CN101660850A - 空调系统 - Google Patents

Abstract

一种空调，包括：压缩机，其用于压缩制冷剂；室内热交换器，其用于使被该压缩机压缩的制冷剂冷凝；室外热交换器，其用于使被该室内热交换器冷凝的制冷剂蒸发；加热器，其用于向被该室内热交换器冷凝的制冷剂传递热；第一管，其用于使流体朝向该加热器流动；第二管，其用于使流体远离该加热器流动；以及分流管，其用于使流体在该第一管与该第二管之间流动。

Description

空调系统

本申请要求于2008年8月27日提交的韩国第10-2008-0083628号专利申请的优先权，在此将该申请并入本文作为参考，并视为其在本文内已做充分阐述。

技术领域

本发明涉及一种空调系统，并且特别涉及一种能够既用于制冷又用于制热的空调系统。

背景技术

现有技术的空调系统包括压缩机、四通阀、室内热交换器以及室外热交换器，用以执行对室内区域制冷或制热的热交换循环。在制热模式下，室外热交换器被作为蒸发器，室内热交换器被作为冷凝器。详细地，室内制热的操作如下：当制冷剂在室外热交换器中蒸发的同时，在制冷剂与室外空气之间进行热交换；随后，由压缩机将制冷剂压缩到高温及高压状态；当被压缩的制冷剂在室内热交换器中冷凝的同时，在制冷剂与室内空气之间进行热交换。

在制热模式下，可使用制冷剂加热装置来加热在室外热交换器中蒸发的制冷剂。即，在由于室外温度很低而使得制冷剂不能在室外热交换器中顺利地蒸发的情况下，在制冷剂被传送至压缩机之前将制冷剂加热。

发明内容

因此，本发明旨在提供一种空调系统，该空调系统可基本上消除由于现有技术的局限性和缺陷而导致的一个或多个问题。

本发明的一个优点在于提供一种空调系统，在该空调系统中，在制热模式下制冷剂不会被制冷剂加热装置过度加热。

本发明的另一优点在于提供一种能够更加稳定地运行的空调系统。

本发明的另外的特征和优点将在下文的说明中阐述，并且部分地将通过该说明而显而易见、或是可以通过实施本发明而获知。本发明的目的和优点将通过本说明书、权利要求书及附图中所特别指明的装置来实现和获得。

为实现上述的及其他的特征、并且正如根据本发明的目的所体现及宽泛地描述的，提供一种空调，该空调包括：压缩机，其用于压缩制冷剂；室内热交换器，其用于使被该压缩机压缩的制冷剂冷凝；室外热交换器，其用于使被该室内热交换器冷凝的制冷剂蒸发；加热器，其用于向被该室内热交换器冷凝的制冷剂传递热；第一管，其用于使流体朝向该加热器流动；第二管，其用于使流体远离该加热器流动；以及分流管，其用于使流体在该第一管与该第二管之间流动。

本发明的另一方案中，提供一种空调，该空调包括：压缩机；室内热交换器；室外热交换器；加热器；第一管，其位于该室内热交换器与该室外热交换器之间；第二管，其位于该第一管与该加热器之间；第三管，其位于该加热器与该压缩机之间；以及第四管，其位于该第二管与该第三管之间。

应当理解的是，正如所宣称的，上述的概括说明和下文的详细说明均仅为示范性和解释性的说明，并旨在提供对本发明的进一步的解释。

附图说明

附图结合在本说明书中并构成本说明书的一部分，以提供对本发明的更进一步的理解。附图示出了本发明的实施例，并与说明书一起用来解释本发明的原理。

在附图中：

图1、图2为用于说明根据第一实施例、当空调系统在制热模式下运行时，该空调系统中制冷剂的流动的视图。

图3为用于说明根据第一实施例、当空调系统在制冷模式下运行时，该空调系统中制冷剂的流动的视图。

图4为用于说明根据第二实施例、当空调系统在制热模式下运行时，该空调系统中制冷剂的流动的视图。

图5为用于说明根据第三实施例的、在制热模式下的制冷剂的流动的视图。

具体实施方式

现将详细说明本发明的实施例，并且在附图中示出了本发明的范例。

图1、图2为用于说明根据第一实施例、当空调系统在制热模式下运行时，该空调系统中制冷剂的流动的视图，而图3为用于说明根据第一实施例、当空调系统在制冷模式下运行时，空调系统中制冷剂的流动的视图。

