CN1920421A - 储热式空调机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及储热式空调机，尤其涉及一种其中冷热在夜间产生并存储在箱中、在白天使用冷热冷却房间的储热式空调机。为此，该储热式空调机包括室外单元，该单元具有用于进行热交换的室外换热器，和至少一个用于压缩制冷剂的压缩机；室内单元，该单元具有至少一个用于进行热交换的室内换热器；用于存储能量的储热单元，该单元具有多个用于进行热交换的储热换热器；以及功能单元，该单元用于根据操作状态选择性地控制在室外单元、室内单元和储热单元之间的制冷剂流；以及阀控制器，用于对各阀的操作进行整体控制。

Description

储热式空调机
技术领域
本发明涉及空调机，尤其涉及一种储热式空调机，其中冷热在夜晚产生并存储在容器中从而在白天使用该冷热冷却房间。
背景技术
一般地，空调机是借助制冷剂的制冷循环冷却或加热房间的装置，其具有压缩机、四通阀、室外换热器(冷凝器或蒸发器)、膨胀装置和室内换热器，从而为用户提供舒适的室内环境。
目前，为了在白天人们使用较多公用电源的情况下节省公用电源成本，储热式空调机也用于通过使用冰的冷凝热源进行冷却的房间中，所述冰的冷凝热源在夜晚人们使用较少公用电源的情况下产生。
图1示出示例性相关技术储热式空调机的示意图。
参照图1，相关技术储热式空调机设置有室外单元3、储热单元10和室内单元20。
室外单元3设置有用于压缩制冷剂的压缩机1，和用于通过压缩机1使制冷剂压缩从而流动以进行热交换的室外换热器2。
储热单元10设置在室外单元3的一侧上以暂时地存储能量。储热单元10设置有其中含有储热物质的储热箱11，用于循环储热箱11中的水的水泵12，在水和制冷剂之间进行热交换的换热器13，和促使制冷剂流动的制冷剂泵14。换热器13连接于储热箱11的一端，并且具有在水泵12的作用下从储热箱11穿过其中循环的冷水。
同时，室内单元20安装在需要冷却的房间中，并且设置有用于进行热交换的室内换热器21，和用于使导入室内换热器21的制冷剂膨胀的膨胀装置22。
相关技术的储热式空调机夜间在储热单元10的储热箱11中制成冰，并且在公用电源消耗很多的白天(例如，13:00～16:00)通过使用在储热箱11中由此制成的冰冷却房间。
在这种情况下，压缩机1是固定的，冷却剂泵14循环制冷剂。因此，在这种情况下的冷却剂循环中，冷却剂通过冷却剂泵14被供给至室内单元20。因此，供给至室内单元20的冷却剂穿过膨胀装置22，然后与用作蒸发器的室内换热器21中的空气交换热量。在这种情况下，由于室内换热器21吸收空气中的热量，从而降低吹过室内换热器21的空气的温度，所以房间被冷却。
制冷剂吸收室内换热器中被导入储热箱11的热量，然后将热量排放至换热器13的冷却水，从而再次返回至冷却制冷剂。冷却制冷剂随后被导入制冷剂泵14以完成循环。
不过，相关技术的储热式空调机具有下述问题。
相关技术的储热式空调机具有制成为一个单元的室外单元3和储热单元。因此，各个部件的分离难以完成。
而且，由于储热单元10具有通过使用存储的热量冷却房间所需的所有单元，诸如冷却剂泵14等，从储热箱11和换热器13开始，安装在其中，所以组装和安装比较困难，对其的维修也是非常不方便的。
发明内容
技术问题
因此，本发明的目的是提供一种储热式空调机，该空调机基本上消除由于相关技术的限制和缺点导致的一个或多个问题。
本发明的一个目的是提供一种储热式空调机，该空调机允许简单的组装/拆卸和维护，并且可改善房间冷却的效率。
本发明的其他优点、目的和特征部分将在随后的说明书中得以阐述，并且部分在本领域技术人员研究下述内容时变得清楚明了，或者可通过本发明的实践而得知。本发明的目的或其他优点可通过在随后的说明书、权利要求以及附图中特定指出的结构得以实现和获得。
技术方案
为了实现这些目的和其他优点并且根据本发明的目的，如这里所实施和广义描述的，一种储热式空调机包括：室外单元，该单元具有用于进行热交换的室外换热器，和至少一个用于压缩制冷剂的压缩机；室内单元，该单元具有多个用于进行热交换的室内换热器；用于储存能量的储热单元，所述储热单元具有多个用于进行热交换的储热换热器；和功能单元，该单元具有根据操作模式选择性地控制在所述室外单元、室内单元和储热单元之间的制冷机流的多个阀，以及用于整体控制所述各阀操作的阀控制器。
