專利名稱：過冷裝置、具有該裝置的空調(diào)、控制空調(diào)冷媒流量的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種過冷裝置、具有該過冷裝置的空調(diào)以及控制該空調(diào)中冷媒流量的 方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)方案冷凝器僅有冷凝管而沒有過冷管的概念，冷媒的冷凝和過冷都靠冷 凝管來完成，下部冷凝管浸泡在液態(tài)冷媒中，無法進行冷凝換熱，造成冷凝效果下降，造成 機組功率上升，能效下降。上部冷凝管對下部起到過冷作用銅管造成影響導致過冷效果下 降，過冷度一般在1-2度?？紤]到管路阻力損失影響，導致膨脹閥前部分液體閃發(fā)，造成制 冷能力下降和冷媒充注量增加。大量的冷凝管不能有效降低冷凝溫度和提高過冷度，造成 大量材料浪費。
傳統(tǒng)離心機組由于各種原因(無二級接口，吸氣帶液等)，不能采用多級過冷裝 置，基本采用冷凝器過冷方式，只能采用冷凝器排布大量冷凝管對冷媒進行過冷，為提高效 果多充注部分冷媒，其過冷效果有限，只能在1-2度。例如，公開號為^^4403的中國實用新 型專利申請，公開了一種車用空調(diào)的冷凝器技術(shù)，包括若干U形管組成的冷卻片、干燥器、 儲液器、膨脹閥，上述冷卻片分為三組，每組相互串接，第一組冷卻片出口與儲液器的進口 相接，儲液器出口和干燥器進口間串接第二組冷卻片，干燥器出口和膨脹閥間串接第三組 冷卻片。冷媒先依次通過第一組冷卻片、儲液器、第二組冷卻片、干燥器、第三組冷卻片，再 進入膨脹閥，實現(xiàn)冷凝與過冷二次相結(jié)合，對冷凝器出口冷媒進行二次過冷，相同體積的冷 凝器。
隨著時代的進步和社會的發(fā)展，能源供應日益緊張；人類充分認識到環(huán)保節(jié)能的 重要性。在提倡低碳生活的時代，利用各項新技術(shù)的磁懸浮中央空調(diào)應運而生。因性能卓 越、高效節(jié)能、環(huán)保無污染而迅速占領(lǐng)市場。結(jié)合磁懸浮中央空調(diào)技術(shù)特點采用多次過冷裝 置是提高單位冷媒制冷能力最有效的方法，在能源供應日益緊張背景下，利用多次過冷裝 置提高冷媒過冷度獲得更高制冷能力和能效的技術(shù)優(yōu)勢必將獲得廣泛應用。發(fā)明內(nèi)容
針對相關(guān)技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種過冷裝置、具有該過冷 裝置的空調(diào)以及控制該空調(diào)中冷媒流量的方法，以提高冷媒的過冷度，增大單位冷媒制冷 能力。
為實現(xiàn)上述目的，一方面，根據(jù)本發(fā)明提供一種過冷裝置，包括殼管式冷凝器，具 有由隔板分隔成的冷凝管區(qū)和過冷管區(qū)，隔板設(shè)于殼管式冷凝器的冷媒入口與冷媒出口之 間的位置處；以及電子膨脹閥、具有第一冷媒通道和第二冷媒通道的過冷器，其中，殼管式 冷凝器的冷媒出口經(jīng)由電子膨脹閥與第一冷媒通道的入口連通，并且經(jīng)由冷媒管直接與第 二冷媒通道的入口連通。
優(yōu)選地，在殼管式冷凝器中，冷凝管區(qū)、隔板、過冷管區(qū)沿著從冷媒入口到冷媒出口的方向依次設(shè)置。
另一方面，本發(fā)明還提供一種空調(diào)，具有前述任一種過冷裝置。
優(yōu)選地，空調(diào)還具有蒸發(fā)器、壓縮機，壓縮機為具有吸氣口、二級吸氣口、排氣口的 磁懸浮離心壓縮機，其中，過冷裝置中殼管式冷凝器的冷媒入口與壓縮機的排氣口連通，過 冷裝置中過冷器的第一冷媒通道的出口與壓縮機的二級吸氣口連通，過冷裝置中過冷器的 第二冷媒通道的出口依次經(jīng)由另一電子膨脹閥、蒸發(fā)器與壓縮機的吸氣口連通。
