CN105444452B - 空调系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种空调系统。该空调系统包括压缩机(1)、四通换向阀(2)、第一换热器(3)、节流装置、第二换热器(4)和换热装置(5)，换热装置(5)包括相互换热的第一换热部(6)和第二换热部(7)，第一换热部(6)与第一换热器(3)并联，第二换热部(7)与对房间进行温度调节的使用末端串接。根据本发明的空调系统，使得房间内冷热均匀性好，用户可以具有更高的舒适性。
Description
技术领域
本发明涉及空调技术领域，具体而言，涉及一种空调系统。
背景技术
传统的空调室内机比较少，一般为一个，因此无法兼顾整个房间的供冷、供热均匀性，尤其是大开间的房间，冷热均匀性较差。同时传统的空调室内机不仅体积大、而且比较重，因此常被固定在墙壁上，使用者无法根据个人的意愿灵活的变换室内机的位置，从而造成使用者活动空间的受限。此外，在同一个房间内，每个人对冷热的需求不同，传统空调室内机很难满足每个人的冷热需求,而且会造成不必要的能源浪费。
发明内容
本发明实施例中提供一种空调系统，使得房间内冷热均匀性好，用户可以具有更高的舒适性。
为实现上述目的，本发明实施例提供一种空调系统，包括压缩机、四通换向阀、第一换热器、节流装置、第二换热器和换热装置，换热装置包括相互换热的第一换热部和第二换热部，第一换热部与第一换热器并联，第二换热部与对房间进行温度调节的使用末端串接。
作为优选，节流装置包括第一节流单元，第一换热器和换热装置并联后与第一节流单元串联。
作为优选，节流装置包括第二节流单元和第三节流单元，第一换热器和第二节流单元形成第一串联支路，换热装置和第三节流单元形成第二串联支路，第一串联支路和第二串联支路并联。
作为优选，第二换热部与使用末端之间通过分集水器连接。
作为优选，分集水器包括连接在第二换热器的第一端的第一分集水器和连接在第二换热器的第二端的第二分集水器，第一分集水器包括多个第一分水支路，第二分集水器包括多个第二分水支路，第一分水支路、第二分水支路和使用末端一一对应连通。
作为优选，各第一分水支路和/或各第二分水支路上均设置有调节阀。
作为优选，第一分集水器或第二分集水器与第二换热器之间设置有液压泵。
作为优选，第一分集水器或与第二分集水器第二换热器之间还设置有对液压泵输出的流体流向进行调节的换向装置。
作为优选，换向装置包括第一控制阀、第二控制阀、第三控制阀和第四控制阀，第一控制阀的第一端和第三控制阀的第二端连接至液压泵的入口，第二控制阀的第二端和第四控制阀的第一端连接至液压泵的出口，第二控制阀的第一端和第三控制阀的第一端共同连接至第二换热器，第四控制阀的第二端和第一控制阀的第二端共同连接至第一分集水器或第二分集水器。
作为优选，第一换热器内的换热介质的流向与第二换热器内的换热介质的流向相反。
应用本发明的技术方案，空调系统包括压缩机、四通换向阀、第一换热器、节流装置、第二换热器和换热装置，换热装置包括相互换热的第一换热部和第二换热部，第一换热部与第一换热器并联，第二换热部与对房间进行温度调节的使用末端串接。本发明通过第一换热器和使用末端对房间进行温度调节，可以通过调整使用末端的位置来使房间内的温度分布更加均匀，能够更加有效地保证大开间房间内的温度分布，提高用户使用时的舒适性。
附图说明
图1为本发明的第一实施例的空调系统的工作原理图；
图2为本发明的第一实施例的空调系统的制热过程流程图；
图3为本发明的第一实施例的空调系统的制冷过程流程图；
图4为本发明的第二实施例的空调系统的工作原理图；
图5为本发明的第二实施例的空调系统的制热过程流程图；
