專利名稱：空調器的制冷裝置及其家用空調系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種空調器的制冷裝置及其家用空調系統。
背景技術：
常見的熱泵系統的運用主要是單蒸發器系統，如附圖1所示，制冷工作時，壓縮機 1吸入蒸發器5內產生的低壓、低溫制冷劑蒸汽，保持蒸發器5內的低壓狀態，創造了蒸發器 5內制冷劑在低溫下沸騰的條件。吸入壓縮機1的蒸汽經過壓縮，壓力和溫度都升高，創造 了制冷劑能在常溫下液化的條件。高壓高溫的制冷劑蒸汽排入冷凝器3后，在壓力不變的 情況下被冷卻介質冷卻，放出熱量，溫度降低，最后凝結成液體從冷凝器3排出。高壓制冷 劑液體經過節流機構4節流降壓，導致部分制冷劑液體汽化，吸收汽化潛熱，使其本身的溫 度也相應降低，成為低溫低壓下的濕蒸汽，進入蒸發器5 ；在蒸發器5中制冷劑液體在壓力 不變的情況下，吸收被冷卻介質的熱量而汽化，形成的低壓低溫蒸汽再被壓縮機1吸走，如 此不斷循環。圖中，2為四通閥。近年來申請的一些雙蒸發器專利，如中國專利文獻號CN101487639A于2009年02 月11日公開了一種空冷雙蒸發器熱泵機組，包括由第一蒸發器、第二蒸發器、冷凝器、膨脹 閥、四通閥、壓縮機、止回閥、電磁閥組成的單蒸發器系統，在第二熱交換器的進口與出口的 連接管上分別安裝第一電磁閥、第二電磁閥、第三電磁閥和第四電磁閥；第一電磁閥連接至 冷凝器和膨脹閥之間；第二電磁閥連接至冷凝器和四通閥之間；第三電磁閥連接至四通閥 與第一熱交換器之間，第四電磁閥連接至第一熱交換器的管路上；通過對上述第一、第二、 第三和第四電磁閥的控制，使得第二熱交換器在循環系統處于制冷或制熱工況時，分別與 第一熱交換器或冷凝器并聯，從而使得第二熱交換器一直保持制冷狀態。這種空冷雙蒸發 器熱泵機組通過對傳統的單蒸發器系統增加一個換熱器，在系統制熱或制冷時利用電磁閥 控制該換熱器與蒸發器或者冷凝器并聯，以保證該換熱器始終可以制冷，但是，其結構復 雜，零部件繁多，制作成本高昂。
發明內容
本發明的目的旨在提供一種結構簡單合理、操作靈活、零部件少、制作成本低、能 效比高、適用范圍廣的空調器的制冷裝置及其家用空調系統，以克服現有技術中的不足之 處。按此目的設計的一種空調器的制冷裝置，包括壓縮機、四通閥、冷凝器、節流機構、 電磁閥、第一熱交換器和第二熱交換器，四通閥的第一接口與壓縮機的高壓出口相接，四通 閥的第三接口與壓縮機的低壓入口相接，四通閥的第四接口與冷凝器的一端相接，其結構 特征是節流機構包括第一節流機構和第二節流機構，電磁閥包括第一電磁閥和第二電磁 閥，冷凝器、第一熱交換器和第二熱交換器依次串接；四通閥的第二接口與第二熱交換器的 一端相接；第一節流機構與第一電磁閥并聯后串接在冷凝器的另一端與第一熱交換器的一 端之間；第二節流機構與第二電磁閥并聯后串接在第一熱交換器的另一端與第二熱交換器的另一端之間。一種家用空調系統，包括所述的空調器的制冷裝置，其特征是第一熱交換器和第 二熱交換器位于同一個室內機中并共用一個風道；冷凝器位于室外機中。所述第一熱交換器的換熱面積< 第二熱交換器的換熱面積，第一熱交換器比第二 熱交換器更靠近進風口。一種家用空調系統，包括所述的空調器的制冷裝置，其特征是第一熱交換器位于 第一室內機中，第二熱交換器位于第二室內機中，冷凝器位于室外機中，第一室內機和第二 室內機分別設置在不同的房間內。所述第一室內機位于客廳或臥室，第二室內機位于衛生間或浴室。