專利名稱：貯液器及采用該貯液器的空調系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種空調系統，更具體地說，涉及一種改進的貯液器以及采用這種貯液器的空調系統。
本申請請求享有2002年11月23日提交的韓國申請P2002-0073286號的優先權，因此該申請可作為本申請的參考。
背景技術：
通常，空調系統是一種利用制冷劑冷凝時對周圍環境放熱而對室內供熱、和利用制冷劑蒸發時對周圍環境吸熱而對室內供冷的系統。
圖1示出了同時進行供冷和供熱運行的空調系統的一個實例。參見圖1，空調系統主要包括室外單元10和室內單元20。此時，室外單元10包括壓縮機11、流動控制閥12、第一膨脹裝置15、室外熱交換器13和貯液器14。此外，室內單元20包括室內熱交換器22和第二膨脹裝置21。在這里，室外和室內熱交換器13和22分別靠近室外風扇13a和室內風扇22a。
以下詳細描述由管道連接所述部件的連接結構。
首先，第一管道33將壓縮機11的出口11a連接到流動控制閥12的第一端口12a，第二管道34將流動控制閥12的第三端口12c連接到貯液器14的入口。此外，第三管道35將貯液器14的出口連接到壓縮機11的入口11b，第四管道36將流動控制閥12的第二端口12b連接到室外熱交換器13的一端。然后，第五管道31將室外熱交換器13的另一端連接到室內熱交換器22的一端。此時，第一和第二膨脹裝置15和21分別設置在第五管道31上，以便分別處于室內單元10和室外單元20內部。同時，第六管道32將室內熱交換器22的另一端連接到流動控制閥12的第四端口12d。
在圖2所示的前述空調系統中，貯液器14為具有內部空間的容器形狀，例如圓筒形。此時，貯液器14的入口連接到第二管道34，以便提供制冷劑，而貯液器14的出口連接到第三管道35，以便排出制冷劑。同時如圖2所示，第二管道34從貯液器14的頂部插入貯液器14的內部，通過該管道34，制冷劑流入貯液器14。也就是說，第二管道34的一端設置在貯液器14內的下部。此外，用于排出制冷劑的第三管道35從貯液器14的底部插入貯液器14的內部。也就是說，第三管道35的一端設置在貯液器14內的上部。
以下簡要描述空調系統的運行。作為參考，實線箭頭表示冷卻室內時制冷劑的流動方向，虛線箭頭表示加熱室內時制冷劑的流動方向。
首先，當空調系統處于冷卻運行模式時，從壓縮機11的出口11a排出的制冷劑通過流動控制閥12的導引流入室外熱交換器13。在室外熱交換器13中被冷凝的制冷劑通過完全開啟的第一膨脹裝置15、然后在第二膨脹裝置21中膨脹。隨后，經第二膨脹裝置21膨脹的制冷劑在室內熱交換器22中蒸發時，制冷劑吸收室內熱交換器22周圍的熱量。此時，借助于室內風扇22a使室內空氣與室內熱交換器22周圍的冷空氣換氣，借此冷卻室內。室內冷卻后，制冷劑通過流動控制閥12導向流入貯液器14。此時，制冷劑在高壓下流入貯液器14。也就是說，制冷劑從第二管道34的端部被噴射到貯液器14的內部空間。這樣，流入貯液器14的氣相制冷劑通過第三管道35排出，然后流入壓縮機11的入口11b。
空調系統在加熱運行模式時，從壓縮機11排出的制冷劑通過流動控制閥12的導引流入室內熱交換器22。然后，當制冷劑在室內熱交換器22中冷凝時，制冷劑將冷凝熱散發到周圍環境。此時，室內風扇22a將室內熱交換器22散發出的熱排到室內，以此向室內供熱。之后，經室內熱交換器22冷凝的制冷劑通過完全開啟的第二膨脹裝置21，然后經第一膨脹裝置15膨脹。然后，經第一膨脹裝置15膨脹的制冷劑依次通過室外熱交換器13、流動控制閥12和貯液器14，再流入壓縮機11的入口11b。
