专利名称：串联式空调和调温箱一体机及其运行控制方法
技术领域：
本发明涉及空调和调温箱一体机技术领域，特别涉及一种串联式空调和调温箱一体机及其运行控制方法。
背景技术：
现有的空调和调温箱一体机有如下两种制作方式
一、空调和调温箱各有一套独立的一体机；两者在制造过程中出于某种目的做成一体，两一体机简单的叠加不仅无故增加了空间尺寸，而且在技术领域没有创新性，在此不再赘述。 二、空调和调温箱共用一套一体机，室内空调换热器和室内调温箱换热器为并联方式连接。此种方式中，由于两换热器为并联。然而，室内空调换热器和室内调温箱换热器所需的温度区间不同；即两换热器中的冷媒的出口压力不同。若设两换热器进口端冷媒压力为P，为了实现空调和调温箱的温度效果，则分流经过室内空调换热器后冷媒压力为P1，经过室内调温箱换热器后冷媒压力为P2，而P1>P2，且差值较大。那么在经过两换热器后，冷媒汇集一路时会导致室内空调换热器支路冷媒向室内调温箱换热器支路回流；这样会严重影响室内空调和室内调温箱的性能。针对这一状况，现有的解决方式是在冰箱蒸发器出口增加一个增压泵；不足之处在于不仅成本高而且效率也很低。
另一方面，室内空调换热器采用风扇强制对流换热，而室内调温箱换热器依靠辐射换热，在相同进口条件分流后，室内空调换热器的蒸发温度比冰箱换热器高，冷媒大部分流向压力较低的室内调温箱换热器，导致空调能力大幅降低。针对这一状况，现有的解决方式是在冰箱入口增加节流装置，不足之处在于存在室内调温箱换热器的冷媒无法从出口流出且会产生回流现象，从而影响一体机效率
发明内容
本发明的发明目的是针对现有空调和调温箱一体机的技术不足，提供一种防止回流提高一体机性能的串联式空调和调温箱一体机。进一步地，提供一种串联式空调和调温箱一体机的运行控制方法。为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案为
提供一种串联式空调和调温箱一体机，包括压缩机、室内空调换热器、室内调温箱换热器、节流机构和室外换热器形成的冷媒循环管路系统，所述室内调温箱换热器与室内空调换热器顺序串联连接或所述室内空调换热器与室内调温箱换热器顺序串联连接。优选地，所述的压缩机进出口分别连接四通阀，形成制冷热泵系统。优选地，所述的压缩机为变频压缩机，采用的节流机构为电子膨胀阀。优选地，所述冷媒循环管路设置有第一控制阀，该第一控制阀用于控制冷媒在调温箱换热器内流动的通断；所述节流机构与室内空调换热器之间设置有第一旁通管路，在该旁通管路上设置有第一旁通阀。
优选地，所述冷媒循环管路设置有第二控制阀，该第二控制阀用于控制冷媒在室内空调换热器内流动的通断；所述室内调温箱换热器与压缩机进口之间设置有第二旁通管路，在该旁通管路上设置有第二旁通阀。优选地，所述冷媒循环管路设置有第一控制阀，该第一控制阀用于控制冷媒在室内空调换热器内流动的通断；所述节流机构与室内调温箱换热器之间设置有第一旁通管路，在该旁通管路上设置有第一旁通阀。优选地，所述冷媒循环管路设置有第二控制阀，该第二控制阀用于控制冷媒在调温箱换热器内流动的通断；所述室内空调换热器与压缩机进口之间设置有第二旁通管路，在该旁通管路上设置有第二旁通阀。一种串联式空调和调温箱一体机的运行控制方法，所述的室内空调换热器或室内调温箱换热器 运行时，第一旁通阀与第二旁通阀关闭，第一控制阀与第二控制阀开启；室内空调换热器向室内空气提供热量或者冷量，同时，室内调温箱换热器对应的提供热量或者冷量。 优选地，所述的室内空调换热器或室内调温箱换热器运行时，第二旁通阀与第一控制阀关闭，第二控制阀和第一旁通阀开启，室内空调换热器向室内空气提供热量或者冷量，室内调温箱不工作，且在相同外部条件下，压缩机频率和电子膨胀阀的流量要大于或等于空调与调温箱同时工作的值。优选地，所述的室内空调换热器或室内调温箱换热器运行时，第二旁通阀与第一控制阀开启，第二控制阀和第一旁通阀关闭，室内调温箱换热器向调温箱空间提供热量或者冷量，空调不工作，且在相同外部条件下，压缩机频率和电子膨胀阀的流量要小于或等于室内空调与调温箱同时工作的值。本发明相对于现有技术，具有以下有益效果