本發明中的冷凝器、第一熱交換器和第二熱交換器依次串接，通過對四通閥和第 一電磁閥、第二電磁閥的控制，使得第一熱交換器和第二熱交換器可分別自由設定為進行 蒸發過程或冷凝過程，從而實現在一個功能區間或者房間實現制冷、制熱兩種工況循環時， 另一個功能區間或者房間可以自由選擇實現為制冷或制熱工況；或者是在同一功能區或者 房間，利用一個系統，同時進行制熱和除濕。第一熱交換器和第二熱交換器既可采用制熱模 式、又可采用制冷模式、且其各自的工作模式不受另外一個熱交換器的制約、可任意設置， 零部件相對更少，適用范圍更廣。本發明能夠一機多用，實現一個運行狀態同時實現制冷、制熱，提高了設備的利用 率和操作的靈便性；其具有結構簡單合理、操作靈活、零部件少、制作成本低、能效比高、適 用范圍廣的特點。
圖1為現有技術的結構示意圖。圖2為本發明一實施例結構示意圖。圖3為第一熱交換器和第二熱交換器同時制冷時的結構示意圖。圖4為第一熱交換器和第二熱交換器同時制熱時的結構示意圖。圖5為第一熱交換器制熱且第二熱交換器制冷時的結構示意圖。圖6為第一熱交換器制冷且第二熱交換器制熱時的結構示意圖。圖中1為壓縮機，2為四通閥，3為冷凝器，4. 1為第一節流機構，4. 2為第二節流 機構，5. 1為第一電磁閥，5. 2為第二電磁閥，6為第一熱交換器，7為第二熱交換器。
具體實施例方式下面結合附圖及實施例對本發明作進一步描述。參見圖2，本空調器的制冷裝置，包括壓縮機1、四通閥2、冷凝器3、節流機構、電磁 閥、第一熱交換器6和第二熱交換器7，四通閥2的第一接口 D與壓縮機1的高壓出口相接， 四通閥2的第三接口 S與壓縮機1的低壓入口相接，四通閥2的第四接口 C與冷凝器3的
一端相接。在本實施例中，節流機構包括第一節流機構4. 1和第二節流機構4. 2，電磁閥包括 第一電磁閥5. 1和第二電磁閥5. 2，冷凝器3、第一熱交換器6和第二熱交換器7依次串接。 四通閥2的第二接口 E與第二熱交換器7的一端相接。
第一節流機構4. 1與第一電磁閥5. 1并聯后串接在冷凝器3的另一端與第一熱交 換器6的一端之間的連接管上。第二節流機構4. 2與第二電磁閥5. 2并聯后串接在第一熱 交換器6的另一端與第二熱交換器7的另一端之間的連接管上。空調器的制冷裝置能夠實現以下四種工作模式第一熱交換器和第二熱交換器同 時制冷、第一熱交換器和第二熱交換器同時制熱、第一熱交換器制熱且第二熱交換器制冷、 第一熱交換器制冷且第二熱交換器制熱，其具體工作原理具體如下參見圖3，第一熱交換器和第二熱交換器同時制冷模式。第一熱交換器6和第二熱交換器7內均發生制冷劑蒸發過程。四通閥2的第一接 口 D和第四接口 C連通，第二接口 E和第三接口 S連通；第一電磁閥5. 1關閉，第二電磁閥 5. 2打開，圖中進行了簡化。第一熱交換器6和第二熱交換器7串聯，壓縮機1吸入第一熱交換器6和第二熱 交換器7內產生的低壓、低溫制冷劑蒸汽，保持第一熱交換器6和第二熱交換器7內的低壓 狀態，創造了第一熱交換器6和第二熱交換器7內制冷劑在低溫下沸騰的條件。吸入到壓 縮機1內的蒸汽經過壓縮，壓力和溫度都升高，創造了制冷劑能在常溫下液化的條件。高壓高溫的制冷劑蒸汽排入冷凝器3后，在壓力不變的情況下被冷卻介質冷卻， 放出熱量，溫度降低，最后凝結成液體從冷凝器3排出。高壓制冷劑液體經過第一節流機構4. 