专利名称：空气调节器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种空气调节器，其中与第一制冷剂进行热交换从而被冷却的空气能够与第二制冷剂进行热交换从而再次得以冷却。
背景技术：
通常，空气调节器是用于使得室内空间舒适的装置，并且具有净化功能、除湿功能等，以及冷却和加热功能从而将室内空气保持在舒适的温度。
在空气调节器的上述多种功能中，冷却功能是靠下述冷却循环实现的，其中室内的空气与制冷剂进行热交换从而得以冷却。
图1的框图示出了根据常规技术的空气调节器的冷却循环。
图1所示空气调节器的冷却循环包括用于高压压缩汽化制冷剂的压缩机2；冷凝器4，其与空气进行热交换，从而对在压缩机2中被压缩的制冷剂在低温下进行冷凝；用于在低压下使得在冷凝器4中被冷凝的制冷剂发生膨胀的膨胀机6；以及蒸发器8，其与空气进行热交换，从而使得在膨胀机6中膨胀的低温、低压的液态制冷剂发生蒸发。
所述压缩机1分为由一个压缩机组成的单个型和由至少两个压缩机组成的多个型。所述单个型的压缩机2可以分成其压缩容量可以根据负载量而变化的变换器型，以及压缩容量总是不变的恒定速度型。所述多个型的压缩机2这样配置，从而根据负载量至少两个压缩机选择地工作。
在根据常规技术所述构造的空气调节器中，室内的空气通过蒸发器8中制冷剂的蒸发热而得以冷却，而蒸发器8中蒸发的制冷剂循环成为低温、低压的液态制冷剂，同时顺序地通过压缩机2、冷凝器4以及膨胀机6，然而，在当前室内温度和目标室内温度的差别很大的情况中，包括在开始工作的时候或者空气从炎热的外面进入被制冷的房间的时候，由于负载较大，难以快速地增大冷却能力，从而根据常规技术的空气调节器不能立即提供冷却的空气。
发明内容
因此，本发明是为了解决前述的现有问题，而本发明的目的是提供一种空气调节器，所述空气调节器在即使负载量很大的情况下，也可以立即提供凉爽并且舒适的空气。
为了实现上述目的，根据本发明的一个方面提供了一种空气调节器，包括主压缩机、主冷凝器和主膨胀机，其布置为顺序地压缩、冷凝和膨胀第一制冷剂；用于压缩第二制冷剂的快速冷却压缩机；中间热交换器，其利用从所述主膨胀机中排出的第一制冷剂的蒸发热而冷却周围空气，并且对从所述快速冷却压缩机排出的第二制冷剂进行冷凝；使得从所述中间热交换器排出的第二制冷剂发生膨胀的快速冷却膨胀机；以及位于所述中间热交换器前面的快速冷却蒸发器，从而利用所述第二制冷剂的蒸发热能够对通过所述中间热交换器的空气进行再次冷却。
所述中间热交换器提供为双管结构，其中所述第一制冷剂在内侧流动，而第二制冷剂在外侧流动。
所述中间热交换器的双管结构这样配置，从而所述第一制冷剂和第二制冷剂朝相反侧流动。
为了实现上述目的，根据本发明的另一个方面提供了一种空气调节器，包括主压缩机、主冷凝器和主膨胀机，其布置为顺序地压缩、冷凝和膨胀第一制冷剂；用于压缩第二制冷剂的快速冷却压缩机；中间热交换器，其利用从所述主膨胀机中排出的第一制冷剂的蒸发热而冷却周围空气，并且对从所述快速冷却压缩机排出的第二制冷剂进行冷凝；快速冷却再冷凝器，其与周围空气进行热交换，从而对在所述快速冷却冷凝器中受到冷凝的第二制冷剂进行再次冷凝；使得从所述中间热交换器中排出的第二制冷剂发生膨胀的快速冷却膨胀机；以及位于中间热交换器前面的快速冷却蒸发器，从而利用所述第二制冷剂的蒸发热而对通过所述中间热交换器的空气进行再次冷却。
