FR2758615A1

FR2758615A1 - Refrigerant distribution system in multiple evaporator air conditioner

Info

Publication number: FR2758615A1
Application number: FR9714998A
Authority: FR
Inventors: Kyoo Sung Choi
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 1997-01-20
Filing date: 1997-11-28
Publication date: 1998-07-24
Anticipated expiration: 2017-11-28
Also published as: KR19980066167A; KR100225628B1; FR2758615B1; ITRM970734A0; IT1297083B1; CN1188880A; ITRM970734A1; CN1091508C

Abstract

The central conditioner unit (0) contains a common condenser (54) and compressors (50,51) for each evaporator circuit, the latter, after traversing condenser, passing to individual units (57,58) serving different zones (I,I). The staggered condenser tubes form 6 sets (3,4;5,6;7,8), half of each set being allocated to each circuit, with an entry (1) and exit (2). Each compressor connection is divided in a distributor (9) between the first two sets of tubes, the two circuits running in parallel along each set. The outlets (2) of both sets are interconnected (10) and the combined flow passes via a tee connection (11) to the inlet (1) of the third set, which it traverses before passing to the associated evaporator.

Description

La présente invention concerne un système de répartition d'agent réfrigérant, et plus particulièrement un système de répartition d'agent réfrigérant dans un climatiseur du type multiple dans lequel un seul condenseur est utilisé en commun pour plusieurs compresseurs. The present invention relates to a refrigerant distribution system, and more particularly to a refrigerant distribution system in a multiple type air conditioner in which a single condenser is used in common for several compressors.

Un appareil de réfrigération d'air comme un climatiseur ou un réfrigérateur est généralement mis en oeuvre selon un cycle de réfrigération en circuit fermé. Par conséquent, l'agent réfrigérant s'écoule à travers une boucle d'agent réfrigérant qui est formée par un compresseur, un condenseur, une vanne d'expansion et un évaporateur. An air refrigeration apparatus such as an air conditioner or a refrigerator is generally operated according to a closed circuit refrigeration cycle. Therefore, the coolant flows through a coolant loop which is formed by a compressor, a condenser, an expansion valve and an evaporator.

Le climatiseur décrit ci-dessus peut être classé en deux types: un type d'un seul tenant et un type à éléments séparés. Le type d'un seul tenant, par exemple du type fenêtre, comprend d'un seul tenant dans un châssis commun un compresseur, un condenseur, un tube capillaire et un évaporateur, tandis que le type à éléments séparés est prévu pour réduire l'espace et le bruit d'une installation en séparant un unité interne, qui inclut un évaporateur, d'une unité externe qui inclut un condenseur et un compresseur. I1 existe en particulier un climatiseur de type multiple qui est réalisé en connectant une série d'unités internes à une unité externe unique, afin de refroidir efficacement des locaux ainsi que de réduire l'espace exigé par son installation. The air conditioner described above can be classified into two types: an integral type and a separate element type. The one-piece type, for example of the window type, comprises in one piece in a common frame a compressor, a condenser, a capillary tube and an evaporator, whereas the type with separate elements is provided to reduce the space and noise of an installation by separating an internal unit, which includes an evaporator, from an external unit that includes a condenser and a compressor. In particular, there is a multiple type air conditioner which is realized by connecting a series of internal units to a single external unit, in order to effectively cool rooms and to reduce the space required for its installation.

Le climatiseur de type multiple, représenté à la Fig. 2 consiste en un unité externe O, qui comprend un premier et un deuxième compresseurs 50 et 51, un condenseur 54 traversé par un premier et un deuxième tuyaux 52 et 53 connectés aux compresseurs 50 et 51, un premier et un deuxième tubes capillaires 55 et 56 connectés aux tuyaux 52 et 53, et des unités internes I et I' qui incluent respectivement un premier et un deuxième évaporateurs 57 et 58 et sont reliées au premier et au deuxième tubes capillaires 55 et 56. Bien qu'aucun moyen de ventilation ne soit représenté aux dessins, il est connu qu'un échange de chaleur est effectué à force par les moyens de ventilation situés dans le condenseur 54 et dans les deux évaporateurs 57, 58. The multiple type air conditioner, shown in FIG. 2 consists of an external unit O, which comprises a first and a second compressor 50 and 51, a condenser 54 traversed by a first and a second pipe 52 and 53 connected to the compressors 50 and 51, a first and a second capillary tube 55 and 56 connected to the pipes 52 and 53, and internal units I and I 'which respectively include first and second evaporators 57 and 58 and are connected to the first and second capillary tubes 55 and 56. Although no ventilation means is shown in the drawings, it is known that a heat exchange is effected by force by the ventilation means located in the condenser 54 and in the two evaporators 57, 58.