在本发明的另一方面，一种储热式空调机包括：室外单元，该单元具有用于进行热交换的室外换热器，和至少一个用于压缩制冷剂的压缩机；室内单元，该单元具有多个用于进行热交换的室内换热器，分别用于使导入所述室内换热器的制冷剂膨胀的多个室内膨胀装置，和用于控制所述室内膨胀装置操作的室内控制器；用于通过由所述储热换热器执行的热交换储存能量的储热单元，所述储热单元具有多个用于进行热交换的储热换热器，分别用于使导入所述室内换热器的制冷剂膨胀的多个储热膨胀装置，和用于控制所述储热膨胀装置操作的储热控制器；功能单元，该单元具有第一辅助泵，该泵的一侧连接于与所述储热单元的储热换热器连接的管道线路，另一侧连接于与所述室内单元连接的管道线路，用于将在所述储热单元进行热交换的制冷剂泵送至所述室内单元；辅助换热器单元，该单元用于对在所述室内单元处进行热交换的制冷剂再次进行热交换，并且供给至所述储热单元，从而在其间进行循环；多个阀，用于选择性地控制所述室外单元、所述室内单元、所述储热单元、所述第一辅助泵和所述辅助换热器单元；以及阀控制器，用于控制所述各阀的操作。
有利效果
因此，由于本发明的储热式空调机具有分别设置的室外单元、室内单元、储热单元和功能单元，并且连接在一起，所以各单元的连接/分离是容易的。
功能单元与储热单元的容易连接/断开允许将功能单元和储热单元甚至连接到现有空调机上。
而且，本发明的储热式空调机被控制成只使得多个储热换热器中的一些换热器根据室内换热器上的负荷自动地进行操作。因此，本发明的储热式空调机的优势在于，与相关技术的空调机相比可节省能量，在相关技术的空调机中的大功率储热换热器在不考虑多个室内单元进行的操作数量的情况下进行操作。
应该理解，本发明的上述总体描述和随后的详细说明是示例性的和解释性的，意在对要求保护的发明提供进一步的说明。
附图说明
附图可提供对本发明的深入理解，结合入本申请中并构成本申请的一部分，附图示出了本发明的(各)实施例，与说明书一起用于解释本发明的原理。在附图中：
图1示意性地示出相关储热式空调机的示意图；
图2示出建筑物的鸟瞰视图，表示根据本发明优选实施例的储热式空调机的安装情况；
图3示出根据本发明优选实施例的储热式空调机的示意图；
图4示意性地示出用于控制功能单元中各阀的系统的框图；
图5示意性地示出根据本发明优选实施例的用于控制室内单元和储热单元的系统的框图；
图6示意性地示出根据本发明另一优选实施例的用于控制室内单元和储热单元的系统的框图；
图7示出根据本发明优选实施例的储热式空调机在“储热模式”下的制冷剂流的示意图；
图8示出根据本发明优选实施例的储热式空调机在“由储热冷却房间模式”下的制冷剂流的示意图；
图9示出根据本发明优选实施例的储热式空调机在“直接房间冷却模式”下的储热式空调机的制冷剂流的示意图；
图10示出根据本发明优选实施例的储热式空调机在“储热模式”下的p-h图；以及
图11示出根据本发明优选实施例的储热式空调机的示意图。
具体实施方式
下面将详细参照本发明的优选实施例，其实例示出在附图中。在可能的情况下，相同的附图标记将在整个附图中使用，以指代相同或类似的部件。
图2示出建筑物的鸟瞰视图，表示根据本发明优选实施例的储热式空调机的安装情况。
参照图2，在建筑物的外侧上，具有储热式空调机的室外单元100、功能单元200和储热单元300，它们相互独立地进行安装，每个都通过管道连接于建筑物中的室内单元400。
还安装有一个或多个室内单元400。各种类型的室内单元400分别安装在房间内，从而可以单独或整体地进行操作。在建筑物中可具有分配头450，以将制冷剂分配到多个室内单元400中。
图3示出根据本发明优选实施例的储热式空调机的示意图。
参照图3，室外单元包括压缩制冷剂的压缩机110和用于在制冷剂与环境空气之间进行热交换的室外换热器120。
可设置一个或多个压缩机110，从而将制冷剂压缩为高温和高压。虽然可以只设置一个压缩机110以压缩制冷剂，但是也可将以恒速操作的恒速压缩机和作为可变热泵的逆变器压缩机设置为一对，从而根据其上的负荷进行操作。
在压缩机110的一侧上，具有存储器130。存储器130收集来自压缩机110的制冷剂的液体制冷剂，从而只将气体制冷剂导入压缩机110。
详细地说，在导入存储器130中的制冷剂中，还没有蒸发而遗留为液体的液体制冷剂仍然由于密度的原因保持在存储器130的下侧上，只将存储器130上侧上的气体制冷剂导入压缩机110。
气体制冷剂由此与液体制冷剂分离，因为如果还没有蒸发但是遗留为液体的液体制冷剂被直接导入压缩机110，那么将制冷剂压缩至高温、高压制冷剂的压缩机110上的负荷增加，从而导致对压缩机110造成损坏。
