CN111912056A - 空调系统 - Google Patents

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CN111912056A CN201910375083.5A CN201910375083A CN111912056A CN 111912056 A CN111912056 A CN 111912056A CN 201910375083 A CN201910375083 A CN 201910375083A CN 111912056 A CN111912056 A CN 111912056A
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申广玉
王婷婷
李柯桥
李申
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Abstract

本申请提供空调系统。其中，该空调系统包括：四通阀，其包括第一端口、第二端口、第三端口和第四端口，其中，至少第一端口与第三端口之间在流体意义上是隔绝的；压缩机，其输出端和输入端分别与第一端口和第三端口成流体连通；第一蒸发器，其第一端与第三端口成流体连通；第二蒸发器和冷凝器，其第一端分别与第二端口和第四端口中的一个成流体连通；其中，冷凝器的第二端、第一蒸发器的第二端和第二蒸发器的第二端在第一节点处成流体连通，并且在冷凝器、第一蒸发器和第二蒸发器与第一节点之间分别设置有第一节流阀、第二节流阀和第三节流阀。本申请的空调系统具有结构简单、易于制造、使用方便等优点，能够提供额外的工作模式。

Description

空调系统
技术领域
本申请涉及空调系统结构领域。更具体而言，本申请涉及一种空调系统，其旨在提供额外的工作模式。
背景技术
HVAC系统中常包括空调系统。典型的空调系统包括：压缩机、冷凝器、蒸发器以及用于连通各个部件的四通阀。四通阀构造为选择性地改变从压缩机流出的高压制冷剂的流向，从而提供制冷循环或制热循环。在一种现有的HVAC系统中，空调系统的制冷循环或制热循环用于单独提供冷水或单独提供热水。因此，此类空调系统采用盘管和热交换器来充当冷凝器-蒸发器装置。
然而，受限于空调系统的流动路径结构，现有空调系统同一时刻仅能单独提供制冷循环或单独提供制热循环。随着用户对空调系统要求的不断提高，产生了制冷和制热需要同时进行的需求。现有的空调系统受限于其流路结构无法满足上述需求。
因此，本领域中存在对改善的空调系统的持续需求，所期望的是新的解决方案能够向用户提供更多的工作模式选择。
发明内容
本申请一方面的目的在于提供一种空调系统，其旨在提供额外的工作模式来满足现场操作的需求。
本申请的目的是通过如下技术方案实现的：
一种空调系统，包括：
四通阀，其包括第一端口、第二端口、第三端口和第四端口，其中，至少第一端口与第三端口之间在流体意义上是隔绝的；
压缩机，其输出端和输入端分别与第一端口和第三端口成流体连通；
第一蒸发器，其第一端与第三端口成流体连通；
第二蒸发器，其第一端与第二端口和第四端口中的一个成流体连通；
冷凝器，其第一端与第二端口和第四端口中的另一个成流体连通；
其中，冷凝器的第二端、第一蒸发器的第二端和第二蒸发器的第二端在第一节点处成流体连通，并且在冷凝器、第一蒸发器和第二蒸发器与第一节点之间分别设置有第一节流阀、第二节流阀和第三节流阀。
在上述空调系统中，可选地，四通阀具有第一状态和第二状态，其中，在第一状态中，第一端口与第二端口成流体连通，并且第三端口和第四端口成流体连通；并且
在第二状态中，第一端口与第四端口成流体连通，并且第二端口与第三端口成流体连通。
在上述空调系统中，可选地，冷凝器包括翅片盘管和风扇。
在上述空调系统中，可选地，蒸发器包括板式换热器。
在上述空调系统中，可选地，第一节流阀、第二节流阀和第三节流阀为电子膨胀阀。
在上述空调系统中，可选地，空调系统具有第一模式，其中，四通阀处于第一状态并且第三节流阀关闭，第一节流阀和第二节流阀打开，使得第一蒸发器单独制冷，并且第二蒸发器不工作。
在上述空调系统中，可选地，空调系统具有第二模式，其中，四通阀处于第一状态并且第二节流阀关闭，第一节流阀和第三节流阀打开，使得第二蒸发器单独制冷，并且第一蒸发器不工作。