優(yōu)選地，過冷器的第一冷媒通道的出口與壓縮機的二級吸氣口，通過第一冷媒管 路連通，其中，在第一冷媒管路上，依次串聯(lián)有檢測冷媒溫度的溫度傳感器、檢測冷媒壓力 的壓力傳感器。
優(yōu)選地，空調(diào)為磁懸浮離心式中央空調(diào)。
又一方面，本發(fā)明還提供一種控制本發(fā)明前述任一種空調(diào)中冷媒流量的方法，包 括如下步驟對過冷器的第一冷媒通道出口處的氣態(tài)冷媒的溫度和壓力，進行檢測；根據(jù) 檢測到的溫度和壓力值計算出過熱度；以及將計算出的過熱度與預設(shè)吸氣過熱度進行比 較，并根據(jù)比較結(jié)果確定是否調(diào)節(jié)過冷裝置中電子膨脹閥的開度。
優(yōu)選地，在檢測氣態(tài)冷媒的溫度和壓力之前，空調(diào)運行預定時間，其中，在整個預 定時間期間，過冷裝置中電子膨脹閥的開度保持不變。
優(yōu)選地，當計算出的過熱度不等于預設(shè)吸氣過熱度時，調(diào)節(jié)過冷裝置中的電子膨 脹閥的開度；當計算出的過熱度等于預設(shè)吸氣過熱度時，保持過冷裝置中電子膨脹閥的開 度不變。
相比于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的有益效果在于由于本發(fā)明的過冷裝置具有設(shè)于殼管 式冷凝器中的過冷管區(qū)，以及與過冷管區(qū)連通的過冷器，采用本發(fā)明的過冷裝置，使得冷媒 在過冷管區(qū)產(chǎn)生第一次過冷，在流經(jīng)過冷器時產(chǎn)生第二次過冷，因此，本發(fā)明能夠提高冷媒 的過冷度，增大單位冷媒制冷能力，減少冷媒充注量，換熱器銅管使用量，提高機組能效達 到節(jié)能目的；進一步，本發(fā)明的過冷裝置應用在磁懸浮離心式中央空調(diào)中可以充分發(fā)揮磁 懸浮離心壓縮機二級吸氣接口設(shè)計優(yōu)勢，采用電子膨脹閥配合吸氣過熱度控制保證二級吸 氣具有足夠的過熱度，在不同工況下都能防止吸氣帶液，優(yōu)選地，相比于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明 可以獲得10度過冷，提高制冷能力5%以上，能效提高在4%以上。


圖1是本發(fā)明的過冷裝置用于空調(diào)中的結(jié)構(gòu)示意圖2是本發(fā)明的控制空調(diào)中冷媒流量的方法的流程圖3是本發(fā)明中設(shè)有過冷管區(qū)的冷凝器的示意圖。
具體實施方式
以下參見附圖描述本發(fā)明的具體實施方式
。
參見圖1，描述本發(fā)明的過冷裝置，本發(fā)明的過冷裝置包括殼管式冷凝器1、電子 膨脹閥5、過冷器3，其中，殼管式冷凝器1由隔板(過冷隔板)7分割為冷凝管區(qū)和過冷管 區(qū)，過冷器3具有獨立的第一冷媒通路和第二冷冷媒通路，圖1中示出了第一冷媒通路的入 口 37、出口 33，第二冷媒通路的入口 31、出口 35 ；殼管式冷凝器1的冷媒出口 13分兩條支路與過冷器3連通，具體地，冷媒出口 13經(jīng)由電子膨脹閥5與第一冷媒通路的入口 37連通， 同時經(jīng)由冷媒管路直接與第二冷媒管路的入口 31連通。由于電子膨脹閥5的降壓節(jié)流，第 一冷媒通路中的冷媒溫度低于第二冷媒通路中的冷媒溫度，從而兩個冷媒通道中的冷媒之 間會發(fā)生熱交換。
