CN215260064U - 一拖多缓冲平衡型固定式子母空调系统 - Google Patents

Abstract

一种一拖多缓冲平衡型固定式子母空调系统，由一个固定式母机和至少一个固定式子机组成，其特征在于：在子母空调系统中使用了两种工作介质，第一工作介质为压缩机制冷工作介质，第二工作介质为母机的储能传热工作介质和子机的换热工作介质。本方案在母机与子机之间建立起一个用来储存第二工作介质的缓冲平衡区，以制冷为例，母机产生的冷量通过蒸发器直接传递到缓冲平衡区进行过渡，然后缓冲平衡区的冷量再向各子机分配。由于缓冲平衡区在一个母机与多个子机之间起到了缓冲平衡的桥梁作用，从而解决了原有一对多固定式子母空调系统恒定制冷剂使用量不适应较大负荷变化范围的问题。

Description

一拖多缓冲平衡型固定式子母空调系统

技术领域

本实用新型属于空调技术领域，特别涉及一种一拖多缓冲平衡型固定式子母空调系统。

背景技术

空调作为一种对建筑物内部环境空气的温度、湿度、流速等参数进行调节和控制的设备已广泛应用于人们的工作和生活中。空调的种类很多，其中常见的有挂壁式空调、立柜式空调、窗式空调和吊顶式空调，但是这些产品各有特点，人们可以根据自己的实际需求和喜好进行选择。

但随着生活水平的不断提高，人们对空调的需求也呈现出多样化发展趋势。其中，子母空调系统就是典型的代表之一。子母空调系统以其母机相对固定，而一个或多个子机在与母机对接进行充冷/充热后可以灵活移动，因此给使用者带来了很大的灵活性，特别适合于橱房、卫生间等小型空间使用。同时，也为空调产品的多样化发展提供了新的途径和思路。

中国专利CN106678964A于2017年5月17日公开了一件名称为《一种子母空调器》的发明专利申请案。该子母空调器由室外机、室内机和至少一个子机组成，室外机与室内机作为母机构成制冷/制热系统，子机具有储存冷量/热量的储能结构，子机可以通过与母机的热交换模块接口对接获取冷量/热量，子机充冷/充热后可以脱离母机而灵活移动。尽管该专利从理论上提供了一种实现子母空调系统的技术方案和思路，但仔细研究发现要想实施该专利从技术上来看非常困难。其理由如下：

制冷/制热空调系统通常主要由压缩机、节流装置、蒸发器和冷凝器组成，其中，压缩机是空调系统的心脏，其作用是压缩和输送制冷剂（冷煤）蒸汽；节流装置的作用是节流降压，并调节进入蒸发器的制冷剂流量；蒸发器的作用是吸收热量（输出冷量）从而制冷；冷凝器的作用是输出热量。然而在一个空调系统中，当冷凝器和蒸发器确定，为了保证系统正常工作其制冷剂的使用量是相对固定的。即空调系统中，制冷剂的用量多了也不好，少了也不行。这就是我们日常生活中遇到空调器一旦制冷剂泄漏后，空调开启后不制冷，需要添加制冷剂后才能正常工作。实际上对于一个空调系统来说，制冷剂的用量与系统在制冷/制热中的负荷有关。空调系统在设计时就会设定负荷条件在一个假定范围内变化，比如在制冷状态下温度变化所带来的负荷变化，以及制热状态下温度变化所带来的负荷变化。在实际使用中当空调系统处于负荷范围外工作时，就会出现异常工作状态。

上述专利技术方案由于母机可能对一个子机充冷/充热，也可能同时对多个子机充冷/充热。这样巨大的负荷变化对于一个空调系统来说是难以承受的。由于空调系统内的制冷剂使用量在正常工作状态下是恒定的，当多个子机同时充冷/充热时，空调系统负荷增加，制冷剂使用量相对缺少，系统工作时管路压力升高，功率增加，制冷量下降，能效大大降低；当一个子机充冷/充热时，空调系统负荷降低，制冷剂使用量相对较多，系统工作时管路压力升高，功率增加，而制冷量不一定下降，但能效大大降低。总之，上述专利技术方案所带来的最大技术障碍是空调系统的制冷剂使用量多少无法控制，从而使得空调系统无法实现正常运行。

