CN1763459A - 空调 - Google Patents

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CN1763459A CNA2005101140734A CN200510114073A CN1763459A CN 1763459 A CN1763459 A CN 1763459A CN A2005101140734 A CNA2005101140734 A CN A2005101140734A CN 200510114073 A CN200510114073 A CN 200510114073A CN 1763459 A CN1763459 A CN 1763459A
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Abstract

本发明公开了一种空调。该空调包括：主压缩机，其用于压缩制冷剂；四通阀，其设置于该主压缩机的排出侧并切换流路；室外热交换器，其一侧与该四通阀连接；室内热交换器，其一侧与该室外热交换器连接，且另一侧与该四通阀连接；膨胀阀，其设置于该室外热交换器和该室内热交换器之间；以及辅压缩单元，其用于减少该主压缩机上的负载。因此，由于主压缩机上的负载减少了，所以能够提高该主压缩机的效率和可靠性并降低噪音。另外，诸如主压缩机内部的轴承之类的机械部件不易被磨损，且防止了对马达单元的高温损害。

Description

空调
技术领域
本发明涉及一种空调，尤其是涉及一种在制热操作中当周围空气温度低时减少压缩机负载的空调。
背景技术
一般来说，空调用于调节空气的温度、湿度、气流以及清洁度以造成舒适的室内环境。
根据单元构造，有整体式空调和分体式空调，在整体式空调中室内单元和室外单元被容置在单个壳体中，在分体式空调中作为室内单元的压缩机和冷凝器与作为室外单元的蒸发器分开。一些空调能够通过设置流路转换阀以切换制冷剂的流路来选择性地执行制冷或者制热的功能。
图1为示出用于制冷和制热的传统空调的结构示意图，图2为对应于该空调的周围空气温度的压力-焓曲线图。
如图1中所示，用于制冷和制热的传统空调包括：压缩机101，其用于压缩制冷剂；四通阀103，其设置于压缩机101的排出侧以切换制冷剂的流路；室外热交换器105和室内热交换器107，其与四通阀103连接，并且制冷剂在室外热交换器105和室内热交换器107中进行热交换；以及膨胀阀109，其设置在室外热交换器105和室内热交换器107之间。
在具有图1的结构的情况下，在制冷操作中，四通阀103切换流路以使在压缩机101中压缩的制冷剂流向室外热交换器105。在压缩机101中压缩的制冷剂进行热交换，然后在室外热交换器105中冷凝。之后冷凝的制冷剂在膨胀阀109中减压和膨胀。随后，制冷剂进行制冷操作，在室内热交换器107中进行热交换并吸收蒸发作用的潜热。
在制热操作中，四通阀103切换流路以使在压缩机101中压缩的制冷剂流向室内热交换器107。已经在室内热交换器107中进行了热交换并执行了制热操作的制冷剂冷凝，然后在经过膨胀阀109时被减压和膨胀。被减压和膨胀的制冷剂吸收潜热并在室外热交换器105中蒸发。这里，如图2中所示，压力-焓曲线图按1→2→3→4的回路顺序形成，其中高压侧和低压侧之间的压差形成第一数值(ΔP)。同时，当周围空气的温度非常低时，压力-焓曲线图按1′→2′→3→4的回路顺序形成，其中高压和低压之间的差形成第二数值(ΔP′)，第二数值(ΔP′)大于第一数值(ΔP)。
当压差从第一数值(ΔP)向第二数值(ΔP′)增加时，压缩机101上的负载增加。这样，降低了压缩机101的效率和可靠性，并且提高了噪音。另外，因为压缩机101中负载的增加，诸如压缩机101内的轴承之类的机械部件(instrumental part)易受磨损且马达单元易受高温损害。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种空调，其在制热操作的过程中当周围空气的温度低时能减少压缩机上的负载。
