冷媒循环系统、空调设备和冷媒循环系统的控制方法与流程

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1.本发明涉及制冷技术领域，具体而言，涉及一种冷媒循环系统、空调设备和冷媒循环系统的控制方法。

背景技术：

2.空调机组在运行过程中，电器盒内部温度既受内部元器件工作发热的影响，也受室外环境温度的影响。制冷季时，外环温度高，电器盒内部温度在元器件发热及室外温度的影响下，处于较高温状态；制热季时，外环温度低，即使元器件发热但受室外环温影响，会出现内部温度较低状态。温度过高或过低均会影响电气元件的工作寿命。因此，为了让电器盒内部元器件在合适的温度环境下工作，电器盒主要采用风冷或冷媒换热管路对其进行散热，但是制热季节电器盒的温度较低时，电器盒内的电子元器件处于较低的温度，电子元器件的工作寿命也收到影响。

技术实现要素：

3.本发明旨在提供一种冷媒循环系统、空调设备和冷媒循环系统的控制方法，以改善现有技术的在制热季节时电器盒的温度较低而影响使用寿命的问题。
4.根据本发明实施例的一个方面，本发明提供了一种冷媒循环系统，冷媒循环系统包括：
5.压缩机，包括用于输出压缩后的冷媒的排气口和用于引入待压缩的冷媒的吸气口；
6.室外机，包括与排气口和吸气口中的一个连接的第一换热器和电器元件组件；
7.第二换热器，与排气口和吸气口中的另一个连接且与第一换热器连接，第二换热器和第一换热器中的一个用作冷凝器，另一个用作蒸发器；
8.第三换热器，被配置成与电器元件组件的电器元件换热，第三换热器被配置成在第二换热器用作冷凝器时与压缩机的排气口连接以引入为电器元件组件加热的冷媒。
9.在一些实施例中，第三换热器被配置成在第二换热器用作蒸发器时与第二换热器连接，以引入在第二换热器内蒸发后的冷媒为电器元件降温。
10.在一些实施例中，冷媒循环系统还包括控制阀，控制阀包括与压缩机的排气口连接的进口、与第一换热器连接的第一工作口、与压缩机的吸气口连接的出口和与第二换热器连接的第二工作口。
11.在一些实施例中，在冷媒的流通方向上第三换热器位于第二工作口和第二换热器之间。
12.在一些实施例中，冷媒循环系统还包括旁通于连接第二工作口和第二换热器的冷媒管路的旁通管路，第三换热器设在旁通管路中。
13.在一些实施例中，第三换热器包括与第二换热器连接的第一端口和与第二工作口连接的第二端口，第一端口和第二端口中的一个用于引入与电器元件换热的冷媒，另一个
用于输出与电器元件换热后的冷媒。
14.在一些实施例中，第三换热器包括与第二换热器连接的第一端口、与第二工作口连接的第二端口和并联的多个换热管，多个换热管的一端分别与第一端口连接，多个换热管的另一端分别与第二端口连接。
15.在一些实施例中，第三换热器的换热管在冷媒流通路径上由第三换热器的第一端口至第二端口延伸。
16.在一些实施例中，冷媒循环系统还包括与第三换热器连接且用于调节流经第三换热器的冷媒的流量的流量调节部件。
17.在一些实施例中，冷媒循环系统还包括：
18.温度检测部件，配置成检测电器元件组件的温度td；
19.控制器，与温度检测部件和流量调节部件分别信号连接并被配置成：
20.第二换热器用作蒸发器时，若电器元件组件的温度td》第一预定温度tds则增大流量调节部件的开度，若电器元件组件的温度td《第二预定温度tdx则减小流量调节部件的开度；和/或
21.第二换热器用作冷凝器时，若电器元件组件的温度td《第二预定温度tdx则增大流量调节部件的开度，若电器元件组件的温度td》第一预定温度tds则减小流量调节部件的开度，
22.其中，第一预定温度tds》第二预定温度tdx。
23.根据本发明的另一方面，还提供了一种空调设备，空调设备包括上述的冷媒循环系统。
