空調過冷管組件和空調系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種空調過冷管組件和空調系統(tǒng)。該空調過冷管組件包括：三通管，具有輸入冷媒的入口以及輸出冷媒的干流出口和支流出口；干流管路，其入口與三通管的干流出口相連，冷媒在干流管路中被分流到至少兩根并聯(lián)的干流外套管中，從并聯(lián)的干流外套管中流出的冷媒匯聚后經由干流管路的出口輸出；和支流管路，其入口與三通管的支流出口相連，冷媒在支流管路中經由過冷膨脹閥節(jié)流膨脹后被分流到至少兩根并聯(lián)的支流內管段中，從并聯(lián)的支流內管段中流出的冷媒匯聚后經由支流管路的出口輸出。此外，本實用新型提供了一種具有空調過冷管組件的空調系統(tǒng)。由于采用并聯(lián)的過冷方式，降低了空調過冷管組件自身的阻力損失。
【專利說明】空調過冷管組件和空調系統(tǒng)
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及空調系統(tǒng)，特別是涉及一種空調過冷管組件和具有空調過冷管組件的空調系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]空調制冷系統(tǒng)主要由壓縮機、冷凝器、空調膨脹閥和蒸發(fā)器通過冷媒管道連接形成?？照{在作制冷運行時，低溫低壓的冷媒氣體被壓縮機吸入后變成高溫高壓的冷媒氣體，高溫高壓的冷媒氣體在室外冷凝器中放熱變成常溫高壓的冷媒液體，常溫高壓的冷媒液體再經過空調膨脹閥節(jié)流降壓后變成低溫低壓的冷媒液體，低溫低壓的冷媒液體冷媒在室內蒸發(fā)器中吸熱蒸發(fā)后變成低溫低壓的冷媒氣體，然后再次進入壓縮機壓縮，如此往復循環(huán)就完成了空調制冷系統(tǒng)。
[0003]由于在實際的安裝過程中，室外機和室內機之間的距離較遠，從室外機冷凝器出口到室內機空調膨脹閥之間的配管管路較長，導致從冷凝器流出的冷媒在配管管路中吸收熱量，從而再經過空調膨脹閥節(jié)流降壓，轉變成低溫低壓的液態(tài)冷媒的效率明顯降低，不僅影響了空調制冷系統(tǒng)的制冷效果，且造成了較大的能源浪費。
[0004]在現(xiàn)有的技術方案中，如圖1所示，圖中實線箭頭表示干流冷媒的流向，虛線箭頭表示支流冷媒的流向。利用三通管將來自高壓儲液器冷媒分為干流10和支流20，支流20通過過冷膨脹閥(一般采用毛細管)將冷媒節(jié)流為低溫低壓的狀態(tài)與干流10中的冷媒在套管式過冷管內進行換熱后變?yōu)闅怏w后，再進入壓縮機吸氣側。干流10中的冷媒被降溫，從而也相應的獲得了相應的過冷度，以補償冷媒在配管管路中吸收熱量帶來的不利效果。套管式過冷管本身的阻力損失高，干流10中的冷媒在獲得過冷度的同時要抵消自身壓力損失，導致用來抵消長配管壓力損失的有效過冷度減少，這樣就很難實現(xiàn)較長的配管長度。目前，業(yè)界能夠達到的配管總長度最長為500米左右。
[0005]此外，雖然套管式過冷管能使空調系統(tǒng)獲得一定的配管長度，但由于套管式過冷管較長結構不夠緊湊，占用空間大不利于在高度模塊化小型化的空調室外機中使用。
實用新型內容
[0006]本實用新型第一方面的一個目的旨在克服現(xiàn)有技術中的過冷裝置的至少一個缺陷，提供一種自身阻力損失小且能提供較高過冷度的空調過冷管組件。
[0007]本實用新型第一方面的一個進一步的目的是要提供一種體積小、結構緊湊、過冷效率高的空調過冷管組件。
[0008]本實用新型第一方面的另一個進一步的目的是要盡量提高過冷度，進而能夠獲得更長的配管長度。
[0009]本實用新型第二方面的一個目的是要提供一種具有上述空調過冷管組件的空調系統(tǒng)。
