CN1190640C - 热泵型空调 - Google Patents

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Abstract

一种具有维持房间温度恒定的能力的热泵型空调器，包含两个室外换热器，当一个进行除霜运行时另一个进行制热运行，这种热泵型空调包括：一个压缩制冷剂的压缩机；多个室内换热器，分别安装在每个室内空间中并执行制冷/制热操作；一个用于切换正、反制冷剂流向的四通阀，通过一个第一制冷剂管道与所述室内换热器相连；一个第一室外换热器，通过一个第二制冷剂管道与所述四通阀相连，并通过一个第四制冷剂管道与所述室内换热器相连；一个第二室外换热器，通过一个第三制冷剂管道与所述四通阀相连，并通过一个第五制冷剂管道与所述室内换热器相连；第一和第二室外膨胀阀，分别安装在用于连接第一、第二室外换热器与室内换热器的制冷剂管道上，以便将制冷剂变成低温、低压状态以及打开/关闭这些制冷剂管道一个第一阀门，安装在一个第六制冷剂管道上并连接在所述第一制冷剂管道和第四制冷剂管道之间；一个第二阀门，安装在一个第七致冷剂管道上并连接在所述第一制冷剂管道和第五制冷剂管道之间；以及一个控制单元，在第一室外换热器进行除霜操作的情况下控制第一阀以打开第六制冷剂管道，并控制第一室外膨胀阀以关闭第四制冷剂管道，所述控制单元还在第二室外换热器进行除霜操作的情况下控制第二阀以打开第七制冷剂管道并控制第二室外膨胀阀以关闭第五制冷剂管道。

Description

热泵型空调
发明领域
本发明涉及一种热泵型空调，更具体地是涉及一种能够在进行室外除霜操作的同时进行室内制热操作的热泵型空调。
背景技术
通常，热泵型空调是一种既能进行制冷操作又能进行制热操作的空调。因为其包括蒸发器和冷凝器等设备，通过将制冷循环反向不但能进行制热操作，也能进行制冷操作。
图1示意常规热泵型空调的制冷循环。
常规热泵型空调包括：一个置于室内、进行制冷或制热操作的室内单元102和一个置于室外、进行换热操作的室外单元104。
室内单元102包括安装在每个房间的至少一个进行制冷和制热操作的室内换热器106。
室外单元104包括一个压缩制冷剂的压缩机108；一个用于切换正、反制冷剂流向的四通阀110；一个制冷时作为冷凝器使用而在制热时作为蒸发器使用的室外换热器112；以及一个安装在连接室外换热器112与室内换热器106的制冷剂管道114上的膨胀阀116，将气相制冷剂变成低温、低压状态。
并且，一个将制冷剂气液分离的液体容器118安装在膨胀阀116的后面；为了向室内单元102提供制冷剂以及将室内的制冷剂排放到室外单元104中，室外换热器112与室内换热器106之间的制冷剂管道114上安装了一个开/关阀门120。
一个将制冷剂变成气相的蓄积器122安装在压缩机108的某一侧，一个除油器(oil divider)124安装在压缩机108的排放端口一侧。
现说明常规热泵型空调的操作过程。
首先，在制冷操作中，压缩机108压缩的制冷剂流过四通阀110，流入室外换热器112，在流经膨胀阀116时转变成低温、低压状态，流入室内换热器106中。在室内换热器106中蒸发的制冷剂气体进行室内制冷操作，同时与室内空气换热，然后通过四通阀110被吸入压缩机108中再次循环。
与此相反，在制热操作中，通过四通阀110倒转制冷剂的流向，压缩机108排放的制冷剂气体流过四通阀110，流入室内换热器106冷凝，进行室内制热操作，同时与室内空气换热。此后，制冷剂流经室内换热器106变成低温、低压状态，并通过室外换热器112蒸发，蒸发的制冷剂气体通过四通阀110被吸入压缩机108中再次循环。
