CN108603700A - 空气调节装置、其中使用的喷射器以及控制空气调节装置的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种具有多个喷射器的空气调节装置，该空气调节装置包括：多个喷射器，所述多个喷射器具有包括压缩机、冷凝器和蒸发器的制冷剂回路，与制冷剂回路并联连接，并形成为每个具有不同的最大制冷剂流量；以及控制单元，其根据空气调节装置的驱动条件进行控制，使得制冷剂流到所述多个喷射器当中的一个喷射器并且制冷剂不流到喷射器中的其余喷射器。

Description

空气调节装置、其中使用的喷射器以及控制空气调节装置的 方法
技术领域
本公开涉及空气调节装置，更具体地，涉及使用多个喷射器的空气调节装置、其中使用的喷射器以及控制空气调节装置的方法。
背景技术
通常，在空气调节装置中，当制冷剂顺序地经过压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器时，制冷剂的相被改变以吸收周围的热，从而冷却周围环境。
在常规膨胀阀中，因为制冷剂在减压过程期间失去动能，所以产生膨胀损失。然而，由于喷射器将常规膨胀阀中产生的膨胀损失转换成动能并利用动能增大压力，所以减少了压缩功，因而可以提高空气调节装置的能量效率。
日本专利公开第2010-151424号(发明名称：制冷装置，2008年12月26日提交)中公开了使用两个喷射器的空气调节装置的示例。
在现有技术中，使用两个喷射器以应对制冷装置的负荷波动。然而，当需要大量制冷剂时，制冷剂同时流过两个喷射器。此外，为了控制制冷剂的流量，两个喷射器中的一个配备有用于控制喷射器的开度(opening degree)的针，喷射器中的另一个具有开度不能被控制的固定开度。
这样的常规技术具有如下问题：因为制冷剂流量通过使制冷剂同时流过两个喷射器而增加，所以当向两个喷射器供应制冷剂时难以最大化升压效果。这是因为两个喷射器不具有针对每种制冷剂流量被最优化的形状。
因此，具有两个喷射器的常规制冷装置具有如下问题：当制冷剂流量根据负荷变化而在各种范围内变化时，在制冷剂流量的整个范围内不能最大化升压效果。
发明内容
技术问题
已经开发了本公开以便克服与常规布置相关联的以上缺点和其它问题。本公开的一方面涉及一种空气调节装置以及其中使用的喷射器，当制冷剂流量根据负荷变化在多个范围内波动时，该空气调节装置能在制冷剂流量的所有范围内最大化喷射器的升压效果。
技术方案
根据本公开的一方面，一种空气调节装置可以包括压缩机、冷凝器和蒸发器。该空气调节装置可以包括：与制冷剂回路并联连接的多个喷射器，所述多个喷射器的每个具有不同的最大制冷剂流量；以及配置为控制所述多个喷射器的控制器，其中根据空气调节装置的操作条件，制冷剂流过所述多个喷射器中的一个喷射器并且不流过所述多个喷射器中的其余喷射器。
所述多个喷射器的每个可以包括：喷射器主体；设置在喷射器主体内部的喷嘴；以及开度调节器件，其设置在喷嘴中并形成为调节喷嘴的开度。
开度调节器件可以包括插入喷嘴并调节喷嘴的开度的针，其中设置在所述多个喷射器中的多个针可以由一个驱动部操作。
开度调节器件可以包括针引导构件，其中针引导构件可以包括提供在喷嘴的后端处的底板和从底板凸出的凸出部分，以及其中通孔可以形成在底板和凸出部分的每个的中心处，针插入到通孔中。
喷射器主体可以包括主入口，喷嘴包括副入口，其中空气调节装置可以包括：主阀，其设置在冷凝器与主入口之间并被构造为允许制冷剂进入主入口或阻挡制冷剂进入主入口；以及副阀，其设置在蒸发器与副入口之间并被构造为允许制冷剂进入副入口或阻挡制冷剂进入副入口。
主阀可以包括三通阀或四通阀。
副阀可以包括二通阀、三通阀或四通阀。
喷嘴可以包括在纵向方向上贯穿的制冷剂通道，其中制冷剂通道可以包括：具有圆筒形状的喷嘴入口部分；收缩部分，其具有截锥形状并在制冷剂的移动方向上自喷嘴入口部分会聚；喷嘴颈，其连接到收缩部分并具有最小的内径；以及喷嘴扩散器部分，其具有截锥形状并自喷嘴颈发散。
收缩部分的收缩角可以大于喷嘴扩散器部分的扩散角。
喷嘴扩散器部分的扩散角可以为0.5度到2度。
喷嘴入口部分的内径可以大于喷嘴扩散器部分的出口端的内径。
喷嘴扩散器部分的长度可以是喷嘴颈的内径的10到50倍。
根据本公开的另一方面，一种空气调节装置中使用的喷射器可以包括喷射器主体、设置在喷射器主体内部的喷嘴、以及设置在喷嘴中并形成为调节喷嘴的开度的开度调节器件，其中开度调节器件可以包括插入喷嘴中并调节喷嘴的开度的针、以及构造为支撑针的针引导构件，其中针引导构件可以包括提供在喷嘴的后端处的底板和从底板凸出的凸出部分，以及其中通孔可以形成在底板和凸出部分的每个的中心处，针插入到通孔中。
针可以配备有干涉底板的止动器。
根据本公开的另一方面，一种空气调节装置中使用的喷射器可以包括喷射器主体、以及设置在喷射器主体内部的喷嘴，其中喷嘴可以包括在纵向方向上贯穿的制冷剂通道，其中制冷剂通道可以包括：具有圆筒形状的喷嘴入口部分；收缩部分，其具有截锥形状并在制冷剂的移动方向上自喷嘴入口部分会聚；喷嘴颈，其连接到收缩部分并具有最小的内径；以及喷嘴扩散器部分，其具有截锥形状并自喷嘴颈发散，以及其中收缩部分的收缩角可以大于喷嘴扩散器部分的扩散角。
根据本公开的另一方面，一种控制配备有多个喷射器的空气调节装置的方法可以包括识别空气调节装置的多个操作模式当中哪个操作模式被选择、以及取决于所选择的操作模式控制所述多个喷射器，其中制冷剂流过所述多个喷射器当中与所选择的操作模式对应的一个喷射器，并且制冷剂不流过所述多个喷射器中的其余喷射器。
控制空气调节装置的方法可以包括通过调节所选择的喷射器的开度调节器件而控制经过所选择的喷射器的制冷剂的流量。
