CN104949377A - 空调器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种空调器，涉及制冷领域，其适用于普通家庭的单个房间且使用的舒适性高。该空调器包括压缩机、四通换向阀、辐射换热板、第一节流机构、室内侧换热器、第二节流机构、室外侧换热器以及将上述各部件连成回路的冷媒管路。其中，所述空调器还包括控制阀组；控制阀组用于控制冷媒的流动方向，使得在制冷和制热状态下，冷媒管路中的冷媒均先流入辐射换热板，再流入室内侧换热器。上述技术方案提供的空调器，辐射换热板和室内侧换热器串联，两者共同承担室内负荷。并且，通过控制阀组，实现供冷/热时冷媒均先流入辐射换热板，后流入室内侧换热器，保证辐射换热板的温度，提升辐射换热板的换热效率。
Description
技术领域
本发明涉及制冷领域，具体涉及一种空调器。
背景技术
空调，又称为空调器、空气调和装置。空调分为传统家用空调和辐射空调两大类。
目前，传统家用空调普遍存在吹风感较强、噪音较大、制热时风直接作用在人体上，舒适性较差的问题。
通常应用于集中型或半集中型供冷/热的辐射空调系统多采用冷/热水作为换热介质，温湿度独立控制或与其他新风系统相配合使用。辐射空调系统由于存在辐射换热板表面易结露、单位换热量较小等缺点，将辐射空调系统应用于普通家庭的单个房间存在较大的初投资成本，而且为维持房间设定温度不能对其随时进行关闭等缺点，一般不将其应用于普通家庭的单个房间。
目前，行业内致力于提供一种适用于普通家庭的单个房间且使用舒适性高的空调。
发明内容
本发明的其中一个目的是提出一种空调器，用以适用于普通家庭的单个房间，且提高产品使用的舒适性。
为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：
本发明提供了一种空调器，包括压缩机、四通换向阀、辐射换热板、第一节流机构、室内侧换热器、第二节流机构、室外侧换热器以及将上述各部件连成回路的冷媒管路；
其中，所述空调器还包括控制阀组；所述控制阀组用于控制冷媒的流动方向，使得在制冷和制热状态下，所述冷媒管路中的冷媒均先流入所述辐射换热板，再流入所述室内侧换热器。
如上所述的空调器，优选的是，所述控制阀组为单向阀组件；
所述单向阀组件设置在所述四通换向阀、所述辐射换热板、所述室外侧换热器和所述第二节流机构之间。
如上所述的空调器，优选的是，所述单向阀组件包括第一单向阀、第二单向阀、第三单向阀和第四单向阀；
所述第一单向阀的入口与所述四通换向阀连通，所述第一单向阀的出口与所述辐射换热板连通；
所述第二单向阀的出口与所述辐射换热板连通，所述第二单向阀的入口与所述室外侧换热器连通；
所述第三单向阀的入口与所述第二节流机构连通，所述第三单向阀的出口与所述室外侧换热器连通；
所述第四单向阀的入口与所述第二节流机构连通，所述第四单向阀的出口与所述四通换向阀连通。
如上所述的空调器，优选的是，所述四通换向阀和所述辐射换热板之间还设置有第三节流机构，在制冷状态下，所述冷媒管路中的冷媒经过所述第三节流机构流入所述辐射换热板。
如上所述的空调器，优选的是，空调器还包括控制器和传感器；
所述控制器分别与所述第三节流机构和所述传感器连接，所述控制器用于根据所述传感器检测得到的露点温度控制所述第三节流机构的开度。
如上所述的空调器，优选的是，所述传感器为温湿度传感器。
如上所述的空调器，优选的是，所述第一节流机构、所述第二节流机构、所述第三节流机构均为电子膨胀阀。
如上所述的空调器，优选的是，所述冷媒为气液两相态冷媒。
如上所述的空调器，优选的是，所述冷媒为氟利昂、氨或二氧化碳。
基于上述技术方案，本发明实施例至少可以产生如下技术效果：
上述技术方案提供的空调器，辐射换热板和室内侧换热器串联，辐射换热板和室内侧换热器共同承担室内负荷。并且，通过控制阀组，实现供冷/热时冷媒均先流入辐射换热板，然后流入室内侧换热器，保证辐射换热板的温度，使其与室内环境温度存在一定温差，提升辐射换热板的换热效率。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明实施例提供的空调器制冷循环时的原理示意图；