1節流降壓，導致部分制冷劑液體汽化，吸 收汽化潛熱，使其本身的溫度也相應降低，成為低溫低壓下的濕蒸汽，依次進入第一熱交換 器6和第二熱交換器7 ；在第一熱交換器6和第二熱交換器7中制冷劑液體在壓力不變的 情況下，吸收被冷卻介質的熱量而汽化，形成的低壓低溫蒸汽再被壓縮機1吸走，如此不斷 循環。參見圖4，第一熱交換器和第二熱交換器同時制熱模式。第一熱交換器6和第二熱交換器7內均發生制冷劑冷凝過程。四通閥2換向，使 第一接口 D和第二接口 E連通，第四接口 C和第三接口 S連通；第一電磁閥5. 1關閉，第二 電磁閥5.)打開，圖中進行了簡化。第一熱交換器6和第二熱交換器7串聯，壓縮機1吸入冷凝器3內產生的低壓、低 溫制冷劑蒸汽，保持冷凝器3內的低壓狀態，創造了冷凝器3內制冷劑在低溫下沸騰的條 件。吸入到壓縮機1內的蒸汽經過壓縮，壓力和溫度都升高，創造了制冷劑能在常溫下液化 的條件。高壓高溫的制冷劑蒸汽經四通閥2換向依次進入第二熱交換器7和第一熱交換器 6后，在壓力不變的情況下被冷卻介質冷卻，放出熱量，溫度降低，最后凝結成液體從第一熱 交換器6排出。高壓制冷劑液體經過第一節流機構4. 1節流降壓，導致部分制冷劑液體汽化，吸 收汽化潛熱，使其本身的溫度也相應降低，成為低溫低壓下的濕蒸汽，進入冷凝器3 ；冷凝 器3中的制冷劑液體在壓力不變的情況下，吸收被冷卻介質的熱量而汽化，形成的低壓低 溫蒸汽再被壓縮機1吸走，如此不斷循環。參見圖5，第一熱交換器制熱且第二熱交換器制冷模式。第一熱交換器6內發生制冷劑冷凝過程，第二熱交換器7內發生制冷劑蒸發過程。 使四通閥2的第一接口 D和第四接口 C連通，第二接口 E和第三接口 S連通；使第一電磁閥5. 1打開，第二電磁閥5. 2關閉，圖中進行了簡化。第一熱交換器6和冷凝器3串聯，壓縮機1吸入第二熱交換器7內產生的低壓、低 溫制冷劑蒸汽，保持第二熱交換器7內的低壓狀態，創造了第二熱交換器7內制冷劑在低溫 下沸騰的條件。吸入壓縮機1的蒸汽經過壓縮，壓力和溫度都升高，創造了制冷劑能在常溫 下液化的條件。高壓高溫的制冷劑蒸汽依次進入冷凝器3和第一熱交換器6后，在壓力不變的情 況下被冷卻介質冷卻，放出熱量，溫度降低，最后凝結成液體從第一熱交換器6排出。高壓制冷劑液體經過第二節流機構4. 2節流降壓，導致部分制冷劑液體汽化，吸 收汽化潛熱，使其本身的溫度也相應降低，成為低溫低壓下的濕蒸汽，進入第二熱交換器7 ； 第二熱交換器7中制冷劑液體在壓力不變的情況下，吸收被冷卻介質的熱量而汽化，形成 的低壓低溫蒸汽再被壓縮機1吸走，如此不斷循環。參見圖6，第一熱交換器制冷且第二熱交換器制熱模式。第一熱交換器6內發生制冷劑蒸發過程，第二熱交換器7內發生制冷劑冷凝過程。 使四通閥2換向，使其第一接口 D和第二接口 E連通，第四接口 C和第三接口 S連通；使第 一電磁閥5. 1打開，第二電磁閥5. 2關閉，圖中進行了簡化。第一熱交換器6和冷凝器3串聯，壓縮機1吸入第一熱交換器6和冷凝器3內產 生的低壓、低溫制冷劑蒸汽，保持第一熱交換器6和冷凝器3內的低壓狀態，創造了第一熱 交換器6和冷凝器3內制冷劑在低溫下沸騰的條件。吸入壓縮機1的蒸汽經過壓縮，壓力 和溫度都升高，創造了制冷劑能在常溫下液化的條件。高壓高溫的制冷劑蒸汽排入第二熱交換器7后，在壓力不變的情況下被冷卻介質 冷卻，放出熱量，溫度降低，最后凝結成液體從第二熱交換器7排出。高壓制冷劑液體經過第二節流機構4. 2節流降壓，導致部分制冷劑液體汽化，吸 收汽化潛熱，使其本身的溫度也相應降低，成為低溫低壓下的濕蒸汽，依次進入第一熱交換 器6和冷凝器3 ；在第一熱交換器6和冷凝器3中制冷劑液體在壓力不變的情況下，吸收被 冷卻介質的熱量而汽化，形成的低壓低溫蒸汽再被壓縮機1吸走，如此不斷循環。