繼續(xù)參見圖1，冷媒在過冷裝置中的流動路徑為冷媒從殼管式冷凝器1的冷媒入 口 11依次流經(jīng)冷媒管區(qū)、隔板7、過冷管區(qū)，在流經(jīng)過冷管區(qū)時發(fā)生第一次過冷，然后冷媒 經(jīng)殼管式冷凝器1的冷媒出口 13流出，再分為兩條冷媒支路流入過冷器3，其中一條冷媒支 路經(jīng)由電子膨脹閥5后流入過冷器3的第一冷媒通路，另一條冷媒支路直接流入過冷器3 的第二冷媒通路，如前所述，由于電子膨脹閥5的降壓節(jié)流作用，第一冷媒通路中冷媒與第 二冷媒通路中冷媒能夠發(fā)生熱交換，從而來自殼管式冷凝器1的冷媒在流經(jīng)過冷器3時實 現(xiàn)了過冷。即，本發(fā)明的過冷裝置，使得冷媒發(fā)生兩次過冷，第一次過冷發(fā)生在過冷管區(qū)，第 二次過冷發(fā)生在流經(jīng)過冷器3時。
此外，圖1還示出了，在殼管式冷凝器1中，隔板7設(shè)置在冷媒入口 11與冷媒出口 13之間的位置處，冷凝管區(qū)在過冷管區(qū)之上，并示出了冷凝管區(qū)中的冷凝管15、過冷管區(qū) 中的過冷管17。換而言之，在殼管式冷凝器1中，冷凝管區(qū)、隔板7、過冷管區(qū)沿著從冷媒入 口 11到冷媒出口 13的方向依次設(shè)置。
另一方面，本發(fā)明還提供一種空調(diào)，參見圖1，本發(fā)明空調(diào)具有本發(fā)明前述任一種 過冷裝置，以及蒸發(fā)器6、壓縮機9，其中，壓縮機9為具有吸氣口 93、二級吸氣口 95、排氣口 91的磁懸浮離心壓縮機。冷媒入口 11與壓縮機的排氣口 91連通，過冷器3的第一冷媒通 道的出口 33與壓縮機9的二級吸氣口 95連通，過冷器3的第二冷媒通道的出口 35依次經(jīng) 由電子膨脹閥41、蒸發(fā)器6與壓縮機的吸氣口 93連通。圖1中示出電子膨脹閥41設(shè)置在 過冷器3與蒸發(fā)器6之間的冷媒管路4上。
進一步，圖1中示出了過冷器3的第一冷媒通道的出口 33與壓縮機9的二級吸氣 口 95之間的第一冷媒管路2上，依次串聯(lián)有溫度傳感器21、壓力傳感器23，以分別檢測冷 媒的溫度和壓力。
需要指出，作為優(yōu)選方式，本發(fā)明的空調(diào)為磁懸浮離心式中央空調(diào)，即具有磁懸浮 離心壓縮機的中央空調(diào)，現(xiàn)以其制冷運行時為例，由壓縮機9消耗電能產(chǎn)生高溫高壓的氣 體，在冷凝器1中被冷凝管15冷凝成高壓中溫的飽和液體，然后經(jīng)過過冷隔板7后由過冷 管17繼續(xù)過冷獲得一次過冷，一次過冷功能流程圖壓縮機9-冷凝器1-冷凝管15-過冷 隔板7-過冷管17 ；—次過冷后的液態(tài)冷媒由冷凝器1的冷媒出口流出，經(jīng)冷媒管(液管) 分為兩路，一路經(jīng)過電子膨脹閥5節(jié)流為中壓低溫液體進入過冷器的入口 37，在過冷器3中 充分蒸發(fā)為中壓低溫氣體后經(jīng)出口 33進入壓縮機9的二級吸氣口 95 (中間吸氣口)，電子 膨脹閥5控制采用溫度傳感器21 (T)和壓力傳感器23 (P)進行控制，另外一路經(jīng)入口 31進 入過冷器3，放出熱量產(chǎn)生二次過冷，過冷后的液體經(jīng)后流出過冷器3到電子膨脹閥41。
本發(fā)明空調(diào)由于采用了本發(fā)明上述的過冷裝置，在磁懸浮離心中央空調(diào)中可以充 分發(fā)揮磁懸浮離心壓縮機二級吸氣接口設(shè)計優(yōu)勢，采用電子膨脹閥配合吸氣過熱度控制保 證二級吸氣具有足夠的過熱度，在不同工況下都能防止吸氣帶液，再進一步，相比于現(xiàn)有技 術(shù)，本發(fā)明空調(diào)可以獲得10度過冷，提高制冷能力5%以上，能效提高在4%以上。