所述中间热交换器提供为双管结构，其中第一制冷剂在内侧流动，而第二制冷剂在外侧流动。
所述中间热交换器的双管结构这样配置，从而第一制冷剂和第二制冷剂朝相反侧流动。
所述快速冷却再冷凝器包括流有所述第二制冷剂的同步制冷剂管，以及用于产生空气吹力的同步空气吹风机，从而通过与周围的空气进行热交换而能够对所述同步制冷剂管进行冷凝。
所述快速冷却蒸发器包括快速冷却蒸发器制冷剂管和多个所述插入快速冷却蒸发器制冷剂管外侧的快速冷却蒸发器销。
所述第一制冷剂为R-22制冷剂，而所述第二制冷剂为R-23制冷剂。
所述空气调节器还包括用于产生空气吹力的室内空气吹风机，从而使得室内空气顺序通过所述中间热交换器和快速冷却蒸发器。
空气调节器还包括控制单元，其用于在普通冷却模式中利用所述第一制冷剂的冷却循环而冷却空气，以及在快速冷却模式中利用所述第一和第二制冷剂的冷却循环而快速冷却空气。
在根据本发明所述结构的空气调节器中，在普通冷却模式下，室内空气与第一制冷剂的主蒸发器进行热交换从而得以冷却，而在快速冷却模式中，室内空气与中间热交换器进行热交换从而得以冷却，所述中间热交换器包括第一制冷剂的主蒸发器和第二制冷剂的快速冷却冷凝器，并且随后在所述第二制冷剂的快速冷却蒸发器中进行再次冷却，因此在任何需要的时候都可以立即进行凉爽舒适的冷却操作。
而且，根据本发明所述结构的空气调节器的中间热交换器构造为双管结构，因此第一制冷剂和第二制冷剂可以不通过其它介质而彼此进行热交换。另外，所述第一和第二制冷剂这样配置，从而使得它们朝相反的方向流动，因此改善了热传递的效率。
另外，根据本发明所述结构的空气调节器的快速冷却蒸发器，其包括快速冷却蒸发器制冷剂管和多个插入快速冷却蒸发器制冷剂管外面的快速冷却蒸发器销，因此改善了室内空气和第二制冷剂之间热交换的效率。
而且，还包括用于产生空气吹力的室内空气吹风机，从而使得室内空气顺序通过所述中间热交换器和快速冷却蒸发器，这样即使所述中间热交换器和快速冷却蒸发器提供为双管结构，室内空气也可以顺利地循环。
而且，通过在普通冷却模式中只进行第一制冷剂的冷却循环以及在快速冷却模式中进行第一和第二制冷剂的冷却循环，根据本发明所述结构的空气调节器可以达到房间负载和使用者的要求，并且改善了能量效率。
提供了附图用于进一步理解本发明，结合在本申请中并构成其一部分，它所示出的本发明实施例和叙述一起用于解释本发明的原理。
在附图中图1是根据常规技术的空气调节循环的系统框图；图2是根据本发明的空气调节器的立体图；图3是根据本发明的空气调节循环的系统框图；图4是根据本发明的空气调节器的中间热交换器的立体图；图5是沿着图4中A-A线的剖面图；图6示出了根据本发明的空气调节器的快速冷却蒸发器的部分立体图；图7示出了根据本发明的空气调节循环框图的图表。
具体实施例方式
在下文中，将参考附图详细叙述本发明的实施例。
图2是根据本发明的空气调节器的立体图。图3是根据本发明的空气调节循环的系统框图。图4是根据本发明的空气调节器的中间热交换器的立体图。图5是沿着图4中A-A线的剖面图。图6示出了根据本发明的空气调节器的快速冷却蒸发器的部分立体图。图7示出了根据本发明的空气调节循环框图的图表。
根据本发明的空气调节器主要分为室内单元50和室外单元52，所述室内单元50与低温、低压制冷剂进行热交换，从而冷却室内空气；所述室外单元52使与室内空气进行了热交换的制冷剂返回到结构观点上的低温、低压状态。
