專利名稱：空調(diào)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種空調(diào)器，更具體地說，涉及一種可以改善制冷和加熱效率的制冷-加熱組合型空調(diào)器。在該空調(diào)器中，通風(fēng)程度可根據(jù)室內(nèi)空氣狀況自由調(diào)節(jié)，不需要提供另外的通風(fēng)設(shè)備；其中，在排出空氣中所含的無用能量和在蒸發(fā)器中所產(chǎn)生的冷凝水有效地予以回收；并且在制冷和加熱之間轉(zhuǎn)換時，制冷劑的循環(huán)過程得以優(yōu)化。
背景技術(shù)：
如現(xiàn)有技術(shù)中周知的，近來，以反向循環(huán)形式啟動時，可以作為熱泵使用的蒸氣壓縮式制冷系統(tǒng)日益普及，這是由于在安裝制冷-加熱組合型空調(diào)器來在單獨一個裝置中獲得制冷和加熱泵循環(huán)情況下通過選擇性地進行房間的制冷和加熱而不需要單獨安裝制冷器和加熱器，從而可以有效利用有限的室外空間。
圖1和圖2為熱泵和制冷-加熱組合型空調(diào)器的工作循環(huán)的原理圖，其中，圖1表示制冷時的循環(huán)過程，而圖2表示加熱時的循環(huán)過程。如圖1所示，從壓縮機1排出的制冷劑按下列次序在空調(diào)器中循環(huán)即四通閥2，室外熱交換器3，膨脹閥4和室內(nèi)熱交換器5。室內(nèi)熱交換器5起到一個蒸發(fā)器的作用，以便使引入室內(nèi)熱交換器5中的冷的液態(tài)制冷劑從室內(nèi)空氣中吸取熱量，并在流過室內(nèi)熱交換器5內(nèi)部時蒸發(fā)為氣體，從而冷卻室內(nèi)空氣。如圖2所示，切換四通閥2，以便使從壓縮機1排出的制冷劑在空調(diào)器中按下列次序循環(huán)即四通閥2，室內(nèi)熱交換器5，膨脹閥4和室外熱交換器3。室內(nèi)熱交換器5起到一個冷凝器的作用，使得引入室內(nèi)熱交換器5中的熱的氣態(tài)制冷劑輻向室內(nèi)空氣輻射熱量，并在流過室內(nèi)熱交換器5內(nèi)部時冷凝成液體，從而加熱室內(nèi)空氣。
在熱泵和制冷-加熱組合型空調(diào)器中，室外熱交換器一般與室內(nèi)部件分開制造并安裝在室外，其缺點是要花費大量時間進行處理和安裝。雖然已經(jīng)提出幾種類型的具有在一個殼體中的室內(nèi)熱交換器與室外熱交換器的空調(diào)器來解決這個問題，但由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜和價格昂貴，而沒有投入實際使用。
另外，在將使主動通風(fēng)室內(nèi)空氣的通風(fēng)功能添加到裝置中時，裝置的重量和尺寸增大，且結(jié)構(gòu)復(fù)雜，因此，制造成本提高。另外，由于這種裝置不能有效地使在通風(fēng)時從室內(nèi)排出的制冷或加熱的空氣中所含的熱能重新回收，因此其制冷-加熱效率非常低。
如上所述，在制冷操作中，室內(nèi)熱交換器和室外熱交換器分別起到蒸發(fā)器和冷凝器的作用。用于接收氣態(tài)制冷劑和排出液態(tài)的該制冷劑的室外熱交換器3具有多個固定到框架34上的管33，用于在圓筒形集水箱31和32之間進行連接；還具有在管之間的熱交換翅片。在起到蒸發(fā)器作用的室內(nèi)熱交換器5中，如果集水箱安裝在入口一側(cè)，則由于重力作用，通過膨脹閥4引入入口側(cè)的集水箱中的液態(tài)制冷劑將聚集在集水箱的下部，而不能供給到集水箱較高部分內(nèi)的管中，由此制冷效率降低。為了防止這個問題，室內(nèi)熱交換器在入口側(cè)的集水箱用一個分配器51代替，該分配器用于將液態(tài)制冷劑均勻地引入每一根管中。由于分配器51的高度和體積比集水箱的小，因此，分配器51免于液態(tài)制冷劑的偏流。
如圖1所示，根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，在將液態(tài)制冷劑引向在夏天制冷種作用為蒸發(fā)器的室內(nèi)熱交換器5時，液態(tài)制冷劑通過分配器51供入每一根管中，以提高制冷效率。然而，在冬天將這個裝置轉(zhuǎn)換為如圖2所示的加熱模式時，起冷凝器作用的室內(nèi)熱交換器5接收高溫高壓的氣態(tài)制冷劑，然后排出高溫高壓的液態(tài)制冷劑，同時，起蒸發(fā)器作用的室外熱交換器3接收低溫低壓的、從膨脹閥41流出的液態(tài)制冷劑，并然后排出氣態(tài)制冷劑。在重力作用下，引入室外熱交換器3的入口側(cè)的集水箱32中的液態(tài)制冷劑聚集在集水箱的下部。這不能充分地供給到集水箱較高位置內(nèi)的管中，使得液態(tài)制冷劑可能沒有足夠的量與周圍空氣進行熱交換。同樣，室內(nèi)熱交換器5的出口側(cè)的、容積小且具有微型管(micro tube)的分配器51增大了相對于從室內(nèi)熱交換器排出的液態(tài)制冷劑的管道阻力，這些因素共同作用而明顯地降低了加熱效率。