如上所述的热泵型空调，为了通过一段时间的制冷操作进行除霜操作，将室外换热器112作为冷凝器使用，相应地在室外换热器112上形成的霜被冷凝热融化。
然而，因为在进行除霜操作时制热操作停止了，房间温度变低，相应地可能对室内环境有不好的影响。
此外，常规热泵型空调中，如果是多个室内换热器分别安装在各个房间里的多体型(multi type)空调，由于提供给每一个换热器的制冷量是相同的，那么每一个室内换热器的换热能力也是相同的，空调就不能相应地根据每一个房间的大小改变制冷/制热能力。
发明内容
为了解决上述提到的问题，本发明的一个目的是提供一种具有维持房间温度恒定能力的热泵型空调，其包含两个室外换热器，当一个进行除霜操作时另一个进行制热操作。
在包含数个室内换热器的多体型空调中，本发明的另一个目的是提供一种能够提高制冷/制热性能的热泵型空调，其根据每一个房间的大小，改变每一个室内热交换器的换热性能。
热泵型空调包括：一个压缩制冷剂的压缩机；多个室内换热器，分别安装在每个室内空间中并执行制冷/制热操作；一个用于切换正、反制冷剂流向的四通阀，通过一个第一制冷剂管道与所述室内换热器相连；一个第一室外换热器，通过一个第二制冷剂管道与所述四通阀相连，并通过一个第四制冷剂管道与所述室内换热器相连；一个第二室外换热器，通过一个第三制冷剂管道与所述四通阀相连，并通过一个第五制冷剂管道与所述室内换热器相连；第一和第二室外膨胀阀，分别安装在连接第一、第二室外换热器与室内换热器的制冷剂管道上，以便将制冷剂变成低温、低压状态以及开启/关闭这些制冷剂管道；一个第一阀门，安装在一个第六制冷剂管道上并连接在所述第一制冷剂管道和第四制冷剂管道之间；一个第二阀门，安装在一个第七致冷剂管道上并连接在所述第一制冷剂管道和第五制冷剂管道之间；一个控制单元，在第一室外换热器进行除霜操作的情况下控制第一阀以打开第六制冷剂管道，并控制第一室外膨胀阀以关闭第四制冷剂管道，所述控制单元还在第二室外换热器进行除霜操作的情况下控制第二阀以打开第七制冷剂管道并控制第二室外膨胀阀以关闭第五制冷剂管道。
四通阀包括：与压缩机排放侧相连的第一端口；通过第一制冷剂管道与室内的数个换热器相连的第二端口；通过第二和第三制冷剂管道与第一和第二室外换热器相连的第三端口；以及，与压缩机的吸入侧相连的第四端口；其特征在于，在制冷操作中，第一端口与第三端口相通，第二端口与第四端口相通；在制热操作中，第一端口与第二端口相通，第三端口与第四端口相通。
第二制冷剂管道连接第一室外换热器与四通阀；第四制冷剂管道连接第一室外换热器与数个室内换热器；第六制冷剂管道连接第四制冷剂管道与四通阀的第二端口；以及，第一阀门安装在第六制冷剂管道上，以便根据控制单元传来的电信号打开/关闭该管道。
第一阀门是电磁阀(solenoid type)，根据控制单元传来的电信号打开第六制冷剂管道。
第三制冷剂管道将第二室外换热器与四通阀连接起来；第五制冷剂管道将第二室外换热器与数个室内换热器连接起来；第七制冷剂管道将第五制冷剂管道与四通阀的第二端口连接起来；以及，第二阀门安装在第七制冷剂管道上，以便根据控制单元传来的电信号打开/关闭该管道。
第二阀门是电磁阀，根据控制单元传来的电信号打开第七制冷剂管道。
在第一室外换热器的除霜操作中，控制单元通过操纵第一阀门打开第六制冷剂管道，通过操纵第一室外膨胀阀关闭第四制冷剂管道。
在第二室外换热器的除霜操作中，控制单元通过操纵第二阀门打开第七制冷剂管道，通过操纵第二室外膨胀阀关闭第五制冷剂管道。
附图简述
所包括的附图构成说明书的一部分，使得可以更深入地理解本发明，说明本发明的实施例，同时解释本发明的原理。
