带有过冷却器盘管和串联的膨胀器装置的空调系统制造方法及图纸

一空调系统，在室内蒸发器盘管的离开空气侧有一过冷却器盘管。一液体管道分支把冷凝器的制冷剂送到过冷却器盘管，ＴＸＶ限流器在制冷剂到达蒸发器盘管的膨胀装置前降低过冷却的液体压力成为压力下降的液体。膨胀装置再一次降低压力使之以双相流体进入蒸发器，一旁路管道使冷凝器直接与膨胀装置相连，它有一由湿度调节器控制的液体管道电磁阀，去湿时电磁阀关闭，制冷剂流过过冷却器。湿度满足时电磁阀打开，制冷剂绕过过冷却器。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及压缩/膨胀制冷，尤其涉及空调系统，在该空调系统中另外增加一热交换器，以提高进入室内空气蒸发器的液体制冷剂的冷却能力，例如，提高离开蒸发器的空气的潜冷量。单流体双相空调和制冷系统一般采用一压缩机，进入该压缩机的是低温、低压蒸气状态的双相工作流体，出去的是高温、高压蒸气的双相工作流体。然后工作流体来到室外的冷凝器盘管或热交换器，在那儿，压缩热量从工作流体排放到室外的空气中，使工作流体由蒸气冷凝成液体。然后此高压液体经过一膨胀装置，例如一固定的或可调的膨胀阀或一减压孔，以低压状态进入一室内蒸发器盘管。在这个阶段，工作流体为双相流体(既有液相又有汽相)，并从室内空调区域的空气中吸取热量，使液相转变为蒸气。由此完成了一个循环，蒸气则回到压缩机的输入侧或吸收侧。当室内的暖空气通过蒸发器盘管时，由于其热量传给了冷的蒸发器盘管而使其温度下降。当空气温度下降至露点或在露点之下时，湿气在蒸发器盘管上冷凝而脱离室内空气。离开的空气的实际温度降低了(即显冷却)，同时也使空气去湿(即潜冷却)。潜冷却或去湿的量取决于室内空气中的水分是否会脱离空气并在蒸发器盘管中冷凝。只有当蒸发器盘管的温度低于通过的空气的露点时，室内空气中的水蒸气才会冷凝，露点是指空气中的水冷凝的温度。室内空气质量的现行标准强调要能够控制空调空间的湿度。业已经发现，较高的湿度是促使病原生物或过敏生物生长的主要因素。最好是，空调空间的相对湿度应保持在30％至60％。较高的湿度除对人的感觉和健康有不利的影响之外，在许多制造工艺中高湿度还可能产生次品，并使许多制冷系统效率变低，例如在超市中的开启式冷藏柜或冰箱。较高的湿度还会破坏有价值的艺术品、图书或档案文件。在很热而湿的条件下，由于如上所述的传统空调器要把它的大部分冷却功率用来把空气冷却到露点(显冷却)，因此只有极少的功率用来去湿(潜冷却)。解决在热而湿的空气中去掉大量湿气的传统的方法是，降低恒温器的恒温设定点和使空气过度冷却。这个方法意味着空调器的运行时间必须延长，从而将消耗更多的能量。此外，还会出现令人感觉不舒服的冷空气吹到在室内空调空间的人的身上的情况。从本质上来说，空气的过度冷却的目的是降低蒸发器盘管的温度，使盘管上产生更多的冷凝。然而，这种空气太冷让人不舒服。为了使室内空气恢复到舒适的温度，有时候对在离开的空气回到空调空间之前再重新加热。用一加热部件或一载有来自压缩机的热的压缩蒸气的盘管使室内空气的温度上升到一个舒适的水准，使过度冷却的空气的温度上升(同时降低了相对湿度)。不管是用加热部件还是用热蒸气盘管，都需要消耗较多的能量。最近的一个以较少的能量即可以增加空调系统的潜冷却的建议是采用热管。热管是一种简单的、含有热传递剂(一般为制冷剂如R-22)的互联的热交换器盘管的无源结构。热管系统可提高空调系统的去湿能力，减少用于上述过度冷却/再加热过程的能量的消耗。热管系统是具有吸引力的，因为它能在不输入能量的情况下把热量从一个地方传递到另一个地方。热管的一个热交换器放置在进入蒸发器的暖空气中，另一个热交换器放置在离开蒸发器的冷空气中。进入蒸发器的空气加热热管系统的进入侧的热交换器的制冷剂，而制冷剂蒸气流到离开侧的热交换器，在那儿，制冷剂的热量传递给离开的空气而冷凝下来。然后冷凝的制冷剂由于重力或毛细管的作用重新返回到进入侧的热交换器，并如此不断循环。置入空调器的热管系统能提高潜冷却量，同时把显冷却保持在较佳的舒适的恒温器设定点的温度。在需要较高的去湿情况下或相对湿度必须保持在某一点以下的环境中，普通的空气调节系统是不能有效处理高温和高湿度的冷却负荷的。然而，采用热管的空调系统在进入的空气到达空调器的蒸发器盘管之前能把它冷却。进入侧的热管热交换器预冷却进入(蒸发器盘管)的空气，因此对蒸发器盘管的显冷却要求较低，为它留下较大能力去进行潜冷却或去湿。离开蒸发器的室内供应空气，温度比需要的温度低，在离开侧的热管热交换器冷凝蒸气，由此使该室内供应的空气的温度回到所需的舒适的温度。虽然热管结构具有某些优点，例如无源和简单，但也有一些缺陷。例如，热管总是留在线路中，即使不需要去湿而要增加显冷却时，也不能简单方便地关闭热管。此外，由于除蒸发器盘管之外，在室内空气通道中还有两个热管热交换器盘管，可能会限制室内空气的流动。而且，对现有的空调器进行改型以在同样的蒸发器的机壳中容纳两个附加的盘管是困难的，因此常常必须变动大量装置的位置，放大机壳，以容纳热管。一过冷却器盘管通过在制冷剂离开冷凝器之后、到达蒸发器盘管之前，再除去液体制冷剂中的一些热量，可以提高系统的冷却能力。当过冷却器盘管放置在室内蒸发器的离开的空气流中，具有降低室内空气的相对湿度的作用。过冷却的制冷剂经过一膨胀装置进入蒸发器，蒸发器具有把室内空气的热量和水分下降到比没有过冷却器时的要低的效果。然后，在离开的空气中的过冷却器盘管把室内空气重新加热到一舒适的水准，但同时相对湿度也下降了。如果过冷却器可有选择地与系统断开以达到最大的显冷却(响应一高的冷却负荷)，那么膨胀装置必须适应进入有过冷却的和没有过冷却的蒸发器的制冷剂液体的不同的热力学特性。这个过程必须自动发生，而且用不要用昂贵的或复杂的机构。因此，本专利技术的一个目的是提供一种具有能增加空调器潜冷却能力的可控机构的空调系统。本专利技术的目的是通过根据权利要求的前序部分和特征部分的装置来实现的。根据本专利技术的一个方面，一过冷却器热交换器设置在室内蒸发器盘管的离开侧。该过冷却器热交换器的输入口连接于冷凝器热交换器输出侧，使高压液体制冷剂流向过冷却器热交换器。后者还有一个通过一流量限流器装置、然后通过膨胀装置连接到蒸发器盘管的输出口。一旁路液体管道通过膨胀装置直接使冷凝器与蒸发器盘管相连，在该旁路液体管道中装有一液体管道电磁阀。当需要通常的冷却时(即不需要去湿)，液体管道的电磁阀导通，制冷剂绕过过冷却器。然而，当冷却和去湿都需要时，例如，当湿度调节器发出一个有较高的相对湿度的信号时，电磁阀闭合，液体制冷剂就经过过冷却器。在这种情况下，具有在冷的离开的空气中过冷却液体制冷剂的作用，从而提高制冷剂的冷却能力。然后，过冷却的制冷剂进入蒸发器，使室内空气冷却到一个需要的湿球温度，并使湿气冷凝。然后离开的空气经过过冷却器，该过冷却器使离开的室内空气即提供的空气到达理想的室内舒适的温度。过冷却器在线时，先让流出过冷却器的过冷却液体在流量限流器装置的两端产生一个第一压降，然后再让进入蒸发器盘管的液体在膨胀装置的两端产生一个第二压降。与膨胀装置串联的流量限流器降低到达膨胀装置的液体的压力，但把压力保持在饱和范围，即具有双相流体(液体和蒸气)时的压力点之上。然后当过冷却的制冷剂流体进入蒸发器时，在下游的膨胀装置使该制冷剂的压力降低，使之成为双相或扼(节)流的制冷剂流。当电磁阀被驱动，使液体制冷剂绕过过冷却器时，流量限流器装置为过冷却的液体提供一个十分强的流阻通道，所以，大部分的液体制冷剂直接从冷凝器经过膨胀装置流到蒸发器盘管。在这种情况下，制冷剂流体没有被过冷却，当制冷剂进入蒸发器时，膨胀装置使压力下降至双相范围。电磁阀最好是这样构造的万一出现故障，流体以旁路的方式流动。电磁阀可以由线路供电(例如120伏交流电)或也可以本文档来自技高网...

