CN1515853A - 贮液器及采用该贮液器的空调系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种改进型贮液器，包括：内部具有空间的壳体；从壳体的顶部向下插入壳体的内部、用于使制冷剂流入壳体内部的入口管；从壳体的底部向上插入壳体的内部、用于使制冷剂排出壳体外部的出口管；以及设置在入口管和出口管之间的壳体内底部、用于防止出口管溅上液相制冷剂并防止液相制冷剂流入出口管的隔板。本发明还公开了采用这种改进型贮液器的空调系统。

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以及采用这种贮液器的空调系统。

本申请请求享有2002年11月23日提交的韩国申请P2002-0073286号的优先权，因此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而对室内供热、和利用制冷剂蒸发时对周围环境吸热而对室内供冷的系统。

图1示出了同时进行供冷和供热运行的空调系统的一个实例。参见图1，空调系统主要包括室外单元10和室内单元20。此时，室外单元10包括压缩机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。此外，室内单元20包括室内热交换器22和第二膨胀装置21。在这里，室外和室内热交换器13和22分别靠近室外风扇13a和室内风扇22a。

以下详细描述由管道连接所述部件的连接结构。

首先，第一管道33将压缩机11的出口11a连接到流动控制阀12的第一端口12a，第二管道34将流动控制阀12的第三端口12c连接到贮液器14的入口。此外，第三管道35将贮液器14的出口连接到压缩机11的入口11b，第四管道36将流动控制阀12的第二端口12b连接到室外热交换器13的一端。然后，第五管道31将室外热交换器13的另一端连接到室内热交换器22的一端。此时，第一和第二膨胀装置15和21分别设置在第五管道31上，以便分别处于室内单元10和室外单元20内部。同时，第六管道32将室内热交换器22的另一端连接到流动控制阀12的第四端口12d。

在图2所示的前述空调系统中，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的入口连接到第二管道34，以便提供制冷剂，而贮液器14的出口连接到第三管道35，以便排出制冷剂。同时如图2所示，第二管道34从贮液器14的顶部插入贮液器14的内部，通过该管道34，制冷剂流入贮液器14。也就是说，第二管道34的一端设置在贮液器14内的下部。此外，用于排出制冷剂的第三管道35从贮液器14的底部插入贮液器14的内部。也就是说，第三管道35的一端设置在贮液器14内的上部。

以下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，当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的导引流入室外热交换器13。在室外热交换器13中被冷凝的制冷剂通过完全开启的第一膨胀装置15、然后在第二膨胀装置21中膨胀。随后，经第二膨胀装置21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周围的热量。此时，借助于室内风扇22a使室内空气与室内热交换器22周围的冷空气换气，借此冷却室内。室内冷却后，制冷剂通过流动控制阀12导向流入贮液器14。此时，制冷剂在高压下流入贮液器14。也就是说，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，然后流入压缩机11的入口11b。

空调系统在加热运行模式时，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散发出的热排到室内，以此向室内供热。之后，经室内热交换器22冷凝的制冷剂通过完全开启的第二膨胀装置21，然后经第一膨胀装置15膨胀。然后，经第一膨胀装置15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，相关现有技术中用于冷却或加热室内的空调系统存在以下缺点。

在相关现有技术的空调系统中，制冷剂以5至7个大气压的压力从第二管道34的一端喷射到贮液器14的内部空间。此时，制冷剂存在液态和气态两相。因此，当将制冷剂喷射到贮液器14的内部空间时，来自贮液器14内底部的液相制冷剂可能飞溅到第三管道35中，因而液相制冷剂可能流入压缩机11。一旦液相制冷剂流入压缩机11，将降低压缩机11的压缩效率，从而降低空气调节的效率。而且，压缩机11将产生噪音并存在运行问题。

如果在室外温度等于或低于5℃的冬季空调系统连续地处于向室内供热的运行时，室外热交换器13的表面将会积霜，从而降低室外热交换器13的热交换效率和空气调节效率。由于室外热交换器13的表面结霜，流入贮液器14的制冷剂温度降低，因此流入压缩机11的制冷剂温度也降低，从而使压缩机11压缩制冷剂的电力消耗增加。而且流入空调系统的制冷剂温度也降低，由此加速了室外热交换器13表面结霜，从而进一步降低了空气调节的效率。

发明内容

据此，本发明旨在提供一种基本上克服了由于相关现有技术的限制和缺点所引起的一个或多个问题的贮液器和采用这种贮液器的空调系统。

本发明的一个目的是提供一种能够防止液相制冷剂流入压缩机的改进型贮液器和采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阻止室外热交换器表面结霜的改进型贮液器和采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。

