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一种二次节流双冷凝制冷系统、空调器和控制方法


技术摘要:
本发明提供一种二次节流双冷凝制冷系统、空调器和控制方法,制冷系统包括压缩机和蒸发器、一级冷凝器和二级冷凝器、第一节流装置和第二节流装置,一级冷凝器与压缩机的出口连接,一级冷凝器的出口与二级冷凝器的入口连接、且在一级冷凝器和二级冷凝器之间的管路上还设  全部
背景技术:
现有技术中空调能耗在建筑总能耗的占比较大,如何进一步提高空调性能系数, 减少空调的能源消耗已经成为空调行业的趋势。常规的一次节流制冷循环系统存在着蒸发 压力和冷凝压力受限,制冷量和制热量较小,而压缩功耗却不低,系统的性能系数进一步提 高很困难。一次节流制冷循环采用一次节流,这种循环方式的节流程度有限,导致蒸发温度 不能达到低温工况,系统无法适应低温工况下的制热。此外,一次节流制冷循环系统采用单 冷凝器,存在着冷凝压力、冷却出水温度、冷却出风温度单一,导致系统功能单一,不够多样 化。 由于现有技术中的空调存在一次节流制冷循环系统受进水流量温度影响,冷凝压 力不足,制热量小的问题;并且一次节流制冷循环系统蒸发压力较高,蒸发温差较小,吸热 制冷量小的问题;以及一次节流制冷循环系统运行环境温度范围小,无法适应低环境温度 工况制热的问题;一次节流制冷循环系统性能系数较低的问题;一次节流制冷循环系统冷 凝压力、出水温度、出风温度单一导致系统功能单一等技术问题,因此本发明研究设计出一 种二次节流双冷凝制冷系统、空调器和控制方法。
技术实现要素:
因此,本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的空调存在一次节流制冷循 环系统制热/制冷性能系数低的问题的缺陷,从而提供一种二次节流双冷凝制冷系统、空调 器和控制方法。 为了解决上述问题,本发明提供一种二次节流双冷凝制冷系统,其包括: 压缩机和蒸发器,还包括一级冷凝器和二级冷凝器、第一节流装置和第二节流装 置,所述一级冷凝器与所述压缩机的出口连接,所述一级冷凝器的出口与所述二级冷凝器 的入口连接、且在所述一级冷凝器和所述二级冷凝器之间的管路上还设置有所述第一节流 装置,所述二级冷凝器的出口连接所述第二节流装置,所述第二节流装置的另一端连接所 述蒸发器。 优选地,还包括能够通入所述一级冷凝器中的一级进水管,所述一级进水管将水 通入所述一级冷凝器中并与所述一级冷凝器中的制冷剂管路进行换热,所述一级冷凝器的 出口端连接一级出水管,所述一级进水管上设置有第一控制阀。 优选地,还包括能够通入所述二级冷凝器中的二级进水管,所述二级进水管将水 通入所述二级冷凝器中并与所述二级冷凝器中的制冷剂管路进行换热,所述二级冷凝器的 出口端连接二级出水管,在所述二级出水管上设置有第二控制阀。 优选地,当同时包括一级进水管和二级出水管时,还包括旁通管、所述旁通管一端 5 CN 111550943 A 说 明 书 2/9 页 连通所述二级出水管、另一端连通所述一级进水管,且在所述旁通管上还设置有第三控制 阀。 优选地,当包括第一控制阀时,所述第一控制阀为电磁阀;和/或当包括第二控制 阀时,所述第二控制阀为电磁阀;和/或当包括第三控制阀时,所述第三控制阀为电磁阀。 优选地,所述一级冷凝器能够通过风冷的方式进行放热降温,所述二级冷凝器能 够通过风冷的方式进行放热降温。 优选地,经过所述二级冷凝器制热后的风还能被导通进入所述一级冷凝器中被进 行二级加热。 优选地,所述压缩机包括第一压缩单元和第二压缩单元,所述制冷系统还包括第 一中间换热器和第一支路,所述第一中间换热器设置在所述二级冷凝器与所述第二节流装 置之间的管路上,所述第一支路的一端连接至所述二级冷凝器与所述第一中间换热器之间 的管路上、另一端通入所述第一中间换热器中,同时第一压缩单元的出口管路也连通至所 述第一中间换热器中,所述第一中间换热器的出口连通至所述第二压缩单元的进口,所述 二级冷凝器与所述第二节流装置之间的管路贯穿所述第一中间换热器、并与所述第一中间 换热器内部的制冷剂进行换热,且所述第一支路上还设置有第三节流装置; 