CN214581886U - 一种空调换热结构、空调系统及空调内机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种空调换热结构、空调系统及空调内机。空调换热结构包括：串并联关系可调整的至少两个换热模块；针对包括两个换热模块的情况，第一换热模块的第一端通过第一阀门连接至第二换热模块的第一端，第一换热模块的第一端还连接至空调换热结构第一接口；第一换热模块的第二端通过第二阀门连接至空调换热结构第二接口，第一换热模块的第二端还依次通过第三阀门和第一节流装置连接至第二换热模块的第一端；第二换热模块的第二端连接至空调换热结构第二接口。本实用新型设置至少两个换热模块，通过控制阀门和节流装置，改变两个换热模块的连接关系且可实现换热模块状态变化，从而配合外机能保证在不同运行模式下满足用户舒适性需求。

Description

一种空调换热结构、空调系统及空调内机

技术领域

本实用新型涉及空调技术领域，具体而言，涉及一种空调换热结构、空调系统及空调内机。

背景技术

目前空调系统主要按制冷条件设计，空调内机中一般设置一个室内换热器，换热方式固定，存在以下问题：

(1)经过制冷出来的风，与人体温差较大，直吹人体，会导致用户不舒适；

(2)除湿采用制冷除湿，容易造成室内温度降低过多，导致用户不舒适；

(3)对于湿度要求低于40％以下的场合，现有空调难以满足。

针对现有技术中空调内机换热器的设置导致空调运行效果无法满足用户舒适性需求的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

实用新型内容

本实用新型实施例中提供一种空调换热结构、空调系统及空调内机，以解决现有技术中空调内机换热器的设置导致空调运行效果无法满足用户舒适性需求的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型实施例提供了一种空调换热结构，包括：至少两个换热模块，所述至少两个换热模块之间的串并联关系可调整；针对包括两个换热模块的情况，第一换热模块的第一端通过第一阀门连接至第二换热模块的第一端，所述第一换热模块的第一端还连接至所述空调换热结构的第一接口；所述第一换热模块的第二端通过第二阀门连接至所述空调换热结构的第二接口，所述第一换热模块的第二端还依次通过第三阀门和第一节流装置连接至所述第二换热模块的第一端；所述第二换热模块的第二端连接至所述空调换热结构的第二接口。

进一步地，每个所述换热模块均包括至少一个换热器，当所述换热模块包括两个或两个以上换热器时，所述两个或两个以上换热器相并联。

进一步地，所述空调换热结构的第一接口通过第二节流装置连接至空调外机或空调内机。

进一步地，所述空调换热结构的第二接口直接连接至压缩机的排气口，或者，所述空调换热结构的第二接口通过四通阀连接至压缩机。

进一步地，任意两个换热模块的换热面积之比满足：最大换热面积/最小换热面积≤9。

进一步地，所述至少两个换热模块共用风机。

本实用新型实施例提供了一种空调系统，包括：至少一个空调内机以及至少一个空调外机，所述空调内机或空调外机包括本实用新型实施例所述的空调换热结构。

进一步地，当所述空调系统包括两个或两个以上所述空调内机时，每个所述空调内机都通过各自对应的第二节流装置连接至所述空调外机中的室外换热器。

进一步地，当所述空调系统包括两个或两个以上空调外机时，所述两个或两个以上空调外机相并联。

进一步地，所述空调外机中包括至少一个压缩机。

本实用新型实施例提供了一种空调外机，包括：本实用新型实施例所述的空调换热结构。

应用本实用新型的技术方案，本实施例在空调换热结构设置至少两个换热模块，针对两个换热模块的情况，通过控制第一阀门、第二阀门、第三阀门和第一节流装置，能够改变两个换热模块的连接关系，且可实现换热模块制冷、制热的状态变化，从而配合空调外机能够保证在不同运行模式下满足用户舒适性需求。