具體應用實施例一將本空調器的制冷裝置應用于家用空調系統中時，可將第一熱交換器6設置在第 一室內機中，將第二熱交換器7設置在第二室內機中，將冷凝器3設置在室外機中，第一室 內機和第二室內機則分別設置在不同的房間內。例如將第一室內機位于客廳或臥室內，將 第二室內機位于衛生間或浴室內。夏季時，需對客廳和衛生間均進行制冷，即第一熱交換器6和第二熱交換器7內 均進行蒸發過程，此時四通閥2的第一接口 D和第四接口 C連通，第二接口 E和第三接口 S 連通；第一電磁閥4. 1關閉，第二電磁閥4. 2打開。制冷劑流路為壓縮機1 —四通閥2的 第一接口 D和第四接口 C—冷凝器3—第一節流機構5. 1 —第一熱交換器6—第二電磁閥 4. 2 —第二熱交換器7 —四通閥2的第二接口 E和第三接口 S —壓縮機1。冬季時，需對客廳和衛生間均進行制熱，即第一熱交換器6和第二熱交換器7內均 進行冷凝過程，此時四通閥2的第一接口 D和第二接口 E連通，第四接口 C和第三接口 S連 通；第一電磁閥4. 1關閉，第二電磁閥4. 2打開，制冷劑流路為壓縮機1 —四通閥2的第一 接口 D和第二接口 E —第二熱交換器7 —第二電磁閥4. 2 —第一熱交換器6 —第一節流機構5. 1 —冷凝器3 —四通閥4的第四接口 C和第三接口 S —壓縮機1。冬季時，由于環境溫度較低，水分不易蒸發，單純靠提高環境溫度無法滿足衛生間 的相對濕度要求時，就需要對衛生間進行制冷強制除濕，而客廳仍需制熱，即第一熱交換器 6內進行冷凝過程，第二熱交換器7內進行蒸發過程，此時四通閥2的第一接口 D和第四接 口 C端連通，第二接口 E和第三接口 S連通；第一電磁閥4. 1打開，第二電磁閥4. 2關閉。 制冷劑流路為壓縮機1 —四通閥2的第一接口 D和第四接口 C —冷凝器3 —第一電磁閥 4. 1 —第一熱交換器6 —第二節流機構5. 2 —第二熱交換器7 —四通閥2的第二接口 E和 第三接口 S —壓縮機1。此時，可關閉冷凝器3的換熱風扇以使第一熱交換器6和第二熱交 換器7取得更好的制冷或制熱效果。春末或秋初時，客廳人員較多或電器熱源較多需進行制冷，衛生間需進行制熱以 降低環境空氣的相對濕度，即第一熱交換器6內進行蒸發過程，第二熱交換器7中進行冷凝 過程，此時，四通閥2的第一接口 D和第二接口 E連通，第四接口 C和第三接口 S連通；第一 電磁閥4. 1打開，第二電磁閥4. 2關閉。制冷劑流路為壓縮機1 —四通閥2的第一接口 D 和第二接口 E —第二熱交換器7 —第二節流機構5. 2 —第一熱交換器6 —電磁閥4. 1 —冷 凝器3 —四通閥2的第四接口 C和第三接口 S —壓縮機1。此時，可關閉冷凝器3的換熱風 扇以使第一熱交換器6和第二熱交換器7取得更好的制冷或制熱效果。具體應用實施例二將本空調器的制冷裝置中的兩個熱交換器同時設置在同一個室內機中并共用一 個風道系統，將冷凝器3設置在室外機中。并且，使第一熱交換器6的換熱面積小于第二熱 交換器7，使第一熱交換器6處于風道中第二熱交換器7的位置的上游，也就是第一熱交換 器6比第二熱交換器7更靠近進風口。于是，相對于普通的單蒸發器的室內機，本空調器的制冷裝置有以下四種功能的 優勢第一、強勁制冷功能第一熱交換器和第二熱交換器同時制冷，熱交換器由一個變 成兩個，換熱面積增大，送風溫度低，制冷效果迅速；第二、強勁制熱功能第一熱交換器和第二熱交換器同時制熱；第三、制冷除濕優化功能第一熱交換器6制熱且第二熱交換器7制冷。