Par conséquent, un échange de chaleur est effectué par un seul condenseur de façon suffisamment efficace pour fournir toute l'énergie nécessaire à plusieurs évaporateurs en agençant un seul condenseur 54, connecté à des compresseurs 50 et 51 et des évaporateurs 57 et 58 de manière à être utilisé en commun avec ceux-ci, et en agençant des tuyaux séparés d'agent réfrigérant dans le condenseur. Therefore, a heat exchange is effected by a single condenser in a sufficiently efficient manner to supply all the energy required for several evaporators by arranging a single condenser 54, connected to compressors 50 and 51 and evaporators 57 and 58 so as to be used in common with these, and arranging separate pipes of refrigerant in the condenser.

Installer un premier et un deuxième tuyaux séparés dans un condenseur, de la manière décrite cidessus, provoque un rendement différent d'échange de chaleur dans les tuyaux opposés lorsqu'un moyen de ventilation est mis en oeuvre, et il en résulte un problème de rendements différents de réfrigération dans des évaporateurs reliés à ces tuyaux. Par conséquent, le rendement de réfrigération d'un évaporateur relié à un tuyau éloigné du moyen de ventilation est moindre en raison d'un moins bon rendement d'échange de chaleur. Installing a first and a second separate pipe in a condenser, as described above, causes a different heat exchange efficiency in the opposite pipes when a venting means is implemented, and the result is a yield problem. different refrigeration in evaporators connected to these pipes. As a result, the refrigeration efficiency of an evaporator connected to a pipe remote from the ventilation means is less because of a lower heat exchange efficiency.

C'est le but de la présente invention que de résoudre le problème exposé ci-dessus en réalisant, dans un climatiseur du type multiple, un système de répartition d'agent réfrigérant qui assure un rendement identique d'échange de chaleur dans les différents tuyaux connectés à un seul condenseur. It is the object of the present invention to solve the problem set forth above by performing, in a multi-type air conditioner, a refrigerant distribution system which ensures an identical heat exchange efficiency in the various pipes. connected to a single condenser.

Ce but est atteint au moyen d'un système de répartition d'agent réfrigérant, agencé dans un climatiseur du type multiple, caractérisé en ce qu'il comprend un moyen de mélange associé à un condenseur, et en ce que les positions, par rapport un moyen de ventilation, d'un premier et d'un deuxième tuyaux qui traversent un condenseur et sont connectés à des des évaporateurs séparés sont décalées en alternance afin d'appliquer au premier et au deuxième tuyaux la même quantité d'air fournie par un ventilateur de réfrigération et d'atteindre un rendement uniforme d'échange de chaleur. This object is achieved by means of a refrigerant distribution system, arranged in a multi-type air conditioner, characterized in that it comprises a mixing means associated with a condenser, and in that the positions, relative to ventilation means, first and second pipes passing through a condenser and connected to separate evaporators are alternately shifted in order to apply to the first and second pipes the same amount of air supplied by a refrigeration fan and achieve a uniform heat exchange efficiency.