然而，相關現有技術中用于冷卻或加熱室內的空調系統存在以下缺點。
在相關現有技術的空調系統中，制冷劑以5至7個大氣壓的壓力從第二管道34的一端噴射到貯液器14的內部空間。此時，制冷劑存在液態和氣態兩相。因此，當將制冷劑噴射到貯液器14的內部空間時，來自貯液器14內底部的液相制冷劑可能飛濺到第三管道35中，因而液相制冷劑可能流入壓縮機11。一旦液相制冷劑流入壓縮機11，將降低壓縮機11的壓縮效率，從而降低空氣調節的效率。而且，壓縮機11將產生噪音并存在運行問題。
如果在室外溫度等于或低于5℃的冬季空調系統連續地處于向室內供熱的運行時，室外熱交換器13的表面將會積霜，從而降低室外熱交換器13的熱交換效率和空氣調節效率。由于室外熱交換器13的表面結霜，流入貯液器14的制冷劑溫度降低，因此流入壓縮機11的制冷劑溫度也降低，從而使壓縮機11壓縮制冷劑的電力消耗增加。而且流入空調系統的制冷劑溫度也降低，由此加速了室外熱交換器13表面結霜，從而進一步降低了空氣調節的效率。
發明內容
據此，本發明旨在提供一種基本上克服了由于相關現有技術的限制和缺點所引起的一個或多個問題的貯液器和采用這種貯液器的空調系統。
本發明的一個目的是提供一種能夠防止液相制冷劑流入壓縮機的改進型貯液器和采用該貯液器的空調系統。
本發明的另一個目的是提供一種在加熱運行模式時能阻止室外熱交換器表面結霜的改進型貯液器和采用該貯液器的空調系統。
在下文的描述中將給出本發明的其它優點、目的和特性，這些優點、目的和特性中的一部分對本領域的技術人員來說，在閱讀了下文后可明顯得知，或也可從本發明的實施中得知。本發明的目的和其它優點可通過說明書的文字部分、權利要求及附圖中具體給出的結構來實現和達到。
為完成本發明的這些目的及其它優點，根據本發明的目的，作為具體和概括的描述，本發明的貯液器包括具有內部空間的殼體；從殼體頂部向下插入殼體內部、供制冷劑流入殼體內部的入口管；從殼體的底部向上插入殼體內部、將制冷劑排出殼體之外的出口管；以及設置在入口管和出口管之間的殼體內下部的隔板，用于防止出口管濺上液相制冷劑和防止液相制冷劑流入出口管。
此時，隔板的各邊可與殼體的內表面接觸，或者可與殼體內表面間隔一定距離。同時，隔板可將殼體內的下部分成兩個區域或者多個區域。
同時，貯液器還包括至少一個設置在殼體內底部的加熱器，用于加熱儲存在殼體內部的制冷劑。在這種情況下，加熱器可設置在與入口管相同的區域。如果隔板將殼體內下部分成多個區域，每一個區域可單獨設置加熱器。如果需要，加熱器也可以設置在某些區域內。
另一方面，所提供的空調系統包括至少一臺將制冷劑壓縮成高壓狀態，并排出所述制冷劑的壓縮機；與壓縮機連接、用于根據運行模式控制制冷劑的流動方向的流動控制閥；多個分別設置在室內和室外、并與流動控制閥相連的熱交換器；至少一個設置在直接與熱交換器相連的制冷劑管道上的膨脹裝置；以及一個暫時儲存流過熱交換器的制冷劑、并且與壓縮機的入口相連用于將氣態制冷劑供給壓縮機的貯液器。此時，貯液器具有前述相同的結構，因此省略對貯液器的說明。
此外，如果空調系統包括多臺壓縮機，該空調系統還包括多個止回閥，每個止回閥設置在每臺壓縮機的出口和流動控制閥之間，用于防止制冷劑流入壓縮機出口。此時，各臺壓縮機的容量可以不同。
可以理解的是，本發明中上面的一般性描述和下面的詳細描述都只是示例性和說明性的，并可用于進一步解釋本發明的權利要求。
有利于進一步理解本發明并構成本申請的一部分的附圖示出了本發明的具體實施方式