24.根据本发明的另一方面，还提供了一种上述的冷媒循环系统的控制方法，控制方法包括：
25.获得电器元件组件的温度并判断第二换热器用作蒸发器或冷凝器；
26.第二换热器用作蒸发器时，若电器元件组件的温度td》第一预定温度tds则增大流量调节部件的开度，若电器元件组件的温度td《第二预定温度tdx则减小流量调节部件的开度；和/或
27.第二换热器用作冷凝器时，若电器元件组件的温度td《第二预定温度tdx则增大流量调节部件的开度，若电器元件组件的温度td》第一预定温度tds则减小流量调节部件的开度，
28.其中，第一预定温度tds》第二预定温度tdx。
29.在一些实施例中，在第二换热器用作蒸发器时，增大流量调节部件的开度包括：
30.若流量调节部件的开度为0，则将流量调节部件的开度调节至第一预定开度δc；或
31.若流量调节部件的开度大于0，则以第一增幅δδ1的增大流量调节部件的开度。
32.在一些实施例中，在第二换热器用作冷凝器时，增大流量调节部件的开度包括：
33.若流量调节部件的开度为0，则将流量调节部件的开度调节至第二预定开度δh；
34.若流量调节部件的开度大于0，则以第一增幅δδ1的增大流量调节部件的开度。
35.应用本技术的技术方案，在第一换热器用作蒸发器且第二换热器用作冷凝器时，第三换热器可引入压缩机压缩后的高温的冷媒为电器元件组件加热，因此改善了现有技术中存在的制热季节第一换热器用作蒸发器且第二换热器用作冷凝器时电器元件组件的温
度较低而影响使用寿命的问题。
36.通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。
附图说明
37.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
38.图1示出了本发明的实施例的冷媒循环系统的结构示意图；
39.图2示出了本发明的实施例的冷媒循环系统的电器盒和第三换热器的结构示意图；
40.图3示出了本发明的实施例的冷媒循环系统的电器盒和另一可选的第三换热器的结构示意图；以及
41.图4示出了本发明的实施例的冷媒循环系统的控制流程图。
具体实施方式
42.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
43.结合图1和图2所示，本实施例的冷媒循环系统包括压缩机2、具有第一换热器4和电器元件组件7的室外机、第二换热器6和第三换热器8。
44.压缩机2包括用于输出压缩后的冷媒的排气口和用于引入待压缩的冷媒的吸气口。室外机包括与排气口和吸气口中的一个连接的第一换热器4和电器元件组件7。第二换热器6与排气口和吸气口中的另一个连接且与第一换热器4连接，第二换热器6和第一换热器4中的一个用作冷凝器，另一个用作蒸发器。第三换热器8被配置成与电器元件组件7换热，第三换热器8被配置成：在第二换热器6用作冷凝器时与压缩机2的排气口连接以引入为电器元件组件7加热的冷媒。
45.在本实施例中，在第一换热器4用作蒸发器且第二换热器6用作冷凝器时，第三换热器8可引入压缩机1压缩后的高温的冷媒为电器元件组件7加热，因此改善了现有技术中存在的制热季节第一换热器4用作蒸发器且第二换热器6用作冷凝器时电器元件组件的温度较低而影响使用寿命的问题。
46.在一些实施例中，电器元件组件7包括电器盒和位于电器盒内的电器元件。
47.在本实施例中，第二换热器6为空调的室内换热器。在另一些实施例中，第二换热器6为热泵热水器的用于加热水的换热器。
48.在本实施例中，第三换热器8还配置成在第二换热器6用作蒸发器时与第二换热器6连接，以引入在第二换热器6内蒸发后的冷媒为电器元件降温，以防止电器元件的温度过