另外，當(dāng)制冷和加熱功能轉(zhuǎn)換時，氣態(tài)制冷劑導(dǎo)管的功能與液態(tài)制冷劑的功能交換，使氣體導(dǎo)管轉(zhuǎn)換為液體導(dǎo)管，而液體導(dǎo)管轉(zhuǎn)換為氣體導(dǎo)管。從而，難以根據(jù)制冷劑狀態(tài)獲得最佳的導(dǎo)管，并因此制冷劑不能平穩(wěn)地流動，經(jīng)常引起故障。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了解決上述問題而提出的，因此其目的是提供一種具有一個單獨殼體內(nèi)的室外熱交換器和室內(nèi)熱交換器的空調(diào)器，通過該空調(diào)器，可以利用簡單的結(jié)構(gòu)在0～100％范圍內(nèi)自由地調(diào)節(jié)通風(fēng)程度而不需另外的通風(fēng)設(shè)備，同時，通風(fēng)過程中排出的室內(nèi)空氣內(nèi)的能量得以有效回收。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種能夠根據(jù)制冷-加熱轉(zhuǎn)換優(yōu)化制冷劑循環(huán)路徑，從而明顯改善制冷-加熱效率的空調(diào)器，由此可以減小裝置的尺寸，并可根據(jù)制冷-加熱轉(zhuǎn)換防止導(dǎo)管組破裂。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，為了達到上述目的，提供了一種空調(diào)器，包括壓縮機，室外熱交換器，膨脹閥和室內(nèi)熱交換器，并通過經(jīng)由四通閥切換制冷劑的循環(huán)方向而進行制冷和加熱過程。該裝置包括室內(nèi)空氣排出腔，該腔具有用于在制冷劑和空氣之間進行熱交換的室內(nèi)熱交換器，將空氣供入房間中的進氣鼓風(fēng)機；以及起到進氣鼓風(fēng)機將空氣供入房間的通道的作用的室內(nèi)空氣出口；室外空氣排出腔，該室外空氣排出腔具有用于在制冷劑和空氣之間進行熱交換的室外熱交換器，用于排出空氣的排氣鼓風(fēng)機，和起到排氣鼓風(fēng)機將空氣排出室外的通道的作用的室外空氣出口；室內(nèi)空氣吸入腔，該室內(nèi)空氣吸入腔分別通過室內(nèi)空氣循環(huán)調(diào)節(jié)風(fēng)門和室內(nèi)空氣排出調(diào)節(jié)風(fēng)門與室內(nèi)空氣排出腔和室外空氣排出腔連接，這些調(diào)節(jié)風(fēng)門的開啟比例可調(diào)節(jié)，該室內(nèi)空氣吸入腔具有起到供入室內(nèi)空氣的通道作用的室內(nèi)空氣吸入口，其中室內(nèi)空氣是在進氣鼓風(fēng)機和/或排氣鼓風(fēng)機的吸力作用下被吸入的；室外空氣吸入腔，該室外空氣吸入腔分別通過室外空氣供入調(diào)節(jié)風(fēng)門和室外空氣排出調(diào)節(jié)風(fēng)門與室內(nèi)空氣排出腔和室外空氣排出腔連接，這些調(diào)節(jié)風(fēng)門的開啟比例可調(diào)節(jié)，該室外空氣吸入腔具有起到用于引入室外空氣的通道的作用的一個室外空氣吸入口，室外空氣是在排氣鼓風(fēng)機和/或進氣鼓風(fēng)機的吸力作用下吸入；以及一個單獨的殼體，該殼體用于容納室內(nèi)空氣排出腔，室外空氣排出腔，室內(nèi)空氣吸入腔和室外空氣吸入腔。
在具有上述結(jié)構(gòu)的本發(fā)明的空調(diào)器中，通過調(diào)節(jié)室內(nèi)空氣循環(huán)調(diào)節(jié)風(fēng)門和室內(nèi)空氣排出調(diào)節(jié)風(fēng)門的相對開啟比例，可以自由地調(diào)節(jié)排出的室內(nèi)空氣量，同時，通過調(diào)節(jié)室外空氣供入調(diào)節(jié)風(fēng)門和室外空氣排出調(diào)節(jié)風(fēng)門的相對開啟比例，可以自由地調(diào)節(jié)供入的室外空氣量，以便根據(jù)室內(nèi)和室外的空氣狀況，進行最優(yōu)的空氣調(diào)節(jié)。另外，在進氣鼓風(fēng)機和排氣鼓風(fēng)機的吸力作用下而不需安裝單獨的通風(fēng)風(fēng)扇，即可以分配室內(nèi)和室外空氣，并將空氣供入房間中或室外，因此可以最大限度地減小裝置的尺寸和重量。