所述取决于所选择的操作模式控制所述多个喷射器其中制冷剂流过所述多个喷射器当中与所选择的操作模式对应的一个喷射器并且制冷剂不流过所述多个喷射器中的其余喷射器，可以打开或关闭设置在所述多个喷射器的每个的主入口和副入口处的阀。
附图说明
图1是使用两个喷射器的根据本公开的一实施方式的空气调节装置的制冷剂回路图；
图2是图1的空气调节装置的功能框图；
图3是示出图1的空气调节装置中使用的喷射器的概念视图；
图4是示出图1的空气调节装置的一修改示例的制冷剂回路图；
图5是图4的空气调节装置的功能框图；
图6是使用三个喷射器的根据本公开的一实施方式的空气调节装置的制冷剂回路图；
图7是图6的空气调节装置的功能框图；
图8是示出图7的空气调节装置中使用的喷射器的概念视图；
图9是使用两个喷射器的根据本公开的另一实施方式的空气调节装置的制冷剂回路图；
图10是示出根据本公开的一实施方式的空气调节装置中使用的喷射器的剖视图；
图11是用于说明与图10的喷射器主体的混合部分连接的入口部分的前端的形状的视图；
图12是示出在根据本公开的一实施方式的喷射器中升压比相对于喷射器主体的入口部分的前端的形状的测试结果的曲线图；
图13是示出图10的喷射器的喷嘴的剖视图；
图14是示出提供在图10的喷射器的喷嘴中的针引导构件的剖视图；
图15是示出当根据本公开的一实施方式的喷射器具有最优形状时与常规喷射器相比的升压效果的图；
图16是示出在根据本公开的一实施方式的空气调节装置中根据负荷条件的变化的喷嘴颈的升压特性依据喷嘴颈的内径的测试结果的曲线图；以及
图17是示出根据本公开的一实施方式的控制空气调节装置的方法的流程图。
具体实施方式
在下文中，将参照附图详细描述根据本公开的一实施方式的空气调节装置及其中使用的喷射器的实施方式。
将理解，下面描述的实施方式仅为了说明的目的被提供，并且本公开可以用与这里描述的示例性实施方式不同的各种修改来具体实施。然而，在下面的描述中，当对众所周知的功能或部件的详细描述可能是不必要的而模糊本公开的主题时，其将被省略。此外，为了方便对本发明的理解，附图可能未按比例绘制，而是一些部件的尺寸可能被夸大。
图1是使用两个喷射器的根据本公开的一实施方式的空气调节装置的制冷剂回路图。图2是图1的空气调节装置的功能框图。图3是示出图1的空气调节装置中使用的喷射器的概念视图。
参照图1，根据本公开的一实施方式的空气调节装置100的制冷剂回路可以包括压缩机110、冷凝器120、两个喷射器1和2、气液分离器130和蒸发器140。
压缩机110吸入制冷剂，以高压对制冷剂加压，并排出高压制冷剂。压缩机110可以是涡旋型压缩机、叶片型压缩机等。
压缩机110的排出口通过管111连接到冷凝器120的制冷剂入口。冷凝器120通过冷却风扇129冷却从压缩机110排出的高压制冷剂。
冷凝器120的出口经由排出管121连接到两个喷射器1和2的主入口11和12。两个喷射器1和2彼此并联连接。两个喷射器1和2形成为使得当制冷剂流过一个喷射器时，制冷剂不流过另一个喷射器。两个喷射器1和2之间的制冷剂流过其的一个喷射器根据空气调节装置100的操作条件来确定。
在下文中，两个喷射器1和2分别被称为第一喷射器1和第二喷射器2。第一喷射器1和第二喷射器2分别针对不同的制冷剂流量范围被最优化。因此，第一喷射器1和第二喷射器2形成为具有不同的最大制冷剂流量。例如，当根据本公开的一实施方式的空气调节装置100被配置为根据冷却负荷在最小模式、中等模式和最大模式中的一种下操作时，流过喷射器的制冷剂的流量在每种模式下改变。当冷却负荷增大时，流过喷射器的制冷剂的流量也增加。因此，在最小模式下，流过喷射器的制冷剂的流量被最小化。在中等模式下，流过喷射器的制冷剂的流量中等。在最大模式下，流过喷射器的制冷剂的流量被最大化。因此，例如，第一喷射器1可以形成为具有对于最小制冷剂流量和中等制冷剂流量的最优形状，第二喷射器2可以形成为具有对于最大制冷剂流量的最优形状。稍后将描述根据制冷剂流量的喷射器的最优形状。
第一喷射器1和第二喷射器2两者配备有开度调节器件50和50'。因此，通过控制第一喷射器1的开度调节器件50，经过第一喷射器1的制冷剂的流量可以被控制在最小制冷剂流量和中等制冷剂流量的范围内。此外，通过控制第二喷射器2的开度调节器件50'，经过第二喷射器2的制冷剂的流量可以被控制在最大制冷剂流量的范围内。如图3所示，第一喷射器1的开度调节器件50和第二喷射器2的开度调节器件50'可以由单个驱动部60驱动。作为另一示例，虽然未示出，但是第一喷射器1的开度调节器件50和第二喷射器2的开度调节器件50'可以被构造为由单独的驱动部操作。换言之，两个驱动部可以被配置为操作第一喷射器1的开度调节器件50和第二喷射器2的开度调节器件50'。
主阀被提供在冷凝器120与第一喷射器1和第二喷射器2之间，以选择被供给制冷剂的一个喷射器。在图1所示的实施方式中，三通阀123作为主阀被提供。详细地，三通阀123连接到冷凝器120的排出管121，并且第一喷射器1的主入口11和第二喷射器2的主入口11'分别经由管连接到三通阀123。
如图2所示，三通阀123电连接到空气调节装置100的控制器101。控制器101被配置为控制空气调节装置100的主阀、副阀、开度调节器件的驱动部60、压缩机110、冷凝器风扇129和蒸发器风扇149。根据冷却负荷的各种操作条件可以被存储在控制器101中。控制器101根据操作条件控制主阀和副阀，使得制冷剂仅流过多个喷射器当中与操作条件对应的喷射器。因此，控制器101根据空气调节装置100的操作模式而控制作为主阀的三通阀123，使得从冷凝器120排出的制冷剂可以被选择性地引入第一喷射器1和第二喷射器2中的一个。