附图说明

图1是本实用新型实施例一提供的空调内机的结构示意图；

图2是本实用新型实施例一提供的空调系统的结构示意图一；

图3A是本实用新型实施例一提供的空调系统的结构示意图二；

图3B是本实用新型实施例一提供的空调系统的结构示意图三；

图4是本实用新型实施例一提供的空调系统的结构示意图四；

图5是本实用新型实施例一提供的空调系统的结构示意图五；

图6是本实用新型实施例二提供的空调系统的结构示意图一；

图7是本实用新型实施例二提供的空调系统的结构示意图二；

图8是本实用新型实施例二提供的空调系统的结构示意图三；

图9是本实用新型实施例二提供的高频制冷模式的冷媒流路图；

图10是本实用新型实施例二提供的低频制冷模式的冷媒流路图；

图11是本实用新型实施例二提供的部分制冷模式的冷媒流路图；

图12是本实用新型实施例二提供的除湿再热模式的冷媒流路图；

图13是本实用新型实施例二提供的二次除湿模式的冷媒流路图；

图14是本实用新型实施例二提供的高频制热模式的冷媒流路图；

图15是本实用新型实施例二提供的第一化霜模式的冷媒流路图；

图16是本实用新型实施例二提供的第二化霜模式的冷媒流路图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例一

本实施例提供一种空调换热结构，该空调内机包括：至少两个换热模块，至少两个换热模块之间的串并联关系可调整。具体的，可以根据空调系统的运行模式来确定空调内机中上述至少两个换热模块的连接关系(例如串联和/或并联的关系)和运行状态(例如进行制冷、进行制热以及停止运行)，并通过控制相应器件来实现上述连接关系和运行状态，从而保证运行模式的高效性，满足用户舒适性需求。

下面以换热结构位于空调内机进行具体实施方式的描述，对于换热结构位于空调外机的情况也同样适用。

如图1所示，针对空调内机包括两个换热模块的情况，记为第一换热模块11和第二换热模块12。第一换热模块11的第一端通过第一阀门21连接至第二换热模块12的第一端，第一换热模块11的第一端还连接至空调换热结构的第一接口A。第一换热模块11的第二端通过第二阀门22连接至空调换热结构的第二接口B，第一换热模块11的第二端还依次通过第三阀门23和第一节流装置24连接至第二换热模块12的第一端。第二换热模块12的第二端连接至空调换热结构的第二接口B。

本实施例在空调换热结构设置至少两个换热模块，针对两个换热模块的情况，通过控制第一阀门21、第二阀门22、第三阀门23和第一节流装置24，能够改变两个换热模块的连接关系，且可实现换热模块制冷、制热的状态变化，从而配合空调外机能够保证在不同运行模式下满足用户舒适性需求。后续将结合附图进行具体说明。

上述至少两个换热模块可以共用第一风机25，从而减少空调内机中器件数量，降低成本和所占空间。第一风机可以是离心风机、轴流风机、混流风机或贯流风机等。

参考图2和图3A，空调换热结构的第一接口A可以通过第二节流装置31连接至室外换热器32。室外换热器对应设置有第二风机35。如图2所示，空调换热结构的第二接口B可以直接连接至压缩机33的排气口，图2所示的空调系统，能够实现制冷和除湿功能。如图3A所示，空调换热结构的第二接口B可以通过四通阀34连接至压缩机33，图3A所示的空调系统，通过四通阀的换向，能够实现制冷、除湿、制热和除霜功能。空调外机中的四通阀可以由多个开关阀或三通阀替代。

如图4所示，每个换热模块均包括至少一个换热器，当换热模块包括两个或两个以上换热器时，该两个或两个以上换热器相并联。需要说明的是，在同一空调内机中，不同的换热模块所包含的换热器个数可以相同，也可以不同。换热模块包括两个或两个以上换热器，能够提高制冷量或制热量，可应用于大冷量机组。

上述至少两个换热模块的换热面积需要保持在合理配比范围内，以便实现冷热量的均衡。具体的，任意两个换热模块的换热面积之比满足：最大换热面积/最小换热面积≤9。示例性的，对于空调内机包括两个换热模块的情况，两个换热模块的换热面积之比可以是1:1，也可以是3:1。在实际应用中，可以根据运行模式的需求选择合适换热面积的换热模块来执行对应的功能。

