空调系统的制作方法

1.本技术涉及制冷技术领域，具体涉及一种空调系统。


背景技术：

2.目前空调机组常采用两台压缩机或一台补气增焓压缩机来满足负荷需求大、高低压比大的情况。例如室外环境温度在-25℃左右，冷冻冷藏领域实现低温制冷的常用手段是采用双级压缩或复叠制冷循环来满足负荷需求大、高低压比大的情况。而且在空调领域实现低温制热的常用手段是双级压缩循环系统。如果想进一步提升机组的制冷能力和制冷系数，则需要更大排气量、更高效的压缩机，或通过其他途径优化制冷系统。
3.相关技术中公开了一种热泵系统，其使用涡轮增压器提升压缩机的进气压力，增加循环流量，制冷时室外机冷凝器流出的冷媒(较大几率是液态)进入涡轮膨胀端，制热时室内机冷凝器流出的冷媒先进入节流阀(较大几率是气液两相态)再进入涡轮膨胀端，一般涡轮膨胀的进口要求介质为气态或气液两相态，因此该热泵系统在制冷循环时，涡轮增压器的涡轮端存在较大液击的危险，导致空调系统的工作可靠性较低。


技术实现要素：

4.因此，本技术要解决的技术问题在于提供一种空调系统，能够有效避免涡轮增压器的涡轮端出现液击，提高空调系统的工作可靠性。
5.为了解决上述问题，本技术提供一种空调系统，包括压缩机、冷凝器、第一节流装置、蒸发器和涡轮增压器，涡轮增压器包括压缩端和膨胀端，压缩机、冷凝器、第一节流装置、蒸发器和压缩端串联形成制冷循环回路，制冷循环回路上设置有旁通管路，旁通管路的一端连接至冷凝器的出口端，另一端经膨胀端连接至压缩机的吸气口，位于膨胀端的进口侧的旁通管路上设置有第二节流装置。
6.优选地，空调系统还包括过冷器，过冷器的吸热部连接在旁通管路上，过冷器的放热部连接在制冷循环回路上，旁通管路内的冷媒经吸热部吸收制冷循环回路经放热部所释放的热量，对制冷循环回路进行过冷。
7.优选地，旁通管路的第一端与制冷循环回路交接于第一点，旁通管路的第二端与制冷循环回路交接与第二点，第一点和第二点之间的制冷循环回路为主路，主路与旁通管路并联。
8.优选地，旁通管路的冷媒和主路的冷媒在第二点汇合后流动至压缩机的吸气口。
9.优选地，压缩机为涡旋压缩机、转子压缩机、螺杆压缩机和离心式压缩机中的任一种。
10.优选地，压缩端为螺杆压缩机、活塞压缩机和离心式压缩机中的任一种。
11.优选地，膨胀端为活塞膨胀机或透平膨胀机。
12.优选地，第一节流装置为电子膨胀阀、热力膨胀阀、毛细管或孔板节流装置。
13.优选地，第二节流装置为电子膨胀阀或热力膨胀阀。
14.本技术提供的空调系统，包括压缩机、冷凝器、第一节流装置、蒸发器和涡轮增压器，涡轮增压器包括压缩端和膨胀端，压缩机、冷凝器、第一节流装置、蒸发器和压缩端串联形成制冷循环回路，制冷循环回路上设置有旁通管路，旁通管路的一端连接至冷凝器的出口端，另一端经膨胀端连接至压缩机的吸气口，位于膨胀端的进口侧的旁通管路上设置有第二节流装置。该空调系统应用了涡轮增压器对压缩机的吸气口进行增压，能够提升压缩机的吸气端压力，增大循环流量，以满足高负荷、高压比需求，降低对压缩机的要求，即压缩机不需要保持很高的频率运转，提高压缩机的可靠性，同时，通过在涡轮增压器的膨胀端的进口侧管路上设置第二节流装置，能够对进入到膨胀端的冷媒进行节流降压，改善进入到膨胀端的冷媒状态，降低涡轮增压器的膨胀端发生液击的风险，提高涡轮增压器的运行可靠性。
附图说明
15.图1为本技术实施例的空调系统的结构示意图；
16.图2为本技术实施例的空调系统的制冷循环示意图；
17.图3为本技术实施例的空调系统的焓差图。
18.附图标记表示为：
19.a、压缩机；b、冷凝器；c、过冷器；d、蒸发器；e、涡轮增压器；ea、膨胀端；eb、压缩端；v1a、第二节流装置；v1b、第一节流装置。