第一喷射器1和第二喷射器2的排出口17和17'通过管134连接到气液分离器130的制冷剂入口131。气液分离器130包括液体出口133和气体出口132。气液分离器130的气体出口132连接到压缩机110的制冷剂入口，液体出口133通过管136连接到蒸发器140的入口。
液态制冷剂在经过蒸发器140的同时经历与由风扇149供应的空气的热交换，并变成气态制冷剂。在蒸发器140中被冷却的空气由风扇排出到外部以冷却周围环境。
蒸发器140的出口通过管141连接到两个喷射器1和2的副入口21和21'。能够将来自蒸发器140的制冷剂选择性地引入到第一喷射器1和第二喷射器2中的一个的副阀被提供在蒸发器140与两个喷射器1和2之间。
详细地，第一阀144被提供在第一喷射器1与蒸发器140之间，第二阀145被提供在第二喷射器2与蒸发器140之间。在该实施方式中，当第一阀144打开时，从蒸发器140排出的制冷剂被引入到第一喷射器1的副入口21中，并且第二阀145关闭使得从蒸发器140排出的制冷剂不被引入到第二喷射器2的副入口21'中。相反，当第二阀145打开时，从蒸发器140排出的制冷剂被引入到第二喷射器2的副入口21'中，并且第一阀144关闭使得从蒸发器140排出的制冷剂不被引入到第一喷射器1的副入口21中。
在如图1所示的实施方式中，两个二通阀144和145用作副阀，使得从蒸发器140排出的制冷剂选择性地流到第一喷射器1和第二喷射器2中的一个中。作为另一示例，可以使用三通阀作为副阀。
图4是示出图1的空气调节装置的一修改示例的制冷剂回路图，其中在第一喷射器和第二喷射器与蒸发器之间使用三通阀作为副阀。
参照图4，三通阀146设置在蒸发器140与第一喷射器1和第二喷射器2之间。详细地，三通阀146连接到蒸发器140的排出管141，并且第一喷射器1的副入口21和第二喷射器2的副入口21'分别通过分支管141-1和141-2连接到三通阀146。在这种情况下，连接冷凝器120与两个喷射器1和2的主入口11和11'的三通阀123可以被称为第一三通阀，连接蒸发器140与喷射器1和2的副入口21和21'的三通阀146可以被称为第二三通阀。
如图5所示，第一三通阀123和第二三通阀146电连接到空气调节装置100的控制器101。因此，当控制器101根据空气调节装置100的操作模式控制第二三通阀146时，从蒸发器140排出的制冷剂可以被供应到第一喷射器1和第二喷射器2中的一个的副入口21或21'。
经压缩机110和冷凝器120连接两个喷射器1和2的主入口11和11'与气液分离器130的气体出口132的制冷剂线路111和121形成制冷循环的主回路。此外，经蒸发器140连接喷射器1和2的副入口21和21'与气液分离器130的液体出口133的制冷剂线路136和141形成制冷循环的辅助回路。
根据本公开的一实施方式的空气调节装置100可以被配置为取决于环境温度而被控制在三个阶段。换言之，根据本公开的一实施方式的空气调节装置100可以被配置为根据环境温度而在以最小冷却负荷操作的最小模式、以中等冷却负荷操作的中等模式和以最大冷却负荷操作的最大模式当中的一种操作。
例如，当最大冷却负荷为10KW时，最小冷却负荷可以被设定成大约3KW，并且中等冷却负荷可以被设定成大约7KW。因此，在冷却负荷在其中波动的3KW到10KW的范围内，有必要均匀地最大化喷射器的升压效果。然而，在空气调节装置的制冷剂回路中，流过喷射器的制冷剂的流量随着冷却负荷的增大而增加。因此，当如在现有技术中那样使用具有能够控制开度的喷嘴的一个喷射器时，仅通过调节喷嘴的开度，在冷却负荷的整个范围内不容易获得均匀的升压效果。
为了解决这样的问题，在本公开中根据冷却负荷使用了至少两个喷射器1和2。两个喷射器1和2每个包括能够调节开度的开度调节器件50和50'。此时，第一喷射器1可以形成为在最小冷却负荷和中等冷却负荷下具有最优的升压效果，并且第二喷射器2可以形成为在最大冷却负荷下具有最优的升压效果。作为另一示例，第一喷射器1可以形成为仅在最小冷却负荷下具有最优的升压效果，并且第二喷射器2可以形成为在中等冷却负荷和最大冷却负荷下具有最优的升压效果。
在本实施方式的情况下，当空气调节装置100的最大冷却负荷为10KW时，例如，第一喷射器1形成为当冷却负荷在3KW到7KW的范围内时具有最优的升压效果，并且第二喷射器2形成为当冷却负荷在7KW到10KW的范围内时具有最优的升压效果。
在下文中，将参照图1至3详细描述根据本公开的一实施方式的空气调节装置100的操作。
当空气调节装置100开启时，由压缩机110压缩的高压制冷剂被引入到冷凝器120中。引入到冷凝器120中的高压制冷剂在向室外空气辐射热的同时被冷凝。流出冷凝器120的高压制冷剂通过三通阀123流到第一喷射器1的主入口11或第二喷射器2的主入口11'中。
当空气调节装置100在最小冷却模式或中等冷却模式下操作时，控制器101控制三通阀123，使得从冷凝器120排出的制冷剂流到第一喷射器1的主入口11中。此外，控制器101打开第一阀144，使得蒸发器140和第一喷射器1的副入口21彼此连接，并且流出蒸发器140的制冷剂流到第一喷射器1中。此时，连接蒸发器140和第二喷射器2的副入口21'的第二阀145关闭，使得流出蒸发器140的制冷剂不被引入到第二喷射器2中。
因此，通过三通阀123从冷凝器120引入到第一喷射器1的主入口11的高压制冷剂被减压并加速。从蒸发器140排出的低压制冷剂通过高压制冷剂的加速所产生的负压经由第一喷射器1的副入口21被吸入到第一喷射器1的喷射器主体10中。
因此，加速的高压制冷剂和吸入的低压制冷剂在喷射器主体10的混合部分15中汇合在一起，并在经过混合部分15的同时混合。混合后的制冷剂通过喷射器主体10的扩散器部分16减速并升压，然后被排出。
