空调系统.pdf

本发明提供一种空调系统，压缩机、四通阀、室外换热器、第一节流元件、室内换热器和第一换热器依次连接形成制冷回路；第一换热器包括两条独立的流路，分别为第一流路和第二流路，第一换热器的第一端口与第二端口之间形成第一流路，第三端口与第四端口之间形成第二流路；四通阀包括第一阀口至第四阀口，第一阀口连通第二端口，第二阀口连通室外换热器，第三阀口连通压缩机的排气端，第四阀口连通室内换热器；第一流路串联在第一阀口与压缩机的吸气端之间，第二流路串联在室外换热器与第一节流元件之间，或者第二流路串联第二节流元件后与室外换热器并联。在化霜时通过第一换热器替代室内换热器完成整个热力循环，使热泵式空调系统快速除霜。

权利要求书
1.  一种空调系统，包括室外机和室内机，所述室外机包括压缩机、四通阀、 室外换热器和第一节流元件，所述室内机包括室内换热器，其特征在于：
所述空调系统还包括第一换热器，所述第一换热器包括两条独立的流路， 分别为第一流路和第二流路，所述第一换热器的第一端口与第二端口之间形成 所述第一流路，所述第一换热器的第三端口与第四端口之间形成所述第二流路；
所述压缩机、四通阀、室外换热器、第一节流元件、室内换热器和第一换 热器依次连接形成制冷回路；
所述四通阀包括第一阀口至第四阀口，所述第一阀口连通所述第二端口， 所述第二阀口连通所述室外换热器，所述第三阀口连通所述压缩机的排气端， 所述第四阀口连通所述室内换热器；
所述第一流路串联在所述第一阀口与所述压缩机的吸气端之间，所述第二 流路串联在所述室外换热器与所述第一节流元件之间，或者所述第二流路串联 第二节流元件后与所述室外换热器并联。

2.  根据权利要求1所述的空调系统，其特征在于：
还包括第一电磁阀和第二电磁阀；
所述第二电磁阀串联在所述第一节流元件与所述室内换热器之间；
所述第一电磁阀的一端连通所述第二端口，另一端连通所述第一节流元件 和所述第二电磁阀相应的公共端。

3.  根据权利要求2所述的空调系统，其特征在于：
还包括第一单向阀和第二单向阀；
所述第一单向阀串联在所述第四端口与所述第一节流元件之间，所述第二 单向阀串联在所述第二端口与所述第一阀口之间。

4.  根据权利要求3所述的空调系统，其特征在于：
还包括第三单向阀；
当所述第二流路串联在所述室外换热器与所述第一节流元件之间时，所述 第二流路串联所述第一单向阀后与所述第三单向阀并联。

5.  根据权利要求1-4任一项所述的空调系统，其特征在于：
所述第一换热器为板式换热器或套管式换热器。

6.  根据权利要求5所述的空调系统，其特征在于：
所述室内换热器上还设置有电加热管或者辐射板。

7.  根据权利要求1-4任一项所述的空调系统，其特征在于：
还包括两个以上截止阀；
所述室内机与所述室外机之间串联有所述截止阀。

8.  根据权利要求2或3或4所述的空调系统，其特征在于：
所述空调系统具有第一制热模式，其中在所述空调系统处于第一制热模式 下，所述第一阀口与第二阀口、所述第三阀口与第四阀口分别导通，所述第二 电磁阀和第一节流元件工作，且所述第一电磁阀关闭。

9.  根据权利要求2或3或4所述的空调系统，其特征在于：
所述空调系统具有第二制热模式，其中在所述空调系统处于第二制热模式 下，所述第一阀口与第四阀口、所述第二阀口与第三阀口分别导通，所述第一 电磁阀和第一节流元件工作，且所述第二电磁阀关闭。

10.  根据权利要求2或3或4所述的空调系统，其特征在于：
所述空调系统具有制冷模式，其中在所述空调系统处于制冷模式下，所述 第一阀口与第四阀口、所述第二阀口与第三阀口分别导通，所述第二电磁阀和 第一节流元件工作，且所述第一电磁阀关闭。

