空调机及其控制方法与流程

本发明涉及一种空调机及其控制方法。

背景技术：

空调机是根据用途、目的将预定空间中的空气保持为最佳状态的装置。通常，所述空调机包括压缩机、冷凝器、膨胀装置及蒸发器，由执行制冷剂的压缩、凝缩、膨胀及蒸发过程的制冷剂循环(cycle)，对所述预定空间实现制冷或制热。

根据所述空调机的使用环境，所述预定空间可以是多种类型。例如，所述空调机设置于家庭或办公室时，所述预定空间可以是房屋或建筑物的室内空间。另一方面，如果所述空调机设置于汽车内，则所述预定空间可以是人乘坐的乘车空间。

当空调机制冷运转时，室外机所具备的室外热交换器起到冷凝器功能，室内机所具备的室内热交换器执行蒸发器功能。相反，当空调机制热运转时，所述室内热交换器起到冷凝器功能，所述室外热交换器起到蒸发器功能。

现有的空调机包括压缩机、四通阀、室内热交换器、室外热交换器、膨胀装置、气液分离器及多个制冷剂管。

现有的空调机制冷运转时，在所述空调机流动的制冷剂在所述压缩机中压缩为高温高压制冷剂。并且，被压缩的气相制冷剂通过所述四通阀，流入到所述室外热交换器。并且，流入至所述室外热交换器的制冷剂被凝缩，凝缩的制冷剂输出至室内机。

进入到室内机的制冷剂经过膨胀装置流入至所述室内热交换器，通过所述室内热交换器的制冷剂被蒸发，低温低压的制冷剂再排出至室外机。

进入至室外机的制冷剂再通过所述四通阀，流入至所述气液分离器。并且，在所述气液分离器中分离的气相制冷剂被吸入至压缩机。

对以往的空调机的结构而言，当空调机制冷运转时，通过室内热交换器的制冷剂在连接室内机与室外机的较长的配管中流动，在通过气液分离器的过程中会产生较大的压力损失。

结果，制冷剂的温度及压力大大降低，为了将此在压缩机中转为高温高压制冷剂，需要大量的压缩机所需动力(AW)。

与此相关的现有技术如下：

申请号(申请日)：KR20060133020A(2006-12-22)

发明名称：空调系统{AIR CONDITIONING SYSTEM}

技术实现要素：

本发明的一目的在于，为了解决所述问题，提供一种空调机，以节省压缩机的所需动力。

并且，本发明的另一目的在于，提供一种空调机，在无额外的加热源的情况下也能对蒸发的制冷剂进行加热。

并且，本发明的又一目的在于，追加地加热已蒸发的制冷剂，使在压缩机吸入时，已蒸发的制冷剂以可防止压缩机的故障的制冷剂形态被吸入。

本发明的空调机，其包括：压缩机，其用于压缩制冷剂，冷凝器，其用于凝缩在所述压缩机被压缩的制冷剂，膨胀装置，其用于膨胀在所述冷凝器被凝缩的制冷剂，蒸发器，其用于蒸发在所述膨胀装置被膨胀的制冷剂，以及，迂回配管，其用于将在所述蒸发器中蒸发的制冷剂引导至所述冷凝器；所述迂回配管包括：第一配管，其用于将从所述蒸发器蒸发的制冷剂中的至少一部分引导至所述冷凝器，第二配管，其与所述第一配管连接，与所述冷凝器的制冷剂进行热交换，第三配管，其与所述第二配管连接，将与所述冷凝器的制冷剂进行热交换的制冷剂从所述冷凝器排出。

本发明还包括：流动转换部，其根据制冷运转或制热运转与否转换所述制冷剂的流动方向；以及，气液分离器，所述蒸发的制冷剂经由所述流动转换部流入所述气液分离器。

本发明包括：气液分离流入配管，其从所述流动转换部向所述气液分离器延长，将所述蒸发的制冷剂引导至气液分离器；以及，分流部，其形成于所述气液分离流入配管，并与所述第一配管连接。

所述冷凝器为将所述制冷剂与室外空气进行热交换的室外热交换器，所述蒸发器为将所述制冷剂与室内空气进行热交换的室内热交换器。

所述室外热交换器包括：多个制冷剂配管，其用于引导制冷剂的流动；以及，集流管，其与所述多个制冷剂配管结合，形成制冷剂流动的流动空间。

所述第一配管连接于所述集流管。

所述第二配管位于所述集流管的流动空间。

所述第三配管从所述集流管向外部延长。

所述室外热交换器包括第一热交换部及第二热交换部，所述室外热交换器还包括可变流路，所述可变流路从所述室外热交换器的第一热交换部的出口侧向第二热交换部的入口延长，并引导制冷剂的流动。