Le moyen de mélange inclus dans ce système comprend de préférence:
trois ensembles d'entrées et de sorties pour trois sections distinctes de deux tuyaux chacune: et
six tuyaux séparés: un premier, un deuxième tuyaux pour la première section, un troisième et un quatrième tuyaux pour la deuxième section, un cinquième et un sixième tuyaux pour la troisième section, chaque tuyau comportant une entrée et une sortie situées à ses extrémités opposées,
un répartiteur ouvert qui répartit l'agent réfrigérant entre les premier, deuxième, troisième et quatrième tuyaux séparés et
un premier et un deuxième compresseurs à relier aux entrées des premier, deuxième, troisième et quatrième tuyaux,
un tuyau de mélange qui relie la sortie du premier et du deuxième tuyaux et celle du troisième et du quatrième tuyaux séparés, et
un accouplement connecté au tuyau de mélange et à l'entrée du cinquième et du sixième tuyaux séparés.The mixing means included in this system preferably comprises:
three sets of inlets and outlets for three separate sections of two pipes each: and
six separate pipes: a first, a second pipe for the first section, a third and a fourth pipe for the second section, a fifth and a sixth pipe for the third section, each pipe having an inlet and an outlet located at opposite ends thereof ,
an open distributor which distributes the coolant between the first, second, third and fourth separate pipes and
first and second compressors to be connected to the entrances of the first, second, third and fourth pipes,
a mixing pipe which connects the outlet of the first and second pipes and that of the third and fourth separate pipes, and
a coupling connected to the mixing pipe and to the inlet of the fifth and sixth separate pipes.

Les buts, particularités et avantages de la présente invention exposés ci-dessus, ainsi que d'awtres, seront mieux compris en se référant à la description détaillée qui suit, prise en conjonction avec les dessins annexés dans lesquels:
la Fig. 1 est un schéma fonctionnel d'un système de répartition d'agent réfrigérant selon la présente invention, dans un climatiseur du type multiple; et
la Fig. 2 est un schéma fonctionnel d'un système classique de répartition d'agent réfrigérant dans un climatiseur du type multiple.The objects, features and advantages of the present invention set out above, as well as awtres, will be better understood with reference to the following detailed description, taken in conjunction with the accompanying drawings in which:
FIG. 1 is a block diagram of a refrigerant distribution system according to the present invention, in a multiple type air conditioner; and
FIG. 2 is a block diagram of a conventional refrigerant distribution system in a multiple type air conditioner.

La Fig. 1 est un schéma fonctionnel d'un système de répartition d'agent réfrigérant, agencé dans un climatiseur 0, I, I' du type multiple selon la présente invention, qui comprend un moyen de mélange 1 à 11, associé à un condenseur 54, qui permet que les positions, par rapport un moyen de ventilation, d'un premier et d'un deuxième tuyaux 3 et 4; 5 et 6; 7 et 8 qui traversent le condenseur 54 soient décalées en alternance afin d'appliquer au premier et au deuxième tuyaux la même quantité d'air fournie par un ventilateur de réfrigération. Fig. 1 is a block diagram of a refrigerant distribution system, arranged in a multiple type 0, I, I 'air conditioner according to the present invention, which comprises a mixing means 1 to 11, associated with a condenser 54, which allows the positions, relative to a ventilation means, of a first and a second pipe 3 and 4; 5 and 6; 7 and 8 which pass through the condenser 54 are shifted alternately to apply to the first and second pipes the same amount of air supplied by a refrigeration fan.

Le moyen de mélange comprend:
trois ensembles d'entrées 1 et de sorties 2 pour trois sections distinctes de deux tuyaux chacune 3 et 4; 5 et 6; 7 et 8: et
six tuyaux séparés: un premier, un deuxième tuyaux 3, 4 pour la première section, un troisième et un quatrième tuyaux 5, 6 pour la deuxième section, un cinquième et un sixième tuyaux 7, 8 pour la troisième section, chaque tuyau comportant une entrée 1 et une sortie 2 situées à ses extrémités opposées,
un répartiteur ouvert 9 qui répartit l'agent réfrigérant entre les premier, deuxième, troisième et quatrième tuyaux séparés 3, 4, 5, 6 et
un premier et un deuxième compresseurs 50, 51 à relier aux entrées 1 des premier, deuxième, troisième et quatrième tuyaux 3, 4, 5, 6,
un tuyau de mélange 10 qui relie la sortie 2 du premier et du deuxième tuyaux 3, 4 et celle 2 du troisième et du quatrième tuyaux séparés 5, 6, et
un accouplement 11 connecté au tuyau de mélange 10 et à l'entrée 1 du cinquième et du sixième tuyaux séparés 7, 8. On précise ici que le premier et le deuxième évaporateurs 57 et 58 sont connectés à la sortie du cinquième et du sixième tuyaux séparés.The mixing means comprises:
three sets of inputs 1 and outputs 2 for three separate sections of two pipes each 3 and 4; 5 and 6; 7 and 8: and
six separate pipes: a first, a second pipe 3, 4 for the first section, a third and a fourth pipe 5, 6 for the second section, a fifth and a sixth pipe 7, 8 for the third section, each pipe having a input 1 and output 2 at opposite ends,
an open distributor 9 which distributes the coolant between the first, second, third and fourth separate pipes 3, 4, 5, 6 and
first and second compressors 50, 51 to be connected to the inlets 1 of the first, second, third and fourth pipes 3, 4, 5, 6,
a mixing pipe 10 which connects the outlet 2 of the first and second pipes 3, 4 and 2 of the third and fourth separate pipes 5, 6, and
a coupling 11 connected to the mixing pipe 10 and the inlet 1 of the fifth and sixth separate pipes 7, 8. It is specified here that the first and second evaporators 57 and 58 are connected to the outlet of the fifth and sixth pipes separated.

