CN1690554A - 整体式空调系统 - Google Patents

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Abstract

一种整体式空调系统包括：室外单元，包括用于压缩制冷剂的压缩机、用于制冷剂热交换的室外热交换器、及与室外热交换器连接的用于使制冷剂膨胀的膨胀器；管道，安装于建筑物的区域中；中央鼓风单元，具有通过第一制冷剂管与室外单元连接的热交换器、及用于将由热交换器进行了热交换的空气供应至管道的鼓风机；以及单独鼓风单元，包括通过第二制冷剂管与室外单元连接的热交换器，及用于输送由热交换器进行了热交换的空气的风扇，该单独鼓风单元设置于建筑物的区域中，用于单独地冷却或加热该区域。因此，能对建筑物的各区域进行制冷或制热操作，同时能对特定空间进行额外单独的制热或制冷操作，从而能降低成本并能有效地在建筑物中进行冷却或加热。

Description

整体式空调系统
技术领域
本发明涉及一种空调系统，特别是一种中央制热和制冷系统与单独制热和制冷系统相结合的空调系统。
背景技术
通常，整体式空调系统是一种中央制热和制冷系统，其中通过设置在工厂、办公室、旅馆、住宅等中的制热和制冷装置制造冷气或暖气，并通过设置于建筑物中的管线或管道供应至各个区域。
在整体式空调系统中，为了通过判别需要制冷或制热的区域和不需要制冷或制热的区域而独立地将冷气或暖气供应至单独的区域，在管道上设置用于分配冷气或暖气的区域控制器，或者相应于多个区域单独地设置多个制热和制冷装置。
如图1和图2所示，传统的整体式空调系统包括：室外单元1，其固定地安装于建筑物(如图所示的二层建筑物)外；供气管道3，其安装于建筑物中的各区域(Z1)和(Z2)内，用于将冷气或暖气分配至区域(Z1)和(Z2)；回流管道4，其用于各区域(Z1)和(Z2)中的冷气或暖气的回流；中央鼓风单元2，其通过制冷剂管与室外单元1连接，用于将冷气或暖气输送至供气管道3；以及区域控制器5，其安装于中央鼓风单元2和供气管道3之间以及中央鼓风单元2和回流管道4之间，用于控制到区域(Z1)和(Z2)的空气的供应以及来自区域(Z1)和(Z2)的空气的回流。
室外单元1包括：压缩机1a，其用于压缩制冷剂；第一热交换器1b，其通过制冷剂管与压缩机1a连接，用于制冷剂和周围空气之间的热交换；膨胀器1c，其用于使制冷剂的体积膨胀并减小制冷剂压力；四通阀1d，其与压缩机1a相邻设置，用于使从压缩机1a排出的被压缩的制冷剂根据制热循环或制冷循环进行循环；以及收集器1e，其设置于压缩机1a的制冷剂入口附近，用于过滤液化的制冷剂。
中央鼓风单元2包括：第二热交换器2a，其通过制冷剂管分别与压缩机1a和膨胀器1c连接；以及供气风扇(未示出)，其与第二热交换器2a相邻设置，用于将冷气或暖气供应至供气管道3。
在供气管道3上形成多个排出口3a，以将冷气或暖气供应至需要制冷或制热的区域；并且，在回流管道4上形成多个吸入口4a，各区域的空气通过所述吸入口4a被吸入。
区域控制器5由阀5a、5b、5c和5d构成，用于选择性地将冷气或暖气供应到各区域(Z1)和(Z2)，其中区域控制器5安装在设置于相应区域(Z1)和(Z2)中的供气管道3和回流管道4之间。借助该区域控制器5，冷气或暖气被分配，由此被供应至各区域(Z1)和(Z2)，或选择性地仅被供应至区域(Z1)和(Z2)其中之一。
具有上述结构的传统的空调系统的运行情况如下。
首先，在各区域(Z1)和(Z2)中检测到的负荷大于预定值的情形下，通过各区域(Z1)和(Z2)的供气管道3同时供应冷气或暖气。另一方面，仅在区域(Z1)和(Z2)其中之一的负荷大于预定值的情形下，借助区域控制器5的运行，通过需要制冷或制热的相应区域的供气管道3来供应冷气或暖气。
例如，在制冷操作过程中，被室外单元1的压缩机1a压缩的制冷剂在室外单元1的第一热交换器1b中冷凝，并且冷凝的制冷剂穿过膨胀器1c，然后穿过中央鼓风单元2的第二热交换器2a，从而与通过回流管道4引入的空气进行热交换。按这样的方式冷却的空气通过供气风扇(未示出)移动到供气管道3。
此时，区域控制器5根据各相应区域(Z1)和(Z2)的负荷进行运转，从而冷却需要制冷的区域。
同时，在制热操作过程中，通过四通阀1d的运转转换制冷剂的流动，并且制热循环是作为制冷循环的逆循环来进行的。
然而，上述构造和运行的传统空调系统具有下述问题。
首先，当冷气或暖气需要更集中地供应至具有高负荷的区域时，例如建筑物中的厨房、阳光室、健身房等时，就必须额外安装控制空气的回流和供给的区域控制器。然而，额外安装管道和区域控制器的操作是复杂的。