所述集流管包括：第一集流管，其连接于所述第一热交换部；第二集流管，其连接于所述第二热交换部；以及，单向阀，其设置于所述第一集流管和所述第二集流管之间。

所述第二配管位于所述第一集流管的流动空间。

本发明还包括：调节阀，其设置于所述可变流路，选择性地阻断所述可变流路的制冷剂的流动。

本发明还包括：气液分离吐出配管，其将从所述气液分离器分离的气相制冷剂引导至所述压缩机，所述气液分离吐出配管包括连接于所述第三配管的汇合部。

本发明还包括：设置于所述第三配管的调节阀；所述调节阀在所述空调机制冷运转时被开放，在所述空调机制热运转时被封闭。

所述第二配管位于所述第一集流管及第二集流管的内部空间。

本发明包括分流导管，其用于将在所述蒸发器中蒸发的冷媒引导至所述凝缩机，所述分流导管包括：第一导管，用于将从所述蒸发器蒸发的冷媒中的至少一部分引导至所述凝缩机；第二导管，其与所述第一导管连接，与所述凝缩机的冷媒进行热交换；第三导管，其与所述第二导管连接，将与所述凝缩机的冷媒进行热交换的冷媒从所述凝缩机排出。

并且，本发明还包括：气液分离流入配管，其从所述流动转换部向所述气液分离器延长，将所述蒸发的制冷剂引导至气液分离器；以及，分流部，其形成于所述气液分离流入配管，并与所述第一配管连接。

并且，冷凝器包括室外热交换器，所述室外热交换器包括：引导制冷剂的流动的多个制冷剂配管；以及，结合于所述多个制冷剂配管，形成制冷剂流动的流动空间的集流管，所述第一配管与所述集流管连接。

并且，所述第二配管位于所述集流管的流动空间。

并且，所述集流管包括：第一集流管，其连接于所述第一热交换部；第二集流管，其连接于所述第二热交换部；以及，单向阀，其设置于所述第二集流管于第二集流管之间，所述第二配管位于所述第一集流管的流动空间。

并且，本发明还包括：气液分离吐出配管，其将从所述气液分离器分离的气相制冷剂引导至所述压缩机，所述气液分离吐出配管还包括连接于所述第三配管的汇合部。

并且，本发明还包括设置于所述第三配管的调节阀，所述调节阀在所述空调机制冷运转时被开放，在所述空调机制热运转时被关闭。

在以下附图和说明中，阐述了一个或多个实施例的细节。其他特征能够通过发明内容、附图及发明要求保护范围来明确。

附图说明

图1为本发明第一实施例中的空调机的结构示意图；

图2为本发明第一实施例中的空调机在制冷运转时，图1中的流动转换部、室外热交换器及气液分离器中流动的制冷剂的流动情形示意图；

图3为本发明第二实施例中的空调机在制冷运转时，图1中的流动转换部、室外热交换器及气液分离器中流动的制冷剂的流动情形示意图。

具体实施方式

以下参照附图对本发明的具体实施方式进行说明。但是，本发明的思想并不限于所提及的实施例，本领域普通技术人员可以在与本发明的思想相同的思想范围内容易提出其他实施例。

图1为本发明第一实施例中的空调机的结构示意图，图2为本发明第一实施例中的空调机在制冷运转时，图1中的流动转换部、室外热交换器及气液分离器中流动的制冷剂的流动情形示意图。

如图1及图2，本发明实施例中的空调机10包括设置于室外的室外机100、设置于室内的室内机200中的至少一种或全部。

所述室外机100可以包括室外热交换器110、膨胀阀120、压缩机130、流动转换部140中的至少一个或全部，所述室外机100还可以包括过冷却热交换器150及气液分离器160中的至少一个。

所述室内机200可以包括室内热交换器210、室内EEV220及室内配管230中的至少一个或全部。

所述压缩机130的出口侧设置有将从所述压缩机130吐出的制冷剂引导至室外热交换器110或室内机200侧的流动转换部140。例如，所述流动转换部140可以包括四通阀。

所述流动转换部140的出口侧形成有第一转换配管141、第二转换配管142及第三转换配管143，所述第一转换配管141从所述流动转换部140连接至所述室外热交换器110，所述第二转换配管142从所述流动转换部140连接至所述气液分离器160，所述第三转换配管143从流动转换部140连接至室外机200，以流动制冷剂。

