CN1324274C - 多级空调机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多级空调机，其能够根据多个压缩机、多个热交换器和多个出口的操作适当地控制部件，以便空调机以不同的冷却和加热能力操作。所述空调机包括：多个出口；多个打开和关闭单元，分别用于打开和关闭多个开口；多个以并联方式互相连接的压缩机；多个热交换器，用于与室内空气进行热交换；以及控制单元，用于打开多个出口中的至少一个出口并驱动多个压缩机中的至少一个压缩机，以便根据冷却和加热负载将通过多个热交换器中的至少一个进行热交换的空气排放到房间内。

Description

多级空调机

技术领域

本发明涉及多级空调机，尤其涉及可以以不同的冷却能力和加热能力进行操作的多级空调机。

背景技术

传统空调机一般包括室内单元和室外单元。室内单元设置有室内热交换器，用于与室内空气进行热交换，以及用于将冷却的室内空气排出室内单元的出口。室外单元设置有用于压缩冷却剂的压缩机、用于与室外空气进行热交换的室外热交换器、以及用于膨胀冷却剂的电子膨胀阀。

在这样的传统空调机中，微机根据从各种传感器输入的数据控制压缩机的旋转数，以便当用户输入操作指令(旋转压缩机的情况)时室内温度到达预定的温度。另外，微机可控制电动力阀的打开程度或风扇的旋转数，以便室内温度到达指定的温度。当用户选择需要排出大量空气的高级操作时，微机增加压缩机的旋转数和风扇的旋转数，以便增加冷却和加热能力。另一方面，当用户选择低级操作时，微机减少压缩机的旋转数和风扇的旋转数，以便减小冷却和加热能力。

然而，传统的空调机具有以下缺点：通过改变压缩机的旋转数和风扇的旋转数而产生的冷却和加热能力的波动范围较小，从而不能够根据冷却和加热负载的变化进行适当的冷却和加热操作。例如，假设在具有三个房间和一个起居室的房子里安装一个空调机，其额定负载仅仅足以冷却和加热起居室。当该空调机在两个房间的门打开时运行时，即使空调机以最大的冷却和加热能力操作，室内温度的调节范围也是很小的。

另一方面，在冷却和加热能力足以冷却和加热一个房间并能够有选择地冷却和加热所述房间的被划分的两个部分之一的空调机中，可以使用压缩容量比所需的压缩容量大的压缩机以及热交换能力比所需的热交换能力大的热交换器，这将导致不必要的能量消耗。

发明内容

因此，本发明的一个方面是提供一种多级空调机，其能够根据多个压缩机、多个热交换器和多个出口的操作适当地控制部件，以便空调机以不同的冷却和加热能力操作。

根据一个方面，本发明提供了一种多级空调机，包括：多个出口；多个打开和关闭单元，分别用于打开和关闭多个开口；多个以并联方式互相连接的压缩机；多个热交换器，用于与室内空气进行热交换；以及控制单元，用于打开多个出口中的至少一个出口并驱动多个压缩机中的至少一个，以便根据冷却和加热负载将通过多个热交换器中的至少一个进行热交换的空气排放到房间内。

所述控制单元在低的冷却和加热负载操作的情况下打开多个出口之一并驱动多个压缩机之一，并且，所述控制单元在高的冷却和加热负载操作的情况下打开多个出口的全部并驱动多个压缩机的全部。

所述多个出口包括第一出口和尺寸比第一出口大的第二出口，所述多个压缩机包括第一压缩机和容量比第一压缩机大的第二压缩机，并且，所述多个热交换器包括第一热交换器和热交换能力比第一热交换器大的第二热交换器。

根据另一方面，本发明提供了一种多级空调机，包括：用于压缩冷却剂的第一压缩机；当第一压缩机被驱动时可被打开的第一出口；第一打开和关闭单元，用于打开和关闭第一出口；第一热交换器，用于在第一压缩机被驱动时进行热交换；容量比第一压缩机大的第二压缩机；当第二压缩机被驱动时可被打开的第二出口，第二出口具有比第一出口大的尺寸；第二打开和关闭单元，用于打开和关闭第二出口；第二热交换器，用于在第二压缩机被驱动时进行热交换，所述第二热交换器具有比第一热交换器大的热交换能力；以及控制单元，用于根据第一和第二压缩机的驱动打开第一和第二出口，以便控制具有不同冷却能力的空调机的多级操作。

