空调器及其压缩式制冷系统的制作方法

1.本发明涉及压缩制冷技术，特别是涉及一种空调器及其压缩式制冷系统。


背景技术：

2.压缩式制冷系统一般性包括通过冷媒管理连接起来的压缩机、冷凝器、过滤器、节流装置、蒸发器，压缩机吸入从蒸发器出来的较低压力的工质蒸汽，使之压力升高后送入冷凝器，在冷凝器中冷凝成压力较高的液体，节流装置可以为毛细管，从冷凝器中排出的冷媒经毛细管节流后，成为压力较低的液体后，送入蒸发器，在蒸发器中吸热蒸发而成为压力较低的蒸汽，再送入压缩机的入口，从而完成制冷循环。过滤器可设置在毛细管之前，以过滤出冷媒中的杂质，防止毛细管堵塞。由于通常冷媒流向可以进行切换，因此，为了在两个方向上，过滤进入毛细管的冷媒中的杂质，可在毛细管的两端分别设置过滤器，也即，有一个过滤器必然处于毛细管之后。
3.然而，发明人意识到，毛细管的内径相对于过滤器的内径要小很多，冷媒经毛细管节流后排入过滤器中压力会得到瞬间释放，冷媒流向发生紊乱，冷媒流动造成湍流异音，因此有必要进行改进。


技术实现要素：

4.本发明的一个目的旨在克服现有技术中的至少一个缺陷，提供一种空调器及其压缩式制冷系统。
5.本发明一个进一步的目的是要降低流入过滤器的冷媒的湍流强度，降低整个压缩式制冷系统的振动以及噪音。
6.本发明另一个进一步的目的是要确定扩径次数，并确保能够适配过滤器的连接口的内径。
7.特别地，本发明提供了一种压缩式制冷系统，包括串接于冷媒循环流路中且通过连接管段相连的毛细管和过滤器，连接管段的第一端与毛细管的一端相连，连接管段的第二端与过滤器的连接口相连，并且连接管段还设置成：自其第一端至第二端的方向上，通过至少一次扩大内径使连接管段的第二端的外径适配于过滤器的连接口，并降低流入过滤器的冷媒的湍流强度。
8.可选地，连接管段的扩径次数n、毛细管的内径d以及过滤器的连接口的内径d之间满足：当2k·
d＜d≤2
(k+1)
·
d时，n＝k+1，其中k为自然数。
9.可选地，连接管段还设置成通过扩口段连接扩径前和扩径后的两条管段。
10.可选地，相邻的扩径前与扩径后的两条管段的长度比值处于1至2之间。
11.可选地，连接管段中，与过滤器直接连接的管段长度不小于15cm。
12.可选地，相邻的扩径后和扩径前的两条管段的内径比不大于2。
13.可选地，连接管段的壁厚随内径的增大而增大。
14.可选地，过滤器为两个，且两个过滤器分别通过一连接管段连接于毛细管的两端。
15.可选地，压缩式制冷系统还包括：压缩机、流路切换阀、第一换热器组以及第二换热器组；压缩机具有排气口以及回气口；流路切换阀为四通阀，其具有进口、第一出口、第二出口和第三出口，进口与压缩机的排气口相连，第一出口与第一换热器组连接，第二出口与第二换热器组连接，第三出口与压缩机的回气口连接，第一换热器组与第二换热器组连接，且二者之间设置有毛细管以及过滤器。
16.特别地，本发明还提供了一种空调器，包括根据上述任一项的压缩式制冷系统。
17.本发明的压缩式制冷系统，由于连接管段的第一端与毛细管的一端相连，连接管段的第二端与过滤器的连接口相连，且连接管段还设置成自其第一端至第二端的方向上，通过至少一次扩大内径，使连接管段的第二端的外径适配于过滤器的连接口，并降低流入过滤器的冷媒的湍流强度，降低整个压缩式制冷系统的振动以及噪音。
18.进一步地，本发明的压缩式制冷系统，连接管段的扩径次数n、毛细管的内径d以及过滤器的连接口的内径d之间满足：当2k·
d＜d≤2
(k+1)
·
d时，n＝k+1，其中k为自然数，其中2k·
d可理解为在毛细管的内径d基础上，以2倍的倍率(也即扩径后和扩径前的两条管段的内径比为2)扩径k次之后连接管段170的内径，此时，d仍然大于2k·
d，但小于等于2
(k+1)
·
d，也就是说，以2倍的倍率扩径k次后，还需要继续一次扩径，也就是说，确定出扩径次数为k+1次。
19.进一步地，本发明的压缩式制冷系统，连接管段通过扩口段连接扩径前和扩径后的两条管段，并且扩口段与连接管段的轴线之间的夹角不超过60
°
，保证扩口段的扩口幅度不会过大，降低扩口段开裂的概率，进而保证整个连接管段的机械强度。
20.根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本发明的上述以及其他目的、优点和特征。
附图说明
21.后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：
22.图1是根据本发明一个实施例的压缩式制冷系统的示意图；