这种结构的空气调节器具有第一冷却循环和第二冷却循环，在所述第一冷却循环中，室内空气与第一制冷剂进行热交换；在所述第二冷却循环中，被第一冷却循环冷却后的室内空气与第二制冷剂进行热交换，从而再次冷却到更低温度。
所述第一冷却循环包括用于压缩所述第一压缩机的主压缩机60；主冷凝器62，其通过向周围释放热量，从而对在主压缩机60中受到压缩的第一制冷剂进行冷凝；主膨胀机64，其用于使在主冷凝器62中受到冷凝的所述第一制冷剂发生膨胀；以及主蒸发器66，其通过吸收周围热量，也就是吸收室内空气热量，从而蒸发低温、低压的第一制冷剂。
所述主压缩机60可以提供为单个型或者多个型。单个型可以是变换器或者恒定速度型。
所述主蒸发器66位于室内单元50内，其用于与室内空气进行热交换。所述主冷凝器62通过释放热量对第一制冷剂进行冷凝，并且其位于室温单元52处，从而使第一制冷剂不会将热量释放到室内空气中。
作为用于第一冷却循环的第一制冷剂，优选使用图7空气调节循环框图中的R-22制冷剂，它在主冷凝器62中的冷凝温度为43.9℃，在主蒸发器66中的蒸发温度为-16.8℃。
所述第二冷却循环包括用于压缩第二制冷剂的快速冷却压缩机；快速冷却冷凝器72，其通过向周围释放热量，从而对在所述快速冷却压缩机70中受到压缩的第二制冷剂进行冷凝；快速冷却膨胀机74，其用于使所述快速冷却冷凝器72中被冷凝的第二制冷剂发生膨胀；以及快速冷却蒸发器76，其通过吸收周围热量，也就是吸收在主蒸发器66中受到冷却的室内空气的热量，从而对从快速冷却膨胀机74排出的低温、低压的第二制冷剂进行蒸发。
与所述主压缩机60相似，所述快速冷却压缩机70可以提供为单个型或者多个型。单个型可以是变换器或者恒定速度型。
所述快速冷却冷凝器72可以以某种方式位于室内单元50处，从而通过与所述主蒸发器66的第一制冷剂进行热交换，以对所述快速冷却冷凝器72的第二制冷剂进行冷凝。
在下文中，如上所述，提供快速冷却冷凝器72和主蒸发器66，从而通过与主蒸发器66的第一制冷剂进行热交换，以对所述快速冷却冷凝器72的第二制冷剂冷凝进行冷凝，并且所述快速冷却冷凝器72和主蒸发器66相结合而称为中间热交换器80。
所述中间热交换器80可具有双管结构，其中流动有第一制冷剂的第一制冷剂管82位于外侧，而流动有第二制冷剂的第二制冷剂管84位于第一制冷剂管72中的内侧。
这时，所述中间热交换器80的双管优选这样配置，从而所述第二制冷剂管84与第一制冷剂管82同心对准，并且其这样对准从而使得第一和第二制冷剂朝相反方向流动。
无须赘言，所述中间热交换器80的双管由适于进行热交换的材料形成，从而可以在所述第一制冷剂和周围空气之间以及第一制冷剂和第二制冷剂之间顺利地进行热交换。优选地，在双管的外面为热交换器提供了热交换销86，从而可以良好地与周围空气进行热交换。
这样结构的中间热交换器80，通过使第二制冷剂管84位于第一制冷剂管82之内，从而防止了第一制冷剂直接与中间热交换器80周围的空气进行热交换。
同时，从所述快速冷却冷凝器72中排出的第二制冷剂在快速冷却膨胀机74中发生膨胀之前，由快速冷却冷凝器78进行冷凝。
所述快速冷却冷凝器78可这样配置，从而通过与室外的热空气进行热交换，而对从所述中间热交换器80的快速冷却冷凝器72中排出的第二制冷剂进行冷凝。