或者,所述压缩机包括第一压缩单元、第二压缩单元和第三压缩单元,所述补气口 位于所述第一压缩单元和所述第二压缩单元之间,所述制冷系统还包括第一中间换热器和 第一支路,所述第一中间换热器设置在所述一级冷凝器与所述第一节流装置之间的管路 上,所述第一支路的一端连接至所述一级冷凝器与所述第一中间换热器之间的管路上、另 一端通入所述第一中间换热器中,同时第二压缩单元的出口管路也连通至所述第一中间换 热器中,所述第一中间换热器的出口连通至所述第三压缩单元的进口,所述一级冷凝器与 所述第一节流装置之间的管路贯穿所述第一中间换热器、并与所述第一中间换热器内部的 制冷剂进行换热,且所述第一支路上还设置有第三节流装置。 优选地,所述压缩机包括第一压缩单元和第二压缩单元,所述制冷系统还包括第 二中间换热器和第二支路,所述第二中间换热器设置在所述二级冷凝器与所述第二节流装 置之间的管路上,所述第二支路的一端连接至所述二级冷凝器与所述第二中间换热器之间 的管路上、另一端贯穿所述第二中间换热器并连通至所述第一压缩单元的出口至所述第二 压缩单元的进口之间的管路上,所述二级冷凝器与所述第二节流装置之间的管路贯穿所述 第二中间换热器、并与所述第二支路在所述第二中间换热器内部进行换热,且所述第二支 路上还设置有第四节流装置; 或者,所述压缩机包括第一压缩单元、第二压缩单元和第三压缩单元,所述补气口 位于所述第一压缩单元和所述第二压缩单元之间,所述制冷系统还包括第二中间换热器和 第二支路,所述第二中间换热器设置在所述一级冷凝器与所述第一节流装置之间的管路 上,所述第二支路的一端连接至所述一级冷凝器与所述第二中间换热器之间的管路上、另 一端贯穿所述第二中间换热器并连通至所述第二压缩单元的出口至所述第三压缩单元的 进口之间的管路上,所述一级冷凝器与所述第一节流装置之间的管路贯穿所述第二中间换 热器、并与所述第二支路在所述第二中间换热器内部进行换热,且所述第二支路上还设置 有第四节流装置。 优选地,所述压缩机包括第一压缩单元和第二压缩单元,所述制冷系统还包括第 6 CN 111550943 A 说 明 书 3/9 页 三支路,所述第三支路的一端连接至所述二级冷凝器与所述第二节流装置之间的管路上、 另一端连通至所述第一压缩单元的出口至所述第二压缩单元的进口之间的管路上,且所述 第三支路上还设置有第五节流装置和第四控制阀; 或者,所述压缩机包括第一压缩单元、第二压缩单元和第三压缩单元,所述补气口 位于所述第一压缩单元和所述第二压缩单元之间,所述制冷系统还包括第三支路,所述第 三支路的一端连接至所述一级冷凝器与所述第一节流装置之间的管路上、另一端连通至所 述第二压缩单元的出口至所述第三压缩单元的进口之间的管路上,且所述第三支路上还设 置有第五节流装置和第四控制阀。 优选地,所述制冷系统还包括回热器,所述回热器设置在所述二级冷凝器与所述 第二节流装置之间的管路上,所述二级冷凝器与所述第二节流装置之间的管路贯穿所述第 二中间换热器,所述蒸发器与所述压缩机的进口之间的管路也贯穿所述回热器、并与所述 二级冷凝器与所述第二节流装置之间贯穿所述回热器的管段进行换热。 本发明还提供一种空调器,其包括前任一项所述的制冷系统。 本发明还提供一种适用于前任一项制冷系统的控制方法,其中: 当同时包括第一控制阀、第二控制阀和第三控制阀时:根据不同的热水温度的需 求而选择控制所述第一控制阀、所述第二控制阀和所述第三控制阀中的至少一个进行动 作。 优选地,所述第二控制阀设置在二级出水管上,所述第一控制阀设置在所述一级 进水管上: 当同时需要制取第一温度T1和第二温度T2的水时,控制同时打开所述第一控制阀 和所述第二控制阀,同时关闭所述第三控制阀; 当同时需要制取第一温度T1和第三温度T3的水时,控制同时打开所述第二控制阀 和所述第三控制阀,关闭所述第一控制阀;其中第二温度T3>第二温度T2>第一温度T1; 当仅需要制取第三温度T3的水时,控制打开所述第三控制阀,同时关闭所述第一 控制阀和所述第二控制阀。 本发明提供的一种制冷系统、空调器和控制方法具有如下有益效果: 1 .