23.图2是根据本发明一个实施例的压缩式制冷系统中过滤器与毛细管的连接关系示意图；
24.图3是根据本发明一个实施例的空调器的制冷原理示意性框图。
具体实施方式
25.首先需要说明的是，下文描述中，术语“中心”、“周向”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
26.参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
27.术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征，也即包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。当某个特征“包括或者包含”某个或某些其涵盖的特征时，除非另外特别地描述，这指示不排除其它特征和可以进一步包括其它特征。
28.除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”“耦合”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。本领域的普通技术人员，应该可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
29.除非另有限定，本实施例的描述中所使用的全部术语(包含技术术语与科学术语)具有与本技术所属的技术领域的普通技术人员所通常理解的相同含义。
30.参见图1，图1是根据本发明一个实施例的压缩式制冷系统100的示意图。
31.本发明首先提供一种压缩式制冷系统100，该压缩式制冷系统100一般性地可包括通过冷媒管路连接起来的压缩机110、流路切换阀120、第一换热器组130、毛细管150、过滤器160以及第二换热器组140。
32.压缩机110作为制冷系统100的动力，其通过压缩作用提高制冷剂蒸气的压力和温度，创造将制冷剂蒸气的热量向外界环境介质转移的条件，即将低温低压制冷剂蒸气压缩至高温高压状态。
33.第一换热器组130和第二换热器组140均是一个热交换设备，以利用各自所处环境的空气来与流经其内的冷媒进行换热。
34.流路换热阀设置于压缩机110的出口，流路切换阀120可为四通阀，其具有进口121、第一出口122、第二出口123和第三出口124。进口121与压缩机110的排气口相连，第一出口122与第一换热器组130连接，第二出口123与第二换热器组140连接，第三出口124与压缩机110的回气口连接，第一换热器组130与第二换热器组140连接，并且二者之间设置有毛细管150。
35.四通阀可通过切换进口121、第一出口122、第二出口123和第三出口124的连通，使压缩机110排出的冷媒先进入第一换热器组130后进入第二换热器组140，或者先进入第二换热器组140后进入第二换热器组140，以使第一换热器组130或者第二换热器组140在放热或者吸热之间切换。
36.具体地，四通阀可切换成使进口121与第一出口122相连通，且第二出口123与第三出口124相连通。压缩机110排出的高温高压冷媒先通过进口121、第一出口122排向第一换热器组130。高温高压冷媒可流经第一换热器组130时换热降温，以形成低温高压冷媒。从第一换热器组130排出后，低温高压冷媒再流经毛细管150，被毛细管150节流降压，以形成低
温低压冷媒。低温低压冷媒最终排入第二换热器组140，在第二换热器组140内进行蒸发吸热，以降低周围空气的温度，最终从第二换热器组130排出后，经过第二出口123、第三出口124以及压缩机110的回气口回到压缩机110重新被压缩。
37.在具体的应用场景中，当第二换热器组140被设置为调节目标环境的温度时，该四通阀的上述切换可用于第二换热器组140吸收目标环境的热量，也即实现制冷。
38.该四通阀还可切换成使进口121与第二出口123相连通，且第一出口122与第三出口124相连通。压缩机110排出的高温高压冷媒先通过进口121、第二出口123排向第二换热器组140。高温高压冷媒可流经第二换热器组140时换热降温，以形成低温高压冷媒。从第二换热器组140排出后，低温高压冷媒再流经毛细管150，被毛细管150节流降压，以形成低温低压冷媒。低温低压冷媒最终排入第一换热器组130，在第一换热器组130内进行蒸发吸热，以降低周围空气的温度。
39.在具体的应用场景中，当第二换热器组140被设置为调节目标环境的温度时，该四通阀的上述切换可用于第二换热器组140向目标环境放出热量，也即实现制热。