本发明空调和调温箱一体机的室内空调换热器和室内调温箱换热器采用串联设计，解决了压力不平衡导致的回流问题。同时，该一体机还分别设计了可控制的旁通回路，这样既实现了分别独立控制空调与调温箱，又使得空调和调温箱一体的需求得以实现，节省空间与资源，又方便用户使用。
图I为本发明实施例I的系统 图2为本发明实施例2的系统 图3为本发明实施例3空调和调温箱同时运行的系统 图4为本发明实施例3单独使用空调的系统 图5为本发明实施例4空调和调温箱同时运行的系统 图6为本发明实施例4单独使用空调的系统 图7为本发明实施例4单独使用调温箱的系统图。
具体实施例方式下面结合附图和具体实施例对本发明的发明目的作进一步详细地描述，实施例不能在此一一赘述，但本发明的实施方式并不因此限定于以下实施例。除非特别说明，本发明采用的材料和加工方法为本技术领域常规材料和加工方法。实施例I
如附图I所示，所述串联式空调和调温箱一体机系统，包括压缩机I、室内空调换热器5、室内调温箱换热器4、节流机构3和室外换热器2组成的冷媒循环管路系统，且室内调温箱换热器4与室内空调换热器5顺序串联连接。即冷媒经压缩机I压缩后进入室外换热器2与室外环境换热，换热后的高压液态冷媒经过节流机构3节流后进入室内调温箱换热器4，与调温箱空间换热，达到调温箱降温目的，然后再进入室内空调换热器5与室内环境换热，达到调节室温的效果，最后低压气态的冷媒回到压缩机I进气口，如此循环运行。可以实现调温箱冷藏功能和空调制冷功能，此系统中，室内调温箱换热器4与室内空调换热器5串联，不存在并联状态下冷媒回流的现象。同时，调温箱的使用对空调的效果影响也很小。实施例2 如附图2所示，与实施例一的不同之处在于室内空调换热器5、室内调温箱换热器4位置交换了。即冷媒经压缩机I压缩后进入室外换热器2与室外环境换热，换热后的高压液态冷媒经过节流机构3节流后进入室内空调换热器5与室内环境换热，达到调节室温的效果，然后再进入室内调温箱换热器4，与调温箱空间换热，达到调温箱降温目的，最后低压气态的冷媒回到压缩机I进气口，如此循环运行。实施例3
如附图3所示，所述的压缩机进出口分别连接四通阀11，形成制冷热泵系统，可以根据用户需求来实现空调和调温箱的不同功能。实线箭头所示为空调制冷，调温箱冷藏的循环，虚线箭头所示为空调制热，调温箱加热的循环。电子膨胀阀3出口部位到室内空调换热器5与室内调温箱换热器4之间的部位的管路上设置有第一控制阀7，该控制阀设置与室内调温箱换热器4的前面；电子膨胀阀3出口部位到室内空调换热器5与室内调温箱换热器4之间的部位设置有一旁通管路，在该旁通管路上设置有第一旁通阀9。运行此系统可以实现空调和调温箱同时运行功能，如附图3所示，此时第一控制阀7开启，第一旁通阀9关闭，系统冷媒循环，在室内调温箱换热器4内换热实现调温箱冷热功能，在室内空调换热器5内换热来调节室内环境温度；运行此系统也可实现空调单开功能，如附图4所示，此时第一旁通阀9开启，第一控制阀7关闭，系统冷媒不流通调温箱换热器4，而通过第一旁通阀9和室内空调换热器5流通，室内空调换热器5与室内环境换热实现空调调节室内环境温度的功能，制冷如实线箭头流向，制热如虚线箭头流向。且在调温箱内部空间、室内调温箱换热器4、室内环境、室内空调蒸发器5上均设置有感温包，可以自动检测实时温度来自动调节系统的运行状态。实施例4