有鉴于此，如何设计一种可以适应较大负荷变化范围的一对多子母空调系统是本实用新型研究的课题。

发明内容

本实用新型提供一种一拖多缓冲平衡型固定式子母空调系统，其目的是要解决现有固定式子母空调系统恒定制冷剂使用量不适应一对多子母空调系统（一母对多子）较大负荷变化范围的问题。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种一拖多缓冲平衡型固定式子母空调系统，由一个固定式母机和至少一个固定式子机组成，所述母机主要由压缩机、冷凝器、节流装置和蒸发器通过管路依次循环连接构成，在工作状态下母机的管路内添加有第一工作介质，其创新在于：

以制冷循环为基准，针对所述母机中的蒸发器设置有蓄能缓冲箱，该蓄能缓冲箱为一密闭容器，所述蒸发器浸泡于蓄能缓冲箱内，并且在工作状态下所述蓄能缓冲箱内添加有第二工作介质。

所述子机主要由子机风机和子机换热器组成，所述子机具有子机输出接口和子机输入接口，子机输入接口经管道与该子机中的子机换热器的一端连通，子机换热器的另一端经管道与子机输出接口连通，所述子机风机作用于子机换热器。

所述母机具有母机输出接口和母机输入接口，蓄能缓冲箱中的第二工作介质经水泵和管道与母机输出接口连通，母机输入接口经管道与蓄能缓冲箱连通。

在装配状态下，各子机通过子机输出接口和子机输入接口，并联或者串联在母机的母机输出接口和母机输入接口之间。

上述技术方案中的有关内容解释如下：

1.上述方案中，所述固定式子母空调系统是指由一个固定式母机和至少一个固定式子机组成的空调系统，其中，“固定式”是指空调系统在使用状态下的不可移动性。这也是相对于移动式空调而言的。不论是移动式空调，还是固定式空调在空调技术领域中均为公知的，也是两种不同种类的空调产品。

2.上述方案中，所述第一工作介质为压缩机制冷工作介质，第二工作介质为母机的储能传热工作介质和子机的换热工作介质。

3.上述方案中，所述母机中配备有一组母机接口，各母机接口相对于蓄能缓冲箱中的第二工作介质并联连接。

4.上述方案中，所述母机中配备有母机换热器和母机风机，蓄能缓冲箱中的第二工作介质经水泵和管道与母机换热器的一端连通，母机换热器的另一端经管道与蓄能缓冲箱中的第二工作介质连通，所述母机风机作用于母机换热器。

5.上述方案中，所述母机中配备有四通换向阀，母机中的压缩机通过四通换向阀与冷凝器和蒸发器对应连接，以此构成冷暖两用制冷系统。

6.上述方案中，所述蓄能缓冲箱内设有结冰区和非结冰区，结冰区与非结冰区连通，所述蒸发器安置于结冰区中，而所述母机输出接头和母机输入接头与非结冰区连通。所述结冰区与非结冰区之间可以设有隔板。

本实用新型设计原理和构思是：为了解决现有固定式子母空调系统恒定制冷剂使用量不适应一对多子母空调系统（一母对多子）较大负荷变化范围的问题，本实用新型子母空调系统中使用了两种相互隔离的工作介质，其中，第一工作介质为压缩机制冷工作介质，第二工作介质为母机的储能传热工作介质和子机的换热工作介质。与背景中指出的现有技术（中国专利CN106678964A），本实用新型最突出的特点是：在母机与子机之间建立起一个缓冲平衡区，即设置了蓄能缓冲箱，该缓冲平衡区内添加了具有蓄能能力的第二工作介质。然后将母机中的蒸发器浸泡于第二工作介质中，同时将第二工作介质作为子机的换热工作介质。在制冷工作时（以制冷为例，在制热工作时蒸发器变为冷凝器），母机产生的冷量通过蒸发器直接传递到缓冲平衡区进行过渡，然后缓冲平衡区的冷量再向各子机分配。由于本实用新型的缓冲平衡区在一对多子母空调系统（一母对多子）中起到缓冲平衡的桥梁作用，从而很好的解决了原有一对多子母空调系统恒定制冷剂使用量不适应较大负荷变化范围的问题。