说明书空调系统
技术领域
本发明涉及制冷领域，尤其涉及一种可实现连续制热的空调系统。
背景技术
在连续制热循环方式下，现有的空调系统往往通过蓄热材料的吸收热量和 放出热量达到连续制热的目的，但采用蓄热的形式来达到连续化霜存在如下的 可能隐患：1）蓄热材料蓄热量不足，导致连续制热化霜过程中缺热，导致压缩 机的回气带液而磨损压缩机；2）经过对同类型机型试验测定，蓄热化霜方式的 出风温度效果不理想，在化霜周期的这段时间里，有一半时间出风温度与进风 温度相差不大，没有热量吹出，化霜期间制热效果差；3）蓄热形式要求重新设 计蓄热装置，对外机结构调整大，另外蓄热材料选型和蓄热槽结构设计复杂， 有泄露、长期变质等隐患存在。
发明内容
鉴于现有技术的现状，本发明的目的在于提供一种空调系统，使热泵式空 调机可快速实现对室外换热器上霜层进行除霜。为实现上述目的，本发明的技 术方案如下：
一种空调系统，包括室外机和室内机，所述室外机包括压缩机、四通阀、 室外换热器和第一节流元件，所述室内机包括室内换热器；
所述空调系统还包括第一换热器，所述第一换热器包括两条独立的流路， 分别为第一流路和第二流路，所述第一换热器的第一端口与第二端口之间形成 所述第一流路，所述第一换热器的第三端口与第四端口之间形成所述第二流路；
所述压缩机、四通阀、室外换热器、第一节流元件、室内换热器和第一换 热器依次连接形成制冷回路；
所述四通阀包括第一阀口至第四阀口，所述第一阀口连通所述第二端口， 所述第二阀口连通所述室外换热器，所述第三阀口连通所述压缩机的排气端， 所述第四阀口连通所述室内换热器；
所述第一流路串联在所述第一阀口与所述压缩机的吸气端之间，所述第二 流路串联在所述室外换热器与所述第一节流元件之间，或者所述第二流路串联 第二节流元件后与所述室外换热器并联。
较优地，所述空调系统还包括第一电磁阀和第二电磁阀；
所述第二电磁阀串联在所述第一节流元件与所述室内换热器之间；
所述第一电磁阀的一端连通所述第二端口，另一端连通所述第一节流元件 和所述第二电磁阀相应的公共端。
较优地，所述空调系统还包括第一单向阀和第二单向阀；
所述第一单向阀串联在所述第四端口与所述第一节流元件之间，所述第二 单向阀串联在所述第二端口与所述第一阀口之间。
较优地，所述空调系统还包括第三单向阀；
当所述第二流路串联在所述室外换热器与所述第一节流元件之间时，所述 第二流路串联所述第一单向阀后与所述第三单向阀并联。
较优地，所述第一换热器为板式换热器或套管式换热器。
较优地，所述室内换热器上还设置有电加热管或者辐射板。
较优地，所述空调系统还包括两个以上截止阀；
所述室内机与所述室外机之间串联有所述截止阀。
较优地，所述空调系统具有第一制热模式，其中在所述空调系统处于第一 制热模式下，所述第一阀口与第二阀口、所述第三阀口与第四阀口分别导通， 所述第二电磁阀和第一节流元件工作，且所述第一电磁阀关闭。
较优地，所述空调系统具有第二制热模式，其中在所述空调系统处于第二 制热模式下，所述第一阀口与第四阀口、所述第二阀口与第三阀口分别导通， 所述第一电磁阀和第一节流元件工作，且所述第二电磁阀关闭。
较优地，所述空调系统具有制冷模式，其中在所述空调系统处于制冷模式 下，所述第一阀口与第四阀口、所述第二阀口与第三阀口分别导通，所述第二 电磁阀和第一节流元件工作，且所述第一电磁阀关闭。
本发明的有益效果是：
本发明的空调系统，结构设计简单，可使用成型产品组成第一换热器，在 化霜时通过第一换热器替代室内换热器完成整个热力循环，使热泵式空调系统 快速实现对室外换热器上霜层进行除霜。
附图说明
图1为本发明的空调系统一实施例在制冷模式运行时的冷媒走向图；
图2为图1所示空调系统在第一制热模式运行时的冷媒走向图；
图3为图1所示空调系统在第二制热模式运行时的冷媒走向图；
图4为本发明的空调系统另一实施例的示意图；
