CN1255658C

CN1255658C - 贮液器及采用该贮液器的空调系统

Info

Publication number: CN1255658C
Application number: CNB2003101247963A
Authority: CN
Inventors: 李元熙; 黄允济; 宋灿豪
Original assignee: LG Electronics Inc
Current assignee: LG Electronics Inc
Priority date: 2002-11-23
Filing date: 2003-11-23
Publication date: 2006-05-10
Anticipated expiration: 2023-11-23
Also published as: KR100499486B1; US20040099007A1; CN1515852A; US6915658B2; JP2004309114A; KR20040045227A

Abstract

本发明公开了一种内部设有加热器的贮液器和使用该贮液器的空调系统，其中，贮液器包括具有内部空间的壳体；通过预定的外部的点插入壳体内部、供制冷剂流入到壳体内部的进口管；从预定的外部的点插入到壳体内部、供制冷剂排出壳体外部的出口管；以及至少一个设置在壳体内部、用于加热流动的制冷剂的加热器。

Description

贮液器及采用该贮液器的空调系统

技术领域

本发明涉及一种空调系统，更具体地说，涉及一种改进的贮液器和使用该贮液器的空调系统。

本发明请求享有2002年11月23日提交的韩国申请P2002-0073287号的优先权，该申请可作为本申请的参考。

背景技术

通常，空调系统是一种利用制冷剂冷凝时对周围环境放热加热室内、和利用制冷剂蒸发时吸收环境中的热冷却室内的系统。

图1示出了空调系统同时执行制冷和加热运行的一个实例。参照图1，空调系统主要设置有室外单元10和室内单元20。此时，室外单元10设有压缩机11，流动控制阀12，第一膨胀装置15，室外热交换器13和贮液器14。同时，室内单元20设有室内热交换器22和第二膨胀装置21。在此，室外和室内热交换器13和22分别邻近室外风扇13a和室内风扇22a。

在下文中，将具体描述通过管道连接前述部件的连接结构。

首先，第一管道33连接压缩机11的出口11a和流动控制阀12的第一端口12a，第二管道34连接流动控制阀12的第三端口12c和贮液器14的进口。此外，第三管道35连接贮液器14的出口和压缩机11的入口11b，第四管道36连接流动控制阀12的第二端口12b和室外热交换器13的一端。另外，第五管道31连接室外热交换器13的另一端和室内热交换器22的一端。此时，第一和第二膨胀阀15和21分别设置在第五管道31中，以便分别位于室内单元10和室外单元20中。同时，第六管道32连接室内热交换器22的另一端和流动控制阀的第四端口12d。

在具有前述结构的空调系统中，贮液器14为具有内部空间的容器形状，例如圆筒形。此时，贮液器14的进口连接到第二管道34，以便提供制冷剂，贮液器14的出口连接到第三管道35以便排出制冷剂。在贮液器14接收、暂时储存制冷剂并使制冷剂稳定流过室内或室外热交换器13或22之后，贮液器14只将气相制冷剂供给压缩机11。

在下文中，将简要描述空调系统的运行。作为参考，实线箭头表示冷却室内时制冷剂的流动方向，虚线箭头表示加热室内时制冷剂的流动方向。

首先，空调系统处于冷却运行模式时，从压缩机11的出口11a排出的制冷剂通过流动控制阀12的导引，流进室外热交换器13。在室外热交换器13中被冷凝的制冷剂通过全开的第一膨胀装置15、接着在第二膨胀装置21中膨胀。随后，在第二膨胀装置21中膨胀的制冷剂在室内热交换器22中蒸发时，制冷剂吸收室内热交换器22周围的热。此时，通过室内风扇22a使室内空气与室内热交换器周围的冷空气换气，从而冷却房间。室内冷却后，气相制冷剂通过流动控制阀12的导引流入贮液器14。此时，制冷剂以高压状态流入贮液器14。即制冷剂从第二管道34的端部被喷射到贮液器14的内部空间。这样，流入贮液器14的气相制冷剂通过第三管道35排出，接着流入压缩机11的入口11b。

空调系统在加热运行模式中，从压缩机11排出的制冷剂通过流动控制阀12的导引流入室内热交换器22。然后，当制冷剂在室内热交换器22中冷凝时，制冷剂将冷凝热散发到周围环境。此时，室内风扇22a将室内热交换器22散发的热排到室内，从而使房间加热。之后，在室内热交换器22中冷凝的制冷剂通过全开的第二膨胀装置21，接着在第一膨胀装置15中膨胀。然后，在第一膨胀装置15中膨胀的制冷剂依次通过室外热交换器13、流动控制阀12和贮液器14，再流入压缩机11的入口11b。

