CN1808020A - 热泵式空调 - Google Patents

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Abstract

一种热泵式空调，包括仅用于制热的室外单元，当在制热模式下必须给用于制热和制冷的室外单元的制热容量提供附加的制热容量时，所述仅用于制热的室外单元用于补充制热容量。因为所述仅用于制热的室外单元独立于所述用于制热和制冷的室外单元进行安装，从而仅当在制热模式下除了所述用于制热和制冷的室外单元的制热容量以外还需要附加的制热容量时，所述仅用于制热的室外单元能够补充该制热容量，以与寒冷气候中的制热负载相符合，因此无需安装制热容量比所需制热容量大的室外单元。由此，降低了用于安装和管理的费用。

Description

热泵式空调
技术领域
本发明涉及一种热泵式空调，尤其是涉及这样一种热泵式空调，其中通过附加地安装仅用于制热的室外单元能够节省安装具有比所需容量更高容量的室外单元的费用，当在制热模式中除了用于制热和制冷的室外单元的制热容量以外还需要附加的制热容量时，所述仅用于制热的室外单元能够补充制热和制冷空调系统的制热容量。
背景技术
一般来说，空调是用于制冷或者制热以提供舒适的室内环境的一种设备，空调吸入室内空气、制热或者制冷所吸入的室内空气并将已制热或者冷却的空气向有限空间排出。
传统的空调包括：压缩机，用于将低温低压的气态制冷剂压缩为高压的气态制冷剂；冷凝器(在制热模式下用作室内热交换器，且在制冷模式下用作室外热交换器)，用于冷凝从压缩机排出的气态制冷剂；膨胀装置，用于膨胀被冷凝器冷凝的气态制冷剂；蒸发器(在制冷模式下用作室外热交换器，在制热模式下用作室内热交换器)，用于蒸发从膨胀装置引入的液态制冷剂；以及四通阀，用于根据制冷模式和制热模式转换制冷剂的流动方向。
压缩机和室外热交换器安装在室外单元中，且膨胀装置和室内热交换器安装在室内单元中。
设置有多个室外单元和室内单元，且室外单元通过操作阀(service valve)连接到制冷剂管。
在如上所述的传统的空调中，在制冷模式下被压缩机压缩的制冷剂通过四通阀供给到室外单元，穿过室外热交换器的制冷剂由于制冷剂和周围空气之间的热交换而被冷凝并被供给到膨胀装置。
被膨胀装置膨胀的制冷剂进入室内单元并通过吸收室内空气的热量而被蒸发，从而冷却室内空气。
同时，在制热模式下，四通阀转换制冷剂通道，以使从压缩机排出的制冷剂穿过四通阀、室内单元、膨胀装置、室外单元以及四通阀来加热有限空间。
然而，为了在寒冷气候里使用传统的空调，必须安装适合平均冬季温度为大约摄氏零下15度的寒冷气候的大容量室外单元，所以增加了购买和安装大容量室外单元的费用。而且，因为一年中只有大约20天处于摄氏零下15度的寒冷气候中，所以在余下的时间里大容量室外单元是不必要的，从而使大容量室外单元没有了用处。
发明内容
因此，鉴于上述和/或其它的问题，创作了本发明，并且本发明的目的是提供一种热泵式空调，其中安装有仅用于制热的室外单元以增加该热泵式空调的制热容量，从而能够降低安装大容量室外单元的费用，并且减小用于安装大容量室外单元的面积。
根据本发明，通过提供一种热泵式空调能够实现上述和其它的方案，该热泵式空调包括：至少一个用于制热和制冷的室外单元，其包括压缩机、四通阀和室外热交换器；至少一个用于制热和制冷的室内单元，其通过制冷剂管连接到所述室外单元；以及仅用于制热的室外单元，其独立于所述用于制热和制冷的室外单元安装，并当在制热模式中需要给所述用于制热和制冷的室外单元的制热容量提供附加的制热容量时，所述仅用于制热的室外单元补充该热泵式空调的制热容量。
优选的是，所述仅用于制热的室外单元包括附加的压缩机和附加的室外热交换器。