高，有利于提高电器元件的使用寿命。
49.冷媒循环系统还包括控制阀3，控制阀3包括与压缩机2的排气口连接的进口31、与第一换热器4连接的第一工作口32、与压缩机2的吸气口连接的出口33和与第二换热器6连接的第二工作口34。
50.控制阀3具有第一状态和第二状态。控制阀处于第一状态时，控制阀3的进口31与第一工作口32导通且第二工作口34与出口33导通，压缩机2压缩后的冷媒进入到第一换热器4内冷凝，在第一换热器4中冷凝后的冷媒经节流后进入到第二换热器6中，冷媒在第二换热器6中蒸发后回到压缩机2的吸气口，因此，控制阀3处于第一状态时，第一换热器4作为冷凝器，第二换热器6作为蒸发器。
51.控制阀处于第二状态时，控制阀3的进口31与第二工作口34导通且第一工作口32与出口33导通，压缩机2压缩后的冷媒进入到第二换热器6内冷凝，在第二换热器6中冷凝后的冷媒经节流后进入到第一换热器4中，冷媒在第一换热器4中蒸发后回到压缩机2的吸气口，因此，控制阀3处于第二状态时，第二换热器6作为冷凝器，第一换热器4作为蒸发器。
52.冷媒循环系统还包括设在第一换热器4和第二换热器6之间的管路中的节流部件5。冷媒循环系统还包括气液分离器1，气液分离器1的进口与控制阀3的出口33连通，气液分离器1的出口与压缩机2的吸气口连通。
53.在冷媒的流通方向上第三换热器8位于第二工作口34和第二换热器6之间。在第一换热器4用作冷凝器且第二换热器6用作蒸发器时，室外机的温度较高，在第二换热器6内蒸发后的冷媒可进入到第三换热器8中为电器元件组件7降温。在第一换热器4用作蒸发器且第二换热器6用作冷凝器时，室外机的温度较低，压缩机2的排气口输出的高温冷媒可经第二工作口34流向第三换热器8，以提高电器元件组件7的电器元件的温度。
54.冷媒循环系统包括旁通于连接第二工作口34和第二换热器6的冷媒管路的旁通管路，第三换热器8设在旁通管路中。
55.第三换热器8包括与第二换热器6连接的第一端口81和与第二工作口34连接的第二端口82，第一端口81和第二端口82中的一个用于引入与电器元件换热的冷媒，另一个用于输出与电器元件换热后的冷媒。
56.如图2所示，在本实施例中，第三换热器8的换热管在冷媒流通路径上由第三换热器8的第一端口81至第二端口82延伸。第三换热器8的换热管是串联的形式设在第一端口81和第二端口82之间。
57.如图3所示，在另一些实施例中，第三换热器8包括与第二换热器6连接的第一端口81、与第二工作口34连接的第二端口82和并联的多个换热管，多个换热管的一端分别与第一端口81连接，多个换热管的另一端分别与第二端口82连接。
58.第三换热器8的冷媒走管所形成的面s1平行于电器元件组件7的最大截面s2，且s1的面积最大化接近于电器元件组件的最大截面s2的面积。
59.第三换热器8的内部走管流路可以采用一进一出的形式，图2所示；也可以采用多进多出的形式，如图3所示。
60.冷媒循环系统还包括与第三换热器8连接且用于调节流经第三换热器8的冷媒的流量的流量调节部件9。在一些实施例中，流量调节部件9设在旁通于连接第二工作口34和第二换热器6的冷媒管路的旁通管路中。
61.冷媒循环系统还包括温度检测部件和控制器。温度检测部件被配置成检测电器元件组件7的温度td。
62.控制器与温度检测部件和流量调节部件9分别信号连接并被配置成：第二换热器6用作蒸发器时，若电器元件组件7的温度td》第一预定温度tds则增大流量调节部件9的开度，若电器元件组件7的温度td《第二预定温度tdx则减小流量调节部件9的开度；和/或，第二换热器6用作冷凝器时，若电器元件组件7的温度td《第二预定温度tdx则增大流量调节部件9的开度，若电器元件组件7的温度td》第一预定温度tds则减小流量调节部件9的开度，其中，第一预定温度tds》第二预定温度tdx。