所述多级操作包括：第一级操作，用于驱动第一压缩机，打开第一出口，并关闭第二出口；第二级操作，用于驱动第二压缩机，打开第二出口，并关闭第一出口；以及第三级操作，用于驱动第一和第二压缩机，并打开第一和第二出口。

所述空调机还包括：旁路管，用于在第一级操作中使从第一压缩机向第一压缩机的入口排放的冷却剂旁路通过；所述旁路管在第二和第三级操作中被关闭；以及安装在旁路管上的旁路阀。

所述第一热交换器设置在第一出口近旁，所述第二热交换器设置在第二出口近旁。

所述空调机还包括：热交换器阀，其安装在连接在第一热交换器的入口和第二热交换器的入口之间的冷却剂管上，用于控制供给第二热交换器的冷却剂的流动。

所述控制单元在第一级操作中关闭热交换器阀，以便冷却剂仅仅被供给第一热交换器，所述控制单元在第二级和第三级操作中打开热交换器阀，以便冷却剂被供给第一和第二热交换器。

所述空调机还包括：第一和第二风门，其设置在第一和第二热交换器的前和后部，分别用于控制被热交换的空气的流动。

所述第一风门设置在单元主体的前表面和第一热交换器与第二热交换器彼此邻近的区域之间，第二风门设置在单元主体的后表面和第一热交换器与第二热交换器彼此邻近的区域之间。

所述控制单元在第一级操作中关闭第一和第二风门，并且，所述控制单元在第二和第三级操作中打开第一和第二风门。

本发明的其它方面和/或优点部分将在以下的说明中阐述，部分从说明中显而易见，或者可通过实施本发明而得知。

附图说明

通过以下结合附图对本发明的实施例的描述，本发明的上述和/或其它方面和优点将变得更加明显和更易于理解。

图1示出了根据本发明的一个优选实施例的空调机的冷却剂通道；

图2的透视图示出了图1所示空调机的室内单元；

图3的剖面图示出了图1所示空调机的室内单元；

图4的表示出了在空调机的多级操作中空调机的部件的操作；

图5a的剖面图示出了空调机的室内单元，示出根据本发明在空调机的第一级操作中通过第一出口排放的冷却空气；

图5b的剖面图示出了空调机的室内单元，示出根据本发明在空调机的第二级操作中通过第二出口排放的冷却空气；

图5c的剖面图示出了空调机的室内单元，示出根据本发明在空调机的第三级操作中通过第一和第二出口排放的冷却空气。

具体实施方式

以下将详细说明本发明的实施例，其例子在附图中示出，其中相同的附图标记在全文中表示相同的元件。以下对实施例的描述旨在参照附图说明本发明。

图1示出了根据本发明的一个优选实施例的空调机的冷却剂通道。如图1所示，空调机包括室内单元10以及连接到室内单元10的室外单元20。

室内单元10包括：第一和第二热交换器11和12，用于执行与室内空气的热交换；室内风扇13，用于从室内单元10的外部引入室内空气并通过第一和第二热交换器11和12将室内空气排放到室内单元10的外部；以及室内风扇电动机14，用于旋转室内风扇13。

室内单元10还包括热交换器阀16，其安装在从连接到第一热交换器11的入口的第一冷却剂管15a分支并连接到第二热交换器12的入口的第二冷却剂管15b上，用于控制冷却剂向第二热交换器12的流动。

当热交换器阀16打开时，一些冷却剂通过第一冷却剂管15a被供给第一热交换器11，其余的冷却剂通过第二冷却剂管15b被供给第二热交换器12。另一方面，当热交换器阀16被关闭时，冷却剂被供给第一热交换器11。