为了实现这些和其它优点并根据本发明的意图，如在此具体实施和广泛描述的，本发明提供了一种空调，包括：主压缩机，其用于压缩制冷剂；四通阀，其设置于该主压缩机的排出侧并切换流路；室外热交换器，其一侧与该四通阀连接；室内热交换器，其一侧与该室外热交换器连接，且另一侧与该四通阀连接；膨胀阀，其设置在该室外热交换器和该室内热交换器之间；以及辅压缩单元，其用于减少该主压缩机上的负载。
通过下面结合附图对本发明的详细描述，本发明的上述和其它目的、特征、方案以及优点将变得更加清楚。
附图说明
所包含的附图用于提供对本发明的进一步理解，其并入到本说明书中并构成为本说明书的一部分，所述附图示出了本发明的实施例并与文字描述一起用于解释本发明的原理。
在附图中：
图1为示出用于制冷和制热的传统空调的结构示意图；
图2为根据图1的空调的周围空气温度的压力-焓曲线图；
图3为根据本发明第一实施例的空调的示意图；
图4为示出图3的辅压缩单元的操作的视图；
图5为图3的空调的控制方块图；
图6为根据本发明第二实施例的空调的示意图；
图7为示出图6的辅压缩单元的操作的视图；以及
图8为图6的空调的控制方块图。
具体实施方式
下面，将参考附图对根据本发明第一实施例的空调进行详细描述。图3为根据本发明第一实施例的空调的示意图，图4为示出图3的辅压缩单元的操作的视图，以及图5为图3的空调的控制方块图。
参见图3和图4，根据本发明第一实施例的空调包括：压缩制冷剂的主压缩机11、四通阀13、室外热交换器15、室内热交换器17、膨胀阀19以及辅压缩单元20。
四通阀13设置于主压缩机11的排出侧，并根据其操作模式切换制冷剂的流路。
室外热交换器15的一侧与四通阀13连接并使制冷剂进行热交换。
室内热交换器17的一侧与室外热交换器15连接，且另一侧与四通阀13连接，并使制冷剂进行热交换。
膨胀阀19设置于室外热交换器15和室内热交换器17之间，且制冷剂在经过膨胀阀19时被减压和膨胀。
辅压缩单元20安装在主压缩机11和四通阀13之间，并在高压侧和低压侧之间的差在制热操作中因为周围空气的温度低而很大时，减少主压缩机11上的负载。
辅压缩单元20包括：辅流路21、次压缩机25、入口侧开/关阀23、出口侧开/关阀24、均压罐27以及回油流路28。
辅流路21的一侧连接到主压缩机11的排出侧，且其另一侧连接到四通阀13的上游侧。
次压缩机25设置在辅流路21上，且再次压缩已经在主压缩机11中被压缩的制冷剂。
入口侧开/关阀23设置在辅流路21的入口侧，并开启或者关闭辅流路21。
出口侧开/关阀24设置在辅流路21的出口侧，且开启或者关闭辅流路21。
均压罐27设置在入口侧开/关阀23的下游侧，并暂时容纳被主压缩机11压缩的制冷剂。均压罐27减少了从主压缩机11排出的制冷剂的排出脉动(discharge pulsation)，并减少了由于主压缩机11和次压缩机25之间每单位时间质量流的差异所导致的问题。
回油流路28应付在主压缩机11中排出的过量的油。为了进行此操作，回油流路28包括回油管29以及回流管开/关阀30。
回油流路28的一侧安装在均压罐27的下部，且其另一侧连接到主压缩机11的吸入侧，以使均压罐27的油返回到主压缩机11。此外，为了便于安装回油流路28，理想的是，回油流路28包括毛细管。
回油管29的一侧与均压罐27的下部连接，且另一侧连接到主压缩机11的吸入侧。
回流管开/关阀30安装在回油管29上，且开启或者关闭回油管29。
同时，通过测量主压缩机11的吸入侧和排出侧之间的压差，入口侧开/关阀23以及出口侧开/关阀24能够被手动地开启或者关闭。然而，对于使用者来说，一直测量和确定压差并开启或者关闭入口侧开/关阀23以及出口侧开/关阀24是困难的。因此，为了自动进行上述操作，优选的是还包括：吸入侧压力传感器12、排出侧压力传感器14以及控制单元31。
参见图4和图5，吸入侧压力传感器12安装在主压缩机11的吸入侧，并通过检测主压缩机11的吸入侧的压力向控制单元31传送信号。