参考图1至图3，空调系统用于通过热交换循环对室内区域制冷或制热，在热交换循环中制冷剂与室内空气及室外空气进行热交换。空调系统包括多个室内单元100及100′、室外单元200以及制冷剂加热装置300。

更详细地，室内单元100、100′分别包括室内热交换器110、110′。室内热交换器110、110′在制热模式下被作为冷凝器，而在制冷模式下被作为蒸发器。即，在制热模式下，室内热交换器110、110′接收被压缩机220(将在下文描述)压缩的制冷剂，并使制冷剂冷凝。在制冷模式下，室内热交换器110、110′接收被室外热交换器210冷凝的制冷剂，并使制冷剂蒸发。

室内单元100、100′还分别包括线性膨胀阀(LEVs)120、120′。在制冷模式下，室内单元100、100′的线性膨胀阀120、120′用于使被室外热交换器210冷凝的制冷剂膨胀。在制热模式下，室内单元100、100′的线性膨胀阀120、120′开启，从而使得制冷剂能够穿过线性膨胀阀120、120′。

室外热交换器210包含在室外单元200中。室外热交换器210在制热模式下被作为蒸发器，而在制冷模式下被作为冷凝器。换言之，在制热模式下，室外热交换器210使被室内热交换器110、110′冷凝的制冷剂蒸发，并将被蒸发的制冷剂传送至压缩机220。在制冷模式下，室外热交换器210使制冷剂冷凝，并将被冷凝的制冷剂传送至室内热交换器110、110′。

压缩机220包含在室外单元200中。压缩机220压缩制冷剂，并将压缩后的制冷剂排放至室内热交换器110、110′或室外热交换器210。详细地，压缩机220压缩制冷剂，并在制热模式下将被压缩的制冷剂排放至室内热交换器110、110′，而在制冷模式下则将被压缩的制冷剂排放至室外热交换器210。

室外单元200还包括线性膨胀阀230。在未使用制冷剂加热装置300的制热模式下、或在制冷模式下，室外单元200的线性膨胀阀230使得被室内热交换器110、110′冷凝的制冷剂膨胀，并将制冷剂传送至室外热交换器210。在使用制冷剂加热装置300的制热模式下，室外单元200的线性膨胀阀230关闭。

室外单元200还包括并联管240和止回阀250。并联管240并联地连接于在制热模式下制冷剂流向室外热交换器210所流经的制冷剂管。止回阀250设置于并联管240。

室外单元200还包括四通阀260。该四通阀260设置于制冷剂管，被压缩机220压缩的制冷剂流过该制冷剂管。在制热模式下，四通阀260以这种方式设置：使得被压缩机220压缩的制冷剂能够流向室内热交换器110、110′，并且被室外热交换器210蒸发的制冷剂能够流向压缩机220。在制冷模式下，四通阀260以这种方式设置：使得被压缩机220压缩的制冷剂可排放至室外热交换器210，并且被室外热交换器210冷凝的制冷剂能够被传送至室内热交换器110、110′。

室外单元200还包括第一至第三连接管271、273及275。第一连接管271连接室外热交换器210和制冷剂加热装置300。在制热模式下，被室外热交换器210蒸发的制冷剂经由第一连接管271流向制冷剂加热装置300。第二连接管273将制冷剂加热装置300连接于从室内热交换器110、110′连接到室外热交换器210的制冷剂管。在制热模式下，被室内热交换器110、110′冷凝的制冷剂经由第二连接管273流向制冷剂加热装置300。第三连接管275连接压缩机220和制冷剂加热装置300。在制热模式下，被制冷剂加热装置300加热的制冷剂经由第三连接管275流向压缩机220。

室外单元200还包括分流管277。在制热模式下，分流管277分流被室内热交换器110、110′压缩并被导引至制冷剂加热装置300的制冷剂的一部分。即，分流管277将流经第二分流管273的制冷剂的一部分分流到第三连接管275。

