CN101553695B - 空调系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种空调系统，所述空调系统包括：分相器，所述分相器用于从流动的制冷剂分离出气相制冷剂和液相制冷剂；蒸发器，所述蒸发器使由分相器分离出的液相制冷剂蒸发；以及至少一个压缩机，所述压缩机包括接收流经蒸发器的制冷剂的第一压缩部分以及接收由分相器分离出的气相制冷剂和流经第一压缩部分的制冷剂两者的第二压缩部分，其中第一压缩部分的第一缸体的容积与第二压缩部分的第二缸体的容积不同。

Description

空调系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及一种空调系统，更具体地说，本发明涉及用于空气调节的系统及其控制方法。虽然本发明适用范围很广，但是它尤其适用于扩大工作区域。

背景技术

一般来说，空调是通过进行制冷剂的压缩、冷凝、膨胀和蒸发来对室内空间进行冷却或加热的设备。并且，空调分类成包括室外机和与室外机连接的室内机的常规空调以及包括室外机和与室外机连接的多个室内机的多联式空调。此外，空调还能分类成冷却空调和冷热空调，冷却空调用来通过沿着只是一个方向驱动制冷剂循环来只是给室内空间提供冷却空气，冷热空调通过选择地并且双向驱动制冷剂循环来给室内空间提供冷或热空气。

下面将参照图1说明根据现有技术的空调的配置。

图1为根据现有技术的空调的方框图。

参照图1，根据现有技术的空调基本上包括压缩机10、冷凝器30、膨胀阀40、蒸发器60以及四通阀20以配置成冷却循环。并且，现有技术空调的各个元件都通过用作制冷剂通道的连接管70相互连接。

下面将根据制冷剂流来说明如上配置的空调系统工作以冷却室内空间的过程。

首先，将已在蒸发器60中与室内空气热交换的气相制冷剂导入到压缩机10中。导入到压缩机10中的气相制冷剂在高温高压下被压缩机10压缩。

随后，将所压缩的气相制冷剂导入到冷凝器30中以相变成液相制冷剂。具体地说，制冷剂在冷凝器30中相变以向外散发热量。

从冷凝器30排出的制冷剂通过膨胀阀40膨胀，然后被导入到蒸发器60中。

导入到蒸发器60中的液相制冷剂相变成气相制冷剂。这样，制冷剂的相变吸收外部热量以冷却室内空间。

此外，为了加热室内空间，用四通阀20切换制冷剂的流动以使冷却循环沿相反的方向工作。

发明内容

本发明要解决的技术问题

但是，现有技术的空调具有以下问题。

首先，现有技术的空调的工作区域取决于有限的压缩机容量。

第二，在使空调工作在热环境中的情况下，制冷剂温度和压力较高。将高温高压的制冷剂导入到压缩机中，提升了压缩机的压缩功。因此，压缩机的性能降低，并且空调的工作效率也降低。

第三，现有技术空调即使在所需负载改变的情况下也对压缩机恒定地作功。因此，能耗不必要地升高，并且工作效率降低。

技术方案

因此，本发明的目的在于提供一种基本上消除了由于现有技术的限制和缺点所产生的一个或多个问题的用于空气调节的系统及其控制方法。

本发明的一个方面在于提供一种用于空气调节的系统及其控制方法，由此扩大了工作区域。

本发明的另一个方面在于提供一种用于空气调节的系统及其控制方法，由此提高了压缩机的可靠性和性能。

本发明的另一个方面在于提供一种用于空气调节的系统及其控制方法，由此提升了工作效率。

本发明的另一个方面在于提供一种用于空气调节的系统及其控制方法，由此提供了简单的工作方法。

本发明的另一个方面在于提供一种用于空气调节的系统及其控制方法，由此降低了制造成本。

本发明的其它特征和优点将在下面的说明中给出，并且部分地将从说明中理解或者可以通过本发明的实践认知。通过在书面说明书、其权利要求以及附图中具体指出的结构将可实现或获得本发明的这些目的和其它优点。

为了实现这些和其它优点并且根据本发明的目的，如具体体现以及广义描述的一样，根据本发明的空调系统包括：分相器，所述分相器从流动的制冷剂中分离出气相制冷剂和液相制冷剂；蒸发器，所述蒸发器使由分相器分离出的液相制冷剂蒸发；以及至少一个压缩机，所述压缩机包括第一压缩部分，所述第一压缩部分接收流经蒸发器的制冷剂；以及第二压缩部分，所述第二压缩部分接收由分相器分离出的气相制冷剂和流经第一压缩部分的制冷剂两者，其中第一压缩部分的第一缸体的容积与第二压缩部分的第二缸体的容积不同。

该空调系统还包括制冷剂导入装置，所述制冷剂导入装置将流经分相器的制冷剂引导到第一压缩部分和第二压缩部分中的每一个。

该制冷剂导入装置可以包括：中间制冷剂管，所述中间制冷剂管将第一压缩部分和第二压缩部分连接在一起以提供用于将由分相器分离出的气相制冷剂和流经蒸发器的制冷剂混合在一起的空间；第一制冷剂管，所述第一制冷剂管将由分相器分离出的气相制冷剂引导到中间制冷剂管；以及第二制冷剂管，所述第二制冷剂管将分相器和蒸发器连接在一起以将流经蒸发器的制冷剂引导到第一压缩部分。

在该情况中，制冷剂导入装置还包括制冷剂控制阀，所述制冷剂控制阀控制导入到中间制冷剂管中的气相制冷剂的流动。

并且，所述至少一个压缩机包括多个压缩机，所述多个压缩机又包括可独立工作的第一和第二压缩机。而且，第一制冷剂管包括连接到分相器的第一主制冷剂管；第一支管，所述第一支管从所述第一主制冷剂管分出以连接到第一压缩机；以及第二支管，所述第二支管从第一主制冷剂管分出以将气相制冷剂供应到第二压缩机。

在该情况中，空调系统还包括气相制冷剂调节装置，所述气相制冷剂调节装置调节导入到多个压缩机的每一个中的气相制冷剂的流动。

并且多个压缩机的每一个都包括恒速压缩机，所述恒速压缩机具有与外部施加的负载无关的预定压缩容量。

而且，第一压缩机包括可变压缩机，所述可变压缩机具有可以随外部施加的负载变化的压缩容量，并且，第二压缩机包括恒速压缩机，所述恒速压缩机具有与外部施加的负载无关的恒定压缩容量。

此外，气相制冷剂调节装置包括设置在第一主制冷剂管上用以控制气相制冷剂的流动的通/断阀。

该气相制冷剂调节装置可以包括：辅助电子膨胀阀，所述辅助电子膨胀阀设置在第一支管上用以调节导入到第一压缩机中的气相制冷剂的量；以及通/断阀，所述通/断阀设置在第二支管上用以调节导入到第二压缩机的气相制冷剂的量。

第一制冷剂管可以包括：第一气相制冷剂管，所述第一气相制冷剂管使得从分相器排出的气相制冷剂能够流入到第一压缩机中；以及第二气相制冷剂管，所述第二气相制冷剂管与第一气相制冷剂管并联设置以使得从分相器排出的气相制冷剂能够流入到第二压缩机中。

在该情况中，第一压缩机和第二压缩机的每一个都包括可变压缩机，所述可变压缩机具有可以外部负载变化的压缩容量。

第一制冷剂管可以包括毛细管，所述毛细管用来根据厚度调节气相制冷剂的流量。

第二缸体的容积可以为第一缸体的容积的40-80％。

分相器可以包括：存储容器，所述存储容器用于在其中存储相互混合的气相制冷剂和液相制冷剂；混合制冷剂管连接部分，所述混合制冷剂管连接部分将混合制冷剂引导到存储容器；第一制冷剂管连接部分，所述第一制冷剂管连接部分排出所分离出的气相制冷剂；以及第二制冷剂连接部分，所述第二制冷剂连接部分排出所分离出的液相制冷剂。

分相器还可以包括分离板，所述分离板设置在第一制冷剂管连接部分下面，以从排出自第一制冷剂管连接部分的气相制冷剂中去除颗粒物，并且防止液相制冷剂被导入到第一制冷剂管连接部分。