40.需要说明的是，第一换热器组130可为一个换热器，也可为多个并联的换热器。当采用多个并联的换热器时，每条并联管路上各自设置有控制阀，以便控制冷媒流路。同样地，第二换热器组140可为一个换热器，也可为多个并联的换热器，在此不作赘述。
41.过滤器160用于过滤冷媒中的杂质。由于毛细管150的内径非常小，因此，为了防止冷媒中的杂质堵塞毛细管150，过滤器160可设置在毛细管150的进口，以提前过滤出将要进入毛细管150的冷媒中杂质。
42.而由于冷媒在流路切换阀120的作用下能够实现切换流向，也就是说，毛细管150的两端均可作为进口，因此，最好在毛细管150的两端分别设置一过滤器160，以确保冷媒无论以何种方向流动时，均可在进入毛细管150之前均可被得到过滤。
43.由于上述所提及的压缩机110、流路切换阀120、第一换热器组130、毛细管150、过滤器160以及第二换热器组140均是本领域技术人员所习知，各自具体的工作原理以及内部构造在此不做过多赘述。
44.参见图2，图2是根据本发明一个实施例的压缩式制冷系统100中过滤器160与毛细管150的连接关系示意图。
45.在一些实施例中，毛细管150与过滤器160通过连接管段170相连。具体地，连接管段170的第一端与毛细管150的一端相连，连接管段170的第二端与过滤器160的连接口相连。
46.连接管段170还设置成：自其第一端至第二端的方向上，通过至少一次扩大内径，使连接管段170的第二端的外径适配于过滤器160的连接口，并降低流入过滤器160的冷媒的湍流强度。
47.技术人员意识到，由于毛细管150的两端分别设置一过滤器160，那么也就是说，毛细管150的下游也必然存在一个过滤器160。通常，毛细管150的内径非常小，其内径大约处于0.4mm至2.5mm之间，而过滤器160的内径可达到10mm左右，因此，相比于毛细管150，过滤器160的内径要大得多，冷媒从毛细管150流入下游的过滤器160会瞬间得到释放，冷媒流向发生紊乱，造成湍流异音，甚至会使整个制冷系统造成剧烈的振动，影响用户的使用体验感。
48.在本实施例中，由于连接管段170在其第一端至第二端的方向上(即毛细管150至下游过滤器160的方向上)设置成一次或多次扩径，这样冷媒流出毛细管150之后在连接管段170内逐渐地释放压力，这样使得释放压力之后的冷媒能够平稳地进入过滤器160中，从而降低了流入过滤器160的冷媒的湍流强度，降低了整个压缩式制冷系统100的振动以及噪音，上述技术效果技术人员已经在试制产品中得到验证。
49.此外，连接管段170的最靠近过滤器160的连接口的一段与过滤器160的连接口相适配，以便连接管段170与过滤器160的连接口连接。
50.进一步地，连接管段170的扩径次数n、毛细管150的内径d以及过滤器160的连接口的内径d之间满足：当2k·
d＜d≤2
(k+1)
·
d时，n＝k+1，其中k为自然数。
51.上述关系式可变形为：当2k＜d/d≤2
(k+1)
时，n＝k+1，其中k为自然数。其中d/d可衡量毛细管150的内径d与过滤器160的连接口的内径d之间的差距，当差距越大时，k值越大，确定出的扩径次数n就越大。
52.也就是说，当毛细管150的内径d与过滤器160的连接口的内径d之间的差距越大时，可通过多次扩径的方式，逐渐地增大连接管段170的内径，冷媒进入连接管段170后也会逐级释放压力，这样使得冷媒释放压力的过程更加平顺，不易产生新的振动以及噪音。
53.再进一步分析上文所公开的关系式：2k·
d可理解为在毛细管150的内径d基础上，以2倍的倍率(也即扩径后和扩径前的两条管段的内径比为2)扩径k次之后连接管段170的内径，此时，d仍然大于2k·
d，但小于等于2
(k+1)
·
d，也就是说，以2倍的倍率扩径k次后，还需要继续一次扩径，也就是说，确定出扩径次数为k+1次。
54.最后一次(即k+1次)扩径主要以适配过滤器160的连接口的内径为目的，以满足安装要求。但是在一些特殊的情况下，最后一次还可以2倍的倍率扩径，且扩径之后的内径刚好与过滤器160的连接口相适配。
55.下面进行举例说明。
56.例如，当毛细管150的内径d为2mm，过滤器160的连接口的内径d为3.7mm时，那么取k＝0，即d＜d≤2d，可以确定出连接管段170的扩径次数n为1。也就是说，当连接管段170自毛细管150的端部经过一次扩大内径后连接于过滤器160的连接口，因此，经过一次扩径之后既解决了连接管段170与过滤器160适配问题，又能够使冷媒进入过滤器160之前，压力得到提前释放，降低了流入过滤器160的冷媒的湍流强度，降低了整个压缩式制冷系统100的振动以及噪音。