图6为本发明的第二实施例的空调系统的制冷过程流程图；
图7为本发明的第三实施例的空调系统的工作原理图；
图8为本发明的第三实施例的空调系统的制热过程流程图；
图9为本发明的第三实施例的空调系统的制冷过程流程图；
图10为本发明的第四实施例的空调系统的工作原理图；
图11为本发明的第四实施例的空调系统的制热过程流程图；
图12为本发明的第四实施例的空调系统的制冷过程流程图。
附图标记说明：1、压缩机；2、四通换向阀；3、第一换热器；4、第二换热器；5、换热装置；6、第一换热部；7、第二换热部；8、第一节流单元；9、第二节流单元；10、第三节流单元；11、第一分集水器；12、第二分集水器；13、第一分水支路；14、第二分水支路；15、调节阀；16、液压泵；17、第一控制阀；18、第二控制阀；19、第三控制阀；20、第四控制阀。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细描述，但不作为对本发明的限定。
图中箭头方向为换热介质的流动方向。
结合参见图1至图12所示，根据本发明的实施例，空调系统包括压缩机1、四通换向阀2、第一换热器3、节流装置、第二换热器4和换热装置5，换热装置5包括相互换热的第一换热部6和第二换热部7，第一换热部6与第一换热器3并联，第二换热部7与对房间进行温度调节的使用末端串接。
在第一换热部6与第二换热部7内可以存入不同的换热介质，由于第一换热部6与第一换热器3并联，并参与整个空调系统的换热循环，因此在第一换热部6内流动的为制冷剂。第二换热部7需要与第一换热部6进行换热，在换热之后将热量输送至使用末端，从而改变房间内使用末端位置处的温度，由于第二换热部7与使用末端形成独立于第一换热部6所在的换热循环，因此第二换热部7内的换热介质可以有多种选择，从材料选取的便利性和成本方面考虑，本实施例中将水作为第二换热部7与使用末端之间的换热介质，从而形成与第一换热部6所在的循环系统并行的独立的换热循环。当然，参与第二换热部7与使用末端之间换热循环的换热介质也可以为其他种类，也可以采用与制冷剂同样的换热介质。
在使用该空调系统时，可以将第一换热器3和使用末端分别设置在同一房间内的不同位置，由于换热装置5和第一换热器3并联，因此可以起到与第一换热器3相同的换热作用，而使用末端可以改变换热装置5的温度调节位置。在空调系统工作时，就可以使第一换热器3和换热装置5共同工作，利用换热装置5对使用末端进行换热，通过改变使用末端的设置位置，使得第一换热器3和使用末端可以对房间的不同位置进行温度调节，从而保证了房间内的温度分布更加均匀，能够更加有效地保证大开间房间内的温度分布，提高用户使用时的舒适性。
结合参见图1至图3所示，根据本发明的第一实施例，节流装置包括第一节流单元8，第一换热器3和换热装置5并联后与第一节流单元8串联。通过第一节流单元8可以在制热时对进入第二换热器4的制冷剂进行节流，在制冷时对进入第一换热器3和换热装置5的制冷剂进行节流，从而能够提高制冷剂的换热效率。
第二换热部7与使用末端之间通过分集水器连接，可以通过分集水器将第二换热部7内的制冷剂分成多个支路，分别于多个使用末端之间实现连接，从而能够对房间内多个位置进行温度调节，可以进一步提高房间内的温度分布均匀性。
分集水器包括连接在第二换热器4的第一端的第一分集水器11和连接在第二换热器4的第二端的第二分集水器12，第一分集水器11包括多个第一分水支路13，第二分集水器12包括多个第二分水支路14，第一分水支路13、第二分水支路14和使用末端一一对应连通。每一组对应的第一分水支路13、第二分水支路14和使用末端形成单独的温度调节支路，多组温度调节支路可以根据使用末端设置位置的不同而对房间内的不同位置进行温度调节，从而使房间内的温度分布可以更加均匀，避免由于房间容积过大而导致的温度分布不均的问题。