另外，制冷通風(fēng)過程中在起到熱的冷凝器功能的室外熱交換器和溫度較低的通風(fēng)用排出空氣之間建立直接熱交換；同時在起到冷的蒸發(fā)器作用的室外熱交換器和溫度較高的通風(fēng)用排出空氣之間建立直接熱交換，由此可以從用于通風(fēng)的排出空氣中回收最大量的熱量。
優(yōu)選地是，室內(nèi)空氣排出腔安裝在殼體中，靠近其上端，室內(nèi)空氣出口露出在殼體前部；其中室外空氣排出腔安裝在殼體中，靠近其下端，室外空氣出口露出在殼體的后部；其中室內(nèi)空氣吸入腔安裝在室內(nèi)空氣排出腔和室外空氣排出腔之間，且室內(nèi)空氣循環(huán)腔相對室內(nèi)空氣排出腔作為一個隔板，而室外空氣排出腔相對室外空氣排出腔作為一個隔板，室內(nèi)空氣吸入口露出在殼體的前部上；并且，其中室外空氣吸入腔安裝室內(nèi)空氣吸入腔的后部，在室內(nèi)空氣排出腔和室外空氣排出腔之間，且室外空氣供入腔相對室內(nèi)空氣排出腔作為一個隔板，而室外空氣排出腔相對室外空氣排出腔作為一個隔板，其中室外空氣吸入口并暴露出在殼體的后部上。
上述結(jié)構(gòu)可以進一步簡化本發(fā)明的裝置并減小本發(fā)明的裝置的尺寸，以及有效地利用有限的地板空間，使得該裝置可作為家用電器而應(yīng)用于緊湊的空調(diào)器中。
在本發(fā)明的空調(diào)器中，室內(nèi)空氣吸入腔為L字形，以形成以室外空氣排出腔的前部為邊界的延長部分，室內(nèi)空氣吸入口設(shè)置在該延長部分上，靠近其下端，由此，通過室內(nèi)空氣出口排出至房間中的空氣可以被吸入到該裝置的上部中，而通過室內(nèi)空氣吸入口吸入的空氣可以吸入至該裝置的下部，因此可以避免排出空氣與吸入空氣之間的干涉，使室內(nèi)空氣有效地循環(huán)。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，為了達到上述目的，本發(fā)明的空調(diào)器還包括在室內(nèi)熱交換器之下的冷凝水容器，該容器具有一個冷凝水泵，用于在壓力下將冷凝水從冷凝水容器中排出；一個在室外熱交換器之下的冷凝水出口；以及一個在室外熱交換器上的冷凝水噴射器，該冷凝水噴射器在其排出側(cè)通過冷凝水供入導(dǎo)管與冷凝水泵連通，用于將冷凝水從冷凝水泵向室外熱交換器泵送，由此，在制冷時起到蒸發(fā)器作用的室內(nèi)熱交換器中產(chǎn)生的冷凝水可以主動地用來制冷室外熱交換器，從而提高制冷效率。另外，如果在冷凝水液面達到給定值時，冷凝水泵簡單地工作，則泵待機時間延長，而室外熱交換器由于冷凝水的影響而制冷效率降低。優(yōu)選地是，本發(fā)明的空調(diào)器還包括一個控制單元，用以在檢測裝置檢測到冷凝水的液面至少為一個基準(zhǔn)值時，接通/斷開冷凝水泵一段給定的時間，以便在長時間內(nèi)均勻地調(diào)節(jié)冷凝水泵。
根據(jù)本發(fā)明的再一個方面，為了達到上述目的，在本發(fā)明的空調(diào)器中，室外熱交換器和室內(nèi)熱交換器中每一個都包括一對分別與制冷劑導(dǎo)管連接的集水箱，以及多根連接在集水箱之間，作為引入一個集水箱的制冷劑供入另一個集水箱的通道的熱交換管；而空調(diào)器還可以包括中空的分配器，每個分配器設(shè)置在室內(nèi)和室外熱交換器中的每個熱交換器與每個膨脹閥之間，每個分配器具有與制冷劑導(dǎo)管連接的第一端和與多根分配管連接的第二端，其中，每個分配器的分配管分別與每個熱交換器的熱交換管的端部連接，以便形成冷凝劑循環(huán)，從而在制冷和加熱過程中根據(jù)四通閥的切換，當(dāng)制冷劑從每個膨脹閥引入每個熱交換器時，制冷劑通過每個分配器的制冷劑導(dǎo)管分配到相應(yīng)的熱交換管中；而當(dāng)通過每個熱交換器向每個膨脹閥排出時，制冷劑可通過每個集水箱的制冷劑導(dǎo)管排出。通過本發(fā)明的空調(diào)器，不論空調(diào)器是在制冷或加熱循環(huán)中工作，比容值較大的氣態(tài)制冷劑只通過集水箱的制冷劑導(dǎo)管循環(huán)；而通向熱交換器的液態(tài)制冷劑通過分配器和分配管均勻地分配至熱交換管；并且從熱交換器排出的液態(tài)制冷劑通過集水箱的制冷劑導(dǎo)管排出，以便以最小的管道阻力構(gòu)成制冷/加熱循環(huán)。制冷-加熱組合型空調(diào)器的制冷和加熱效率可以同時得以改善，從而減小了裝置尺寸，并可以防止制冷-加熱轉(zhuǎn)換引起的導(dǎo)管組的破裂。