57.在适配过滤器160的连接口时应当根据连接管段170与过滤器160的连接口安装方式来确定。例如在安装时连接管段170需要插入过滤器160的连接口时，经过扩径之后的内径需要考虑到管壁厚度的影响。在安装时连接管段170直接与过滤器160的连接口对接焊接时，需要使扩径之后的管段内径与过滤器160的连接口匹配。
58.又例如，当毛细管150的内径d为2.7mm，过滤器160的连接口的内径d为9.52mm时，那么取k＝1，即2d＜d≤4d，可以确定出连接管段170的扩径次数n为2。
59.也就是说，当连接管段170自毛细管150的端部经过两次扩大内径后连接于过滤器160的连接口，因此，经过最后一次扩径之后即需适配过滤器160的连接口。
60.在确定第一次扩径后的内径时，可根据相关设计规范(例如《制冷管路设计规范》)选择合适的内径数值。例如，当毛细管150的内径d为2.7mm，过滤器160的连接口的内径d为
9.52mm，第一次扩径之后的管段内径可为4.76mm，第二次扩径之后的管段内径可为9.52mm(但是由于制冷管路的壁厚较小，通常为0.6mm至1.5mm左右，此处暂时忽略管壁厚度的影响)。
61.但是应当注意的是，相邻的扩径后和扩径前的两条管段的内径比不宜大于2，以避免扩径幅度过大造成冷媒在连接管路中形成新的湍流。
62.再例如，当毛细管150的内径d为2.7mm，过滤器160的连接口的内径d为18.85mm时，那么取k＝2，即4d＜d≤8d，可以确定出连接管段170的扩径次数n为3。第一次扩径之后的管段内径可为4.76mm，第二次扩径之后的管段内径可为9.52mm，第三次扩径之后的管段内径可为18.85mm。
63.需要说明的是，上述具体数值是为了举例说明，并不是代表着必须选择这种特定尺寸，本领域技术人员可以根据上文所公开的关系式，并结合实际情况来确定扩径次数。
64.在一些实施例中，连接管段170还设置成通过扩口段180连接扩径前和扩径后的两条管段。
65.进一步地，扩口段180与连接管段170的轴线之间的夹角θ不超过60
°
，这样保证扩口段180的扩口幅度不会过大，降低扩口段180开裂的概率，进而保证整个连接管段170的机械强度。
66.在一些实施例中，相邻的扩径前和扩径后的两条管段的长度比值处于1至2之间，例如1、1.5、2等。
67.也就是说，扩径之后的管段长度要小于扩径之前的管段长度，这样能够降低冷媒进入扩径之后的管段后形成的冲量程度，进一步降低冷媒流的紊乱而造成的湍流异音。
68.在一些实施例中，连接管段170中，与过滤器160直接连接的管段长度不小于15cm。
69.当通过插入过滤器160的连接口的安装方式安装连接管段170时，在一些规范要求下，需要保证插入过滤器160的长度达到15cm，因此将与过滤器160直接连接的管段(即最后一段管段)长度设置成不小于15cm，以保证最后一段管段长度足够长，以便满足安装要求。
70.在一些实施例中，连接管段170的壁厚随内径的增大而增大，以保证连接管段170在承受高压、高温等环境下不会发生失效或破裂等情况，保证整个制冷系统的可靠性。
71.参见图3，图3是根据本发明一个实施例的空调器200的制冷原理示意性框图。
72.此外，本发明还提供一种空调器200，该制冷设备可采用上述的压缩式制冷系统100。
73.该空调器200的形式可以为多种，例如分体式空调器、一体式空调器、风管式空调等。
74.以分体式空调器为例，其可包括设置于室内的室内机210以及设置于室外的室外机220。压缩机110以及第一换热器组130均布置于室外机220中，第二换热器组140设置于室内机210，也就是说，第二换热器组140被设置为调节目标环境的温度。
75.进一步地，流路切换阀120、毛细管150以及过滤器160也布置于室外机220内。
76.该分体式空调器还可包括室外机风机222，室外机风机222设置于室外机220内，以促使第一换热器组130与室外空气换热。
77.进一步地，该分体式空调器还可包括室内机风机212。室内机风机212设置于室内机210内，以促使第二换热器组140与室内空气换热。
78.本发明的压缩式制冷系统100，由于连接管段170的第一端与毛细管150的一端相连，连接管段170的第二端与过滤器160的连接口相连，且连接管段170还设置成自其第一端至第二端的方向上，通过至少一次扩大内径，使连接管段170的第二端的外径适配于过滤器160的连接口，并降低流入过滤器160的冷媒的湍流强度，降低整个压缩式制冷系统100的振动以及噪音。