所述空调机10制冷运转时，所述压缩机130吐出的制冷剂从所述流动转换部140通过所述第一转换配管141流入至所述室外热交换器110。相反，所述空调机10制热运转时，制冷剂从所述流动转换部140通过所述第三转换配管143流动至所述室内热交换器210侧。

所述室外热交换器110包括第一室外热交换部111、第二室外热交换部112及分别设置在所述第一室外热交换部111、第二室外热交换部112的入口侧的集流管115、116。所述集流管115、116与构成所述第一室外热交换部111、第二室外热交换部112的多个制冷剂配管结合，以形成制冷剂流动的流动空间。

所述空调机10制冷运转时，所述流动转换部140的制冷剂通过所述集流管115、116流入至所述第一室外热交换部111、第二室外热交换部112。相反，所述空调机10制热运转时，所述第一室外热交换部111、第二室外热交换部112的制冷剂通过所述集流管115、116流入至所述流动转换部140。

并且，第一室外热交换部111的一侧设置有第一集流管115，第二室外热交换部112的一侧设置有第二集流管116。再者，所述空调机10在所述第一集流管115与第二集流管116之间设置有单向阀119，以将第二集流管116的制冷剂流动至第一集流管115。

通过所述流动转换部140流入至所述第一集流管115的制冷剂向所述第二集流管116的流动受到所述单向阀119的限制。由此，流入至所述第一集流管115的制冷剂只能流入至所述第一室外热交换部111。

所述室外热交换器110包括可变流路117，用于引导制冷剂从所述第一室外热交换部111的出口侧流动至位于所述第二室外热交换部112的入口侧的第二集流管116。

并且，所述室外热交换器110可以在所述可变流路117设置有用于选择性地阻断可变流路117中的制冷剂的流动的调节阀118。

根据所述调节阀118的打开/关闭，通过所述第一室外热交换部111的制冷剂选择性地流入至所述第二室外热交换部112。

具体地，当所述调节阀118关闭或封闭时，通过所述第一室外热交换部111的制冷剂通过设置于第一室外热交换器的出口侧的第一热配管113流动至后述的膨胀阀120。

相反，当所述调节阀118打开或开放时，通过所述第一室外热交换部111的制冷剂的一部分经由所述可变流路117流入至所述第二室外热交换部112的所述第二集流管116。并且，流入至所述第二集流管116的制冷剂通过第二室外热交换部112，通过设置于第二室外热交换部112的出口侧的第二热配管114流动至所述膨胀装置120。

通过所述第一室外热交换部111的其余制冷剂通过所述第一热配管113流动至所述膨胀阀120。

另外，所述空调机10制热运转时，从膨胀装置120流入的制冷剂分为所述第一热配管113及所述第二热配管114流动，所述第一热配管113的制冷剂通过第一热交换器111流动至第一集流管115。并且，所述第二热配管114的制冷剂通过第二热交换器112流动至第二集流管116，所述第二集流管116的制冷剂通过所述单向阀119流动至第一集流管115。

所述膨胀阀120可以制冷运转为准设置在所述室外热交换器110的出口侧，其可以包括所述第一热配管113的制冷剂通过的第一室外电子膨胀阀121(EEV)及所述第二热配管114的制冷剂通过的第二室外EEV122。

并且，所述膨胀阀120可以包括所述第一室外EEV 121、第二室外EEV 122的制冷剂汇合而流动的室外汇合部123及连接于所述室外汇合部的室外配管124。

但是，所述空调机10制冷运转时，所述膨胀阀121、122完全开放而无法执行制冷剂的减压作用。

所述空调机10还包括经由所述膨胀阀121、122的制冷剂流入的过冷却热交换器150，以及设置在所述过冷却热交换器150的一侧并将制冷剂分流的过冷却分配器151。

所述过冷却热交换器150起到使系统中循环的第一制冷剂和所述第一制冷剂中的部分制冷剂(第二制冷剂)分流后进行热交换的中间热交换器的功能。

在此，所述第一制冷剂是经由所述过冷却分配器151流入至所述过冷却热交换器150的制冷剂，其可以被所述第二制冷剂过冷却。相反，所述第二制冷剂可以从所述第一制冷剂吸热。即，所述第一制冷剂被冷却，所述第二制冷剂被加热。

所述空调机10包括第一过冷却流路153，所述第一过冷却流路设置于所述过冷却热交换器150的出口侧，使得第二制冷剂从所述第一制冷剂分流。

并且，所述过冷却流路153设置有用于所述第二制冷剂的减压的过冷却膨胀装置152。所述过冷却膨胀装置152可以包括EEV(Electric Expansion Valve)。