室外单元200还包括第一至第三阀281、283、285。第一阀281设于第一连接管271。在制热模式下，若使用辅助加热装置300加热制冷剂，则第一阀281关闭。若不使用辅助加热装置300，则在制冷模式或制热模式下第一阀281均开启。第二阀283设置于第二连接管273。在制热模式下，若使用辅助加热装置300加热制冷剂，则第二阀283关闭。若不使用辅助加热装置300，则在制冷模式或制热模式下第二阀283均开启。第三阀285设置于分流管277。在制热模式下，若使用辅助加热装置300加热制冷剂，则第三阀285开启。若不使用辅助加热装置300，则在制冷模式或制热模式下第三阀285均关闭。

根据室内区域的供热量调节第二阀283和第三阀285的开启程度。更详细地，若第二阀283开启得较小而第三阀285开启得较大，则经由分流管277分流的制冷剂的量增大。另一方面，若第二阀283开启得较大而第三阀285开启得较小，则经由分流管277分流的制冷剂的量减少。

在制热模式下，辅助加热装置300加热被室外热交换器210蒸发的制冷剂。为此，辅助加热装置300包括辅助热交换器310和加热单元320。

更详细地，制冷剂从第一连接管271或第二连接管273流向辅助热交换器310内部。加热单元320加热辅助热交换器310，以使得流经辅助热交换器310制冷剂能够被加热。

现在将根据第一实施例详细说明空调系统的示范性操作。

参照图1，在使用辅助加热装置300的制热模式下，室外单元200的线性膨胀阀230和第一阀281关闭，室外单元200的第二阀283和第三阀285开启。运行加热单元320以加热流过辅助热交换器310的制冷剂。因此，在热交换循环的过程中，制冷剂被辅助加热装置300加热，然后被导引至压缩机220。此时，四通阀260处于制热模式位置。

更详细地，被压缩机220压缩的制冷剂经由四通阀260排放至室内热交换器110、110′。随后，在室内热交换器110、110′中，制冷剂与室内空气进行热交换并冷凝。由此，能够加热室内区域。

接下来，在室内热交换器110、110′中冷凝的制冷剂穿过室内单元100、100′的线性膨胀阀120、120′并经由第二连接管273流向辅助热交换器310。此时，由于室外单元200的线性膨胀阀230关闭，因此，在室内热交换器110、110′中冷凝的制冷剂并不直接流向室外热交换器210。此外，由于止回阀250的作用，使得在室内热交换器110、110′中冷凝的制冷剂并不经由并联管240流向室外热交换器210。

在第二连接管273内流动的制冷剂流向辅助热交换器310的同时，该制冷剂在第二阀283处膨胀。随后，制冷剂到达辅助热交换器310，制冷剂在此处被加热单元320加热并被排放至第三连接管275。其间，在第二连接管273内流动的制冷剂的一部分经由分流管277被分流至第三连接管275。此时，在制冷剂经由分流管277被分流至第三连接管275的同时，该制冷剂通过第三阀285而膨胀。此后，制冷剂从第三连接管275流向压缩机220，由此完成热交换的一次循环。

其间，根据室内区域的供热量调节第二阀283和第三阀285的开启程度。即，在热交换循环的过程中，若所有的制冷剂均被辅助加热装置300加热，即便室内区域的供热量较低，当制冷剂到达压缩机220时制冷剂仍处于过热状态。因此，在此情况下，更多的制冷剂从第二连接管273经由分流管277分流到第三连接管275。为此，第二阀283开启得较小而第三阀285开启得较大。换言之，通过调节第二阀283和第三阀285的开启程度，能够根据室内区域的供热量来调节由制冷剂加热装置300加热的制冷剂的量。

参照图2，在未使用制冷剂加热装置300的制热模式下，室外单元200的线性膨胀阀230及第一阀281开启，第二阀283和第三阀285关闭。加热单元320不运行，从而流经辅助热交换器310的制冷剂不被加热。因此，在热交换循环的过程中，制冷剂不被辅助加热装置300加热。

更详细地，被压缩机220压缩的制冷剂被排放至室内热交换器110、110′，制冷剂在室内热交换器110、110′中冷凝。在被冷凝的制冷剂穿过室外单元200的开启的线性膨胀阀230的同时，制冷剂膨胀，然后到达室外热交换器210，并在室外热交换器210中蒸发。蒸发的制冷剂流过辅助热交换器310，然后经由第三连接管275被压缩机220吸入。此时，加热单元320不运行，从而流经辅助热交换器310的制冷剂不被加热。在室外区域安装有辅助热交换器310的情况下，流经辅助热交换器310的制冷剂可通过与室外空气进行交换而被蒸发。如上所述，在热交换循环过程中，由室外热交换器210蒸发的制冷剂在不被辅助加热装置300加热的情况下被传送至压缩机220。