【技术保护点】
具有可控潜冷的空调设备，它的压缩机具有一接受低温蒸气的工作流体的吸入侧和一排放高压高温蒸气的工作流体的排放侧；一被供应有所述高压蒸气的室外冷凝器热交换器，把工作流体的热量排放到室外空气中，同时排出高压液体的工作流体；一由来自所述冷凝器热交换器的液体管道供应所述高压工作流体给室内蒸发器盘管，它包括降低所述工作流体压力使之成为所述低压的液体的膨胀阀装置，和通过所述低压液体吸取室内空气流的热量的热交换器装置，从而使所述工作流体转变成低压蒸气，并且所述低压蒸气通过一蒸气管道到所述压缩机吸入侧；一过冷却器热交换器，有一个与所述冷凝器热交换器相连以接受所述高压液体的输入口和一输出口，所述过冷却器热交换器安装在离开所述室内蒸发器热交换器装置的室内空气流中，以便过冷却所述工作流体，使所述离开的室内空气流的温度上升；一连接到所述过冷却器热交换器输出口和所述室内蒸发器的膨胀阀装置的流量限流器；使高压液体制冷剂流体绕过过冷却器热交换器的旁路装置；以及控制装置，当同时需要冷却和去湿时，该控制装置使高压液体工作流体首先通过所述过冷却器热交换器，然后穿过所述流量限流器和所述膨胀阀装置再到所述室内蒸发器盘管，当只需要通常的冷却时，该控制装置使高压液体工作流体从所述冷凝器热交换器经过所述旁路装置直接到所述膨胀阀装置，然后再到所述蒸发器盘管。...

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：拉迪C巴斯贾格尔，詹姆斯M麦克卡利帕，莱斯特N米勒，
申请(专利权)人：运载器有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]