就是说，所述快速冷却冷凝器78可包括同步制冷剂管78a和同步制冷剂管78b，所述同步制冷剂管78a与快速冷却冷凝器72和中间热交换器的快速冷却膨胀机74相连接，并且其中流有从中间热交换器80的快速冷却冷凝器72中排出的第二制冷剂，所述同步制冷剂管78b将室外空气吹向同步制冷剂管78a，从而通过与室外空气进行热交换而对同步制冷剂管78的第二制冷剂进行再次冷凝。
优选地，所述同步制冷剂管78a配置在室外单元52处，由于所述同步制冷剂管78a的第二制冷剂通过释放热量而受到冷凝，从而同步制冷剂管78a的第二制冷剂不会向室内空气释放热量。在同步制冷剂管78a的外部可以提供多个同步制冷剂管热交换销，以更好地与室外空气进行热交换。
优选地，所述快速冷却蒸发器76位于室内单元50处，就是说，其位于所述中间热交换器80的室内空气流动方向的正前方，从而在主蒸发器66中受到冷却的室内空气能够与快速冷却蒸发器76的第二制冷剂进行热交换，从而进行再次冷却。
位于所述中间热交换器80正前方的快速冷却蒸发器76可包括快速冷却蒸发器制冷剂管76a和多个快速冷却蒸发器热交换销76b，所述快速冷却蒸发器制冷剂管76a中流有第二制冷剂，所述多个快速冷却蒸发器热交换销76b位于快速冷却蒸发器制冷剂管76a的外部。特别地，多个快速冷却蒸发器热交换销76b可以沿快速冷却蒸发器制冷剂管76a的纵向布置为箭头形。
如上所述，在第二冷却循环中优选使用R-23制冷剂作为第二制冷剂，这是因为冷凝温度必须低于主蒸发器66中第一制冷剂的蒸发热量，从而可以通过与第一制冷剂进行热交换而对第二制冷剂进行冷凝。就是说，对于用于该冷却循环的第二制冷剂而言，优选使用图7空气调节循环的图表中的R-23制冷剂，它在快速冷却冷凝器72中的冷凝温度为-25.3℃，在快速冷却蒸发器76中的蒸发温度为-79.7℃。
而且，在第二冷却循环中，对快速冷却压缩机70和快速冷却压缩机70的容量进行控制，从而即使中间热交换器80中的第一制冷剂吸收了快速冷却冷凝器72的第二制冷剂的热量以及室内空气的热量，也能够在中间热交换器80中对室内空气进行冷却。
同时，空气调节器还包括位于室内单元50处的室内空气吹风器90，其用于产生空气吹力，从而吸入室内空气，并使其随后穿过中间热交换器80和快速冷却蒸发器76，然后排出到室内。而且，空气调节器还包括位于室外单元52处的室外空气吹风器92，其用于产生空气吹力，从而将室外空气吹到主冷凝器62处。
而且，空气调节器还包括控制单元(未示出)，其用于在普通冷却模式或快速冷却模式中选择操作，在所述普通冷却模式中，室内空气只靠第一冷却循环进行冷却，在所述快速冷却模式中，室内空气靠第一冷却循环进行冷却，随后靠第二冷却循环进行再次冷却。
控制单元可以根据目前室内温度和目标室内温度之间的差别所造成的负载量或者根据使用者对操作模式的选择，进行普通模式或者快速冷却模式的操作控制。
现在将说明根据本发明的这种结构空气调节器的冷却操作。
在普通模式操作中，只有第一冷却循环运行，而第二冷却循环停止。
就是说，在主压缩机60中对第一制冷剂进行高温压缩，并通过与室外空气吹风机92吹动的室外空气进行热交换，从而使所述在主压缩机60中受到高温压缩的第一制冷剂在主冷凝器62中受到低温冷凝，而且在主冷凝器62中受到冷凝的第一制冷剂在主膨胀机64中发生低温低压膨胀。