在该情况中，存储容器包括：主体部分；上壁，所述上壁设置在主体部分的上端部分上以向上凸起；以及下壁，所述下壁设置在主体部分的下端部分上以向下凸起。第一制冷剂管连接部分设置在上壁的最上端。混合制冷剂管连接部分的下端部分和第二制冷剂管连接部分的下端部分浸入在混合制冷剂中以与下壁间隔开规定间隙。

并且，混合制冷剂管连接部分的下端部分和第二制冷剂管连接部分的下端部分中的至少一个配置为弯曲的。

在该情况中，混合制冷剂管连接部分的下端部分和第二制冷剂管连接部分的下端部分中的每一个都配置为沿存储容器的主体部分的周向弯曲。

空调系统还可以包括设置挡壁，所述挡壁设置在混合制冷剂管连接部分的下端部分和第二制冷剂管连接部分的下端部分之间，用来防止从混合制冷剂管连接部分排出的制冷剂的流动影响第二制冷剂管连接部分或第一制冷剂管连接部分。

在该情况中，挡壁的高度为存储容器的直径的1至2倍。

为了实现这些和其它优点并且根据本发明的目的，一种控制空调系统的方法包括：从流动的制冷剂中分离出气相制冷剂和液相制冷剂的步骤；使用蒸发器使所分离出的液相制冷剂蒸发的步骤；以及控制至少一个压缩机的压缩机控制步骤，所述至少一个压缩机具有第一压缩部分和第二压缩部分，所述第一压缩部分设置有接收流经蒸发器的制冷剂的第一缸体，所述第二压缩部分设置有被供应以所分离出的气相制冷剂和流经第一压缩部分的制冷剂两者的第二缸体，并且所述第二缸体的容积不同于第一缸体的容积。

压缩机控制步骤可以包括调节导入到压缩机中的气相制冷剂的流动的制冷剂调节步骤。

压缩机控制步骤还可以包括如下步骤：使第一压缩部分压缩流经蒸发器的制冷剂；以及使第二压缩部分压缩所分离出的气相制冷剂与经第一压缩部分压缩的制冷剂，其中，所分离出的气相制冷剂和经第一压缩部分压缩的制冷剂相互混合。

在制冷剂调节步骤中，如果压缩机包括多个恒速压缩机，则通过通/断模式来控制气相制冷剂的流动。在制冷剂调节步骤中，如果所述至少一个压缩机包括可变压缩机，则通过电子膨胀阀的开度来控制导入到可变压缩机的气相制冷剂的流动。并且，在制冷剂调节步骤中，根据其中流有所分离出的气相制冷剂的第一制冷剂管的厚度来调节导入到至少一个压缩机的气相制冷剂的量。

要理解的是，前面的总体说明和下面的详细说明两者都是示例性和说明性的，意在对所要保护的本发明进行进一步说明。

有益效果

本发明提供了以下效果或优点。

首先，通过将流经第一压缩部分的制冷剂与由分相器分离出的气相制冷剂一起提供给第二压缩部分，本发明能够降低施加在压缩机上的压缩工作并且提高了空调系统的整体效率。

第二，通过设置多个压缩机，本发明能够扩大空调系统的工作区域；其中每个压缩机都包括第一压缩部分和第二压缩部分，所述第一压缩部分用来接收流经蒸发器的气相制冷剂，所述第二压缩部分用来接收由分相器分离出的气相制冷剂和从第一压缩部分排出的气相制冷剂。

具体地说，即使在使用具有相同容量的压缩机，也能够通过使压缩机的第一缸体在容积上与压缩机的第二缸体不同来扩大空调系统的工作区域。因此，本发明能够扩大在寒冷区域中的工作区域。

第三，通过使用气相制冷剂调节装置根据外部施加的负载调节提供给恒速或可变压缩机的气相制冷剂量，本发明能够使得空调系统有效地工作。

第四，通过改进分相器的结构和形状，本发明能够防止液相制冷剂导入到压缩机中，并且提高了压缩机的可靠性。

具体地说，通过使得混合制冷剂管连接部分的下端部分和第二制冷剂管连接部分的下端部分弯曲，本发明能够防止在分相器内出现湍流。通过在混合制冷剂管连接部分和第二制冷剂管连接部分之间设置挡壁，从而本发明能够防止从混合制冷剂管连接部分排出的制冷剂流影响第二制冷剂管连接部分或第一制冷剂管连接部分。

虽然这里已经参照了其优选实施方式对本发明进行了说明和阐述，但是对于本领域普通技术人员而言，在不脱离本发明精神和范围的情况下可以对本发明作出各种变型和变化。因此，本发明意在覆盖落入在所附权利要求及其等同方法的范围内的本发明的变型和变化。

附图说明

在此包括了附图以用来进一步理解本发明，这些附图示出了本发明的实施方式并且与说明书一起用来说明本发明的原理。

在这些附图中：

图1为根据现有技术的空调的结构方框图；

图2为根据本发明第一实施方式的空调系统的结构方框图；

图3为在图2中所示的空调系统的压力-热函的曲线图；

图4为设置在图2所示的空调系统上的压缩机的剖视图；

图5为根据本发明第二实施方式的空调系统的结构方框图；

图6为设置在图5所示的空调系统上的压缩机的工作模式的曲线图；

图7为根据本发明第三实施方式的空调系统的结构方框图；

图8为设置在图7所示的空调系统上的压缩机的工作模式的曲线图；

图9为根据本发明第四实施方式的空调系统的结构方框图；

图10为设置在图9所示的空调系统上的压缩机的工作模式的曲线图；

图11为设置在根据本发明一个实施方式的空调系统上的分相器的透视图；

图12为设置在根据本发明另一个实施方式的空调系统上的分相器的剖视图；

图13和图14为用于说明在图12中所示的分相器的性能的示意图；

图15为压缩机工作模式随空调系统中的外部负载变化的曲线图；

图16为压缩机工作模式随图15所示空调系统中的外部负载变化的曲线图；并且

图17为根据本发明的空调系统的性能曲线图。

具体实施方式

现在将对本发明的优选实施方式进行详细说明，这些附图中示出了这些优选实施方式的示例。

首先，下面将参照图2对根据本发明第一实施方式的空调系统进行说明。

图2为根据本发明第一实施方式的空调系统的结构方框图。

参照图2，根据本发明第一实施方式的空调系统包括：蒸发器600；冷凝器300；一对膨胀阀410和420；压缩机100；以及分相器500，所述分相器500用于将导入的制冷剂分离成气相制冷剂和液相制冷剂。

并且，空调系统包括四通阀200，其用来控制提供给冷凝器300、压缩机100和蒸发器600的制冷剂。在下面的说明中，根据在致动冷却操作以冷却室内空间时制冷剂的流动来对空调系统进行说明。

压缩机100包括：第一压缩部分100，流经蒸发器600的制冷剂导入到该第一压缩部分中；以及第二压缩部分120，由分相器500分离出的气相制冷剂导入到该第二压缩部分中。

具体地说，第一压缩部分110设置有第一缸体(参见图4中的111)，流经蒸发器的制冷剂被导入到该第一缸体中；第二压缩部分120设置有第二缸体(参见图4中的121)，第二缸体的容积与第一缸体的容积不同。

在分相器500和压缩机100之间设置有用于将制冷剂引导到第一压缩部分110和第二压缩部分120的制冷剂导入装置。

所述制冷剂导入装置包括：中间制冷剂管740，该中间制冷剂管连接到第一压缩部分110和第二压缩部分120；以及制冷剂控制阀730，该制冷剂控制阀用于控制导入到第二压缩部分120中的气相制冷剂流。当然制冷剂导入装置可以包括：第一制冷剂管710，该第一制冷剂管将中间制冷剂管740和分相器500连接在一起；以及第二制冷剂管720，该第二制冷剂管将第一压缩部分110和分相器500连接在一起。