排出侧压力传感器14安装在主压缩机11的排出侧，并通过检测主压缩机11的排出侧的压力向控制单元31传送信号。
控制单元31以其中带有控制程序的微型计算机(MICOM)或者类似的形式来实现，并通过接收吸入侧压力传感器12和排出侧压力传感器14的信号来控制入口侧开/关阀23和出口侧开/关阀24的开启或者关闭。这里，优选的是，控制单元31包括用于计算主压缩机11的吸入侧和排出侧之间压差的压差计算单元33。
下面，将说明在图3至图5中所示的根据第一实施例的空调的操作。为了参考的目的，制冷剂的流动用带箭头的实线表示，油的流动用带箭头的虚线表示。
参见图4和图5，在制热操作过程中，控制单元31控制四通阀13以使在主压缩机11中压缩的制冷剂向室内热交换器17流动。
已经流向室内热交换器17的制冷剂执行制热操作，然后在经过膨胀阀19时被减压和膨胀。
已经经过膨胀阀19的制冷剂在室外热交换器15中吸收潜热并被蒸发，且经由四通阀13被引入主压缩机11。
通过从吸入侧压力传感器12和排出侧压力传感器14传送来的信号，压差计算单元33计算吸入侧和排出侧之间的压差。
这里，当因为周围空气的温度高而使得压差小时，制冷剂能够在主压缩机11没有过载的情况下被压缩。因此，控制单元31通过关闭入口侧开/关阀23和出口侧开/关阀24来封闭辅流路21，以使制冷剂的压缩仅在主压缩机11中进行。
同时，当因为周围空气的温度低而压差很大时，在制冷剂仅被主压缩机11进行压缩的情况下，在主压缩机11上可能会过载。因此，控制单元31开启入口侧开/关阀23和出口侧开/关阀24并运行次压缩机25，以使制冷剂能够流向辅流路21。在这种情况下，部分从主压缩机11排出的制冷剂沿着辅流路21流动并暂时容纳在均压罐27中。
暂时容纳在均压罐27中的制冷剂被引入次压缩机25中并被冷凝，然后沿着辅流路21流动并与从主压缩机11排出的制冷剂汇合，然后经由四通阀13流向室内热交换器17。
已经在室内热交换器17中进行了制热操作的制冷剂经由膨胀阀19、室外热交换器15和四通阀13被引入到主压缩机11中，并重复进行压缩和排出的过程。
同时，如果油积聚到一定的程度，控制单元31会开启回流管开/关阀30以开启回油管29。
如果回油管29开启，均压罐27内的油就沿着回油管29流动，其被引入主压缩机11的吸入侧，并返回到主压缩机11的内部。
下面将详细说明根据本发明第二实施例的空调。图6为根据本发明第二实施例的空调的示意图，图7为示出图6的辅压缩单元的操作的视图，以及图8为图6的空调的控制方块图。基于简化对附图进行说明的目的，与前面提到和示意的结构中的部件相同的部件被标以相同的附图标记，并且将省略对这些部件的详细说明。
在第一实施例中，在检测主压缩机11的吸入侧和排出侧之间的压差之后，当压差大时就运行辅压缩单元20。另一方面，在第二实施例中，在检测周围空气的温度而不是压差之后，当周围空气的温度低时运行辅压缩单元20。在必要时，在既检测压差又检测周围空气的温度之后，可以基于此结果运行辅压缩单元20。
为此，根据第二实施例的空调包括代替第一实施例的吸入侧压力传感器12和排出侧压力传感器14的周围空气温度传感器50。另外，第二实施例的空调具有排除了第一实施例的压差计算单元33的控制单元31。除此之外的其余结构是相同的，且省略了对它们的详细说明。
参见图6和图8，周围空气温度传感器50被安装在室外热交换器15的一侧，并通过检测外部温度向控制单元31传送信号。
下面将对根据第二实施例的空调的操作进行说明。为了参考的目的，制冷剂的流动用带箭头的实线表示，油的流动用带箭头的虚线表示。
在制热操作过程中，控制单元31控制四通阀13以使在主压缩机11中压缩的制冷剂流向室内热交换器17。
已经流向室内热交换器17的制冷剂进行制热操作，并在经过膨胀阀19时被减压和膨胀。
已经经过膨胀阀19的制冷剂在室外热交换器15中吸收潜热并被蒸发，且经由四通阀13被引入主压缩机11中。
周围空气温度传感器50检测外部温度并向控制单元31传送信号。