，它們與說明書一起用于解釋本發明的原理。附圖中圖1是相關現有技術中空調系統進行冷卻和加熱運行的一實例的示意圖；圖2是圖1中貯液器的透視圖；圖3是具有多臺壓縮機的空調系統一實例的示意圖；圖4是本發明一優選實施方式的貯液器的局部剖切透視圖；圖5是本發明另一優選實施方式的貯液器的局部剖切透視圖；和圖6是本發明又一優選實施方式的貯液器的局部剖切透視圖。
具體實施例方式
下面將參照附圖所示出的實例詳細描述本發明的優選實施方式。只要可能，在所有附圖中，相同的附圖標記將代表相同或相似的部件。
在下文中，將參照附圖詳細描述本發明的改型貯液器和采用該貯液器的空調系統。
圖3是具有多臺壓縮機的空調系統一實例的示意圖。參照圖3，例如，設置有四臺壓縮機110，各臺壓縮機的容量可以相同也可以不同，或者其中的一些壓縮機具有相同的容量，而其它的壓縮機具有不同的容量。如果設置多臺壓縮機110，可以根據室內冷卻或者加熱所需要的負荷量控制投入運行的壓縮機110的數量，從而提高效率。這樣就可根據室內的環境提供最理想的空氣調節。
如圖3所示，當空調系統中設有多臺壓縮機110時，可以在每臺壓縮機110的出口設置一個止回閥111。止回閥111設置在壓縮機110的出口和流動控制閥120的第一端口121之間，用于使從壓縮機110排出的制冷劑流過并阻止制冷劑朝壓縮機110的出口流動。因此，止回閥111可有效地阻止制冷劑流入未運行的壓縮機110的出口。此外，如圖1所示，本發明的空調系統也可以采用一臺壓縮機而不采用多臺壓縮機。在這種情況下，優選設置一臺變容式壓縮機。
參照圖3，流動控制閥120包括四個端口第一端口121、第二端口122、第三端口123和第四端口124。如圖3所示，第一端口121連接到各臺壓縮機110的入口，第二端口122連接到第一熱交換器130的一端。此外，第三端口123與貯液器200相連，第四端口124與第二熱交換器140的一端相連。
此時，第一熱交換器130設置在室外，第二熱交換器140設置在室內。如圖3所示，第一和第二熱交換器130和140通過制冷劑管道彼此相連，所述制冷劑管道上裝有多個膨脹裝置。在圖3中，設置了兩個膨脹裝置，第一和第二膨脹裝置151和155分別鄰近第一和第二熱交換器130和140。第一膨脹裝置151使制冷劑從第一熱交換器130流到第二熱交換器140，并使從第二熱交換器140流向第一熱交換器130的制冷劑膨脹。此外，第二膨脹裝置155使制冷劑從第二熱交換器140流到第一熱交換器130，并使從第一熱交換器130流向二熱交換器140的制冷劑膨脹。
在圖3所示的貯液器200中，入口管210與流動控制閥120的第三端口123相連，出口管220與各臺壓縮機110的入口相連。貯液器200暫時儲存流過第一或第二熱交換器130或140的制冷劑，排出氣相制冷劑，并將氣相制冷劑供給壓縮機110。
下面將參照圖4對貯液器200的結構進行描述。圖4是本發明一優選實施方式的貯液器的局部剖切透視圖。參照圖4，貯液器200包括殼體230、入口管210、出口管220和一隔板。此時，殼體230為其內具有一空間的容器形狀，例如為圓筒形。此外，如圖3和圖4所示，入口管210連接到流動控制閥120的第三端口123，并且入口管210從殼體230的頂部插入殼體230的內部空間。優選的是，入口管210的一端位于殼體230內的下部。然后如圖3和圖4所示，將出口管220連接到各臺壓縮機110的入口，出口管220從殼體230的底部插入殼體230的內部空間。優選的是，出口管220的一端設置在殼體230內的上部。
如圖4所示，隔板240設置在入口管210和出口管220之間的殼體230內的底部。當制冷劑通過入口管210流入殼體230內部時，來自殼體230內的底部的液相制冷劑將濺到出口管220，這樣液相制冷劑可能流入出口管220。基于這種原因，可設置隔板240，用于阻止液相制冷劑流入出口管220。優選的是，隔板240的高度為整個殼體高度的40％。當然，如果噴射壓力很高，還可以增加隔板240的高度。
