CN100526731C - 复式空调器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种复式空调器，它包括：多个与室内空气进行热交换的室内单元；多个室外单元，每个室外单元具有用于进行热交换的室外热交换器和用于压缩流体的压缩机；将室内单元与室外单元相连的连接管；及使一台室外单元的室外热交换器与至少另一台室外单元的压缩机连通的压力平衡管，因此，本复式空调器通过在供热运行时均衡室内单元之间的低压而在供冷运行时均衡室外单元之间的高压可提高系统的稳定性、可靠性和效率。

Description

复式空调器

技术领域

本发明涉及一种具有多个室外单元和室内单元的复式空调器，更具体地说，涉及一种通过设置用于连接室外单元的压力平衡管能均衡地分配制冷剂和油、并借助于均衡地使用室外单元的部件能提高运行的稳定性、可靠性及效率的复式空调器。

背景技术

对于通用的空调器来说，有一种称之为热泵式或用于四季的空调器，这种空调器被设计成可使制冷剂逆向流动从而具有供冷和供热两种功能。

此外，复式空调器常常设有分别设置在多个室内空间中的室内单元和多台室外单元，以便有效处理仅某些室内单元运行时的部分负荷。目前已对这种多台室内单元和室外单元中的制冷剂输送管的连接结构进行了研究。作为一个实例，美国专利5279131号中公开了一种设有连接在室外单元之间的压力平衡管的复式空调器。图1和2示出了公开在美国专利5279131号中的空调器。

首先，如图1所示，传统的复式空调器设有多个室内单元2a、2b、2c和2d及多个室外单元1a和1b。每个室内单元2a、2b、2c和2d都设有液态制冷剂管3₂和气态制冷剂管4₂。液态制冷剂管3₂和气态制冷剂管4₂与分别设置在多个室外单元1a和1b上的液态制冷剂管3₁和气态制冷剂管4₁相连。室外单元1a和1b通过压力平衡管9和油平衡管10连接在一起，以防止送入各室外单元1a和1b的压缩机内的油不均衡。

图2是传统的室外单元之间的连接关系的放大图。如图中所示，室外单元1a的压缩机11通过排气管20与油分离器相连。在油分离器21中被分离的油经与压缩机11相连的回油管22返回该压缩机。另一室外单元1b具有与此相同的结构。压力平衡管9和油平衡管10连接在各室外单元1a和1b的油分离器21之间，以防止压缩机11之间油不均衡。

传统的复式空调器的运行过程如下。

在供冷运行中，制冷剂从包括室内热交换器的室内单元2a、2b、2c和2d中获取室内热量，并通过液态制冷剂管3和气态制冷剂管4流到室外单元1a和1b。制冷剂经设置于室外单元中的压缩机11压力提高，这样，高压制冷剂通过室外单元热交换器(图中未示出)与室外空气进行热交换。然后，制冷剂经膨胀阀(图中未示出)压力下降，于是，制冷剂再次转变为低压，低压制冷剂再循环到室内单元。

在供热运行中，将热量传给室内的室内热交换器中的制冷剂流动到室外单元1a和1b，同时保持高压。在膨胀阀(图中未示出)中转变成低压的制冷剂经室外单元1a和1b的热交换器与室外空气进行热交换，然后流动到压缩机11。压力被增高的制冷剂再次循环到室内单元。

在传统的复式空调器中，由于压力平衡管9在室外单元1a和1b的油分离器21之间与油平衡管10相互连通，压力平衡管只起在供冷/供热时均衡高压制冷剂压力的作用，所以它存在如下问题。

首先，在供热运行中，由于转变为低压的制冷剂在室外单元之间形成的差异而造成融霜不均匀，因而使系统的效率降低。此外，在室外单元的压缩机容量有差异、或存在室外单元中的压缩机未运行的情况下，由于制冷剂和油的分配不均匀，所以降低了系统运行的稳定性和可靠性。

而且，在以供冷运行工作的室外单元中，在制冷剂转变为高压的部位制冷剂压力急剧升高，这可能引起压缩机损坏。

再者，当某些室外单元以供冷和供热两种模式运行时，运行的部件可能过负荷，此外，也不能均衡地使用各部件。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种复式空调器，它能通过设置用于连接室外单元的压力平衡管均衡地分配制冷剂和油、并借助于均衡地使用室外单元的部件提高系统运行的稳定性、可靠性及效率。

