專利名稱：空調(diào)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種空調(diào)，尤其是涉及一種在制熱操作中當(dāng)周圍空氣溫度低時減少壓縮機負載的空調(diào)。
背景技術(shù)：
一般來說，空調(diào)用于調(diào)節(jié)空氣的溫度、濕度、氣流以及清潔度以造成舒適的室內(nèi)環(huán)境。
根據(jù)單元構(gòu)造，有整體式空調(diào)和分體式空調(diào)，在整體式空調(diào)中室內(nèi)單元和室外單元被容置在單個殼體中，在分體式空調(diào)中作為室內(nèi)單元的壓縮機和冷凝器與作為室外單元的蒸發(fā)器分開。一些空調(diào)能夠通過設(shè)置流路轉(zhuǎn)換閥以切換制冷劑的流路來選擇性地執(zhí)行制冷或者制熱的功能。
圖1為示出用于制冷和制熱的傳統(tǒng)空調(diào)的結(jié)構(gòu)示意圖，圖2為對應(yīng)于該空調(diào)的周圍空氣溫度的壓力-焓曲線圖。
如圖1中所示，用于制冷和制熱的傳統(tǒng)空調(diào)包括壓縮機101，其用于壓縮制冷劑；四通閥103，其設(shè)置于壓縮機101的排出側(cè)以切換制冷劑的流路；室外熱交換器105和室內(nèi)熱交換器107，其與四通閥103連接，并且制冷劑在室外熱交換器105和室內(nèi)熱交換器107中進行熱交換；以及膨脹閥109，其設(shè)置在室外熱交換器105和室內(nèi)熱交換器107之間。
在具有圖1的結(jié)構(gòu)的情況下，在制冷操作中，四通閥103切換流路以使在壓縮機101中壓縮的制冷劑流向室外熱交換器105。在壓縮機101中壓縮的制冷劑進行熱交換，然后在室外熱交換器105中冷凝。之后冷凝的制冷劑在膨脹閥109中減壓和膨脹。隨后，制冷劑進行制冷操作，在室內(nèi)熱交換器107中進行熱交換并吸收蒸發(fā)作用的潛熱。
在制熱操作中，四通閥103切換流路以使在壓縮機101中壓縮的制冷劑流向室內(nèi)熱交換器107。已經(jīng)在室內(nèi)熱交換器107中進行了熱交換并執(zhí)行了制熱操作的制冷劑冷凝，然后在經(jīng)過膨脹閥109時被減壓和膨脹。被減壓和膨脹的制冷劑吸收潛熱并在室外熱交換器105中蒸發(fā)。這里，如圖2中所示，壓力-焓曲線圖按1→2→3→4的回路順序形成，其中高壓側(cè)和低壓側(cè)之間的壓差形成第一數(shù)值(ΔP)。同時，當(dāng)周圍空氣的溫度非常低時，壓力-焓曲線圖按1′→2′→3→4的回路順序形成，其中高壓和低壓之間的差形成第二數(shù)值(ΔP′)，第二數(shù)值(ΔP′)大于第一數(shù)值(ΔP)。
當(dāng)壓差從第一數(shù)值(ΔP)向第二數(shù)值(ΔP′)增加時，壓縮機101上的負載增加。這樣，降低了壓縮機101的效率和可靠性，并且提高了噪音。另外，因為壓縮機101中負載的增加，諸如壓縮機101內(nèi)的軸承之類的機械部件(instrumental part)易受磨損且馬達單元易受高溫損害。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是提供一種空調(diào)，其在制熱操作的過程中當(dāng)周圍空氣的溫度低時能減少壓縮機上的負載。
為了實現(xiàn)這些和其它優(yōu)點并根據(jù)本發(fā)明的意圖，如在此具體實施和廣泛描述的，本發(fā)明提供了一種空調(diào)，包括主壓縮機，其用于壓縮制冷劑；四通閥，其設(shè)置于該主壓縮機的排出側(cè)并切換流路；室外熱交換器，其一側(cè)與該四通閥連接；室內(nèi)熱交換器，其一側(cè)與該室外熱交換器連接，且另一側(cè)與該四通閥連接；膨脹閥，其設(shè)置在該室外熱交換器和該室內(nèi)熱交換器之間；以及輔壓縮單元，其用于減少該主壓縮機上的負載。