一对膨胀阀410和420包括：第一膨胀阀410，该第一膨胀阀主要用于使已经经过冷凝器300的制冷剂膨胀；以及第二膨胀阀420，该第二膨胀阀用于使由分相器500分离出的液相制冷剂膨胀。已经流过冷凝器300的制冷剂处于过冷却状态。并且制冷剂在流经第一膨胀阀410的同时膨胀。然后将膨胀制冷剂导入到分相器500内，其中所述膨胀制冷剂包括混合在一起的气相制冷剂和液相制冷剂。

分相器500设置在第一膨胀阀410和第二膨胀阀420之间，并且用来将制冷剂分离成气相制冷剂和液相制冷剂。分相器500连接到混合制冷剂管750、第一制冷剂管710和第二制冷剂管720，其中，在所述混合制冷剂管750中流有已经流过冷凝器300的制冷剂，在所述第一制冷剂管710中流有由分相器500分离出的气相制冷剂，在所述第二制冷剂管720中流有由分相器500分离出的液相制冷剂。

由分相器500分离出的液相制冷剂在流经第二膨胀阀420的同时膨胀。流经第二膨胀阀420的膨胀制冷剂然后导入到蒸发器600中以便通过相变转变成气相制冷剂。流经蒸发器600的气相制冷剂然后流经四通阀200导入到压缩机100即第一压缩部分110中。

在沿着第一制冷剂管710流过之后，由分相器500分离出的气相制冷剂在中间制冷剂管740中与流经第一压缩部分110的制冷剂混合。在中间制冷剂管740中混合的制冷剂导入到第二压缩部分120中以受到压缩，然后从该压缩机100中排出。

分相器500可以包括能够从已经通过冷凝器300的制冷剂中分离出气相制冷剂的任意装置。例如，设置有热交换器的分相器500使得流经冷凝器300的制冷剂能够与外部空气进行热交换，以便从相应的制冷剂中获得气相制冷剂。

制冷剂控制阀730设置在第一制冷剂管710上，用来控制气相制冷剂的流动。制冷剂控制阀730由用来控制空调系统的工作的控制器控制。并且，控制器起到驱动第一压缩部分110和第二压缩部分120并且控制制冷剂控制阀730的作用。

毛细管可以分立地设置在第一制冷剂管710上，用来调节导入到中间制冷剂管740中的气相制冷剂的流量。具体地说，可以通过调节第一制冷剂管710的内径尺寸的方式来调节导入到中间制冷剂管740中的气相制冷剂的量。

因此，由于第二压缩部分120将由分相器500分离出的气相制冷剂和由第一压缩部分110压缩的制冷剂压缩在一起，所以减小了施加在压缩机100上的压缩功。由于减小了压缩机100的压缩功，所以增大了压缩机100的工作范围。因此，压缩机100的工作范围增大使得该空调系统可以应用于极其寒冷地带或者炎热地带中。

可选的是，在空调系统工作的初始状态的情况中或者在检查空调系统的可靠性的情况中，本发明能够通过调节制冷剂控制阀来防止气相制冷剂被导入到第二压缩部分120中。

根据本发明的空调系统通过将制冷剂控制阀断开而使得压缩机100能够在具有较低外部负载的区域中工作。例如，如果外部负载处于预定的特定负载区域中，则控制器将制冷剂控制阀730断开以便于仅驱动第一压缩部分110。如果这样，则由分相器500分离出的气相制冷剂不会进一步导入到第二压缩部分120中，以使得分相器500能够起到接收装置的作用。

可选的是，在未将由分相器分离出的气相制冷剂提供给中间制冷剂管时，即在制冷剂控制阀断开时，可以只是致动第二压缩部分120或者促动第一压缩部分110和第二压缩部分120两者。在该情况中，控制器能够根据由检测传感器检测出的外部温度或者由用户指定的温度来确定外部负载。

下面将参照图2和图3对根据本发明的空调系统的压力-热函变化过程进行说明。

图3为在图2中所示的空调系统的压力-热函曲线图。

参照图2和图3，在一般的空调系统中的冷却循环包括压缩过程1→2a、冷凝过程2a→3、膨胀过程3→6a和蒸发过程6a→1。

然而，根据本发明的空调系统的冷却循环包括压缩过程1→9→8→2、冷凝过程2→3、膨胀过程3→4→5→6和蒸发过程6→1。

该实施方式的压缩过程包括第一压缩过程1→9和第二压缩过程8→2。第一压缩过程指的是在第一压缩部分110中进行的压缩过程，第二压缩过程指的是在第二压缩部分120中进行的压缩过程。

在该情况中，第二压缩过程的起始点从点9偏移到点8。这是因为由分相器500分离出的气相制冷剂通过中间制冷剂管740导入到第二压缩部分120中。也就是说，由分相器500分离出的气相制冷剂优选与流经第一压缩部分110的制冷剂混合，然后导入到第二压缩部分120中，由此降低了整个制冷剂的热函。

结果，由分相器500分离出的气相制冷剂与由第一压缩部分110压缩的制冷剂混合，然后提供给第二压缩部分120。因此，压缩机所需的压缩功减小了W21，并且提高了空调系统的整体能量效率。

该实施方式的膨胀过程包括第一膨胀过程3→4和第二膨胀过程5→6。第一膨胀过程指的是在第一膨胀阀410中进行的膨胀过程，并且第二膨胀过程指的是在第二膨胀阀420中进行的膨胀过程。

在该情况中，第二膨胀过程的起始点从点4移动到点5。功增加了W11。这是因为气相制冷剂与导入到分相器500中的制冷剂分离，然后流进第一制冷剂管710中。换句话说，由于从分相器500中去除了气相制冷剂，所以减小了导入到蒸发器中的制冷剂的热函。因此，提高了蒸发器600的热交换效率，因此提高了空调系统的冷却性能。

由于由分相器500分离出的气相制冷剂以及流经蒸发器600的制冷剂被提供给压缩机100，所以增加了制冷剂的循环量，从而增大了压缩机100的容量。因此提高了空调系统的能力。

可选的是，本发明还包括设置在第一制冷剂管和第二制冷剂管之间的热交换器，用来在由分相器500分离出的气相制冷剂和已经通过蒸发器600的制冷剂之间进行热交换。这样进一步减小了导入到压缩机中的制冷剂的热函，由此能够进一步降低在压缩机中所需的压缩功。

下面将参照图4对根据本发明用于将制冷剂引导给压缩机的制冷剂导入装置和压缩机进行说明。

图4为设置在图2所示的空调系统上的压缩机的剖视图。

参照图4，压缩机包括构成压缩机外部的外壳130、设置在外壳130内的驱动装置140、由驱动装置驱动的第一压缩部分110和由驱动装置驱动的第二压缩部分120。

驱动装置140包括缠绕有线圈的定子141和以可转动方式装载在定子141内的转子143。旋转轴145插在转子143中。而且，旋转轴145连接到第一压缩部分110和第二压缩部分120。

第一压缩部分110和第二压缩部分120设置在其容量可以随着外部负载变化的一个压缩机上。第一压缩部分110设置在外壳130的下部中。并且第二压缩部分120设置在第一压缩部分110上方。可选的是，可以在第一压缩部分110和第二压缩部分120之间设置中间板，用来将第一压缩部分110和第二压缩部分120彼此隔开。

第一压缩部分110包括：第一缸体111，该第一缸体提供了用于压缩其中的制冷剂的空间；以及设置在第一缸体111下面的第一轴承113。第二压缩部分120包括：第二缸体121，该第二缸体提供了有用于压缩其中的制冷剂的空间；以及设置在第一缸体111上面的第二轴承123。

可替代的是，第一轴承可以装载在第一缸体上面，并且第二轴承可以装载在第二缸体下面。

在第一缸体111的一侧上设置有第一缸体入口111a，该第一缸体入口111a用于导入流经蒸发器的制冷剂；在第一缸体111的另一侧处设置有第一缸体出口111b，该第一缸体出口111b用于将在第一缸体111中压缩的制冷剂排出。可选的是，可以在第一缸体出口111b处设置有第一打开/关闭阀，用来打开/关闭第一缸体出口111b。