在上述空调系统中，可选地，空调系统具有第三模式，其中，四通阀处于第一状态并且第一节流阀、第二节流阀和第三节流阀打开，使得第一蒸发器和第二蒸发器共同制冷。
在上述空调系统中，可选地，空调系统具有第四模式，其中，四通阀处于第二状态并且第二节流阀关闭，第一节流阀和第三节流阀打开，使得第二蒸发器制热，并且第一蒸发器不工作。
在上述空调系统中，可选地，空调系统具有第五模式，其中，四通阀处于第二状态并且第一节流阀关闭，第二节流阀和第三节流阀打开，使得第二蒸发器制热，并且第一蒸发器制冷。
本申请的空调系统具有结构简单、易于制造、使用方便等优点。通过采用本申请的空调系统，能够提供额外的工作模式，以满足现场操作的需求。
附图说明
以下将结合附图和优选实施例来对本申请进行进一步详细描述，但是本领域技术人员将领会的是，这些附图仅是出于解释优选实施例的目的而绘制的，并且因此不应当作为对本申请范围的限制。此外，除非特别指出，附图仅是意在概念性地表示所描述对象的组成或构造并可能包含夸张性显示，并且附图也并非一定按比例绘制。
图1是本申请的空调系统的一个实施例的结构示意图。
图2是图1所示实施例的另一结构示意图。
图3是本申请的空调系统的另一个实施例的结构示意图。
具体实施方式
以下将参考附图来详细描述本申请的优选实施例。本领域中的技术人员将领会的是，这些描述仅为描述性的、示例性的，并且不应被解释为限定了本申请的保护范围。
首先，需要说明的是，在本文中所提到的顶部、底部、朝上、朝下等方位用语是相对于各个附图中的方向来定义的，它们是相对的概念，并且因此能够根据其所处于的不同位置和不同的实用状态而变化。所以，不应将这些或其他方位用语理解为限制性用语。
此外，还应当指出的是，对于本文的实施例中描述或隐含的任意单个技术特征，或在附图中示出或隐含的任意单个技术特征，仍能够在这些技术特征(或其等同物)之间继续进行组合，从而获得未在本文中直接提及的本申请的其他实施例。
应当注意的是，在不同的附图中，相同的参考标号表示相同或大致相同的组件。
图1是本申请的空调系统的一个实施例的结构示意图，并且图2是图1所示实施例的另一结构示意图。其中，根据本申请的一个实施例的空调系统100包括：四通阀110、压缩机120、第一蒸发器131、第二蒸发器132和冷凝器140，以及串接在管线中的第一节流阀161、第二节流阀152和第三节流阀163。
如图所示，四通阀110包括第一端口111、第二端口112、第三端口113和第四端口114。容易理解的是，各个端口可以依次沿四通阀的周边布置，并且相邻的两个端口之间可以产生流体连通，而不相邻的两个端口之间不能建立流体连通。在本文中，不能建立流体连通的情形表述为“在流体意义上是隔绝的”。
四通阀110典型地具有至少两个工作状态，也即第一状态和第二状态。在第一状态中，第一端口111与第二端口112成流体连通，并且第三端口113和第四端口114成流体连通；并且在第二状态中，第一端口111与第四端口114成流体连通，并且第二端口112与第三端口113成流体连通。
四通阀也可具有常规四通阀的结构。例如，对于具有D、E、S和C接管的四通阀，第一端口111可对应于D接管，第二端口112可对应于E接管，第三端口113可对应于S接管，并且第四端口114可对应于C接管。对于具有A、B、C、D接口的四通阀，第一端口111可对应于A接口，第二端口112可对应于B接口，第三端口113可对应于C接口，并且第四端口114可对应于D接口。
因此，在正常操作中，至少第一端口111与第三端口113之间在流体意义上是隔绝的，也就是说，第一端口111与第三端口113之间不会建立直接的流体连通。类似地，在正常操作中，第二端口112与第四端口114之间在流体意义上是隔绝的，也就是说，第二端口112与第四端口114之间不会建立直接的流体连通。
在图示的实施例中，压缩机120的输出端和输入端分别与第一端口111和第三端口113成流体连通。因此，第一端口111和第三端口113分别用作制冷剂的输入口和输出口。压缩机120可为任何已知的压缩机。压缩机120的输出端用于输出压力相对较高的制冷剂，并且压缩机120的输入端用于接收压力相对较低的制冷剂。
第一蒸发器131的第一端与第三端口113成流体连通。在图示的实施例中，第一蒸发器131的第一端与第三端口113以及压缩机120的输入端在第二节点152处成流体连通。