如圖4所示，隔板240將殼體230內下部分成兩個區域。當然，隔板240也可將殼體230內下部分成多個區域。例如，如圖4所示，通過隔板240殼體230內下部被分成兩個區域，或者如圖6所示，殼體230的內下部被分成三區域。在本發明的優選實施方式中，優選入口管210和出口管220設置在由隔板240分開的不同的區域中。
同時，隔板240的各邊可以與殼體230的內表面接觸，或者與殼體230內表面間隔一定距離。如圖4所示，如果隔板240的各邊與殼體230的內表面接觸，通過入口管210落下的液相制冷劑能夠儲存在由隔板240和殼體230的內表面圍成的空間中。因此，即使只有少量液相制冷劑流入殼體230內部，在短時間內液相制冷劑的液面仍很高。也就是說，通過入口管210中落入的液相制冷劑噴入儲存在由隔板240和殼體230的內表面圍成的空間中的液相制冷劑中。由于液相制冷劑不與殼體230內底部直接接觸，因此能夠防止液相制冷劑飛濺。這樣能夠阻止液相制冷劑流入出口管220。
如果隔板240的每一邊與殼體230的內表面間隔一定距離，則液相制冷劑不只儲存在由隔板240和殼體230的內表面圍成的空間中。然而，由于隔板240具有一定高度，隔板240可起阻止入口管210落下的液相制冷劑向上分散的防護墻的作用。因此，能夠阻止液相制冷劑流入出口管220。
圖5是本發明另一優選實施方式的貯液器的局部剖切透視圖。參照圖5，帶有前述圖4部件的貯液器還包括一個加熱器250。此時，如圖5所示，加熱器可以設置在主體230內底部上或者設在殼體230的內表面上。圖5中加熱器呈棒狀。當然，加熱器也可以呈各種形狀。加熱器250加熱儲存在貯液器200的殼體230內部的制冷劑。
如圖5所示，在殼體230內下部被隔板240分成兩個區域的情況下，優選將加熱器250設置在與入口管210為同一區域中。如圖6所示，如果殼體230內下部被隔板240分成多個區域，每一個區域可以設置單獨的加熱器250。如果需要，可將加熱器250設置在與入口管210不同的區域，或者將加熱器250設置在某些區域。
如果加熱器250設置在貯液器200里，優選加熱器250的高度低于隔板240的高度。優選隔板240的每一邊與殼體230的內表面接觸，以便在由隔板240和殼體230的內表面圍成的空間中儲存液相制冷劑。如果加熱器250和隔板240具有前述結構，加熱器250可完全浸沒在儲存在由隔板240和殼體230的內表面圍成的空間中的液相制冷劑之中，從而可防止加熱器250過熱和損壞。此外，如果加熱器250具有防過熱功能，加熱器250的高度可以高于隔板240。
在下文中，將根據本發明前述的空調系統的運行模式描述制冷劑的流動和貯液器200的操作情況。選擇本發明的空調系統在向室內供冷的冷卻模式或者在向室內供熱的加熱模式下運行。為參照方便，實線箭頭表示空調系統在冷卻模式運行時制冷劑的流動方向，虛線箭頭表示本發明的空調系統在加熱模式運行時制冷劑的流動方向。
參照圖3，本發明的空調系統以冷卻模式運行時，控制流動控制閥120使第一端口121與第二端口122相通，同時，使第三端口123與第四端口124相通。此外，投入運行的壓縮機110的數量和制冷劑的流量可根據室內冷卻需要的負荷量確定。
