301之间的连接管路上。
56.通过设置第三节流件106,可以在制热模式时实现节流作用或者在冷凝释冷模式或独立释热模式时使蓄能器201与室外换热器105之间的连接管路截断。
57.在一些实施例中,阀门组件包括四通阀104,四通阀104包括第一接口、第二接口、第三接口和第四接口,第一接口与压缩机101的排气口连通,第二接口与室外换热器105连通,第三接口与压缩机101的进气口连通,第四接口与室内换热器301连通。
58.通过设置四通阀104,可以实现连接管路之间的切换,为实现空调系统的不同工作模式提供支持。
59.在一些实施例中,空调系统还包括设置于室外换热器105和室内换热器301之间的过冷器109,且过冷器109与压缩机101的进气口连通。通过设置过冷器109,可以增大空调系
统的制冷量。
60.在一些实施例中,空调系统还包括第四节流件107,第三节流件106设置于室外换热器105和过冷器109之间的连接管路上,第四节流件107设置于第三节流件106和过冷器109的连通压缩机101的进气口的端口之间的连接管路上。
61.在一些实施例中,空调系统还包括第五控制阀108,第五控制阀108连接于过冷器109和第二连接点之间,第二连接点分别与四通阀104的第三接口和压缩机101的进气口连通。
62.在一些实施例中,空调系统还包括与压缩机101的进气口连通的气液分离器110。可选地,与压缩机101的进气口连通的部件均先连通至气液分离器110的进口,然后经气液分离器110进行分离后再连通压缩机101的进气口。
63.通过设置气液分离器110,可以减少进入压缩机101内的液体,防止液击问题的发生。
64.在一些实施例中,空调系统还包括与压缩机101的排气口连通的油分离器102,压缩机101的排气先经过油分离器102分离后再连通其他与压缩机101的排气口连通的部件。
65.通过设置油分离器102,可以及时分离压缩机101排气中的润滑油,防止后续循环中的冷媒仍包含滑油等杂质,也可以实现滑油的回收利用。
66.在一些实施例中,空调系统还包括与压缩机101的排气口连通的单向阀103,单向阀103的进口与压缩机101的排气口连通,单向阀103的出口分别与蓄能器201的第一端和四通阀104的第一接口连通。
67.通过设置单向阀103,可以防止冷媒倒流。
68.在一些实施例中,单向阀103的进口与油分离器102的出口连通。
69.在一些实施例中,压缩机101的排气口与蓄能器201的第一端之间的连接管路为第一气管202,蓄能器201的第二端与压缩机101的进气口之间的连接管路为第二气管203,蓄能器201的第一端连接有第一液管204,蓄能器201的第二端连接有第二液管205。
70.在一些实施例中,阀门组件包括第一控制阀207、第二控制阀211、第三控制阀208、第四控制阀210、第一节流件206、第二节流件209、第三节流件106和四通阀104,第一控制阀207和第一节流件206并联连接于蓄能器201的第一端和第一连接点之间,第一连接点与室外换热器105连通,第二控制阀211设置于第一连接点与室内换热器301之间的连接管路上,第三控制阀208设置于蓄能器201的第一端和压缩机101的排气口之间的连接管路上,第四控制阀210设置于蓄能器201的第二端与压缩机101的进气口之间的连接管路上,第二节流件209的第一端与蓄能器201的第二端连通,第二节流件209的第二端分别与室内换热器301和室外换热器105连通,第三节流件106设置于室外换热器105和第一连接点之间的连接管路上,四通阀104包括第一接口、第二接口、第三接口和第四接口,第一接口与压缩机101的排气口连通,第二接口与室外换热器105连通,第三接口与压缩机101的进气口连通,第四接口与室内换热器301连通。
71.在本实用新型提供的空调系统的一些实施例中,第一控制阀207、第二控制阀211、第三控制阀208、第四控制阀210和第五控制阀108可以采用开关阀或者比例阀等。
72.在本实用新型提供的空调系统的一些实施例中,第一节流件206、第二节流件209、第三节流件106和第四节流件107可以采用电子膨胀阀等。