示例性的，控制第一换热模块和第二换热模块并联，且第一换热模块和第二换热模块均进行制冷，通过两条较短的分路同时制冷，能够实现较优的制冷能效。示例性的，第一换热模块处于断路状态，不参与换热，流过第一换热模块的空气未进行降温，第二换热模块降温除湿，两股风混合后，提高了送风温度，避免了空调风与人体温差过大的问题，提高了用户舒适性。示例性的，控制第一换热模块和第二换热模块串联，第一节流装置处于节流状态，第二换热模块进行制冷，起到降温除湿的作用，第一换热模块进行制热，起到回热功能，从而达到除湿不降温或少降温的目的。示例性的，控制第一换热模块和第二换热模块串联，且都进行制热，此时系统分路数相对于制冷模式减少，换热器的冷媒流速变大，换热系数提高，换热效果增强，同时流路的流程变长，减少换热温差，进一步增加换热效果，实现高效制热。

空调内机中换热模块的个数优选为2至5个。基于图2所示的两个换热模块的情况，当设置两个以上换热模块的时候，需要适应增加阀门和/或节流装置的数量以及适应改变一些连接关系，如图5所示，为空调内机包括三个换热模块的结构示意图，三个换热模块分别记为第一换热模块11、第二换热模块12和第三换热模块13，第一换热模块11的第一端通过第四阀门26连接至第二换热模块12的第一端，第一换热模块11的第一端还连接至空调换热结构的第一接口；第二换热模块12的第一端还通过第三节流装置27连接至第三换热模块13的第一端；第一换热模块11的第二端和第二换热模块12的第二端均通过第五阀门28连接至空调换热结构的第二接口，第三换热模块13的第二端直接连接至空调换热结构的第二接口。

本实用新型实施例中的节流装置可以是电子膨胀阀、热力膨胀阀、节流阀等具有流量调节功能的节流装置，也可以是毛细管。本实用新型实施例中的阀门可以是电磁阀、电子膨胀阀等具有开关功能的阀件。

需要说明的是，为了防止部分低成本的电磁阀出现反向泄漏问题，可以与电磁阀串联一个单向阀，示例性的，参考图3B，如果第一阀门21和第二阀门22都是电磁阀，可以在第一阀门21与第二换热模块12之间串联一个单向阀291，且该单向阀291仅允许冷媒从第一阀门21流向第二换热模块12的第一端，可以在第二阀门22与空调换热结构的第二接口之间串联一个单向阀292，且该单向阀292仅允许冷媒从第二阀门22流向空调换热结构的第二接口。

实施例二

本实施例提供一种空调系统，包括：至少一个空调内机以及至少一个空调外机，空调内机或外机包括上述实施例一所述的空调换热结构。在图2至图8中，室内侧为空调内机，室外侧为空调外机。

本实施例在空调换热结构设置至少两个换热模块，针对两个换热模块的情况，通过控制第一阀门、第二阀门、第三阀门和第一节流装置能够改变两个换热模块的连接关系，且可实现换热模块制冷、制热的状态变化，从而配合空调外机能够保证在不同运行模式下满足用户舒适性需求。后续将结合附图进行具体说明。

如图6所示，当空调系统包括两个或两个以上空调内机时，每个空调内机都通过各自对应的第二节流装置31连接至空调外机中的室外换热器32。可以理解的是，上述两个或两个以上空调内机构成并联的内机系统，能够同时为多区域进行空气调节。

如图7所示，当空调系统包括两个或两个以上空调外机时，两个或两个以上空调外机相并联。通过设置两个或两个以上相并联的空调外机，可以满足较大的冷量或热量需求。

如图8所示，空调外机中可以包括至少一个压缩机，当空调外机包括两个或两个以上压缩机时，该两个或两个以上压缩机相并联。通过设置至少一个压缩机可以满足较大的冷量或热量需求。

上述空调系统可以是分离式空调系统，也可以是整机式空调系统中，对于整机式空调系统，内机和外机可以共用一个风机，以节省成本和空间。

基于上述空调系统，无论是单冷机组还是热泵机组，其运行模式至少包括以下之一：高频制冷模式、低频制冷模式、部分制冷模式、除湿再热模式和二次除湿模式；对于热泵机组，即在空调换热结构的第二接口通过四通阀连接至压缩机时，其运行模式还至少包括以下之一：高效制热模式、第一化霜模式和第二化霜模式。下面对上述不同运行模式的控制方法进行具体示例性说明。