在主膨胀机64中发生膨胀的第一制冷剂与室内空气吹风机90吹动的室内空气进行热交换，从而在中间热交换器80的主蒸发器66中发生蒸发。与第一制冷剂进行热交换的室内空气在中间热交换器80的主蒸发器66中受到冷却。
由于第二冷却循环停止，中间热交换器80中的第一制冷剂和第二制冷剂之间没有热交换。室内空气吹风机90将在中间热交换器80中受到冷却的室内空气吹到快速冷却蒸发器76处，并且直接将所述室内空气排出到室外，而不与快速冷却蒸发器76中的第二制冷剂发生热交换。
同时，在快速冷却模式操作中，第一和第二冷却循环都运行。
就是说，随着第一制冷剂按顺序循环通过中间热交换器80的主压缩机60、主冷凝器62、主膨胀机64和主蒸发器66，它与室内空气吹风机90吹动的室内空气进行热交换，从而在中间热交换器80的主蒸发器66中发生蒸发。室内空气与中间热交换器80的主蒸发器66中的第一制冷剂进行热交换，从而被冷却。
另外，第二制冷剂在快速冷却压缩机70中受到高压压缩，并且与中间热交换器80的主蒸发器中的第一制冷剂进行热交换，从而在中间热交换器80的快速冷却冷凝器72中，对在快速冷却压缩机70中受到压缩的第二制冷剂进行冷凝。
第二制冷剂在中间热交换器80的快速冷却冷凝器72中受到冷凝，其与由同步制冷剂管78b吹到快速冷却冷凝器78处的室外空气进行热交换，从而在快速冷却冷凝器78中受到再次冷凝，并且使在快速冷却冷凝器78中受到再次冷凝的第二制冷剂在快速冷却膨胀机74中发生膨胀。
在快速冷却膨胀机74中发生膨胀的低温、低压的第二制冷剂与在中间热交换器80的主蒸发器66中冷却的室内空气进行热交换，从而在快速冷却蒸发器76中发生蒸发。室内空气与快速冷却蒸发器76中的第二制冷剂进行热交换从而再次冷却，之后排到室内。
不需要再说明，在快速冷却模式操作中，第二制冷剂也按顺序循环通过快速冷却压缩机70、快速冷却冷凝器72、快速冷却膨胀机74和快速冷却蒸发器76，从而使室内冷却。
在根据本发明所述结构的空气调节器中，在普通冷却模式中，室内空气与第一制冷剂的主蒸发器进行热交换从而冷却，而在快速冷却模式中，室内空气与包括第一制冷剂的主蒸发器和第二制冷剂的快速冷却冷凝器的中间热交换器进行热交换从而被冷却，并且随后在第二制冷剂的快速冷却蒸发器中再次冷却，因此在任何需要的时候都可以立即进行凉爽舒适的制冷操作。
而且，根据本发明所述结构的空气调节器的中间热交换器构造为双管结构，因此第一制冷剂和第二制冷剂可以不通过其它介质而彼此进行热交换。另外，提供第一和第二制冷剂，使得它们朝相反的方向流动，因此改善了热传递的效率。
而且，根据本发明所述结构的空气调节器的快速冷却蒸发器包括快速冷却蒸发器制冷剂管和多个插入快速冷却蒸发器制冷剂管外部的快速冷却蒸发器销，因此改善了室内空气和第二制冷剂之间热交换的效率。
而且，还包括用于产生空气吹力的室内空气吹风机，从而使得室内空气顺序通过中间热交换器和快速冷却蒸发器，这样即使中间热交换器和快速冷却蒸发器提供为双管结构，室内空气也可以顺利地循环。
而且，通过在普通冷却模式中只进行第一制冷剂的冷却循环以及在快速冷却模式中进行第一和第二制冷剂的冷却循环，根据本发明所述结构的空气调节器可以达到房间负载和使用者的要求，并且改善了能量效率。
权利要求