首先，從壓縮機110排出的制冷劑通過流動控制閥120導引，流向設置在室外的第一熱交換器130。此時，止回閥111阻止排出的制冷劑流入未運行的壓縮機110中。當制冷劑在第一熱交換器130中被冷凝時，制冷劑向周圍環境散發冷凝熱，由此，使第一熱交換器130輻射的熱量排到室外。在第一熱交換器130中冷凝的液相制冷劑依次通過第一膨脹裝置151和第二膨脹裝置155后，所述液相制冷劑被膨脹。然后，制冷劑在第二熱交換器140中蒸發吸收周圍環境的熱量，從而冷卻空氣。也就是說，將通過第二熱交換器140進行熱交換而被冷卻的空氣排放到室內，因而向室內供冷。
在第二熱交換器140中蒸發的氣相制冷劑通過流動控制閥120的導引，流入貯液器200。此時，流入貯液器200的制冷劑大部分是氣態，但也有一部分制冷劑處于液態。流入貯液器200的液相制冷劑的壓力高達7個大氣壓。因此，當制冷劑通過入口管210噴射時，出口管220可能被濺上殼體230內底部的液相制冷劑。但是，本發明空調系統的貯液器具有隔板240，因此能夠阻止出口管220濺上液相制冷劑。也就是說，能夠防止液相制冷劑流入出口管220。因此，在本發明空調系統的貯液器中，只有氣相制冷劑流入壓縮機110，從而，可防止因液相制冷劑的流入而產生的噪音、壓縮效率降低和運行中的問題。此外，本發明的空調系統還可防止冷卻效率降低。
接下來，當本發明的空調系統處于加熱運行模式時，控制流動控制閥120使第一端口121與第四端口124相通，使第二端口122與第三端口123相通。此外，投入運行的壓縮機110的數量和制冷劑的流量可根據室內加熱需要的負荷量確定。
從壓縮機110中排出的氣相制冷劑通過流動控制閥120的導引，流入設置在室內的第二熱交換器140。然后，當制冷劑在第二熱交換器140中冷凝時，制冷劑向周圍環境發散熱量，因此，將冷凝熱排到室內，從而加熱室內。
在第二熱交換器140中冷凝的液相制冷劑通過第二膨脹裝置155，然后在第一膨脹裝置151中膨脹。此外，制冷劑在設置在室內的第一熱交換器130中蒸發，從而吸收周圍環境的熱量。通過第二熱交換器140蒸發的制冷劑流過流動控制閥120，然后流入貯液器200。根據前述過程，本發明的貯液器中只有氣相制冷劑流入壓縮機110。
通常，向室內供熱時，室外溫度很低。因此，如果第一熱交換器130連續地與室外的低溫空氣進行熱交換，第一熱交換器130表面將結霜，從而使熱交換效率和加熱效率降低。
為了防止第一熱交換器130的表面結霜，用加熱器250加熱暫時儲存在貯液器200中的制冷劑。因此，空調系統內部流動的制冷劑溫度上升，在第一熱交換器130處蒸發的制冷劑溫度也升高，從而可防止第一熱交換器130表面結霜。因此，能夠防止熱交換和加熱效率的降低。同時，設置在貯液器200中的加熱器250的高度高于隔板240，這樣加熱器250浸入液相制冷劑中，從而，可防止加熱器250前端露出時引起的加熱器250過熱和損壞。
如上所述，本發明的貯液器和采用該貯液器的空調系統具有以下優點。
本發明的貯液器可防止液相制冷劑流入壓縮機，因此，能夠抑制液相制冷劑流入壓縮機時產生的噪音，并可防止壓縮效率降低。此外，由于壓縮效率提高，冷卻或者加熱效率也得到提高，由此，可降低能量消耗。
本發明的空調系統處于加熱運行模式時，加熱器加熱流入貯液器內部的制冷劑，因而，可防止第一熱交換器表面結霜。因此，本發明的空調系統提高了熱交換效率和加熱效率。此外，加熱器完全浸入儲存在由隔板和殼體內表面圍繞的空間的液相制冷劑中，因而可防止加熱器的過熱和損壞。
在本發明的前述優選實施方式中，披露了用于冷卻或者加熱一個房間的空調系統。顯然，本發明的改進型貯液器可適用于按照相同方法冷卻或加熱多個房間的復合空調系統，在復合空調系統中，不必改變結構只需用本發明的改進型貯液器替換相關現有技術中的貯液器。
對本發明進行各種改型和變換對本領域技術人員來說都是顯而易見的。因此，本發明覆蓋了由落入所附的權利要求及等同物限定的保護范圍內的改型和變換。
權利要求