通過下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的詳細描述，本發(fā)明的上述和其它目的、特征、方案以及優(yōu)點將變得更加清楚。


所包含的附圖用于提供對本發(fā)明的進一步理解，其并入到本說明書中并構(gòu)成為本說明書的一部分，所述附圖示出了本發(fā)明的實施例并與文字描述一起用于解釋本發(fā)明的原理。
在附圖中圖1為示出用于制冷和制熱的傳統(tǒng)空調(diào)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為根據(jù)圖1的空調(diào)的周圍空氣溫度的壓力-焓曲線圖；圖3為根據(jù)本發(fā)明第一實施例的空調(diào)的示意圖；
圖4為示出圖3的輔壓縮單元的操作的視圖；圖5為圖3的空調(diào)的控制方塊圖；圖6為根據(jù)本發(fā)明第二實施例的空調(diào)的示意圖；圖7為示出圖6的輔壓縮單元的操作的視圖；以及圖8為圖6的空調(diào)的控制方塊圖。
具體實施例方式
下面，將參考附圖對根據(jù)本發(fā)明第一實施例的空調(diào)進行詳細描述。圖3為根據(jù)本發(fā)明第一實施例的空調(diào)的示意圖，圖4為示出圖3的輔壓縮單元的操作的視圖，以及圖5為圖3的空調(diào)的控制方塊圖。
參見圖3和圖4，根據(jù)本發(fā)明第一實施例的空調(diào)包括壓縮制冷劑的主壓縮機11、四通閥13、室外熱交換器15、室內(nèi)熱交換器17、膨脹閥19以及輔壓縮單元20。
四通閥13設(shè)置于主壓縮機11的排出側(cè)，并根據(jù)其操作模式切換制冷劑的流路。
室外熱交換器15的一側(cè)與四通閥13連接并使制冷劑進行熱交換。
室內(nèi)熱交換器17的一側(cè)與室外熱交換器15連接，且另一側(cè)與四通閥13連接，并使制冷劑進行熱交換。
膨脹閥19設(shè)置于室外熱交換器15和室內(nèi)熱交換器17之間，且制冷劑在經(jīng)過膨脹閥19時被減壓和膨脹。
輔壓縮單元20安裝在主壓縮機11和四通閥13之間，并在高壓側(cè)和低壓側(cè)之間的差在制熱操作中因為周圍空氣的溫度低而很大時，減少主壓縮機11上的負載。
輔壓縮單元20包括輔流路21、次壓縮機25、入口側(cè)開/關(guān)閥23、出口側(cè)開/關(guān)閥24、均壓罐27以及回油流路28。
輔流路21的一側(cè)連接到主壓縮機11的排出側(cè)，且其另一側(cè)連接到四通閥13的上游側(cè)。
次壓縮機25設(shè)置在輔流路21上，且再次壓縮已經(jīng)在主壓縮機11中被壓縮的制冷劑。
入口側(cè)開/關(guān)閥23設(shè)置在輔流路21的入口側(cè)，并開啟或者關(guān)閉輔流路21。
出口側(cè)開/關(guān)閥24設(shè)置在輔流路21的出口側(cè)，且開啟或者關(guān)閉輔流路21。
均壓罐27設(shè)置在入口側(cè)開/關(guān)閥23的下游側(cè)，并暫時容納被主壓縮機11壓縮的制冷劑。均壓罐27減少了從主壓縮機11排出的制冷劑的排出脈動(discharge pulsation)，并減少了由于主壓縮機11和次壓縮機25之間每單位時間質(zhì)量流的差異所導(dǎo)致的問題。
回油流路28應(yīng)付在主壓縮機11中排出的過量的油。為了進行此操作，回油流路28包括回油管29以及回流管開/關(guān)閥30。
回油流路28的一側(cè)安裝在均壓罐27的下部，且其另一側(cè)連接到主壓縮機11的吸入側(cè)，以使均壓罐27的油返回到主壓縮機11。此外，為了便于安裝回油流路28，理想的是，回油流路28包括毛細管。
回油管29的一側(cè)與均壓罐27的下部連接，且另一側(cè)連接到主壓縮機11的吸入側(cè)。
回流管開/關(guān)閥30安裝在回油管29上，且開啟或者關(guān)閉回油管29。