从第一喷射器1排出的制冷剂通过制冷剂入口131流到气液分离器130中。引入到气液分离器130中的制冷剂被分离成气体制冷剂和液体制冷剂。
在气液分离器130中分离的液体制冷剂在经过辅助膨胀阀150的同时被减压，然后流到蒸发器140中。引入到蒸发器140中的液体制冷剂从室内空气吸热并蒸发。如上所述，从蒸发器140排出的制冷剂通过第一喷射器1的副入口21被吸入到喷射器主体10中。
另一方面，在气液分离器130中分离的气体制冷剂被引入到压缩机110中并被压缩至预定压力。如上所述，在压缩机110中压缩的高压制冷剂通过冷凝器120流到第一喷射器1的主入口11中。空气调节装置100重复上述制冷循环以冷却周围空气。
当空气调节装置100在最大冷却模式下操作时，控制器101控制三通阀123，使得冷凝器120和第二喷射器2的主入口11'彼此连接，并且流出冷凝器120的制冷剂被引入到第二喷射器2中。此外，控制器101打开第二阀145并关闭第一阀144，使得从蒸发器140排出的制冷剂通过第二阀145被吸入到第二喷射器2的副入口21'中。此时，蒸发器140与第一喷射器1的副入口21之间的空间被阻挡，使得流出蒸发器140的制冷剂不被吸入到第一喷射器1中。
因此，通过三通阀123引入到第二喷射器2的主入口11'中的高压制冷剂被减压并加速。从蒸发器140排出的低压制冷剂通过高压制冷剂的加速所产生的负压经由第二喷射器2的副入口21'被吸入到第二喷射器2的喷射器主体10'中。
因此，引入到第二喷射器2中的高压制冷剂和低压制冷剂在经过第二喷射器2的混合部分15'的同时被混合。混合后的制冷剂被减速并升压，然后通过排出口17'被排出。
从第二喷射器2排出的制冷剂通过制冷剂入口131流到气液分离器130中。引入到气液分离器130中的制冷剂被分离成气体制冷剂和液体制冷剂。
在气液分离器130中分离的液体制冷剂在经过辅助膨胀阀150的同时被减压，然后流到蒸发器140中。引入到蒸发器140中的液体制冷剂从室内空气吸热并蒸发。如上所述，从蒸发器140排出的制冷剂通过第二喷射器2的副入口21'被吸入到喷射器主体10'中。
另一方面，在气液分离器130中分离的气体制冷剂被引入到压缩机110中并被压缩至预定压力。如上所述，在压缩机110中压缩的高压制冷剂再次通过冷凝器120和三通阀123流到第二喷射器2中。空气调节装置100重复上述制冷循环以冷却周围空气。
如上所述，在根据本公开的一实施方式的空气调节装置100中，因为制冷剂根据操作模式流过两个喷射器1和2之间的针对冷却负荷被最优设计的一个喷射器，所以升压效果可以在所有操作模式下被最大化。
在以上描述中，根据空气调节装置100的操作条件使用了两个喷射器1和2。然而，当空气调节装置100具有三种操作条件时，可以使用三个喷射器。
图6是使用三个喷射器的根据本公开的一实施方式的空气调节装置的制冷剂回路图。图7是图6的空气调节装置的功能框图。图8是示出图6的空气调节装置中使用的喷射器的概念视图。
根据本公开的一实施方式的空气调节装置100'的制冷剂回路可以包括压缩机110、冷凝器120、三个喷射器1、2和3、气液分离器130和蒸发器140。
压缩机110、冷凝器120、气液分离器130和蒸发器140与上述实施方式的压缩机、冷凝器、气液分离器和蒸发器相同，因此省略其详细描述，并且将仅描述三个喷射器1、2和3。
冷凝器120的出口通过管121连接到三个喷射器1、2和3的主入口11、11'和11”。三个喷射器1、2和3，即第一喷射器1、第二喷射器2和第三喷射器3并联连接。三个喷射器1、2和3被配置为使得当制冷剂流过一个喷射器时，制冷剂不流过其余喷射器。三个喷射器1、2和3当中的制冷剂流过的一个喷射器根据空气调节装置100的操作条件来确定。
第一喷射器1、第二喷射器2和第三喷射器3分别针对不同的制冷剂流量范围被最优化。因此，第一喷射器1、第二喷射器2和第三喷射器3分别具有不同的最大制冷剂流量。例如，当根据本公开的一实施方式的空气调节装置100'被配置为在最小模式、中等模式和最大模式的三种操作模式下操作时，第一喷射器1可以形成为对于与最小模式对应的最小制冷剂流量范围最优的形状，第二喷射器2可以形成为对于与中等模式对应的中等制冷剂流量范围最优的形状，并且第三喷射器3可以形成为对于与最大模式对应的最大制冷剂流量范围最优的形状。
第一喷射器1、第二喷射器2和第三喷射器3全部具有开度调节器件50、50'和50”。因此，通过控制第一喷射器1的开度调节器件50，经过第一喷射器1的制冷剂的流量可以被控制在最小制冷剂流量范围内。通过控制第二喷射器2的开度调节器件50'，经过第二喷射器2的制冷剂的流量可以被控制在中等制冷剂流量范围内。此外，通过控制第三喷射器3的开度调节器件50”，经过第三喷射器3的制冷剂的流量可以被控制在最大制冷剂流量范围内。
如图8所示，第一喷射器1的开度调节器件50、第二喷射器2的开度调节器件50'和第三喷射器3的开度调节器件50”可以由一个驱动部60驱动。作为另一示例，虽然未示出，但是第一喷射器1的开度调节器件50、第二喷射器2的开度调节器件50'和第三喷射器3的开度调节器件50”可以被构造为由单独的驱动部操作。换言之，三个驱动部可以被提供用于分别地控制第一喷射器1的开度调节器件50、第二喷射器2的开度调节器件50'和第三喷射器3的开度调节器件50”。
作为用于选择三个喷射器1、2和3中的其中引入制冷剂的一个喷射器的主阀的四通阀被提供在冷凝器120与第一至第三喷射器1、2和3之间。详细地，四通阀124连接到冷凝器120的排出管121。第一喷射器1的主入口11、第二喷射器2的主入口11'和第三喷射器3的主入口11”分别通过管连接到四通阀124。