图2为本发明实施例提供的空调器冷循环时对应的压焓图；
图3为本发明实施例提供的空调器制热循环时的原理示意图。
附图标记：
10、压缩机； 11、四通换向阀； 12、辐射换热板；
13、第一节流机构； 14、室内侧换热器； 15、第二节流机构；
16、室外侧换热器； 17、单向阀组件； 171、第一单向阀；
172、第二单向阀； 173、第三单向阀； 174、第四单向阀；
18、第三节流机构。
具体实施方式
下面结合图1～图3对本发明提供的技术方案进行更为详细的阐述。
本发明实施例提供一种空调器，包括压缩机10、四通换向阀11、辐射换热板12、第一节流机构13、室内侧换热器14、第二节流机构15、室外侧换热器16以及将上述各部件连成回路的冷媒管路。其中，该空调器还包括控制阀组；控制阀组用于控制冷媒的流动方向，使得在制冷和制热状态下，冷媒管路中的冷媒均先流入辐射换热板12，再流入室内侧换热器14。
控制阀组有多种实现形式，后文将给出本实施例中所采用的实现方式。
上述技术方案提供的空调器，辐射换热板12和室内侧换热器14串联，辐射换热板12和室内侧换热器14共同承担室内负荷。将辐射换热板12与室内侧换热器14配合使用，能使室内温度能够较快地达到用户设定温度，具有较大的温升/降速率。另外，通过控制阀组，实现供冷/热时冷媒均先流入辐射换热板12，然后流入室内侧换热器14，保证辐射换热板12的温度，使其与室内环境温度存在一定温差，提升辐射换热板12的换热效率。
本实施例中，控制阀组具体采用下述实现方式。
控制阀组为单向阀组件17。单向阀组件17设置在四通换向阀11、辐射换热板12(在设置了第三节流机构18的情况下，此处具体为第三节流机构18，即图1示意的情形)、室外侧换热器16和第二节流机构15之间。单向阀组件17用于控制冷媒的流动方向，使得在制冷和制热状态下冷媒均先流入辐射换热板12，再流入室内侧换热器14。控制阀组采用单向阀组件17，可以简化整个系统的结构。
单向阀组件17所包括的单向阀的结构可以相同或不同，本文以采用相同结构的单向阀为例，但不限于此。
具体地，单向阀组件17包括第一单向阀171、第二单向阀172、第三单向阀173和第四单向阀174。
第一单向阀171的入口与四通换向阀11连通，第一单向阀171的出口与辐射换热板12，具体通过第三节流机构18连通。第二单向阀172的出口与辐射换热板12，具体通过第三节流机构18连通，第二单向阀172的入口与室外侧换热器16连通。第三单向阀173的入口与第二节流机构15连通，第三单向阀173的出口与室外侧换热器16连通。第四单向阀174的入口与第二节流机构15连通，第四单向阀174的出口与四通换向阀11连通。
采用上述结构的控制阀组，结构简单，便于连接，且控制效果可靠。
进一步地，本实施例中，四通换向阀11和辐射换热板12之间还设置有第三节流机构18，在制冷状态下，冷媒管路中的冷媒经过第三节流机构18流入辐射换热板12。
具体而言，压缩机10的出口与四通换向阀11连通，四通换向阀11具有四个接口，除与压缩机10的出口连通的接口外，另外三个接口分别与后续的单向阀组件17、压缩机10的入口、室外侧换热器16连通。沿着冷媒的流向，辐射换热板12后方依次连通有第一节流机构13、室内侧换热器14、第二节流机构15、室外侧换热器16。上述连通的两个部件之间均通过冷媒管路流体连接。
第三节流机构18对进入辐射换热板12的冷媒起到调节作用。第三节流机构18比如可以为电子膨胀阀等节流部件。
第一节流机构13、第三节流机构18(具体都采用电子膨胀阀)的节流程度不同，使得进入辐射换热板12和室内侧换热器14的冷媒温度不同，单独的换热温差虽因节流程度的不同而不同，相同室内负荷的情况下整体的换热温差不变。