图9中示出了高频制冷模式的冷媒流路图和各个模块和部件的运行状态。如图9所示，在运行模式为高频制冷模式时，第一换热模块和第二换热模块并联连接，第一换热模块和第二换热模块进行制冷；具体控制方案包括：控制第一阀门和第二阀门开启，第三阀门关闭，第二节流装置进行节流。两部分换热模块都处于制冷模块，可以实现高强度制冷，从而实现更低的制冷温度。在该模式下，压缩机处于高频运行状态，以加快降温。

除了高频制冷模式，还包括低频制冷模式，图10中示出了低频制冷模式的冷媒流路图和各个模块和部件的运行状态。如图10所示，在运行模式为低频制冷模式时，第一换热模块和第二换热模块串联连接，第一换热模块和第二换热模块进行制冷；具体控制方案包括：控制第一阀门和第二阀门关闭，第三阀门开启，第一节流装置的开度大于预设开度，第二节流装置进行节流。开度大于预设开度表示不进行节流或者进行弱节流，节流强度要小于处于正常节流状态的节流装置，图中用开来表示。此时变频压缩机频率降低，输出的冷量少，冷媒流速低，冷媒阻力小，因此内机换热模块处于串联状态，保证低频下的换热效果，实现高效制冷。

图11中示出了部分制冷模式的冷媒流路图和各个模块和部件的运行状态。如图11所示，在运行模式为部分制冷模式时，第一换热模块进行制冷，第二换热模块停止运行；具体控制方案包括：控制第一阀门和第三阀门关闭，第二阀门开启，第二节流装置进行节流。内机换热模块中的一部分处于断路状态，未参与系统换热，此部分的换热模块未进行降温，另一部分换热模块降温除湿，经过两个换热模块的两股出风混合后，提高了送风的舒适性，避免了空调风与人体温差过大的问题，提高了用户的舒适性。

图12中示出了除湿再热模式的冷媒流路图和各个模块和部件的运行状态。如图12所示，在运行模式为除湿再热模式时，第一换热模块和第二换热模块串联连接，第一换热模块进行制热，第二换热模块进行制冷；具体控制方案包括：控制第一阀门和第二阀门关闭，第三阀门开启，第一节流装置和第二节流装置进行节流，第二节流装置的开度大于预设开度。开度大于预设开度表示不进行节流或者进行弱节流，节流强度要小于处于正常节流状态的节流装置，图中用开来表示。换热模块其中一部分处于制冷状态，此部分换热模块起到降温除湿的功能，另外一部分处于制热状态，此部分换热模块起到回热功能，从而达到除湿不降温或少降温的目的。

图13中示出了二次除湿模式的冷媒流路图和各个模块和部件的运行状态。如图13所示，在运行模式为二次除湿模式时，第一换热模块和第二换热模块串联连接，第一换热模块和第二换热模块进行制冷；具体控制方案包括：控制第一阀门和第二阀门关闭，第三阀门开启，第一节流装置和第二节流装置进行节流。此时内机两部分换热模块处于串联状态，且两部分都处于制冷模式，两部分换热模块节流装置处于节流状态，冷媒经过二次节流后，可以达到更低的压力，更低的温度，从而实现二次冷除湿，实现更低的湿度要求。

图14中示出了高效制热模式的冷媒流路图和各个模块和部件的运行状态。如图14所示，在运行模式为高效制热模式时，第一换热模块和第二换热模块串联连接，第一换热模块和第二换热模块进行制热；具体控制方案包括：控制第一阀门和第二阀门关闭，第三阀门开启，第一节流装置和第二节流装置进行节流，第一节流装置的开度大于预设开度。此时内机两部分换热模块处于串联状态，且两部分都处于制热模式，系统分路数相对于制冷模式减少，换热模块的冷媒流速变大，换热系数提高，换热效果增强；同时每个流路的流程变长，减少换热温差，进一步增加换热效果。