所述过冷却流路153的第二制冷剂流入至所述过冷却热交换器150与所述第一制冷剂进行热交换后，通过第二过冷却流路154流动至压缩机130。

通过所述过冷却热交换器150的第一制冷剂流动通过室内配管230而进入室内机200。

所述空调机10包括：分流部181，用于经过所述流动转换部140的第二转换配管142的制冷剂的分流；汇合部182，其设置于所述压缩机130的入口侧，用于将从所述分流部分流的制冷剂汇合。

并且，空调机10还包括：气液分离器160，其用于在所述制冷剂流入到所述压缩机130之前分离出气相制冷剂；及，热交换配管170，用于从所述分流部181分流的制冷剂与流动于所述室外热交换器110的制冷剂进行热交换。

所述热交换配管170位于所述第一集流管115或第二集流管116中的至少一个的内部流动空间中。所述热交换配管170将从所述压缩机130吐出的高温高压气相制冷剂和从室内热交换器210蒸发的低温低压的气相制冷剂进行热交换。由此，在室内热交换器210蒸发的制冷剂在所述热交换配管170中被加热。

驱动冷冻循环的过程中，从所述室内热交换器210蒸发的制冷剂经过所述流动转换部140在所述第二连接配管142流动，并在所述分流部181被分流。被分流的部分(第三制冷剂)可以流入至所述气液分离器160，此时被分流的其余制冷剂(第四制冷剂)流入至所述热交换配管170。

具体地，从所述室内热交换器210蒸发的制冷剂通过所述第二连接配管142，分为从所述分流部181连接至气液分离器的第一分流管161及连接至所述热交换配管170的第二分流管171而流动。

流动于所述第一分流管161的制冷剂(第三制冷剂)通过所述气液分离器160仅分离出气相制冷剂而流动，流动于所述第二分流管171的制冷剂(第四制冷剂)通过所述热交换配管170被加热。

通过所述第一分流管161而经由所述气液分离器160的制冷剂流入至第一汇合管162，通过所述第二分流管171经由所述热交换配管170的制冷剂流入至第二汇合管172，所述第一汇合管162及第二汇合管172的制冷剂在所述汇合部182汇合，流入至所述压缩机130。

所述第二汇合管172的制冷剂(第四制冷剂)与流动于所述室外热交换器110的高温高压的制冷剂进行热交换，因此与通过所述气液分离器160的第一汇合管162的低温低压的制冷剂(第三制冷剂)相比为高温高压，在所述汇合部182汇合的制冷剂相比于通过所述流动转换部140的制冷剂是高温高压的制冷剂。

此时，将制冷剂从所述分流部181流入至热交换配管170的第二分流管171可以理解为“第一配管”，可以将所述热交换配管170理解为“第二配管”，可以将从所述热交换配管170向所述汇合部流出制冷剂的第二汇合管172理解为“第三配管”。

并且，所述第一配管至第三配管可以视为是从所述气液分离流入配管及气液分离吐出配管迂回的配管，因此，可以将第一配管至第三配管理解为“迂回配管”。

所述热交换配管可以为蛇形，流动于所述热交换配管170的制冷剂(第四制冷剂)与流动于所述室外热交换器110的制冷剂可以相互面对。

另一方面，所述第二汇合管172可以包括调节阀180，所述调节阀180在所述空调机10制冷运转时为开放，但在所述空调机10制热运转时为封闭。

即，当制热运转时，在所述调节阀180的作用下制冷剂不会流动至第二分流管171及第二汇合管172，因此，所述流动转换部140的所有制冷剂通过第一分流管161及第一汇合管162流入至所述压缩机130。

所述汇合部182的制冷剂流动至连接于所述压缩机130的吸入配管132。

通过吸入配管132流入至压缩机130的制冷剂被压缩机130转换为高温高压的制冷剂，并再流出至吐出配管131，循环于所述空调机10。

此时，所述第二连接配管142及所述第一分流管161引导向气液分离器进入的制冷剂，因此可以理解为“气液分离流入配管”，所述第一汇合管162及吸入配管132引导制冷剂从气液分离器输出而流入至压缩机，因此可以理解为“气液分离吐出配管”。

以下，对在所述空调机10制冷运转时制冷剂在空调机10中的流动进行说明。

在所述压缩机130被压缩的高温高压的制冷剂经由所述流动转换部140流动至第一转换配管141，并流入所述第一集流管115。

流入至所述第一集流管115的制冷剂流动于所述第一室外热交换部111的制冷剂配管并与外部气体进行热交换。此时，所述第一集流管115的制冷剂向所述第二集流管116的流入受到所述单向阀119的限制。并且，通过第一热交换部111的制冷剂被分流为第一热配管113和可变流路117而流动。