73.本实用新型提供的空调系统通过调节阀门组件的状态,可以实现常规制冷、完全蓄冷、制冷蓄冷、过冷释冷、冷凝释冷、并联释冷、常规制热、完全蓄热、制热蓄热、混合释热、独立释热和化霜等至少12种工作模式,满足用户的不同需求,同时拓宽了空调系统的使用范围,大大提高了空调系统的可用率。而且,本实用新型设计的空调系统的管路精简,成本更低。
74.本实用新型提供的空调系统的控制流程包括:
75.确定空调系统的工作模式;
76.根据预设的控制策略并基于工作模式控制空调系统中阀门组件的动作和蓄能器201的状态。
77.目前,为节约电力资源,很多城市采用分时电价政策,比如,在用电高峰时段,电价较高,以通过费用的提升来提高人们节约用电的意识;在用电低谷的时段,电价较低,引导人们错峰使用电力资源,避免给供电系统造成较大压力。
78.为此,在本实用新型提供的空调系统的一些实施例中,确定空调系统的工作模式包括:
79.在供电系统为高电价的时段,确定空调系统的工作模式为对应蓄能器201为非工作状态、释放冷量状态或者释放热量状态的模式;
80.在供电系统为低电价的时段,确定空调系统的工作模式为对应蓄能器201为非工作状态、储蓄冷量状态或者储蓄热量状态的模式。
81.通过根据供电系统的电价来确定空调系统的工作模式,可以在低电价时段内通过蓄能器201储存冷量或热量,而在高电价时将空调系统设置为对应蓄能器201为非工作状态、释放冷量状态或者释放热量状态的模式,从而利用蓄能器201提前储蓄的热量或冷量来主要或辅助实现制冷或制热目的,降低压缩机101的工作频率,降低在高电价时段空调系统的耗电量,减小用户经济压力;也有利于实现错峰用电,减小供电系统的供电压力。
82.在一些实施例中,空调系统可以根据用户当前的需求确定空调系统的工作模式,也可以根据预先存储的供电系统的收费标准来自动确定空调系统的工作模式。
83.在一些实施例中,确定空调系统的工作模式包括:
84.检测蓄能器201中是否存有能量;
85.根据检测结果确定空调系统的工作模式。
86.在一些实施例中,根据检测结果确定空调系统的工作模式包括:
87.在检测到蓄能器201中没有能量时,确定空调系统的工作模式为对应蓄能器201为非工作状态、储蓄热量状态或者储蓄冷量状态的模式。
88.而在检测到蓄能器201中存有能量时,可以根据需求确定空调系统的工作模式为对应蓄能器201为非工作状态、储蓄热量状态、储蓄冷量状态、释放热量状态或者释放冷量状态的模式。
89.在使用蓄能器201内的能量时,对蓄能器201内的能量余量进行实时检测,当检测到能量余量接近零时,停止使用蓄能器201内的能量。
90.本实用新型提供的空调系统的控制流程包括:
91.确定空调系统的工作模式;
92.根据预设的控制策略并基于工作模式控制空调系统中的第一控制阀207、第二控
制阀211、第三控制阀208、第四控制阀210、第一节流件206、第二节流件209、第三节流件106和四通阀104的动作以及室外换热器105、室内换热器301和蓄能器201的状态。
93.在一些实施例中,根据预设的控制策略并基于工作模式控制空调系统中的第一控制阀207、第二控制阀211、第三控制阀208、第四控制阀210、第一节流件206、第二节流件209、第三节流件106和四通阀104的动作以及室外换热器105、室内换热器301和蓄能器201的状态包括:
94.在工作模式为常规制冷模式时,控制四通阀104掉电,第一接口与第二接口连通,第三接口与第四接口连通;
95.控制第二控制阀211开启,第一控制阀207、第三控制阀208和第四控制阀210均关闭;以及
96.控制第一节流件206和第二节流件209均为关闭状态,第三节流件106为开启状态且开口大小可调;
97.其中,室内换热器301用作蒸发器,室外换热器105用作冷凝器,蓄能器201关闭。
98.在一些实施例中,根据预设的控制策略并基于工作模式控制空调系统中的第一控制阀207、第二控制阀211、第三控制阀208、第四控制阀210、第一节流件206、第二节流件209、第三节流件106和四通阀104的动作以及室外换热器105、室内换热器301和蓄能器201的状态包括:
99.在工作模式为完全蓄冷模式时,控制四通阀104掉电,第一接口与第二接口连通,第三接口与第四接口连通;
100.控制第四控制阀210开启,第一控制阀207、第三控制阀208和第二控制阀211均关闭;以及
101.控制第一节流件206和第三节流件106为开启状态且开口大小可调,第二节流件209为关闭状态;
102.其中,室内换热器301关闭,室外换热器105用作冷凝器,蓄能器201用作蒸发器。
103.在一些实施例中,根据预设的控制策略并基于工作模式控制空调系统中的第一控制阀207、第二控制阀211、第三控制阀208、第四控制阀210、第一节流件206、第二节流件209、第三节流件106和四通阀104的动作以及室外换热器105、室内换热器301和蓄能器201的状态包括:
104.在工作模式为制冷蓄冷模式时,控制四通阀104掉电,第一接口与第二接口连通,第三接口与第四接口连通;
105.控制第四控制阀210和第二控制阀211开启,第一控制阀207和第三控制阀208关闭;以及
106.控制第一节流件206和第三节流件106为开启状态且开口大小可调,第二节流件209为关闭状态;
107.其中,室内换热器301用作蒸发器,室外换热器105用作冷凝器,蓄能器201用作蒸发器。
108.在一些实施例中,根据预设的控制策略并基于工作模式控制空调系统中的第一控制阀207、第二控制阀211、第三控制阀208、第四控制阀210、第一节流件206、第二节流件209、第三节流件106和四通阀104的动作以及室外换热器105、室内换热器301和蓄能器201
的状态包括:
109.在工作模式为过冷释冷模式时,控制四通阀104掉电,第一接口与第二接口连通,第三接口与第四接口连通;
110.控制第一控制阀207开启,第三控制阀208、第四控制阀210和第二控制阀211关闭;以及
111.控制第一节流件206为关闭状态,第二节流件209和第三节流件106为开启状态且开口大小可调;
112.其中,室内换热器301用作蒸发器,室外换热器105用作冷凝器,蓄能器201用作过冷器。
113.在一些实施例中,根据预设的控制策略并基于工作模式控制空调系统中的第一控制阀207、第二控制阀211、第三控制阀208、第四控制阀210、第一节流件206、第二节流件209、第三节流件106和四通阀104的动作以及室外换热器105、室内换热器301和蓄能器201的状态包括:
114.在工作模式为冷凝释冷模式时,控制四通阀104掉电,第一接口与第二接口连通,第三接口与第四接口连通;
115.控制第三控制阀208开启,第一控制阀207、第四控制阀210和第二控制阀211关闭;以及
116.控制第一节流件206和第三节流件106为关闭状态,第二节流件209为开启状态且开口大小可调;
117.其中,室内换热器301用作蒸发器,室外换热器105关闭,蓄能器201用作冷凝器。
118.在一些实施例中,根据预设的控制策略并基于工作模式控制空调系统中的第一控制阀207、第二控制阀211、第三控制阀208、第四控制阀210、第一节流件206、第二节流件209、第三节流件106和四通阀104的动作以及室外换热器105、室内换热器301和蓄能器201的状态包括:
119.在工作模式为并联释冷模式时,控制四通阀104掉电,第一接口与第二接口连通,第三接口与第四接口连通;
120.控制第三控制阀208和第二控制阀211开启,第一控制阀207和第四控制阀210关闭;以及
121.控制第一节流件206为关闭状态,第二节流件209和第三节流件106均为开启状态且开口大小可调;
122.其中,室内换热器301用作蒸发器,室外换热器105和蓄能器201均用作冷凝器。
123.在一些实施例中,根据预设的控制策略并基于工作模式控制空调系统中的第一控制阀207、第二控制阀211、第三控制阀208、第四控制阀210、第一节流件206、第二节流件209、第三节流件106和四通阀104的动作以及室外换热器105、室内换热器301和蓄能器201的状态包括:
124.在工作模式为常规制热模式时,控制四通阀104得电,第一接口与第四接口连通,第二接口与第三接口连通;
125.控制第二控制阀211开启,第一控制阀207、第三控制阀208和第四控制阀210关闭;以及
126.控制第一节流件206和第二节流件209为关闭状态,第三节流件106为开启状态且开口大小可调;
127.其中,室内换热器301用作冷凝器,室外换热器105用作蒸发器,蓄能器201关闭。
128.在一些实施例中,根据预设的控制策略并基于工作模式控制空调系统中的第一控制阀207、第二控制阀211、第三控制阀208、第四控制阀210、第一节流件206、第二节流件209、第三节流件106和四通阀104的动作以及室外换热器105、室内换热器301和蓄能器201的状态包括:
129.在工作模式为完全蓄热模式时,控制四通阀104得电,第一接口与第四接口连通,第二接口与第三接口连通;
130.控制第三控制阀208和第二控制阀211开启,第一控制阀207和第四控制阀210关闭;以及
131.控制第一节流件206为关闭状态,第二节流件209和第三节流件106为开启状态且开口大小可调;
132.其中,室内换热器301关闭,室外换热器105用作蒸发器,蓄能器201用作冷凝器。
133.在一些实施例中,根据预设的控制策略并基于工作模式控制空调系统中的第一控制阀207、第二控制阀211、第三控制阀208、第四控制阀210、第一节流件206、第二节流件209、第三节流件106和四通阀104的动作以及室外换热器105、室内换热器301和蓄能器201的状态包括:
134.在工作模式为制热蓄热模式时,控制四通阀104得电,第一接口与第四接口连通,第二接口与第三接口连通;
135.控制第三控制阀208和第二控制阀211开启,第一控制阀207和第四控制阀210关闭;以及
136.控制第一节流件206为关闭状态,第二节流件209和第三节流件106为开启状态且开口大小可调;
137.其中,室内换热器301用作冷凝器,室外换热器105用作蒸发器,蓄能器201用作冷凝器。
138.在一些实施例中,根据预设的控制策略并基于工作模式控制空调系统中的第一控制阀207、第二控制阀211、第三控制阀208、第四控制阀210、第一节流件206、第二节流件209、第三节流件106和四通阀104的动作以及室外换热器105、室内换热器301和蓄能器201的状态包括:
139.在工作模式为混合释热模式时,控制四通阀104得电,第一接口与第四接口连通,第二接口与第三接口连通;
140.控制第四控制阀210和第二控制阀211开启,第一控制阀207和第三控制阀208关闭;以及
141.控制第一节流件206和第三节流件106均为开启状态且开口大小可调,第二节流件209为关闭状态;
142.其中,室内换热器301用作冷凝器,室外换热器105用作蒸发器,蓄能器201用作蒸发器。
143.在一些实施例中,根据预设的控制策略并基于工作模式控制空调系统中的第一控
制阀207、第二控制阀211、第三控制阀208、第四控制阀210、第一节流件206、第二节流件209、第三节流件106和四通阀104的动作以及室外换热器105、室内换热器301和蓄能器201的状态包括:
144.在工作模式为独立释热模式时,控制四通阀104得电,第一接口与第四接口连通,第二接口与第三接口连通;
145.控制第四控制阀210和第二控制阀211开启,第一控制阀207和第三控制阀208关闭;以及
146.控制第一节流件206为开启状态且开口大小可调,第二节流件209和第三节流件106均为关闭状态;
147.其中,室内换热器301用作冷凝器,室外换热器105关闭,蓄能器201用作蒸发器。
148.在一些实施例中,根据预设的控制策略并基于工作模式控制空调系统中的第一控制阀207、第二控制阀211、第三控制阀208、第四控制阀210、第一节流件206、第二节流件209、第三节流件106和四通阀104的动作以及室外换热器105、室内换热器301和蓄能器201的状态包括:
149.在工作模式为化霜模式时,控制四通阀104掉电,第一接口与第二接口连通,第三接口与第四接口连通;