所述仅用于制热的室外单元包括阀装置，该阀装置用于开启和关闭连接到所述室内单元的通道。
该阀装置包括电子膨胀阀，该电子膨胀阀在制热模式下开启，以使从所述用于制热和制冷的室内单元引入的制冷剂膨胀，并在制冷模式下关闭，以防止从所述用于制热和制冷的室内单元引入制冷剂。
优选的是，该阀装置还包括安装在所述附加的压缩机的排出通道中的止回阀，以防止制冷剂在制冷模式下向所述附加的压缩机回流。
所述仅用于制热的室外单元还包括收集器，其安装在所述附加的压缩机的入口，以从吸入到所述附加的压缩机的制冷剂中收集液态制冷剂。
根据本发明，通过提供一种热泵式空调能够实现上述和其它的方案，该热泵式空调包括：至少一个用于制热和制冷的室外单元，其具有压缩机、四通阀和室外热交换器；至少一个用于制热和制冷的室内单元，其通过制冷剂管连接到所述的用于制热和制冷的室外单元；以及仅用于制冷的室外单元，其独立于所述用于制热和制冷的室外单元安装，并且当在制冷模式下需要给所述用于制热和制冷的室外单元的制冷容量提供附加的制冷容量时，所述仅用于制冷的室外单元补充该热泵式空调的制冷容量。
优选的是，所述仅用于制冷的室外单元包括：附加的压缩机；附加的室外热交换器；以及阀装置，该阀装置用于开启和关闭连接到所述用于制热和制冷的室内单元的通道。
该阀装置包括电子膨胀阀，该电子膨胀阀在制冷模式下开启，以使从所述附加的室外热交换器引入的制冷剂膨胀，并在制热模式下关闭，以防止从所述附加的室外热交换器引入制冷剂。
所述仅用于制冷的室外单元还包括收集器，所述收集器安装到所述附加的压缩机的入口，以从吸入到所述附加的压缩机的制冷剂中收集液态制冷剂。
附图说明
从下面结合附图对实施例的说明中，本发明的这些和/或其它的方案及优点将会变得清楚且更容易理解。在所述附图中：
图1为示出根据本发明第一优选实施例的热泵式空调在制冷模式下的系统图；
图2为示出根据本发明第一优选实施例的热泵式空调在制热模式下的系统图；以及
图3为示出根据本发明第二优选实施例的热泵式空调在制冷模式下的系统图。
具体实施方式
下面，将参考附图对根据本发明的热泵式空调的优选实施例进行详细说明。
图1为示出根据本发明第一优选实施例的热泵式空调在制冷模式下的系统图，图2为示出根据本发明第一优选实施例的热泵式空调在制热模式下的系统图。
如图1和图2所示，根据本发明第一优选实施例的热泵式空调包括：至少一个用于制热和制冷的室外单元50，其具有压缩机51和52、四通阀53和室外热交换器54；至少一个用于制热和制冷的室内单元60，其通过制冷剂管连接到用于制热和制冷的室外单元50；以及仅用于制热的室外单元70，其独立于室外单元50进行安装，并且当在制热模式下需要向用于制热和制冷的室外单元50的制热容量增加附加的制热容量时，室外单元70补充热泵式空调附加的制热容量。
尽管热泵式空调可能包括多个用于制热和制冷的室外单元50，但是在本发明的该优选实施例中，仅说明了具有两个室外单元50的热泵式空调，并且每个室外单元50还包括膨胀装置55。
室外热交换器54在制冷模式下用作冷凝器并在制热模式下用作蒸发器，且四通阀53根据制热模式或者制冷模式来转换制冷剂的流动方向。
每个室内单元60包括在制冷模式下用作蒸发器并在制热模式下用作冷凝器的室内热交换器61。
用于制热和制冷的室外单元50和用于制热和制冷的室内单元60通过制冷剂管相互连接。制冷剂管包括：第一制冷剂管62，其安装成使得制冷剂在制热模式下从用于制热和制冷的室内单元60进入用于制热和制冷的室外单元50；以及第二制冷剂管63，其安装成使得制冷剂从用于制热和制冷的室外单元50进入用于制热和制冷的室内单元60。