同样，为了独立地与各区域的负荷对应，相应区域的数量可安装多个室外单元和多个中央鼓风单元。然而，这样会导致成本增加，效率低。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种空调系统，其能通过使用中央制冷和制热系统中的一单独制冷和制热系统单独地制冷或致热具有高负荷或没有管道的特定区域。
为了获得上述及其它优点，根据本发明的目的，如在此实施和广泛描述的，本发明提供一种整体式空调系统，包括：一室外单元，其包括用于压缩制冷剂的一压缩机，用于制冷剂热交换的一室外热交换器，及与该室外热交换器连接的、用于使该制冷剂膨胀的一膨胀器；一管道，其安装于建筑物的一区域中；一中央鼓风单元，其具有通过一第一制冷剂管与该室外单元连接的一热交换器，及用于将由该热交换器进行了热交换的空气供应至该管道的一鼓风机；以及一单独鼓风单元，其包括通过一第二制冷剂管与该室外单元连接的一热交换器，及用于输送由该热交换器进行了热交换的空气的一风扇，该单独鼓风单元设置于建筑物的一区域中，用于单独地冷却或加热该区域。
从下述结合附图的本发明的详细描述，本发明的上述及其它目的、特征、方案和优点将变得更加清楚。
附图说明
所包括的、用于提供对本发明进一步理解的附图，被结合并构成为本说明书的一部分，其示出了本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。其中
图1是示出传统空调系统的一个例子的示意图；
图2是示出图1的空调系统的框图；
图3是示出根据本发明一实施例的空调系统的示意图；以及
图4是示出图3的空调系统的框图。
具体实施方式
下面将详细说明本发明的优选实施例，其中的例子在附图中示出。
如图3和图4所示，根据本发明一实施例的整体式空调系统包括：室外单元110，其安装于建筑物的外部；多个管道121和122，其设置在建筑物中的各区域(Z1)和(Z2)，用于将冷气或暖气分配至该建筑物内；至少一个中央鼓风单元120，其与室外单元110连接，并设置在该建筑物内或该建筑物外，用于通过管道121和122将冷气或暖气供应至该建筑物内；以及单独鼓风单元140，其与室外单元110连接，并设置于该建筑物的特定区域(Z3)中，例如厨房，用于单独地将冷气或暖气供应至该特定区域(Z3)。
室外单元110包括：压缩机111和112，其用于压缩制冷剂；室外热交换器113，其用于在制冷剂和周围空气之间进行热交换；四通阀117，其根据制热循环或制冷循环使从压缩机111和112排出的制冷剂进行循环；收集器118，其设置于压缩机111和112的制冷剂入口附近，用于过滤液化的制冷剂；膨胀器114，其与室外热交换器113连接，用于使制冷剂的体积膨胀并减小制冷剂压力；以及风扇119，其与室外热交换器113相邻设置。
至于压缩机111和112，可以使用单个压缩机，但也可以根据建筑物的大小等使用并联的多个压缩机。在使用多个压缩机的情形下，优选通过不同的驱动方法运行压缩机，例如由变频器控制的变速压缩机和恒速压缩机，从而降低电力消耗并稳定地运行。同样，在这种情形下，使两个压缩机具有不同的压缩容量，以便能根据运行条件可变地控制冷气或暖气的供应量。
节流管(orifice pipe)能被用作膨胀器114，但可以根据情况使用电子膨胀阀，其中该电子膨胀阀能控制从中央鼓风单元120和单独鼓风单元140引入的制冷剂的流量。
因此，多个管道121和122可以被分开，以设置于该建筑物中的多个区域(Z1)和(Z2)中，并包括：具有多个排出口121a的供气管道121，以及具有多个吸入口122a的回流管道122。
优选地，中央鼓风单元120的数量与区域(Z1)和(Z2)的数量相对应，并且中央鼓风单元120并联地安装，以便冷气或暖气能被单独地供应至各区域(Z1)和(Z2)。在本实施例中，二层建筑物可以被分成位于第一层的第一区域(Z1)和位于第二层的第二区域(Z2)；下面将解释具有相应于第一和第二区域(Z1)和(Z2)的两个中央鼓风单元120的空调系统。
各中央鼓风单元120包括：第一热交换器123，其通过第一制冷剂管150与室外单元110连接；以及鼓风机125，其用于将通过第一热交换器123进行热交换的空气供应至供气管道121。
单独鼓风单元140包括：第二热交换器141，其通过第二制冷剂管160与室外单元110连接；以及鼓风机风扇142，其用于输送通过第二热交换器141进行热交换的空气。
单独鼓风单元140设置于具有较高负荷的特定区域(第三区域(Z3))，例如建筑物中的厨房或阳光室，由此单独地冷却或加热该区域(Z3)。
对于单独鼓风单元140，可以使用各种类型，例如板型、柜型、薄型、吸顶型等；可以相应于需要额外冷却或加热的区域数量安装多个单独鼓风单元140。