图中：
图1是按照常规技术的热泵型空调制冷循环的结构；
图2是按照本发明的热泵型空调制冷循环的结构；
图3是按照本发明的热泵型空调控制结构的框图；以及
图4和图5是按照本发明的热泵型空调的状态示意图。
优选实施例详述
下文将根据附图详细说明按照本发明的热泵型空调的优选实施例。
按照本发明的热泵型空调有多个实施例，下文说明最优选的一个
实施例。
图2是按照本发明的热泵型空调制冷循环的结构。
按照本发明的热泵型空调包括：一个安装在室内、进行制冷或制热操作的室内单元2；一个安装在室外、通过一根制冷剂管道与室内单元2相连的、进行换热操作的室外单元4；以及，一个分别控制制冷、制热和除霜操作的控制单元6。
室内单元2包括数个分别安装在每个室内空间的室内换热器8a、8b；以及，数个室内膨胀阀10a、10b，将制冷剂变成低温、低压状态并调节供应到每个室内换热器8a、8b的制冷剂流量。
并且，室外单元4包括一个压缩制冷剂的压缩机12；一个用于切换正、反制冷剂流向的四通阀14；制冷时作为冷凝器使用而在制热时作为蒸发器使用的第一、第二室外换热器16、18；以及第一、第二室外膨胀阀20、22，分别安装在连接室外换热器16、18与室内换热器8a、8b的制冷剂管道上，将制冷剂变成低温、低压状态以及开启/关闭这些制冷剂管道。
一个吸入制冷剂的蓄积器24安装在压缩机12的吸入侧，一个除油器26安装在压缩机12的排放侧。
并且，数根制冷剂管道连接在一个储液罐28上，将室外换热器16、18与室内换热器8a、8b连接起来。
四通阀14包括：与压缩机12排放侧相连的第一端口30；与室内换热器8a、8b相连的第二端口32；与第一、第二室外换热器16、18相连的第三端口34；以及，与压缩机12的吸入端口相连的第四端口36。
在制冷操作中，由于四通阀14分别将第二端口32和第四端口36与第一端口30和第三端口34相连，所以制冷剂正向流动；而在制热操作中，由于四通阀14分别将第一端口30和第二端口32与第三端口34和第四端口36相连，所以制冷剂反向流动。
第一制冷剂管道40连接四通阀14的第二端口32与室内换热器8a、8b；第二制冷剂管道42连接第三端口34与第一室外换热器16；第三制冷剂管道44连接第三端口34与第二室外换热器18。
并且，第四制冷剂管道46连接第一室外换热器16与室内换热器8a、8b；第五制冷剂管道48连接第二室外换热器18与室内换热器8a、8b。第一室外膨胀阀20安装在第四制冷剂管道46上，第二室外膨胀阀22安装在第五制冷剂管道48上。
第四制冷剂管道46和第五制冷剂管道48连到一起，接到一个储液罐28上，连接储液罐28和每个室内换热器8a、8b的制冷剂管道上安装了室内膨胀阀10a、10b。
并且，截止制冷剂流动的开/关阀52分别安装在与室内换热器8a、8b相连的吸入管和排放管上。
第六制冷剂管道54连接第四制冷剂管道46与第一制冷剂管道40；第七制冷剂管道56连接第五制冷剂管道48和第一制冷剂管道40。第一阀门58安装在第六制冷剂管道54上，用来打开/关闭该管道；第二阀门60安装在第七制冷剂管道56上，用来打开/关闭该管道。
此处，第一、第二阀门58、60优选地为电磁阀，当控制单元6传来电信号时分别打开第六、第七制冷剂管道54、56。
图3是按照本发明的热泵型空调控制结构框图。
如图3所述，按照本发明的热泵型空调包括由用户操作的操作选择单元70；第一传感器72，探测覆盖在第一室外换热器16的霜是否不低于设定值；第二传感器74，探测覆盖在第二室外换热器18的霜是否不低于设定值；以及，控制单元6，根据操作选择单元70、第一传感器72和第二传感器74传来的信号执行制冷、制热和除霜操作。