室内单元10还包括：第一热交换器温度检测器17，其安装在第一热交换器11的管上，用于测量在第一热交换器11中流动的冷却剂的温度；以及第二热交换器温度检测器18，其安装在第二热交换器12的管上，用于测量在第二热交换器12中流动的冷却剂的温度。在第一和第二热交换器11和12的入口上分别连接着毛细管19。

第二热交换器12具有比第一热交换器11面积大的冷却剂管系。因此，第二热交换器12具有比第一热交换器11大的热交换能力。

室外单元20包括：第一和第二压缩机21和22，用于压缩冷却剂；第三热交换器23，其连接到第一和第二压缩机21和22上，用于在通过压缩机21和22压缩的冷却剂和室外空气之间进行热交换；室外风扇24，用于强制送风到第三热交换器23；以及室外风扇电动机25，用于旋转室外风扇24。

室外单元20还包括电子膨胀阀26，用于膨胀从第三热交换器23运送的冷却剂，并控制从第三热交换器23排放的冷却剂的流动；旁路管27，用于使从第一或第二压缩机21或22排放到第一或第二压缩机21或22的入口的一些冷却剂旁路通过；旁路阀28，其安装在旁路管27上；储存器29，用于将从第一和第二热交换器11和12排放的冷却剂以气态形式供应；以及出口温度检测器30，用于测量从第一和第二热交换器11和12运送到第一和第二压缩机21和22的冷却剂的温度。

第二压缩机22具有比第一压缩机21大的压缩容量。在第一和第二压缩机21和22的出口处分别设置有第一和第二止回阀31和32。第一和第二止回阀31和32被用于防止当压缩机21和22之一将要被操作而另一个正在操作时，由于正在操作的压缩机的排放压力使不操作的压缩机不良启动。

出口温度检测器30和第一和第二热交换器温度检测器17和18一起用于控制热交换器的管温度和热交换器的出口温度之间的温度差。

当温度差太小时，液态冷却剂很容易被引入到热交换器中。另一方面，当温度差太大时，压缩机很容易过热，从而可能降低压缩机的压缩效率。结果，将温度差保持在适当的值很重要。例如，当在第一和第二热交换器温度检测器17和18与出口温度检测器30之间的温度差不等于规定值(例如5)时，优选改变电子膨胀阀26的打开程度，以控制温度差。

在连接在室内单元10和室外单元20之间的管系上安装有连接阀33，连接阀33靠近室外单元20设置，从而室内单元10和室外单元20可容易地互相连接。

图2是图1所示的空调机的室内单元的透视图，图3是图1所示的空调机的室内单元的剖面图。如图2和3所示，室内单元10包括在单元主体40的前部处形成的第一出口41，以及在单元主体40两侧的上部处形成的第二出口42。第二出口42的尺寸大于第一出口41的尺寸。

第一和第二热交换器11和12设置在单元主体40的上部，以便第一和第二热交换器11和12牢固地固定到安装板43上。用于控制热交换后的空气的流动的第一风门44设置在单元主体40的前表面和第一热交换器11与第二热交换器12彼此靠近的区域之间。用于控制通过室内风扇13吹送的室内空气的流动的第二风门52设置在单元主体40的后表面和第一热交换器11与第二热交换器12彼此靠近的区域之间。

在第一出口41上连接有第一叶片45，用于打开和关闭第一出口41。第一叶片45的打开角度通过第一电动机47的旋转来调节。在第二出口42上连接有第二叶片46，用于打开和关闭第二出口42。第二叶片46的打开角度通过第二电动机48的旋转来调节。

在第一出口41下方设置有输入单元49，用于输入控制指令；以及设置有显示单元50，用于显示空调机的操作状态。在单元主体40两侧的下部处形成入口51。

以下将参照图4描述如图1所示的空调机的操作，图4是示出在空调机的多级操作过程中的空调机的部件的操作的表。当用户通过输入单元49输入一种操作模式(例如，第一级操作或第二级操作)时，微机根据输入的操作模式按如下方式控制空调机的操作：