150.控制第四控制阀210开启,第一控制阀207、第三控制阀208和第二控制阀211均关闭;以及
151.控制第一节流件206和第三节流件106为开启状态且开口大小可调,第二节流件209为关闭状态;
152.其中,室内换热器301关闭,室外换热器105用作冷凝器,蓄能器201用作蒸发器。
153.下面结合附图1至12对本实用新型提供的空调系统的工作过程进行说明:
154.如图1所示,空调系统包括室外机1、蓄能设备2和室内机。
155.室外机1的压缩机101出口依次连接油分离器102、单向阀103和四通阀104。四通阀104可以与室外换热器105,室外换热器105与第三节流件106连通,第三节流件106的一路经过冷器109接入蓄能设备2,另一路经第四节流件107、过冷器109和第五控制阀108与气液分离器110连通,气液分离器110的出口与压缩机101的进气口连通。
156.蓄能设备2中的蓄能器201的第一端分别通过第一气管202与压缩机101的排气管路连接,并通过第一液管204与液侧总管3连接;蓄能器201的第二端通过第二气管203与气液分离器110的入口管路连接,并通过第二液管205与液侧总管3连接。为了实现功能的切换,蓄能器201的第一气管202上布置有第三控制阀208,第一液管204上布置有第一节流件206和第一控制阀207,两者为并联关系;第二气管203上布置有第四控制阀210,第二液管205上布置有第二节流件209。液侧总管3在与第一液管204连接的接口和与第二液管205连接的接口之间布置有第二控制阀211。液侧总管3和气侧总管4分别连接于室内机的室内换热器301的两侧。
157.本实施例提供了一种多功能的蓄能空调系统,能够针对多种不同的电力负荷转移场景提供蓄能、释能服务。
158.蓄能器201中填充有蓄能材料,比如冰水、石蜡等有机相变材料、芒硝等无机相变材料。蓄能器201中设有冷媒管道,冷媒在管道中流动,与蓄能材料进行充分换热,既可蓄冷
释冷,也可蓄热释热。
159.通过阀门组件的切换,能够实现常规制冷、完全蓄冷、制冷蓄冷、过冷释冷、冷凝释冷、常规制热、完全蓄热、制热蓄热、混合释热、独立释热、化霜等多种功能。
160.参考表1所示,为各个工作模式与阀门组件中各个部件的状态和换热器的状态的对应表。
161.表1工作模式与阀门状态的对应表
[0162][0163]
如图2所示,在常规制冷模式下:
[0164]
四通阀104掉电,第一接口与第二接口连通,第三接口与第四接口连通;第二控制阀211开启,第一控制阀207、第三控制阀208和第四控制阀210均关闭;第一节流件206和第二节流件209均为关闭状态,第三节流件106为开启状态且开口大小可调;其中,室内换热器301用作蒸发器,室外换热器105用作冷凝器,蓄能器201关闭。
[0165]
经压缩机101排出的冷媒,流经室外换热器105通过液侧总管3进入室内机,在室内机蒸发后,经气侧总管4和气液分离器110返回压缩机101吸气侧。此时不使用蓄能器201,仅实现常规的制冷循环功能。
[0166]
如图3所示,在完全蓄冷模式下:
[0167]
四通阀104掉电,第一接口与第二接口连通,第三接口与第四接口连通;第四控制阀210开启,第一控制阀207、第三控制阀208和第二控制阀211均关闭;第一节流件206和第三节流件106为开启状态且开口大小可调,第二节流件209为关闭状态;其中,室内换热器301关闭,室外换热器105用作冷凝器,蓄能器201用作蒸发器。
[0168]
压缩机101排出的冷媒,流经室外换热器105通过液侧总管3和第一节流件206进入蓄能器201,蒸发后经第二气管203和气液分离器110返回压缩机101吸气侧。冷媒不流经室内机,而是在蓄能器201中蒸发,将冷量储存在蓄能器201中。
[0169]
如图4所示,在制冷蓄冷模式下:
[0170]
四通阀104掉电,第一接口与第二接口连通,第三接口与第四接口连通;第四控制阀210和第二控制阀211开启,第一控制阀207和第三控制阀208关闭;第一节流件206和第三