如图7所示，四通阀124电连接到空气调节装置100'的控制器101。因此，当控制器101根据空气调节装置100'的操作模式而控制四通阀124时，从冷凝器120排出的制冷剂可以被选择性地引入到第一喷射器1、第二喷射器2和第三喷射器3当中的一个喷射器中。
蒸发器140的出口通过管141连接到三个喷射器1、2和3的副入口21、21'和21”。详细地，第一阀144被提供在第一喷射器1与蒸发器140之间，第二阀145被提供在第二喷射器2与蒸发器140之间，并且第三阀被提供在第三喷射器3与蒸发器140之间。在该实施方式中，当第一阀144打开时，从蒸发器140排出的制冷剂被引入到第一喷射器1的副入口21中，第二阀145和第三阀147处于关闭状态，使得从蒸发器140排出的制冷剂不被引入到第二喷射器2和第三喷射器3的副入口21'和21”。当第二阀145打开时，从蒸发器140排出的制冷剂被引入到第二喷射器2的副入口21'，并且第一阀144和第三阀147处于关闭状态，使得从蒸发器140排出的制冷剂不被引入到第一喷射器1和第三喷射器3的副入口21和21”中。此外，当第三阀147打开时，从蒸发器140排出的制冷剂被引入到第三喷射器3的副入口21”中，并且第一阀144和第二阀145处于关闭状态，使得从蒸发器140排出的制冷剂不被引入到第一喷射器1和第二喷射器2的副入口21和21'中。
在如图6所示的实施方式中，三个二通阀144、145和147用作副阀，使得从蒸发器140排出的制冷剂被选择性地引入到第一喷射器1、第二喷射器2和第三喷射器3中的一个中。然而，虽然未示出，但是蒸发器140以及三个喷射器1、2和3的副入口21、21'和21”可以通过使用四通阀作为副阀而彼此连接。
第一至第三喷射器1、2和3的排出口17、17'和17”通过管134连接到气液分离器130的制冷剂入口131。
具有上述构造的空气调节装置100'的控制器101根据所选择的操作模式而控制连接冷凝器120与三个喷射器1、2和3的主入口11、11'和11”的四通阀124以及连接蒸发器140与三个喷射器1、2和3的副入口21、21'和21”的第一至第三阀144、145和147，使得制冷剂仅流过三个喷射器1、2和3当中适合于该操作模式的一个喷射器。控制器101控制空气调节装置100'的方法类似于上述实施方式；因此省略其详细描述。
如上所述，在根据本公开的一实施方式的空气调节装置100'中，因为制冷剂根据操作模式流过三个喷射器1、2和3当中针对操作模式的冷却负荷被最优设计的一个喷射器，所以可以在所有操作模式下最大化升压效果。
在以上描述中，空气调节装置使用了两个或三个喷射器。然而，当空气调节装置具有四种或更多种操作模式时，制冷剂回路可以被构造为包括四个或更多个喷射器。
在以上描述中，制冷剂回路使用了气液分离器130。然而，根据本公开的另一实施方式的空气调节装置可以不包括气液分离器。在下文中，将参照所附的图9描述包括不含气液分离器的制冷剂回路的空气调节装置。这里，图9是使用两个喷射器的根据本公开的另一实施方式的空气调节装置的制冷剂回路图。
参照图9，根据本公开的一实施方式的空气调节装置200的制冷剂回路可以包括压缩机210、冷凝器220、两个喷射器1和2、第一蒸发器240和第二蒸发器230。
压缩机210吸入制冷剂，以高压对制冷剂加压，并排出高压制冷剂。可以使用涡旋型压缩机、叶片型压缩机等作为压缩机210。
压缩机210的排出口通过管211连接到冷凝器220的制冷剂入口。冷凝器220通过冷却风扇冷却从压缩机210排出的高压制冷剂。
冷凝器220的出口经由分岔的排出管221连接到两个喷射器1和2以及第一蒸发器240。
排出管221的第一分支管221-1连接到两个喷射器1和2的主入口11和11'。两个喷射器1和2彼此并联连接。两个喷射器1和2形成为使得当制冷剂流过一个喷射器时，制冷剂不流过另一个喷射器。两个喷射器1和2中的制冷剂流过的一个根据空气调节装置200的操作条件来确定。
在下文中，两个喷射器1和2分别被称为第一喷射器1和第二喷射器2。第一喷射器1和第二喷射器2针对与空气调节装置200的操作条件对应的不同制冷剂流量范围而被最优化。第一喷射器1和第二喷射器2与根据上述实施方式的空气调节装置100的第一喷射器1和第二喷射器2相同或相似；因此省略其详细描述。
三通阀在冷凝器220与第一喷射器1和第二喷射器2的主入口11和11'之间被提供为主阀。详细地，三通阀223连接到冷凝器220的第一分支管221-1，并且第一喷射器1的主入口11和第二喷射器2的主入口11'分别通过管连接到三通阀123。
三通阀223电连接到空气调节装置200的控制器(未示出)。因此，控制器根据空气调节装置200的操作模式控制三通阀223，使得从冷凝器220排出的制冷剂可以被选择性地引入到第一喷射器1和第二喷射器2中的一个中。
第一喷射器1和第二喷射器2的排出口17和17'通过管231连接到第二蒸发器230的入口。液态制冷剂在经过第二蒸发器230的同时经历与由风扇供应的空气的热交换，因而变成气态制冷剂。在第二蒸发器230中被冷却的空气由风扇排出到外部，并冷却周围环境。从第二蒸发器230排出的气态制冷剂被引入到压缩机210中。
此外，从冷凝器220排出的液体制冷剂通过排出管221的第二分支管221-2被引入到第一蒸发器240的入口中。
液态制冷剂在经过第一蒸发器240的同时经历与由风扇供应的空气的热交换，因而变成气态制冷剂。在第一蒸发器240中被冷却的空气由风扇排出到外部，并冷却周围环境。