具体实施方式
20.结合参见图1至图3所示，根据本技术的实施例，空调系统包括压缩机a、冷凝器b、第一节流装置v1b、蒸发器d和涡轮增压器e，涡轮增压器e包括压缩端eb和膨胀端ea，压缩机a、冷凝器b、第一节流装置v1b、蒸发器d和压缩端eb串联形成制冷循环回路，制冷循环回路上设置有旁通管路，旁通管路的一端连接至冷凝器b的出口端，另一端经膨胀端ea连接至压缩机a的吸气口，位于膨胀端ea的进口侧的旁通管路上设置有第二节流装置v1a。
21.该空调系统应用了涡轮增压器e对压缩机a的吸气口进行增压，能够提升压缩机a的吸气端压力，增大循环流量，以满足高负荷、高压比需求，降低对压缩机a的要求，即压缩机a不需要保持很高的频率运转，提高压缩机a的可靠性，同时，通过在涡轮增压器e的膨胀端ea的进口侧管路上设置第二节流装置v1a，能够对进入到膨胀端ea的冷媒进行节流降压，改善进入到膨胀端ea的冷媒状态，降低涡轮增压器e的膨胀端ea发生液击的风险，提高涡轮增压器e的运行可靠性。
22.在本实施例中，冷媒经冷凝器b冷凝放热之后，一部分进入到旁通管路内，经第二节流装置v1a节流降压之后，进入到膨胀端ea进行膨胀做功，驱动涡轮增压器工作，由于冷媒经第二节流装置v1a节流降压，因此可以有效避免冷媒呈液态化进入膨胀端ea内，进而避免膨胀端ea发生液击现象。另一部分冷媒沿着冷媒循环回路流动，经第一节流装置v1b节流降压之后，进入到蒸发器d内进行蒸发吸热，然后再进入到涡轮增压器e的压缩端eb内进行压缩，压缩之后的其它冷媒与膨胀做功之后的气态冷媒混合，进入到压缩机a的吸气端。
23.由于膨胀端ea的输出端冷媒压力和压缩端eb的输出端冷媒压力均大于蒸发器d的出口端冷媒压力，因此可以使得压缩机a的吸气口冷媒压力大于常规结构中蒸发器d的出口
直接与压缩机a的吸气口相连时的压缩机a的吸气口冷媒压力，因此能够借助涡轮增压器e提升压缩机a的吸气端压力，增大循环流量，提高空调负荷需求大、机组高低压比大的情况下机组的能效。
24.此外，由于进入到压缩机a的吸气端冷媒为混合冷媒，混合冷媒包括经压缩端eb压缩之后的冷媒，以及对膨胀端ea膨胀做功之后的冷媒，因此，压缩机a的吸气端冷媒压力要受到压缩端eb压缩之后的冷媒压力以及对膨胀端ea膨胀做功之后的冷媒压力的影响，在需要对压缩机a的吸气端冷媒压力进行调节时，可以单独调节混合冷媒中的任意一个冷媒压力，也可以同时调节两个冷媒的压力，使得压缩机a的吸气端冷媒压力调节更加灵活。此外，由于压缩机a的吸气端压力的调节可以仅通过调节对膨胀端ea膨胀做功之后的冷媒压力来实现，因此可以在保证蒸发器d的制冷量恒定的情况下实现压缩机a的吸气端压力调节，能够提高压缩机a的吸气端压力调节过程中温度调节的稳定性，减小调节过程的温度波动，提高用户的使用体验。
25.涡轮增压器在工作的过程中，也可以回收一部分膨胀功，从而无需耗电，能够节省电能，进一步提高系统可靠性，提高机组能效。例如正常室外-20℃时压缩机做功10kw，本技术方案压缩机耗功只需7kw，压缩机需要电驱动，涡轮输出的功供给同轴的压缩端，压缩端预压缩不需要额外电输入。
26.为了更进一步提高冷媒进入旁通管路后的气化效果，更加有效地避免膨胀端ea发生液击现象，在制冷循环回路上还可以设置闪发器，旁通管路连接至闪发器的气态冷媒出口端，第一节流装置连接至闪发器的液态冷媒出口端，从而更加有效地避免旁通管路中混入液态冷媒，影响涡轮增压器的工作性能。
27.在一个实施例中，空调系统还包括过冷器c，过冷器c的吸热部连接在旁通管路上，过冷器c的放热部连接在制冷循环回路上，旁通管路内的冷媒经吸热部吸收制冷循环回路经放热部所释放的热量，对制冷循环回路进行过冷。