当周围空气的温度高时，能够通过没有过载的主压缩机11进行制冷剂的压缩。因此，控制单元31通过关闭入口侧开/关阀23和出口侧开/关阀24来封闭辅流路21。
同时，当周围空气的温度低时，主压缩机11上可能会过载。因此，控制单元31开启入口侧开/关阀23和出口侧开/关阀24以使制冷剂能够流向辅流路21，且控制单元31运行次压缩机25。在这种情况下，部分从主压缩机11排出的制冷剂沿辅流路21流动并暂时容纳在均压罐27中。
暂时容纳在均压罐27中的制冷剂被引入次压缩机25中并被压缩，然后沿着辅流路21流动并与从主压缩机11排出的制冷剂汇合，随后经由四通阀13流向室内热交换器17。
已经在室内热交换器17中进行了制热操作的制冷剂经过膨胀阀19、室外热交换器15和四通阀13，然后被引入到主压缩机11中，并重复进行压缩和排出的过程。
同时，如果均压罐27中的油积聚到一定的程度，控制单元31开启回流管开/关阀30以开启回油管29。
如果回油管29开启，均压罐27内的油就沿着回油管29流动，其被引入到主压缩机11的吸入侧，并返回到主压缩机11的内部。
如上所述，根据本发明实施例的空调包括辅压缩单元20，其在制热操作过程中，当周围空气的温度低时减少主压缩机11上的负载。因此，由于主压缩机11上的负载减少了，所以主压缩机11的效率和可靠性提高了且噪音降低了。另外，诸如主压缩机11内部的轴承之类的机械部件不易被磨损且防止了对马达单元的高温损害。
在不脱离本发明的精神或者必要特征的情况下，本发明可以以多种形式实施，所以还应当理解的是，除了另有说明之外，上述的实施例并不受限于上面描述的任何细节，而应在所附权利要求书中限定的精神和范围内进行广泛的解释，因此落入所述权利要求书的范围或者与所述范围等同的范围内的所有变化和修改应当包含在所附权利要求书中。

Claims (9)

1、一种空调，包括：
主压缩机，其用于压缩制冷剂；
四通阀，其设置于该主压缩机的排出侧并切换流路；
室外热交换器，其一侧与该四通阀连接；
室内热交换器，其一侧与该室外热交换器连接，且另一侧与该四通阀连接；
膨胀阀，其设置于该室外热交换器和该室内热交换器之间；以及
辅压缩单元，其用于减少该主压缩机上的负载。
2、如权利要求1所述的空调，其中该辅压缩单元包括：
辅流路，其一侧与该主压缩机的排出侧连接，且另一侧连接到该四通阀的上游侧；
次压缩机，其设置在该辅流路上并压缩制冷剂；
入口侧开/关阀，其设置于该辅流路的入口侧并开启或者关闭该辅流路；以及
出口侧开/关阀，其设置于该辅流路的出口侧并开启或者关闭该辅流路。
3、如权利要求2所述的空调，其中该辅压缩单元还包括：
均压罐，其设置在该入口侧开/关阀的下游侧，用于暂时容纳被该主压缩机压缩的制冷剂。
4、如权利要求3所述的空调，其中该辅压缩单元还包括：
回油流路，其连接该均压罐和该主压缩机的吸入侧，以使该均压罐的油返回该主压缩机。
5、如权利要求4所述的空调，其中该回油流路包括：
回油管，其一侧与该均压罐连接，且另一侧连接到该主压缩机的吸入侧；以及
回流管开/关阀，其用于开启或者关闭该回油管。
6、如权利要求4所述的空调，其中该回油流路包括毛细管。
7、如权利要求2至6中任一项所述的空调，其中该空调还包括：
吸入侧压力传感器，其用于检测该主压缩机的吸入侧的压力；
排出侧压力传感器，其用于检测该主压缩机的排出侧的压力；以及
控制单元，其通过接收该吸入侧压力传感器和该排出侧压力传感器的信号来控制该入口侧开/关阀和该出口侧开/关阀的开启或者关闭。
8、如权利要求7所述的空调，其中该控制单元包括用于计算该主压缩机的吸入侧和排出侧之间的压差的压差计算单元。
9、如权利要求2至6中任一项所述的空调，其中该空调还包括：
周围空气温度传感器，其用于检测周围空气的温度；以及
控制单元，其通过接收该周围空气温度传感器的信号来控制该入口侧开/关阀和该出口侧开/关阀的开启或者关闭。
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