参照图3，在制冷模式下，室外单元200的线性膨胀阀230的开启程度被调节，并且第一阀281开启，而第二阀283和第三阀285关闭。加热单元320不运行，从而流经辅助热交换器310的制冷剂不被加热。即，在热交换循环的过程中，不以辅助加热装置300加热制冷剂。四通阀260被切换到制冷模式位置。

更详细地，由压缩机220压缩的制冷剂排放至室外热交换器210。在室外热交换器210中，制冷剂通过与室外空气进行热交换而被冷凝。

在室外热交换器210中冷凝的制冷剂经由并联管240传送至室内热交换器110、110′。此时，根据室外单元200的线性膨胀阀230的开启面积，在室外热交换器210中冷凝的制冷剂可经由连接于并联管240的制冷剂管传送至室内热交换器110、110′。在制冷剂被传送至室内热交换器110、110′的同时，制冷剂通过室内单元100、100′的线性膨胀阀120、120′而膨胀。

在室内热交换器110、110′中，制冷剂通过与室内空气进行热交换而被蒸发。由此，室内区域可通过在室内热交换器110、110′中进行的室内空气与制冷剂之间的热交换而被冷却。

在热交换之后，制冷剂经由四通阀260从室内热交换器110、110′传送至压缩机220。压缩机220压缩制冷剂并将被压缩的制冷剂排放至辅助热交换器310。

现在将参照根据第二实施例的附图来详细说明空调系统。

图4为用于说明根据第二实施例，当空调系统在制热模式下运行时，空调系统中制冷剂的流动的视图。在当前实施例中，将不详细描述与第一实施例相同的元件。

参照图4，在本实施例中，辅助加热装置600包括辅助热交换器610、加热单元620、热交换单元630、加热管640、流体管650及泵660。在热交换循环过程中，制冷剂被传送至辅助热交换器610。加热单元620加热工作流体。在热交换单元630中，被传送至辅助热交换器610的制冷剂与被加热单元620加热的工作流体进行热交换。被传送至辅助热交换器610的制冷剂流过加热管640，被加热单元620加热的工作流体经由流体管650循环。即，大体上在热交换单元630中，热交换是在加热管640内流动的制冷剂与经由流体管650循环的工作流体之间进行的。泵660驱使工作流体经由流体管650循环。

在本实施例中，该空调系统的其他元件，如：室内单元400的室内热交换器410和线性膨胀阀420、室外单元500的室外热交换器510、压缩机520、线性膨胀阀530、并联管540、止回阀550、四通阀560、第一至第三连接管571、573、575、分流管577、第一至第三阀581、583、585，均与第一实施例的空调系统的这些元件具有相同的结构。因此将省略对这些元件的详细描述。

现在将参照根据第三实施例的附图来详细说明空调系统。

图5为用于说明根据第三实施例的、在制热模式下的制冷剂的流动的视图。在本实施例中，与第一实施例和/或第二实施例中的元件相同的元件将不做详细描述。

参照图5，在本实施例中，制冷剂加热装置900包括辅助热交换器910、加热单元920、热交换单元930、加热管940、流体管950以及泵960。此外，辅助加热装置900还包括分流管980和第四阀970。辅助热交换器910、加热单元920、热交换单元930、加热管940、流体管950及泵960与第二实施例中的这些元件具有相同的结构。

泵960驱使工作流体经由流体管950流通，从而使流过加热管940的制冷剂能够在热交换单元930中与工作流体热交换。此时，部分工作流体经由分流管980被分流到加热单元920。

第四阀970设于分流管980。第四阀970用于根据室内区域的供热量而对流过加热管940的制冷剂的加热进行调节。详细地，开启或关闭第四阀970，或者调节第四阀970的开启程度，以便调节经由分流管980分流的工作流体的量。换言之，若第四阀970关闭，则工作流体不经由分流管980分流。若第四阀970的开启面积增大或减小，则经由分流管980分流的工作流体的量随之增大或减小。因此，在热交换单元930中，流经流体管950的、用以与流过加热管940的制冷剂热交换的工作流体的量能够被调节。由此，可对流过加热管940的制冷剂的加热进行调节。这种对流过加热管940的制冷剂的加热的调节可根据室内区域的供热量来进行。