本发明通过设置两个串联连接的冷凝器,且在两个冷凝器之间设置节流装置, 从而能够有效形成二次节流以及二级冷凝,本发明采用双冷凝中间节流的二次节流双冷凝 循环高低温系统,相比于一次节流制冷循环系统,在相同蒸发压力、过热度、过冷度和制冷 剂循环量的情况下,充分利用二级冷凝器释放一次节流后制冷剂潜热和显热,极大提高了 系统的制热量和制热性能系数。 2.由于二次节流双冷凝循环高低温系统的冷凝散热量更大,所以蒸发吸热制冷量 和制冷性能系数与一次节流制冷循环系统相比具有极大的提高。 3.由于二次节流双冷凝循环高低温系统采用二次节流,所以二次节流双冷凝循环 高低温系统比一次节流制冷循环系统的运行环境温度范围更大,蒸发温度能够更低,来适 应更低的环境温度来进行制热。 4.由于二次节流双冷凝循环高低温系统采用双冷凝器,各个冷凝器的冷凝压力不 同,使得每个冷凝器的进出水温度可以自由控制调节,能够实现不同水温用水的多功能工 况。 7 CN 111550943 A 说 明 书 4/9 页 5.由于二次节流双冷凝循环高低温系统采用双冷凝器,各个冷凝器的冷凝压力不 同,使得每个冷凝器的进出风温度可以自由控制调节,能够实现不同出风温度制热的多功 能工况; 6.本发明还在二次节流双冷凝循环高低温系统的基础上增加了完全中间冷却的 第一中间换热器装置,相比于单独的二次节流双冷凝循环系统而言,进一步增大了进入蒸 发器前的制冷剂的过冷度,进一步增强了制冷性能系数或制热性能系数,并且还有效地降 低一级压缩单元后的制冷剂温度,使其充分冷却至饱和温度(过热度为0),能够有效降低压 缩机的排气过热度,且有效降低压缩机功耗; 7 .本发明还在二次节流双冷凝循环高低温系统的基础上增加了不完全中间冷却 的第一中间换热器装置,相比于单独的二次节流双冷凝循环系统而言,进一步增大了进入 蒸发器前的制冷剂的过冷度,进一步增强了制冷性能系数或制热性能系数,并且还有效地 降低一级压缩单元后的制冷剂温度,使其冷却(未充分冷却至饱和温度),能够有效降低压 缩机的排气过热度,且有效降低压缩机功耗; 8.本发明还在二次节流双冷凝循环高低温系统的基础上增加了中间喷液的第三 支路,相比于单独的二次节流双冷凝循环系统而言,有效地降低一级压缩单元后的制冷剂 温度,使其冷却(冷却至饱和温度或未冷却至饱和温度),能够有效降低压缩机的排气过热 度,有效降低压缩机功耗,进一步增强了制冷性能系数或制热性能系数; 9.本发明还在二次节流双冷凝循环高低温系统的基础上增加了回热器,相比于单 独的二次节流双冷凝循环系统而言,能够进一步增大了进入蒸发器前的制冷剂的过冷度, 进一步增强了制冷性能系数或制热性能系数,且还能提高进入压缩机吸气口前的制冷剂吸 气过热度,防止压缩机液击,提高压缩机的可靠性能。 附图说明 图1为本发明的二次节流双冷凝循环高低温系统示意图; 图2为本发明的二次节流双冷凝循环高低温系统压焓图; 图3为本发明的二次节流双冷凝循环高低温系统与现有一次节流制冷循环系统对 比压焓图; 图4为本发明的二次节流双冷凝 完全中间冷却的循环高低温系统示意图; 图5为本发明的二次节流双冷凝 完全中间冷却的循环高低温系统压焓图; 图6为本发明的二次节流双冷凝 不完全中间冷却的循环高低温系统示意图; 图7为本发明的二次节流双冷凝 不完全中间冷却的循环高低温系统压焓图; 图8为本发明的二次节流双冷凝 中间喷液的循环高低温系统示意图; 图9为本发明的二次节流双冷凝 中间喷液的循环高低温系统压焓图; 图10为本发明的二次节流双冷凝 回热的循环高低温系统示意图; 图11为本发明的二次节流双冷凝 回热的循环高低温系统压焓图。 附图标记表示为: 1、压缩机;101、第一压缩单元;102、第二压缩单元;2、一级冷凝器;  3、第一节流装 置;4、二级冷凝器;5、第二节流装置;6、蒸发器;7、二级进水管;8、二级出水管;9、第二控制 阀;10、旁通管;11、第三控制阀;12、一级进水管;13、第一控制阀;14、一级出水管;15、第一 8 CN 111550943 A 说 明 书 5/9 页 中间换热器;16、第一支路;17、第三节流装置;18、第二中间换热器;19、第二支路;20、第四 节流装置;21、第三支路;22、第五节流装置;23、第四控制阀;24、回热器。
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