图5为图4所示空调系统在制冷模式运行时的冷媒走向图；
图6为图4所示空调系统在第一制热模式运行时的冷媒走向图；
图7为图4所示空调系统在第二制热模式运行时的冷媒走向图；
其中，
01压缩机；10室内换热器；15四通阀；20室外换热器；
25第一节流元件；29第二节流元件；30第一换热器；
32汽液分离器；34第一电磁阀；35第二电磁阀；36辐射板；
38第三单向阀；39第一单向阀；40第二单向阀；70室内风叶；
80截止阀；100室外机；200室内机。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实 施例对本发明的空调系统进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体 实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。
参照图1至图7，本发明的空调系统一实施例包括室外机100和室内机200， 室外机100包括压缩机01、四通阀15、室外换热器20和第一节流元件25，室 内机200包括室内换热器10，空调系统还包括第一换热器30，第一换热器30 可设置在室外机100上，第一换热器30为板式换热器或套管式换热器。
第一换热器30包括两条独立的流路，分别为第一流路和第二流路，第一换 热器30的第一端口与第二端口之间形成所述第一流路，第一换热器30的第三 端口与第四端口之间形成所述第二流路；在图1至图7中，第一换热器30左上 角的端口为第三端口，左下角的端口为第一端口，第一换热器30右上角的端口 为第四端口，右下角的端口为第二端口。
压缩机01、四通阀15、室外换热器20、第一节流元件25、室内换热器10 和第一换热器30依次连接形成制冷回路。
四通阀15包括第一阀口至第四阀口（A1,B1,C1,D1），第一阀口A1连通第 一换热器30的第二端口，第二阀口B1连通室外换热器20，第三阀口C1连通压 缩机01的排气端，第四阀口D1连通室内换热器10，第一换热器30的第一流路 串联在第一阀口A1与压缩机01的吸气端之间，第一换热器30的第二流路串联 在室外换热器20与第一节流元件25之间，如图1至图3所示；或者第一换热 器30的第二流路串联第二节流元件29后与室外换热器20并联，如图4至图7 所示。优选地，第一节流元件25为电子膨胀阀或毛细管，第二节流元件29为 毛细管或电子膨胀阀。
较优地，作为一种可实施方式，空调系统还包括第一电磁阀34和第二电磁 阀35，第二电磁阀35串联在第一节流元件25与室内换热器10之间，第一电磁 阀34的一端连通第一换热器30的第二端口，另一端连通第一节流元件25和第 二电磁阀35相应的公共端，图中的A点即为第一节流元件25和第二电磁阀35 相应的公共端。
优选地，空调系统还包括第一单向阀39和第二单向阀40，第一单向阀39 串联在第一换热器30的第四端口与第一节流元件25之间，第二单向阀40串联 在第一换热器30的第二端口与四通阀15的第一阀口A1之间。当所述第二流路 串联在室外换热器20与第一节流元件25之间时，空调系统还包括第三单向阀 38，所述第二流路串联第一单向阀39后与第三单向阀38并联。
较优地，作为一种可实施方式，室内换热器10上还设置有辐射板36，辐射 板36也可由电加热管替代。空调系统还包括两个以上截止阀80，室内机200与 室外机100之间串联有截止阀80。室内机200与室外机100的循环管路上设置 截止阀80，当空调系统出现故障时，可通过截止阀80截止，无需将系统内的冷 媒放掉即可维修，方便操作。
空调系统具有第一制热模式，其中在空调系统处于第一制热模式（正常制 热）下，四通阀15通电，四通阀15的第一阀口A1与第二阀口B1、第三阀口 C1与第四阀口D1分别导通，第二电磁阀35和第一节流元件25工作，且第一电 磁阀34关闭。第一制热模式（正常制热）循环原理图如图2和图6所示，箭头 为冷媒流动方向。