Un agent réfrigérant introduit dans le premier et le troisième tuyaux séparés 3 et 5 et dans le deuxième et le quatrième tuyaux séparés 4 et 6 suit un parcours sinueux dans ces tuyaux, puis il suit, après avoir été mélangé, un parcours sinueux dans les tuyaux 7 et 8 à l'état d'agent réfrigérant mélangé, de sorte que les positions de l'agent réfrigérant, par rapport au moyen de ventilation, sont décalées afin d'égaliser l'échange de chaleur de l'agent réfrigérant. A coolant introduced in the first and third separate pipes 3 and 5 and in the second and fourth separate pipes 4 and 6 follows a sinuous path in these pipes, and then follows, after mixing, a sinuous path in the pipes 7 and 8 in the form of mixed refrigerant, so that the positions of the coolant, relative to the ventilation means, are shifted to equalize the heat exchange of the coolant.

Bien que le premier et le deuxième tuyaux 52 et 53 du climatiseur classique décrit précédemment soient réalisés d'une manière telle que leurs positions, visà-vis du moyen de ventilation, sont décalées en alternance à la traversée du condenseur 54 afin d'obtenir un effet similaire, le rendement résultant de l'échange de chaleur est inférieur à celui que l'on obtient en utilisant un moyen de mélange. Selon la présente invention, le fonctionnement du climatiseur commence par l'envoi de l'agent réfrigérant, comprimé dans le premier et le deuxième compresseurs 50 et 51, vers l'entrée du premier et le deuxième tuyaux séparés 3 et 4 et l'entrée du troisième et du quatrième tuyaux séparés 5 et 6. Although the first and second pipes 52 and 53 of the conventional air conditioner described above are made in such a way that their positions, vis-à-vis the ventilation means, are shifted alternately to the passage of the condenser 54 to obtain a similar effect, the yield resulting from heat exchange is lower than that obtained using a mixing means. According to the present invention, the operation of the air conditioner begins by sending the refrigerant, compressed in the first and second compressors 50 and 51, to the inlet of the first and second separate pipes 3 and 4 and the inlet third and fourth separate pipes 5 and 6.

Puisqu'un échange de chaleur de l'agent réfrigérant envoyé dans le premier, le deuxième, le troisième et le quatrième tuyaux séparés est effectué à force par un moyen de ventilation, une plus grande quantité d'air provenant des moyens de ventilation peut être mise au contact soit du premier et du troisième tuyaux séparés 3 et 5, soit du deuxième et du quatrième tuyaux séparés 4 et 6, de sorte que le rendement d'échange de chaleur dans les tuyaux séparés est meilleur soit sur l'un, soit sur l'autre des deux côtés. Pour cette raison, un échange de chaleur est effectué en décalant en alternance, sur de courtes distances, les positions des tuyaux à l'intérieur du condenseur, l'agent réfrigérant étant ensuite renvoyé vers le tube de mélange 10. Since a heat exchange of the coolant sent into the first, second, third and fourth separate pipes is forcibly effected by a venting means, a larger amount of air from the venting means may be contacting either the first and third separate pipes 3 and 5, or the second and fourth separate pipes 4 and 6, so that the heat exchange efficiency in the separate pipes is better on either one or on the other on both sides. For this reason, a heat exchange is carried out by alternately shifting, over short distances, the positions of the pipes inside the condenser, the refrigerant then being returned to the mixing tube 10.