在第二缸体121的一侧上设置有第二缸体入口121a，该第二缸体入口121a用于导入由第一压缩部分110压缩的制冷剂和由分相器分离的气相制冷剂；在第二缸体121的另一侧处设置有第二缸体出口121b，该第二缸体出口121b用于排出在第二缸体121中压缩的制冷剂。而且，可以在第二缸体出口121b处设置有第二打开/关闭阀125，用来打开/关闭第二缸体出口121b。

可替代的是，可以采用包括至少三个压缩装置的多级压缩机作为压缩机。具体地说，可以采用至少一个用于由分相器分离的气相制冷剂的压缩装置。

制冷剂控制阀730设置在第一制冷剂管710上以便控制在第一制冷剂管710内流动的气相制冷剂。第一制冷剂管710与中间制冷剂管740连接。并且中间制冷剂管740配置成为与第二缸体121的入口121b连通。而且，中间制冷剂管740也与第一缸体111的出口111b连通。这样，由第一缸体111压缩的制冷剂和由分相器分离出的气相制冷剂同时导入到第二缸体中以在其中受到压缩。

下面将对使用了上述压缩机的空调系统的工作过程进行说明。

首先，一旦开始该空调系统的致动，则驱动具有第一压缩部分110和第二压缩部分120的压缩机100、冷凝器300、分相器500、膨胀阀410和420以及蒸发器600。

分相器500优选地从流动的制冷剂中分离出气相制冷剂和液相制冷剂。

随后，将由分相器500分离出的液相制冷剂导入到蒸发器600中，并且将由分相器500分离出的气相制冷剂导入到与压缩机连接的中间制冷剂管740中。在该情况中，控制器同时驱动第一压缩部分110和第二压缩部分120两者，并且打开制冷剂控制阀730，从而使得由分相器500分离出的气相制冷剂能够导入到中间制冷剂管740中。

导入到蒸发器600中的液相制冷剂相变成气相制冷剂，然后通过第二膨胀阀420膨胀。然后流经第二膨胀阀420的气相制冷剂被导入到设置在压缩机100上的第一压缩部分110中。

随后，由第一压缩部分110压缩的制冷剂被导入到中间制冷剂管740中。然后在中间制冷剂管740中混合的制冷剂被导入到设置于压缩机100的第二压缩部分120中以在其中受到压缩。

具体地说，流经蒸发器的制冷剂通过第一缸体111的入口111a被导入到第一缸体111中以在其中受到压缩。然后在第一缸体111中受压缩的制冷剂通过第一出口111b被导入到中间制冷剂管740中。

这样，由分相器500分离出的气相制冷剂和由第一压缩部分110压缩的制冷剂在中间制冷剂管740中相汇合，然后一起导入到第二缸体121的入口121a中以在其中进行压缩。

之后，由第二缸体121压缩的制冷剂通过第二出口121b从第二缸体121中排出，然后通过设置在外壳上的压缩机出口133导入到冷凝器中。

第一缸体111的容积与第二缸体121的容积不同。而且，第一压缩部分110的压缩比与第二压缩部分120的压缩比不同。具体地说，假设第一缸体111的容积为100，第二缸体121的容积为约40至80。并且，后面将参照图15对这些容积和压缩比的实验细节进行说明。

当然，在气相制冷剂未被导入到中间制冷剂管中时也可以致动压缩机。具体地说，流经分相器的制冷剂全部通过蒸发器以导入到第一压缩部分110的一侧中，即第一缸体111的入口111a。然后根据驱动装置的致动动作通过第一缸体111来压缩导入的制冷剂。

受压缩的制冷剂经由第一缸体111的出口111b被导入到中间制冷剂管740中。然后，所导入到中间制冷剂管740中的制冷剂被导入到第二缸体121中。但是，在第二缸体121中是否进行制冷剂压缩是可选的。在第二缸体121内是否存在制冷剂压缩取决于外部负载的范围。

下面将参照图5对根据本发明第二实施方式的空调系统进行说明。

本发明第二实施方式的空调系统的结构与本发明第一实施方式的结构类似。但是，在本发明第二实施方式中设置有多个压缩机，每个所述压缩机都具有第一压缩部分和第二压缩部分。在该情况中，第一压缩机使用了与设置在上述空调系统中的前述压缩机相同的附图标记。

图5为根据本发明第二实施方式的空调系统的结构方框图。

在下面的说明中，空调系统包括一对压缩机100和1000，更具体地说是包括沿着驱动制冷工作以冷却室内空间的制冷剂流动的一对恒速压缩机。

参照图5，彼此并联地布置在蒸发器和冷凝器之间以便于可以独立工作的多个压缩机包括第一压缩机100和第二压缩机1000。可替代地，第一压缩机100和第二压缩机1000可以彼此串联地布置。

在该情况中，第一压缩机100包括第一压缩部分110和第二压缩部分120，流经蒸发器的制冷剂被导入到第一压缩部分110中，由分相器分离出的气相制冷剂被选择性地导入到第二压缩部分120中。并且，第二压缩机1000包括第一压缩部分1100和第二压缩部分1200，流经蒸发器的制冷剂被导入第一压缩部分1100中，由分相器分离出的气相制冷剂被选择性地导入到第二压缩部分1200中。

供油管820连接到第一压缩机100和第二压缩机1000以供应相应的压缩机工作所需的油。毛细管800设置在供油管820上以使油膨胀。并且，供油管820的另一侧连接到分油器810。此外，在第一压缩机100和第二压缩机1000的出口侧上设置有止回阀900以防止制冷剂倒流。

并且，该空调系统包括多个制冷剂管，所述制冷剂管将分相器500分离出的气相制冷剂引至第一压缩机100和第二压缩机1000。

具体地说，空调系统包括连接分相器和中间制冷剂管的第一制冷剂管以及连接分相器、蒸发器和第一压缩部分的第二制冷剂管。

第一制冷剂管包括用于从分相器500排出的气相制冷剂的流动的第一主制冷剂管711、从第一主制冷剂管711分出以与第一压缩机的第一中间制冷剂管741连接的第一支管713和从第一主制冷剂管711分出以与第二压缩机的第二中间制冷剂管742连接的第二支管715。

第二制冷剂管将分相器500和蒸发器600连接在一起。并且，第二制冷剂管包括液相制冷剂管721和蒸发器连接管723，液相制冷剂管721用于由分相器500分离出的液相制冷剂的流动，蒸发器连接管723将蒸发器和四通阀连接在一起以便将制冷剂提供给第一和第二压缩机的第一压缩部分110和1100。而且，第二制冷剂管包括第一分支连接管725和第二分支连接管727，第一分支连接管725从蒸发器连接管723分出以将制冷剂提供给第一压缩机的第一压缩部分110，第二分支连接管727从蒸发器连接管723分出以将制冷剂提供给第二压缩机的第二压缩部分1100。

这样，流经蒸发器600的制冷剂在气相制冷剂的状态下流经四通阀200，然后分流以被导入到第一压缩机的第一压缩部分110和第二压缩机的第二压缩部分1100中。

可选的是，该空调系统可以包括热交换器(在图中未示出)，所述热交换器使得流经蒸发器600的制冷剂和由分相器500分离出的气相制冷剂能够相互进行热交换。具体地说，热交换器具有双管结构，从而可以按照使得用于流经蒸发器的制冷剂的流动的制冷剂管和用于由分相器分离出的气相制冷剂的流动的制冷剂管相互隔开的方式进行热交换。

因此，由于使得从分相器排出的气相制冷剂和流经蒸发器的制冷剂通过相互交叉流动，所以热交换器能够引起更加均匀且迅速的热交换。

在下面说明中说明了这样一种情况，即第一和第二压缩机两者都使用由分相器分离出的气相制冷剂进行压缩过程。

首先，由分相器500分离出的液相制冷剂通过蒸发器600相变成气相制冷剂。相应的气相制冷剂沿着第一分支连接管725和第二分支连接管727移动，然后导入到第一压缩机的第一压缩部分110和第二压缩机的第一压缩部分1100中。