同時，通過測量主壓縮機11的吸入側(cè)和排出側(cè)之間的壓差，入口側(cè)開/關(guān)閥23以及出口側(cè)開/關(guān)閥24能夠被手動地開啟或者關(guān)閉。然而，對于使用者來說，一直測量和確定壓差并開啟或者關(guān)閉入口側(cè)開/關(guān)閥23以及出口側(cè)開/關(guān)閥24是困難的。因此，為了自動進行上述操作，優(yōu)選的是還包括吸入側(cè)壓力傳感器12、排出側(cè)壓力傳感器14以及控制單元31。
參見圖4和圖5，吸入側(cè)壓力傳感器12安裝在主壓縮機11的吸入側(cè)，并通過檢測主壓縮機11的吸入側(cè)的壓力向控制單元31傳送信號。
排出側(cè)壓力傳感器14安裝在主壓縮機11的排出側(cè)，并通過檢測主壓縮機11的排出側(cè)的壓力向控制單元31傳送信號。
控制單元31以其中帶有控制程序的微型計算機(MICOM)或者類似的形式來實現(xiàn)，并通過接收吸入側(cè)壓力傳感器12和排出側(cè)壓力傳感器14的信號來控制入口側(cè)開/關(guān)閥23和出口側(cè)開/關(guān)閥24的開啟或者關(guān)閉。這里，優(yōu)選的是，控制單元31包括用于計算主壓縮機11的吸入側(cè)和排出側(cè)之間壓差的壓差計算單元33。
下面，將說明在圖3至圖5中所示的根據(jù)第一實施例的空調(diào)的操作。為了參考的目的，制冷劑的流動用帶箭頭的實線表示，油的流動用帶箭頭的虛線表示。
參見圖4和圖5，在制熱操作過程中，控制單元31控制四通閥13以使在主壓縮機11中壓縮的制冷劑向室內(nèi)熱交換器17流動。
已經(jīng)流向室內(nèi)熱交換器17的制冷劑執(zhí)行制熱操作，然后在經(jīng)過膨脹閥19時被減壓和膨脹。
已經(jīng)經(jīng)過膨脹閥19的制冷劑在室外熱交換器15中吸收潛熱并被蒸發(fā)，且經(jīng)由四通閥13被引入主壓縮機11。
通過從吸入側(cè)壓力傳感器12和排出側(cè)壓力傳感器14傳送來的信號，壓差計算單元33計算吸入側(cè)和排出側(cè)之間的壓差。
這里，當(dāng)因為周圍空氣的溫度高而使得壓差小時，制冷劑能夠在主壓縮機11沒有過載的情況下被壓縮。因此，控制單元31通過關(guān)閉入口側(cè)開/關(guān)閥23和出口側(cè)開/關(guān)閥24來封閉輔流路21，以使制冷劑的壓縮僅在主壓縮機11中進行。
同時，當(dāng)因為周圍空氣的溫度低而壓差很大時，在制冷劑僅被主壓縮機11進行壓縮的情況下，在主壓縮機11上可能會過載。因此，控制單元31開啟入口側(cè)開/關(guān)閥23和出口側(cè)開/關(guān)閥24并運行次壓縮機25，以使制冷劑能夠流向輔流路21。在這種情況下，部分從主壓縮機11排出的制冷劑沿著輔流路21流動并暫時容納在均壓罐27中。
暫時容納在均壓罐27中的制冷劑被引入次壓縮機25中并被冷凝，然后沿著輔流路21流動并與從主壓縮機11排出的制冷劑匯合，然后經(jīng)由四通閥13流向室內(nèi)熱交換器17。
已經(jīng)在室內(nèi)熱交換器17中進行了制熱操作的制冷劑經(jīng)由膨脹閥19、室外熱交換器15和四通閥13被引入到主壓縮機11中，并重復(fù)進行壓縮和排出的過程。
同時，如果油積聚到一定的程度，控制單元31會開啟回流管開/關(guān)閥30以開啟回油管29。
如果回油管29開啟，均壓罐27內(nèi)的油就沿著回油管29流動，其被引入主壓縮機11的吸入側(cè)，并返回到主壓縮機11的內(nèi)部。
下面將詳細說明根據(jù)本發(fā)明第二實施例的空調(diào)。圖6為根據(jù)本發(fā)明第二實施例的空調(diào)的示意圖，圖7為示出圖6的輔壓縮單元的操作的視圖，以及圖8為圖6的空調(diào)的控制方塊圖?；诤喕瘜Ω綀D進行說明的目的，與前面提到和示意的結(jié)構(gòu)中的部件相同的部件被標(biāo)以相同的附圖標(biāo)記，并且將省略對這些部件的詳細說明。