1.一種貯液器，包括一具有內部空間的殼體；一從所述殼體的頂部向下插入該殼體內部、使制冷劑流入該殼體內部的入口管；一從所述殼體的底部向上插入該殼體的內部、用于將制冷劑排出該殼體外的出口管；以及一設置在所述入口管和出口管之間的所述殼體內底部、用于防止所述出口管濺上液相制冷劑并防止液相制冷劑流入所述出口管的隔板。
2.如權利要求1所述的貯液器，其中，所述隔板的每一邊都與所述殼體的內表面接觸。
3.如權利要求1所述的貯液器，其中，所述隔板的每一邊與所述殼體的內表面間隔一定距離。
4.如權利要求1所述的貯液器，其中，還包括至少一個設置在所述殼體內底部、用于加熱儲存在所述殼體內部的制冷劑的加熱器。
5.如權利要求4所述的貯液器，其中，所述殼體內下部被分成多個區域，并且所述加熱器設置在具有所述入口管的區域中。
6.如權利要求1所述的貯液器，其中，所述隔板將所述殼體內下部分成兩個區域。
7.如權利要求1所述的貯液器，其中，所述隔板將所述殼體內下部分成多個區域。
8.如權利要求7所述的貯液器，其中，還包括多個設置在所述殼體內底部的每一個區域中的加熱器。
9.一種空調系統，包括至少一臺將制冷劑壓縮到高壓狀態并排出所述制冷劑的壓縮機；一與所述壓縮機連接、用于根據操作模式控制制冷劑流動方向的流動控制閥；多個分別設置在室內和室外、并與所述流動控制閥相連的熱交換器；至少一個設置在直接連接到所述熱交換器的制冷劑管道上的膨脹裝置；以及一暫時儲存流過所述熱交換器的制冷劑、并且連接到所述壓縮機的入口用于向該壓縮機供給制冷劑的貯液器；其中，所述的貯液器包括一具有內部空間的殼體；一從所述殼體的頂部向下插入該殼體的內部、用于使制冷劑流入該殼體內部的入口管；一從所述殼體的底部向上插入該殼體的內部、用于使制冷劑排出該殼體外部的出口管；以及一設置在所述入口管和出口管之間的所述殼體內底部、用于防止所述出口管濺上液相制冷劑并防止液相制冷劑流入所述出口管的隔板。
10.如權利要求9所述的空調系統，其中，還包括多個止回閥，每一個止回閥設置在每一臺所述壓縮機和流動控制閥之間，用于防止制冷劑流入所述壓縮機的出口。
11.如權利要求9所述的空調系統，其中，各臺所述壓縮機具有不同容量。
12.如權利要求9所述的空調系統，其中，所述隔板的每一邊都與所述殼體的內表面接觸。
13.如權利要求9所述的空調系統，其中，所述隔板的每一邊與所述殼體的內表面間隔一定距離。
14.如權利要求9所述的空調系統，其中，還包括至少一個設置在所述殼體內底部、用于加熱儲存在所述殼體內部的制冷劑的加熱器。
15.如權利要求14所述的空調系統，其中，所述殼體內下部被分成多個區域，并且所述加熱器設置在具有所述入口管的區域中。
16.如權利要求9所述的空調系統，其中，所述隔板將所述殼體內下部分成兩個區域。
17.如權利要求9所述的空調系統，其中，所述隔板將所述殼體內下部分成多個區域。
18.如權利要求17所述的空調系統，其中，還包括多個設置在所述殼體內底部的每一個區域中的加熱器。
全文摘要
本發明公開了一種改進型貯液器，包括內部具有空間的殼體；從殼體的頂部向下插入殼體的內部、用于使制冷劑流入殼體內部的入口管；從殼體的底部向上插入殼體的內部、用于使制冷劑排出殼體外部的出口管；以及設置在入口管和出口管之間的殼體內底部、用于防止出口管濺上液相制冷劑并防止液相制冷劑流入出口管的隔板。本發明還公開了采用這種改進型貯液器的空調系統。
文檔編號F25B47/00GK1515853SQ20031012479
公開日2004年7月28日 申請日期2003年11月23日 優先權日2002年11月23日
發明者李元熙, 黃允濟, 宋燦豪 申請人:Lg電子株式會社