從下面結(jié)合附圖進行的詳細說明中，可以更清楚地了解本發(fā)明的上述和其他目的，特點與其他優(yōu)點。其中圖1為熱泵和制冷-加熱組合型空調(diào)器制冷過程中的制冷劑循環(huán)過程的原理圖；
圖2為熱泵和制冷-加熱組合型空調(diào)器加熱過程中的制冷劑循環(huán)過程的原理圖；圖3為根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的空調(diào)器的重要零件的透視圖；圖4為進行通風(fēng)功能的工作狀態(tài)的縱向截面圖；圖5為通風(fēng)功能中止的工作狀態(tài)的縱向截面圖；和圖6和圖7表示根據(jù)本發(fā)明的加熱循環(huán)的制冷劑循環(huán)過程；其中圖6表示制冷時的制冷劑循環(huán)過程；而圖7表示加熱時的制冷劑循環(huán)過程。
具體實施例方式
下面的詳細說明將參照附圖介紹本發(fā)明的優(yōu)選實施例。其中，圖3為根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例的空調(diào)器的重要零件的透視圖，圖4為進行通風(fēng)功能的工作狀態(tài)的縱截面圖，圖5為通風(fēng)功能中止的工作狀態(tài)的縱截面圖，圖6為本發(fā)明的空調(diào)器在制冷時的制冷劑循環(huán)過程的原理圖，圖7為本發(fā)明的空調(diào)器在加熱時的制冷劑循環(huán)過程的原理圖。
本發(fā)明的空調(diào)器具有壓縮機1、四通閥2、室外熱交換器100a、膨脹閥162和164以及室內(nèi)熱交換器100b，如圖5和圖6所示，通過四通閥2切換制冷劑循環(huán)方向以進行制冷和加熱。該空調(diào)器還包括在一個單獨殼體200中的室內(nèi)空氣排出腔210、室外空氣排出腔220、室內(nèi)空氣吸入腔230和室外空氣吸入腔240。室內(nèi)空氣排出腔210內(nèi)部具有用于與空氣進行熱交換的室內(nèi)熱交換器100b，用于吸入熱交換空氣的進氣鼓風(fēng)機212，和作用為進氣鼓風(fēng)機212將空氣供入房間中的通道的室內(nèi)空氣出口211。室外空氣排出腔220內(nèi)部具有用于與空氣進行熱交換的室外熱交換器100a，用于排出熱交換空氣的排氣鼓風(fēng)機222和作用為排氣鼓風(fēng)機222將空氣排出室外的通道的室外空氣出口221。室內(nèi)空氣吸入腔230通過室內(nèi)空氣循環(huán)調(diào)節(jié)風(fēng)門250和室內(nèi)空氣排出調(diào)節(jié)風(fēng)門260分別與室內(nèi)空氣排出腔210和室外空氣排出腔220連接，這兩個調(diào)節(jié)風(fēng)門的開啟比例由許多葉片調(diào)節(jié)。室內(nèi)空氣吸入腔230具有一個作用為引入室內(nèi)空氣的通道的室內(nèi)空氣吸入口231，室內(nèi)空氣根據(jù)室內(nèi)空氣循環(huán)調(diào)節(jié)風(fēng)門250和室內(nèi)空氣排出調(diào)節(jié)風(fēng)門260開度不同，主要在進氣鼓風(fēng)機212，另外還有排氣鼓風(fēng)機222的吸力作用下被吸入。室外空氣吸入腔240通過室外空氣供入調(diào)節(jié)風(fēng)門270和室外空氣排出調(diào)節(jié)風(fēng)門280分別與室內(nèi)空氣排出腔210和室外空氣排出腔220連接。這兩個調(diào)節(jié)風(fēng)門的開啟比例由許多葉片調(diào)節(jié)。室外空氣吸入腔240具有一個作用為引入室外空氣的通道的室外空氣吸入口241，室外空氣根據(jù)室外空氣供入調(diào)節(jié)風(fēng)門270和室外空氣排出調(diào)節(jié)風(fēng)門280的開度主要在排氣鼓風(fēng)機222以及另外在進氣鼓風(fēng)機212的吸力作用下被吸入。在上述結(jié)構(gòu)中，每一個腔均由殼體200的內(nèi)側(cè)壁、調(diào)節(jié)風(fēng)門201和隔板202和203限定邊界，使裝置的結(jié)構(gòu)簡單和緊湊。在這個實施例中，室內(nèi)空氣排出腔210安裝在殼體200中，靠近殼體的上端，同時室內(nèi)空氣出口211暴露在殼體200的前部；而室外空氣排出腔220安裝在殼體200中，靠近殼體下端，同時室外空氣出口221暴露在殼體200的后部上。