传感器72、74可以有多种类型，比如温度传感器等；任何可以得知第一室外换热器16和第二室外换热器18是否结霜的方法都可以应用。
控制单元6根据操作选择单元70的操作，通过操纵四通阀14，进行制冷/制热的转换。根据从第一和第二传感器72、74接收到的信号，控制单元6使得第一和第二室外换热器20、22中的一个进行除霜操作而另一个进行制热操作。
此外，当用户通过操纵操作选择单元70设置每个室内换热器8a、8b的制冷/制热能力时，控制单元6通过调节第一和第二室内膨胀阀10a、10b的开度调节流入每个室内换热器8a、8b制冷剂流量。
现说明按照本发明的热泵型空调的操作过程。
首先，如图3所示，在制冷操作中，当用户通过操作选择单元70选择了制冷操作时，在制冷操作中，控制单元通过控制四通阀14，将第二端口32和第四端口36分别与第一端口30和第三端口34相通。并且第一和第二阀门58、60维持关闭状态。
在该情形下，当压缩机12运转，流入四通阀14的第一端口30的压缩的制冷剂排放到第三端口34，通过第二和第三制冷剂管道42、44分别流入第一室外换热器16和第二室外换热器18，进行换热。完成换热的制冷剂排放到第四和第五制冷剂管道46、48，流经第一和第二室外膨胀阀20、22时变成低温、低压状态，并流入每个室内换热器8a、8b。，在每个室内换热器8a、8b中蒸发的制冷剂气体当与室内空气换热时进行室内制冷，通过第一制冷剂管道40流入四通阀14的第二端口32，排放到第三端口34，流入压缩机12压缩，接着再次循环。
图4是按照本发明的热泵型空调制热操作的状态示意图。
当用户通过操纵操作选择单元70选择制热操作时，控制单元6将四通阀14的第一端口30与第二端口32相连，将第三端口34与第四端口36相连，制冷剂相应地反向流动。此处，第一和第二阀门58、60处于关闭状态。
通过压缩机12压缩的制冷剂流入四通阀14的第一端口30，排放到第二端口32，通过第一制冷剂管道40排放到室内换热器8a、8b中冷凝，与室内空气换热，进行相应的室内制热。流过室内换热器8a、8b的制冷剂在流经室内第一和第二膨胀阀10a、10b时变成低温、低压状态，通过第四和第五制冷剂管道46、48流入第一和第二室外换热器16、18中蒸发。蒸发的制冷剂再次流入四通阀14的第三端口34，排放到第四端口36，吸入到压缩机12中，相应地再次循环。
在上述制冷/制热操作中，在根据室内空间的大小改变安装在每个室内空间的室内换热器8a、8b的制冷/制热能力的情况下，当用户通过操纵操作选择单元70选择了室内换热器8a、8b的换热能力时，控制单元6根据操作选择单元70的信号，通过调节第一和第二室内膨胀阀10a、10b的开度来调节流入每个室内换热器8a、8b制冷剂流量，其制冷/制热能力相应地得到调节。
现说明按照本发明的热泵型空调的除霜操作。
图5是按照本发明的热泵型空调除霜操作的状态示意图。
在控制单元6接收到从第一和第二传感器72、74传来的信号以后，断定室外换热器之一上的结霜不低于设定值，则使得该结霜的室外换热器进行除霜操作，而让另一个换热器进行制热操作。
例如，如图5所示，在制热操作中，控制单元6通过第一传感器72接收到的信号判断第一室外换热器16是否需要除霜操作(意味着第一室外换热器16上的结霜不低于设定值)，通过操纵第一阀门58打开第六制冷剂管道54，通过操纵第一室外膨胀阀20关闭第四制冷剂管道46。
