空调器室内单元和带有 这种单元的空调器 【技术领域】
本申请涉及一种空调器，尤其是涉及一种具有在保持恒温时能消除室中湿度，输出不同制冷、制热容量的改良结构的室内单元以及带有此单元的空调器。
背景技术
空调器用来制冷和加热房间，通常包括室内单元和室外单元。室外单元包括压缩机，室外热交换器，流体控制阀，室内单元包括膨胀装置和室内热交换器。带有这些部件的空调器依靠制冷剂的流动方向决定制冷或者加热房间，下面将详细描述。
当房间制冷时，在流体路径控制阀的控制下，高压下从压缩机排出的气态制冷剂移动到室外热交换器，并在热交换器中冷凝，液化制冷剂在膨胀装置中膨胀，并在室内热交换器中蒸发。由于制冷剂蒸发是从室内热交换器的周围吸收了热量，因此室内热交换器周围的空气温度下降。温度下降的空气排入房间，并且室内热交换器中蒸发的制冷剂再次返回压缩机。如果上述过程重复进行由于室内热交换器周围的冷空气连续不断地排入房间，房间就被制冷了。
另一方面，当房间制热时，从压缩机排出的制冷剂通过流体路径控制阀的引导进入室内热交换器，然后，制冷剂和周围空气发生热交换并冷凝。当制冷剂冷凝时，制冷剂将冷凝热冷凝热排入周围环境中，并将冷凝热冷凝热加热空气排到房间。制冷剂在室内热交换器中冷凝，穿过并在膨胀装置中膨胀，在室外热交换器中蒸发。蒸发的制冷剂再次返回压缩机。如果上述过程重复进行，由于冷凝热加热的室内热交换器周围的空气冷凝热连续不断地排入房间内，房间就被制热了。
然而，上述空调器因为有一个室内单元来制冷或者制热房间，所以总是具有固定的制冷或制热容量，这样产生了在空调器中总是输出过多的容量而不能适当地安排制冷或制热房间所需装载量的问题。基于此产生了一系列问题，其中包括不能精确地控制房间的温度，浪费能量，维护成本增加。
同时，背景技术中的空调器除了制冷或制热外没有其他功能，例如，当保持恒温时消除室中湿度地功能，也就是，固定温度除湿功能。作为参考(for reference)，即使房间温度适宜人们活动而房间湿度高时固定温度除湿功能可能是非常有用。因此，需要开发一种空调器，它能根据所制冷或制热房间所需装载量改变而输出适宜的制冷、制热容量，并具有固定温度除湿功能。
【发明内容】
因此，本发明涉及空调器室内单元和带有此单元的空调器，充分消除由于背景技术的局限和缺点所导致的一个或多个问题。
本发明的第一个目的是提供一种具有在保持固定温度时消除室中湿度功能的空调器室内单元，以及带有此单元的空调器装置。
本发明的另一目的是提供一种具有能相应于制冷或制热房间所需装载量大小而输出不同制冷或制热容量的空调器室内单元，以及带有此单元的空调器装置。
本发明另外的优点和特征在以下的描述中被阐明，基于下述分析，一部分对本领域的普通技术人员来说是显而易见的，或者通过实施本发明而得到。本发明的目的和其他优点会通过说明书和权利要求以及附图中所指出的独特的结构实现。
为了达到这些目的和其他优点并与本发明预期的目的一致，在这里进行具体、详细的描述，空调器窒内单元包括两个热交换器，连接热交换器的连接管，用于引导制冷剂流动的第一装置和设置在连接管上的第二装置。两个热交换器(也就是第一和第二热交换器)它们有一个与第一和第二管道连接的末端，第一和第二管道连接室内单元的外侧部件，例如，压缩机或室外膨胀装置。在制冷剂通过第一和第二热交换器中或通过两个热交换器中的一个之后，第一装置有选择地引导穿过第一或第二管道排放进入第二或第一管道的制冷剂。第二装置设置在连接管上以致于从第一和第二热交换器中的一个移动到第一和第二热交换器中的另一个中的制冷剂以初始状态或者膨胀状态经过。
本发明的第一优选实施方式中，第一装置包括设置在连接管上的第一流体路径控制阀，将流体路径控制阀一个出口与第二管道的一点连接的支路管，以及设置在第二管道的一点和第二热交换器之间的第二管道上的第二流体路径控制阀。流体路径控制阀是用于开启或关闭流体通路的阀。
第二装置包括设置在第一流体路径控制阀与第二热交换器之间的连接管上的第三流体路径控制阀，和与平行于第三流体路径控制阀的连接管相连的毛细管。流体路径控制阀是用于开启或关闭流体通路的阀。
本发明的第二优选实施方式中，第一装置包括设置在连接管上的第一流体路径控制阀，将流体路径控制阀的一个出口与第一管道的一点连接的支路管，以及设置在第一管道的一点和第一热交换器之间的第一管道上的第二流体路径控制阀。流体路径控制阀是用于开启或关闭流体通路的阀。
