本發(fā)明涉及空調(diào)熱泵技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種空調(diào)熱泵過冷系統(tǒng)及其工作方法。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有空氣能熱泵產(chǎn)品有些制冷系統(tǒng)將換熱器出液管引到換熱器底部化冰進行過冷，有些制冷系統(tǒng)設(shè)有板式換熱器，用增焓支路冷媒吸熱蒸發(fā)對主流路上的冷媒進行過冷，但這兩個過冷方式均存在不足。

第一種方案中，當(dāng)環(huán)境溫度過高時，換熱器上無法結(jié)霜，此時通過環(huán)境中的空氣對過冷管進行過冷，會使過冷效率有限，而且過冷過程中，空氣所帶走的熱量沒有得到吸收利用，造成制冷系統(tǒng)熱量損失，影響系統(tǒng)制熱量，現(xiàn)有的解決方法是在換熱器底部設(shè)有底盤加熱帶，用來化除換熱器底部和底盤集水槽上的結(jié)冰，將換熱器出管引來化冰，如此造成能源重疊浪費，也會造成更大的熱量損失；而在第二種方案中，當(dāng)環(huán)境溫度高于一定值時，制冷系統(tǒng)上的增焓支路關(guān)閉，從換熱器出來的冷媒流經(jīng)板式換熱器時沒有進行換熱降溫，隨著冷凝溫度的升高，系統(tǒng)制冷量降低，壓機功率升高，排氣溫度跟著升高，潤滑油溫度升高，粘度降低，直接影響到壓縮機運行的可靠性和壽命。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于一種降低冷凝溫度、運行可靠性高、壽命較長、高效節(jié)能的空調(diào)熱泵過冷系統(tǒng)及其工作方法。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的方案為：一種空調(diào)熱泵過冷系統(tǒng)，包括壓縮機、四通閥、第一換熱器、第二換熱器、第三換熱器、第四換熱器、第一單向閥、第二單向閥、第一節(jié)流部件、第二節(jié)流部件、第三節(jié)流部件、第四節(jié)流部件、儲液器、第一截止閥與第二截止閥，所述四通閥有S、C、E、D四個接口，所述第一換熱器內(nèi)設(shè)有兩條相互平行靠近的第一換熱管與第二換熱管，所述第一換熱管設(shè)有a與b接口，所述第二換熱管設(shè)有c與d接口，所述第四換熱器內(nèi)設(shè)有兩條相互平行靠近的第三換熱管與第四換熱管，所述第三換熱管設(shè)有e與f接口，所述第四換熱管設(shè)有g(shù)與h接口，通過上述部件連接構(gòu)成主流路、增焓流路和增焓支路；

所述主流路中各部件的連接關(guān)系：所述壓縮機連接所述四通閥接口D，所述四通閥接口C連接第二換熱器，所述第二換熱器分別連接所述第三節(jié)流部件與第二單向閥，所述第三節(jié)流部件與第二單向閥共同連接所述第四換熱器的接口e；所述第四換熱器的接口f連接所述儲液器；

所述增焓流路中各部件的連接關(guān)系：所述儲液器連接所述第一換熱器的接口d，所述第一換熱器的接口c分別連接所述第二節(jié)流部件與第一單向閥，所述第二節(jié)流部件與第一單向閥共同連接所述第三換熱器，所述第三換熱器連接所述四通閥的接口E，所述四通閥的接口S分別連接所述第四節(jié)流部件與第二截止閥，所述第四節(jié)流部件與第二截止閥共同連接所述第四換熱器的接口h，所述第四換熱器的接口g連接所述壓縮機；

主流路與增焓流路共同構(gòu)成過冷系統(tǒng)的主循環(huán)回路；

所述增焓支中各部件的連接關(guān)系：所述儲液器連接所述第一截止閥，所述第一截止閥連接所述第一節(jié)流部件，所述第一節(jié)流部件連接所述第一換熱器的接口a，所述第一換熱器的接口b連接所述壓縮機。