室內(nèi)空氣吸入腔230安裝在室內(nèi)空氣排出腔210和室外空氣排出腔220之間，同時室內(nèi)空氣循環(huán)腔250作為相對室內(nèi)空氣排出腔210的一個隔板，而室外空氣排出腔260作為相對室外空氣排出腔220的一個隔板。室內(nèi)空氣吸入腔230具有由隔板203形成的L-形的內(nèi)部空間，以形成一個以室外空氣排出腔220的前端為邊界的延長部分，其中室內(nèi)空氣吸入口231設(shè)置在延長部分內(nèi)、靠近其下端。這個結(jié)構(gòu)允許空調(diào)器通過在其上部的室內(nèi)空氣出口211送出室內(nèi)空氣，并通過在其下部的室內(nèi)空氣吸入口231吸入空氣，從而可以避免排出空氣和吸入空氣之間的干涉，因此可以有效地使室內(nèi)空氣循環(huán)。
室外空氣吸入腔240安裝在位于室內(nèi)空氣排出腔210和室外空氣排出腔220之間的室內(nèi)空氣吸入腔230的后部，且室外空氣供入腔270作為相對室內(nèi)空氣排出腔210的隔板，室外空氣排出腔280作為相對室外空氣排出腔220的隔板。室外空氣吸入腔240具有一個由隔板202形成的L-形的內(nèi)部空間，以形成以室內(nèi)空氣排出腔210的后部為邊界的一個延長部分，其中室外空氣吸入口241設(shè)置在該延長部分內(nèi)、其上端處。
室外空氣吸入口241和室外空氣出口221分別通過導(dǎo)管245和246與外界連通。室內(nèi)空氣出口211和室內(nèi)空氣吸入口231分別具有格柵203和204。在室內(nèi)空氣吸入腔230和室外空氣吸入腔240的內(nèi)側(cè)，空氣凈化過濾器232和242分別可滑動地安裝在支架233和243上該空調(diào)器還包括在室內(nèi)熱交換器100b之下的冷凝水容器213以及在室外熱交換器100a之下的冷凝水出口225。冷凝水容器213具有一個冷凝水泵214，用于在高壓下將冷凝水從冷凝水容器213中排出。該空調(diào)器還包括在室外熱交換器100a之上的一個冷凝水噴射器223。該噴射器通過冷凝水供水導(dǎo)管215與其排放側(cè)的冷凝水泵214連通，用于將冷凝水從冷凝水泵214向室外熱交換器100a噴射。這種結(jié)構(gòu)使得從在制冷時作用為蒸發(fā)器的室內(nèi)熱交換器100b得到的冷凝水可以主動用于制冷室外熱交換器，從而可以提高制冷效率。
在控制冷凝水泵工作時，如果當(dāng)冷凝水的液面達到給定值時，簡單地使冷凝水泵工作，則泵停止的時間延長，使室外熱交換器的制冷效率由于冷凝水的影響而降低。
優(yōu)選地是，為了均勻地調(diào)節(jié)冷凝水泵214，本發(fā)明的空調(diào)器還包括一個控制單元，如果由冷凝水液面檢測裝置檢測時，冷凝水液面至少為一基準(zhǔn)值，則該控制單元接通或斷開冷凝水泵214一段給定的時間。同樣優(yōu)選地是，該冷凝水容器213在縱向上設(shè)置為狹窄并細長。
如圖6和圖7所示，本發(fā)明的室外熱交換器100a和室內(nèi)熱交換器100b中的每一個都包括一對集水箱110a、120a或110b、120b以及多根熱交換管130a或130b，其中集水箱分別與制冷劑導(dǎo)管111a、121a或111b、121b連接，而熱交換管則連接在集水箱110a、120a或110b、120b之間，起到將引入一個集水箱的制冷劑供入另一個集水箱的通道的作用。在室外熱交換器100a和膨脹閥4a之間，安裝一個中空的分配器151a，該中空分配器151a具有連接到其一端上的制冷劑導(dǎo)管151a和連接到其另一端的多根分配管140a。在室外熱交換器100b和膨脹閥4b之間，安裝一個中空分配器151b，該分配器151b具有連接到其一端的制冷劑導(dǎo)管151b和連接到其另一端的多根分配管140b。分配器150a和150b的分配管140a和140b分別與熱交換器100a和100b的熱交換管130a和130b的一端連接。在熱交換器100a和100b和分配管150a和150b中，制冷劑導(dǎo)管111a和151b通過單向閥161和162與膨脹閥4b連接，而制冷劑導(dǎo)管111b和151a通過單向閥163和164與膨脹閥4a連接。在根據(jù)四通閥2的切換動作進行的制冷和加熱過程中，當(dāng)制冷劑從相應(yīng)的膨脹閥引入任一個熱交換器時，制冷劑通過相應(yīng)的分配器的制冷劑導(dǎo)管分配到熱交換管中。另一方面，當(dāng)制冷劑通過相應(yīng)的熱交換器向任一個膨脹閥排出時，制冷劑通過相應(yīng)集水箱的制冷劑導(dǎo)管排出。
下面將參照圖4和圖5所示的空氣流動和圖6與圖7所示的制冷劑流動描述具有上述結(jié)構(gòu)的根據(jù)本發(fā)明實施例的空調(diào)器的工作。