节流件106为开启状态且开口大小可调,第二节流件209为关闭状态;其中,室内换热器301用作蒸发器,室外换热器105用作冷凝器,蓄能器201用作蒸发器。
[0171]
压缩机101排出的冷媒,流经室外换热器105通过液侧总管3分为两路,一路经第一节流件206进入蓄能器201,蒸发后流入第二气管203,另一路进入室内换热器蒸发,两路在气液分离器110入口处汇合,返回压缩机101吸气侧。此时蓄能器201和室内换热器同时作蒸发器,蓄能器201蓄冷,室内换热器向室内提供冷量。
[0172]
如图5所示,在过冷释冷模式下:
[0173]
四通阀104掉电,第一接口与第二接口连通,第三接口与第四接口连通;第一控制阀207开启,第三控制阀208、第四控制阀210和第二控制阀211关闭;第一节流件206为关闭状态,第二节流件209和第三节流件106为开启状态且开口大小可调;其中,室内换热器301用作蒸发器,室外换热器105用作冷凝器,蓄能器201用作过冷器。
[0174]
压缩机101排出的冷媒,流经室外换热器105通过液侧总管3和第一控制阀207进入蓄能器201,进行过冷后,通过第二液管205和第二节流件209进入液侧总管3,在室内换热器蒸发后,经气侧总管4和气液分离器110,返回压缩机101吸气侧。此时蓄能器201作过冷器,对在室外换热器105中冷凝的冷媒释放冷量,进一步提高其过冷度后流入室内机进行蒸发,提高冷媒的制冷能力。
[0175]
如图6所示,在冷凝释冷模式下:
[0176]
四通阀104掉电,第一接口与第二接口连通,第三接口与第四接口连通;第三控制阀208开启,第一控制阀207、第四控制阀210和第二控制阀211关闭;第一节流件206和第三节流件106为关闭状态,第二节流件209为开启状态且开口大小可调;其中,室内换热器301用作蒸发器,室外换热器105关闭,蓄能器201用作冷凝器。
[0177]
压缩机101排出的冷媒,经第一气管202和第三控制阀208流入蓄能器201进行冷凝后,经通过第二液管205和第二节流件209进入液侧总管3,在室内换热器蒸发后,经气侧总管4和气液分离器110,返回压缩机101吸气侧。此时不使用室外换热器105,而是使用蓄能器201作为冷凝器,为制冷循环提供冷量。由于蓄能器201中蓄冷材料温度远低于室外环境气温,能够使制冷循环在低压比条件下运行,大幅减小压缩机101负荷。
[0178]
如图7所示,在并联释冷模式下:
[0179]
四通阀104掉电,第一接口与第二接口连通,第三接口与第四接口连通;第三控制阀208和第二控制阀211开启,第一节流件206、第一控制阀207和第四控制阀210关闭;第二节流件209和第三节流件106均为开启状态且开口大小可调;其中,室内换热器301用作蒸发器,室外换热器105和蓄能器201均用作冷凝器。
[0180]
压缩机101排出的冷媒分为两路,第一路经第一气管202和第三控制阀208流入蓄能器201进行冷凝后,经通过第二液管205和第二节流件209进入液侧总管3;另一路流经室外换热器105冷凝后通过液侧总管3和第二控制阀211后与第一路汇合,进入室内换热器301蒸发后,经气侧总管4和气液分离器110,返回压缩机101吸气侧。此时,同时使用蓄能器201和室外换热器105进行冷凝。由于同时使用蓄能器201和室外换热器105作为冷凝设备,能够提供较大的冷凝量,满足机组高负荷运行的需求。
[0181]
如图8所示,在常规制热模式下:
[0182]
四通阀104得电,第一接口与第四接口连通,第二接口与第三接口连通;第二控制
阀211开启,第一控制阀207、第三控制阀208和第四控制阀210关闭;第一节流件206和第二节流件209为关闭状态,第三节流件106为开启状态且开口大小可调;其中,室内换热器301用作冷凝器,室外换热器105用作蒸发器,蓄能器201关闭。
[0183]
压缩机101排出的冷媒,经气侧总管4流入室内换热器进行冷凝,经液侧总管3流入室外换热器105进行蒸发,经气液分离器110返回压缩机101吸气侧。此时不使用蓄能器,仅使用常规的制热循环。
[0184]
如图9所示,在完全蓄热模式下:
[0185]
四通阀104得电,第一接口与第四接口连通,第二接口与第三接口连通;第三控制阀208和第二控制阀211开启,第一控制阀207和第四控制阀210关闭;第一节流件206为关闭状态,第二节流件209和第三节流件106为开启状态且开口大小可调;其中,室内换热器301关闭,室外换热器105用作蒸发器,蓄能器201用作冷凝器。
[0186]
压缩机排出的冷媒,经第一气管202和第三控制阀208流入蓄能器201进行冷凝后,经通过第二液管205和第二节流件209进入液侧总管3,经第二控制阀211流入室外换热器105,在室外换热器105蒸发后,经四通阀104、气侧总管4和气液分离器110,返回压缩机101吸气侧。此时冷媒在蓄能器201中冷凝,将热量储存在蓄能器201中,在室外换热器105中蒸发。
[0187]
如图10所示,在蓄热制热模式下:
[0188]
四通阀104得电,第一接口与第四接口连通,第二接口与第三接口连通;第三控制阀208和第二控制阀211开启,第一控制阀207和第四控制阀210关闭;第一节流件206为关闭状态,第二节流件209和第三节流件106为开启状态且开口大小可调;其中,室内换热器301用作冷凝器,室外换热器105用作蒸发器,蓄能器201用作冷凝器。
[0189]
压缩机排出的冷媒分为两路,一路经第一气管202和第三控制阀208流入蓄能器201进行冷凝后,经通过第二液管205和第二节流件209进入液侧总管3,另一路经四通阀104进入室内换热器,冷凝后进入液侧总管3与第一路冷媒汇合后,经第二控制阀211流入室外换热器105蒸发,然后经四通阀104、气侧总管4和气液分离器110,返回压缩机101吸气侧。此时蓄能器201和室内换热器同时作冷凝器,蓄热的同时进行制热,而室外换热器105作蒸发器。
[0190]
如图11所示,在混合释热模式下:
[0191]
四通阀104得电,第一接口与第四接口连通,第二接口与第三接口连通;第四控制阀210和第二控制阀211开启,第一控制阀207和第三控制阀208关闭;第一节流件206和第三节流件106均为开启状态且开口大小可调,第二节流件209为关闭状态;其中,室内换热器301用作冷凝器,室外换热器105用作蒸发器,蓄能器201用作蒸发器。
[0192]
压缩机101排出的冷媒,经气侧总管4流入室内换热器301进行冷凝,经第二控制阀211后分流,一路通过第一液管204和第一节流件206进入蓄能器201进行蒸发后,流入第二气管203和第四控制阀210,另一路经液侧总管3流入室外换热器105进行蒸发,两路冷媒在气液分离器110入口段汇合,返回压缩机101吸气侧。此时蓄能器201承担一部分的蒸发负荷,提高吸气压力。
[0193]
如图12所示,在独立释热模式下:
[0194]
四通阀104得电,第一接口与第四接口连通,第二接口与第三接口连通;第四控制
阀210和第二控制阀211开启,第一控制阀207和第三控制阀208关闭;第一节流件206为开启状态且开口大小可调,第二节流件209和第三节流件106均为关闭状态;其中,室内换热器301用作冷凝器,室外换热器105关闭,蓄能器201用作蒸发器。
[0195]
压缩机101排出的冷媒,经气侧总管4流入室内换热器进行冷凝,经第二控制阀211后经第一液管204和第一节流件206进入蓄能器201进行蒸发,然后经第二气管203流入气液分离器110,返回压缩机101吸气侧。此时蓄能器201承全部的蒸发负荷
[0196]
如图13所示,在化霜模式下:
[0197]
四通阀104掉电,第一接口与第二接口连通,第三接口与第四接口连通;第四控制阀210开启,第一控制阀207、第三控制阀208和第二控制阀211均关闭;第一节流件206和第三节流件106为开启状态且开口大小可调,第二节流件209为关闭状态;其中,室内换热器301关闭,室外换热器105用作冷凝器,蓄能器201用作蒸发器。
[0198]
压缩机101排出的冷媒,流经室外换热器105并冷凝,通过液侧总管3和第一节流件206进入蓄能器201,蒸发后经第四控制阀210、第二气管203和气液分离器110返回压缩机101吸气侧。冷媒不流经室内机,而是在蓄能器201中蒸发,利用储蓄的热量对室外换热器105进行化霜。