第二蒸发器132的第一端与第二端口112和第四端口114中的一个成流体连通，并且冷凝器140的第一端与第二端口112和第四端114口中的另一个成流体连通。图1和图2示出了第二蒸发器132的第一端与第四端口114成流体连通的情况，并且图3示出了第二蒸发器132的第一端与第二端口112成流体连通的情况。对应地，冷凝器140的第一端在图1和图2中与第二端口112成流体连通，并且在图3中与第四端口114成流体连通。
此外，冷凝器140的第二端、第一蒸发器131的第二端和第二蒸发器132的第二端在第一节点151处成流体连通，并且在冷凝器140、第一蒸发器131和第二蒸发器132与第一节点151之间分别设置有第一节流阀161、第二节流阀162和第三节流阀163。
容易理解的是，在第一节点151和第二节点152处可设置三通管来实现连通。
在本申请的一个实施例中，冷凝器140可为任何合适的冷凝器，例如包括翅片盘管和风扇等。
在本申请的一个实施例中，第一蒸发器131和第二蒸发器132可为任何合适的换热器，例如板式换热器(Braze Plate Heat Exchange，缩写为BPHE)等。换热器的输出可采用任何合适的介质，例如水等。因此，在本申请的一个实施例中，换热器可用于提供已冷却的水或已加热的水。
在本申请的一个实施例中，第一节流阀161、第二节流阀162和第三节流阀163可为电子膨胀阀(EXV)。因此，各个节流阀可根据控制指令来选择性地开启或关闭，从而打开或封闭该节流阀所位于的流动路径。
上述各个部件之间采用管路来连接，并且管路构造为用于输送制冷剂。制冷剂可以是空调设备中采用的任何合适的制冷剂。
尽管图示的实施例中采用了单个冷凝器和两个蒸发器的形式，但容易理解的是，冷凝器可用并联或串联在一起的多个冷凝器来代替，并且蒸发器也可用并联或串联在一起的多个蒸发器来代替。此时，管路和节流阀的布置将进行相应的调整，并且并不脱离图示的实施例所展示的原理的范畴。
以下将结合图示的实施例来详细描述根据本申请的空调系统的操作模式。容易理解的是，如果根据本申请的空调系统采用了与图示的实施例稍微不同的结构，可以容易地调整四通阀110的流通路径和各个节流阀的开闭来实现类似的操作模式。
具体而言，根据本申请的空调系统100可具有第一模式。其中，四通阀110处于第一状态并且第三节流阀163关闭，第一节流阀161和第二节流阀162打开。此时，来自压缩机120的制冷剂将依次行进通过冷凝器140和第一蒸发器131，并且然后通过第二节点152返回至压缩机120。此时，第一蒸发器131单独制冷，并且第二蒸发器132不工作。
空调系统100还可具有第二模式。其中，四通阀110处于第一状态并且第二节流阀162关闭，第一节流阀161和第三节流阀163打开。此时，来自压缩机120的制冷剂将依次行进通过冷凝器140和第二蒸发器132，并且然后经过第四端口114和第三端口113行进至第二节点152处，最终返回至压缩机120。此时，第二蒸发器132单独制冷，并且第一蒸发器131不工作。
空调系统100还可具有第三模式。其中，四通阀110处于第一状态并且第一节流阀161、第二节流阀162和第三节流阀163打开。此时，来自压缩机120的制冷剂将行进通过冷凝器140，并且然后分别进入第一蒸发器131和第二蒸发器132。流经第一蒸发器131的制冷剂行进至第二节点152处，且流经第二蒸发器132的制冷剂随后依次通过第四端口114和第三端口113行进至第二节点152处。制冷剂在第二节点152处汇合并且最终返回至压缩机120。此时，第一蒸发器131和第二蒸发器132共同制冷。
空调系统100还可具有第四模式。其中，四通阀110处于第二状态并且第二节流阀162关闭，第一节流阀161和第三节流阀163打开。此时，来自压缩机120的制冷剂将行进通过第二蒸发器132，然后通过第一节流阀161行进至冷凝器140，并且然后经由第二端口112和第三端口113行进至第二节点152处，最后返回至压缩机120。此时，第二蒸发器132制热，并且第一蒸发器131不工作。