当用户输入第一级操作时，微机打开第一压缩机21以便冷却剂仅仅被具有较小压缩容量的第一压缩机21压缩，并使第二压缩机22关闭。

热交换器阀16被关闭，从而冷却剂仅被运送到第一热交换器11，第一和第二风门44和52关闭，从而热交换仅仅通过第一热交换器11进行。第二出口42关闭而第一出口41通过第一电动机47打开，从而通过第一热交换器11进行热交换后的空气通过第一出口41被排放。

在该实施例的冷却剂通道中包含大量冷却剂，足以通过第一和第二热交换器11和12进行热交换。因此，当仅有第一压缩机21操作时，在冷却剂通道中循环的冷却剂的量太多，从而仅通过第一热交换器11执行热交换。为此目的，打开旁路阀28，以便从第一压缩机21排放的一些冷却剂通过旁路管27旁路通过。

当如上所述设置各部件后执行空调机的第一级操作时，第一和第二风门44和52关闭，如图5a所示。因此，通过入口51引入的室内空气仅供给执行与空气的热交换的第一热交换器11。通过第一热交换器11进行了热交换的空气仅通过第一出口41排放，这是因为热交换器阀16和第二出口42被关闭。

当用户输入第二级操作时，微机打开第二压缩机22，从而冷却剂仅通过压缩容量比第一压缩机21大的第二压缩机22而被压缩，并且关闭第一压缩机21。

热交换器阀16被打开，以便冷却剂被运送到第一和第二热交换器11和12，第一和第二风门44和52打开，以便通过第一和第二热交换器11和12进行热交换。第一出口41关闭而第二出口42通过第二电动机48打开，以便通过第一和第二热交换器11和12进行热交换后的空气仅通过第二出口42被排放。

当如上设置各个部件后进行空调机的第二级操作时，通过入口51引入的室内空气供给执行与空气的热交换的第一和第二热交换器11和12，通过第一和第二热交换器11和12进行了热交换的空气仅通过第二出口42排放，这是因为第一出口41被关闭，如图5b所示。

在第二级操作中，对于相同的时间段，与第一级操作相比，较大量的冷空气可被供应到房间内，这是由于第二压缩机22的压缩容量大于第一压缩机21的压缩容量，第一和第二热交换器11和12的热交换能力均被利用，并且第二出口42的尺寸大于第一出口41的尺寸。

当用户输入了在冷却和加热负载较高时选择的第三级操作时，微机打开第一和第二压缩机21和22，从而空调机具有比在冷却和加热负载较低时选择的第一和第二级操作更大的冷却能力。

热交换器阀16打开，以便冷却剂被运送到第一和第二热交换器11和12，第一和第二风门44和52被打开，从而通过第一和第二热交换器11和12进行热交换。第一和第二出口41和42通过第一和第二电动机47和48被打开，从而冷空气通过第一和第二出口41和42排放。

当如上所述设置各部件后空调机执行第三级操作时，通过入口51引入的室内空气供给到执行与空气的热交换的第一和第二热交换器11和12，通过第一和第二热交换器11和12进行了热交换的冷空气通过第一和第二出口41和42排放，如图5c所示。

在第三级操作中，第一和第二压缩机21和22、第一和第二热交换器11和12均被使用，这样增加了冷却能力。因此，即使在高的冷却和加热负载的情况下，也能对房间温度进行充分地控制。

当选择操作模式中的一个(第一至第三级操作)时，微机控制室内风扇13的RPM(每分钟转速)或电子膨胀阀26的打开程度，以便控制室内温度。例如，当用户输入第三级操作时，微机如图4所示设置各部件，增加或减少室内风扇13的旋转数，以控制排放的冷却空气的量，从而有效地控制室内温度。

如以上所描述中显而易见，本发明提供了一种多级空调机，其能够根据需要的冷却和加热负载适当地控制多个压缩机的压缩容量、多个室内热交换器的热交换能力以及排放的冷空气的方向和数量。因此，所述空调机可以不同的冷却和加热能力进行操作，并且冷却和加热负载的范围增加了，基于此空气调节被充分地实施。并且，由于可利用对应于不同的冷却和加热负载的冷却和加热能力来操作空调机，因此防止了不必要的能量消耗。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，但本领域的技术人员将会理解，在不偏离本发明的原理和实质的情况下可被这些实施例进行改变，其范围限定在权利要求及其等同物中。