由于上述技术方案的运用，本实用新型与现有技术相比具有以下优点和效果：

1.本实用新型固定式子母空调系统中使用了两种相互隔离的工作介质，其中，第一工作介质为压缩机制冷工作介质，第二工作介质为母机的储能传热工作介质和子机的换热工作介质。正是由于子母空调系统中使用了两种工作介质，因此在一对多的母机和子机之间起到很好缓冲和平衡作用。

2.本实用新型采用第二工作介质在母机与子机之间建立缓冲平衡区，从而有效的缓解了原有一对多子母空调系统因恒定制冷剂使用量不适应较大负荷变化范围的问题。其技术构思巧妙，技术手段突出，技术效果显著，因此具有突出的实质特点和显著的进步。

3.本实用新型一对多子母空调系统中的母机是蓄能空调系统，母机设计成固定式空调器。而子机适合作为固定式蓄能空调器,母机与子机形成一拖多固定式空调系统。其可以根据实际需要进行灵活设计，实用性强。

4.本实用新型当母机系统工作时实现蓄能。以蓄冷为例，母机工作时使蓄能缓冲箱中的第二工作介质温降到零度以下。本实用新型不仅可以适用于单冷制冷系统，也可以适用于冷暖两用制冷系统。

5.本实用新型子机实质上就是一个简易的固定式空调，一个母机可配备多个子机，从而可使母机工作能力和利用率现实最大化。另一方面由于子机不设压缩机制冷系统，其结构简单，成本较低。对于需要多个固定式空调的家庭来说，购买一个母机和多个子机花费会更少。有利于市场的推广和应用。

6.本实用新型把子机和母机通过软管连接可以分别在互相隔离的区域内工作。子机由于没有压缩机以及排风的噪音因而工作时噪音比传统移动空调减少25-30分贝。

附图说明

附图1为本实用新型实施例结构原理图；

附图2为本实用新型实施例图1中的子机结构原理图。

以上附图中：1．母机；2．子机；3.压缩机；4.冷凝器；5.节流装置；6.蒸发器；7．四通换向阀；8．干燥过滤器；9．蓄能缓冲箱；10．水泵；11．母机输出接口；12．冷凝器风机；13．母机风机；14．第一工作介质；15．第二工作介质；16．母机输入接口；17．母机换热器；18．子机输出接口；19．子机风机；20．子机换热器；21．管路；25．连接管；26．子机输入接口。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述：

实施例：一种一拖多缓冲平衡型固定式子母空调系统

如图1-2所示，该固定式子母空调系统由一个固定式母机1和至少一个固定式子机2组成（见图1），所述母机1为冷暖两用制冷系统，其由压缩机3、四通换向阀7、干燥过滤器8、冷凝器4、冷凝器风机12、节流装置5和蒸发器6通过管路21按图1左部所示关系连接构成（由于冷暖两用制冷系统各零部件的连接关系为现有技术，再加上图1左部已明显给图示，因此这里不再作详细描述）。在工作状态下，母机1的管路21内添加有第一工作介质14（见图1），在本实施例中，第一工作介质14可以采用现有空调常用制冷剂。

为了更好的说明本实施例内容，现以制冷循环为基准加以说明。在本实施例中，针对所述母机1中的蒸发器6设置有蓄能缓冲箱9（见图1），该蓄能缓冲箱9为一密闭容器，所述蒸发器6浸泡于蓄能缓冲箱9内，并且在工作状态下所述蓄能缓冲箱9内添加有第二工作介质15（见图1），在本实施例中，第二工作介质15采用水或汽车防冻液。