第一蒸发器240的出口通过管241连接到两个喷射器1和2的副入口21和21'。详细地，第一阀244被提供在第一喷射器1与第一蒸发器240之间，第二阀245被提供在第二喷射器2与第一蒸发器240之间。在该实施方式中，当第一阀244打开时，从第一蒸发器240排出的制冷剂被引入到第一喷射器1的副入口21中，并且第二阀145处于关闭状态使得从第一蒸发器240排出的制冷剂不被引入到第二喷射器2的副入口21'中。相反，当第二阀245打开时，从第一蒸发器240排出的制冷剂被引入到第二喷射器2的副入口21'中，并且第一阀244处于关闭状态，使得从第一蒸发器240排出的制冷剂不被引入到第一喷射器1的副入口21中。
在如图9所示的实施方式中，使用了两个二通阀作为副阀，使得从第一蒸发器240排出的制冷剂选择性地流到第一喷射器1和第二喷射器2中的一个中。然而，作为另一示例，可以如图4所示地使用三通阀作为副阀。
在下文中，将参照图10至13详细描述在上述空气调节装置中使用的喷射器。
图10是示出根据本公开的一实施方式的空气调节装置中使用的喷射器的剖视图。图11是用于说明与图10的喷射器主体的混合部分连接的入口部分的前端部分的形状的视图。图12是示出在根据本公开的一实施方式的喷射器中升压比相对于喷射器主体的入口部分的前端的形状的测试结果的曲线图。图13是示出图10的喷射器的喷嘴的剖视图，图14是示出提供在图10的喷射器的喷嘴中的针引导构件的剖视图。
图10所示的喷射器1用于根据上述实施方式的空气调节装置100、100'和200。当使用两个喷射器时，可以使用两个图10所示的喷射器1。当使用三个喷射器时，可以使用三个图10所示的喷射器1。虽然未示出，但是图10的喷射器1也可以用于使用一个喷射器的空气调节装置。
参照图10，喷射器1可以包括喷射器主体10、提供在喷射器主体10内部的喷嘴20、以及用于调节喷嘴20的开度的开度调节器件50。
喷射器主体10在其纵向方向上顺序地包括入口部分13、混合部分15和扩散器16。
入口部分13连接到主入口11，从冷凝器120排出的制冷剂通过主入口11被引入。主入口11形成在喷射器主体10的侧表面上并与喷嘴20间隔开。
入口部分13可以形成为使得引入到主入口11中的制冷剂在移动到混合部分15之前经过。入口部分13形成为圆筒形的空间，并且入口部分13的内径donb3大于喷嘴20的最大外径dout。连接到混合部分15的入口部分13的前端部分14形成为在制冷剂的移动方向上会聚的截锥形状。入口部分13的前端部分14形成混合部分15的入口。为了改善喷射器1的性能，入口部分13的前端部分14的内表面可以形成为满足以下条件的连续曲面。
换言之，当入口部分13的前端部分14的内表面如图11所示地沿着中心轴被切割时，前端部分14的轮廓可以形成为满足以下条件。
x1＝(3dmsinθ,3dmcosθ)
x2＝(-1.5dmsinθ,-1.5dmcosθ)
O1＝(0,0.5donb3-3dm)
O2＝(CL,2dm)
CL＝3dmsinθ+Δx+1.5dmsinθ
Δx＝Δy/tanθ
Δy＝(O1+x1)y－(O2+x2)y＝0.5donb3－5dm+4.5dmcosθ
这里，dm是喷射器主体10的混合部分15的内径(mm)，donb3是喷射器主体10的入口部分13的内径(mm)，并且θ是入口部分13的前端部分14的倾斜角度。图11显示了其中θ为30度的情况。
当入口部分13的前端部分14形成为满足上述条件时，吸入制冷剂被顺畅地吸入到混合部分15中，从而可以减少吸入制冷剂的吸入损失。因此，喷射器1的升压比增大。从图12的曲线图能看出，根据本公开的一实施方式的喷射器1的升压比高于常规喷射器的升压比。这里，图12是示出在根据本公开的一实施方式的喷射器中升压比相对于与喷射器主体的混合部分连接的入口部分的前端部分的形状的测试结果的曲线图。
混合部分15形成为具有预定长度的圆筒形状，通过主入口11引入的制冷剂和通过副入口21引入的制冷剂在混合部分15中混合。因此，通过主入口11引入的制冷剂和通过副入口21引入的制冷剂在经过混合部分15的同时彼此混合，并变成混合制冷剂。
扩散器16用作通过降低在经过混合部分15的同时混合的混合制冷剂的速度而增大混合制冷剂的压力的升压部。扩散器16形成为其直径朝排出口17逐渐增大的截锥的形状。换言之，扩散器16形成为朝排出口17发散的形状。
排出口17连接到与气液分离器130(见图1)的制冷剂入口131连接的管。因此，在经过扩散器16的同时被减速并升压的混合制冷剂通过排出口17排出到气液分离器130。
喷嘴20设置在喷射器主体10的入口部分13内部，连接到副入口21，并形成流出蒸发器140(见图1)的制冷剂通过其被吸入的制冷剂通道。参照图13，喷嘴20内部的制冷剂通道包括喷嘴入口部分23、收缩部分24、喷嘴颈25和喷嘴扩散器部分26。
喷嘴入口部分23形成为具有预定内径din的圆筒形状并连接到副入口21，使得从蒸发器140(见图1)排出的制冷剂通过副入口21被引入到喷嘴入口部分23中。
收缩部分24被提供在喷嘴入口部分23的前端处，并形成为在制冷剂的移动方向上会聚的大体截锥形状。
喷嘴颈25是收缩部分24与喷嘴扩散器部分26在此相遇之处，并形成为在形成于喷嘴20内部的制冷剂通道中具有最小内径dth。
喷嘴扩散器部分26形成为在制冷剂的移动方向上发散的大体截锥形状。
因此，引入到喷嘴20的副入口21中的制冷剂依次经过喷嘴入口部分23、收缩部分24、喷嘴颈25和喷嘴扩散器部分26，然后进入喷射器主体10的混合部分15的入口。
为了改善喷射器1的性能，需要最大化喷嘴20的效率。为了最大化喷嘴20的效率，喷嘴20可以具有特定形状。最大化喷嘴效率意思是最大化经过喷嘴20的制冷剂的速度。在根据本公开的一实施方式的喷射器1中，当液态制冷剂经过喷嘴颈25时，发生相变，速度由于根据喷嘴扩散角α的界面与流体分子之间的摩擦损失或剥离而减小，并且存在能最小化速度减小的最优喷嘴扩散角α。因此，根据本公开的一实施方式的喷射器1中使用的喷嘴20的最优形状条件如下。