首先，如示出制冷中制冷劑循環(huán)過程的圖6所示，從壓縮機排出的制冷劑以室外熱交換器100a，膨脹閥4b和室內(nèi)熱交換器100b的順序通過空調(diào)器循環(huán)，其中，室外熱交換器100a起冷凝器的作用，而室內(nèi)熱交換器100b起蒸發(fā)器的作用。
更詳細地來說明這個過程，從壓縮機1排出的高壓的熱的氣態(tài)制冷劑通過切換至制冷模式的四通閥2和室外熱交換器100a的制冷劑導(dǎo)管121a收集在室外熱交換器100a的第二集水箱120a中，然后供入熱交換管130a中。制冷劑在穿過每一根熱交換管130a的同時通過與室外空氣熱交換而轉(zhuǎn)換為具有中等溫度和壓力的液體。
室外熱交換器100a的熱交換管130a與第一集水箱110a連通，并也與分配管140a分支的分配器150a連通。然而，單向閥164靠近分配器150a的制冷劑導(dǎo)管151a安裝成阻止制冷劑排出的取向；而單向閥161則靠近第一集水箱110a的制冷劑導(dǎo)管111a安裝成使制冷劑排出的取向，因此，從熱交換管130a排出的中等溫度和壓力的液態(tài)制冷劑可通過第一集水箱110a的制冷劑導(dǎo)管111a向膨脹閥4b供給，其中制冷劑導(dǎo)管111a與穿過分配管140a和分配器150a的路徑相比具有明顯小的管道阻力。另外，制冷劑導(dǎo)管111a連接到第一集水箱110a上、靠近其下端，以便液態(tài)制冷劑只能有效地供入膨脹閥4b中。
在通過室外熱交換器100a轉(zhuǎn)換為具有中等溫度和壓力的液態(tài)之后，制冷劑在穿過膨脹閥4b或毛細管時經(jīng)歷節(jié)流膨脹，以轉(zhuǎn)換為低溫低壓的液體(即，實際上為含有少量氣體的飽和蒸氣狀態(tài))，然后均勻地引入室內(nèi)熱交換器100b的每一根熱交換管130b中。在供入室內(nèi)熱交換器100b之后，中等溫度的液態(tài)制冷劑在穿過熱交換管130b的同時通過與室內(nèi)空氣熱交換而蒸發(fā)成低壓狀態(tài)，然后通過第二集水箱120b和制冷劑導(dǎo)管121b吸入壓縮機1。
如圖4和圖5所示，室內(nèi)和室外空氣循環(huán)，加熱室內(nèi)熱交換器和制冷室外熱交換器。圖4表示的是空調(diào)器同時進行制冷和通風(fēng)功能時的空氣流動，而圖5表示的是空調(diào)器暫停通風(fēng)功能，只進行制冷功能時的空氣流動。
如圖4所示，當(dāng)利用控制器等適當(dāng)調(diào)節(jié)開啟比例打開室內(nèi)空氣循環(huán)調(diào)節(jié)風(fēng)門250和室內(nèi)空氣排出調(diào)節(jié)風(fēng)門260時，在進氣鼓風(fēng)機212和排氣鼓風(fēng)機222的吸力作用下吸入室內(nèi)空氣吸入腔230中的冷的室內(nèi)空氣由室內(nèi)空氣循環(huán)調(diào)節(jié)風(fēng)門250和室內(nèi)空氣排出調(diào)節(jié)風(fēng)門260分開，進入室內(nèi)空氣排出腔210和室外空氣排出腔220中。在通過室內(nèi)空氣循環(huán)調(diào)節(jié)風(fēng)門250后，在通過過濾器232時，空氣被過濾，并在通過起蒸發(fā)器作用的室內(nèi)熱交換器100b時，交換熱量而冷卻下來。冷卻的空氣通過室內(nèi)空氣出口211再循環(huán)到室內(nèi)空氣中。在通過室內(nèi)空氣排出調(diào)節(jié)風(fēng)門260后，冷的室內(nèi)空氣當(dāng)通過室外熱交換器100a時除去來自室外熱交換器100a中的熱量，由于室外熱交換器起冷凝器的作用，因此其溫度明顯較熱。在除去室外熱交換器的熱以后，空氣排出至室外。
同時，當(dāng)利用控制器等適當(dāng)調(diào)節(jié)開啟比例，打開室外空氣供入調(diào)節(jié)風(fēng)門270和室外空氣排出調(diào)節(jié)風(fēng)門280時，在排氣鼓風(fēng)機222和進氣鼓風(fēng)機212的吸力作用下，被吸入室內(nèi)空氣吸入腔240中的室外空氣被室外空氣供入調(diào)節(jié)風(fēng)門270和室外空氣排出調(diào)節(jié)風(fēng)門280分開而進入室內(nèi)空氣排出腔210和室外空氣排出腔220中。在通過室外空氣供入調(diào)節(jié)風(fēng)門270后，當(dāng)通過過濾器242時空氣被過濾，然后在流過起蒸發(fā)器作用的室內(nèi)熱交換器100b時，進行熱交換而冷卻下來。冷卻的空氣通過室內(nèi)空氣出口211再循環(huán)到室內(nèi)空氣中，從而向房間供入新鮮的室外空氣。在流過室外空氣排出調(diào)節(jié)風(fēng)門280后，室外空氣通過起冷凝器作用的室外熱交換器100a除去熱量，然后排出至室外。