室外单元100具有四通阀140，该四通阀具有多个连接于此的管线，从而能够相互连通。该四通阀140用于根据冷却/加热操作改变制冷剂流动，并且具有与压缩机110的出口、存储器130的入口、室外换热器120和功能单元200或室内单元400相连的端口。
在室外单元120的出口侧上，具有室外膨胀装置150，以控制通过室外换热器120的制冷剂的流率。
室外单元100连接于功能单元120。因此，室外低压连接件160设置在连接于四通阀140的管线处，室外高压连接件162设置在室外膨胀装置150的一侧上。
当然，室外单元100可直接连接于室内单元400。也就是，室外低压连接件160连接于后文所述的室内低压流动线路412，室外高压连接件162可连接于后文所述的室内高压流动线路410。
功能单元200安装在室外单元100的一侧上，并根据操作状态控制制冷剂的流动。
功能单元200具有辅助流动线路210，该线路设置有辅助换热器212和在辅助换热器212一侧上、用于促使制冷剂流动的辅助泵214。
辅助换热器212使热量在制冷剂与室外空气之间进行交换，类似于换热器120，当使用储热单元300时可进行选择性地操作。也就是，当存储在储热单元300中的能量被使用的情况下，辅助换热器212只根据室内单元400的功率或者所需温度的情况下才被使用。
辅助泵214促使制冷剂流导入辅助线路210和辅助换热器212，然后压缩制冷剂。第一四通阀215安装在辅助换热器212与辅助泵214之间。
第一阀216和第二阀218安装在辅助线路210的两端，并且分别用于打开/关闭辅助线路210。
功能单元200的一端连接于室外单元100从而与其连通。详细地说，功能单元200具有与室外单元100的室外低压连接件160相连接的功能低压连接件220，和与室外单元100的室外高压连接件162相连接的功能高压连接件222。
在功能单元200中，第三阀224和第四阀226安装在从功能高压连接件222延伸出来的直线上。液体流动线路240从第三阀224和第四阀226中分支出来。也就是，第三阀224和第四阀226安装在液体流动线路的两端，用于控制制冷剂流动。
液体流动线路240是一通道，其在空调机在储热单元300上发挥作用的情况下，将制冷剂流从储热单元300导引至室内单元400。也就是，液体流动线路240用作在储热房间冷却模式下将制冷剂从储热单元300导引至室内单元400的通道。
液体流动线路240具有由第二四通阀242控制的入口和出口。
干燥器244安装在液体流动线路240上，用于移除液体流动线路240中的制冷剂的潮气。
在干燥器244的一侧具有液体泵246，用于促使制冷剂在液体流动线路240中流动，尤其当空调机在储热单元300上运行时。
在液体泵246的一侧上，设置有将气体制冷剂与液体制冷剂分离开的接收器248。
更详细地说，接收器248容纳室外单元100的过剩制冷剂，只使液体制冷剂流动。也就是，在“储热房间冷却模式”下，接收器248只使液体制冷剂流动至储热单元300。
第四阀226具有连接于高压储热连接件250的一侧。高压储热连接件250连接于储热单元300的管道线路的一端。
在功能单元200中，第五阀252安装在第三阀224与第四阀226之间的管道线路上。第五阀252与室内高压流动线路410相连，该线路与后文所述的室内单元400相连。
功能单元200通过室内高压流动线路410和室内低压流动线路412连接于室内单元400。功能单元200具有分别连接于室内高压流动线路410和室内低压线路412的室内高压连接件262和室内低压连接件260。
室内低压连接件260是连接于室内单元400的管道线路的部分，相对低压的制冷剂在房间冷却时流入其中，室内高压连接件262是连接于室内单元400的管道线路的部分，相对高压的制冷剂在房间冷却时流入其中。
关闭阀270安装在室内低压连接件260的一侧上，用于选择性地关闭室内单元400与功能单元200之间的制冷剂流动。
功能单元200接受来自储热单元300穿过与第二阀218连接的低压储热连接件272的制冷剂。
储热单元300连接于功能单元200，储热单元300与功能单元200之间的制冷剂流由第二阀218和第四阀226进行控制。
储热单元300具有设置在其间用于保持储热物质的储热箱310。因此，随着储热物质被加热或被冷却，热量存储到储热箱310中。储热箱310中的储热物质存储能量，优选地使用高密度的水H2O。
在储热箱310中具有储热换热器320。两个储热换热器320设置于此，用于在其中的制冷剂与储热箱310外侧上的储热物质之间进行热交换。也就是，储热换热器320包括第一储热换热器322和第二储热换热器324，从而根据储热换热器320中的制冷剂的温度加热或冷却储热箱310中的储热物质。