然而，相关的现有技术中用于冷却和加热室内的空调系统存在下述缺点。

如果在室外温度为5℃或更低的冬季，空调系统连续运行以加热室内时，室外热交换器13的表面将结霜，从而使室外热交换器13的热交换效率和空调效率降低。

由于室外热交换器13表面结霜，流入贮液器14的制冷剂的温度变低，从而使流入压缩机11的制冷剂温度变低。因此，在压缩机11中用于压缩制冷剂的电力消耗增加。同时，流入空调系统的制冷剂的温度变低，因而加剧了室外热交换器13表面的结霜，使空调效率降低。

在空调系统的加热运行模式中，贮液器14的制冷剂温度较低，可能使制冷剂维持在液相，而且液相制冷剂可能流入压缩机11。因此，在压缩机11中将产生噪声，并使压缩效率降低，从而使空调效率降低。

发明内容

因此，本发明旨在提供一种基本上克服由于现有技术的限制和缺陷引起的一个或多个问题的改进型贮液器和使用该贮液器的空调系统。

本发明的一个目的是提供一种能防止液相制冷剂流入压缩机的改进型贮液器和使用该贮液器的空调系统。

本发明的另一个目的是提供一种在加热运行模式时能防止室外热交换器表面结霜的改进型贮液器和使用该贮液器的空调系统。

在下文的描述中将给出本发明的其它优点、目的和特性，这些优点、目的和特性中的一部分对本领域的技术人员来说，在阅读了下文后可明显得知，或也可从本发明的实施中得知。本发明的目的和其它优点可通过说明书的文字部分、权利要求及附图中具体给出的结构来实现和达到。

本发明提供一种贮液器，包括：

一具有内部空间的壳体；

一通过预定的外部的点插入所述壳体内部、供制冷剂流入该壳体内部的进口管；

一从预定的外部的点插入所述壳体内部、供制冷剂排到该壳体外部的出口管；

在所述壳体内至少设置一个加热器，用于加热流动的制冷剂；

所述进口管从所述壳体顶端向下插入到该壳体内部，所述出口管从所述壳体底部向上插入到该壳体内部。

优选，所述进口管与出口管平行设置。

优选，所述进口管的一端位于所述壳体内部的下部区域，所述出口管的一端位于该壳体内部的上部区域。

优选，所述加热器设置在所述壳体内部的底部。

优选，所述加热器的高度为整个壳体高度的70％或更低。

优选，至少设置两个所述加热器。

优选，每个所述加热器具有不同的加热能力。

优选，分别对所述加热器的接通/断开进行控制。

本发明提供一种空调系统，包括：

至少一台将制冷剂压缩至高压状态并排出所述制冷剂的压缩机；

一连接到所述压缩机的流动控制阀，用于根据运行模式控制制冷剂的流动方向；

多个分别位于室内和室外的热交换器，它们与所述流动控制阀相连；

一个膨胀装置设置在直接连接每个所述热交换器的制冷剂管中；

一暂时储存通过热交换器的制冷剂、并被连接到所述压缩机的入口、用于给所述压缩机提供气相制冷剂的贮液器；

其中，所述贮液器包括：

一具有内部空间的壳体；

所述进口管从所述壳体顶端向下插入该壳体内部，所述出口管从该壳体底部向上插入该壳体内部。

优选，还包括多个止回阀，每个止回阀设置在各台所述压缩机出口和所述流动控制阀之间，用于防止制冷剂流入所述压缩机出口。

优选，每台所述压缩机具有不同的容量。

优选，所述进口管与出口管平行设置。

优选，所述进口管的一端位于所述壳体内部的下部区域，所述出口管一端位于该壳体内部的上部区域。

优选，所述加热器设置在所述壳体内部的底部。

优选，所述加热器的高度为整个壳体高度的70％或更低。

优选，至少设置两个加热器。

优选，每个所述加热器具有不同的加热能力。

优选，分别对所述加热器的接通/断开进行控制。

为实现本发明的这些目的和其他优点，依据本发明的目的，作为具体和概括的描述，本发明的贮液器包括具有内部空间的壳体；通过预定的外部的点插入到壳体内部、供制冷剂流入壳体内部的进口管；从预定的外部的点插入到壳体内部、将制冷剂排出壳体外部的出口管；以及至少一个设置在壳体内部、用于加热流动的制冷剂的加热器。

此时，进口管与出口管可平行设置。除此之外，进口管从壳体顶部向下插入到壳体内部，出口管从壳体底部向上插入到壳体内部。在这种情况下，进口管的一端位于壳体内部下部区域，出口管的一端位于壳体内部的上部区域。