本發(fā)明還提供該空調(diào)熱泵過冷系統(tǒng)的工作方法，本發(fā)明過冷系統(tǒng)具有過冷功能與除霜功能；

系統(tǒng)進行過冷功能的工作方法，當(dāng)室外環(huán)境溫度低于設(shè)定值時，高溫高壓的冷媒由所述壓縮機流向所述四通閥的接口D，從該四通閥的接口C流到所述第二換熱器中放熱降溫，放熱降溫后的冷媒流到所述第二單向閥，再由該第二單向閥流向所述第四換熱器的接口e，冷媒在該第四換熱器中通過所述第三換熱管進行放熱降溫，放熱降溫后的冷媒從第四換熱器的接口f流到所述儲液器，再由該儲液器流向所述第一換熱器的接口d，并通過第二換熱管放熱降溫，放熱降溫后的冷媒從該第一換熱器的接口c流出，并流到所述第二節(jié)流部件中進行節(jié)流，節(jié)流后的冷媒進入所述第三換熱器中進行吸熱蒸發(fā)，吸熱蒸發(fā)后的冷媒流回所述四通閥的接口E，并通過該四通閥的接口S流向所述第四節(jié)流部件進行節(jié)流，節(jié)流后的冷媒流到所述第四換熱器的接口h，并在該第四換熱器中通過所述第四換熱管吸收冷媒于所述第三換熱管釋放的熱量，吸熱蒸發(fā)后的冷媒從第四換熱器的接口g流回所述壓縮機，完成主流路與增焓流路的過冷功能；同時再打開增焓支路上的第一截止閥，使所述儲液器流出的冷媒一分為二，一部分流向所述第一換熱器的接口d，另一部分流向所述第一截止閥，再流向所述第一節(jié)流部件進行節(jié)流，節(jié)流后的冷媒流向所述第一換熱器的接口a，并進入該第一換熱器中通過所述第一換熱管吸收冷媒于所述第二換熱管釋放的熱量，吸熱蒸發(fā)后的冷媒經(jīng)該第一換熱器的接口b流回所述壓縮機，完成增焓支路的過冷功能；

系統(tǒng)進行除霜功能放熱工作方法，當(dāng)過冷系統(tǒng)需要對所述第三換熱器進行化霜時，高溫高壓的冷媒由所述壓縮機流向所述四通閥的接口D，從該四通閥的接口E流到所述第三換熱器進行放熱化霜，放熱化霜后的冷媒流到所述第一單向閥，再由該第一單向閥流向所述第一換熱器的接口c，從該第一換熱器的接口d流到所述儲液器，接著冷媒由該儲液器流向所述第四換熱器的接口f，從該第四換熱器的接口e流出，并流到所述第三節(jié)流部件進行節(jié)流，節(jié)流后的冷媒進入所述第二換熱器中吸熱蒸發(fā)，吸熱蒸發(fā)后的冷媒流向所述四通閥的接口C，并從該四通閥的接口S流出，流經(jīng)所述第二截止閥，再流到所述第四換熱器的接口h，接著從該第四換熱器的接口g流回所述壓縮機，完成過冷系統(tǒng)的除霜功能。

本方案的有益效果為：1、提高制冷量和能效比，通過雙重過冷設(shè)計，可提高系統(tǒng)過冷度，降低冷媒冷凝溫度，從而提高制冷系統(tǒng)制冷量和能效比；2、提高主流冷媒過冷度，通過一換熱器出口冷媒的首次吸熱和增焓支路冷媒的再次吸熱，可提高主流路冷媒進入換熱器前的過冷度；3、提高增焓支路冷媒過冷度，將一換熱器出口冷媒吸收另一換熱器出口冷媒的余熱，可提高進入增焓支路冷媒的過冷度；4、防液擊，將一換熱器出口冷媒吸收另一換熱器出口冷媒余熱，用于防止壓縮機被液擊；5、適用范圍廣：通過低溫增焓的設(shè)計，該空調(diào)熱泵系統(tǒng)適用于-25℃～43℃的環(huán)境溫度。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的示意圖。