每个室外单元50包括两个压缩机，即第一压缩机51和第二压缩机52，二者通过共用收集器56相互连接。每个共用收集器56与第一吸入通道57和第二吸入通道58中的每一个连接，所述第一吸入通道57和第二吸入通道58分别设置在第一和第二压缩机51和52中。
每个第一和第二压缩机51和52分别与第一排出通道64和第二排出通道65连接，在高温和高压下被第一和第二压缩机51和52压缩的气态制冷剂从第一排出通道64和第二排出通道65排出。每个第一排出通道64和第二排出通道65分别包括用于防止高温高压的气态制冷剂回流的第一止回阀66和第二止回阀67。
每个第一和第二排出通道64和65合并成用于将排出的制冷剂引导到每个四通阀53的各第三排出通道68。
同时，仅用于制热的室外单元70包括附加的压缩机71、附加的室外热交换器72以及用于开启和关闭制冷剂从用于制热和制冷的室内单元60引导到其中的通道的阀装置。
附加的压缩机71为恒速压缩机，且附加的室外热交换器72包括用于将室外空气吹向附加的室外热交换器72的风扇73。
附加的压缩机71包括收集器74，收集器74安装到附加的压缩机71的入口，以从吸入到附加的压缩机71的制冷剂中收集液态制冷剂。
附加的压缩机71包括附加的排出通道75，以使被压缩并从附加的压缩机71排出的制冷剂引导到用于制热和制冷的室内单元60。附加的排出通道75连接到第二制冷剂管63。
用于制热和制冷的室内单元60与仅用于制热的室外单元70通过附加的吸入通道77连接，制冷剂通过附加的吸入通道77从用于制热和制冷的室内单元60吸入到附加的室外热交换器72，并且附加的吸入通道77连接到第一制冷剂管62。
所述阀装置为电子膨胀阀78，其安装在附加的吸入通道77中，并在制热模式下开启，以使从用于制热和制冷的室内单元60引入的制冷剂膨胀，且在制冷模式下关闭，以阻断从用于制热和制冷的室内单元60引入的制冷剂。
而且，所述阀装置还包括安装在附加的排出通道75中的止回阀76，以防止制冷剂在制冷模式下向附加的压缩机71回流。
优选的是，选择和安装用于制热和制冷的室外单元50，其具有与在一般的标准温度条件下的制热和制冷负载相对应的容量。为了与冬季中气候非常寒冷的天气相对应，选择和安装仅用于制热的室外单元70，其具有的制热容量与加入到用于制热和制冷的室外单元50的制热容量的制热容量一样多。
同时，热泵式空调还包括控制器(未示出)，该控制器用于关闭电子膨胀阀78以防止用于制热和制冷的室外单元50在一般的标准温度条件下或者在制冷模式下使用，并且当需要附加的容量时，该控制器用于开启电子膨胀阀78。
下面将详细说明如上所述的根据本发明第一优选实施例的热泵式空调的运行。
首先，在制冷模式下，四通阀53转换成制冷模式。被第一和第二压缩机51和52压缩的制冷剂通过第一和第二排出通道64和65排出，在合并的排出通道68中混合，依次穿过四通阀53、室外热交换器54、膨胀装置55以及室内热交换器61，并再次通过四通阀53、共用收集器56以及第一和第二压缩机51和52进行循环。
此时，在穿过室内单元60时，制冷剂吸收室内空气的热量并被蒸发以冷却室内空气。
在制冷模式下，仅用于制热的室外单元70的电子膨胀阀78关闭，从而防止制冷剂经由附加的吸入通道77从室内热交换器61吸入到仅用于制热的室外单元70。由此使仅用于制热的室外单元70不工作。
同时，在制热模式下，在标准温度条件下，即，当用于制热和制冷的室外单元50的制热容量能够与制热负载相对应时，如同在制冷模式下一样，电子膨胀阀78关闭，并且由此使仅用于制热的室外单元70暂时停止运行。
然而，当温度低于标准温度时，即，当除了用于制热和制冷的室外单元50的制热容量之外还需要附加的制热容量时，电子膨胀阀78开启，并且由此使制冷剂进入仅用于制热的室外单元70。