[0010]根據(jù)本實用新型的第一方面，提供了一種空調過冷管組件，包括:[0011]三通管，具有輸入冷媒的入口以及輸出冷媒的干流出口和支流出口 ；
[0012]干流管路，其入口與所述三通管的干流出口相連，冷媒在所述干流管路中被分流到至少兩根并聯(lián)的干流外套管中，從所述并聯(lián)的干流外套管中流出的冷媒匯聚后經由所述干流管路的出口輸出；和
[0013]支流管路，其入口與所述三通管的支流出口相連，冷媒在所述支流管路中經由過冷膨脹閥節(jié)流膨脹后分流到至少兩根并聯(lián)的支流內管段中，從所述并聯(lián)的支流內管段中流出的冷媒匯聚后經由所述支流管路的出口輸出。
[0014]可選地，每根所述干流外套管均為筆直的圓筒型管；而且每根所述支流內管段具有螺旋形區(qū)段，每根所述干流外套管套裝在一根所述支流內管段上且至少包圍住其上的所述螺旋形區(qū)段。
[0015]可選地，所述支流管路經過所述過冷膨脹閥后分連到各個所述支流內管段的沿所述干流管路的冷媒流動方向而言處于下游的一端。
[0016]可選地，所述三通管的干流出口和支流出口的中央軸線都平行于所述三通管的入口的中央軸線，且處于同一平面內。
[0017]可選地，每根所述干流外套管和每根所述支流內管段繞平行于所述三通管的入口的中央軸線盤繞至少兩圈。
[0018]可選地，所述過冷膨脹閥為電磁膨脹閥。
[0019]根據(jù)本實用新型的第二方面，提供了一種空調系統(tǒng)，包括本實用新型的上述任一種空調過冷管組件，其中，所述三通管的入口與所述空調系統(tǒng)的冷凝器的出口相連；所述干流管路的出口連通到所述空調系統(tǒng)的空調膨脹閥的入口 ；所述支流管路的出口連通到所述空調系統(tǒng)的壓縮機的入口管路上。
[0020]可選地，所述空調過冷管組件安裝在所述空調系統(tǒng)的室外機中，而且所述三通管的入口豎直向下，所述三通管的干流出口和支流出口豎直向上。
[0021]可選地，所述空調膨脹閥設置在所述空調系統(tǒng)的室內機中。
[0022]可選地，所述空調系統(tǒng)為多聯(lián)變頻空調系統(tǒng)。
[0023]本實用新型的空調過冷管組件和空調系統(tǒng)由于采用了并聯(lián)的多個干流外套管和多個支流內管段，相對于單通道的過冷裝置而言，大大減低了該空調過冷管組件的自身壓力損失。因此，在相同換熱管長度的條件下，本實用新型的空調過冷管組件要抵消自身壓力損失的過冷度減小，有效過冷度增加，從而允許加長內外機間的配管長度。
[0024]進一步地，本實用新型的空調過冷管組件和空調系統(tǒng)由于支流內管段具有螺旋形區(qū)段，大大增大了干流外套管內的冷媒和支流管路中的冷媒的接觸面積，提高了換熱效率。因此，相對于其它過冷裝置，該空調過冷管組件不但結構緊湊、體積小、占用空調室外機的空間小，而且具有更好的過冷效果，允許顯著縮短過冷管的長度，使得結構更加緊湊。該空調過冷管組件能夠得到較高的過冷度，而自身的壓力損失又較小，兩個因素一升一降，從而使得有效過冷度大幅度提高，內外機間的配管長度大大增加。
[0025]進一步地，本實用新型的空調過冷管組件和空調系統(tǒng)由于過冷膨脹閥能夠被合理控制，使在干流外套管內換熱后的螺旋形區(qū)段內的氣態(tài)冷媒可將壓縮機的工作溫度降低到合理的溫度范圍，提高壓縮機工作的穩(wěn)定性。
[0026]此外，還可說明的是，本實用新型的空調過冷管組件特別適合高度模塊化小型化的空調室外機使用，例如可應用于多聯(lián)變頻室外機組。
[0027]根據(jù)下文結合附圖對本實用新型具體實施例的詳細描述，本領域技術人員將會更加明了本實用新型的上述以及其他目的、優(yōu)點和特征。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0028]后文將參照附圖以示例性而非限制性的方式詳細描述本實用新型的一些具體實施例。附圖中相同的附圖標記標示了相同或類似的部件或部分。本領域技術人員應該理解，這些附圖未必是按比例繪制的。附圖中:
[0029]圖1是現(xiàn)有套管式過冷管的示意性原理圖；
[0030]圖2是本實用新型一個實施例的空調過冷管組件的示意性原理圖；
[0031]圖3是本實用新型一個實施例的空調過冷管組件的示意性結構圖；
[0032]圖4是圖3空調過冷管組件的示意性內部結構圖；
[0033]圖5是本實用新型一個實施例的空調過冷管組件的示意性結構圖。
[0034]附圖中使用的附圖標記如下:
[0035]10 干流，
[0036]20 支流，
[0037]30空調過冷管組件，
[0038]31三通管，
[0039]32干流管路，
[0040]33干流外套管，
[0041]34支流管路，
[0042]35過冷膨脹閥，
[0043]36支流內管段。
【具體實施方式】
[0044]圖2是本實用新型一個實施例的空調過冷管組件的示意性原理圖，圖中實線箭頭表示干流管路中的冷媒的流向，虛線箭頭表示支流管路中的冷媒的流向。空調過冷管組件30 一般性地可包括三通管31、干流管路32、干流外套管33、支流管路34、過冷膨脹閥35和支流內管段36。三通管31具有輸入冷媒的入口以及輸出冷媒的干流出口和支流出口。干流管路32的入口與三通管31的干流出口相連，冷媒在干流管路32中被分流到至少兩根并聯(lián)的干流外套管33中，從并聯(lián)的干流外套管33中流出的冷媒匯聚后經由干流管路32的出口輸出。支流管路34的入口與三通管31的支流出口相連，冷媒在支流管路34中經由過冷膨脹閥35節(jié)流膨脹后分流到至少兩根并聯(lián)的支流內管段36中，從并聯(lián)的支流內管段36中流出的冷媒匯聚后經由支流管路34的出口輸出。
[0045]本實用新型的實施例，將從三通管31干流出口流出的冷媒分流到至少兩根并聯(lián)的干流外套管33中，將從三通管31支流出口流出的冷媒經過過冷膨脹閥35節(jié)流膨脹后分流到至少兩根并聯(lián)的支流內管段36中。干流外套管33中的冷媒與支流內管段36中的冷媒進行熱交換，使從干流管路32的出口流出的冷媒獲得充裕的過冷度，從支流管路34的出口流出的冷媒直接進入空調系統(tǒng)的壓縮機，為壓縮機降溫。[0046]在本實用新型的一些實施例中，并聯(lián)的干流外套管33和相應支流內管段36的數(shù)量可大于2根，例如可為3根或4根?？筛鶕?jù)空調過冷管組件的安裝空間和機組能力的大小合理選擇并聯(lián)的數(shù)量。干流管路32、干流外套管33、支流管路34和支流內管段36均可采用銅管或者鋁管。支流內管段36為螺紋管段。
[0047]圖3是本實用新型一個實施例的空調過冷管組件的示意性結構圖，圖4是圖3空調過冷管組件的示意性內部結構圖。如圖3和圖4所示，每根干流外套管33套裝在一根支流內管段36上。每根干流外套管33均為筆直的圓筒型管；而且每根支流內管段36具有一段螺旋形區(qū)段，每根干流外套管33至少包圍住一根支流內管段36上的螺旋形區(qū)段，顯著增大了干流外套管內的冷媒和螺旋形區(qū)段的冷媒的接觸面積，提高了換熱效率。在達到相同過冷度的情況下，該空調過冷管組件結構緊湊。圖3和圖4中均未示出過冷膨脹閥35。本領域技術人員各根據(jù)本實用新型實施例的描述，在相應位置設置過冷膨脹閥35。本實用新型實施例中，螺旋形區(qū)段中的螺旋圈數(shù)至少為2圈，可設計為3圈、4圈或5圈。螺旋形區(qū)段的整體外徑與干流外套管33的內徑之比可為0.70至0.8 ;螺旋形區(qū)段的螺旋升角的范圍可為40°至60°。如本領域技術人員所知的，經過三通管31分流之后的用于過冷的冷媒量占流入三通管31的總冷媒量的比重較少，因此，三通管31的干流出口與支流出口的直徑比可設計在5:1至10:1之間。