圖2為本發(fā)明的過冷工作示意圖。

圖3為本發(fā)明的除霜工作示意圖。

其中，1為壓縮機，2為四通閥，31為第一換熱器，311為第一換熱管，312為第二換熱管，32為第二換熱器，33為第三換熱器，34為第四換熱器，341為第三換熱管，342為第四換熱管，41為第一單向閥，42為第二單向閥，51為第一節(jié)流部件，52為第二節(jié)流部件，53為第三節(jié)流部件，54為第四節(jié)流部件，6為儲液器，71為第一截止閥，72為第二截止閥。

具體實施方式

下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進一步說明：

參見附圖1所示，一種空調(diào)熱泵過冷系統(tǒng)及其工作方法，包括壓縮機1、四通閥2、第一換熱器31、第二換熱器32、第三換熱器33、第四換熱器34、第一單向閥41、第二單向閥42、第一節(jié)流部件51、第二節(jié)流部件52、第三節(jié)流部件53、第四節(jié)流部件54、儲液器6、第一截止閥71與第二截止閥72，四通閥2有S、C、E、D四個接口，第一換熱器31內(nèi)設(shè)有兩條相互平行靠近的第一換熱管311與第二換熱管312，第一換熱管311設(shè)有a與b接口，第二換熱管312設(shè)有c與d接口，第四換熱器34內(nèi)設(shè)有兩條相互平行靠近的第三換熱管341與第四換熱管342，第三換熱管341設(shè)有e與f接口，第四換熱管342設(shè)有g(shù)與h接口。

本實施例的過冷系統(tǒng)的部件連接關(guān)系如下：

壓縮機1連接四通閥2接口D，四通閥2接口C連接第二換熱器32，第二換熱器32分別連接第三節(jié)流部件53與第二單向閥42，第三節(jié)流部件53與第二單向閥42共同連接第四換熱器34的接口e；第四換熱器34的接口f連接儲液器6，形成過冷系統(tǒng)的主流路。

儲液器6連接第一換熱器31的接口d，第一換熱器31的接口c分別連接第二節(jié)流部件52與第一單向閥41，第二節(jié)流部件52與第一單向閥41共同連接第三換熱器33，第三換熱器33連接四通閥2的接口E，四通閥2的接口S分別連接第四節(jié)流部件54與第二截止閥72，第四節(jié)流部件54與第二截止閥72共同連接第四換熱器34的接口h，第四換熱器34的接口g連接壓縮機1，形成過冷系統(tǒng)的增焓流路，主流路與增焓流路共同構(gòu)成過冷系統(tǒng)的主循環(huán)回路。

儲液器6還連接第一截止閥71，第一截止閥71連接第一節(jié)流部件51，第一節(jié)流部件51連接第一換熱器31的接口a，第一換熱器31的接口b連接壓縮機1，形成過冷系統(tǒng)的增焓支路。

本實施例的過冷系統(tǒng)通過前述連接，具備了過冷與除霜功能，這兩功能實施的方法如下：

參見附圖2，當(dāng)室外環(huán)境溫度低于設(shè)定值時，高溫高壓的冷媒由壓縮機1流向四通閥2的接口D，從該四通閥2的接口C流到第二換熱器32中放熱降溫，放熱降溫后的冷媒流到第二單向閥42，再由該第二單向閥42流向第四換熱器34的接口e，冷媒在該第四換熱器34中通過第三換熱管341進行放熱降溫，放熱降溫后的冷媒從第四換熱器34的接口f流到儲液器6，再由該儲液器6流向第一換熱器31的接口d，并通過第二換熱管312放熱降溫，放熱降溫后的冷媒從該第一換熱器31的接口c流出，并流到第二節(jié)流部件52中進行節(jié)流，節(jié)流后的冷媒進入第三換熱器33中進行吸熱蒸發(fā)，吸熱蒸發(fā)后的冷媒流回四通閥2的接口E，并通過該四通閥2的接口S流向第四節(jié)流部件54進行節(jié)流，節(jié)流后的冷媒流到第四換熱器34的接口h，并在該第四換熱器34中通過所述第四換熱管342吸收冷媒于所述第三換熱管341釋放的熱量，吸熱蒸發(fā)后的冷媒從第四換熱器34的接口g流回壓縮機1，完成主流路與增焓流路的過冷功能；同時再打開增焓支路上的第一截止閥71，使儲液器6流出的冷媒一分為二，一部分流向第一換熱器31的接口d，另一部分流向第一截止閥71，再流向第一節(jié)流部件51進行節(jié)流，節(jié)流后的冷媒流向第一換熱器31的接口a，并進入該第一換熱器31中通過所述第一換熱管311吸收冷媒于第二換熱管312釋放的熱量，吸熱蒸發(fā)后的冷媒經(jīng)該第一換熱器31的接口b流回壓縮機1，完成增焓支路的過冷功能，通過主流路、增焓流路與增焓支路的循環(huán)，系統(tǒng)完成多重過冷功能。