本实施例除下述特征外，其他均与实施例3相同如附图5所示，室内空调换热器5与室内调温箱换热器4之间的部位到压缩机I入口部位的管路上设置有第二控制阀8，该控制阀设置与室内空调换热器5的前面；室内空调换热器5与室内调温箱换热器4之间的部位到压缩机I入口部位的管路上设置有一旁通管路，在该旁通管路上设置有第二旁通阀10。此种系统可以实现调温箱和空调同时运行功能，如附图5所示，此时第一控制阀7和第二控制阀8开启，第一旁通阀9和第二旁通阀10关闭；也可实现空调单开功能，如附图6所示，此时第一控制阀7和第二旁通阀10关闭，第二控制阀8和第一旁通阀9开启；也可实现调温箱单开功能，如附图7所示，此时第一控制阀7和第二旁通阀10开启，第二控制阀8和第一旁通阀9关闭。实线箭头所示为空调制冷/调温箱冷藏功能，虚线箭头所示为空调制热/调温箱加热功能。实施例5
压缩机优选为变频压缩机，采用的节流机构为电子膨胀阀。压缩机选用变频压缩机和节流机构选用电子膨胀阀，能实时有效的调节压缩机频率和系统冷媒循环流量。具体运行方式如下述。运行方式一，空调和调温箱同时开启，如附图5所示，第一旁通阀9与第二旁通阀10关闭，第一控制阀7与第二控制阀8开启，室内空调换热器5向室内空气提供热量或者冷量，同时，室内调温箱换热器4对应的提供热量或者冷量。此实现过程中压缩机I的频率Pl在5HZ-150HZ之间，电子膨胀阀3的流量Il在0-100%之间，因为室内调温箱和空调同时开启制冷/冷藏时，室内空调换热器需要较大流量来降低室内环境温度，而调温箱需要较小流量较低温度来降低调温箱内部温度。此时系统能同时兼顾空调和调温箱的冷媒流量，有效的调节系统处在一个较为理想的状态。实线箭头所示为空调制冷、调温箱冷藏功能，虚线箭头所示为空调制热、调温箱加热功能。运行方式二，单开空调，如附图6所示，空调和调温箱一体机运行时，第二旁通阀10与第一控制阀7关闭，第二控制阀8和第一旁通阀9开启，室内空调换热器5向室内空气提供热量或者冷量，调温箱功能未开启，系统可以完全致力于调节房间温度，不必顾及不同温度区间的调温箱功能。在相同的外部条件下，压缩机I的频率和电子膨胀阀3的流量要大于或等于空调与调温箱同时工作时的值。此时的压缩机频率P2在10HZ-150HZ之间、膨胀阀开度12在10%-100%，P2彡Pl,12彡II。此时因为单开空调，空调能效高、室内环境温度调节快。图中实线箭头所示为空调制冷功能，虚线箭头所示为空调制热功能。运行方式三，单开调温箱功能，如附图7所示，所述的空调器运行时，第二旁通阀10与第一控制阀7开启，第二控制阀8和第一旁通阀9关闭，室内调温箱换热器4向调温箱空间提供热量或者冷量。此循环系统中调温箱功能开启，空调功能关闭，系统可以完全致力于调节调温箱温度，不必顾及不同温度区间的空调功能。调温箱所需的温度较低，所以系统中冷媒所需的流量也较小，电子膨胀阀3的流量要小于或等于空调与调温箱同时工作时的值，同时考虑调温箱运行功率和流量减小后的保护功能，压缩机I的频率要小于或等于空调与调温箱同时工作时的值，此时的压缩机频率P3在5HZ-60HZ之间、膨胀阀开度13处于0-50%，且P3 ^Pl ^ P2，13彡Il彡12。实线箭头所示为调温箱箱冷藏功能，虚线箭头所示为调温箱加热功能。上述实施例仅为本发明的较佳实施例，并非用来限定本发明的实施范围。即凡依本发明内容所作的均等变化与修饰，都为本发明权利要求所要求保护的范围所涵盖。