同时，加热器可设置在壳体内部的底部，加热器的高度为整个壳体高度的70％或更低。除此之外，倘若设置至少两个加热器，每个加热器具有不同的加热能力，且可分别对加热器的接通/断开进行控制。

另一方面，空调系统包括至少一台将制冷剂压缩到高压状态并排出所述制冷剂的压缩机；一个与压缩机连接、用于根据运行模式控制制冷剂的流动方向的流动控制阀；多个分别设置在室内和室外、并与流动控制阀相连的热交换器；至少一个设置在直接与热交换器相连的制冷剂管路上的膨胀装置，以及一个暂时储存通过热交换器的制冷剂并与压缩机的进口相连、用于向压缩机提供气相制冷剂的贮液器。此时，贮液器具有上述提及的相同结构。

倘若本发明的空调系统设置多台压缩机，该空调系统还包括多个止回阀，每个止回阀设置在每台压缩机的出口和流动控制阀之间，用于防止制冷剂流入压缩机出口。

可以理解，本发明中前面的一般性描述和下面的详细描述都是示例性和说明性的，并可用于进一步解释本发明的权利要求。

附图说明

有利于进一步理解本发明、并构成本申请的一部分的附图示出了本发明的具体实施方式，它们与说明书一起用于解释本发明的原理。附图中：

图1是相关现有技术中空调系统进行供冷和供热运行的一实例的示意图；

图2是本发明的具有多台压缩机的空调系统一实例的示意图；

图3是本发明一优选实施方式的贮液器的部分剖切透视图；

图4是本发明另一优选实施方式的贮液器的部分剖切透视图。

具体实施方式

下面将参照附图所示出的实例详细描述本发明的优选实施方式。只要可能，在所有附图中，相同的附图标记代表相同或类似部件。

在下文中，将参照附图详细描述本发明的改进型贮液器和使用该贮液器的空调系统。

图2是本发明的具有多台压缩机的空调系统一实例的示意图。参见图2，例如，设置有四台压缩机110，各台压缩机的容量可以相同或不同，或者其中一些压缩机的容量相同，而其它的压缩机的容量不同。如果设置多台压缩机110，可根据室内冷却或加热所需的负荷量控制投入运行的压缩机110的数量，从而可提高效率。这样就可根据室内环境提供最理想的空气调节。

当空调系统中设有多台压缩机110时，如图2所示，可以在每台压缩机110的出口设置一个止回阀111。止回阀111设置在压缩机110的出口和流动控制阀120的第一端口121之间，用于使从压缩机110排出的制冷剂流过，并阻止制冷剂朝压缩机110的出口流动。因此，止回阀111可有效地防止制冷剂流入未运行的压缩机110的出口。除此之外，本发明的空调系统也可如图1所示设置一台压缩机而不设置多台压缩机。在这种情况下，优选设置一台变容式压缩机。

参照图2，流动控制阀120有四个端口：第一端口121、第二端口122、第三端口123、第四端口124。第一端口121连接到各台压缩机110的入口，第二端口122与第一热交换器130的一端相连，如图2所示。除此之外，第三端口123与贮液器200相连，第四端口124与第二热交换器140的一端相连。

此时，第一热交换器130设置在室外，第二热交换器140设置在室内。如图2所示，第一和第二热交换器130和140通过制冷剂管道彼此连接，所述制冷剂管道上装有多个膨胀装置。图2中，设置了两个膨胀装置，第一和第二膨胀装置151和155分别邻近第一和第二热交换器130和140。第一膨胀装置151使制冷剂从第一热交换器130流向第二热交换器140，并使从第二热交换器140流向第一热交换器130的制冷剂膨胀。此外，第二膨胀装置155使制冷剂从第二热交换器140流向第一热交换器130，并使从第一热交换器130流向第二热交换器140的制冷剂膨胀。

在图2所示的贮液器200中，进口管210与流动控制阀120的第三端口123相连，而出口管220与各台压缩机110的入口相连。贮液器200暂时储存制冷剂，并使制冷剂稳定地流过第一或第二热交换器130或140，且排出气相制冷剂，将气相制冷剂供给压缩机110。

在下文中，将参照图3和图4对贮液器200的结构进行描述。图3是本发明一优选实施方式的贮液器的部分剖切透视图，图4是本发明另一优选实施方式的贮液器的部分剖切透视图。

参照图3，贮液器200设有壳体230、进口管210、出口管220和加热器250。此时，壳体230呈内空的容器形状，例如为圆筒形。此外，进口管210连接流动控制阀120的第三端口123。接着，如图2和图3所示，使进口管210穿过一个预定的外部点、如壳体230的顶部上的某点向下插入壳体230的内部空间。优选进口管210的一端位于壳体230内部的下部区域。