被吸入到仅用于制热的室外单元70的制冷剂通过电子膨胀阀78、附加的室外热交换器72、收集器74、附加的压缩机71以及用于制热和制冷的室内单元60进行循环。
因此，仅通过在制热容量不足的地方，如在非常寒冷的地区，增加仅用于制热的室外单元70，根据本发明第一优选实施例的热泵式空调就能够符合所需要的制热容量。
在此，因为仅用于制热的室外单元70具有没有各种传感器、四通阀或者类似物的简单结构，并且占据了很小的安装空间，所以能够减小安装和管理费用。
图3为示出根据本发明第二优选实施例的热泵式空调在制冷模式下的系统图。
根据本发明第二优选实施例的热泵式空调包括：至少一个用于制热和制冷的室外单元50，其具有压缩机51和52、四通阀53和室外热交换器54；至少一个用于制热和制冷的室内单元60，其通过制冷剂管连接到用于制热和制冷的室外单元50；以及仅用于制冷的室外单元80，其独立于室外单元50安装，并且当在制冷模式下需要向用于制热和制冷的室外单元50的制冷容量增加附加的制冷容量时，仅用于制冷的室外单元80补充热泵式空调的制冷容量。
在此，因为除了仅用于制冷的室外单元80仅在制冷模式下使用以外，用于制热和制冷的室外单元50和用于制热和制冷的室内单元60的内部结构和运行与根据本发明第一优选实施例的热泵式空调相同，所以相同的附图标记代表用于制热和制冷的室外单元50、用于制热和制冷的室内单元60以及它们的构件，且省略了对它们的描述。
仅用于制冷的室外单元80包括：附加的压缩机81；附加的室外热交换器82；阀装置，其用于开启和关闭连接到用于制热和制冷的室内单元60的通道；以及收集器84。
附加的吸入通道85将第一制冷剂管62与收集器84的吸入部连接，制冷剂通过附加的吸入通道85吸入到仅用于制冷的室外单元80；并且附加的排出通道86将第二制冷剂管63与附加的室外热交换器82连接，制冷剂通过附加的排出通道86从仅用于制冷的室外单元80排出。
阀装置为安装在附加的排出通道86中的电子膨胀阀83，其在制冷模式下开启，以使从附加的室外热交换器82引入的制冷剂膨胀，并在制热模式下关闭，以阻断从附加的室外热交换器82引入的制冷剂。
如上所述构造的根据本发明的热泵式空调具有下面的优点。
在根据本发明的热泵式空调中，因为仅用于制热的室外单元与用于制热和制冷的室外单元独立安装，从而仅当在制热模式下除了用于制热和制冷的室外单元的制热容量以外需要附加的制热容量时，仅用于制热的室外单元能够补充制热容量，所以不需要安装制热容量大于所需制热容量的大容量室外单元以与寒冷地区的寒冷天气相符合。由此，节省了安装和管理费用。
而且，由于仅用于制热的室外单元包括附加的压缩机、附加的室外热交换器以及阀装置，所以其构造简单，从而减小了仅用于制热的室外单元的安装空间和费用。
仅用于制热的室外单元安装在寒冷气候中和空调系统的制热容量不足的地方，从而能够容易地给制热负载提供所需要的制热容量。
尽管为了示例的目的公开了本发明的优选实施例，但是本领域的技术人员将会理解，在不脱离如所附权利要求书所公开的本发明的范围和精神的情况下，可以进行各种修改、添加和替换。

Claims (20)

1.一种热泵式空调，包括：
至少一个用于制热和制冷的室外单元，其包括压缩机、四通阀和室外热交换器；
至少一个用于制热和制冷的室内单元，其通过制冷剂管连接到所述用于制热和制冷的室外单元；以及
仅用于制热的室外单元，其独立于所述用于制热和制冷的室外单元安装，当在制热模式下需要给所述用于制热和制冷的室外单元的制热容量提供附加的制热容量时，该仅用于制热的室外单元补充该热泵式空调的制热容量。
2.如权利要求1所述的热泵式空调，其中该仅用于制热的室外单元包括：