为完成本发明的这些目的及其它优点，根据本发明的目的，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；从壳体顶部向下插入壳体内部、供制冷剂流入壳体内部的入口管；从壳体的底部向上插入壳体内部、将制冷剂排出壳体之外的出口管；以及设置在入口管和出口管之间的壳体内下部的隔板，用于防止出口管溅上液相制冷剂和防止液相制冷剂流入出口管。

此时，隔板的各边可与壳体的内表面接触，或者可与壳体内表面间隔一定距离。同时，隔板可将壳体内的下部分成两个区域或者多个区域。

同时，贮液器还包括至少一个设置在壳体内底部的加热器，用于加热储存在壳体内部的制冷剂。在这种情况下，加热器可设置在与入口管相同的区域。如果隔板将壳体内下部分成多个区域，每一个区域可单独设置加热器。如果需要，加热器也可以设置在某些区域内。

另一方面，所提供的空调系统包括至少一台将制冷剂压缩成高压状态，并排出所述制冷剂的压缩机；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道上的膨胀装置；以及一个暂时储存流过热交换器的制冷剂、并且与压缩机的入口相连用于将气态制冷剂供给压缩机的贮液器。此时，贮液器具有前述相同的结构，因此省略对贮液器的说明。

此外，如果空调系统包括多台压缩机，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。此时，各台压缩机的容量可以不同。

可以理解的是，本发明中上面的一般性描述和下面的详细描述都只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冷却和加热运行的一实例的示意图；

图2是图1中贮液器的透视图；

图3是具有多台压缩机的空调系统一实例的示意图；

图4是本发明一优选实施方式的贮液器的局部剖切透视图；

图5是本发明另一优选实施方式的贮液器的局部剖切透视图；和

图6是本发明又一优选实施方式的贮液器的局部剖切透视图。

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，相同的附图标记将代表相同或相似的部件。

在下文中，将参照附图详细描述本发明的改型贮液器和采用该贮液器的空调系统。

图3是具有多台压缩机的空调系统一实例的示意图。参照图3，例如，设置有四台压缩机110，各台压缩机的容量可以相同也可以不同，或者其中的一些压缩机具有相同的容量，而其它的压缩机具有不同的容量。如果设置多台压缩机110，可以根据室内冷却或者加热所需要的负荷量控制投入运行的压缩机110的数量，从而提高效率。这样就可根据室内的环境提供最理想的空气调节。

如图3所示，当空调系统中设有多台压缩机110时，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可有效地阻止制冷剂流入未运行的压缩机110的出口。此外，如图1所示，本发明的空调系统也可以采用一台压缩机而不采用多台压缩机。在这种情况下，优选设置一台变容式压缩机。

参照图3，流动控制阀120包括四个端口：第一端口121、第二端口122、第三端口123和第四端口124。如图3所示，第一端口121连接到各台压缩机110的入口，第二端口122连接到第一热交换器130的一端。此外，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3所示，第一和第二热交换器130和140通过制冷剂管道彼此相连，所述制冷剂管道上装有多个膨胀装置。在图3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流到第二热交换器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流到第一热交换器130，并使从第一热交换器130流向二热交换器140的制冷剂膨胀。

在图3所示的贮液器200中，入口管210与流动控制阀120的第三端口123相连，出口管220与各台压缩机110的入口相连。贮液器200暂时储存流过第一或第二热交换器130或140的制冷剂，排出气相制冷剂，并将气相制冷剂供给压缩机110。

下面将参照图4对贮液器200的结构进行描述。图4是本发明一优选实施方式的贮液器的局部剖切透视图。参照图4，贮液器200包括壳体230、入口管210、出口管220和一隔板。此时，壳体230为其内具有一空间的容器形状，例如为圆筒形。此外，如图3和图4所示，入口管210连接到流动控制阀120的第三端口123，并且入口管210从壳体230的顶部插入壳体230的内部空间。优选的是，入口管210的一端位于壳体230内的下部。然后如图3和图4所示，将出口管220连接到各台压缩机110的入口，出口管220从壳体230的底部插入壳体230的内部空间。优选的是，出口管220的一端设置在壳体230内的上部。

如图4所示，隔板240设置在入口管210和出口管220之间的壳体230内的底部。当制冷剂通过入口管210流入壳体230内部时，来自壳体230内的底部的液相制冷剂将溅到出口管220，这样液相制冷剂可能流入出口管220。基于这种原因，可设置隔板240，用于阻止液相制冷剂流入出口管220。优选的是，隔板240的高度为整个壳体高度的40％。当然，如果喷射压力很高，还可以增加隔板240的高度。

