本發(fā)明涉及空氣冷凝交換設(shè)備，具體是涉及一種基于低溫冷媒二次利用的高效換熱空調(diào)機(jī)組及方法。

背景技術(shù)：

1、機(jī)柜空調(diào)在設(shè)備散熱、室內(nèi)降溫等領(lǐng)域的應(yīng)用日益廣泛。然而，傳統(tǒng)風(fēng)扇散熱方式已難以滿足現(xiàn)代化設(shè)備的需求?，F(xiàn)有的機(jī)柜空調(diào)系統(tǒng)主要通過壓縮機(jī)對(duì)冷媒進(jìn)行壓縮、冷凝放熱，再通過蒸發(fā)器吸熱來降低環(huán)境溫度。從現(xiàn)有機(jī)柜空調(diào)的制冷原理來看，空調(diào)吸風(fēng)口周圍環(huán)境溫度越高，系統(tǒng)的工作壓力就會(huì)增大，能量消耗也隨之增加。尤其是在夏季高溫環(huán)境下，壓縮機(jī)的工作頻率提高，電力消耗也隨之增大，這對(duì)電力系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)加重，并不利于機(jī)柜空調(diào)的持續(xù)安全運(yùn)行。因此，改善冷凝器的工作環(huán)境對(duì)于提升機(jī)柜空調(diào)的工作效率至關(guān)重要。

2、中國(guó)專利cn112268314b公開了一種高效換熱空調(diào)機(jī)組，該方案包括殼體、壓縮機(jī)、內(nèi)循環(huán)制冷裝置、外循環(huán)散熱裝置等組件，并通過多層平行流動(dòng)蒸發(fā)器和雙層冷卻結(jié)構(gòu)冷凝器配合工作，調(diào)整冷媒流通路線，以實(shí)現(xiàn)低溫冷媒的二次利用，從而有效降低冷凝器周圍的環(huán)境溫度，避免液態(tài)冷媒誤入壓縮機(jī)，然而，該專利的冷媒通過冷凝器后，直接被導(dǎo)入冷凝器進(jìn)行散熱處理。這種方式會(huì)導(dǎo)致冷凝器的溫度波動(dòng)較大。由于外部環(huán)境溫度和冷凝器內(nèi)部溫度的變化，冷凝器的工作溫度區(qū)間會(huì)變得不穩(wěn)定，這直接影響了換熱效果。冷凝器溫度的劇烈波動(dòng)不僅降低了系統(tǒng)的整體熱交換效率，還可能導(dǎo)致系統(tǒng)在不同負(fù)載條件下的制冷效果不一致，從而影響機(jī)柜空調(diào)的穩(wěn)定性和效能。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)上述問題，提供一種基于低溫冷媒二次利用的高效換熱空調(diào)機(jī)組及方法，本發(fā)明通過在膨脹節(jié)流閥與蒸發(fā)器之間設(shè)置儲(chǔ)液罐及第一回流管，實(shí)現(xiàn)對(duì)未氣化液態(tài)冷媒的回收，避免液擊損害壓縮機(jī)；同時(shí)，利用儲(chǔ)液罐內(nèi)低溫冷媒與冷凝器底部冷媒進(jìn)行熱交換，降低冷凝器溫度，減輕壓縮機(jī)負(fù)荷，提升系統(tǒng)運(yùn)行效率和穩(wěn)定性。

2、為解決現(xiàn)有技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種基于低溫冷媒二次利用的高效換熱空調(diào)機(jī)組，包括外循環(huán)機(jī)柜和內(nèi)循環(huán)機(jī)柜，外循環(huán)機(jī)柜內(nèi)設(shè)置有壓縮機(jī)和冷凝器，內(nèi)循環(huán)機(jī)柜內(nèi)設(shè)置有蒸發(fā)器，冷凝器和蒸發(fā)器之間設(shè)置有膨脹節(jié)流閥，冷凝器具有與壓縮機(jī)連接的第一輸送管，以及與膨脹節(jié)流閥連接的第二輸送管；蒸發(fā)器與壓縮機(jī)之間通過第三輸送管連接，蒸發(fā)器通過第四輸送管與膨脹節(jié)流閥連接；蒸發(fā)器與膨脹節(jié)流閥之間設(shè)置有與第四輸送管連通的儲(chǔ)液罐，儲(chǔ)液罐用于存儲(chǔ)低溫低壓的液態(tài)冷媒；蒸發(fā)器上設(shè)置有用于將蒸發(fā)器內(nèi)未氣化的液態(tài)冷媒通往儲(chǔ)液罐的第一回流管；第二輸送管外纏繞有冷卻管，冷卻管的其中一端與儲(chǔ)液罐連通，冷卻管的另外一端與第四輸送管連通，使儲(chǔ)液罐內(nèi)的低溫冷媒通過冷卻管形成循環(huán)回路，從而降低冷凝器底部的液態(tài)冷媒溫度。