第一储热膨胀装置330安装在第一储热换热器322的一侧上，第二储热膨胀装置322安装在第二储热换热器324的一侧上。第一储热膨胀装置330和第二储热膨胀装置332控制到达储热单元300的制冷剂流率，并且使制冷剂膨胀为低温和低压。
各种类型的阀，诸如被称为LEV(线性膨胀阀)的电子膨胀阀、电磁膨胀阀等都可用作第一储热膨胀装置330和第二储热膨胀装置332。
因此，在储热模式下，第一储热膨胀装置330和第二储热膨胀装置332使在室外换热器120处冷凝的制冷剂绝热膨胀，从而降低制冷剂的温度和压力，并且将适于负荷的制冷剂流率输送至储热换热器320。
优选地，第一储热膨胀装置330和第二储热膨胀装置332调节各阀的开口，从而主动调节受压缩制冷剂的流率。
室内单元400包括进行热交换的室内换热器，和使制冷剂膨胀并且控制制冷剂流率的室内膨胀装置430。
设置有一个或两个室内单元400，该单元具有冷却或加热房间空间的适当功率。
室内膨胀装置430是类似于第一储热膨胀装置330和第二储热膨胀装置332的LEV。因此，在“直接房间冷却模式”下，室内膨胀装置430使在室外换热器120处凝结的制冷剂绝热膨胀，从而降低制冷剂的温度和压力，并且将适于负荷的制冷剂流率输送至储热换热器420。
同时，功能单元200中的多个阀优选地通过阀控制器510自动地开启/关闭。也就是，第一阀216、第二阀218、第三阀224、第四阀226、第五阀252和关闭阀270根据操作状态进行选择性地开启/关闭，并且由阀控制器510自动地控制。阀控制器510受主控制器500的控制，该主控制器控制储热式空调机的总体操作。也就是，主控制器500根据选定的操作模式向阀控制器510提供操作模式信息，阀控制器510根据来自主控制器500的操作模式信息控制各阀从而控制流向/流自各种单元的制冷剂。
优选地，除了阀216、218、224、226、252和270，阀控制器510还控制其他单元的操作，诸如功能单元200中的第一四通阀215、第二四通阀242等。
参照图5，多个室内膨胀装置430由室内控制器控制。多个储热膨胀装置330和332由储热控制器530控制。
第一室内膨胀装置432、第二室内膨胀装置434和第三室内膨胀装置436连接于室内控制器520。因此，第一室内膨胀装置432、第二室内膨胀装置434和第三室内膨胀装置436由室内控制器520单独地控制。
第一储热膨胀装置330和第二储热膨胀装置332连接于储热控制器520。因此，第一储热膨胀装置330和第二储热膨胀装置332由储热控制器530单独地开启/关闭。
储热控制器530根据多个室内换热器422、424和426上的负荷选择性地开启/关闭多个储热膨胀装置330、332。因此，优选地，室内控制器520和储热控制器530由主控制器500自动地控制。
主控制器500是用于总体控制储热式空调机的操作的微型计算机，其中，进行操作的许多室内单元被检测到以计算总负荷，并且根据负荷向储热控制器530发出控制命令。也就是，如果所有的室内换热器420处于操作状态，那么主控制器500使所有的储热换热器320进行操作，如果只有一些室内换热器420进行操作，那么主控制器500计算负荷以确定要进行操作的储热换热器320的数量，并且选择性地开启/关闭储热膨胀装置330和332。
因此，当在后文所述的“由储热冷却房间模式”下室内单元400上的负荷相对较低时，只有某些储热换热器320进行操作，当室内单元400上的负荷高时，所有的储热换热器320进行操作，从而实现根据负荷的储热换热器320的操作。
更详细地说，因为如果所有的第一室内换热器422、第二室内换热器424和第三室内换热器426进行操作那么就需要相对高的负荷，所以储热控制器530据此控制开启所有的第一储热膨胀装置330和第二储热膨胀装置332，在这种情况下，第一储热换热器322和第二储热换热器324二者进行操作。
与此相对，在多个室内单元400中，如果只有第一室内换热器422和第二室内换热器424进行操作那么所需的负荷相对较低，主控制器500向储热控制器530提供室内单元400的这一操作状态，并且储热控制器530根据这一信息只打开第一储热膨胀装置330。
然后，制冷剂不流向第二储热换热器324，从而只在第一储热换热器322处进行热交换。
虽然上述储热式空调机示出安装在一个储热箱310中的储热单元300的多个储热换热器320作为实例，但是所有的多个储热换热器320可不安装在一个储热箱310中，而是如图6所示，可单独地安装。也就是，储热箱310也可具有第一储热箱310a和第二储热箱310b，第一储热换热器322和第二储热换热器324可分别安装在第一储热箱310a和第二储热箱310b。