流动于可变流路117的制冷剂流入至所述第二集流管116，通过第二室外热交换部112并与室外空气进行热交换，流动至第二热配管114。

第一热配管113、第二热配管114的制冷剂分别通过膨胀装置121、122在室外汇合管123汇合，并流动至室外配管124。

所述室外配管124的制冷剂在所述过冷却分配器151分配为第一制冷剂及第二制冷剂，所述第二制冷剂通过位于所述过冷却流路153上的过冷却膨胀装置152膨胀，所述第二制冷剂是在通过所述过冷却热交换器150时被加热，所述第一制冷剂是在所述过冷却热交换器150膨胀的第一制冷剂进行热交换而被冷却。

所述第二制冷剂通过所述过冷却流路154流入至所述压缩机130，所述第一制冷剂通过室内配管230流入至室内机200，并从室内热交换器210蒸发。

所述蒸发的制冷剂通过所述室内配管230流入至室外机100。通过与所述室内配管230连接的第三转换配管143流入至流动转换部140的制冷剂流出至第二转换配管142。

第二转换配管142的制冷剂在分流点181分为第一分流管161及第二分流管171流动，流动至第一分流管161的制冷剂(第三制冷剂)通过气液分离器160排出至第一汇合管162，流入至第二分流管171的制冷剂通过热交换配管170，被流动于所述第一集流管或第二集流管中的至少一个的制冷剂加热，并排出至第二汇合管172。

所述第一汇合管162、第二汇合管172在汇合部182汇合，流动于第一汇合管162、第二汇合管172的制冷剂通过所述压缩机130的所述流入配管132流入至压缩机130。

所述第四制冷剂在通过所述热交换配管170时被加热，因此可以减少压缩机130的所需动力。

以下对第二实施例进行说明。与第一实施例相比较，本实施例仅在迂回配管的结构上有区别，因此，以区别点为主进行说明，与第一实施例相同的部分引用第一实施例的说明及附图标记。

图3为本发明第二实施例中的空调机在制冷运转时，图1中的流动转换部、室外热交换器及气液分离器中流动的制冷剂的流动情形示意图。

参照图3，本发明另一实施例中的空调机除了所述集流管115、116内部的流动空间所包括的热交换配管以外，与之前的实施例相同。

在本实施例中，所述热交换配管170可以设置多个。

即，所述热交换配管170包括：第一热交换配管173；第二热交换配管174；以及位于所述多个热交换配管之间，用于连接所述热交换配管的连接管175。

所述第一热交换配管173位于所述第一集流管115的内部，所述第二热交换配管174位于所述第二集流管116的内部。

因此，当所述空调机10制冷运转时，从所述分流部181分流的第二分流管171与所述第二热交换配管174的一端连接，所述第二热交换配管174的另一端与所述第一热交换配管173的一端通过所述连接管175连接，所述第一热交换配管173的另一端与所述第二汇合管172连接。

本实施例在第一集流管115及第二集流管116上都设置有热交换配管174、175，因此，与在一个集流管设置热交换配管的情况相比，可以形成较长的热交换流路，因此，具有可以增加热交换量的优点。

在本实施例中记载了设置在两个集流管的热交换配管，但并不限于此，也可以适用于三个以上的集流管。

根据所述本发明，可以提升被蒸发的制冷剂的温度及压力，因此可以降低压缩机的所需动力。

并且，无需额外使用加热源，而是利用冷凝器加热被蒸发的低温低压制冷剂，因此，结构上简单而可以节省成本，也可以节减用于驱动额外的加热源所需的动力。

并且，蒸发的制冷剂在通过冷凝器时被加热，干燥度增大，从而引起液相制冷剂变为气相制冷剂的相变化，因此可以直接流入至压缩机。

并且，本发明还包括气液分离器，可以分离出制冷剂中的液相制冷剂，被分离的气相制冷剂与通过冷凝器的制冷剂汇合而流入压缩机，因此，可以消除液相制冷剂进入压缩机的顾虑，不存在压缩机发生故障的忧虑。

并且，本发明可以包括多个冷凝器或多个室外热交换器，因此可以适用于需要较大的凝缩容量的空调机。

并且，从冷凝器的集流管蒸发的制冷剂被流动于冷凝器的制冷剂加热，因此，可以在被外部气体凝缩之前与高温高压制冷剂进行热交换，从而可以增加热交换量。

并且，本发明还可以追加设置用于引导制冷剂的流动的流动转换部及调节阀，在制冷运转时开放调节阀，在制热运转时封闭所述调节阀，从而可以容易控制制冷剂的流动。