再一方面，本發(fā)明還提供一種控制空調(diào)中冷媒流量的方法，所針對的空調(diào)為本發(fā)明前述的空調(diào)，本發(fā)明的方法包括對過冷器3的第一冷媒通道出口 33處的氣態(tài)冷媒的溫 度和壓力，進行檢測；根據(jù)檢測到的溫度和壓力值計算出過熱度；以及將計算出的過熱度 與預設(shè)過熱度進行比較，并根據(jù)比較結(jié)果確定是否調(diào)節(jié)過冷裝置中電子膨脹閥5的開度。 當計算出的過熱度不等于預設(shè)過熱度時，調(diào)節(jié)過冷裝置中的電子膨脹閥5的開度；當計算 出的過熱度等于預設(shè)過熱度時，保持過冷裝置中電子膨脹閥5的開度不變。S卩，響應于吸氣 過熱度而調(diào)節(jié)電子膨脹閥的開度，從而控制空調(diào)中的冷媒流量。藉此，本發(fā)明的方法獲得比 傳統(tǒng)方法更高過冷度，提高單位冷媒制冷能力，減少冷媒充注量和換熱器銅管使用量，提高 空調(diào)機組能效，達到節(jié)能目的。
以下，結(jié)合圖1和圖2更為詳細地描述本發(fā)明的方法。開機之后延時預定時間，然 后啟動過冷裝置，再預設(shè)過冷裝置中電子膨脹閥5的開度A，保持開度A不變并使空調(diào)持續(xù) 運行預定時間，之后根據(jù)由溫度傳感器21檢測到的溫度信號、壓力傳感器23檢測到的壓力 信號判斷是否需要調(diào)節(jié)電子膨脹閥5的開度A。如果確定需要調(diào)節(jié)開度A，則對開度A調(diào)節(jié) 并繼續(xù)判斷過程直至調(diào)節(jié)結(jié)果滿足預設(shè)條件為止，然后保持調(diào)節(jié)后的開度不變。簡而言之， 只要不滿足預設(shè)的吸氣過熱度限定的條件，就調(diào)節(jié)過冷裝置中電子膨脹閥的開度，如此循 環(huán)直至滿足條件。
關(guān)于本發(fā)明中涉及的設(shè)有過冷管區(qū)的冷凝器進一步描述如下，具體參見圖3，圖3 示出了過冷隔板7，以及構(gòu)成過冷器折流板總成的過冷管17、過冷器折流板81、定距管83、 拉桿85、螺母87，其中，過冷器折流板總成與冷凝器底部點焊焊接在一起，將過冷隔板7與 殼管式冷凝器的筒體的兩個側(cè)面焊接，進入過冷管區(qū)的飽和液體在過冷器折流板總成中換 熱。
以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技 術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修 改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種過冷裝置，其特征在于，包括殼管式冷凝器(1)，具有由隔板(7)分隔成的冷凝管區(qū)和過冷管區(qū)，所述隔板(7)設(shè)于 所述殼管式冷凝器的冷媒入口(11)與冷媒出口(1 之間的位置處；以及電子膨脹閥(5)、具有第一冷媒通道和第二冷媒通道的過冷器(3)，其中，所述殼管式冷凝器的冷媒出口(1 經(jīng)由所述電子膨脹閥( 與所述第一冷媒通 道的入口(37)連通，以及經(jīng)由冷媒管直接與所述第二冷媒通道的入口(31)連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的過冷裝置，其特征在于，在所述殼管式冷凝器(1)中，所述冷 凝管區(qū)、隔板(7)、過冷管區(qū)沿著從所述冷媒入口(11)到冷媒出口(1 的方向依次設(shè)置。