63.根据本发明的另一方面，还提供了一种空调设备，空调设备包括上述的冷媒循环系统。
64.根据本发明的另一方面，还提供了一种冷媒循环系统的控制方法，控制方法包括：
65.获得电器元件组件7的温度和第二换热器6用作蒸发器或冷凝器；
66.第二换热器6用作蒸发器时，若电器元件组件7的温度td》第一预定温度tds则增大流量调节部件9的开度，若电器元件组件7的温度td《第二预定温度tdx则减小流量调节部件9的开度；和/或
67.第二换热器6用作冷凝器时，若电器元件组件7的温度td《第二预定温度tdx则增大流量调节部件9的开度，若电器元件组件7的温度td》第一预定温度tds则减小流量调节部件9的开度，
68.其中，第一预定温度tds》第二预定温度tdx。电器元件组件7对应设置温度检测部件，以检测电器元件组件的温度td。电器元件组件7的温度存在一个安全范围，即tdx≤td≤tds，上述温度范围的温度上限为tds，上述温度范围的温度下限为tdx。
69.在一些实施例中，在第二换热器6用作蒸发器时，增大流量调节部件9的开度包括：
70.若流量调节部件9的开度为0，则将流量调节部件9的开度调节至第一预定开度δc；或
71.若流量调节部件9的开度大于0，则以第一增幅δδ1的增大流量调节部件9的开度。
72.参见图1至4，具体地，冷媒循环系统处于制冷模式时，第一换热器4用作冷凝器，第二换热器6用作蒸发器，控制阀3的进口31与第一工作口32连通，出口33和第二工作口34连通。高温高压的冷媒通过压缩机2，经过控制阀3进入到第一换热器4冷凝，再经过节流部件5过冷后进入第二换热器6蒸发，此时冷媒处于低压低温状态，该冷媒分为两路，第一路经过第二工作口34、出口33进入到气液分离器1中，然后进入压缩机吸气侧，再由压缩机压缩并排出；第二路通过第三换热器8的第一端口81进入第三换热器8，冷却电器元件组件7的温度，再由第三换热器8的第二端口802经流量调节部件9进入第二工作口34与第一路冷媒汇合进入到第二工作口34。
73.冷媒循环系统处于制冷模式时,元器件工作状态下散热大，电器元件组件7的温度高。当td＞tds时，节流调节部件9的开度处于0状态，则需要进行初始化调节，开启节流部件调节至初始开度δc，运行t时间后，检测td是否落入安全范围内。若调节部件处于非0状态，则以δδ1的增幅调节节流部件的开度，运行t时间后，检测td是否落入安全范围内。当td＜tdx，以δδ2的降幅调节节流部件的开度，运行t时间后，检测td是否落入安全范围内。如此循环，直至td维持在安全范围内。
74.在一些实施例中，在第二换热器6用作冷凝器时，增大流量调节部件9的开度包括：
75.若流量调节部件9的开度为0，则将流量调节部件9的开度调节至第二预定开度δh；
76.若流量调节部件9的开度大于0，则以第一增幅δδ1的增大流量调节部件9的开度。
77.具体地，在冷媒循环系统处于制热模式时，第一换热器4用作蒸发器，第二换热器6用作冷凝器，进口31与第二工作口34连通，第一工作口32和出口33连通。高温高压的冷媒通过压缩机2，进入到第二工作口34后分为两路，第一路进入到第二换热器6中进行冷凝，然后再由第二换热器6另一端通过节流部件5进入到第一换热器4蒸发，再由第一工作口32、出口33返回至气液分离器1中，然后进入压缩机吸气侧，再由压缩机压缩并排出；第二路通过流量调节部件9、第三换热器的第二端口82进入到第三换热器8，加热电器元件组件内部温度，再由第三换热器8的第一端口81与第一路冷媒汇合进入到第二换热器6中。