在图2中，从压缩机01排出的冷媒经四通阀15的第三阀口C1进入四通阀 15，从四通阀15的第四阀口D4流出后进入室内换热器10，冷媒在室内换热器 10中进行冷凝放热，把压缩机01带来的热量传递给了室内空气，室内温度得到 提升，冷媒在室内换热器10中被冷凝后，依次经过第二电磁阀35、第一节流元 件25和第三单向阀38到达室外换热器20，在室外换热器20中进行蒸发吸收热 量，在室外换热器20蒸发吸热后的冷媒经四通阀15的第二阀口B1进入四通阀 15，然后从四通阀15的第一阀口A1进入第一换热器30的第一流路，在第一流 路换热后流至压缩机01的吸气端。
在图6中，从压缩机01排出的冷媒经四通阀15的第三阀口C1进入四通阀 15，从四通阀15的第四阀口D4流出后进入室内换热器10，冷媒在室内换热器 10中进行冷凝放热，把压缩机01带来的热量传递给了室内空气，室内温度得到 提升，冷媒在室内换热器10中被冷凝后，依次经过第二电磁阀35和第一节流 元件25到达室外换热器20，在室外换热器20中进行蒸发吸收热量，在室外换 热器20蒸发吸热后的冷媒经四通阀15的第二阀口B1进入四通阀15，然后从四 通阀15的第一阀口A1进入第一换热器30的第一流路，在第一流路换热后流至 压缩机01的吸气端。
在第一制热模式下，由于在室外换热器20中的蒸发温度很低，当低于环境 温度的冻结温度时，大气中的水分会在室外换热器20的表面凝结成霜层，霜层 会由于制热的持续进行而厚度逐渐增加，进而室外换热器20的换热量大大减弱， 为了改善这种效果，就有必要进行化霜动作。当室外机100的感温包检测达到 化霜条件时，空调系统进入第二制热模式（化霜模式）进行化霜。
空调系统处于第二制热模式（化霜模式）下，四通阀15断电，四通阀15 的第一阀口A1与第四阀口D1、第二阀口B1与第三阀口C1分别导通，第一电磁 阀34和第一节流元件25工作，且第二电磁阀35关闭，第二制热模式的循环原 理图如图3和图7所示，箭头为冷媒流动方向。
在图3中，压缩机01排出的冷媒经四通阀15的第三阀口C1进入四通阀 15，从四通阀15的第二阀口B1流出后到达室外换热器20，冷媒在室外换热器 20中进行冷凝放热，使得室外换热器20表面的霜层融化，冷媒在室外换热器 20中冷凝放热后进入第一换热器30的第二流路中进一步冷凝降温，之后依次经 过第一单向阀39、到达第一节流元件25，冷媒被节流减压后，冷媒的压力进一 步降低，所对应的饱和温度（蒸发温度）也相应进一步降低，经第一电磁阀34 后进入第一换热器30的第一流路，达到第一流路的冷媒与在第二流路中的冷媒 存在温差，此时可实现热量的交换。第一流路中冷媒蒸发吸热后回到压缩机01 的吸气端，如此循环。
在图7中，压缩机01排出的冷媒经四通阀15的第三阀口C1进入四通阀 15，从四通阀15的第二阀口B1流出后分为两路，一路到达室外换热器20，另 一路经第二节流元件29节流后进入第一换热器30的第二流路，到达室外换热 器20的冷媒在室外换热器20中进行冷凝放热，使得室外换热器20表面的霜层 融化；经第二节流元件29节流降压后的冷媒进入第一换热器30的第二流路； 上述两部分冷媒在进入第一节流元件25前汇合，经第一节流元件25节流降压 后的冷媒经过第一电磁阀34进入第一换热器30的第一流路，经过节流降压后 较低温度的冷媒与第二流路的高温冷媒在第一换热器30中进行换热，较低温度 冷媒被加热成饱和冷媒，最后流回压缩机01的吸气端。