[0199]
当电价较低时,利用蓄能设备2进行蓄能;当电价处于高峰时,利用蓄能设备2进行释冷或释热,能够为系统提供能量,降低压缩机的运行频率,降低耗电量,降低了运行费用,实现电力的“削峰填谷”,降低空调的运行成本。
[0200]
当利用蓄能设备2进行化霜时,能够承担系统的蒸发负荷,与无蓄能空调采用的逆循环除霜(即室内换热器作蒸发器,室外换热器作冷凝器)的方案相比,无需从室内吸收热量,有助于保持室内舒适性。总体上看,该多功能蓄能空调系统,能够有效针对多种应用场景实现降低运行成本的目的。
[0201]
用户一般可根据实时电价和耗电量确定:当电价处于峰值时,或空调制冷需求较大时,可根据实际情况设置低能耗需求和超低能耗需求。
[0202]
当空调系统仅有制冷需求时,切换管路至“常规制冷”模式,不使用蓄能器201;当检测到系统仅有蓄冷需求时,切换至“完全蓄冷”模式,不使用室内机;当检测到系统同时有蓄冷需求和制冷需求时,切换至“制冷同时蓄冷”模式,并通过第一节流件206的开度调节分配给蓄能器201的冷媒流量;当系统具有低能耗、高冷凝量的制冷需求,同时蓄能器201中存有冷量时,切换至“并联释冷”模式,该模式下由于同时使用蓄能器和室外换热器做冷凝器,故能够实现降低能耗同时增加冷凝量的目的;当系统具有低能耗、低冷凝量的制冷需求,同时蓄能器201中存有冷量时,切换至“过冷释冷”模式,该模式下由于利用了储蓄的冷量对冷媒进行过冷,提供了额外的冷量,故能够实现降低能耗的目的;当系统具有超低能耗释冷制冷需求,且蓄能器201中存有冷量时,切换至“冷凝释冷”模式,以蓄能器201作为冷凝器、室内机作为蒸发器实现制冷循环,该模式下由于使用了蓄能器中的低温材料作为冷源,冷媒的制冷能力大幅提高,故有助于实现大幅降低系统能耗的目的。
[0203]
当空调系统仅有制热需求时,切换管路至“常规制热”模式;当系统仅有蓄热需求时,切换至“完全蓄热”模式;当系统有制热同时蓄热需求时,切换至“制热同时蓄热”模式;当系统具有低能耗释热制热需求时,且蓄能器201中存有热量时,切换至“混合释热”模式,此时蓄能器201和室外换热器105同时作为蒸发器,有助于提高压缩机101的吸气压力,提高
压缩机101的排量与系统的制冷量,则压缩机101的运行频率得以降低,实现减小能耗的目的;当系统具有超低能耗释热制热需求时,且蓄能器201中存有热量时,切换至“独立释热”模式,此时蓄能器201作为独立热源,具有较高的换热温度,能够大幅提高冷媒的制热能力,从而减小系统能耗;当检测到系统具有化霜需求时,且蓄能器201中储存有热量时,四通阀换向,切换至“化霜”模式,释放蓄能器201中储蓄的热量为室外换热器105的化霜提供热量。
[0204]
制冷模式下,当存在于短时间内大幅降低耗电量的需求时,可使用冷凝释冷功能,即,不使用室外换热器作为冷凝器,而是单独以蓄能器作为冷凝器进行制冷循坏。由于蓄能器中储蓄冷量后的蓄能材料温度较低,远低于室外环境气温,因此压缩机无需提供过高压力,系统可以在低压缩比条件下运行,极大地减少系统能耗。同时,利用低温蓄能材料与冷媒之间的热传导,代替了室外换热器的风冷换热,提高换热效率。制热模式下,也可单独使用蓄能器作为蒸发器与室内换热器组成制冷循环,减少能耗、提高效率。
[0205]
最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制;尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细的说明,所属领域的普通技术人员应当理解:在不脱离本实用新型原理的前提下,依然可以对本实用新型的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换,这些修改和等同替换均应涵盖在本实用新型请求保护的技术方案范围当中。
再多了解一些

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