由第一压缩机的第一压缩部分110压缩的气相制冷剂在第一中间制冷剂管741处与从第一支管713导入的气相制冷剂汇合，从而在其中相互混合。混合的气相制冷剂被导入到第一压缩机的第二压缩部分120中以便再次压缩。

导入到第二压缩机的第一压缩部分1100中的气相制冷剂在第二中间制冷剂管742处与从第二支管715导入的气相制冷剂汇合，从而在其中相互混合。然后混合的气相制冷剂被导入到第二压缩机的第二压缩部分1200中以便在其中压缩。

随后，从第一压缩机的第二压缩部分1200排出的气相制冷剂和从第二压缩机的第二压缩部分1200排出的气相制冷剂相汇以向四通阀200移动。

同时，第一主制冷剂管711设置有气相制冷剂调节装置，所述气相制冷剂调节装置用来调节导入到多个压缩机中的气相制冷剂的流动。可以使用各种装置作为气相制冷剂调节装置。在当前实施方式中，采用了用来调节在第一主制冷剂管711中流动的制冷剂流的通/断阀731。并且，在连接第一和第二支管713和715之前，该通/断阀731被安装在第一主制冷剂管711上。

这样，在驱动使用由分相器分离出的气相制冷剂的第一和第二压缩机时，将通/断阀731接通。当然，在不使用由分相器500分离出的气相制冷剂的情况中，通/断阀713应该断开。具体地说，由于通/断阀731在进行空调系统的可靠性测试的情况中或者在空调系统开始工作的早期阶段中保持断开，所以能够使得空调系统在没有将气相制冷剂单独导入到压缩机中的情况下工作。

可选的是，可以在第一和第二分支连接管725和727的每一个上都设置这种通/断阀。替代地，在第一主制冷剂管711上不设置通/断阀，而是在第一和第二支管的每一个上设置有通/断阀。

这样，能够选择地驱动第一或第二压缩机。具体地说，如图6所示，该空调系统能够具有用于根据外部施加的负载仅驱动第一压缩机即第一恒速压缩机C11的模式或者用于同时驱动第一和第二恒速压缩机C11和C12两者的模式。

也就是说，如果外部施加的负载处于第一恒速压缩机的工作范围内，则只是第一恒速压缩机工作。如果外部施加的负载超过第一恒速压缩机的工作范围，则第一和第二恒速压缩机两者同时工作。当然也可以只是驱动第二恒速压缩机。

例如在使用由分相器分离出的气相制冷剂只是驱动第一压缩机100的情况中，设置在第二支管715上的通/断阀断开，同时设置在第一支管713上的另一个通/断阀接通。当然，设置第一分支连接管上的通/断阀接通，同时设置在第二分支连接管上的另一个通/断阀断开。在该情况中，通过用来控制空调系统的工作的控制器(在该图中未示出)来控制这些通/断阀。具体地说，控制器通过根据外部施加的负载控制是否接通或断开通/断阀来控制导入到压缩机中的制冷剂的流动。

可选的是，本发明的气相制冷剂调节装置可以包括毛细管，所述毛细管连接多个压缩机和分相器，以便根据其尺寸调节气相制冷剂的流量。

具体地说，通过借助试验准备用于气相制冷剂量的信息数据库和用于第一和第二压缩机的操作所需的毛细管并且通过根据毛细管的直径测试第一和第二压缩机的工作性能即空调系统的工作效率，能够在不会明显影响第一和第二压缩机的工作性能的范围内确定毛细管的直径。

也就是说，对于导入到第一和第二压缩机中的气相制冷剂的流量而言，根据连接分相器和多个压缩机的制冷剂管的尺寸来调节导入到相应压缩机中的气相制冷剂的量。

下面将参照图7和图8对根据本发明第三实施方式的空调系统进行说明。

图7为根据本发明第三实施方式的空调系统的结构方框图，并且图8为设置在图7所示的空调系统上的压缩机的工作模式的曲线图。

首先，本发明第三实施方式的空调系统的结构与本发明第二实施方式的前述系统的结构几乎相同。但是，本发明第三实施方式的多个压缩机包括可变压缩机(即第一压缩机)和恒速压缩机(即第二压缩机)。并且，使用辅助电子膨胀阀733和通/断阀735作为气相制冷剂调节装置，以便调节导入到第一和第二压缩机的每一个中的气相制冷剂的流量。

具体地说，辅助电子膨胀阀733被用来控制用于第一压缩机的气相制冷剂的流动，并且通/断阀735被用来控制用于第二压缩机的气相制冷剂流。在下面的说明中，说明了同时驱动使用由分相器分离出的气相制冷剂的第一和第二压缩机两者的过程。

如果同时驱动第一压缩机100和第二压缩机1000两者，则从分相器排出的气相制冷剂首先流过主制冷剂管711，然后分别通过第一支管713和第二支管715导入到第一压缩机100和第二压缩机1000。

具体地说，流经第一支管713的制冷剂通过辅助电子膨胀阀733导入到与第一压缩机100连接的第一中间制冷剂管741。这样，流经第一支管713的气相制冷剂和由设置在第一压缩机100上的第一压缩部分110压缩的气相制冷剂在第一中间制冷剂管741中相互混合。然后将混合的气相制冷剂被导入到第一压缩机100的第二压缩部分120中。

在该情况中，由于第一压缩机100的容量根据负载变化，所以该空调系统的控制器控制辅助电子膨胀阀733的开度以提供适用于该负载的气相制冷剂量。例如，如果第一压缩机100的工作频率为80Hz，并且如果第二压缩机1100的工作频率为60Hz，则导入到第一压缩机的第一中间制冷剂管中的气相制冷剂的量将大于导入到第二压缩机的第二中间制冷剂管中的气相制冷剂的量。

同时，流经第二支管715的制冷剂通过通/断阀735导入到与第二压缩机1000连接的第二中间制冷剂管742。这样，流经第二支管715的气相制冷剂和由第二压缩机1000的第一压缩部分1100压缩的气相制冷剂在第二中间制冷剂管742中相互混合。该混合的气相制冷剂被导入到第二压缩机1000的第二压缩部分1200中，然后在其中压缩。

随后，从第一压缩机100排出的气相制冷剂和从第二压缩机1000排出的气相制冷剂相互混合，然后传送给四通阀200。

已经传送到四通阀200的气相制冷剂通过冷凝器300相变成液相制冷剂。该液相制冷剂通过第一膨胀阀410膨胀，然后被导入到分相器中。

参照图8，根据外部施加的负载能够只是驱动可变压缩机C2，或者同时驱动可变压缩机C2和恒速压缩机C1两者。也就是说，只有在外部负载处于可变压缩机的工作范围内，才可以只是驱动可变压缩机。如果外部负载超过可变压缩机的工作范围，则同时驱动可变压缩机和恒速压缩机两者。可选的是，也可以只是驱动恒速压缩机。

下面将参照图9和图10对根据本发明第四实施方式的空调系统进行说明。在该情况中，空调系统设置有一对可变压缩机。

图9为根据本发明第四实施方式的空调系统的结构方框图，并且图10为设置在图9所示的空调系统上的压缩机的工作模式的曲线图。

参照图9和图10，根据本发明第四实施方式的空调系统具有与上述实施方式的那些结构大致类似的结构。但是，根据本发明第四实施方式的空调系统包括一对可变压缩机，即第一压缩机100和第二压缩机1000。并且辅助电子膨胀阀被用作制冷剂调节装置，以调节导入到第一和第二压缩机100和1000的每一个中的气相制冷剂的流量。

在根据本发明第四实施方式的空调系统中，连接分相器和一对压缩机的制冷剂管没有分立从一个制冷剂管分叉。相反，分相器和压缩机直接连接。

具体地说，制冷剂管包括：第一气相制冷剂管717，所述第一气相制冷剂管717使得从分相器500排出的气相制冷剂能够流到第一压缩机100；以及第二气相制冷剂管719，所述第二气相制冷剂管719与第一气相制冷剂管717并联地设置以使得从分相器500排出的气相制冷剂能够流到第二压缩机1000。