附加的压缩机；以及
附加的室外热交换器。
3.如权利要求2所述的热泵式空调，其中该仅用于制热的室外单元包括阀装置，该阀装置用于开启和关闭连接到所述室内单元的通道。
4.如权利要求3所述的热泵式空调，其中该阀装置包括电子膨胀阀，该电子膨胀阀在制热模式下开启，以使从所述用于制热和制冷的室内单元引入的制冷剂膨胀，并在制冷模式下关闭，以防止从所述用于制热和制冷的室内单元引入制冷剂。
5.如权利要求4所述的热泵式空调，其中该阀装置还包括止回阀，用于防止制冷剂在制冷模式下向该附加的压缩机回流。
6.如权利要求5所述的热泵式空调，其中该阀装置安装在该附加的压缩机的排出通道中。
7.如权利要求5所述的热泵式空调，其中该仅用于制热的室外单元还包括收集器，其安装于该附加的压缩机的入口，以从吸入到该附加的压缩机的制冷剂中收集液态制冷剂。
8.如权利要求1所述的热泵式空调，其中所述用于制热和制冷的室外单元还包括膨胀装置，所述膨胀装置用于在制热模式下使从所述用于制热和制冷的室内单元引入的制冷剂膨胀。
9.如权利要求8所述的热泵式空调，其中所述用于制热和制冷的室外单元包括多个压缩机。
10.如权利要求9所述的热泵式空调，其中一共用收集器将所述压缩机相互连接。
11.一种热泵式空调，包括：
至少一个用于制热和制冷的室外单元，其具有压缩机、四通阀和室外热交换器；
至少一个用于制热和制冷的室内单元，其通过制冷剂管连接到所述用于制热和制冷的室外单元；以及
仅用于制冷的室外单元，其独立于所述用于制热利制冷的室外单元安装，当在制冷模式下需要给所述用于制热和制冷的室外单元的制冷容量提供附加的制冷容量时，该仅用于制冷的室外单元补充该热泵式空调的制冷容量。
12.如权利要求11所述的热泵式空调，其中该仪用于制冷的室外单元包括：
附加的压缩机；以及
附加的室外热交换器。
13.如权利要求12所述的热泵式空调，其中该仅用于制冷的室外单元还包括阀装置，该阀装置用于开启和关闭连接到所述用于制热和制冷的室内单元的通道。
14.如权利要求13所述的热泵式空调，其中该阀装置包括电子膨胀阀，该电子膨胀阀在制冷模式下开启，以使从该附加的室外热交换器引入的制冷剂膨胀，并在制热模式下关闭，以防止从该附加的室外热交换器引入制冷剂。
15.如权利要求14所述的热泵式空调，其中该仪用于制冷的室外单元还包括止回阀，该止回阀安装在该附加的压缩机的排出通道中，以防止制冷剂向该附加的压缩机回流。
16.如权利要求15所述的热泵式空调，其中该仅用于制冷的室外单元还包括收集器，该收集器安装到该附加的压缩机的入口，以从吸入到该附加的压缩机的制冷剂中收集液态制冷剂。
17.如权利要求11所述的热泵式空调，其中所述用于制热和制冷的室外单元还包括膨胀阀，所述膨胀阀用于在制冷模式下使穿过所述室外热交换器的制冷剂膨胀。
18.如权利要求17所述的热泵式空调，其中所述用于制热和制冷的室外单元包括多个压缩机。
19.如权利要求18所述的热泵式空调，其中所述多个压缩机连接到一共用收集器。
20.一种热泵式空调，包括：
至少一个用于制热和制冷的室外单元，其具有压缩机、四通阀和室外热交换器；
至少一个用于制热和制冷的室内单元，其通过制冷剂管连接到所述用于制热和制冷的室外单元；
仅用于制冷的室外单元，其独立于所述用于制热和制冷的室外单元安装，当在制冷模式下需要给所述用于制热和制冷的室外单元的制冷容量增加附加的制冷容量时，该仅用于制冷的室外单元补充该热泵式空调的附加的制冷容量；以及
阀装置，其用于开启和关闭连接到所述用于制热和制冷的室内单元的通道。
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