为了获得这些和其它优点，按照本发明的目的和下面具体及概括的描述，提供一种复式空调器，它包括：多个与室内空气进行热交换的室内单元；多个室外单元，每个室外单元都具有用于进行热交换的室外热交换器和用于压缩流体的压缩机；连接室内单元与室外单元的连接管；及使一台室外单元的室外热交换器与至少另一台室外单元的压缩机连通的压力平衡管。

结合附图阅读了下面对本发明的详细描述后，将更清楚地了解本发明的上述和其它目的、特征、方面和优点。

附图说明

对本发明提供进一步理解并构成本申请一部分的附图示出了本发明的实施方式，这些附图与说明书文字部分一起用于解释本发明的原理。

附图中：

图1是传统的室外单元之间连接关系的结构图；

图2是传统的室外单元之间的连接关系的放大结构图；

图3是本发明的复式空调器处于供冷状态的流体流动的结构图；

图4是本发明的复式空调器的控制方框图；及

图5是本发明的复式空调器处于供热状态的流体流动的结构图。

具体实施方式

下面将参照附图所示的实例详细描述本发明的优选实施方式。

图3是本发明的复式空调器处于供冷状态的流体流动的结构图。

如图所示，本发明的复式空调器包括：多个与室内空气进行热交换的室内单元100；多个室外单元200和300，每个室外单元都具有用于进行热交换的室外热交换器220和用于压缩流体的压缩机210；将室内单元100与室外单元200和300相连的连接管；及使一台室外单元的室外热交换器220与至少另一台室外单元的压缩机210连通的压力平衡管400。

每一室内单元100包括：设置在室内空间并与室内空气进行热交换的室内热交换器110；及与室内热交换器110相连并将流体转变成低压低温流体的室内膨胀阀130。

室外单元200包括：多台用于压缩流体并将被压缩的流体转变为高温高压流体的压缩机210；用于将供给压缩机210的流体分离成气体和液体的贮液器215；设置在多个压缩机210的排气侧并切换流体的流动通路的四通阀230；与四通阀230相连并与室外空气进行热交换的室外热交换器220；及与室外热交换器220相连并将流体转变成低温低压流体的室外膨胀阀240。

将多台压缩机210连接成与油平衡管213和油分离器250连通，油平衡管用于适当地将油分配给各压缩机，油分离器用于分离包含在从压缩机210中排出的制冷剂中的油并将油供给压缩机210的入口侧。在油分离器250的下游沿流体的流动方向分别设置逆止阀255，以防止制冷剂回流。

贮液器215连接到压缩机210的入口侧，并只向压缩机提供气态流体，而使液态流体返回到贮液器215。

四通阀230除了与压缩机210的排气侧相连外还与室外热交换器220、贮液器215和室内单元100相连，并根据供冷或供热运行改变流体的流动方向。

室外热交换器220设有用于促进热交换的室外单元风机260。室外热交换器220的一侧设有逆止阀245和室外膨胀阀240，室外热交换器与室内单元100相连。

供热运行时，流过室外膨胀阀240的流体转变成低温低压流体，而在供冷运行时，流体朝逆止阀245绕行。

另一室外单元300与上述室外单元具有相同结构。

压力平衡单元400包括：内管路部件410和连接管路部件420，内管路部件在连接用于将四通阀230与室外热交换器220相连的管路的一侧具有端部，这些端部设置在每一室外单元200和300中，所述连接管路部件与内管路部件410的另外端的各端连通，以使室外单元200和300相互连通。

每一内管路部件410都具有用于开启/关闭流动通路的开启/关闭阀450，在安装后，每个开启/关闭阀450主要处于开启状态。

可设有多根压力平衡管400。

对于压力平衡管400来说，象本发明的实施方式那样，连接四通阀230与室外单元的热交换器220的管路优选被安置成使室外单元200和300相互连接。

此外，在压力平衡管400中，可将连接四通阀230与室外单元的压缩机210的管路安置成使室外单元200和300相互连接。

本发明的复式空调器优选还包括用于控制压缩机未运行的那些室外单元中的至少一台的膨胀阀和室外单元风机的控制单元。

图4是本发明的复式空调器的控制方框图。

如图4所示，控制单元包括：用于从供冷运行和供热运行中选择一种运行方式的模式选择部件510；接收模式选择部件510的信号并执行控制程序的控制器500；及根据控制器500的信号将电信号分别传送到四通阀230、室外单元风机260和膨胀阀240的连接装置。