在下面说明中说明的是驱动两个压缩机的情况。

首先，由分相器500分离出的一部分气相制冷剂通过第一气相制冷剂管717被导入到第一压缩机100的第一中间制冷剂管741中。在该情况中，设置在第一气相制冷剂管717上的第一辅助电子膨胀阀737调节气相制冷剂的流量。具体地说，空调系统的控制器根据施加在第一压缩机100上的负载来调节第一辅助电子膨胀阀737的开度。

导入到第一中间制冷剂管741中的气相制冷剂与由第一压缩机100的第一压缩部分110压缩的气相制冷剂混合，然后导入到第一压缩机100的第二压缩部分120中。

同样，由分相器500分离出的其余气相制冷剂通过第二气相制冷剂管719被导入到第二压缩机1000的第二中间制冷剂管742中。在该情况中，按照根据施加在第二压缩机1000上的负载调节第二辅助电子膨胀阀739的打开程度这样一种方式调节相应气相制冷剂的流量。

参照图10，可以根据外部施加的负载只是驱动第一可变压缩机C21，或者同时驱动第一和第二可变压缩机C21和C22两者。具体地说，在第一可变压缩机C21的可承受的外部负载的情况下，只是驱动第一可变压缩机C21。如果外部负载超过第一可变压缩机C21的容量，则同时驱动第一和第二压缩机C21和C22两者。当然，也可以只是驱动第二可变压缩机C22。

下面将参照图11对根据本发明一个实施方式的分相器进行说明。

图11为根据本发明一个实施方式的设置在空调系统上的分相器的透视图。

参照图11，根据本发明一个实施方式的分相器包括在其中存储制冷剂的存储容器530、将制冷剂引导向存储容器530的混合制冷剂管连接部分520、存储容器530所设置有的分离板540、用于将在存储容器530内分离的气相制冷剂排出的第一制冷剂管连接部分510以及用于排出液相制冷剂的第二制冷剂管连接部分550。

存储容器530的作用是提供用于临时存储制冷剂的地方。导入到存储容器530中的制冷剂处于气相制冷剂和液相制冷剂相互混合的状态。

存储容器530包括圆筒形主体部分531、设置在主体部分531的上端部分上的上壁以及设置在主体部分531的下端部分上的下壁535。

上壁533具有朝着主体部分531的顶部凸起并且与主体部分531制成一体的半球形形状。并且，下壁535具有朝着主体部分531的底部凸起并且与主体部分531制成一体的半球形形状。

由于上壁633和下壁535的每一个都具有半球形形状，所以压力可以在分相器内均匀地分布。优选的是，由上壁533包围的容积和由下壁535包围的容积之和被设计成与整体容积的一半对应。如上配置的分相器便于存储容器的制造，并且使得压力在存储容器内均匀地分布。

优选的是，第一制冷剂管连接管510位于上壁533的最上面的端部处。由于气相制冷剂的密度低于液相制冷剂的密度，所以它总是位于存储容器的上部中。虽然气相制冷剂和液相制冷剂通过分离板相互分离，但是能够按照排出离液相制冷剂最远的气相制冷剂的方式来有效地防止液相制冷剂通过第一制冷剂管连接部分510排出。

混合制冷剂管连接部分520和第二制冷剂管连接部分550的每一个都按照穿过上壁533、向下延伸并且与下壁535间隔开规定间隙的方式安装。具体地说，由于考虑到制冷剂流的方向根据加热或冷却操作而改变，所以第二制冷剂管连接部分550优选安装成具有与混合制冷剂管连接部分520相同的高度。

优选的是，混合制冷剂管连接部分520和第二制冷剂管连接部分550的每一个都配置为延伸到达在低于存储容器的整体高度的1/4的位置处。由于液体制冷剂总是保持在存储容器的下壁535附近而与空调系统的加热或制冷操作无关，所以混合制冷剂管连接部分520和第二制冷剂管连接部分550的每一个应该总是浸入在液相制冷剂中。

第二制冷剂管连接部分550的下端部分523以规定的角度α弯曲。并且，混合制冷剂管连接部分550的下端部分523以替定的角度α弯曲。下端部分523和553的每一个都沿着下壁535在周向上弯曲。这使得导入到存储容器中的制冷剂能够沿着下壁535或主体部分平稳地转动和流动。

如果制冷剂在存储容器530内平稳地流动，则产生出制冷剂湍流的可能性降低。因此液相制冷剂不太可能被导入到第一制冷剂管连接部分510中，或者气相制冷剂也不太可能导入到第二制冷剂管连接部分550中。

优选的是，下端部分523和553的每一个的弯曲程度即角度α设定为25°～45°。并且，下端部分523和553的每一个具有平滑的弧形形状。而且，该圆弧的半径R为混合制冷剂管连接部分520和第二制冷剂管连接部分550的每一个的直径的四倍。在该情况中，角度α和半径R的数值用于降低在分相器的容积和形状中湍流产生。

第一制冷剂管连接部分的直径被配置成为等于或小于第二制冷剂管连接部分的直径。具体地说，第一制冷剂管连接部分的直径优选设定为第二制冷剂管连接部分的直径的0.5倍至1倍之间的值。

由于第一制冷剂管连接部分的直径减小，所以更难以通过第一制冷剂管连接部分排出液相制冷剂。由于通过第一制冷剂管连接部分510排出的气相制冷剂的流动由制冷剂控制阀控制，所以优选为较小流量的气相制冷剂流经第一制冷剂管连接部分520。

分离板540包括具有多个通孔的多孔构件，所述通孔使得气相制冷剂能够从中流过。可选的是，可以在分离板540的边缘上设置用于将存储容器和分离板锁紧在一起的锁紧部件。

分离板540设置在上壁533的下部以起到从通过第一制冷剂管连接部分510排出的气相制冷剂中去除颗粒物并且防止液相制冷剂被导入到第一制冷剂管连接部分510中的作用。

具体地说，分离板540能够有效地防止液相制冷剂由于在驱动压缩机时急剧的压力变化而通过第一制冷剂管连接部分排出。因此，如果制冷剂通过混合制冷剂管连接部分520导入到存储容器530中，则制冷剂的气相制冷剂通过分离板540和第一制冷剂管连接管510排出到压缩机。

另一方面，液相制冷剂与分离板540碰撞以在分离板540下面落下。并且，存储在分离板540下面的液相制冷剂通过第二制冷剂管连接部分550排出，然后导入到第二膨胀阀(参见图3中的420)中。

下面将参照图12对根据本发明另一个实施方式的分相器进行说明。

图12为根据本发明另一个实施方式的设置在空调系统上的分相器的剖视图。

参照图12，根据本发明另一个实施方式的分相器的结构与根据本发明前面实施方式的分相器的结构类似。但是，根据当前实施方式的分相器包括挡壁560，用来防止从混合制冷剂管连接部分520排出的制冷剂的流动影响第二制冷剂管连接部分550或第一制冷剂管连接部分510。图13显示出在没有安装挡壁560的情况中的混合制冷剂的流动，而图14显示出在安装有挡壁560的情况下的混合制冷剂的流动。

挡壁560设置在混合制冷剂管连接部分520的下端部分和第二制冷剂管连接部分550的下端部分之间，用来调节从混合制冷剂管连接部分520排出的制冷剂的流动。

具体地说，如果包括相互混合的气相制冷剂和液相制冷剂的混合制冷剂通过混合制冷剂管连接部分520喷射到存储容器530中，则混合制冷剂通过撞击存储容器530的下壁535而产生出湍流。这样，挡壁560引导该混合制冷剂的流动。

也就是说，挡壁560沿着存储容器壁的方向引导制冷剂的流动，以防止从混合制冷剂管连接部分520排出的混合制冷剂被直接吸入到第二制冷剂管连接部分550中。

因此，包括在从混合制冷剂管连接部分520排出的混合制冷剂中的气泡变得更不可能被导入到第二和第一制冷剂管连接部分550和510中。因此，挡壁560使得液相制冷剂能够被有效地导入到第二制冷剂管中。并且，挡壁560最终防止了液相制冷剂被导入到压缩机的缸体中。优选的是，混合制冷剂管连接部分被配置成为具有与第二制冷剂管连接部分的直径相同的直径。这是因为空调系统能够进行加热操作以及制冷操作。