在第一實施例中，在檢測主壓縮機11的吸入側(cè)和排出側(cè)之間的壓差之后，當(dāng)壓差大時就運行輔壓縮單元20。另一方面，在第二實施例中，在檢測周圍空氣的溫度而不是壓差之后，當(dāng)周圍空氣的溫度低時運行輔壓縮單元20。在必要時，在既檢測壓差又檢測周圍空氣的溫度之后，可以基于此結(jié)果運行輔壓縮單元20。
為此，根據(jù)第二實施例的空調(diào)包括代替第一實施例的吸入側(cè)壓力傳感器12和排出側(cè)壓力傳感器14的周圍空氣溫度傳感器50。另外，第二實施例的空調(diào)具有排除了第一實施例的壓差計算單元33的控制單元31。除此之外的其余結(jié)構(gòu)是相同的，且省略了對它們的詳細說明。
參見圖6和圖8，周圍空氣溫度傳感器50被安裝在室外熱交換器15的一側(cè)，并通過檢測外部溫度向控制單元31傳送信號。
下面將對根據(jù)第二實施例的空調(diào)的操作進行說明。為了參考的目的，制冷劑的流動用帶箭頭的實線表示，油的流動用帶箭頭的虛線表示。
在制熱操作過程中，控制單元31控制四通閥13以使在主壓縮機11中壓縮的制冷劑流向室內(nèi)熱交換器17。
已經(jīng)流向室內(nèi)熱交換器17的制冷劑進行制熱操作，并在經(jīng)過膨脹閥19時被減壓和膨脹。
已經(jīng)經(jīng)過膨脹閥19的制冷劑在室外熱交換器15中吸收潛熱并被蒸發(fā)，且經(jīng)由四通閥13被引入主壓縮機11中。
周圍空氣溫度傳感器50檢測外部溫度并向控制單元31傳送信號。
當(dāng)周圍空氣的溫度高時，能夠通過沒有過載的主壓縮機11進行制冷劑的壓縮。因此，控制單元31通過關(guān)閉入口側(cè)開/關(guān)閥23和出口側(cè)開/關(guān)閥24來封閉輔流路21。
同時，當(dāng)周圍空氣的溫度低時，主壓縮機11上可能會過載。因此，控制單元31開啟入口側(cè)開/關(guān)閥23和出口側(cè)開/關(guān)閥24以使制冷劑能夠流向輔流路21，且控制單元31運行次壓縮機25。在這種情況下，部分從主壓縮機11排出的制冷劑沿輔流路21流動并暫時容納在均壓罐27中。
暫時容納在均壓罐27中的制冷劑被引入次壓縮機25中并被壓縮，然后沿著輔流路21流動并與從主壓縮機11排出的制冷劑匯合，隨后經(jīng)由四通閥13流向室內(nèi)熱交換器17。
已經(jīng)在室內(nèi)熱交換器17中進行了制熱操作的制冷劑經(jīng)過膨脹閥19、室外熱交換器15和四通閥13，然后被引入到主壓縮機11中，并重復(fù)進行壓縮和排出的過程。
同時，如果均壓罐27中的油積聚到一定的程度，控制單元31開啟回流管開/關(guān)閥30以開啟回油管29。
如果回油管29開啟，均壓罐27內(nèi)的油就沿著回油管29流動，其被引入到主壓縮機11的吸入側(cè)，并返回到主壓縮機11的內(nèi)部。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明實施例的空調(diào)包括輔壓縮單元20，其在制熱操作過程中，當(dāng)周圍空氣的溫度低時減少主壓縮機11上的負載。因此，由于主壓縮機11上的負載減少了，所以主壓縮機11的效率和可靠性提高了且噪音降低了。另外，諸如主壓縮機11內(nèi)部的軸承之類的機械部件不易被磨損且防止了對馬達單元的高溫損害。
在不脫離本發(fā)明的精神或者必要特征的情況下，本發(fā)明可以以多種形式實施，所以還應(yīng)當(dāng)理解的是，除了另有說明之外，上述的實施例并不受限于上面描述的任何細節(jié)，而應(yīng)在所附權(quán)利要求書中限定的精神和范圍內(nèi)進行廣泛的解釋，因此落入所述權(quán)利要求書的范圍或者與所述范圍等同的范圍內(nèi)的所有變化和修改應(yīng)當(dāng)包含在所附權(quán)利要求書中。