3.—種空調(diào)，其特征在于，具有前述任一項權(quán)利要求所述的過冷裝置。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的空調(diào)，其特征在于，還具有蒸發(fā)器(6)、壓縮機(9)，所述壓縮 機(9)為具有吸氣口(93)、二級吸氣口(95)、排氣口(91)的磁懸浮離心壓縮機，其中，所述過冷裝置中殼管式冷凝器的冷媒入口(11)與所述壓縮機的排氣口(91)連 通，所述過冷裝置中過冷器的第一冷媒通道的出口(3 與所述壓縮機的二級吸氣口(95) 連通，所述過冷裝置中過冷器的第二冷媒通道的出口(3 依次經(jīng)由另一電子膨脹閥(41)、 所述蒸發(fā)器(6)與所述壓縮機的吸氣口(9 連通。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的空調(diào)，其特征在于，所述過冷器的第一冷媒通道的出口(33) 與所述壓縮機的二級吸氣口(95)，通過第一冷媒管路( 連通，其中，在所述第一冷媒管路( 上，依次串聯(lián)有檢測冷媒溫度的溫度傳感器(21)、檢測 冷媒壓力的壓力傳感器03)。
6.根據(jù)權(quán)利要求3-5中任一項所述的空調(diào)，其特征在于，所述空調(diào)為磁懸浮離心式中 央空調(diào)。
7.—種控制權(quán)利要求3-6中任一項所述空調(diào)中冷媒流量的方法，其特征在于，包括如 下步驟對所述過冷器(3)的第一冷媒通道出口(3 處的氣態(tài)冷媒的溫度和壓力，進行檢測；根據(jù)檢測到的溫度和壓力值計算出過熱度；以及將計算出的所述過熱度與預設(shè)吸氣過熱度進行比較，并根據(jù)比較結(jié)果確定是否調(diào)節(jié)所 述過冷裝置中電子膨脹閥(5)的開度。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，在檢測所述氣態(tài)冷媒的溫度和壓力之前， 所述空調(diào)運行預定時間，其中，在整個所述預定時間期間，所述過冷裝置中電子膨脹閥(5)的開度保持不變。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的方法，其特征在于，當計算出的所述過熱度不等于所述預設(shè)吸氣過熱度時，調(diào)節(jié)所述過冷裝置中的電子膨 脹閥(5)的開度；當計算出的所述過熱度等于所述預設(shè)吸氣過熱度時，保持所述過冷裝置中電子膨脹閥 (5)的開度不變。
全文摘要
本發(fā)明提供一種過冷裝置，包括殼管式冷凝器，具有過冷管區(qū)、電子膨脹閥、過冷器，其中，殼管式冷凝器的冷媒出口經(jīng)由電子膨脹閥與第一冷媒通道的入口連通，以及經(jīng)由冷媒管直接與第二冷媒通道的入口連通。另一方面，本發(fā)明還提供一種空調(diào)，具有前述任一種過冷裝置。又一方面，本發(fā)明還提供一種控制本發(fā)明前述任一種空調(diào)中冷媒流量的方法，包括如下步驟對過冷器的第一冷媒通道出口處的氣態(tài)冷媒的溫度和壓力，進行檢測；根據(jù)檢測到的溫度和壓力值計算出過熱度；以及將計算出的過熱度與預設(shè)吸氣過熱度進行比較，并根據(jù)比較結(jié)果確定是否調(diào)節(jié)過冷裝置中電子膨脹閥的開度。本發(fā)明借助于過冷管區(qū)和過冷器，提高冷媒過冷度，增大單位冷媒制冷能力。
文檔編號F25B40/02GK102032725SQ20101057863
公開日2011年4月27日 申請日期2010年12月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月8日
發(fā)明者尹葉俐, 徐峰, 朱連富, 毛守博, 王繼鴻, 趙雷 申請人:海爾集團公司, 青島海爾空調(diào)電子有限公司