下面将以房间冷却为例说明储热式空调机的操作。
首先，将参照图7说明本发明的储热式空调机在“储热模式”下发挥作用。
在“储热模式”下，意在事先在夜间，即在能量消耗较低的期间将能量存储到储热单元300中，更具体地说，意在改变容纳在储热单元300的储热箱310中的储热物质的相位(如果储热物质是水，则制成冰)。
更详细地说，如果用户选择“储热模式”，主控制器500向阀控制器510提供这种信息(选择“储热模式”的信息)。
随后，阀控制器510控制以使制冷剂流过室内低压流动线路412，室内高压流动线路410由关闭阀270和第五阀252切断，从而停止制冷剂在室内单元400和功能单元200之间流动。第一阀216和第二阀218停止被导向辅助流动线路210的制冷剂流，第三阀224和第四阀225切断流体流线路240。
因此，如箭头所示，制冷剂被压缩机110压缩为高压，并且穿过四通阀140被导入室外换热器120。
一般地，由于室外换热器120安装在建筑物的外侧上，所以流经室外换热器120内部的制冷剂与建筑物外侧的空气交换热量。
由于处于“储热模式”，所以室外换热器120中的制冷剂向建筑物外部的空气排放热量。也就是，由于室外换热器120用作冷凝器，所以制冷剂借助与建筑物外部的空气的热交换而进行冷却，从而变为液体制冷剂(当然，并非完全的液体制冷剂)。
随后，制冷剂从室外换热单元120排出，通过室外膨胀装置150，然后被导入功能单元200。
随后，制冷剂被导入储热单元300。也就是，由于液体流动线路240被第三阀224和第四阀226切断，所以被导入功能单元200的制冷剂直接穿过高压储热连接件250流入储热单元300。
被导入储热单元300的制冷剂一分为二，然后分别穿过第一储热膨胀装置330和第二储热膨胀装置332。穿过第一储热膨胀装置330和第二储热膨胀装置332的制冷剂在膨胀作用下变得相对低温和低压，更优选地变为温度低于零的制冷剂。
穿过第一储热膨胀装置330和第二储热膨胀装置332的制冷剂随着制冷剂穿过第一储热换热器322和第二储热换热器324而进行热交换。在这种情况下，第一储热换热器322和第二储热换热器324用作蒸发器，从而降低容纳在储热箱310中的储热物质的温度，最后改变储热箱310中的储热物质的相位(凝结)。也就是，储热箱310中的储热物质的温度被降低，从储热换热器320的外周开始逐渐进行相位变化(凝结)。
制冷剂的热量随着制冷剂穿过储热换热器320而被消散，随后制冷剂蒸发为气体，并且穿过低压储热连接件272导入功能单元200。因此第二阀218和第一阀216切断导入辅助流动线路210的流动线路，所以导入功能单元200的冷却剂没有穿过辅助流动线路210，但是通过功能低压连接件220和室外低压连接件160被导入室外单元100。被导入室外单元100的制冷剂通过四通阀140被导入存储器130。
存储器130过滤液体状态的制冷剂，只是将气体状态的冷却剂导入压缩机110。
根据上述步骤，“储热模式”的循环完成，在“储热模式”下，相位变化在储热单元300的储热箱310中逐步进行(如果储热物质是水，那么将形成冰)。
图8示出在“由储热冷却房间模式”下的制冷剂流动。也就是，示出由上述“储热模式”通过使用能量存储而冷却房间的过程。
“由储热冷却房间模式”大部分用于能量消耗较大的白天，从而通过使用夜间存储的能量冷却房间。
在这种情况下，制冷剂流过功能单元200、储热单元300和室内单元400，并且在室外单元100处停下。也就是，阀控制器510控制第一阀216和第三阀224以切断朝向室外单元100的制冷剂流，并且允许制冷剂流向辅助流动线路210和液体流动线路240。第二阀218被控制切断连接于第一阀216的流动线路，打开导引至辅助流动线路210和低压储热连接件272的流动线路。第四阀226被控制切断连接于第五阀252的流动线路，打开引导至液体路动线路240和高压储热连接件250的流动线路。第五阀252打开导引至室内高压流动线路410的流动线路，切断连接于第四阀226的流动线路。关闭阀270被开启。
首先，将说明通过高压储热连接件250导入功能单元200的制冷剂。
在这种情况下，由于液体流动线路240由第三阀224和第四阀226打开，所以从储热单元300导引至功能单元200的制冷剂流过液体流动线路240。
液体泵246推进穿过液体流动线路240的制冷剂流。因此，流过液体流动线路240的制冷剂随着其穿过接收器248和液体泵246而使其中的潮气和气体制冷剂被移除。