1)制冷剂通道在其中收敛的收缩部分24的收缩角δ大于制冷剂通道在其中发散的喷嘴扩散器部分26的扩散角α。
2)喷射器1的压降由喷嘴颈25的内径dth确定，并且喷嘴效率由喷嘴20的扩散角α确定。扩散角α在大约0.5到2度的范围内。
3)喷嘴入口即喷嘴入口部分23的内径din大于喷嘴出口端27的内径ddo。
4)喷嘴扩散器部分26的长度Lnd是喷嘴颈25的内径dth的10到50倍。
此外，喷嘴20的升压特性根据喷嘴颈25的内径dth而变化。图14是示出在根据本公开的一实施方式的空气调节装置中根据负荷条件的变化的喷嘴颈的升压特性依据喷嘴颈的内径的测试结果的曲线图。参照图14，能看出，在最大负荷条件下表现出最大升压特性的喷嘴20的喷嘴颈25的内径dth使升压特性在最小负荷条件和中等负荷条件下劣化。因此，在最小负荷条件和中等负荷条件的低负荷条件下允许制冷剂经过具有小内径dth的喷嘴颈25的喷射器1并且在高负荷条件下允许制冷剂经过具有较大内径dth的喷嘴颈25的喷射器2对于提高升压效率可以是有效的。因此，当多个喷射器1和2用在根据本公开的一实施方式的空气调节装置100中时，在低负荷的情况下，可以允许制冷剂经过具有小内径dth的喷嘴颈25的喷射器1，并且在高负荷的情况下，可以允许制冷剂经过具有大内径dth的喷嘴颈25的喷射器2。
另一方面，为了最大化具有上述结构的根据本公开的一实施方式的喷射器1的性能，喷射器1可以形成为具有特定形状。
通过实验，发现影响喷射器1的升压的主要因素是喷嘴扩散器部分26的扩散角α、喷嘴扩散器部分26的长度Lnd、喷射器主体10的扩散器16的长度Ld、喷嘴颈25的内径dth、喷射器主体10的混合部分15的内径dm以及混合部分15的长度Lm。
此外，在根据本公开的一实施方式的喷射器1中，当混合部分15的内径dm和长度Lm、扩散器16的长度Ld和扩散角β、入口部分13的前端部分14的角度θ以及喷嘴20的位置具有以下尺寸关系时，喷射器1的升压可以被最大化。
1)dm/dtip＝1.2～3
2)Lm/dm＝4.5～38
3)Ld/dm＝75～31
4)Ln/dm＝0.2～2.5
5)θ＝20°～60°
6)β＝4°～10°
这里，dm是喷射器主体10的混合部分15的内径，dtip是喷嘴20的前端的外径，Lm是喷射器主体10的混合部分15的长度，Ld是喷射器主体10的扩散器16的长度，Ln是喷嘴20的前端与喷射器主体10的混合部分15的入口之间的距离，θ是喷射器主体10的入口部分13的前端部分14的倾斜角，β是喷射器主体10的扩散器16的扩散角。
如从图15能看出地，具有上述最优化形状的根据本公开的一实施方式的喷射器1具有大约1.32的升压比，其比常规喷射器的升压比高大约30％。这里，图15是示出当根据本公开的一实施方式的喷射器具有最优形状时与常规喷射器相比的升压效果的图。
另一方面，根据本公开的喷射器可以包括能够调节喷嘴的开度以调节通过喷嘴吸入的制冷剂的量的开度调节器件。
图16中示出了根据本公开的一实施方式的喷射器中使用的喷嘴的开度调节器件的示例。
参照图16，根据本公开的一实施方式的喷射器1(见图10)中使用的开度调节器件50可以包括针30、针引导构件40和驱动部60。
针30设置在喷嘴20的喷嘴入口部分23中，并且针30的一端位于喷嘴颈25处，使得针30可以根据针30的位置而控制经过喷嘴颈25的制冷剂的流量。换言之，针30设置在喷嘴20中以调节喷嘴20的开度。此外，针30配备有用于限制针30的插入深度的止动件31。止动件31形成为具有比稍后将描述的底板41的通孔43的内径更大的直径。
针引导构件40可以包括提供在喷嘴20的后端处的底板41、以及从底板41朝喷嘴颈25凸出的凸出部分42。底板41用于将针引导构件40固定到喷嘴20并支撑针30相对于喷嘴颈25进行滑动移动以前进或缩回。针30通过其插入的第一通孔43形成在底板41的中心。此外，凸出部分42形成为与底板41一起在两个位置处支撑针30。因此，第二通孔44形成在凸出部分42的前端的中心以支撑针30，使得针30能可滑动地移动。因此，针30通过底板41的第一通孔43和凸出部分42的第二通孔44在两点处被支撑，使得针30能以稳定的方式相对于喷嘴颈25可滑动地移动。空间部分45被提供在底板41的第一通孔43与凸出部分42的第二通孔44之间，使得针30不与凸出部分42接触。此外，针引导构件40形成为圆筒形状从而不干扰引入到副入口21的制冷剂的流动，并形成为具有比喷嘴20的喷嘴入口部分23的内径更小的直径。
针30被构造为通过驱动部60可滑动地移动。驱动部60可以包括驱动器和动力传递器。驱动器可以使用诸如步进电动机的电动机，动力传递器可以将电动机的旋转运动转换成直线运动并将直线运动传递到针30。动力传递器可以具有齿条结构或螺钉结构。
在如本公开中地空气调节装置100包括两个或更多个喷射器1和2的情况下，提供在设置于两个或更多个喷射器1和2中的两个或更多个喷嘴20处的两个或更多个针30可以被构造为通过相应的驱动部60直线地移动。然而，在本实施方式中，如图1、3、4、6和8所示，两个或更多个针30被构造为通过一个驱动部60直线地移动。因此，当控制器101控制驱动部60时，提供在两个或更多个喷射器1和2中的两个或更多个针30同时直线地移动。然而，因为根据本公开的空气调节装置100被配置为使得制冷剂取决于负荷仅流过喷射器1和2中的一个，所以当驱动部60驱动多个针30时，流过一个喷射器1或2的制冷剂的流量可以由针30控制。
在下文中，将参照图17描述根据本公开的一实施方式的控制空气调节装置的方法。