如图4所示，隔板240将壳体230内下部分成两个区域。当然，隔板240也可将壳体230内下部分成多个区域。例如，如图4所示，通过隔板240壳体230内下部被分成两个区域，或者如图6所示，壳体230的内下部被分成三区域。在本发明的优选实施方式中，优选入口管210和出口管220设置在由隔板240分开的不同的区域中。

同时，隔板240的各边可以与壳体230的内表面接触，或者与壳体230内表面间隔一定距离。如图4所示，如果隔板240的各边与壳体230的内表面接触，通过入口管210落下的液相制冷剂能够储存在由隔板240和壳体230的内表面围成的空间中。因此，即使只有少量液相制冷剂流入壳体230内部，在短时间内液相制冷剂的液面仍很高。也就是说，通过入口管210中落入的液相制冷剂喷入储存在由隔板240和壳体230的内表面围成的空间中的液相制冷剂中。由于液相制冷剂不与壳体230内底部直接接触，因此能够防止液相制冷剂飞溅。这样能够阻止液相制冷剂流入出口管220。

如果隔板240的每一边与壳体230的内表面间隔一定距离，则液相制冷剂不只储存在由隔板240和壳体230的内表面围成的空间中。然而，由于隔板240具有一定高度，隔板240可起阻止入口管210落下的液相制冷剂向上分散的防护墙的作用。因此，能够阻止液相制冷剂流入出口管220。

图5是本发明另一优选实施方式的贮液器的局部剖切透视图。参照图5，带有前述图4部件的贮液器还包括一个加热器250。此时，如图5所示，加热器可以设置在主体230内底部上或者设在壳体230的内表面上。图5中加热器呈棒状。当然，加热器也可以呈各种形状。加热器250加热储存在贮液器200的壳体230内部的制冷剂。

如图5所示，在壳体230内下部被隔板240分成两个区域的情况下，优选将加热器250设置在与入口管210为同一区域中。如图6所示，如果壳体230内下部被隔板240分成多个区域，每一个区域可以设置单独的加热器250。如果需要，可将加热器250设置在与入口管210不同的区域，或者将加热器250设置在某些区域。

如果加热器250设置在贮液器200里，优选加热器250的高度低于隔板240的高度。优选隔板240的每一边与壳体230的内表面接触，以便在由隔板240和壳体230的内表面围成的空间中储存液相制冷剂。如果加热器250和隔板240具有前述结构，加热器250可完全浸没在储存在由隔板240和壳体230的内表面围成的空间中的液相制冷剂之中，从而可防止加热器250过热和损坏。此外，如果加热器250具有防过热功能，加热器250的高度可以高于隔板240。

在下文中，将根据本发明前述的空调系统的运行模式描述制冷剂的流动和贮液器200的操作情况。选择本发明的空调系统在向室内供冷的冷却模式或者在向室内供热的加热模式下运行。为参照方便，实线箭头表示空调系统在冷却模式运行时制冷剂的流动方向，虚线箭头表示本发明的空调系统在加热模式运行时制冷剂的流动方向。

参照图3，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的数量和制冷剂的流量可根据室内冷却需要的负荷量确定。

首先，从压缩机110排出的制冷剂通过流动控制阀120导引，流向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，由此，使第一热交换器130辐射的热量排到室外。在第一热交换器130中冷凝的液相制冷剂依次通过第一膨胀装置151和第二膨胀装置155后，所述液相制冷剂被膨胀。然后，制冷剂在第二热交换器140中蒸发吸收周围环境的热量，从而冷却空气。也就是说，将通过第二热交换器140进行热交换而被冷却的空气排放到室内，因而向室内供冷。

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，流入贮液器200的制冷剂大部分是气态，但也有一部分制冷剂处于液态。流入贮液器200的液相制冷剂的压力高达7个大气压。因此，当制冷剂通过入口管210喷射时，出口管220可能被溅上壳体230内底部的液相制冷剂。但是，本发明空调系统的贮液器具有隔板240，因此能够阻止出口管220溅上液相制冷剂。也就是说，能够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中，只有气相制冷剂流入压缩机110，从而，可防止因液相制冷剂的流入而产生的噪音、压缩效率降低和运行中的问题。此外，本发明的空调系统还可防止冷却效率降低。

接下来，当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中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。然后，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，因此，将冷凝热排到室内，从而加热室内。

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，然后在第一膨胀装置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，然后流入贮液器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，向室内供热时，室外温度很低。因此，如果第一热交换器130连续地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。