更详细地说，接收器248移除气体制冷剂，干燥器244移除制冷剂的潮气。
因此，穿过液体流动线路240的液体制冷剂相继穿过第二四通阀242、第三阀224和第五阀225，并且穿过室内高压连接件262导入室内单元400。
由于具有多个室内单元400，所以从功能单元200中供给的制冷剂平均地分配至室内单元400。导入室内单元400的制冷剂分别穿过多个室内膨胀装置430。
穿过室内膨胀装置430的制冷剂变为低压，被导入室内换热器420并且在此处进行热交换。也就是，在流过室内换热器420内部的制冷剂与室内空气之间进行热交换，当室内换热器420用作蒸发器时，制冷剂从室内空气中抽取热量。
因此，随着制冷剂穿过室内换热器420，制冷剂被蒸发为气体状态，并且室内空气被从中抽取从而冷却房间。
来自室内换热器420的制冷剂由室内低压流动线路导引穿过室内低压连接件260进入功能单元200。在这种情况下，穿过关闭阀270的制冷剂穿过第一阀216被导入辅助流动线路210，被导入辅助流动线路210的制冷剂通过辅助泵214促使流入辅助换热器212。
辅助换热器212是小型换热器，用作冷凝器。因此，穿过辅助换热器212的制冷剂的温度由辅助换热器212降低。
穿过辅助换热器212的制冷剂顺序穿过第二阀218和低压储热连接件272，并且被导入储热单元300。被导入储热单元300的制冷剂穿过储热换热器320。
热交换在储热换热器320处进行。也就是，在储热换热器320的制冷剂与储热箱310的储热物质(冰)之间进行热交换。因此，储热箱310的储热物质(冰)从储热换热器320中的制冷剂吸取热量并且被融化，通过该过程，穿过储热换热器320内部的制冷剂变为低温。
从储热换热器320排出的制冷剂被再次通过高压储热连接件250导入功能单元。
根据上述步骤，完成“由储热冷却房间模式”的循环，从而冷却房间。
如上所述，在“由储热冷却房间模式”下，主控制器500向储热控制器530提供室内单元400的负荷上的信息，即，室内换热器420的操作负荷，从而控制储热单元300的储热膨胀装置330和332，由此根据负荷进行操作。
图10示出“直接房间冷却模式”，在该模式下，房间没有通过使用储热单元300而是通过使用室外单元100直接冷却。
在直接冷却模式下，阀控制器510进行控制从而使关闭阀270被打开，第一阀216和第二阀218切断导入辅助流动线路210的流动线路。阀控制器510也进行控制从而使第三阀224和第四阀226切断导入液体流动线路240的流动线路。阀控制器510也进行控制从而使第五阀252切断连接于第四阀226的流动线路，并打开连接于室内高压流动线路410的流动线路。
在使压缩机110开始运行时，来自压缩机110的高压制冷剂通过四通阀140导入室外换热器120。由于室外换热器120用作冷凝器，所以室外空气从制冷剂吸取热量，从而使制冷剂变为低温液体制冷剂。
穿过室外换热器120的制冷剂穿过室外膨胀装置150并且导入功能单元200。导入功能单元200的制冷剂顺序地穿过第三阀224、第五阀252和室内高压连接件262，然后被直接导入室内单元400。也就是，流入储热单元300的制冷剂被切断。
由于具有多个室内单元400，所以从功能单元200中供给的制冷剂平均地分配至室内单元400。导入室内单元400的制冷剂分别穿过多个室内膨胀装置430。
穿过室内膨胀装置430的制冷剂变为低压，被导入室内换热器420并且在此处进行热交换。也就是，在流过室内换热器420内部的制冷剂与室内空气之间进行热交换，当室内换热器420用作蒸发器时，制冷剂从室内空气中抽取热量。
因此，随着制冷剂穿过室内换热器420，制冷剂被蒸发为气体状态，并且室内空气被从中抽取从而冷却房间。这与上面所述的“由储热冷却房间模式”下的室内单元400的运行相同。
来自室内换热器420的制冷剂由室内低压流动线路导引穿过室内低压连接件260进入功能单元200。在这种情况下，穿过关闭阀270的制冷剂穿过第一阀216被导入辅助流动线路210，被导入辅助流动线路210的制冷剂通过辅助泵214促使流入辅助换热器212。
在这种情况下，由于关闭阀270被打开，所以第一阀216切断流至辅助流动线路210的制冷剂流，被导入功能单元200的制冷剂穿过功能低压连接件220和室外低压连接件160被导入室外单元100。
导入室外单元100的制冷剂通过四通阀140被导入存储器130。存储器130使液体状态的制冷剂从制冷剂中过滤出来，只将气体状态的制冷剂导入压缩机110。
根据上述步骤，“直接房间冷却模式”完成。
图10示意性地示出图7中的“储热模式”下的p-h图。