本实施例的空调系统的其他元件，如：室内单元700的室内热交换器710和线性膨胀阀720、室外单元800的室外热交换器810、压缩机820、线性膨胀阀830、并联管840、止回阀850、四通阀860、第一至第三连接管851、873、875、第一阀881及第二阀883，均与第一实施例和第二实施例中的空调系统的这些元件具有相同的结构。因此将省略对这些元件的详细描述。然而，在本实施例中，并不使用诸如第一和第二实施例中的分流管277、577之类的分流管，以及诸如第一和第二实施例中的第三阀258、585之类的第三阀。也就是说，分流管980和第四阀970的功能与第一和第二实施例中的分流管277、577以及第三阀258、585的功能相同。

如上所述，根据本发明的空调系统的实施例，在制热模式下，制冷剂的一部分被分流，以便根据室内区域的供热量而不使用辅助加热装置加热被分流的制冷剂。因此，由于制冷剂在被传送至压缩机之前不会被辅助加热装置过度加热，因而能够防止压缩机的损坏或破裂。

在不脱离本发明的精神和范围的情况下，本领域技术人员显然可以对本发明进行多种修改和变形。因此，本发明旨在涵盖落入所附的权利要求书的范围以及与之等同的范围内的所有更改及变型。

Claims (15)

1.一种空调，包括：

压缩机，其用于压缩制冷剂；

室内热交换器，其用于使被该压缩机压缩的制冷剂冷凝；

室外热交换器，其用于使被该室内热交换器冷凝的制冷剂蒸发；

加热器，其用于向被该室内热交换器冷凝的制冷剂传递热；

第一管，其用于使流体朝向该加热器流动；

第二管，其用于使流体远离该加热器流动；以及

分流管，其用于使流体在该第一管与该第二管之间流动。

2.如权利要求1所述的空调，其中，所述流体为制冷剂。

3.如权利要求2所述的空调，其中，该压缩机用于压缩被该室外热交换器蒸发的制冷剂、被该加热器加热的制冷剂以及流过该分流管的制冷剂。

4.如权利要求1所述的空调，其中，该加热器用于接收被该室外热交换器蒸发的制冷剂。

5.如权利要求1所述的空调，还包括流动切换阀，该流动切换阀用于在制热模式期间使制冷剂从该压缩机流向该室内热交换器并从该加热器流向该压缩机，而在制冷模式期间使制冷剂从该压缩机流向该室外热交换器和该加热器并从该室内热交换器流向该压缩机。

6.如权利要求1所述的空调，还包括第一膨胀阀，该第一膨胀阀用于在制冷模式期间使流向该室内热交换器的制冷剂膨胀。

7.如权利要求1所述的空调，还包括第二膨胀阀，该第二膨胀阀用于在制热模式期间使流向该室外热交换器的制冷剂膨胀。

8.如权利要求1所述的空调，还包括与该第二膨胀阀并联的单向阀，在制冷模式期间，该单向阀使制冷剂从该室外热交换器流向该室内热交换器。

9.如权利要求1所述的空调，还包括在制热模式期间选择性地阻止制冷剂流向该室外热交换器的阀。

10.一种空调，包括：

压缩机；

室内热交换器；

室外热交换器；

加热器；

第一管，其位于该室内热交换器与该室外热交换器之间；

第二管，其位于该第一管与该加热器之间；

第三管，其位于该加热器与该压缩机之间；以及

第四管，其位于该第二管与该第三管之间。

11.如权利要求10所述的空调，还包括位于该第一管与该室内热交换器之间的第一膨胀阀。

12.如权利要求10所述的空调，还包括位于该第一管与该室外热交换器之间的第二膨胀阀。

13.如权利要求10所述的空调，还包括位于该第二管与该加热器之间的第一阀。

14.如权利要求10所述的空调，还包括位于该室外热交换器与该加热器之间的第五管。

15.如权利要求10所述的空调，还包括连接该第四管的第二阀。

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