3、優(yōu)選的，第二輸送管設(shè)置于冷凝器的底部，且第二輸送管為u字形結(jié)構(gòu)，冷卻管呈螺旋狀纏繞至第二輸送管上。

4、優(yōu)選的，膨脹節(jié)流閥的旁側(cè)還設(shè)置有用于對(duì)液態(tài)冷媒進(jìn)行分配且與其連通的分配閥，第四輸送管上設(shè)置有第一支路，第一支路用于將液態(tài)冷媒通往儲(chǔ)液罐，且第一支路上設(shè)置有第一電磁閥。

5、優(yōu)選的，冷卻管與分配閥之間設(shè)置有能對(duì)于冷媒進(jìn)行降溫的毛細(xì)管，毛細(xì)管呈螺旋狀結(jié)構(gòu)，毛細(xì)管的其中一端與分配閥連接，毛細(xì)管的另外一端與冷卻管連接。

6、優(yōu)選的，儲(chǔ)液罐內(nèi)設(shè)置有一個(gè)上方具有開口的環(huán)形筒，環(huán)形筒將儲(chǔ)液罐內(nèi)部分隔為儲(chǔ)液腔和排液腔，第一回流管延伸至儲(chǔ)液罐的底部并與儲(chǔ)液腔的內(nèi)部連通，且蒸發(fā)器的第一回流管上設(shè)置有第一單向閥；排液腔上設(shè)置有液體輸送泵，液體輸送泵上還設(shè)置有第二支路，第二支路用于將冷媒從排液腔內(nèi)導(dǎo)出通往第四輸送管，第二支路上設(shè)置有第二電磁閥。

7、優(yōu)選的，儲(chǔ)液罐的頂部設(shè)置有氣液分離器，氣液分離器上設(shè)置有排氣管，排氣管用于將儲(chǔ)液罐內(nèi)的氣態(tài)冷媒導(dǎo)入壓縮罐內(nèi)，排氣管上設(shè)置有第二單向閥。

8、優(yōu)選的，儲(chǔ)液罐上還設(shè)置有與第二支路連通的第二回流管，第二回流管延伸至冷凝器的頂部，且第二回流管與第一輸送管連通，第二回流管上設(shè)置有第三電磁閥和第三單向閥，冷凝器上設(shè)置有用于對(duì)冷凝器內(nèi)的壓力進(jìn)行監(jiān)測(cè)的壓力傳感器，第二支路上還設(shè)置有用于將液態(tài)冷媒導(dǎo)入冷卻管的第三支路，第三支路上設(shè)置有第四電磁閥。

9、優(yōu)選的，外循環(huán)機(jī)柜上設(shè)置有用于對(duì)冷凝器進(jìn)行散熱的第一風(fēng)扇，外循環(huán)機(jī)柜的頂部設(shè)置有用于對(duì)冷凝器進(jìn)行降溫的散熱口，外循環(huán)機(jī)柜的底部設(shè)置有用于對(duì)壓縮機(jī)進(jìn)行散熱的通風(fēng)口。

10、優(yōu)選的，內(nèi)循環(huán)機(jī)柜上設(shè)置有用于對(duì)蒸發(fā)器進(jìn)行吹風(fēng)的軸流風(fēng)扇，內(nèi)循環(huán)機(jī)柜的頂部和底部分別設(shè)置有進(jìn)風(fēng)口和出風(fēng)口。

11、一種低溫冷媒二次利用方法，應(yīng)用于上述的一種基于低溫冷媒二次利用的高效換熱空調(diào)機(jī)組，包括有以下步驟：

12、s1：?jiǎn)?dòng)壓縮機(jī)，壓縮機(jī)將低溫低壓氣態(tài)冷媒壓縮為高溫高壓氣體，并通過第一輸送管將壓縮后的氣態(tài)冷媒引導(dǎo)至冷凝器，在冷凝器內(nèi)，高溫高壓的氣態(tài)冷媒通過散熱過程轉(zhuǎn)化為液態(tài)冷媒；