28.在本实施例中，过冷器c主要存在着两个作用，对于冷媒循环回路而言，其主要作用是对进入第一节流装置v1b和蒸发器d内的冷媒进行过冷，提高系统的过冷度，提升单位质量的制冷量，提高蒸发器d的制冷性能；对于旁通管路而言，其主要作用是利用冷媒循环回路过冷所释放的热量来加热旁通管路中的冷媒，使得旁通管路中的冷媒气化更加充分，从而更加有效地保证经旁通管路进入到膨胀端ea内的冷媒均为气态冷媒，避免膨胀端ea发生液击现象，提高涡轮增压器的工作可靠性。
29.在一个实施例中，旁通管路的第一端与制冷循环回路交接于第一点，旁通管路的第二端与制冷循环回路交接与第二点，第一点和第二点之间的制冷循环回路为主路，主路与旁通管路并联。
30.在一个实施例中，旁通管路的冷媒和主路的冷媒在第二点汇合后流动至压缩机a的吸气口。
31.在本实施例中，压缩端eb所在的管路和膨胀端ea所在的管路并联，使得压缩机的排气口的气态冷媒可以在经冷凝器b散热之后，通过第二节流装置v1a节流降压后，通过过冷器c吸热，然后直接进入到膨胀端ea，不会经过压缩端eb，可以更加有效地保证进入膨胀端ea的冷媒为气态冷媒，更加有效地避免液击现象。
32.在一个实施例中，压缩机a为涡旋压缩机、转子压缩机、螺杆压缩机和离心式压缩
机中的任一种。
33.在一个实施例中，压缩端eb为螺杆压缩机、活塞压缩机和离心式压缩机中的任一种。
34.在一个实施例中，膨胀端ea为活塞膨胀机或透平膨胀机。
35.在一个实施例中，第一节流装置v1b为电子膨胀阀、热力膨胀阀、毛细管或孔板节流装置。
36.在一个实施例中，第二节流装置v1a为电子膨胀阀或热力膨胀阀。
37.结合参见图1至图3所示，从涡轮增压器e出来的两路压力较低的气体冷媒2(压力为p2)经压缩机a进行一次压缩后为高压气体冷媒3(压力为p3)，之后经冷凝器b冷凝放热为高压液态冷媒4(压力为p3)，其中一部分高压液态冷媒4经支路电子膨胀阀v1a节流降压为冷媒7(压力为p7)后流入过冷器c，与另一部分主路的高压液态冷媒4进行换热，主路高压液态冷媒被过冷，支路冷媒7吸热之后成为过热的支路气体冷媒8，中间压力(压力为p7)的支路气态冷媒8进入涡轮增压器e的涡轮端ea，经膨胀后为压力较低的过热气态冷媒2`(压力为p2`)。
38.主路被过冷的高压液态冷媒5经电子膨胀阀v1b节流降压为两相冷媒6(压力为p6)后流入蒸发器d，吸收外界低温热源，成为低压气态冷媒1(压力为p6)。冷媒1进入涡轮增压器e的压缩端eb，被压缩后为压力较低的过热气态冷媒2``(压力为p2``)。之后从涡轮增压器e流出的两路气体冷媒2`和2``混合，混合后是气态冷媒2。
39.涡轮增压器在本技术中的作用：膨胀端ea为涡轮，压缩端eb为压缩机，涡轮和膨胀机为同轴结构，高压气体推动涡轮对外输出功，将高压气体内能转化为涡轮的动能，通过转轴带动涡轮增压器的压缩机转动，涡轮增压器的压缩机对冷媒进行压缩。
40.以上压力大小关系如下：p3》p7》p2》p6＝p1。
41.本技术实施例的空调系统可用于大压比工况，例如冷冻冷藏、超低温制冷、超低温制热等，具有能效高的优点。
42.本领域的技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各有利方式可以自由地组合、叠加。
43.以上仅为本技术的较佳实施例而已，并不用以限制本技术，凡在本技术的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。以上仅是本技术的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本技术的保护范围。