被制成如微处理器之类的控制器500装有控制程序，并且可根据选择模式有选择地操作四通阀230、室外单元风机260和膨胀阀240。按照这些模式，控制器通过改变四通阀的流动通路改变流体的流动方向，或在某些室外单元的压缩机运行的情况下，操作那些未运行的室外单元的室外单元风机和膨胀阀。

下面描述本发明的运行效果。

首先参照图3，在供冷运行时，在室内单元100中进行热交换的制冷剂流过四通阀230。此时，在控制单元中，对四通阀230的流动通路进行控制，使流体流入贮液器215中。已流入贮液器215的流体中的气态流体被提供给压缩机210，液态流体返回到贮液器215。经压缩机210压缩的气态流体通过四通阀230流向对应的室外热交换器220。此时，部分流体被分流并沿压力平衡管400流动，它们与流向其它室外单元300的室外热交换器320的流体混合，从而使压力均衡。在通过每一室外热交换器220和320进行了热交换的制冷剂一起流到正在运行的室内单元100，并在各室内热交换器110中实现供冷作用之后流到正在运行的室外单元的四通阀230。该过程不断重复地实现供冷作用。在这种情况下，在图3中有高压流体流动的管路用粗线标出。如图中所示，在供冷运行中，压力平衡管400用于平衡高压。

某些室外单元运行的情况如下。为了描述方便，我们假定左侧室外单元200中的压缩机210全都运行，右侧室外单元300中的压缩机310未运行。当多台室内单元中只有某些室内单元运行时，常常有一些室外单元未运行。图3中用箭头示出了流体的流动情况。如图中所示，在室内单元100中进行了热交换的流体借助于四通阀230通过压缩机210运转的那些室外单元200的压缩机210并流到室外热交换器220。此时，部分流体被分流并沿压力平衡单元400流动，然后与流向压缩机310未运行的那些室外单元300的室外热交换器320的流体混合，借此平衡高压。控制单元使压缩机未运行的那些室外单元300的室外单元风机360旋转。

接下来参照图5描述供热运行。与图3相同，在图5中有高压流体流动的管路用粗线标出。在室内单元100中经热交换的流体减压和膨胀后流过膨胀阀240并吸收蒸发潜热，然后再流过对应的室外热交换器220。此后，流体流过四通阀230。此时，部分流体被分流并沿压力平衡管400流动，然后与流向其它室外单元300的四通阀230的流体混合，借此平衡低压。通过控制四通阀230，使流过四通阀230的流体经贮液器215流入压缩机210。从压缩机210排出的流体再次通过四通阀230并流到正在运行的室内单元100。不断重复这一过程，以实现供热。如果某些室外单元运行，流体的流动如图5中的箭头所示，部分流体被分流并沿压力平衡管400流动，然后与流向压缩机未运行的那些室外单元300的四通阀330的流体混合。此时，控制单元控制未运行的室外单元300的膨胀阀320的开启，并使室外单元风机360旋转。

在上述实施方式中，设有两台室外单元，并在各室外单元安装完后，安装用于开启/关闭压力平衡管的开启/关闭阀，以开启/关闭各室外单元的内管路单元，而且这些开启/关闭阀主要处于开启状态。当然，也可能存在设置三台以上室外单元的情况，开启/关闭阀可采用电动阀(electric ones)，其借助于各内管路部件中的电力实现开启/关闭，在出现多台压缩机未运行的室外单元的情况下，考虑到冷却负荷和能源消耗量，控制单元可有选择地控制电动阀，以使制冷剂流到压缩机未运行的那些室外单元的室外热交换器中，而且制冷剂不流入其它部件中。