在各第一分水支路13和/或各第二分水支路14上均设置有调节阀15。在本实施例中，在各第一分水支路13和各第二分水支路14上均设置有调节阀15。调节阀15的作用在于，可以对每个单独的温度调节支路进行分别控制，从而对相应位置处的房间温度进行控制，使得房间内的温度调整更加灵活方便。在不需要温度调节支路进行温度调节时，还可以通过关闭相应的调节阀15来使该调节阀15所在的温度调节支路关闭，从而使该温度调节支路上的使用末端不参与换热。
第一分集水器11或第二分集水器12与第二换热器4之间设置有液压泵16。液压泵16可以为第二换热部7所在的换热循环提供循环动力，保证第二换热部7所在的换热循环的换热介质可以在换热循环内正常流动，实现第二换热部7与使用末端之间的热量传递，进而可以有效地保证使用末端对房间温度的有效调节。
由于在实际的实用过程中，只要能够将第二换热部7处的热量传递至使用末端位置处，就可以通过使用末端与房间内的空气实现热交换，从而实现对房间内的温度调节，在此过程中，第二换热部7所在的换热循环内换热介质的流动方向并不会对使用末端的功能实现造成致命影响，因此，可以使用单向液压泵来使第二换热部7所在的换热循环内的换热介质始终保持一个流动方向。
但是基于在制冷和制热过程中，第一换热部6内的制冷剂流动方向并不相同，为了使第二换热部7所在的换热循环具有较高的热传递效率，需要根据第一换热部6内的制冷剂流动方向的不同，对位于第二换热部7所在的换热循环内的换热介质的流动方向加以调整。为此，需要选择双向液压泵或者选择换向装置与单向液压泵的组合，来实现不同情况下对于第二换热部7所在的换热循环内的换热介质的流动方向的调整。
通过在第二换热部7所在的换热循环上增加换向装置，可以方便地实现对其内的换热介质的流向调整。
在本实施例中，换向装置和液压泵16设置在第二分集水器12与第二换热部7之间的管路上。换向装置包括第一控制阀17、第二控制阀18、第三控制阀19和第四控制阀20，第一控制阀17的第一端和第三控制阀19的第二端连接至液压泵16的入口，第二控制阀18的第二端和第四控制阀20的第一端连接至液压泵16的出口，第二控制阀18的第一端和第三控制阀19的第一端共同连接至第二换热器4，第四控制阀20的第二端和第一控制阀17的第二端共同连接至第一分集水器11或第二分集水器12。通过对第一控制阀17、第二控制阀18、第三控制阀19和第四控制阀20的开闭进行控制，就可以在不改变液压泵16的输出方向的基础上方便地调节第二换热部7所在的换热循环内的换热介质的流动方向。
分集水器的支路数可以根据具体需求来定，从而可以根据实际需要对使用末端进行布置，使得房间内的温度分布更加合理，能量利用效率更高。
换热装置的结构形式也可以为多种，例如板板换热等。
第一节流单元8例如为电子膨胀阀或者毛细管等。
优选地，第二换热部7、第一分集水器11、第二分集水器12和使用末端之间通过软管连接，从而使得使用末端的位置可以更具使用者的意愿方便地进行调整，使得使用末端的温度调节更加灵活，使用户可以获得更好的使用体验。
在本实施例中，在空调系统制热运行时，第一控制阀17和第二控制阀18开启，第三控制阀19和第四控制阀20关闭，具体额制热流程为：从压缩机1的排气口出来的高温高压制冷剂蒸汽通过四通换向阀2进入第一换热器3和换热装置5的第一换热部6冷却冷凝，冷凝后的液态制冷剂通过第一节流单元8节流后进入第二换热器4中蒸发吸热，从第二换热器4出来的低温低压制冷剂蒸汽通过四通换向阀2进入压缩机1的吸气口，完成一次工作循环，进入下一个工作循环。通过换热装置5吸热升温的水通过第一分集水器11进入室内支路，在使用末端处将热量散向室内，支路回水通过第二分集水器12进入换热装置5重新吸热升温，整个支路内的液体的流动由液压泵16提供动力。