[0048]支流管路34經過過冷膨脹閥35后分連到各個支流內管段36的沿干流管路32的冷媒流動方向而言處于下游的一端。即采用支流內管段36中的冷媒與干流外套管33之間的冷媒的流動相反的逆流換熱方式。逆流換熱能夠提高換熱效率和換熱速率，提高干流管路中的冷媒的過冷度。
[0049]圖5是本實用新型一個實施例的空調過冷管組件的示意性結構圖。如圖5所示，三通管31的干流出口和支流出口的中央軸線都平行于三通管31的入口的中央軸線，且處于同一平面內。此種設置能夠保證從冷凝器中流出的冷媒快速進入干流管路32和支流管路34中，以防止冷媒流動產生折流，進一步降低了空調過冷管組件的自身壓力損失。每根干流外套管33和每根支流內管段36繞平行于三通管31的入口的中央軸線盤繞至少兩圈。用來縮短空調過冷管組件的高度。
[0050]過冷膨脹閥35優(yōu)先采用電磁膨脹閥。而且，過冷膨脹閥35被控制成使得在干流外套管內換熱后的氣態(tài)冷媒可將壓縮機的工作溫度降低到合理的溫度范圍，提高了壓縮機工作的穩(wěn)定性。替代性地，如果空調系統(tǒng)的運行工況基本無變化，也可采用具有適當直徑的毛細管進行節(jié)流膨脹。
[0051]根據(jù)本實用新型的第二方面，提供了一種空調系統(tǒng)，空調系統(tǒng)包括上述的任一實施例中的空調過冷管組件30。三通管31的入口與空調系統(tǒng)的冷凝器的出口相連；干流管路32的出口連通到空調系統(tǒng)的空調膨脹閥的入口。支流管路34的出口連通到空調系統(tǒng)的壓縮機的入口管路上?？照{過冷管組件30安裝在空調系統(tǒng)的室外機中，空調膨脹閥設置在空調系統(tǒng)的室內機中。由于空調過冷管組件30能夠使干流管路32中的冷媒獲得充裕的過冷度，且自身壓力損失小，有效地解決了內外機配管長度受到過冷裝置自身壓力損失的限制無法達到最優(yōu)值的問題。由于配管長度的增長，使得室外機可連接更多的室內機，提高了能源利用率和設備利用率。
[0052]三通管31的入口豎直向下，干流出口和支流出口豎直向上。干流外套管33中的冷媒的流向為從上向下流動，支流內管段中的冷媒的流向為從下向上流動。有利于換熱后的氣態(tài)冷媒快速進入壓縮機的吸氣側。如果氣態(tài)冷媒中帶有液滴，液滴會受重力作用得到分離，不含液滴的氣態(tài)冷媒的溫度低，進入壓縮機后，使壓縮機的降溫效果明顯，更有利于壓縮機的安全高效運行。同時，這也防止了氣態(tài)冷媒攜帶液滴進入壓縮機造成濕沖程，損害壓縮機。
[0053]特別地，本實用新型實施例空調系統(tǒng)中的壓縮機采用變頻壓縮機，尤其是直流變頻雙轉子壓縮機，以獲得可變的壓縮機輸氣容量。由于能夠根據(jù)室內溫度控制壓縮機的運轉頻率，節(jié)能效果明顯。
[0054]蒸發(fā)器的翅片可采用親水鋁箔，以便風機將形成的冷凝水盡快吹走。
[0055]冷凝器和/或蒸發(fā)器的銅管可采用內螺紋銅管來增加傳熱面積。
[0056]此外，在壓縮機和冷凝器之間可設置四通閥，以實現(xiàn)夏天制冷與冬天制熱的互換。在冷凝器和三通管之間可設置高壓貯液器。
[0057]空調系統(tǒng)的發(fā)展趨勢是需要設計出高度模塊化小型化的空調室外機且制冷效果更好。如本領域技術人員能夠了解的，多聯(lián)變頻空調系統(tǒng)屬于高度規(guī)?；⌒突默F(xiàn)代機組，多聯(lián)變頻空調系統(tǒng)的冷媒直接蒸發(fā)式換熱效率高，隨著多聯(lián)變頻機的廣泛應用，對降低能源消耗會起著積極作用。因此，多聯(lián)變頻空調系統(tǒng)的室外機組和多個室內機之間需要較長的配管。本實用新型實施例的空調過冷管組件30由于結構簡單、外形緊湊、占用空間小、連接簡單、原材料成本底和生產工藝簡單，因此特別適用于日益小型化集中化的多聯(lián)變頻空調系統(tǒng)的室外機組。不過，如本領域技術人員可認識到的，本實用新型實施例的空調過冷管組件30也可應用于其它類型的空調系統(tǒng)。