为了防止第一热交换器130的表面结霜，用加热器250加热暂时储存在贮液器200中的制冷剂。因此，空调系统内部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也升高，从而可防止第一热交换器130表面结霜。因此，能够防止热交换和加热效率的降低。同时，设置在贮液器200中的加热器250的高度高于隔板240，这样加热器250浸入液相制冷剂中，从而，可防止加热器250前端露出时引起的加热器250过热和损坏。

如上所述，本发明的贮液器和采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，因此，能够抑制液相制冷剂流入压缩机时产生的噪音，并可防止压缩效率降低。此外，由于压缩效率提高，冷却或者加热效率也得到提高，由此，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部的制冷剂，因而，可防止第一热交换器表面结霜。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，加热器完全浸入储存在由隔板和壳体内表面围绕的空间的液相制冷剂中，因而可防止加热器的过热和损坏。

在本发明的前述优选实施方式中，披露了用于冷却或者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。

对本发明进行各种改型和变换对本领域技术人员来说都是显而易见的。因此，本发明覆盖了由落入所附的权利要求及等同物限定的保护范围内的改型和变换。

Claims (18)

1.一种贮液器，包括：

一具有内部空间的壳体；

一从所述壳体的顶部向下插入该壳体内部、使制冷剂流入该壳体内部的入口管；

一从所述壳体的底部向上插入该壳体的内部、用于将制冷剂排出该壳体外的出口管；以及

一设置在所述入口管和出口管之间的所述壳体内底部、用于防止所述出口管溅上液相制冷剂并防止液相制冷剂流入所述出口管的隔板。

2.如权利要求1所述的贮液器，其中，所述隔板的每一边都与所述壳体的内表面接触。

3.如权利要求1所述的贮液器，其中，所述隔板的每一边与所述壳体的内表面间隔一定距离。

4.如权利要求1所述的贮液器，其中，还包括至少一个设置在所述壳体内底部、用于加热储存在所述壳体内部的制冷剂的加热器。

5.如权利要求4所述的贮液器，其中，所述壳体内下部被分成多个区域，并且所述加热器设置在具有所述入口管的区域中。

6.如权利要求1所述的贮液器，其中，所述隔板将所述壳体内下部分成两个区域。

7.如权利要求1所述的贮液器，其中，所述隔板将所述壳体内下部分成多个区域。

8.如权利要求7所述的贮液器，其中，还包括多个设置在所述壳体内底部的每一个区域中的加热器。

9.一种空调系统，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；

一与所述压缩机连接、用于根据操作模式控制制冷剂流动方向的流动控制阀；

多个分别设置在室内和室外、并与所述流动控制阀相连的热交换器；

至少一个设置在直接连接到所述热交换器的制冷剂管道上的膨胀装置；以及

一暂时储存流过所述热交换器的制冷剂、并且连接到所述压缩机的入口用于向该压缩机供给制冷剂的贮液器；

其中，所述的贮液器包括：

一具有内部空间的壳体；

一从所述壳体的顶部向下插入该壳体的内部、用于使制冷剂流入该壳体内部的入口管；

一从所述壳体的底部向上插入该壳体的内部、用于使制冷剂排出该壳体外部的出口管；以及

一设置在所述入口管和出口管之间的所述壳体内底部、用于防止所述出口管溅上液相制冷剂并防止液相制冷剂流入所述出口管的隔板。

10.如权利要求9所述的空调系统，其中，还包括多个止回阀，每一个止回阀设置在每一台所述压缩机和流动控制阀之间，用于防止制冷剂流入所述压缩机的出口。

11.如权利要求9所述的空调系统，其中，各台所述压缩机具有不同容量。

12.如权利要求9所述的空调系统，其中，所述隔板的每一边都与所述壳体的内表面接触。

13.如权利要求9所述的空调系统，其中，所述隔板的每一边与所述壳体的内表面间隔一定距离。

14.如权利要求9所述的空调系统，其中，还包括至少一个设置在所述壳体内底部、用于加热储存在所述壳体内部的制冷剂的加热器。

15.如权利要求14所述的空调系统，其中，所述壳体内下部被分成多个区域，并且所述加热器设置在具有所述入口管的区域中。

16.如权利要求9所述的空调系统，其中，所述隔板将所述壳体内下部分成两个区域。

17.如权利要求9所述的空调系统，其中，所述隔板将所述壳体内下部分成多个区域。

18.如权利要求17所述的空调系统，其中，还包括多个设置在所述壳体内底部的每一个区域中的加热器。

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