同时，中央鼓风单元120和单独鼓风单元140分别与室外单元110并联地连接，并且用于控制制冷剂流动的阀151、152、161和162安装在第一和第二制冷剂管150和160上，该第一和第二制冷剂管150和160使中央鼓风单元120和单独鼓风单元140分别与室外单元110连接。因此，中央鼓风单元120和单独鼓风单元140的运行受阀151、152、161和162的控制。据此，可控制对建筑物中各区域的制冷或制热操作。
下面将描述根据本发明实施例的具有这种结构的空调系统。这里，将以该空调系统进行制冷操作为例对其进行描述。
首先，如果第一和第二区域(Z1)和(Z2)的负荷大于预定值，则压缩机111和112被驱动，以压缩制冷剂，并且压缩的制冷剂通过四通阀117被引入室外热交换器113，从而在其中被冷凝。冷凝的制冷剂通过膨胀器114膨胀、减压。
同时，当连接中央鼓风单元120与室外单元110的第一制冷剂管150通过阀151和152的运行而被打开时，在膨胀器114中膨胀的制冷剂移动到第一热交换器123，通过蒸发而使膨胀的制冷剂中的热量与第一热交换器123周围的空气进行热交换，然后向室外单元110移动。
借助第一热交换器123进行了热交换的空气由鼓风机125强行输送，通过供气管道121被引入建筑物内部，并且通过供气管道121的排出口121a排放到第一和第二区域(Z1)和(Z2)。在第一和第二区域(Z1)和(Z2)完成了制冷操作的空气通过吸入口122a被引入回流管道122，并被再次引入中央鼓风单元120，并穿过第一热交换器123而被再次冷却。
重复上述过程，从而在第一和第二区域(Z1)和(Z2)进行中央制冷操作。
同时，如果例如厨房或阳光室的具有格外高的负载的第三区域(Z3)的负荷总和大于预定值，则安装在连接单独鼓风单元140与室外单元110的第二制冷剂管160上的阀161和162被打开。由此，已经穿过室外热交换器113和膨胀器114的制冷剂被引入单独鼓风单元140的第二热交换器141，并使该制冷剂中的热量与第二热交换器141周围的空气进行热交换。借助第二热交换器141进行了热交换的空气由风扇142输送至第三区域(Z3)，从而单独地冷却第三区域(Z3)。
同时，根据中央鼓风单元120和单独鼓风单元140的制冷容量有区别地驱动两个压缩机111和112，从而压缩适量的制冷剂。这里，如果制冷负荷的总和超过中央鼓风单元120和单独鼓风单元140的最大制冷容量总和的50％，则驱动恒速压缩机并同时驱动变速压缩机，以便与超过的制冷容量相对应。由此，适当地将制冷剂供应至运行中的各鼓风单元120和140。
当根据本发明的空调系统进行制热操作时，通过四通阀117的运行来转换制冷剂的流动，并且制热循环作为制冷循环的逆循环进行。
在根据本发明的整体式空调系统中，通过管道进行中央制冷或制热操作的中央鼓风单元和用于单独冷却或加热负荷较高的特定区域的单独鼓风单元被安装成与一个室外单元并联地连接。因此，通过利用管道可以一个区域一个区域地进行制冷或制热操作，同时能对特定区域进行单独的制冷或制热操作。由此，整体式空调系统能有利地降低成本，同时能有效地在建筑物中进行制冷或制热操作。
由于只要不脱离本发明的精神或其主要特征，本发明可以以多种形式来实施，所以应该理解的是，除非有另外的说明，否则上述实施例不受上述描述的细节的任何限制，而应该在所附权利要求限定的精神和范围之内被广泛地解释，因此，所有落入权利要求的边界和范围或等同的边界和范围之内的改变和修改都应被所附权利要求书所涵盖。

Claims (6)

1.一种整体式空调系统，包括：
一室外单元，其包括：用于压缩制冷剂的一压缩机，用于制冷剂热交换的一室外热交换器，及与该室外热交换器连接的、用于使该制冷剂膨胀的一膨胀器；
一管道，其安装于建筑物的一区域中；
一中央鼓风单元，其具有通过一第一制冷剂管与该室外单元连接的一热交换器，及用于将由该热交换器进行了热交换的空气供应至该管道的一鼓风机；以及
一单独鼓风单元，其包括通过一第二制冷剂管与该室外单元连接的一热交换器，及用于输送由该热交换器进行了热交换的空气的一风扇，该单独鼓风单元设置于该建筑物的一区域中，用于单独地冷却或加热该区域。
2.根据权利要求1所述的系统，其中在该第一制冷剂管和该第二制冷剂管上安装有用于控制制冷剂流动的阀。
3.根据权利要求1所述的系统，其中并联地设置多个中央鼓风单元。
4.根据权利要求1所述的系统，其中在该室外单元中并联地设置多个压缩机。
5.根据权利要求4所述的系统，其中所述多个压缩机具有不同的容量。
6.根据权利要求4所述的系统，其中所述多个压缩机借助不同的驱动方法进行驱动。
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