①和②分别标示在压缩机之前和之后的状态，③和④分别标示用作冷凝器的室外换热器120的入口和出口处的状态。也就是，制冷剂压力在压缩机110处升高，在热交换进行期间在室外换热器120处没有压力变化，但是在温度的变化下会产生晗h的变化。
附图标记⑤标示被导入功能单元200的制冷剂的状态，⑥和⑦分别标示在储热换热器320之前和之后的制冷剂的状态。
更详细地说，制冷剂随着通过室内热膨胀装置430(⑤→⑥)产生压降。在用作蒸发器的储热换热器320中没有压力变化，在这一过程期间，焓h由于制冷剂温度的增加而增加。没有解释的附图标记⑧标示从功能单元200导入室外单元100的制冷剂的状态。
同时，虽然上述说明书已经以本发明的储热式空调机的冷却操作为基础，但是储热式空调机可用于加热房间。
也就是，作为实例，虽然上述说明书示出了储热单元300的储热箱310在夜间用作房间冷却储热箱从而改变用于房间冷却的储热物质的相位(制冰)的情况，但是制冷剂流可以逆转，从而将储热箱310用作房间加热储热箱。
在这种情况下，储热箱310中的储热物质的温度上升至高温从而积蓄热能，房间在白天通过使用热能进行加热。
或者，可选择地，房间冷却储热箱和房间加热储热箱可分离地设置，从而在房间冷却过程中使用房间冷却储热箱，以及在房间加热过程中使用房间加热储热箱。
由于房间冷却和房间加热系统的操作原则与一般的房间冷却/加热空调机的操作原理相同，所以详细的说明将被省略。
室外单元100和储热单元300可根据建筑物的强度或用户的方便程度安装在各个位置。
同时，图11示出根据本发明另一优选实施例的储热式空调机的示意图。第二实施例储热式空调机的基本系统与上述实施例相同，除了第二实施例储热式空调机在室外单元100中具有两个压缩机110。
也就是，本实施例的室外单元100的压缩机110包括以固定速度运行的恒速压缩机110a，和作为可变速热泵的逆变压缩机110b，这两个压缩机作为一对，用于提供随负荷变化的功率。
优选地，涡形压缩机(scroll compressor)用作具有低噪声和良好效率的压缩机110，尤其，逆变涡形压缩机用作逆变压缩机110b，其转速根据负荷进行控制。因此，如果在低负荷下使用的室内换热器420的数量较小，那么逆变压缩机110b首先进行操作，如果负荷逐渐增加至仅使用逆变压缩机110b不能支撑负荷的程度，那么恒速压缩机110a额外地进行操作，从而增加制冷剂的压缩功率。
如果压缩机包括恒速压缩机110a和逆变压缩机110b从而根据室内单元400的负荷选择性地进行操作，那么与总是需要操作一个大功率恒速压缩机的情况相比，动力可被减小。
当然，虽然逆变压缩机110b和恒速压缩机110a优选地选择性地用作压缩机110，但是与此不同的是，可只使用两个或超过两个的恒速压缩机，或者只使用两个或超过两个的逆变压缩机。
工业实用性
如上所述，本发明的储热式空调机具有分离设置的室外单元、室内单元、储热单元和功能单元，它们相互连接。
因此，由于各单元的连接/断开容易进行，所以本发明改善了终端用户使用的方便性。也就是，功能单元和储热单元的容易连接/断开允许甚至将功能单元和储热单元连接至现有空调机。
而且，储热单元在储热箱中具有多个储热换热器。因此，与储热物质的接触面积与只使用一个储热换热器的情况相比得以增加，由此改善了热交换效率。
而且，本发明的储热式空调机被控制为使得多个储热换热器中的一些根据室内换热器上的负荷自动地进行操作。因此，本发明的储热式空调机的优势在于，与大功率储热换热器的操作不考虑多个室内单元操作的数量的相关技术空调机相比，可节省能量。

Claims (20)

1、一种储热式空调机，包括：
室外单元，该单元具有用于进行热交换的室外换热器，和至少一个用于压缩制冷剂的压缩机；
室内单元，该单元具有多个用于进行热交换的室内换热器；
用于储存能量的储热单元，所述储热单元具有多个用于进行热交换的储热换热器；以及
功能单元，该单元具有根据操作模式选择性地控制所述室外单元、室内单元和储热单元之间的制冷剂流动的多个阀，以及用于整体控制所述各阀操作的阀控制器。
2、根据权利要求1所述的储热式空调机，其中，所述功能单元还包括：
第一辅助泵，该泵的一侧连接于与所述储热单元的储热换热器连接的管道线路，另一侧连接于与所述室内单元连接的管道线路，用于将在所述储热单元进行热交换的制冷剂泵送至所述室内单元，以及
辅助换热器单元，该单元用于对在所述室内单元处进行热交换的制冷剂再次进行热交换，并且供给至所述储热单元，从而在其间进行循环。
3、根据权利要求2所述的储热式空调机，其中，所述辅助换热器单元包括：