所述子机2主要由子机风机19和子机换热器20组成（见图2），所述子机2具有子机输出接口18和子机输入接口26（见图2），子机输入接口26经管道与该子机2中的子机换热器20的一端连通，子机换热器20的另一端经管道与子机输出接口18连通，所述子机风机19作用于子机换热器20。

所述母机1具有母机输出接口11和母机输入接口16（见图1），蓄能缓冲箱9中的第二工作介质15经水泵10和管道与母机输出接口11连通，母机输入接口16经管道与蓄能缓冲箱9连通。

在装配状态下，各子机2通过子机输出接口18和子机输入接口26，并联在母机1的母机输出接口11和母机输入接口16之间（见图1）。

在本实用新型固定式子母空调系统中使用了两种相互隔离的工作介质，第一工作介质14为压缩机制冷工作介质，第二工作介质15为母机1的储能传热工作介质和子机2的换热工作介质。

本实施例母机1按照固定空调器的结构来设计，即将压缩机3、冷凝器4、冷凝器风机12、节流装置5、四通换向阀7、干燥过滤器8安置在室外，构成室外机。蒸发器6和蓄能缓冲箱9可以安置在室外，也可以安置在室内。为了使母机1直接具备固定空调器的功能可以给母机1中配备有母机换热器17和母机风机13（见图1），蓄能缓冲箱9中的第二工作介质15经水泵10和管道与母机换热器17的一端连通，母机换热器17的另一端经管道与蓄能缓冲箱9中的第二工作介质15连通，所述母机风机13作用于母机换热器17（见图1）。对于本实施例来说，如果不给母机1配备母机换热器17和母机风机13，此时的母机1对于子机2来说就相当于是蓄能器，自身不具备供给冷风或暖风的功能。

在本实施例中，为了使母机1始终保持可以向子机2充冷或充暖的状态，蓄能缓冲箱9内的第二工作介质15不能全部结冰。于是可以在蓄能缓冲箱9内设有结冰区和非结冰区，结冰区与非结冰区连通，所述蒸发器6安置于结冰区中，而所述母机输出接口和母机输入接口与非结冰区连通。此外，可以在结冰区与非结冰区之间设有隔板效果更好。

以制冷工作循环为例本实施例工作过程描述如下：

1.母机1制冷

如图1所示，母机1开机后，切换到制冷模式，此时压缩机3做功将第一工作介质14从低温低压气体变为高温高压气体，并输送到冷凝器4，冷凝器4通过冷凝器风机12向室外空气放出热量使第一工作介质14从气态变为液态，并输送到节流装置5，节流装置5通过节流迫使第一工作介质14降压变为低温低压液体，并输送到蒸发器6，蒸发器6吸收冷量使第一工作介质14由液态变为气态，同时形成低温低压气体，并送回压缩机3。由于蒸发器6安置在蓄能缓冲箱9的第二工作介质15中，蒸发器6吸收冷量后使第二工作介质15温度下降，直到结冰区中的第二工作介质15凝固结冰为止。

2.子机2工作

如图1和图2所示，当子机2的子机输入接口26与母机输出接口11对接并连通，同时子机输出接口18与母机输入接口16对接并连通。开起水泵10，蓄能缓冲箱9中的第二工作介质15沿管道经过子机换热器20，在子机风机19作用下子机2可以作为固定式空调使用。