參見附圖3，當(dāng)過冷系統(tǒng)需要對第三換熱器33進行化霜時，高溫高壓的冷媒由壓縮機1流向四通閥2的接口D，從該四通閥2的接口E流到第三換熱器33進行放熱化霜，放熱化霜后的冷媒流到第一單向閥41，再由該第一單向閥41流向第一換熱器31的接口c，從該第一換熱器31的接口d流到儲液器6，接著冷媒由該儲液器6流向第四換熱器34的接口f，從該第四換熱器34的接口e流出，并流到第三節(jié)流部件53進行節(jié)流，節(jié)流后的冷媒進入第二換熱器32中吸熱蒸發(fā)，吸熱蒸發(fā)后的冷媒流向四通閥2的接口C，并從該四通閥2的接口S流出，流經(jīng)第二截止閥72，再流到第四換熱器34的接口h，接著從該第四換熱器34的接口g流回壓縮機1，完成過冷系統(tǒng)的除霜功能。

而本實施例的功能原理為：

主流路過冷原理，用一換熱器出口冷媒吸收另一換熱器出口冷媒余熱，降低冷媒冷凝溫度，實現(xiàn)初步過冷功能；然后用增焓流路冷媒對進入換熱器前的冷媒再次吸熱過冷，進一步降低流進換熱器前冷媒的冷凝溫度，從而實現(xiàn)了雙重過冷功能。

增焓流路過冷原理，用一換熱器出口冷媒吸收；另一換熱器出口冷媒余熱，降低冷媒冷凝溫度，實現(xiàn)初步過冷功能，從而降低流入增焓支路前冷媒的冷凝溫度，實現(xiàn)增焓支路過冷功能。

防液擊原理，將一換熱器出口的冷媒與另一換熱器出口冷媒進行熱交換，即將一換熱器出口的冷媒吸收另一換熱器出口冷媒的余熱蒸發(fā)，以防未蒸發(fā)的冷媒液體進入壓縮機1引起壓縮機1液擊。

增焓支路原理，當(dāng)環(huán)境溫度低于一定值時，控制增焓支路的第一截止閥71打開，冷媒經(jīng)第一節(jié)流部件51節(jié)流后，在第一換熱器31中通過第一換熱管311吸收先前冷媒在第二換熱管312初步過冷后的余熱來蒸發(fā)，吸熱蒸發(fā)后的冷媒流回壓縮機1，提高了制冷系統(tǒng)冷媒循環(huán)量，確保系統(tǒng)正常運行。

其中用一換熱器出口冷媒吸收另一換熱器出口冷媒余熱該方式在本實施例中具體為用第三換熱器33出口的冷媒通過第四換熱器34吸收第二換熱器32出口冷媒的余熱，從而降低冷媒的冷凝溫度，實現(xiàn)初步過冷功能。

本實施的過冷系統(tǒng)通過一四通閥2、兩單向閥、兩截止閥等閥體控制循環(huán)流路，但系統(tǒng)不受這些閥體限制，閥體選用以實際需求為基準(zhǔn)。

上述僅為本發(fā)明闡述該空調(diào)熱泵過冷系統(tǒng)的組成形式、功能原理和部分功能實施，不限于結(jié)構(gòu)組成和所用材料種類的改變，凡是與本發(fā)明共采用一換熱器出口冷媒吸收另一換熱器出口冷媒余熱的方式方法，均在本申請的保護范圍內(nèi)。