在该实施方式中，以各室外单元都设有用于切换流体的流动通路的四通阀的空调器作为实例，当然，毫无疑问，本发明也可应用于没设置四通阀的空调器。

如上所述，本发明的复式空调器能防止在供热运行中由于均衡室外单元中制冷剂压力转变成低压的部位之间的压力使融霜不均匀而引起的系统效率的降低。

此外，当室外单元之间的压缩机的容量出现差异或存在压缩机未运行的室外单元时，可通过均匀分配制冷剂和油来确保系统稳定而可靠地运行。

而且，在供冷运行时通过平衡运行的室外单元的高压，可使压力急剧提高而避免对压缩机造成损坏。

另外，当某些室外单元处于供冷和供热两种运行模式时，可通过均衡地使用部件来提高系统的效率。

在不背离本发明的构思或主要特征的情况下，本发明可有多种实施形式，应理解到，除非明确指出，上述实施方式不受上面所描述的任何细节限制，而应在本发明所附的权利要求的构思和范围内作宽的解释，所以，落入权利要求的范围和界限内或落入这些范围和界限的等同范围内的所有变换和改型都被本申请所附的权利要求所涵盖。

Claims (14)

1.一种复式空调器，它包括：

多个与室内空气进行热交换的室内单元；

多个室外单元，每个室外单元都具有用于进行热交换的室外热交换器，用于压缩流体的压缩机，将供给所述压缩机的流体分离成气体和液体的贮液器，以及与压缩机连通并且切换所述流体的流动通道的四通阀；

连接所述室内单元与所述室外单元的连接管；及

使一台室外单元的所述室外热交换器与至少另一台室外单元的所述压缩机连通的压力平衡管，

其中所述压力平衡管将位于四通阀和一台室外单元的压缩机之间的部分与位于另一四通阀和至少另一台室外单元的压缩机之间的部分连接起来。

2.按照权利要求1所述的复式空调器，其中，所述压力平衡管包括：

设置在室外单元中的内管路部件；及

连接到所述内管路部件的每一端、以使所述室外单元相互连通的连接管路部件。

3.按照权利要求1所述的复式空调器，其中，各室内单元包括：

设置在室内空间并与室内空气进行热交换的室内热交换器；及

与所述室内热交换器相连并将所述流体转变成低压低温流体的室内膨胀阀。

4.按照权利要求1所述的复式空调器，其中，各室外单元还包括：

与所述室外热交换器相连并将所述流体转变成低温低压流体的室外膨胀阀。

5.按照权利要求1所述的复式空调器，其中，所述四通阀与所述室外热交换器相连。

6.按照权利要求1所述的复式空调器，其中，每一所述室外单元至少设有两台压缩机。

7.按照权利要求6所述的复式空调器，其中，每一室外单元的所述多台压缩机通过用于分配油的油平衡管连通。

8.按照权利要求7所述的复式空调器，其中，还包括；

与多台压缩机的排气侧相连的油分离器，用于分离包含在排出的流体中的油，并将油再送到所述压缩机的进气侧。

9.按照权利要求8所述的复式空调器，其中，还包括：

用于防止油分离器下游的制冷剂回流的逆止阀。

10.按照权利要求1所述的复式空调器，其中：

贮液器连接到所述压缩机进气侧、仅将气态流体供给所述压缩机而将液态流体返回。

11.按照权利要求1所述的复式空调器，其中，还包括：

用于控制所述膨胀阀和压缩机未运行的那些室外单元中的至少一台的室外单元风机的控制单元。

12.按照权利要求1所述的复式空调器，其中，还包括：

处于所述压力平衡管上、用于开启/关闭所述压力平衡管的开启/关闭阀。

13.按照权利要求12所述的复式空调器，其中，所述开启/关闭阀是电动阀，该阀还包括控制单元。

14.一种复式空调器，它包括：

多个用于与室内空气进行热交换的室内单元；

多个室外单元，它们分别设有用于与室外空气进行热交换的室外热交换器，用于压缩流体的压缩机，将供给所述压缩机的流体分离成气体和液体的贮液器，以及与压缩机连通并且切换所述流体的流动通道的四通阀；

将所述室内单元与所述室外单元相连的连接管；及

多根用于连接将所述四通阀与所述室外单元的所述压缩机相连的管路、以使所述室外单元相互连通的压力平衡管，

其中所述压力平衡管将位于四通阀和一台室外单元的压缩机之间的部分与位于另一四通阀和至少另一台室外单元的压缩机之间的部分连接起来。

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