78.在冷媒循环系统处于制热模式时，由于室外环境温度低，电器元件组件7的温度出现过低时，需要启动第三换热器8进行调节。当td＜tdx时，节流调节部件9的开度处于0状态，则需要进行初始化调节，开启节流部件调节至初始开度δh，运行t时间后，检测td是否落入安全范围内；若调节部件处于非0状态，则以δδ1的增幅调节节流部件的开度，运行t时间后，检测td是否落入安全范围内。当td＞tds，以δδ2的降幅调节节流部件的开度，运行t时间后，检测td是否落入安全范围内。如此循环，直至td维持在安全范围内。
79.本实施例的技术方案实现了以下的技术效果：
80.1、提出了一种可实现对电器元件组件进行温度调节的空调系统结构。
81.2、电器元件组件7对应设置的第三换热器8设置于第二换热器6与控制阀3的第二工作口之间的管路上，制冷模式下处于低压低温状态，可实现对电器元件组件7降温；制热模式下处于高压高温状态，可实现对电器元件组件7升温。
82.3、在控制阀3与电器元件组件7对应设置的第三换热器8之间设置流量调节部件9。制冷模式下，用于冷却电器元件组件温度的冷媒先经过电器元件组件内部再经过流量调节部件，不仅可实现换热量的调节，而且在制冷模式下可避免节流导致低温出现凝露；制热模式下，用于加热电器元件组件温度的冷媒先经过流量调节部件进行节流降温，同样可实现换热量的调节，同时也可避免排气高温导致换热器内部温度过高。
83.4、器元件组件对应设置的第三换热器，其冷媒走管所形成的面平行于电器元件组件的最大截面，且面积最大化接近于电器元件组件的最大截面面积，达到在密闭空间内的最大化换热的效果。
84.以上仅为本发明的示例性实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：

1.一种冷媒循环系统，其特征在于，包括：压缩机(2)，包括用于输出压缩后的冷媒的排气口和用于引入待压缩的冷媒的吸气口；室外机，包括与所述排气口和所述吸气口中的一个连接的第一换热器(4)和电器元件组件(7)；第二换热器(6)，与所述排气口和所述吸气口中的另一个连接且与所述第一换热器(4)连接，所述第二换热器(6)和所述第一换热器(4)中的一个用作冷凝器，另一个用作蒸发器；第三换热器(8)，被配置成与所述电器元件组件(7)内的电器元件换热，所述第三换热器(8)被配置成在所述第二换热器(6)用作冷凝器时与所述压缩机(2)的排气口连接以引入为所述电器元件组件(7)加热的冷媒。2.根据权利要求1所述的冷媒循环系统，其特征在于，所述第三换热器(8)被配置成在所述第二换热器(6)用作蒸发器时与所述第二换热器(6)连接，以引入在所述第二换热器(6)内蒸发后的冷媒为所述电器元件降温。3.根据权利要求1所述的冷媒循环系统，其特征在于，还包括控制阀(3)，所述控制阀(3)包括与所述压缩机(2)的排气口连接的进口(31)、与所述第一换热器(4)连接的第一工作口(32)、与所述压缩机(2)的吸气口连接的出口(33)和与所述第二换热器(6)连接的第二工作口(34)。4.根据权利要求3所述的冷媒循环系统，其特征在于，在冷媒的流通方向上所述第三换热器(8)位于所述第二工作口(34)和所述第二换热器(6)之间。5.根据权利要求3所述的冷媒循环系统，其特征在于，还包括旁通于连接所述第二工作口(34)和所述第二换热器(6)的冷媒管路的旁通管路，所述第三换热器(8)设在所述旁通管路中。6.根据权利要求3所述的冷媒循环系统，其特征在于，所述第三换热器(8)包括与所述第二换热器(6)连接的第一端口(81)和与所述第二工作口(34)连接的第二端口(82)，所述第一端口(81)和所述第二端口(82)中的一个用于引入与所述电器元件换热的冷媒，另一个用于输出与所述电器元件换热后的冷媒。7.