在室内侧，由于第二电磁阀35处于关闭状态，所以整个室内换热器10处 于一种封闭的状态，经过第一节流元件25节流降压后蒸发的低温冷媒不会流到 室内换热器10，这样也就不会降低室内侧的温度，不会给用户带来不舒适感。 另外，室内换热器10虽没有过冷冷媒经过，但是也不会有热量供给到房间，所 以为了增加室内热量，可以在室内换热器10上搭配上蓄热的辐射板36和电加 热管。当室外换热器20在化霜时，第二电磁阀35关闭后，可以通过辐射板36 收集的热量进行缓慢的放热过程，或者通过电加热把电能转换成热能的形式， 通过室内风叶70的作用，给房间连续供热。
空调系统在制冷模式下，四通阀15断电，四通阀15的第一阀口A1与第四 阀口D1、第二阀口B1与第三阀口C1分别导通，第二电磁阀35和第一节流元件 25工作，且第一电磁阀34关闭。制冷模式循环原理图如图1和图5所示，箭头 方向为冷媒流动方向。
图1中，压缩机01排出的冷媒经四通阀15的第三阀口C1进入四通阀15， 从四通阀15的第二阀口B1流出后到达室外换热器20，冷媒在室外换热器20中 进行冷凝放热，冷媒在室外换热器20中冷凝放热后进入第一换热器30的第二 流路，在第一换热器30中进行过冷处理后，过冷状态的冷媒进入第一节流元件 25，经第一节流元件25节流降压后进入室内换热器10中进行蒸发吸热，降低 室内温度，冷媒在室内换热器10中换热后经四通阀15的第四阀口D1进入四通 阀15，之后从四通阀15的第一阀口A1流出后进入第一换热器30的第一流路， 第一流路的低温冷媒与第二流路的较高温度的冷媒进行热量交换，较低压力下 的冷媒在受热情况下再次提高了蒸发过热度（于此同时增加了第二流路中冷媒 的冷凝过冷度），冷媒从第一流路流出后到达气液分离器32，汽液分离器32对 液态冷媒进行分离，使得较高干度的气态冷媒被吸入压缩机01，进一步保证了 压缩机01不存在吸气带液的情况。
图5中，压缩机01排出的冷媒经四通阀15的第三阀口C1进入四通阀15， 从四通阀15的第二阀口B1流出后分两路，一路到达室外换热器20，冷媒在室 外换热器20中进行冷凝放热；另一路经第二节流元件29节流后进入第一换热 器30的第二流路；两部分冷媒在进入第一节流元件25前汇合，经第一节流元 件25节流降压后的冷媒经过第二电磁阀35进入室内换热器10，在室内换热器 10中蒸发吸热，降低室内温度，冷媒在室内换热器10中换热后经四通阀15的 第四阀口D1进入四通阀15，之后从四通阀15的第一阀口A1流出后进入第一换 热器30的第一流路，第一流路的低温冷媒与第二流路的较高温度的冷媒进行热 量交换，较低压力下的冷媒在受热情况下再次提高了蒸发过热度（于此同时增 加了第二流路中冷媒的冷凝过冷度），第一流路流出的冷媒到达气液分离器32， 汽液分离器32对液态冷媒进行分离，使得较高干度的气态冷媒被吸入压缩机01， 进一步保证了压缩机01不存在吸气带液的情况。
上述实施中的循环原理图，通过第一换热器30的特殊结构的引入，不仅 能满足连续制热的需求，而且能满足在正常制冷和正常制热运行下，增大了过 冷度和过热度、提高了整机系统的换热效率。
上述各实施例的空调系统，结构设计简单，可使用成型产品组成第二蒸发 器，在化霜时通过第一换热器替代室内换热器完整整个热力循环，使热泵式空 调系统可快速实现对室外换热器上霜层进行除霜。在室内换热器上增加辐射板 或电热管后，在化霜过程中，室内机风量可以随意设置，无需强制设置为低风 挡，室内机供热量相比现有技术有大大提升。热泵式空调系统在运行制热时实 现连续制热，使用户在使用制热模式时，不会产生间断式的制热模式和温差变 化，使用户感觉舒适。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细， 但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域 的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和 改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附 权利要求为准。