權(quán)利要求
1.一種空調(diào)，包括主壓縮機，其用于壓縮制冷劑；四通閥，其設(shè)置于該主壓縮機的排出側(cè)并切換流路；室外熱交換器，其一側(cè)與該四通閥連接；室內(nèi)熱交換器，其一側(cè)與該室外熱交換器連接，且另一側(cè)與該四通閥連接；膨脹閥，其設(shè)置于該室外熱交換器和該室內(nèi)熱交換器之間；以及輔壓縮單元，其用于減少該主壓縮機上的負載。
2.如權(quán)利要求1所述的空調(diào)，其中該輔壓縮單元包括輔流路，其一側(cè)與該主壓縮機的排出側(cè)連接，且另一側(cè)連接到該四通閥的上游側(cè)；次壓縮機，其設(shè)置在該輔流路上并壓縮制冷劑；入口側(cè)開/關(guān)閥，其設(shè)置于該輔流路的入口側(cè)并開啟或者關(guān)閉該輔流路；以及出口側(cè)開/關(guān)閥，其設(shè)置于該輔流路的出口側(cè)并開啟或者關(guān)閉該輔流路。
3.如權(quán)利要求2所述的空調(diào)，其中該輔壓縮單元還包括均壓罐，其設(shè)置在該入口側(cè)開/關(guān)閥的下游側(cè)，用于暫時容納被該主壓縮機壓縮的制冷劑。
4.如權(quán)利要求3所述的空調(diào)，其中該輔壓縮單元還包括回油流路，其連接該均壓罐和該主壓縮機的吸入側(cè)，以使該均壓罐的油返回該主壓縮機。
5.如權(quán)利要求4所述的空調(diào)，其中該回油流路包括回油管，其一側(cè)與該均壓罐連接，且另一側(cè)連接到該主壓縮機的吸入側(cè)；以及回流管開/關(guān)閥，其用于開啟或者關(guān)閉該回油管。
6.如權(quán)利要求4所述的空調(diào)，其中該回油流路包括毛細管。
7.如權(quán)利要求2至6中任一項所述的空調(diào)，其中該空調(diào)還包括吸入側(cè)壓力傳感器，其用于檢測該主壓縮機的吸入側(cè)的壓力；排出側(cè)壓力傳感器，其用于檢測該主壓縮機的排出側(cè)的壓力；以及控制單元，其通過接收該吸入側(cè)壓力傳感器和該排出側(cè)壓力傳感器的信號來控制該入口側(cè)開/關(guān)閥和該出口側(cè)開/關(guān)閥的開啟或者關(guān)閉。
8.如權(quán)利要求7所述的空調(diào)，其中該控制單元包括用于計算該主壓縮機的吸入側(cè)和排出側(cè)之間的壓差的壓差計算單元。
9.如權(quán)利要求2至6中任一項所述的空調(diào)，其中該空調(diào)還包括周圍空氣溫度傳感器，其用于檢測周圍空氣的溫度；以及控制單元，其通過接收該周圍空氣溫度傳感器的信號來控制該入口側(cè)開/關(guān)閥和該出口側(cè)開/關(guān)閥的開啟或者關(guān)閉。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種空調(diào)。該空調(diào)包括主壓縮機，其用于壓縮制冷劑；四通閥，其設(shè)置于該主壓縮機的排出側(cè)并切換流路；室外熱交換器，其一側(cè)與該四通閥連接；室內(nèi)熱交換器，其一側(cè)與該室外熱交換器連接，且另一側(cè)與該四通閥連接；膨脹閥，其設(shè)置于該室外熱交換器和該室內(nèi)熱交換器之間；以及輔壓縮單元，其用于減少該主壓縮機上的負載。因此，由于主壓縮機上的負載減少了，所以能夠提高該主壓縮機的效率和可靠性并降低噪音。另外，諸如主壓縮機內(nèi)部的軸承之類的機械部件不易被磨損，且防止了對馬達單元的高溫損害。
文檔編號F25B13/00GK1763459SQ20051011407
公開日2006年4月26日 申請日期2005年10月18日 優(yōu)先權(quán)日2004年10月18日
發(fā)明者李潤彬, 崔松, 鄭百永, 張世東 申請人:Lg電子株式會社