具有上述多个喷射器的空气调节装置的控制器识别多个操作模式中的哪一个被选择。例如，控制器识别多个操作模式(即在最小冷却负荷下操作的最小模式、在中等冷却负荷下操作的中等模式和在最大冷却负荷下操作的最大模式)中的哪一个被选为空气调节装置的操作条件(S1710)。
然后，控制器根据所选择的操作模式使制冷剂流过多个喷射器当中与所选择的操作模式对应的一个喷射器(S1720)。此时，控制器控制制冷剂不流过除所选择的喷射器之外的喷射器。详细地，控制器打开设置在所选择的喷射器的主入口处的阀和设置在副入口处的阀，使得流出冷凝器和蒸发器的制冷剂被引入到该喷射器中。此外，控制器关闭设置在其余未选择的喷射器的主入口和副入口处的阀，以阻挡制冷剂进入未选择的喷射器的主入口和副入口。
然后，控制器控制所选择的喷射器的开度调节器件以控制经过所选择的喷射器的制冷剂的流量(S1730)。作为一个示例，开度调节器件可以如上所述地包括针、针引导构件和驱动部。针设置在喷嘴的喷嘴入口部分处，并且针的一端位于喷嘴颈处，使得经过喷嘴颈的制冷剂的流量可以取决于针的位置而被调节。针被构造为通过驱动部可滑动地移动。因此，通过控制驱动部来控制针的位置，控制器可以控制经过喷射器的制冷剂的流量。
在以上描述中，根据本公开的一实施方式的喷射器用于使用多个喷射器的空气调节装置中。然而，根据本公开的一实施方式的喷射器可以用于使用一个喷射器的空气调节装置。此时，喷射器可以形成为对于空气调节装置的各种操作条件中的一种而被最优化。
以上已通过示例描述了本公开。这里使用的术语是为了描述的目的，并且不应被解释为是限制性的。本公开的各种修改和变化鉴于以上教导是可行的。因此，本公开能在权利要求的范围内自由地实施，除非另有说明。

Claims (15)

1.一种空气调节装置，其配备有包括压缩机、冷凝器和蒸发器的制冷剂回路，所述空气调节装置包括：
多个喷射器，所述多个喷射器与所述制冷剂回路并联连接，所述多个喷射器的每个具有不同的最大制冷剂流量；以及
控制器，其被配置为控制所述多个喷射器，其中制冷剂根据所述空气调节装置的操作条件流过所述多个喷射器中的一个喷射器并且不流过所述多个喷射器中的其余喷射器。
2.根据权利要求1所述的空气调节装置，其中
所述多个喷射器的每个包括：
喷射器主体；
喷嘴，其设置在所述喷射器主体内部；以及
开度调节器件，其设置在所述喷嘴中并且形成为调节所述喷嘴的开度。
3.根据权利要求2所述的空气调节装置，其中
所述开度调节器件包括插入所述喷嘴并且调节所述喷嘴的所述开度的针，以及
其中设置在所述多个喷射器中的多个针由一个驱动部操作。
4.根据权利要求3所述的空气调节装置，其中
所述开度调节器件还包括针引导构件，
其中所述针引导构件包括提供在所述喷嘴的后端处的底板和从所述底板凸出的凸出部分，以及
其中通孔形成在所述底板和所述凸出部分的每个的中心处，所述针插入到所述通孔中。
5.根据权利要求2所述的空气调节装置，其中
所述喷射器主体包括主入口，所述喷嘴包括副入口，以及
其中所述空气调节装置还包括：
主阀，其设置在所述冷凝器与所述主入口之间并且被构造为允许制冷剂进入所述主入口或阻挡所述制冷剂进入所述主入口；以及
副阀，其设置在所述蒸发器与所述副入口之间并且被构造为允许所述制冷剂进入所述副入口或阻挡所述制冷剂进入所述副入口。
6.根据权利要求2所述的空气调节装置，其中
所述喷嘴包括在纵向方向上贯穿的制冷剂通道；以及
其中所述制冷剂通道包括：
喷嘴入口部分，其具有圆筒形状；
收缩部分，其具有截锥形状并且在所述制冷剂的移动方向上自所述喷嘴入口部分会聚；
喷嘴颈，其连接到所述收缩部分并且具有最小的内径；以及
喷嘴扩散器部分，其具有截锥形状并且自所述喷嘴颈发散。
7.根据权利要求6所述的空气调节装置，其中
所述收缩部分的收缩角大于所述喷嘴扩散器部分的扩散角。
8.根据权利要求6所述的空气调节装置，其中
所述喷嘴入口部分的内径大于所述喷嘴扩散器部分的出口端的内径。
9.根据权利要求6所述的空气调节装置，其中
所述喷嘴扩散器部分的长度是所述喷嘴颈的内径的10到50倍。
10.一种空气调节装置中使用的喷射器，所述喷射器包括：
喷射器主体；以及
喷嘴，其设置在所述喷射器主体内部；
其中所述喷嘴包括在纵向方向上贯穿的制冷剂通道，
其中所述制冷剂通道包括：
喷嘴入口部分，其具有圆筒形状；
收缩部分，其具有截锥形状并且在所述制冷剂的移动方向上自所述喷嘴入口部分会聚；
喷嘴颈，其连接到所述收缩部分并且具有最小的内径；以及
喷嘴扩散器部分，其具有截锥形状并且自所述喷嘴颈发散，以及
其中所述收缩部分的收缩角大于所述喷嘴扩散器部分的扩散角。
11.根据权利要求10所述的喷射器，其中
所述喷嘴入口部分的内径大于所述喷嘴扩散器部分的出口端的内径。
12.根据权利要求10所述的喷射器，其中
所述喷嘴扩散器部分的长度是所述喷嘴颈的内径的10到50倍。
13.一种控制配备有多个喷射器的空气调节装置的方法，所述方法包括：
识别所述空气调节装置的多个操作模式当中哪个操作模式被选择；以及取决于所选择的操作模式控制所述多个喷射器，其中制冷剂流过所述多个喷射器当中与所选择的操作模式对应的一个喷射器，并且所述制冷剂不流过所述多个喷射器中的其余喷射器。
14.根据权利要求13所述的方法，还包括：
通过调节所选择的喷射器的开度调节器件而控制经过所选择的喷射器的所述制冷剂的流量。
15.根据权利要求13所述的方法，其中
所述取决于所选择的操作模式控制所述多个喷射器其中制冷剂流过所述多个喷射器当中与所选择的操作模式对应的一个喷射器并且所述制冷剂不流过所述多个喷射器中的其余喷射器，打开或关闭设置在所述多个喷射器的每个的主入口和副入口处的阀。
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