3.母机1直接供送冷风

如图1所示，开起水泵10，第二工作介质15经水泵10和管道与母机换热器17换热，此时开起母机风机13则送出冷风，可以直接作为室内机使用。

下面针对本实用新型的其他实施情况以及结构变化作如下说明：

1.以上实施例中，母机1为冷暖两用制冷系统。但本实用新型不局限于此，母机1也可以是单冷制冷系统。这是本领域技术人员容易理解并接受的。

2.以上实施例中，蓄能缓冲箱9的数量为一个。但本实用新型不局限于此，对于一台母机1来说蓄能缓冲箱9可以是多个。但每个蓄能缓冲箱9都安置有蒸发器6。可以实现的方式是将蒸发器6分为多个小的蒸发器，然后通过串联中并联的方式连接成整体。每个小蒸发器可以安置在一个蓄能缓冲箱9中。这是本领域技术人员容易理解并接受的。

3.以上实施例中，各子机2通过子机输出接口18和子机输入接口26，并联在母机1的母机输出接口11和母机输入接口16之间（见图1）。但本实用新型不局限于此，各子机2通过子机输出接口18和子机输入接口26，串联在母机1的母机输出接口11和母机输入接口16之间也是可行的（未给出图示），这是本领域技术人员容易理解并接受的。区别只是各子机2之间的制冷效果相对于并联有差异，在串联状态下靠近母机输出接口11的子机2制冷效果好于远离母机输出接口11的子机2。

上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种一拖多缓冲平衡型固定式子母空调系统，由一个固定式母机（1）和至少一个固定式子机（2）组成，所述母机（1）主要由压缩机（3）、冷凝器（4）、节流装置（5）和蒸发器（6）通过管路（21）依次循环连接构成，在工作状态下母机（1）的管路（21）内添加有第一工作介质（14），其特征在于：

以制冷循环为基准，针对所述母机（1）中的蒸发器（6）设置有蓄能缓冲箱（9），该蓄能缓冲箱（9）为一密闭容器，所述蒸发器（6）浸泡于蓄能缓冲箱（9）内，并且在工作状态下所述蓄能缓冲箱（9）内添加有第二工作介质（15）；

所述子机（2）主要由子机风机（19）和子机换热器（20）组成，所述子机（2）具有子机输出接口（18）和子机输入接口（26），子机输入接口（26）经管道与该子机（2）中的子机换热器（20）的一端连通，子机换热器（20）的另一端经管道与子机输出接口（18）连通，所述子机风机（19）作用于子机换热器（20）；

所述母机（1）具有母机输出接口（11）和母机输入接口（16），蓄能缓冲箱（9）中的第二工作介质（15）经水泵（10）和管道与母机输出接口（11）连通，母机输入接口（16）经管道与蓄能缓冲箱（9）连通；

在装配状态下，各子机（2）通过子机输出接口（18）和子机输入接口（26），并联或者串联在母机（1）的母机输出接口（11）和母机输入接口（16）之间。

2.根据权利要求1所述的固定式子母空调系统，其特征在于：所述第一工作介质（14）为压缩机制冷工作介质，第二工作介质（15）为母机（1）的储能传热工作介质和子机（2）的换热工作介质。

3.根据权利要求1所述的固定式子母空调系统，其特征在于：所述母机（1）中配备有母机换热器（17）和母机风机（13），蓄能缓冲箱（9）中的第二工作介质（15）经水泵（10）和管道与母机换热器（17）的一端连通，母机换热器（17）的另一端经管道与蓄能缓冲箱（9）中的第二工作介质（15）连通，所述母机风机（13）作用于母机换热器（17）。

4.根据权利要求1所述的固定式子母空调系统，其特征在于：所述母机（1）中配备有四通换向阀（7），母机（1）中的压缩机（3）通过四通换向阀（7）与冷凝器（4）和蒸发器（6）对应连接，以此构成冷暖两用制冷系统。

5.根据权利要求1所述的固定式子母空调系统，其特征在于：所述蓄能缓冲箱（9）内设有结冰区和非结冰区，结冰区与非结冰区连通，所述蒸发器（6）安置于结冰区中，而所述母机输出接头和母机输入接头与非结冰区连通。

6.根据权利要求5所述的固定式子母空调系统，其特征在于：所述结冰区与非结冰区之间设有隔板。

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