13、s2：液態(tài)冷媒從冷凝器的底部流向膨脹節(jié)流閥，膨脹節(jié)流閥將液態(tài)冷媒進(jìn)行降壓和降溫處理，使其溫度和壓力降低，并將降溫后的液態(tài)冷媒輸送至蒸發(fā)器；

14、s3：降壓后的液態(tài)冷媒通過第四輸送管進(jìn)入蒸發(fā)器，蒸發(fā)器將液態(tài)冷媒進(jìn)一步氣化，并在此過程中吸收周圍空氣的熱量，從而有效地降低空氣溫度，蒸發(fā)器內(nèi)未完全氣化的液態(tài)冷媒通過第一回流管回流至儲(chǔ)液罐，儲(chǔ)液罐將液態(tài)冷媒儲(chǔ)存，并準(zhǔn)備進(jìn)行下一階段的循環(huán)；

15、s4：儲(chǔ)液罐內(nèi)的液態(tài)冷媒引導(dǎo)至冷卻管內(nèi)，冷卻管內(nèi)的低溫冷媒與冷凝器底部流出的液態(tài)冷媒進(jìn)行熱交換，降低冷凝器底部冷媒的溫度，使冷凝器維持良好的散熱性能，減輕壓縮機(jī)的工作負(fù)荷。

16、本發(fā)明相比較于現(xiàn)有技術(shù)的有益效果是：

17、1.本發(fā)明通過在膨脹節(jié)流閥和蒸發(fā)器之間設(shè)置儲(chǔ)液罐，并結(jié)合蒸發(fā)器上的第一回流管設(shè)置，可將蒸發(fā)器內(nèi)未氣化的液態(tài)冷媒回收至儲(chǔ)液罐，有效避免液態(tài)冷媒進(jìn)入壓縮機(jī)，從而降低液擊風(fēng)險(xiǎn)，保護(hù)壓縮機(jī)免受損害，提高系統(tǒng)運(yùn)行的安全性和效率。儲(chǔ)液罐內(nèi)存儲(chǔ)的低溫冷媒通過冷卻管與冷凝器底部的中溫高壓液態(tài)冷媒進(jìn)行熱交換，形成冷媒循環(huán)回路。該方式在降低冷凝器底部冷媒溫度的同時(shí)，減輕了冷凝器的散熱負(fù)擔(dān)，使得冷凝器在高溫環(huán)境中能夠維持良好的散熱性能，從而減少壓縮機(jī)的工作負(fù)荷，進(jìn)一步提升空調(diào)系統(tǒng)的整體能效；

18、2.本發(fā)明通過第二輸送管采用u字形結(jié)構(gòu)布置于冷凝器的底部，通過纏繞在第二輸送管上冷卻管與第二輸送管內(nèi)液態(tài)冷媒進(jìn)行熱交換。由于冷卻管與第二輸送管緊密貼合，且呈螺旋狀設(shè)置，能夠在有限空間內(nèi)實(shí)現(xiàn)較大的換熱面積，利于空調(diào)機(jī)組的小型化與成本控制，同時(shí)能充分利用冷媒之間的溫度差進(jìn)行高效換熱，從而降低第二輸送管內(nèi)中溫高壓液態(tài)冷媒的溫度，由此減輕冷凝器的散熱負(fù)擔(dān)，提升冷凝器的散熱效率，同時(shí)能降低壓縮機(jī)的工作壓力和功耗，延長(zhǎng)壓縮機(jī)的使用壽命，使整個(gè)空調(diào)系統(tǒng)更加節(jié)能高效；

19、3.本發(fā)明通過分配閥的設(shè)置，實(shí)現(xiàn)了膨脹節(jié)流閥輸出冷媒的靈活分流。通過毛細(xì)管的設(shè)置，利用毛細(xì)管的節(jié)流作用使得冷媒在流經(jīng)冷卻管并返回儲(chǔ)液罐的過程中，保持較低且穩(wěn)定的溫度，減少了溫度波動(dòng)對(duì)儲(chǔ)液罐內(nèi)冷媒的影響。儲(chǔ)液罐內(nèi)冷媒溫度的穩(wěn)定性直接影響整個(gè)空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行效率。通過毛細(xì)管降低冷媒的溫度并緩解儲(chǔ)液罐內(nèi)的溫度波動(dòng)，有助于系統(tǒng)在不同負(fù)載和環(huán)境條件下維持穩(wěn)定的工作狀態(tài)，提升空調(diào)機(jī)組的整體穩(wěn)定性和可靠性。