图15中示出了第一化霜模式的冷媒流路图和各个模块和部件的运行状态。如图15所示，在运行模式为第一化霜模式时，第一换热模块和第二换热模块串联连接，第一换热模块进行制热，第二换热模块进行制冷；具体控制方案包括：控制第一阀门和第二阀门关闭，第三阀门开启，第一节流装置和第二节流装置进行节流，第二节流装置的开度大于预设开度。内机两部分换热模块处于串联状态，两部分换热模块之间的节流装置处于节流状态，换热模块其中一部分处于制冷状态，另外一部分处于制热状态，此时单位时间内系统从室内吸取的热量较少或不从室内吸热，室内温度波动小，室外除霜的热量可来源于压缩机的余热。此时，风机关闭或者低速运行，以避免室内吹出冷风，影响用户舒适性。

图16中示出了第二化霜模式的冷媒流路图和各个模块和部件的运行状态。如图16所示，在运行模式为第二化霜模式时，第一换热模块进行制冷，第二换热模块停止运行；具体控制方案包括：控制第一阀门和第三阀门关闭，第二阀门开启，第二节流装置进行节流。内机两部分换热模块中的一部分处于断路状态，未参与系统换热，冷媒仅从另一部分换热模块中取热，从而达到减少室内温度波动的目的。此时，第一风机关闭或者低速运行，以避免室内吹出冷风，影响用户舒适性。

在上述实施方式中，通过控制第一阀门、第二阀门、第三阀门和第一节流装置，能够改变两个换热模块的连接关系，且可实现换热模块制冷、制热的状态变化，从而配合空调外机能够保证在不同运行模式下满足用户舒适性需求。

对于空调内机包括三个换热模块或更多换热模块的情况，可针对具体结构实现对各种运行模式的控制。

实施例三

基于上述实施例一中提供的空调换热结构，在本实用新型优选的实施例三中还提供了一种空调内机，包括本实用新型实施例一所述的空调换热结构。

在上述实施方式中，通过控制第一阀门、第二阀门、第三阀门和第一节流装置，能够改变两个换热模块的连接关系，且可实现换热模块制冷、制热的状态变化，从而配合空调外机能够保证在不同运行模式下满足用户舒适性需求。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (11)

1.一种空调换热结构，其特征在于，包括：至少两个换热模块，所述至少两个换热模块之间的串并联关系可调整；

针对包括两个换热模块的情况，第一换热模块的第一端通过第一阀门连接至第二换热模块的第一端，所述第一换热模块的第一端还连接至所述空调换热结构的第一接口；

所述第一换热模块的第二端通过第二阀门连接至所述空调换热结构的第二接口，所述第一换热模块的第二端还依次通过第三阀门和第一节流装置连接至所述第二换热模块的第一端；

所述第二换热模块的第二端连接至所述空调换热结构的第二接口。

2.根据权利要求1所述的空调换热结构，其特征在于，每个所述换热模块均包括至少一个换热器，当所述换热模块包括两个或两个以上换热器时，所述两个或两个以上换热器相并联。

3.根据权利要求1所述的空调换热结构，其特征在于，所述空调换热结构的第一接口通过第二节流装置连接至空调外机或空调内机。

4.根据权利要求1所述的空调换热结构，其特征在于，所述空调换热结构的第二接口直接连接至压缩机的排气口，或者，所述空调换热结构的第二接口通过四通阀连接至压缩机。

5.根据权利要求1所述的空调换热结构，其特征在于，任意两个换热模块的换热面积之比满足：最大换热面积/最小换热面积≤9。

6.根据权利要求1所述的空调换热结构，其特征在于，所述至少两个换热模块共用风机。

7.一种空调系统，其特征在于，包括：至少一个空调内机以及至少一个空调外机，所述空调内机或空调外机包括权利要求1至6中任一项所述的空调换热结构。

8.根据权利要求7所述的空调系统，其特征在于，当所述空调系统包括两个或两个以上所述空调内机时，每个所述空调内机都通过各自对应的第二节流装置连接至所述空调外机中的室外换热器。

9.根据权利要求7所述的空调系统，其特征在于，当所述空调系统包括两个或两个以上空调外机时，所述两个或两个以上空调外机相并联。

10.根据权利要求7所述的空调系统，其特征在于，所述空调外机中包括至少一个压缩机。

11.一种空调内机，其特征在于，包括：权利要求1至6中任一项所述的空调换热结构。

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