室內空氣 被第一熱交換器6適當升溫后再流經第二熱交換器7被降溫除濕，可防止室內溫度降低太 多引起室內人員的不適感。第四、制熱同時除濕功能第一熱交換器6制冷，第二熱交換器7制熱。此時，第一 熱交換器6將空氣進行除濕后再經過第二熱交換器7進行加熱，然后再進入室內。此除濕 功能比單純依靠升溫來降低相對濕度的方式更加有效，且除濕過程中吹出來的空氣是熱空 氣，舒適性好。以上實施例，包括具體應用實施例，僅為說明本空調器的制冷裝置的系統工作原 理及適用范圍的作用，本申請保護的空調器的制冷裝置包括但不限于以上實施例，凡是符 合本發明說明內容一項或者幾項的，均在本申請的保護范圍之內。
權利要求
一種空調器的制冷裝置，包括壓縮機(1)、四通閥(2)、冷凝器(3)、節流機構、電磁閥、第一熱交換器(6)和第二熱交換器(7)，四通閥(2)的第一接口(D)與壓縮機(1)的高壓出口相接，四通閥(2)的第三接口(S)與壓縮機(1)的低壓入口相接，四通閥(2)的第四接口(C)與冷凝器(3)的一端相接，其特征是節流機構包括第一節流機構(4.1)和第二節流機構(4.2)，電磁閥包括第一電磁閥(5.1)和第二電磁閥(5.2)，冷凝器(3)、第一熱交換器(6)和第二熱交換器(7)依次串接；四通閥(2)的第二接口(E)與第二熱交換器(7)的一端相接；第一節流機構(4.1)與第一電磁閥(5.1)并聯后串接在冷凝器(3)的另一端與第一熱交換器(6)的一端之間；第二節流機構(4.2)與第二電磁閥(5.2)并聯后串接在第一熱交換器(6)的另一端與第二熱交換器(7)的另一端之間。
2.一種家用空調系統，包括權利要求1所述的空調器的制冷裝置，其特征是第一熱交 換器(6)和第二熱交換器(7)位于同一個室內機中并共用一個風道；冷凝器(3)位于室外 機中。
3.根據權利要求2所述的家用空調系統，其特征是所述第一熱交換器(6)的換熱面積 <第二熱交換器(7)的換熱面積，第一熱交換器(6)比第二熱交換器(7)更靠近進風口。
4.一種家用空調系統，包括權利要求1所述的空調器的制冷裝置，其特征是第一熱交 換器(6)位于第一室內機中，第二熱交換器(7)位于第二室內機中，冷凝器(3)位于室外機 中，第一室內機和第二室內機分別設置在不同的房間內。
5.根據權利要求4所述的家用空調系統，其特征是所述第一室內機位于客廳或臥室， 第二室內機位于衛生間或浴室。
全文摘要
一種空調器的制冷裝置及其家用空調系統，空調器的制冷裝置包括壓縮機、四通閥、冷凝器、節流機構、電磁閥、第一熱交換器和第二熱交換器，四通閥的第一接口與壓縮機的高壓出口相接，四通閥的第三接口與壓縮機的低壓入口相接，四通閥的第四接口與冷凝器的一端相接，冷凝器、第一熱交換器和第二熱交換器依次串接；四通閥的第二接口與第二熱交換器的一端相接；第一節流機構與第一電磁閥并聯后串接在冷凝器的另一端與第一熱交換器的一端之間；第二節流機構與第二電磁閥并聯后串接在第一熱交換器的另一端與第二熱交換器的另一端之間。本發明具有零部件少、制作成本低、能效比高、適用范圍廣的特點。
文檔編號F24F1/00GK101957089SQ20101050326
公開日2011年1月26日 申請日期2010年9月30日 優先權日2010年9月30日
發明者劉清泉, 曾祥兵, 陳良銳 申請人:廣東美的電器股份有限公司