然后，通过压缩机12压缩的制冷剂排放到四通阀14的第二端口32，流过第一制冷剂管道40供应给每个室内换热器8a、8b。部分排放到第二端口32的制冷剂流过第六制冷剂管道54供应到第一室外换热器16中冷凝，进行除霜操作。完成第一室外换热器16的除霜操作而排放出来的制冷剂，流过第二制冷剂管道42和四通阀14，流入压缩机12中。此处，第二室外换热器18进行如上述相同的、正常的制热操作。
如上所述，即使在第一室外换热器16的除霜操作中，第二室外换热器18进行正常的制热操作，室内的制热能够相应地连续进行。
当断定第二室外换热器18需要除霜操作，控制单元6通过控制第二阀门60打开第七制冷剂管道56，通过控制第二室外膨胀阀60关闭第五制冷剂管道48。
然后，通过压缩机12压缩的制冷剂排放到四通阀14的第二端口32，流过第一制冷剂管道40供应给每个室内换热器8a、8b。部分排放到第二端口32的制冷剂流过第七制冷剂管道56供应到第二室外换热器18中冷凝，进行除霜操作。完成第二室外换热器18的除霜操作而排放出来的制冷剂，经第三制冷剂管道44和四通阀14，再次流入压缩机12中。此处，第一室外换热器16能进行如上述相同的、正常的制热操作。
如上所述，按照本发明的热泵型空调，在每个室内换热器上安装室内膨胀阀，根据室内空间大小，通过调节室内膨胀阀的开度调节流入每个室内换热器制冷剂流量，其制冷/制热能力可以改变。
此外，通过包含两个室外换热器，当一个换热器进行除霜操作时，另一个进行制热操作，可维持房间温度恒定，也可相应地保持室内环境舒适。

Claims (5)

1.一种热泵型空调，包括：
一个压缩制冷剂的压缩机；
多个室内换热器，分别安装在每个室内空间中并执行制冷/制热操作；
一个用于切换正、反制冷剂流向的四通阀，通过一个第一制冷剂管道与所述室内换热器相连；
一个第一室外换热器，通过一个第二制冷剂管道与所述四通阀相连，并通过一个第四制冷剂管道与所述室内换热器相连；
一个第二室外换热器，通过一个第三制冷剂管道与所述四通阀相连，并通过一个第五制冷剂管道与所述室内换热器相连；
第一和第二室外膨胀阀，分别安装在连接第一和第二室外换热器与室内换热器的制冷剂管道上，以便将制冷剂变成低温、低压状态以及开启/关闭这些制冷剂管道；
一个第一阀门，安装在一个第六制冷剂管道上并连接在所述第一制冷剂管道和第四制冷剂管道之间；
一个第二阀门，安装在一个第七致冷剂管道上并连接在所述第一制冷剂管道和第五制冷剂管道之间；以及
一个控制单元，在第一室外换热器进行除霜操作的情况下控制第一阀以打开第六制冷剂管道，并控制第一室外膨胀阀以关闭第四制冷剂管道，所述控制单元还在第二室外换热器进行除霜操作的情况下控制第二阀以打开第七制冷剂管道并控制第二室外膨胀阀以关闭第五制冷剂管道。
2.如权利要求1所述的空调，进一步包括：
安装在室内制冷剂管道上的多个室内膨胀阀，以便调节流入室内各个换热器的不同制冷剂流量。
3.如权利要求1所述的空调，其特征在于，四通阀包括：
与压缩机排放部分相连的第一端口；
通过第一制冷剂管道与室内的数个换热器相连的第二端口；
通过第二和第三制冷剂管道与第一和第二室外换热器相连的第三端口；以及，
与压缩机的吸入部分相连的第四端口；
其中，在制冷操作中，第一端口与第三端口相通，第二端口与第四端口相通；在制热操作中，第一端口与第二端口相通，第三端口与第四端口相通。
4.如权利要求1所述的空调，其特征在于，第一阀门是电磁阀，用于根据控制单元传来的电信号打开第六制冷剂管道。
5.如权利要求1所述的空调，其特征在于，第二阀门是电磁阀，用于根据控制单元传来的电信号打开第七制冷剂管道。
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