上述技术方案提供的空调器，辐射换热板12和室内侧换热器14串联，辐射换热板12和室内侧换热器14共同承担室内负荷。在空调器处于制冷状态时，辐射换热板12和室内侧换热器14可以共同吸收室内的热量，或是通过控制第一节流机构13、第三节流机构18使得辐射换热板12和室内侧换热器14中的某一个单独承担室内负荷。在空调器处于制热状态时，也是同理。在制冷状态时，可以通过第三节流机构18，使得制冷工况时辐射换热板12的温度高于室内露点温度，保证辐射换热板12表面不结露，使得辐射换热板12所属的空调器能够适用于普通家庭的单独房间。并且，由于辐射换热板12具有无风感、低噪音、高舒适性、节能等优点，提高了空调器使用的舒适性。
进一步地，第一节流机构13、第二节流机构15、第三节流机构18均为电子膨胀阀。电子膨胀阀控制灵敏，精确度高。
本文所指的冷媒为气液两相态冷媒。具体比如为：氟利昂、氨或二氧化碳。
为了便于控制第三节流机构18的开度，空调器还可包括控制器(图未示出)和传感器(图未示出)。控制器分别与第三节流机构18和传感器连接，控制器用于根据传感器检测得到的露点温度控制第三节流机构18的开度。第三节流机构18的开度大，则单位时间内通过的流体量多；第三节流机构18的开度小，则单位时间内通过的流体量少。
上文提及的传感器具体可以为温湿度传感器。
上述技术方案提供的空调器，通过四通换向阀11、单向阀组件17、电子膨胀阀的配合使用，实现将冷媒引入辐射空调系统，且不会产生较大的液流和气动噪声；通过调整第三节流机构18(具体为电子膨胀阀)的开度，实现制冷工况辐射换热板12表面不结露；通过辐射换热板12与室内侧换热器14共同承担室内负荷，实现室内温度快速达到设定温度，且无风感、节能等效果。
进一步地，通过辐射换热板12与室内侧换热器14的串联连接，辐射换热板12与室内侧换热器14共同承担室内负荷，调整第三节流机构18的开度，实现制冷工况时辐射换热板12的温度高于室内露点温度，保证辐射换热板12表面不结露。通过四通换向阀11和单向阀组件17的配合使用，实现供冷/热时冷媒均先流入辐射换热板12然后流入室内侧换热器14，保证换热温差，提升辐射换热板12的换热效率。辐射换热板12内冷媒为气液两相态，无较大相态变化，保证辐射换热板12的各个点温度均匀的同时不会产生较大的液流和气动噪声。
下面结合附图对上述技术方案提供的空调器作进一步详细说明。
本空调器主干设计应用于具有无风感、低噪、高舒适性、节能等优点的家用空调设备。
将辐射换热板12与室内侧换热器14配合使用，使室内温度能够较快地达到用户设定温度，具有较大的温升/降速率。将辐射换热板12与室内侧换热器14设置为串联连接，且在辐射换热板12和换热器前均设置电子膨胀阀，以便更好地对每一支路的节流程度和流量进行控制。如图1所示，通过单向阀组件17保证制冷/热循环使冷媒先进入辐射换热板12再进入室内侧换热器14。
制冷循环时压焓图如图2所示，在图2中，各个标记点的含义如下：
1―压缩机吸气状态点；
2―压缩机排气状态点；
3―室外侧换热器冷媒进口状态点；
4―室外侧换热器冷媒出口状态点；
5―辐射换热板冷媒进口状态点；
6―辐射换热板冷媒出口状态点；
7―室内侧换热器冷媒进口状态点；
8―室内侧换热器冷媒出口状态点。
4点—5点表示压缩机10排出的高温高压冷媒经过第三节流机构18(具体采用电子膨胀阀)第一次节流进入辐射换热板12，通过调整电子膨胀阀的开度调节节流程度，以保证进入辐射换热板12内的冷媒温度高于空气露点温度。5点—6点表示冷媒在辐射换热板12内的蒸发换热过程。6点—7点表示从辐射换热板12流出的冷媒经过第一节流机构13(具体采用电子膨胀阀)第二次节流进入室内侧换热器14。7点—8点表示冷媒在室内侧换热器14的蒸发换热过程。通过调节两次节流的节流程度来保证辐射换热板12表面温度高于空气露点温度，同时保证压缩机10的吸气过热度避免发生液击。
辐射换热板12提供的冷量为室内侧换热器14提供冷量为室内负荷由辐射换热板12和换热器共同承担。室内温度达到用户舒适温度后，可通过调节第一节流机构13、第二节流机构15、第三节流机构18的开度，使室内负荷基本由辐射换热板12承担，内风机关小或关闭，实现高舒适度、无风感、低噪音的用户体验。
为系统冷媒质量流量，h5为5点对应冷媒的焓值，h6为6点对应冷媒的焓值，h7为7点对应冷媒的焓值，h8为8点对应冷媒的焓值。
第一节流机构13、第二节流机构15、第三节流机构18所采用的电子膨胀阀均为在全开时实现全导通不会产生节流的结构。