权利要求
1.一种串联式空调和调温箱一体机，包括压缩机、室内空调换热器、室内调温箱换热器、节流机构和室外换热器形成的冷媒循环管路系统，其特征在于所述室内调温箱换热器与室内空调换热器顺序串联连接或所述室内空调换热器与室内调温箱换热器顺序串联连接。
2.根据权利要求I所述的串联式空调和调温箱一体机，其特征在于所述的压缩机进出口分别连接四通阀，形成制冷热泵系统。
3.根据权利要求I所述的串联式空调和调温箱一体机，其特征在于所述的压缩机为变频压缩机，采用的节流机构为电子膨胀阀。
4.根据权利要求I或2或3所述的串联式空调和调温箱一体机，其特征在于所述冷媒循环管路设置有第一控制阀，该第一控制阀用于控制冷媒在调温箱换热器内流动的通断；所述节流机构与室内空调换热器之间设置有第一旁通管路，在该旁通管路上设置有第一旁通阀。
5.根据权利要求4所述的串联式空调和调温箱一体机，其特征在于所述冷媒循环管路设置有第二控制阀，该第二控制阀用于控制冷媒在室内空调换热器内流动的通断；所述室内调温箱换热器与压缩机进口之间设置有第二旁通管路，在该旁通管路上设置有第二旁通阀。
6.根据权利要求I或2或3所述的串联式空调和调温箱一体机，其特征在于所述冷媒循环管路设置有第一控制阀，该第一控制阀用于控制冷媒在室内空调换热器内流动的通断；所述节流机构与室内调温箱换热器之间设置有第一旁通管路，在该旁通管路上设置有第一旁通阀。
7.根据权利要求6所述的串联式空调和调温箱一体机，其特征在于所述冷媒循环管路设置有第二控制阀，该第二控制阀用于控制冷媒在调温箱换热器内流动的通断；所述室内空调换热器与压缩机进口之间设置有第二旁通管路，在该旁通管路上设置有第二旁通阀。
8.一种串联式空调和调温箱一体机的运行控制方法，其特征在于所述的室内空调换热器或室内调温箱换热器运行时，第一旁通阀与第二旁通阀关闭，第一控制阀与第二控制阀开启；室内空调换热器向室内空气提供热量或者冷量，同时，室内调温箱换热器对应的提供热量或者冷量。
9.根据权利要求8所述的串联式空调和调温箱一体机的运行控制方法，其特征在于所述的室内空调换热器或室内调温箱换热器运行时，第二旁通阀与第一控制阀关闭，第二控制阀和第一旁通阀开启，室内空调换热器向室内空气提供热量或者冷量，室内调温箱不工作，且在相同外部条件下，压缩机频率和电子膨胀阀的流量要大于或等于空调与调温箱同时工作的值。
10.根据权利要求8所述的串联式空调和调温箱一体机的的运行控制方法，其特征在于所述的室内空调换热器或室内调温箱换热器运行时，第二旁通阀与第一控制阀开启，第二控制阀和第一旁通阀关闭，室内调温箱换热器向调温箱空间提供热量或者冷量，空调不工作，且在相同外部条件下，压缩机频率和电子膨胀阀的流量要小于或等于室内空调与调温箱同时工作的值。
全文摘要
本发明公开了一种空调和调温箱一体机，包括通过主管路依次连接的压缩机、室外换热器、节流机构；压缩机的输出端与室外换热器的输入端连接，室外换热器的输出端与节流机构的输入端连接；该一体机还包括室内调温箱换热器与室内空调换热器，室内调温箱换热器的输入端与节流机构输出端连接，室内调温箱换热器的输出端与室内空调换热器的输入端连接；室内空调换热器的输出端与压缩机的输入端连接。该一体机的室内空调换热器和室内调温箱换热器采用串联设计，解决了压力不平衡导致的回流问题。
文档编号F24F11/02GK102734885SQ20121022333
公开日2012年10月17日 申请日期2012年6月29日 优先权日2012年6月29日
发明者刘阳, 张 浩, 李向阳, 李强, 陈留杰 申请人:广东美的电器股份有限公司