1.一种空气调节器，包括布置为顺序地压缩、冷凝和膨胀第一制冷剂的主压缩机、主冷凝器和主膨胀机；用于压缩第二制冷剂的快速冷却压缩机；中间热交换器，其利用从所述主膨胀机中排出的第一制冷剂的蒸发热而冷却周围空气，并且对从所述快速冷却压缩机排出的第二制冷剂进行冷凝；对从所述中间热交换器排出的第二制冷剂进行膨胀的快速冷却膨胀机；以及位于所述中间热交换器前面的快速冷却蒸发器，从而利用所述第二制冷剂的蒸发热对通过所述中间热交换器的空气进行再次冷却。
2.如权利要求1所述的空气调节器，其特征在于，所述中间热交换器提供为双管结构，其中所述第一制冷剂在内侧流动，而所述第二制冷剂在外侧流动。
3.如权利要求2所述的空气调节器，其特征在于，所述中间热交换器的双管结构这样配置，使得所述第一制冷剂和第二制冷剂朝相反侧流动。
4.一种空气调节器，包括布置为顺序地压缩、冷凝和膨胀第一制冷剂的主压缩机、主冷凝器和主膨胀机；用于压缩第二制冷剂的快速冷却压缩机；中间热交换器，其利用从所述主膨胀机中排出的第一制冷剂的蒸发热而冷却周围空气，并且对从所述快速冷却压缩机排出的第二制冷剂进行冷凝；快速冷却再冷凝器，其通过与周围空气进行热交换，从而对在所述快速冷却冷凝器中受到冷凝的第二制冷剂进行再次冷凝；对从所述中间热交换器中排出的第二制冷剂进行膨胀的快速冷却膨胀机；以及位于中间热交换器前面的快速冷却蒸发器，从而利用所述第二制冷剂的蒸发热而对通过所述中间热交换器的空气进行再次冷却。
5.如权利要求4所述的空气调节器，其特征在于，所述中间热交换器提供为双管结构，其中第一制冷剂在内侧流动，而第二制冷剂在外侧流动。
6.如权利要求5所述的空气调节器，其特征在于，所述中间热交换器的双管结构这样配置，使得第一制冷剂和第二制冷剂朝相反侧流动。
7.如权利要求4至6中任何一项所述的空气调节器，其特征在于，所述快速冷却再冷凝器包括所述第二制冷剂通过其中流动的同步制冷剂管，以及用于产生空气吹力的同步空气吹风机，从而通过与周围的空气进行热交换而对所述同步制冷剂管进行冷凝。
8.如权利要求4至6中任何一项所述的空气调节器，其特征在于，所述快速冷却蒸发器包括快速冷却蒸发器制冷剂管和多个插入所述快速冷却蒸发器制冷剂管外侧的快速冷却蒸发器销。
9.如权利要求4至6中任何一项所述的空气调节器，其特征在于，所述第一制冷剂为R-22制冷剂，而所述第二制冷剂为R-23制冷剂。
10.如权利要求4至6中任何一项所述的空气调节器，其特征在于，还包括用于产生空气吹力的室内空气吹风机，从而使得室内空气顺序通过所述中间热交换器和快速冷却蒸发器。
11.如权利要求4至6中任何一项所述的空气调节器，其特征在于，还包括控制单元，其用于在普通冷却模式中利用所述第一制冷剂的冷却循环而冷却空气，以及在快速冷却模式中利用所述第一和第二制冷剂的冷却循环而快速冷却空气。
全文摘要
在空气调节器的普通冷却模式中，室内空气与第一制冷剂的主蒸发器进行热交换从而得以冷却，而在快速冷却模式中，室内空气与中间热交换器进行热交换从而得以冷却，所述中间热交换器包括第一制冷剂的主蒸发器和第二制冷剂的快速冷却冷凝器，并且随后在第二制冷剂的快速冷却蒸发器中再次冷却，因此在任何需要的时候都可以立即进行凉爽舒适的冷却操作。
文档编号F25B1/00GK1877221SQ20061006806
公开日2006年12月13日 申请日期2006年3月24日 优先权日2005年6月9日
发明者张志永, 宋灿豪, 沈在勋, 吴世允 申请人:Lg电子株式会社