制热循环时，四通换向阀11与单向阀组件17配合使用，使冷媒首先进入辐射换热板12，冷媒在辐射换热板12内部流动时基本保持气液两相态，辐射换热板12进出口温度变化较小，辐射换热板12温度分布较均匀；冷媒从辐射换热板12流出后进入室内侧换热器14进一步进行冷凝换热，后续流程与常规制热循环相同，此处不再赘述。
由上述内容可知，上述技术方案一方面避免了传统家用空调吹风感较强、噪音较大、制热时舒适性较差的确定，另一方面避免了传统辐射空调系统温升/降速率较小、辐射换热板12表面易结露、单位换热量较小等问题的确定，实现家用空调无风、低噪、高舒适性、节能等效果。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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，仅是为便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗指所指的装置或元件必须具有特定的方位、为特定的方位构造和操作，因而不能理解为对本发明保护内容的限制。
如果本文中使用了“第一”、“第二”等词语来限定零部件的话，本领域技术人员应该知晓：“第一”、“第二”的使用仅仅是为了便于描述本发明和简化描述，如没有另外声明，上述词语并没有特殊的含义。
最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。
Claims (9)
1.一种空调器，其特征在于，包括压缩机(10)、四通换向阀(11)、辐射换热板(12)、第一节流机构(13)、室内侧换热器(14)、第二节流机构(15)、室外侧换热器(16)以及将上述各部件连成回路的冷媒管路；
其中，所述空调器还包括控制阀组；所述控制阀组用于控制冷媒的流动方向，使得在制冷和制热状态下，所述冷媒管路中的冷媒均先流入所述辐射换热板(12)，再流入所述室内侧换热器(14)。
2.根据权利要求1所述的空调器，其特征在于，所述控制阀组为单向阀组件(17)；
所述单向阀组件(17)设置在所述四通换向阀(11)、所述辐射换热板(12)、所述室外侧换热器(16)和所述第二节流机构(15)之间。
3.根据权利要求2所述的空调器，其特征在于，所述单向阀组件(17)包括第一单向阀(171)、第二单向阀(172)、第三单向阀(173)和第四单向阀(174)；
所述第一单向阀(171)的入口与所述四通换向阀(11)连通，所述第一单向阀(171)的出口与所述辐射换热板(12)连通；
所述第二单向阀(172)的出口与所述辐射换热板(12)连通，所述第二单向阀(172)的入口与所述室外侧换热器(16)连通；
所述第三单向阀(173)的入口与所述第二节流机构(15)连通，所述第三单向阀(173)的出口与所述室外侧换热器(16)连通；
所述第四单向阀(174)的入口与所述第二节流机构(15)连通，所述第四单向阀(174)的出口与所述四通换向阀(11)连通。
4.根据权利要求1-3任一所述的空调器，其特征在于，所述四通换向阀(11)和所述辐射换热板(12)之间还设置有第三节流机构(18)，在制冷状态下，所述冷媒管路中的冷媒经过所述第三节流机构(18)流入所述辐射换热板(12)。
5.根据权利要求4所述的空调器，其特征在于，还包括控制器和传感器；
所述控制器分别与所述第三节流机构(18)和所述传感器连接，所述控制器用于根据所述传感器检测得到的露点温度控制所述第三节流机构(18)的开度。
6.根据权利要求5所述的空调器，其特征在于，所述传感器为温湿度传感器。
7.根据权利要求4所述的空调器，其特征在于，所述第一节流机构(13)、所述第二节流机构(15)、所述第三节流机构(18)均为电子膨胀阀。
8.根据权利要求1-3任一所述的空调器，其特征在于，所述冷媒为气液两相态冷媒。
9.根据权利要求8所述的空调器，其特征在于，所述冷媒为氟利昂、氨或二氧化碳。
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