在這種情況下，制冷工作是除了通過室外空氣排出調(diào)節(jié)風(fēng)門280引入室外空氣以外，還通過室內(nèi)空氣排出調(diào)節(jié)風(fēng)門260流動的較冷的室內(nèi)空氣和從冷凝水噴射器223噴出的冷的冷凝水的共同作用下進行，因此可以有效地冷凝制冷劑。
圖5示出室內(nèi)空氣排出調(diào)節(jié)風(fēng)門260和室外空氣供入調(diào)節(jié)風(fēng)門270都關(guān)閉，而室內(nèi)空氣循環(huán)調(diào)節(jié)風(fēng)門250和室外空氣排出調(diào)節(jié)風(fēng)門280都打開由此只進行制冷功能而中止通風(fēng)功能的冷卻模式。根據(jù)本發(fā)明，通過適當(dāng)調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)風(fēng)門的開啟比例，可以在0～100％范圍內(nèi)自由調(diào)節(jié)通風(fēng)程度，因此可以根據(jù)室內(nèi)和室外的空氣條件最適當(dāng)?shù)剡M行空氣調(diào)節(jié)。
參見示出加熱時制冷劑循環(huán)過程的圖7可看出，從壓縮機1排出的制冷劑以四通閥2、室內(nèi)熱交換器100b，膨脹閥4a和室外熱交換器100a的順序通過空調(diào)器循環(huán)。其中，室內(nèi)熱交換器100b起冷凝器作用，而室外熱交換器100a起蒸發(fā)器作用。
并且，加熱時，流向起冷凝器作用的室內(nèi)熱交換器100b的氣態(tài)制冷劑通過第二集水箱120b分配到熱交換管130b中，同時從室內(nèi)熱交換器100b排出的液態(tài)制冷劑通過第一集水箱110b向膨脹閥4a供給，以使管道阻力最小。
另外，向起蒸發(fā)器作用的室外熱交換器100a引入的液態(tài)制冷劑通過分配器150a和分配器管140a均勻地供入熱交換管130a中，同時從室外熱交換器100a排出的氣態(tài)制冷劑收集在第二集水箱120a中，再通過制冷劑導(dǎo)管121吸入壓縮機中。
也即是說，在制冷和加熱過程中，液態(tài)制冷劑從熱交換器中的排出、以及氣態(tài)制冷劑的吸入和排出都是通過集水箱進行的，以使阻礙制冷劑流動的管道阻力最小。向熱交換器吸入的液態(tài)制冷劑通過分配器和分配器管均勻地供入熱交換管中，以便可靠地防止由于液態(tài)制冷劑的偏流而造成的熱交換效率的降低。
在如圖4和圖5所示的與制冷過程相似的加熱過程中，除了通過室外空氣排出調(diào)節(jié)風(fēng)門280流入的室外空氣以外，流過室內(nèi)空氣排出調(diào)節(jié)風(fēng)門260的較熱的室內(nèi)空氣作用在起蒸發(fā)器作用的室外熱交換器100a上，因此，可以更有效地進行制冷劑的蒸發(fā)。
根據(jù)上述的本發(fā)明的空調(diào)器，室外熱交換器和室內(nèi)熱交換器都設(shè)置在一個單獨的殼體中，同時利用一個簡單的結(jié)構(gòu)可以在0～100％范圍內(nèi)自由調(diào)節(jié)通風(fēng)程度，而不需任何附加的設(shè)備。同樣，本發(fā)明可以回收通風(fēng)過程排出的空氣和室內(nèi)熱交換器產(chǎn)生的冷凝水的無用能量，以及可根據(jù)制冷和加熱過程的切換優(yōu)化制冷劑的循環(huán)過程，以改善制冷和加熱的效率。
權(quán)利要求
1.一種空調(diào)器，包括壓縮機，室外熱交換器，膨脹閥和室內(nèi)熱交換器，并通過借助于四通閥切換制冷劑的循環(huán)方向而進行制冷和加熱過程，該裝置包括室內(nèi)空氣排出腔，其具有用于在制冷劑和空氣之間進行熱交換的室內(nèi)熱交換器，用于將空氣供入房間的進氣鼓風(fēng)機，以及起到進氣鼓風(fēng)機將空氣供入房間的通道的作用的室內(nèi)空氣出口；室外空氣排出腔，其具有在制冷劑和空氣之間進行熱交換的室外熱交換器，用于排出空氣的排氣鼓風(fēng)機，以及起到排氣鼓風(fēng)機將空氣排出室外的通道的作用的室外空氣出口；室內(nèi)空氣吸入腔，其分別通過室內(nèi)空氣循環(huán)調(diào)節(jié)風(fēng)門和室內(nèi)空氣排出調(diào)節(jié)風(fēng)