如图2和3所示，出口管230连接到各台压缩机110的入口。接着，使出口管230穿过一个预定的外部点、如壳体230底部的某点向上插入壳体230的内部空间。优选进口管210的一端位于壳体230内部的上部区域。同时，如图3所示，最好进口管210和出口管220相互平行设置。

加热器250位于壳体230内部。如图3所示，优选将加热器250设置在壳体230内部的底部，或壳体230的内表面。如果将加热器250设置在壳体230的内底部，加热器250可直接对暂时存储在壳体230内的制冷剂进行加热，尤其对液相制冷剂进行加热，借此可用少量的热使适量的液相制冷剂蒸发。

优选加热器250的高度为整个壳体230的高度的70％或更少。于是，加热器250可完全浸没在储存在壳体230内的液相制冷剂中。也就是说，可以有效地防止加热器250的前端过热。同时，如图3和图4所示，加热器250可制成棒状。当然，也可将加热器制成各种形状。例如，将加热器制成线圈状。此外，加热器250可设在壳体230的外表面以及壳体230的内表面上。

如图4所示，贮液器可装有多个加热器250。此时，加热器250的数量可由预先考虑的压缩机110的数量、加热器250的加热能力和制冷剂的流量确定。例如，在空调系统具有一台压缩机的情况下，制冷剂的流量小，因而在壳体230内部设置一个或两个加热器250用于加热空调系统中的制冷剂就足够了。然而，在空调系统具有四台压缩机的情况下，制冷剂流量大，因而需要在壳体230内部设置四个加热器250来加热空调系统中的制冷剂。

如果在壳体230内部设置多个加热器250，最好单独控制加热器250的接通/断开。此时，每个加热器250可具有不同的加热能力。在这种情况下，如果改变压缩机110的运行数量和制冷剂流量，可控制工作的加热器250的数量以提供用于加热制冷剂的最佳的加热能量。据此，可使流入压缩机110的制冷剂量均衡。当然，并不一定要分别控制加热器250的接通/断开。如果需要，可根据相同的运行模式对加热器250进行相同的控制。

下文将对本发明前述空调系统的运行模式中的制冷剂流动情况和贮液器200的功能进行描述。本发明的空调系统可选择地以用于冷却室内的冷却模式运行或以用于加热室内的加热模式运行。为了参考，实线箭头表示空调系统在冷却运行模式时制冷剂的流动方向，虚线箭头表示空调系统在加热运行模式时制冷剂的流动方向。

参照图2，本发明的空调系统以冷却模式运行时，控制流动控制阀120使第一端口121与第二端口122相通，同时使第三端口123与第四端口124相通。此外，投入运行的压缩机110的数量和制冷剂流量可根据室内冷却需要的负荷量决定。

首先，从压缩机110排出的制冷剂通过流动控制阀120的导引流入设置在室外的第一热交换器130。此时，止回阀111阻止排出的制冷剂流入未运行的压缩机110中。当制冷剂在第一热交换器130中被冷凝时，制冷剂向周围环境散发冷凝热，从而使第一热交换器130辐射的热排放到室外。在第一热交换器130中冷凝的液相制冷剂顺序通过第一膨胀装置151和第二膨胀装置155后，所述液相制冷剂被膨胀。接着，制冷剂在第二热交换器140中通过蒸发吸收周围环境的热量，从而冷却空气。也就是说，将通过热交换器140进行热交换而被冷却的空气排放到室内，从而向室内供冷。

在第二热交换器140中蒸发的气相制冷剂通过流动控制阀120的导引流入贮液器200。此时，大部分流入贮液器200的制冷剂是气相，但也有一部分制冷剂处于液态。然而，在本发明的空调系统中，加热器250加热并蒸发液相制冷剂，从而能防止液相制冷剂流入出口管220。因此，在本发明空调系统的贮液器200中，仅有气相制冷剂流入压缩机110，从而能防止由于液相制冷剂的流入产生的噪音、压缩效率降低以及运行中的问题。此外，本发明中的空调系统还能防止冷却效率降低。

接下来，本发明的空调系统处于加热运行模式时，控制流动控制阀120使第一端口121与第四端口124相通，使第二端口122与第三端口123相通。此外，投入运行的压缩机110的数量和制冷剂的流量可根据室内加热需要的负荷量确定。

从压缩机110排出的气相制冷剂通过流动控制阀120的导引流入设置在室内的第二热交换器140。接着，当制冷剂在第二热交换器140中冷凝时，制冷剂向周围环境发散热量，从而将冷凝热排到室内，对室内加热。