辅助流动线路，该线路的一端连接于与所述室内单元连接的管道线路，另一端连接于所述储热单元的储热换热器，
辅助换热器，用于与流过所述辅助流动线路的制冷剂进行热交换，以及
第二辅助泵，用于强制制冷剂流通过所述辅助流动线路。
4、根据权利要求1所述的储热式空调机，其中，所述阀控制器连接于所述主控制器，所述主控制器对所述室外单元、所述室内单元和所述储热单元进行总体控制，从而从所述主控制器接收有关操作模式的信息。
5、根据权利要求1所述的储热式空调机，其中，所述阀控制器控制各阀，从而在储热模式下使制冷剂通过所述功能单元、所述室外单元和所述储热单元进行循环，从而将能量存储至所述储热单元。
6、根据权利要求1所述的储热式空调机，其中，所述阀控制器控制各阀，从而在由储热冷却/加热房间模式下使制冷剂通过所述功能单元、所述室外单元和所述储热单元进行循环，在由储热冷却/加热房间模式下的房间由所述储热单元中的存储能量进行调节。
7、根据权利要求1所述的储热式空调机，其中，所述阀控制器控制各阀，从而在直接房间冷却/加热模式下使制冷剂通过所述功能单元、所述室外单元和所述储热单元进行循环，在直接房间冷却/加热模式下的房间通过使用所述室内单元进行调节。
8、根据权利要求1所述的储热式空调机，其中，所述室内单元包括分别使导入所述室内换热器的制冷剂膨胀的多个室内膨胀装置和控制所述室内膨胀装置的操作的室内控制器。
9、根据权利要求1所述的储热式空调机，其中，所述室内单元包括分别使导入所述室内换热器的制冷剂膨胀的多个室内膨胀装置和控制所述室内膨胀装置的操作的储热控制器。
10、根据权利要求8所述的储热式空调机，其中，所述储热单元包括分别使导入所述储热换热器的制冷剂膨胀的多个储热膨胀装置，和根据所述室内单元的在操作状态下的室内换热器的数量控制所述储热膨胀装置的操作的储热控制器。
11、根据权利要求10所述的储热式空调机，其中，所述室内控制器和所述储热控制器由所述主控制器进行控制，该主控制器控制所述室外单元、所述室内单元、所述储热单元和所述功能单元的总体操作。
12、根据权利要求1所述的储热式空调机，其中，所述室外单元的压缩机包括至少一个恒速压缩机，该压缩机以固定速度进行操作。
13、根据权利要求1所述的储热式空调机，其中，所述室外单元的压缩机包括至少一个逆变压缩机，该压缩机以可变速度进行操作。
14、根据权利要求1所述的储热式空调机，其中，所述室外单元的压缩机包括至少一个恒速压缩机和至少一个以可变速度运行的逆变压缩机的结合。
15、根据权利要求14所述的储热式空调机，其中，所述恒速压缩机与所述逆变压缩机分离地驱动。
16、根据权利要求14所述的储热式空调机，其中，所述恒速压缩机与所述逆变压缩机同时进行驱动。
17、根据权利要求14所述的储热式空调机，其中，所述恒速压缩机和所述逆变压缩机根据在操作状态下的所述室内单元的室内换热器的数量进行选择性地操作。
18、一种储热式空调机，包括：
室外单元，该单元具有用于进行热交换的室外换热器，和至少一个用于压缩制冷剂的压缩机；
室内单元，该单元具有多个用于进行热交换的室内换热器，分别用于使导入所述室内换热器的制冷剂膨胀的多个室内膨胀装置，和用于控制所述室内膨胀装置操作的室内控制器；
用于通过由所述储热换热器执行的热交换储存能量的储热单元，所述储热单元具有多个用于进行热交换的储热换热器，分别用于使导入所述储热换热器的制冷剂膨胀的多个储热膨胀装置，和用于控制所述储热膨胀装置操作的储热控制器；以及
功能单元，该单元具有第一辅助泵，该泵的一侧连接于与所述储热单元的储热换热器连接的管道线路，另一侧连接于与所述室内单元连接的管道线路，用于将在所述储热单元进行热交换的制冷剂泵送至所述室内单元；辅助换热器单元，该单元用于对在所述室内单元处进行热交换的制冷剂再次进行热交换，并且供给至所述储热单元，从而在其间进行循环；多个阀，用于选择性地控制所述室外单元、所述室内单元、所述储热单元、所述第一辅助泵和所述辅助换热器单元；以及，阀控制器，用于控制所述各阀的操作。
19、根据权利要求18所述的储热式空调机，其中，所述室内控制器、所述储热控制器和所述阀控制器由主控制器进行控制，该主控制器控制所述室外单元、所述室内单元、所述储热单元和所述功能单元的总体操作。
20、根据权利要求18所述的储热式空调机，其中，所述储热控制器根据在所述室内单元中的处于运行状态下的室内储热换热器的数量选择性地开启/关闭各个储热膨胀装置。
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