同时，挡壁560安装成离下壁535的底部具有预定的高度。具体地说，挡壁560的高度H设定为存储容器530的直径D的1至2倍。

挡壁560的高度H应该设定为足以防止包括在驱动该系统时从混合制冷剂管连接部分520中急速排出的混合制冷剂中的气泡被直接导入到第二制冷剂管连接部分550中，并且使得液相制冷剂在系统的正常工作时能够平稳地导入到第二制冷剂管连接部分550中。

具体地说，如果挡壁560的高度H太大，则在驱动该系统的情况下能够很容易防止气泡被导入到第二制冷剂管连接部分550中。但是，由于混合制冷剂管连接部分520与第二制冷剂管连接部分550分隔开，所以在系统的正常工作情况下液相制冷剂不会被导入到第二制冷剂管连接部分550中。

如果挡壁560的高度H太小，则在驱动该系统时气泡会被直接导入到第二制冷剂管连接部分550中。因此，优选的是，将挡壁560的高度H设定为存储容器530的直径D的1.5倍。

挡壁560的形状可以进行各种改变。例如，挡壁560的端部可沿着混合制冷剂管连接部分的方向平滑地弯曲。如果混合制冷剂管连接部分的端部具有平滑弯曲，则能够使得混合制冷剂的流动进一步平稳。

下面将参照图2和图15对根据本发明第一实施方式的空调系统的压缩机的工作状态进行说明。

图15为压缩机的工作模式随空调系统中的外部负载变化的曲线图。

在用于冷却室内空间的制冷操作中，从外面施加在压缩机上的压缩功即外部负载与外部温度成比例。但是，外部负载并不总是只是外部温度的函数。并且，可以通过考虑室内机的数量、室内空间温度、设定温度等来确定外部负载。在下面的说明中，考虑了外部温度来说明外部负载。

例如，如果外部温度低，则不必冷却室内空间。如果外部负载小并且如果外部温度高，则应该给空调系统提供相对较多的功以冷却室内空间。因此，外部负载变大。另一方面，在加热室内空间的情况下，如果外部温度低，则外部负载变大。如果外部温度高，则外部负载变小。

如在与图2相关的详细说明中所提到的一样，如果外部负载大，即如果空调系统处于寒冷地带或者炎热地带中，则空调系统具有这样的制冷剂流，即由分相器分离出的气相制冷剂通过与流经第一压缩部分110的制冷剂混合而导入到第二压缩部分120中。当然，如果外部负载小，则只是驱动第一压缩部分或第二压缩部分。

在图15中，根据外部负载和外部温度表示的矩形图表示应该从外部施加在压缩机上的压缩功。并且，矩形A指的是在驱动第一压缩部分的情况下施加在压缩机上的压缩功。在区域B中的矩形表示根据外部负载可变化地提供给第二压缩部分的每个压缩功。

如果外部负载即需要施加在压缩机上的总压缩功为(W1+W2)，则将压缩功W1提供给第一压缩部分110，并且将压缩功W2提供给第二压缩部分120。

如果需要施加在空调系统上的外部负载对应于部分W1，则在空调系统中将只是驱动第一压缩部分。可选的是，可以根据外部负载可变地改变第一压缩部分。

下面将参照图2、图4和图16对根据本发明第一实施方式的空调系统的压缩机的操作效率进行说明。

图16为压缩机工作模式随图15所示空调系统中的外部负载变化的曲线图。

一般来说，在确定压缩机性能中的主要因素包括压缩机的容量和压缩机的能耗率。在该情况中，在制造压缩机的过程中确定出压缩机的容量以适用于相应的空调系统。因此，尽管具有相同压缩机容量，但是必须降低能耗才能扩大空调系统的工作区域。

参照图16，现有技术的空调系统仅能在Wi至Wf的外部负载范围的区域中工作。也就是说，现有技术空调的工作范围只是取决于压缩机容量。

但是，根据当前实施方式的空调系统可以在Wk至Wf的外部负载范围中工作。在空调系统中，通过将气相制冷剂与由第一压缩部分110压缩的制冷剂一起提供给第二压缩部分120，从而降低了施加在压缩机上的压缩功以及能耗。因此，尽管具有相同的输出功率，但是提高了空调系统的整体效率。因此，虽然该压缩机具有与现有技术压缩机相同的容量，但是该空调系统的工作区域得到进一步扩大。

具体地说，如果在第一缸体111和第二缸体121之间的容积比(M:N)为100:50，则根据本发明的空调系统的工作区域比现有技术提高了30％。并且，工作效率比现有技术提高了20％。

在空调系统的COP(性能系数)方面，由于降低了用于获得相同冷却能力所消耗的压缩工作即功耗，所以能够观察到COP增高。当然，由于如果给空调系统提供与现有技术相同的压缩功则COP较大，所以COP较大。因此，可以看出冷却能力提高。

在该情况中，COP在理论上可以表示为针对压缩机的热函而言蒸发器的吸收热函。基本上，压缩功的热函指的是真实功耗，并且蒸发器的吸收热函指的是冷却能力。

因此，能够通过驱动使用由分相器分离出的气相制冷剂的压缩机来提高空调系统的工作效率并扩大工作区域。由于空调系统的工作区域增加，所以该空调系统可以在寒冷地带或炎热地带中工作。

图17为根据本发明的空调系统的性能曲线图，其中显示出相对于温度而言的压缩机的压缩容量。并且，在只是使用可变压缩机的情况中压缩容量为关于与温度相应的压缩容量的数值。

参照图17，假设如果温度为-15℃则只是使用可变压缩机的情况K2的压缩容量大约为78，则只是使用恒速压缩机的情况K3的压缩容量变成大约55。在使用根据本发明的压缩机的情况K1中，压缩机的压缩容量变为100，其中所述压缩机包括多个可变压缩机，每个可变压缩机都包括用来接收流经蒸发器的气相制冷剂的第一压缩部分和使用由分相器分离出的气相制冷剂的第二压缩部分。

假设在温度为7℃时只是使用可变压缩机的情况K2的压缩容量为100，则只是使用恒速压缩机的情况的压缩容量大约为93。并且，使用根据本发明的压缩机的情况K1的压缩容量大约为110。

根据本发明的压缩机可以采用多个压缩机或其组合，只要多个压缩机的每一个都包括第一压缩部分和第二压缩部分即可。例如，根据本发明的多个压缩机可以包括：多个恒速压缩机，每个所述恒速压缩机都设置有第一和第二压缩部分；或者多个可变压缩机，每个所述可变压缩机都设置有第一和第二压缩部分；或者多个可变和恒速压缩机，每个所述可变和恒速压缩机都设置有第一和第二压缩部分。

根据这些数据，根据本发明的压缩机在温度相对较低的寒冷区域中具有明显较大的压缩容量。也就是说，配置有彼此并联布置的多个压缩机的空调系统的工作区域在寒冷区域中具有更广的工作范围，其中每个压缩机包括第一和第二压缩部分。替代地，多个压缩机可以串联布置。工业适用性

本发明可以降低施加在压缩机上的压缩功，并且提高空调系统的整体效率。另外，本发明能够扩大空调系统的工作区域。具体地说，本发明能够扩大在寒冷区域中的工作区域。

Claims (29)

1.一种空调系统，包括：

分相器，所述分相器从流动的制冷剂分离出气相制冷剂和液相制冷剂；

蒸发器，所述蒸发器使由所述分相器分离出的液相制冷剂蒸发；以及

至少一个压缩机，所述压缩机包括：

第一压缩部分，所述第一压缩部分接收流经所述蒸发器的制冷剂；和

第二压缩部分，所述第二压缩部分接收由所述分相器分离出的气相制冷剂和流经所述第一压缩部分的制冷剂两者，其中所述第一压缩部分的第一缸体的容积与所述第二压缩部分的第二缸体的容积不同，其中，所述至少一个压缩机包括多个压缩机，所述多个压缩机包括独立工作的第一压缩机和第二压缩机，所述第一压缩机和第二压缩机中的至少一个压缩机包括可变压缩机或恒速压缩机，所述可变压缩机具有能够随外部施加的负载变化的压缩容量，所述恒速压缩机具有与所述外部施加的负载无关的恒定压缩容量。