門與室內(nèi)空氣排出腔和室外空氣排出腔連接，這些調(diào)節(jié)風(fēng)門的開啟比例可以調(diào)節(jié)，該室內(nèi)空氣吸入腔還具有起到將室內(nèi)空氣引入的通道作用的室內(nèi)空氣吸入口，該室內(nèi)空氣是在進氣鼓風(fēng)機和/或排氣鼓風(fēng)機的吸力作用下吸入；室外空氣吸入腔，其分別通過室外空氣供入調(diào)節(jié)風(fēng)門和室外空氣排出調(diào)節(jié)風(fēng)門與室內(nèi)空氣排出腔和室外空氣排出腔連接，這些調(diào)節(jié)風(fēng)門的開啟比例可調(diào)節(jié)，該室外空氣吸入腔具有起到引入室外空氣通道的作用的室外空氣吸入口，室外空氣在排氣鼓風(fēng)機和/或進氣鼓風(fēng)機的吸力作用下吸入；以及殼體，其用于容納室內(nèi)空氣排出腔，室外空氣排出腔，室內(nèi)空氣吸入腔和室外空氣吸入腔。
2.如權(quán)利要求1所述的空調(diào)器，其特征在于，室內(nèi)空氣排出腔安裝在殼體中、靠近其上端處，室內(nèi)空氣出口暴露在殼體前部；室外空氣排出腔安裝在殼體中、靠近其下端處，室外空氣出口暴露在殼體的后部；室內(nèi)空氣吸入腔安裝在室內(nèi)空氣排出腔和室外空氣排出腔之間，且室內(nèi)空氣循環(huán)腔作為相對室內(nèi)空氣排出腔的隔板，而室外空氣排出腔作為與室外空氣排出腔的隔板，室內(nèi)空氣吸入口暴露在殼體的前部；以及室外空氣吸入腔安裝在室內(nèi)空氣排出腔和室外空氣排出腔之間的室內(nèi)空氣吸入腔的后部，且室外空氣供入腔作為相對室內(nèi)空氣排出腔的隔板，而室外空氣排出腔作為相對室外空氣排出腔的隔板，室外空氣吸入口暴露在殼體的后部上。
3.如權(quán)利要求2所述的空調(diào)器，其特征在于，室內(nèi)空氣吸入腔為L形，以形成一延長部分，該延長部分以室外空氣排出腔的前部為界，室內(nèi)空氣吸入口設(shè)置在該延長部分上、靠近其下端。
4.如權(quán)利要求1所述的空調(diào)器，還包括冷凝水容器，該容器在室內(nèi)熱交換器之下，并具有冷凝水泵，用于在高壓下將冷凝水從冷凝水容器中排出；在室外熱交換器之下的冷凝水出口；以及在室外熱交換器之上的冷凝水噴射器，該冷凝水噴射器通過冷凝水供入導(dǎo)管與冷凝水泵在其排出側(cè)連通，用于將冷凝水從冷凝水泵向室外熱交換器噴射。
5.如權(quán)利要求4所述的空調(diào)器，還包括冷凝水容器中的冷凝水檢測裝置，用于檢測在冷凝水容器中的冷凝水液面；以及控制單元，用于在冷凝水的液面達到至少一個基準(zhǔn)值時，接通/斷開冷凝水泵給定的時間段。
6.如權(quán)利要求1所述的空調(diào)器，其特征在于，室外熱交換器和室內(nèi)熱交換器中每一個都包括一對制冷劑導(dǎo)管分別與其連接的集水箱，以及多根連接在集水箱之間、作為引入一個集水箱的制冷劑供入另一個集水箱的通道的熱交換管；其中，該裝置還包括中空的分配器，每個分配器設(shè)置在室內(nèi)和室外熱交換器中的每一個與每個膨脹閥之間，每個分配器具有連接到制冷劑導(dǎo)管的第一端部和連接到多根分配管的第二端部；并且，每個分配器的分配管分別與每個熱交換器的熱交換管的端部連接，以便形成制冷劑循環(huán)，從而，在制冷和加熱過程中，根據(jù)四通閥的切換，在從每個膨脹閥引入每個熱交換器時，制冷劑通過每個分配器的制冷劑導(dǎo)管進入相應(yīng)一個熱交換管中，而在通過每個熱交換器向每個膨脹閥排出時，制冷劑通過每個集水箱的制冷劑導(dǎo)管排出。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種制冷－加熱組合空調(diào)器，其設(shè)置有一個單獨殼體內(nèi)的室外熱交換器和室內(nèi)熱交換器。本發(fā)明的優(yōu)點在于它可以用簡單結(jié)構(gòu)在0～100％范圍內(nèi)自由調(diào)節(jié)通風(fēng)程度而不需要裝備單獨的通風(fēng)裝置，并且通過回收在通風(fēng)過程中排出的空氣和在室內(nèi)熱交換器中產(chǎn)生的冷凝水的無用能量，并通過根據(jù)制冷－加熱模式轉(zhuǎn)換使制冷劑沿著其循環(huán)的路徑最長可以有效地改善制冷和加熱的效率。
文檔編號F24F1/02GK1451089SQ01810070
公開日2003年10月22日 申請日期2001年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2001年11月30日
發(fā)明者樸椿璟 申請人:樸椿璟