[0058]至此，本領域技術人員應認識到，雖然本文已詳盡示出和描述了本實用新型的多個示例性實施例，但是，在不脫離本實用新型精神和范圍的情況下，仍可根據(jù)本實用新型公開的內容直接確定或推導出符合本實用新型原理的許多其他變型或修改。因此，本實用新型的范圍應被理解和認定為覆蓋了所有這些其他變型或修改。
【權利要求】
1.一種空調過冷管組件，其特征在于包括: 三通管(31)，具有輸入冷媒的入口以及輸出冷媒的干流出口和支流出口 ； 干流管路(32 )，其入口與所述三通管(31)的干流出口相連，冷媒在所述干流管路(32 )中被分流到至少兩根并聯(lián)的干流外套管(33)中，從所述并聯(lián)的干流外套管(33)中流出的冷媒匯聚后經由所述干流管路(32)的出口輸出；和 支流管路(34)，其入口與所述三通管(31)的支流出口相連，冷媒在所述支流管路(34)中經由過冷膨脹閥(35)節(jié)流膨脹后分流到至少兩根并聯(lián)的支流內管段(36)中，從所述并聯(lián)的支流內管段(36)中流出的冷媒匯聚后經由所述支流管路(34)的出口輸出。
2.根據(jù)權利要求1所述的空調過冷管組件，其特征在于 每根所述干流外套管(33)均為筆直的圓筒型管；而且 每根所述支流內管段(36)具有螺旋形區(qū)段，每根所述干流外套管(33)套裝在一根所述支流內管段(36 )上且至少包圍住其上的所述螺旋形區(qū)段。
3.根據(jù)權利要求2所述的空調過冷管組件，其特征在于 所述支流管路(34)經過所述過冷膨脹閥(35 )后分連到各個所述支流內管段(36 )的沿所述干流管路(32)的冷媒流動方向而言處于下游的一端。
4.根據(jù)權利要求1所述的空調過冷管組件，其特征在于 所述三通管(31)的干流出口和支流出口的中央軸線都平行于所述三通管(31)的入口的中央軸線，且處于同一平面內。
5.根據(jù)權利要求4所述的空調過冷管組件，其特征在于 每根所述干流外套管(33 )和每根所述支流內管段(36 )繞平行于所述三通管(31)的入口的中央軸線盤繞至少兩圈。
6.根據(jù)權利要求1所述的空調過冷管組件，其特征在于 所述過冷膨脹閥(35 )為電磁膨脹閥。
7.一種空調系統(tǒng)，其特征在于包括權利要求1至6中任一項所述的空調過冷管組件(30)，其中 所述三通管(31)的入口與所述空調系統(tǒng)的冷凝器的出口相連； 所述干流管路(32)的出口連通到所述空調系統(tǒng)的空調膨脹閥的入口 ； 所述支流管路(34)的出口連通到所述空調系統(tǒng)的壓縮機的入口管路上。
8.根據(jù)權利要求7所述的空調系統(tǒng)，其特征在于 所述空調過冷管組件(30)安裝在所述空調系統(tǒng)的室外機中，而且所述三通管(31)的入口豎直向下，所述三通管(31)的干流出口和支流出口豎直向上。
9.根據(jù)權利要求7所述的空調系統(tǒng)，其特征在于 所述空調膨脹閥設置在所述空調系統(tǒng)的室內機中。
10.根據(jù)權利要求7所述的空調系統(tǒng)，其特征在于 所述空調系統(tǒng)為多聯(lián)變頻空調系統(tǒng)。
【文檔編號】F24F5/00GK203731752SQ201420088208
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2014年2月28日 優(yōu)先權日:2014年2月28日
【發(fā)明者】袁志杰, 張治榮, 隋建軍 申請人:海爾集團公司, 三菱重工海爾(青島)空調機有限公司