En d'autres termes, même si le rendement d'échange de chaleur de l'agent réfrigérant dans le premier et le troisième tuyaux séparés, ou dans le deuxième et le quatrième tuyaux séparés, ne sont pas identiques sur les deux côtés, les fractions d'agent réfrigérant qui traversent le premier, le deuxième, le troisième et le quatrième tuyaux séparés 3, 4, 5, 6 sont mélangées dans le tuyau de mélange qui est connecté aux sorties des tuyaux. In other words, even if the heat exchange efficiency of the coolant in the first and third separate pipes, or in the second and fourth separate pipes, are not identical on both sides, the fractions refrigerant which pass through the first, second, third and fourth separate pipes 3, 4, 5, 6 are mixed in the mixing pipe which is connected to the pipe outlets.

Lorsque les fractions d'agent réfrigérant qui ont été soumises à un degré différent d'échange de chaleur sont mélangées dans le tuyau de mélange 10, il en résulte un agent réfrigérant soumis à un échange de chaleur identique et celui-ci entre ensuite dans l'entrée du cinquième et du sixième tuyaux séparés 7 et 8 à travers un accouplement 11. L'agent réfrigérant introduit dans le cinquième et le sixième tuyaux séparés 7 et 8 est soumis à un échange de chaleur et suit un parcours sinueux avant de venir se décharger dans la sortie 2 des tuyaux sous forme d'agent réfrigérant à rendement identique d'échange de chaleur. When the refrigerant fractions which have been subjected to a different degree of heat exchange are mixed in the mixing pipe 10, the result is a refrigerant which is subjected to an identical heat exchange and this then enters the heat transfer medium. entering the fifth and sixth separate pipes 7 and 8 through a coupling 11. The refrigerant introduced into the fifth and sixth separate pipes 7 and 8 is subjected to heat exchange and follows a winding path before coming to discharge into the outlet 2 pipes in the form of coolant with identical heat exchange efficiency.

Lorsque l'agent réfrigérant qui a été soumis à un échange de chaleur uniforme entre dans le premier et le deuxième évaporateurs séparés 57, 58, il refroidit uniformément les locaux équipés des unités internes. When the coolant which has undergone uniform heat exchange enters the first and second separate evaporators 57, 58, it cools uniformly the rooms equipped with the internal units.

Comme représenté au tableau 1, l'agent réfrigérant qui a été soumis à un échange de chaleur uniforme égalise la capacité de refroidissement des évaporateurs séparés 57 et 58 et améliore celle de tout le climatiseur.As shown in Table 1, the refrigerant which has been subjected to a uniform heat exchange equalizes the cooling capacity of the separate evaporators 57 and 58 and improves that of the entire air conditioner.

Tableau 1. Capacités différentes
de refroidissement dans chaque local

Table 1. Different Capabilities
cooling in each room

<tb> <SEP> Refroidissement <SEP> Refroidissement
<tb> <SEP> remier <SEP> local <SEP> deuxième <SEP> local
<tb> <SEP> A <SEP> B <SEP> A <SEP> B
<tb> avant <SEP> Kcal/h <SEP> 2 <SEP> .171 <SEP> 2.214 <SEP> 2.033 <SEP> 2.076
<tb> <SEP> 95 <SEP> 7% <SEP> 97 <SEP> 6% <SEP> 89 <SEP> 6% <SEP> 91 <SEP> 5%
<tb> après <SEP> Kcal/h <SEP> 2,286 <SEP> 2,342 <SEP> 2,190 <SEP> 2,166 <SEP>
<tb> <SEP> 100 <SEP> 8% <SEP> 103 <SEP> 3 <SEP> 96 <SEP> 6% <SEP> 95 <SEP> 5% <SEP>
<tb>
Les termes avant et après au tableau précédent signifient: avant et après avoir modification de l'installation selon l'invention.<tb><SEP> Cooling <SEP> Cooling
<tb><SEP> first <SEP> local <SEP> second <SEP> local
<tb><SEP> A <SEP> B <SEP> A <SEP> B
<tb> before <SEP> Kcal / h <SEP> 2 <SEP> .171 <SEP> 2.214 <SEP> 2.033 <SEP> 2.076
<tb><SEP> 95 <SEP> 7% <SEP> 97 <SEP> 6% <SEP> 89 <SEP> 6% <SEP> 91 <SEP> 5%
<tb> after <SEP> Kcal / h <SEP> 2,286 <SEQ> 2,342 <SEQ> 2,190 <SEQ> 2,166 <SEP>
<tb><SEP> 100 <SEP> 8% <SEP> 103 <SEP> 3 <SEP> 96 <SEP> 6% <SEP> 95 <SEP> 5% <SEP>
<Tb>
The terms before and after in the preceding table mean: before and after modifying the installation according to the invention.