根据权利要求1所述的冷媒循环系统，其特征在于，所述第三换热器(8)包括与所述第二换热器(6)连接的第一端口(81)、与所述第二工作口(34)连接的第二端口(82)和并联的多个换热管，多个所述换热管的一端分别与所述第一端口(81)连接，多个所述换热管的另一端分别与所述第二端口(82)连接。8.根据权利要求1所述的冷媒循环系统，其特征在于，所述第三换热器(8)的换热管在冷媒流通路径上由所述第三换热器(8)的第一端口(81)至第二端口(82)延伸。9.根据权利要求1或2所述的冷媒循环系统，其特征在于，还包括与所述第三换热器(8)连接且用于调节流经所述第三换热器(8)的冷媒的流量的流量调节部件(9)。10.根据权利要求9所述的冷媒循环系统，其特征在于，还包括：温度检测部件，配置成检测所述电器元件组件(7)的温度td；控制器，与所述温度检测部件和所述流量调节部件(9)分别信号连接并被配置成：所述第二换热器(6)用作蒸发器时，若所述电器元件组件(7)的温度td>第一预定温度tds则增大所述流量调节部件(9)的开度，若所述电器元件组件(7)的温度td<第二预定温度tdx则减小所述流量调节部件(9)的开度；和/或
所述第二换热器(6)用作冷凝器时，若所述电器元件组件(7)的温度td<第二预定温度tdx则增大所述流量调节部件(9)的开度，若所述电器元件组件(7)的温度td>第一预定温度tds则减小所述流量调节部件(9)的开度，其中，所述第一预定温度tds>所述第二预定温度tdx。11.一种空调设备，其特征在于，包括权利要求1至10中任一项所述的冷媒循环系统。12.一种权利要求1至10中任一项所述的冷媒循环系统的控制方法，其特征在于，包括：获得所述电器元件组件(7)的温度并判断所述第二换热器(6)用作蒸发器或冷凝器；所述第二换热器(6)用作蒸发器时，若所述电器元件组件(7)的温度td>第一预定温度tds则增大所述流量调节部件(9)的开度，若所述电器元件组件(7)的温度td<第二预定温度tdx则减小所述流量调节部件(9)的开度；和/或所述第二换热器(6)用作冷凝器时，若所述电器元件组件(7)的温度td<第二预定温度tdx则增大所述流量调节部件(9)的开度，若所述电器元件组件(7)的温度td>第一预定温度tds则减小所述流量调节部件(9)的开度，其中，所述第一预定温度tds>所述第二预定温度tdx。13.根据权利要求12所述的冷媒循环系统的控制方法，其特征在于，在所述第二换热器(6)用作蒸发器时，所述增大所述流量调节部件(9)的开度包括：若所述流量调节部件(9)的开度为0，则将所述流量调节部件(9)的开度调节至第一预定开度δc；或若所述流量调节部件(9)的开度大于0，则以第一增幅δδ1的增大所述流量调节部件(9)的开度。14.根据权利要求12所述的冷媒循环系统的控制方法，其特征在于，在所述第二换热器(6)用作冷凝器时，所述增大所述流量调节部件(9)的开度包括：若所述流量调节部件(9)的开度为0，则将所述流量调节部件(9)的开度调节至第二预定开度δh；若所述流量调节部件(9)的开度大于0，则以第一增幅δδ1的增大所述流量调节部件(9)的开度。

技术总结

本发明涉及一种冷媒循环系统、空调设备和冷媒循环系统的控制方法，冷媒循环系统包括：压缩机(2)，包括用于输出压缩后的冷媒的排气口和用于引入待压缩的冷媒的吸气口；室外机，包括与排气口和吸气口中的一个连接的第一换热器(4)和电器元件组件(7)；第二换热器(6)，与排气口和吸气口中的另一个连接且与第一换热器(4)连接，第二换热器(6)和第一换热器(4)中的一个用作冷凝器，另一个用作蒸发器；第三换热器(8)，被配置成与电器元件组件(7)换热，第三换热器(8)被配置成在第二换热器(6)用作冷凝器时与压缩机(2)的排气口连接以引入为电器元件组件(7)加热的冷媒。元件组件(7)加热的冷媒。元件组件(7)加热的冷媒。