Claims (10)

1.一种多级空调机，包括：

多个出口；

多个打开和关闭单元，分别用于打开和关闭多个出口；

多个以并联方式互相连接的压缩机；

多个热交换器，用于与室内空气进行热交换；以及

控制单元，用于打开多个出口中的至少一个出口并驱动多个压缩机中的至少一个压缩机，以便根据冷却和加热负载将通过多个热交换器中的至少一个进行了热交换后的空气排放到房间内，所述控制单元在低的冷却和加热负载操作的情况下打开多个出口之一并驱动多个压缩机之一，并且，所述控制单元在高的冷却和加热负载操作的情况下打开多个出口的全部并驱动多个压缩机的全部，其中，所述多个出口包括第一出口和尺寸比第一出口大的第二出口，所述多个压缩机包括第一压缩机和容量比第一压缩机大的第二压缩机，并且，所述多个热交换器包括第一热交换器和热交换能力比第一热交换器大的第二热交换器。

2.一种多级空调机，包括：

用于压缩冷却剂的第一压缩机；

当第一压缩机被驱动时可被打开的第一出口；

第一打开和关闭单元，用于打开和关闭第一出口；

第一热交换器，用于在第一压缩机被驱动时进行热交换；

容量比第一压缩机大的第二压缩机；

当第二压缩机被驱动时可被打开的第二出口，第二出口具有比第一出口大的尺寸；

第二打开和关闭单元，用于打开和关闭第二出口；

第二热交换器，用于在第二压缩机被驱动时进行热交换，所述第二热交换器具有比第一热交换器大的热交换能力；以及

控制单元，用于根据第一和第二压缩机的驱动打开第一和第二出口，以便控制具有不同的冷却能力的空调机的多级操作。

3.根据权利要求2所述的多级空调机，其特征在于，所述多级操作包括：第一级操作，用于驱动第一压缩机，打开第一出口，并关闭第二出口；第二级操作，用于驱动第二压缩机，打开第二出口，并关闭第一出口；以及第三级操作，用于驱动第一和第二压缩机，并打开第一和第二出口。

4.根据权利要求3所述的多级空调机，其特征在于，所述空调机还包括：旁路管，用于在第一级操作中使从第一压缩机向第一压缩机的入口排放的冷却剂旁路通过，所述旁路管在第二和第三级操作中被关闭；以及安装在旁路管上的旁路阀。

5.根据权利要求2所述的多级空调机，其特征在于，所述第一热交换器设置在第一出口近旁，所述第二热交换器设置在第二出口近旁。

6.根据权利要求5所述的多级空调机，其特征在于，所述空调机还包括：热交换器阀，其安装在连接在第一热交换器的入口和第二热交换器的入口之间的冷却剂管上，用于控制供给第二热交换器的冷却剂的流动。

7.根据权利要求6所述的多级空调机，其特征在于，所述控制单元在第一级操作中关闭热交换器阀，以便冷却剂仅仅被运送到第一热交换器，所述控制单元在第二级和第三级操作中打开热交换器阀，以便冷却剂被运送到第一和第二热交换器。

8.根据权利要求5所述的多级空调机，其特征在于，所述空调机还包括：第一和第二风门，其设置在第一和第二热交换器的前和后部，分别用于控制被热交换的空气的流动。

9.根据权利要求8所述的多级空调机，其特征在于，所述第一风门设置在单元主体的前表面和第一热交换器与第二热交换器彼此邻近的区域之间，第二风门设置在单元主体的后表面和第一热交换器与第二热交换器彼此邻近的区域之间。

10.根据权利要求8所述的多级空调机，其特征在于，所述控制单元在第一级操作中关闭第一和第二风门，并且，所述控制单元在第二和第三级操作中打开第一和第二风门。

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