2.如权利要求1所述的空调系统，还包括制冷剂导入装置，所述制冷剂导入装置将流经所述分相器的制冷剂引导到第一压缩部分和第二压缩部分中的每一个。

3.如权利要求2所述的空调系统，所述制冷剂导入装置包括：

中间制冷剂管，所述中间制冷剂管将所述第一压缩部分和所述第二压缩部分连接在一起以提供用于将由所述分相器分离出的气相制冷剂和流经所述蒸发器的制冷剂混合在一起的空间；

第一制冷剂管，所述第一制冷剂管将由所述分相器分离出的气相制冷剂引导到所述中间制冷剂管；以及

第二制冷剂管，所述第二制冷剂管将所述分相器和所述蒸发器连接在一起以将流经所述蒸发器的制冷剂引导到所述第一压缩部分。

4.如权利要求3所述的空调系统，所述制冷剂导入装置还包括制冷剂控制阀，所述制冷剂控制阀控制导入到所述中间制冷剂管中的气相制冷剂的流动。

5.如权利要求3所述的空调系统，所述第一制冷剂管包括：

连接到所述分相器的第一主制冷剂管；

第一支管，所述第一支管从所述第一主制冷剂管分出以连接到所述第一压缩机；以及

第二支管，所述第二支管从所述第一主制冷剂管分出以将气相制冷剂供应到所述第二压缩机。

6.如权利要求5所述的空调系统，还包括气相制冷剂调节装置，所述气相制冷剂调节装置调节导入到所述多个压缩机的每一个中的气相制冷剂的流动。

7.如权利要求6所述的空调系统，其中，所述多个压缩机的每一个包括恒速压缩机，所述恒速压缩机具有与外部施加的负载无关的预定压缩容量。

8.如权利要求6所述的空调系统，其中，所述第一压缩机包括可变压缩机，所述可变压缩机具有能够随外部施加的负载变化的压缩容量，并且所述第二压缩机包括恒速压缩机，所述恒速压缩机具有与所述外部施加的负载无关的恒定压缩容量。

9.如权利要求7所述的空调系统，所述气相制冷剂调节装置包括设置在所述第一主制冷剂管上用以控制所述气相制冷剂的流动的通/断阀。

10.如权利要求8所述的空调系统，所述气相制冷剂调节装置包括：

辅助电子膨胀阀，所述辅助电子膨胀阀设置在所述第一支管上用以调节导入到所述第一压缩机中的气相制冷剂的量；以及

通/断阀，所述通/断阀设置在所述第二支管上用以调节导入到所述第二压缩机中的气相制冷剂的量。

11.如权利要求3所述的空调系统，所述第一制冷剂管包括：

第一气相制冷剂管，所述第一气相制冷剂管使得从所述分相器排出的气相制冷剂能够流入到所述第一压缩机中；以及

第二气相制冷剂管，所述第二气相制冷剂管与所述第一气相制冷剂管并联设置以使得从所述分相器排出的气相制冷剂能够流入到所述第二压缩机中。

12.如权利要求11所述的空调系统，所述第一压缩机和第二压缩机的每一个包括可变压缩机，所述可变压缩机具有随外部负载变化的压缩容量。

13.如权利要求5所述的空调系统，所述第一制冷剂管包括毛细管，所述毛细管用来根据直径调节所述气相制冷剂的流量。

14.如权利要求1所述的空调系统，其中，所述第二缸体的容积为所述第一缸体的容积的40-80％。

15.如权利要求1所述的空调系统，所述分相器包括：

存储容器，所述存储容器用于在其中存储相互混合的气相制冷剂和液相制冷剂；

混合制冷剂管连接部分，所述混合制冷剂管连接部分将混合的制冷剂引导到所述存储容器；

第一制冷剂管连接部分，所述第一制冷剂管连接部分排出所分离出的气相制冷剂；以及

第二制冷剂管连接部分，所述第二制冷剂管连接部分排出所分离出的液相制冷剂。

16.如权利要求15所述的空调系统，所述分相器还包括分离板，所述分离板设置在所述第一制冷剂管连接部分下面，以从排出自所述第一制冷剂管连接部分的气相制冷剂中去除颗粒物，并且防止液相制冷剂被导入到所述第一制冷剂管连接部分中。

17.如权利要求15所述的空调系统，所述存储容器包括：

主体部分；

上壁，所述上壁设置在所述主体部分的上端部分上以向上凸起；以及

下壁，所述下壁设置在所述主体部分的下端部分上以向下凸起。

18.如权利要求17所述的空调系统，其中，所述第一制冷剂管连接部分设置在所述上壁的最上端。

19.如权利要求17所述的空调系统，其中，所述混合制冷剂管连接部分的下端部分和所述第二制冷剂管连接部分的下端部分浸入混合的制冷剂中并与所述下壁之间隔开规定间隙。

20.如权利要求15所述的空调系统，其中，所述混合制冷剂管连接部分的下端部分和所述第二制冷剂管连接部分的下端部分中的至少一个配置为弯曲的。

21.如权利要求20所述的空调系统，其中，所述混合制冷剂管连接部分的下端部分和所述第二制冷剂管连接部分的下端部分中的每一个配置为沿所述存储容器的主体部分的周向弯曲。

22.如权利要求15所述的空调系统，还包括挡壁，所述挡壁设置在所述混合制冷剂管连接部分的下端部分和所述第二制冷剂管连接部分的下端部分之间，用来防止从所述混合制冷剂管连接部分排出的制冷剂的流动影响所述第二制冷剂管连接部分或所述第一制冷剂管连接部分。

23.如权利要求22所述的空调系统，其中，所述挡壁的高度为所述存储容器的直径的1至2倍。

24.一种控制空调系统的方法，包括：

从流动的制冷剂中分离出气相制冷剂和液相制冷剂的步骤；

使用蒸发器使所分离出的液相制冷剂蒸发的步骤；以及

控制至少一个压缩机的压缩机控制步骤，所述至少一个压缩机具有第一压缩部分和第二压缩部分，所述第一压缩部分设置有接收流经所述蒸发器的制冷剂的第一缸体，所述第二压缩部分设置有被供应以所分离出的气相制冷剂和流经所述第一压缩部分的制冷剂两者的第二缸体，所述第二缸体的容积不同于所述第一缸体的容积，所述多个压缩机包括独立工作的第一压缩机和第二压缩机，所述第一压缩机和第二压缩机中的至少一个压缩机包括可变压缩机或恒速压缩机，所述可变压缩机具有能够随外部施加的负载变化的压缩容量，所述恒速压缩机具有与所述外部施加的负载无关的恒定压缩容量。

25.如权利要求24所述的方法，所述压缩机控制步骤包括调节导入到所述压缩机中的气相制冷剂的流动的制冷剂调节步骤。

26.如权利要求25所述的方法，所述压缩机控制步骤还包括如下步骤：

使所述第一压缩部分压缩流经所述蒸发器的制冷剂；以及

使所述第二压缩部分压缩所分离出的气相制冷剂与由所述第一压缩部分压缩的制冷剂，其中所分离出的气相制冷剂和由所述第一压缩部分压缩的制冷剂相互混合。

27.如权利要求25所述的方法，其中，在所述制冷剂调节步骤中，如果所述至少一个压缩机包括多个恒速压缩机，则通过通/断模式来控制所述气相制冷剂的流动。

28.如权利要求25所述的方法，其中，在所述制冷剂调节步骤中，如果所述至少一个压缩机包括可变压缩机，则通过电子膨胀阀的开度来控制导入到所述可变压缩机中的气相制冷剂的流动。

29.如权利要求25所述的方法，其中在所述制冷剂调节步骤中，根据其中流有所分离出的气相制冷剂的第一制冷剂管的直径来调节导入到所述至少一个压缩机的气相制冷剂的量。

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