79.进一步地，本发明的压缩式制冷系统100，连接管段170的扩径次数n、毛细管150的内径d以及过滤器160的连接口的内径d之间满足：当2k·
d＜d≤2
(k+1)
·
d时，n＝k+1，其中k为正整数，当以2倍的倍率(也即扩径后和扩径前的两条管段的内径比为2)扩径时，经过前k次扩径后连接管段170的内径接近过滤器160的连接口的内径，在此基础上，扩径时不足以进行2倍扩径，因此最后一次(k+1次)扩径应当以适配过滤器160的连接口的内径为目的，以满足安装要求。
80.进一步地，本发明的压缩式制冷系统100，由于连接管段170的扩径次数n、毛细管150的内径d以及过滤器160的连接口的内径d之间满足：当2k·
d＜d≤2
(k+1)
·
d时，n＝k+1，其中k为自然数，当毛细管150的内径与过滤器160的连接口的内径差距越大时，k值越大，确定出的扩径次数n就越大，因此连接管段170可通过多次扩径的方式，逐渐地扩大内径，冷媒进入连接管段170后也会逐级释放压力，这样使得冷媒释放压力的过程更加平顺，不易产生新的振动以及噪音。
81.至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本发明的多个示例性实施例，但是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，仍可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此，本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。

技术特征：
1.一种压缩式制冷系统，包括串接于冷媒循环流路中且通过连接管段相连的毛细管和过滤器，其特征在于，所述连接管段的第一端与所述毛细管的一端相连，所述连接管段的第二端与所述过滤器的连接口相连，并且所述连接管段还设置成：自其第一端至第二端的方向上，通过至少一次扩大内径使所述连接管段的第二端的外径适配于所述过滤器的连接口，并降低流入所述过滤器的冷媒的湍流强度。2.根据权利要求1所述的压缩式制冷系统，其特征在于，所述连接管段的扩径次数n、所述毛细管的内径d以及所述过滤器的连接口的内径d之间满足：当2
k
·
d＜d≤2
(k+1)
·
d时，n＝k+1，其中k为自然数。3.根据权利要求1所述的压缩式制冷系统，其特征在于，所述连接管段还设置成通过扩口段连接扩径前和扩径后的两条管段。4.根据权利要求1所述的压缩式制冷系统，其特征在于，相邻的扩径前与扩径后的两条管段的长度比值处于1至2之间。5.根据权利要求1所述的压缩式制冷系统，其特征在于，所述连接管段中，与所述过滤器直接连接的管段长度不小于15cm。6.根据权利要求1所述的压缩式制冷系统，其特征在于，相邻的扩径后和扩径前的两条管段的内径比不大于2。7.根据权利要求1所述的压缩式制冷系统，其特征在于，所述连接管段的壁厚随内径的增大而增大。8.根据权利要求1所述的压缩式制冷系统，其特征在于，所述过滤器为两个，且两个所述过滤器分别通过一所述连接管段连接于所述毛细管的两端。9.根据权利要求1所述的压缩式制冷系统，其特征在于，还包括：压缩机、流路切换阀、第一换热器组以及第二换热器组；所述压缩机具有排气口以及回气口；所述流路切换阀为四通阀，其具有进口、第一出口、第二出口和第三出口，所述进口与所述压缩机的排气口相连，所述第一出口与所述第一换热器组连接，所述第二出口与所述第二换热器组连接，所述第三出口与所述压缩机的回气口连接，所述第一换热器组与所述第二换热器组连接，且二者之间设置有所述毛细管以及所述过滤器。10.一种空调器，其特征在于包括根据权利要求1至9任一项所述的压缩式制冷系统。

技术总结
本发明提供了一种空调器及其压缩式制冷系统，该压缩式制冷系统包括串接于冷媒循环流路中且通过连接管段相连的毛细管和过滤器，连接管段的第一端与毛细管的一端相连，连接管段的第二端与过滤器的连接口相连，并且连接管段还设置成：自其第一端至第二端的方向上，通过至少一次扩大内径使连接管段的第二端的外径适配于过滤器的连接口，并降低流入过滤器的冷媒的湍流强度。本发明的压缩式制冷系统能够降低流入过滤器的冷媒的湍流强度，降低整个压缩式制冷系统的振动以及噪音。式制冷系统的振动以及噪音。式制冷系统的振动以及噪音。


技术研发人员：徐菲菲 王德平 王威 杨文钧
受保护的技术使用者：青岛海尔空调电子有限公司 青岛海尔智能技术研发有限公司 海尔智家股份有限公司
技术研发日：2023.07.31
技术公布日：2023/9/26