空调系统100还可具有第五模式，其中，四通阀110处于第二状态并且第一节流阀161关闭，第二节流阀162和第三节流阀163打开。此时，来自压缩机120的制冷剂将经过第一端口111和第四端口114并行进通过第二蒸发器132，然后通过第三节流阀163、第一节点151和第二节流阀162，并行进至第一蒸发器131，并且然后行进至第二节点152处，最后返回至压缩机120。此时，第二蒸发器132制热，并且第一蒸发器131制冷。
在第五模式下，根据本申请的一个实施例的空调系统100能够同时进行制热和制冷操作。在本申请的一个实施例中，两个蒸发器或换热器能够在第五模式下分别进行制冷和制热，同时提供已加热的水和已冷却的水，从而使得用户能够在HVAC系统中根据需要在不同的区域进行制热操作和制冷操作，满足了用户的特殊的操作需求。
此外，根据本申请的一个实施例的空调系统100还可单独提供制冷操作或制热操作，从而提供已加热的水或已冷却的水，从而满足了用户的常规操作需求。通过设置冷凝器，根据本申请的一个实施例的空调系统100可采集室外的能量来用于进行制冷操作或制热操作。
本说明书参考附图来公开本申请，并且还使本领域中的技术人员能够实施本申请，包括制造和使用任何装置或系统、选用合适的材料以及使用任何结合的方法。本申请的范围由请求保护的技术方案限定，并且包含本领域中的技术人员想到的其他实例。只要此类其他实例包括并非不同于请求保护的技术方案字面语言的结构元件，或此类其他实例包含与请求保护的技术方案的字面语言没有实质性区别的等价结构元件，则此类其他实例应当被认为处于由本申请请求保护的技术方案所确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种空调系统，其特征在于，包括：
四通阀，其包括第一端口、第二端口、第三端口和第四端口，其中，至少所述第一端口与所述第三端口之间在流体意义上是隔绝的；
压缩机，其输出端和输入端分别与所述第一端口和所述第三端口成流体连通；
第一蒸发器，其第一端与所述第三端口成流体连通；
第二蒸发器，其第一端与所述第二端口和所述第四端口中的一个成流体连通；
冷凝器，其第一端与所述第二端口和所述第四端口中的另一个成流体连通；
其中，所述冷凝器的第二端、所述第一蒸发器的第二端和所述第二蒸发器的第二端在第一节点处成流体连通，并且在所述冷凝器、所述第一蒸发器和所述第二蒸发器与所述第一节点之间分别设置有第一节流阀、第二节流阀和第三节流阀。
2.根据权利要求1所述的空调系统，其特征在于，所述四通阀具有第一状态和第二状态，其中，在所述第一状态中，所述第一端口与所述第二端口成流体连通，并且所述第三端口和所述第四端口成流体连通；并且
在所述第二状态中，所述第一端口与所述第四端口成流体连通，并且所述第二端口与所述第三端口成流体连通。
3.根据权利要求1所述的空调系统，其特征在于，所述冷凝器包括翅片盘管和风扇。
4.根据权利要求1所述的空调系统，其特征在于，所述蒸发器包括板式换热器。
5.根据权利要求1所述的空调系统，其特征在于，所述第一节流阀、所述第二节流阀和所述第三节流阀为电子膨胀阀。
6.根据权利要求2至5中任一项所述的空调系统，其特征在于，所述空调系统具有第一模式，其中，所述四通阀处于第一状态，所述第三节流阀关闭，并且所述第一节流阀和所述第二节流阀打开，使得所述第一蒸发器单独制冷，并且所述第二蒸发器不工作。
7.根据权利要求2至5中任一项所述的空调系统，其特征在于，所述空调系统具有第二模式，其中，所述四通阀处于第一状态，所述第二节流阀关闭，并且所述第一节流阀和所述第三节流阀打开，使得所述第二蒸发器单独制冷，并且所述第一蒸发器不工作。
8.根据权利要求2至5中任一项所述的空调系统，其特征在于，所述空调系统具有第三模式，其中，所述四通阀处于第一状态并且所述第一、第二、第三节流阀打开，使得所述第一蒸发器和所述第二蒸发器共同制冷。
9.根据权利要求2至5中任一项所述的空调系统，其特征在于，所述空调系统具有第四模式，其中，所述四通阀处于第二状态，所述第二节流阀关闭，并且所述第一节流阀和所述第三节流阀打开，使得所述第二蒸发器制热，并且所述第一蒸发器不工作。
10.根据权利要求2至5中任一项所述的空调系统，其特征在于，所述空调系统具有第五模式，其中，所述四通阀处于第二状态，所述第一节流阀关闭，并且所述第二节流阀和所述第三节流阀打开，使得所述第二蒸发器制热，并且所述第一蒸发器制冷。
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