De plus, le système permet d'éviter une détérioration, observée dans le condenseur classique 54, de la capacité de refroidissement en raison d'un rendement différent de l'échange de chaleur dans le premier et le deuxième tuyaux 52 et 53. Bien évidemment, l'agent réfrigérant est prévu pour pouvoir être mis en circulation en sens inverse par une vanne d'inversion, non représentée, dans le cas d'un climatiseur du type pompe à chaleur dont la capacité de refroidissement et d'échauffement peut être maintenue dans un état constant et peut même être améliorée. In addition, the system makes it possible to avoid deterioration, observed in the conventional condenser 54, of the cooling capacity due to a different efficiency of the heat exchange in the first and second pipes 52 and 53. Of course , the coolant is provided to be circulated in the opposite direction by a reversing valve, not shown, in the case of a heat pump type air conditioner whose cooling capacity and heating can be maintained in a constant state and can even be improved.

La présente invention offre l'avantage d'une égalisation de la capacité de refroidissement dans chaque évaporateur et d'une amélioration de la capacité de refroidissement et d'échauffement dans tout le climatiseur de type multiple, qui sont obtenues en amenant l'agent réfrigérant à suivre, par rapport au moyen de ventilation, un parcours sinueux dans chaque paire, formée d'un premier et d'un deuxième tuyaux, et en envoyant le flux d'agent réfrigérant vers chaque évaporateur dans son état mélangé. The present invention offers the advantage of equalizing the cooling capacity in each evaporator and improving the cooling and heating capacity throughout the multiple type air conditioner, which are obtained by bringing the coolant followed, with respect to the ventilation means, a sinuous path in each pair, formed of a first and a second pipe, and sending the flow of coolant to each evaporator in its mixed state.

Claims

1. Refrigerant distribution system, arranged in an air conditioner (O, I, I ') of the multiple type

characterized in that

it comprises a mixing means (1 to 11) associated with a condenser (54), and in that

the positions, with respect to ventilation means, of first and second pipes (3 and 4; 5 and 6; 7 and 8) passing through a condenser (54) and connected to separate evaporators (57, 58) are shifted alternately to apply to the first and second pipes the same amount of air supplied by a refrigeration fan and to achieve a uniform heat exchange efficiency.

2. Mixing means (1 to 11) included in the system according to claim 1, characterized in that it comprises:

three sets of inlets (1) and outlets (2) for three distinct sections of two pipes each (3 and 4; 5 and 6; 7 and 8); and

six separate pipes: a first, a second pipe (3, 4) for the first section, a third and a fourth pipe (5, 6) for the second section, a fifth and a sixth pipe (7, 8) for the third section, each pipe having an inlet (1) and an outlet (2) at opposite ends thereof,

an open distributor (9) which distributes the coolant between the first, second, third and fourth separate pipes (3, 4, 5, 6) and

first and second compressors (50, 51) to be connected to the inlets (1) of the first, second, third and fourth pipes (3, 4, 5, 6),

a mixing pipe (10) which connects the outlet (2) of the first and second pipes (3, 4) and that (2) of the third and fourth separated pipes (5, 6), and

a coupling (11) connected to the mixing pipe (10) and to the inlet (1) of the fifth and sixth separate pipes (7, 8).