在第二热交换器140中冷凝的液相制冷剂通过第二膨胀装置155，接着在第一膨胀装置151中膨胀。此外，制冷剂在设置在室内的第一热交换器130中蒸发，从而吸收周围环境的热量。通过第二热交换器140蒸发的制冷剂流过流动控制阀120，接着流入贮液器200。根据前述过程，本发明的贮液器中只有气相制冷剂流入压缩机110。

通常，当加热室内时，室外温度很低。因此，如果第一热交换器连续与室外的低温空气进行热交换，第一热交换器130表面将结霜，从而使热交换效率和加热效率降低。

为防止第一热交换器140的表面结霜，用加热器250加热暂时存储在贮液器200中的制冷剂。因此，空调系统内流动的制冷剂温度上升，在第一热交换器130处蒸发的制冷剂温度上升，从而可防止第一热交换器130表面结霜。因此，能防止热交换和加热效率的降低。

如上所述，本发明的改进型贮液器和使用该贮液器的空调系统具有以下优点。

本发明的贮液器可防止液相制冷剂流入压缩机，从而能抑制液相制冷剂流入压缩机时产生的噪声，并可防止压缩效率降低。此外，由于压缩效率提高，冷却或加热效率提高，从而可降低能量消耗。

本发明的空调系统处于加热运行模式时，加热器加热流入贮液器内的制冷剂，从而可防止第一热交换器的表面结霜。因此，本发明的空调系统提高了热交换效率和加热效率。此外，加热器高度低，致使加热器可完全浸没在液相制冷剂中，因此，可防止加热器过热和损害。

再者，本发明的空调系统分别控制加热器的接通/断开，且每个加热器具有不同加热能力。因此，可根据投入运行的压缩机的数量和制冷剂的流量提供最佳的加热能力。也就是说，可将预定的制冷剂量提供给压缩机，从而使压缩机的可靠性提高。

本发明的前述优选实施方式中，披露了用于冷却或加热一个房间的空调系统。显然，本发明的改进型贮液器可适用于按照相同方法冷却或加热多个房间的复合空调系统，在复合空调系统中，不必改变结构只需用本发明的改进型贮液器替换相关现有技术中的贮液器。

对本领域技术人员而言，对本发明作出各种改型和变换都是显而易见的。因此，本发明涵盖了落入所附权利要求及其等同物限定的保护范围内的改型和变换。

Claims

1.一种贮液器，包括：

一具有内部空间的壳体；

其特征在于，所述进口管从所述壳体顶端向下插入到该壳体内部，所述出口管从所述壳体底部向上插入到该壳体内部。

2.如权利要求1所述的贮液器，其中，所述进口管与出口管平行设置。

3.如权利要求1所述的贮液器，其中，所述进口管的一端位于所述壳体内部的下部区域，所述出口管的一端位于该壳体内部的上部区域。

4.如权利要求1所述的贮液器，其中，所述加热器设置在所述壳体内部的底部。

5.如权利要求4所述的贮液器，其中，所述加热器的高度为整个壳体高度的70％或更低。

6.如权利要求1所述的贮液器，其中，至少设置两个所述加热器。

7.如权利要求6所述的贮液器，其中，每个所述加热器具有不同的加热能力。

8.如权利要求6所述的贮液器，其中，分别对所述加热器的接通/断开进行控制。

9.一种空调系统，包括：

其中，所述贮液器包括：

一具有内部空间的壳体；

其特征在于，所述进口管从所述壳体顶端向下插入该壳体内部，所述出口管从该壳体底部向上插入该壳体内部。

10.如权利要求9所述的空调系统，其中，还包括多个止回阀，每个止回阀设置在各台所述压缩机出口和所述流动控制阀之间，用于防止制冷剂流入所述压缩机出口。

11.如权利要求9所述的空调系统，其中，每台所述压缩机具有不同的容量。

12.如权利要求9所述的空调系统，其中，所述进口管与出口管平行设置。

13.如权利要求9所述的空调系统，其中，所述进口管的一端位于所述壳体内部的下部区域，所述出口管一端位于该壳体内部的上部区域。

14.如权利要求9所述的空调系统，其中，所述加热器设置在所述壳体内部的底部。

15.如权利要求14所述的空调系统，其中，所述加热器的高度为整个壳体高度的70％或更低。

16.如权利要求9所述的空调系统，其中，至少设置两个加热器。

17.如权利要求16所述的空调系统，其中，每个所述加热器具有不同的加热能力。

18.如权利要求16所述的空调系统，其中，分别对所述加热器的接通/断开进行控制。