在制冷运行时，第三控制阀19和第四控制阀20开启，第一控制阀17和第二控制阀18关闭，具体的制冷流程为：从压缩机1的排气口出来的高温高压制冷剂蒸汽通过四通换向阀2进入第二换热器4冷却冷凝，冷凝后的液态制冷剂通过第一节流单元8节流后进入第一换热器3和换热装置蒸发吸热，从第一换热器3和换热装置5出来的低温低压制冷剂蒸汽通过四通换向阀2进入压缩机1的吸气口，完成一次工作循环，进入下一个工作循环。通过换热装置5冷却降温的水通过第二分集水器12进入室内支路，在使用末端处吸收室内热量，支路回水通过第一分集水器11进入换热装置5重新冷却降温，整个支路内的液体的流动由液压泵16提供动力。
由于在系统运行过程中，第一换热部6沿着制冷剂的流动方向温度变化逐渐变小，而第二换热部7沿着换热介质的流动方向温度变化也是逐渐变小的，因此如果使第一换热部6内的制冷剂流动方向与第二换热部7内的制冷剂流动方向相同，则沿着制冷剂的流动方向，第一换热部6与第二换热部7之间的温差逐渐变小，换热效率逐渐降低，不利于第一换热部6与第二换热部7之间的换热。在使第一换热部6内的制冷剂与第二换热部7内的换热介质流动方向相反之后，就能够使得整个换热过程更加均匀，换热效率更高。
结合参见图4至图6所示，根据本发明的第二实施例，其与第一实施例基本相同，不同之处在于，在本实施例中，液压泵16和换向装置设置在第一分集水器11和第二换热部7之间。
在本实施例中，在空调系统制热运行时，第三控制阀19和第四控制阀20开启，第一控制阀17和第二控制阀18关闭，具体的制冷流程为：从压缩机1的排气口出来的高温高压制冷剂蒸汽通过四通换向阀2进入第一换热器3和换热装置5的第一换热部6冷却冷凝，冷凝后的液态制冷剂通过第一节流单元8节流后进入第二换热器4中蒸发吸热，从第二换热器4出来的低温低压制冷剂蒸汽通过四通换向阀2进入压缩机1的吸气口，完成一次工作循环，进入下一个工作循环。通过换热装置5吸热升温的水通过第一分集水器11进入室内支路，在使用末端处将热量散向室内，支路回水通过第二分集水器12进入换热装置5重新吸热升温，整个支路内的液体的流动由液压泵16提供动力。
在制冷运行时，第一控制阀17和第二控制阀18开启，第三控制阀19和第四控制阀20关闭，具体的制热流程为：从压缩机1的排气口出来的高温高压制冷剂蒸汽通过四通换向阀2进入第二换热器4冷却冷凝，冷凝后的液态制冷剂通过第一节流单元8节流后进入第一换热器3和换热装置蒸发吸热，从第一换热器3和换热装置5出来的低温低压制冷剂蒸汽通过四通换向阀2进入压缩机1的吸气口，完成一次工作循环，进入下一个工作循环。通过换热装置5冷却降温的水通过第二分集水器12进入室内支路，在使用末端处吸收室内热量，支路回水通过第一分集水器11进入换热装置5重新冷却降温，整个支路内的液体的流动由液压泵16提供动力。
结合参见图7至图9所示，根据本发明的第三实施例，其与第一实施例基本相同，不同之处在于，在本实施例中，节流装置包括第二节流单元9和第三节流单元10，第一换热器3和第二节流单元9形成第一串联支路，换热装置5和第三节流单元10形成第二串联支路，第一串联支路和第二串联支路并联。
在本实施例中，可以通过第二节流单元9对流经第一换热器3内的制冷剂进行节流，通过第三节流单元10对流经第一换热部6内的制冷剂进行节流，通过调节第二节流单元9和第三节流单元10，可以使流经第一换热器3和第一换热部6的制冷剂具有不同的节流效果，从而可以分别对第一换热器3和第一换热部6的换热效果进行调节，使得第一换热器3对房间温度的调节与使用末端对房间温度的调节相匹配，使得空调系统对房间温度的调节更加均衡，使得房间温度的调节效率更高，效果更好。
此外，通过调节第一换热器3和支路上的使用末端，也可以满足房间内每个人的供冷、供暖需求，实现差异化的供冷、供暖。
在本实施例中，在空调系统制热运行时，第一控制阀17和第二控制阀18开启，第三控制阀19和第四控制阀20关闭，具体的制热流程为：从压缩机1的排气口出来的高温高压制冷剂蒸汽通过四通换向阀2进入第一换热器3和换热装置5的第一换热部6冷却冷凝，第一换热器3冷却冷凝后的液态制冷剂通过第二节流单元9节流，第一换热部6冷凝后的液态制冷剂通过第三节流单元10节流，通过第二节流单元9和第三节流单元10冷凝后的液态制冷剂进入第二换热器4中蒸发吸热，从第二换热器4出来的低温低压制冷剂蒸汽通过四通换向阀2进入压缩机1的吸气口，完成一次工作循环，进入下一个工作循环。通过换热装置5吸热升温的水通过第一分集水器11进入室内支路，在使用末端处将热量散向室内，支路回水通过第二分集水器12进入换热装置5重新吸热升温，整个支路内的液体的流动由液压泵16提供动力。
在制冷运行时，第三控制阀19和第四控制阀20开启，第一控制阀17和第二控制阀18关闭，具体的制冷流程为：从压缩机1的排气口出来的高温高压制冷剂蒸汽通过四通换向阀2进入第二换热器4冷却冷凝，冷凝后的液态制冷剂分别通过第二节流单元9和第三节流单元10节流，第二节流单元9节流后的制冷剂进入第一换热器3蒸发吸热，第三节流单元10节流后的制冷剂进入第一换热部6蒸发吸热，从第一换热器3和换热装置5出来的低温低压制冷剂蒸汽通过四通换向阀2进入压缩机1的吸气口，完成一次工作循环，进入下一个工作循环。通过换热装置5冷却降温的水通过第二分集水器12进入室内支路，在使用末端处吸收室内热量，支路回水通过第一分集水器11进入换热装置5重新冷却降温，整个支路内的液体的流动由液压泵16提供动力。
结合参见图10至图12所示，根据本发明的第四实施例，其与第三实施例基本相同，不同之处在于，在本实施例中，液压泵16和换向装置设置在第一分集水器11和第二换热部7之间。
在本实施例中，在空调系统制热运行时，第三控制阀19和第四控制阀20开启，第一控制阀17和第二控制阀18关闭，具体的制冷流程为：从压缩机1的排气口出来的高温高压制冷剂蒸汽通过四通换向阀2进入第一换热器3和换热装置5的第一换热部6冷却冷凝，第一换热器3冷却冷凝后的液态制冷剂通过第二节流单元9节流，第一换热部6冷凝后的液态制冷剂通过第三节流单元10节流，通过第二节流单元9和第三节流单元10冷凝后的液态制冷剂进入第二换热器4中蒸发吸热，从第二换热器4出来的低温低压制冷剂蒸汽通过四通换向阀2进入压缩机1的吸气口，完成一次工作循环，进入下一个工作循环。通过换热装置5吸热升温的水通过第一分集水器11进入室内支路，在使用末端处将热量散向室内，支路回水通过第二分集水器12进入换热装置5重新吸热升温，整个支路内的液体的流动由液压泵16提供动力。
在制冷运行时，第一控制阀17和第二控制阀18开启，第三控制阀19和第四控制阀20关闭，具体的制冷流程为：从压缩机1的排气口出来的高温高压制冷剂蒸汽通过四通换向阀2进入第二换热器4冷却冷凝，冷凝后的液态制冷剂分别通过第二节流单元9和第三节流单元10节流，第二节流单元9节流后的制冷剂进入第一换热器3蒸发吸热，第三节流单元10节流后的制冷剂进入第一换热部6蒸发吸热，从第一换热器3和换热装置5出来的低温低压制冷剂蒸汽通过四通换向阀2进入压缩机1的吸气口，完成一次工作循环，进入下一个工作循环。通过换热装置5冷却降温的水通过第二分集水器12进入室内支路，在使用末端处吸收室内热量，支路回水通过第一分集水器11进入换热装置5重新冷却降温，整个支路内的液体的流动由液压泵16提供动力。
当然，以上是本发明的优选实施方式。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明基本原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种空调系统，其特征在于，包括压缩机(1)、四通换向阀(2)、第一换热器(3)、节流装置、第二换热器(4)和换热装置(5)，所述换热装置(5)包括相互换热的第一换热部(6)和第二换热部(7)，所述第一换热部(6)与所述第一换热器(3)并联，所述第二换热部(7)与对房间进行温度调节的使用末端串接；
分集水器包括连接在所述第二换热部(7)的第一端的第一分集水器(11)和连接在所述第二换热部(7)的第二端的第二分集水器(12)；
所述第一分集水器(11)或与所述第二分集水器(12)所述第二换热部(7)之间还设置有对液压泵(16)输出的流体流向进行调节的换向装置；
所述换向装置包括第一控制阀(17)、第二控制阀(18)、第三控制阀(19)和第四控制阀(20)，所述第一控制阀(17)的第一端和所述第三控制阀(19)的第二端连接至所述液压泵(16)的入口，所述第二控制阀(18)的第二端和所述第四控制阀(20)的第一端连接至所述液压泵(16)的出口，所述第二控制阀(18)的第一端和所述第三控制阀(19)的第一端共同连接至所述第二换热部(7)，所述第四控制阀(20)的第二端和所述第一控制阀(17)的第二端共同连接至所述第一分集水器(11)或所述第二分集水器(12)；
所述第一换热部(6)内的换热介质的流向与所述第二换热部(7)内的换热介质的流向相反。
2.根据权利要求1所述的空调系统，其特征在于，所述节流装置包括第一节流单元(8)，所述第一换热器(3)和所述换热装置(5)并联后与所述第一节流单元(8)串联。
3.根据权利要求1所述的空调系统，其特征在于，所述节流装置包括第二节流单元(9)和第三节流单元(10)，所述第一换热器(3)和所述第二节流单元(9)形成第一串联支路，所述换热装置(5)和所述第三节流单元(10)形成第二串联支路，所述第一串联支路和所述第二串联支路并联。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的空调系统，其特征在于，所述第二换热部(7)与所述使用末端之间通过分集水器连接。
5.根据权利要求4所述的空调系统，其特征在于，所述分集水器包括连接在所述第二换热器(4)的第一端的第一分集水器(11)和连接在所述第二换热器(4)的第二端的第二分集水器(12)，所述第一分集水器(11)包括多个第一分水支路(13)，所述第二分集水器(12)包括多个第二分水支路(14)，所述第一分水支路(13)、所述第二分水支路(14)和所述使用末端一一对应连通。
6.根据权利要求5所述的空调系统，其特征在于，各所述第一分水支路(13)和/或各所述第二分水支路(14)上均设置有调节阀(15)。
7.根据权利要求5所述的空调系统，其特征在于，所述第一分集水器(11)或所述第二分集水器(12)与所述第二换热器(4)之间设置有液压泵(16)。
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