第二装置包括设置在第一流体路径控制阀与第二热交换器之间的连接管上的第三流体路径控制阀，和与平行于第三流体路径控制阀的连接管相连的毛细管。流体路径控制阀是用于开启或关闭流体通路的阀。
同时，本发明的另一方面，提供一种包括室外单元和室内单元的室调器，所述室外单元包括压缩机，室内热交换器和室外膨胀装置并与制冷剂管相连接，所述室内单元包括与室外单元连接的上述结构。省略了关于与上述描述相同的室内单元的详细描述。
可以理解本发明的上述描述与销售描述是示例性和解释性的，目的是进一步解释本发明。
【附图说明】
附图有助于更好的理解发明并作为组成本申请的一部分，和解释本发明的实施例，附图与说明书用作解释本发明的原理。附图中：
图1是本发明优选实施方式室内单元的结构示意图；
图2是本发明第一优选实施方式空调装置器的改进的室内单元的结构示意图；
图3A用于解释图2中在以常规装载量制冷房间时空调器室内单元的运行过程；
图3B用于解释图2中在以常规载量制热房间时空调器室内单元的运行过程；
图4A用于解释图2中在以低载量制冷房间时空调器室内单元的运行过程；
图4B用于解释图2中在以低载量制热房间时空调器室内单元的运行过程；
图5用于解释图2中在进行固定温度除湿时空调器室内单元的运行过程；
图6是本发明第一优选实施方式空调器室内单元的结构示意图。
【具体实施方式】
对本发明的优选方案作了详细的标记，附图示出了标记的例子。在描述本发明的实施方式时，附图中同样部件用相同名称和标记符号表示，重复描述将会省略。参照图1描述本发明优选实施方式空调器室内单元。
参照图1，室内单元包括第一和第二热交换器20和30，连接管13，第一和第二管道11和12，以及用于在连接管13流动的制冷剂或者在连接管13中流动的制冷剂膨胀的第二装置。第一管道11连接第一热交换器20的末端，第二管道12连接第二热交换器30的一端。连接管13连接第一热交换器20和第二热交换器30的其他末端。
同时，设置在连接管13上的第二装置包括毛细管45和第三流体路径控制阀41。如图1所示，第三流体路径控制阀41设置在连接管13的中间，毛细管45与平行于第三流体路径控制阀41的连接管13相连。第三流体路径控制阀41是用来打开或关闭流体通路的阀，如开闭电磁阀。同时，第二装置并不限于上述系统，而是可以用多种形式来实现。例如，第二装置可以仅仅通过具有膨胀制冷剂或者完全打开制冷剂的流动通路的结构的膨胀装置来实现。
尽管图中没有出示，室内单元可以用第一和第二管道11和12与室外单元(图中没有出示)或分配器(图中没有出示)相连接。室外单元包括压缩机，室外热交换器和室外膨胀装置。如果需要，室外单元可以进一步包括用来固定从压缩机流出的制冷剂的流动方向的流体路径控制阀(图中没有出示)。当室外单元与第一和第二管道11和12相连接，气态或液态制冷剂能按照各自运行模式穿过第一和第二管道11和12流入室内单元。
同时，当分配器与第一和第二管道11和12相连接，室外单元与分配器连接。这种情况下，气态或液态制冷剂也能穿过第一和第二管道11和12流入室内单元。由于室内单元的第一和第二管道11和12与室外单元或分配器相连的系统众所周知，所以图中没有出示系统，详细地描述也省略了。然而很明显对于本领域普通技术人员来说仅有上述描写就可以理解。
将描述各自运行模式的室内单元的运行过程。作为参考，室内单元有三种运行模式，也就是，用于制冷房间的第一运行模式，用于制热房间的第二运行模式和保持固定温度时用于除去房间湿度的第三运行模式。
第一运行模式中，第一和第二热交换器20和30都起蒸发器作用。从室外单元压缩机中排出的气态制冷剂在室外热交换器中冷凝，在室外膨胀装置中膨胀，并穿过第一管道11流入第一热交换器20。然后，制冷剂在第一热交换器20中蒸发，并从周围吸收热量，第一热交换器20周围的冷空气排入房间。
同时，由于第一运行模式中第三流体路径控制阀41是开启的，在第一热交换器20蒸发的制冷剂流入第二热交换器30。由于流体阻力，制冷剂没有经过毛细管45，而是经过第三流体路径控制阀41，从第一热交换器20流入第二热交换器30。也就是由于毛细管45的流体阻力很高，制冷剂流过具有低流体阻力的第三流体路径控制阀41。
再一次蒸发和从周围吸收热量后，流入第二热交换器30的制冷剂穿过第二管道12流入室外单元。在这种情况下，第二热交换器30周围的冷空气排入房间。第一运行模式中，空调器通过重复上述过程制冷房间。
接下来，第二运行模式中，第一和第二热交换器20和30都起冷凝器作用。从室外单元压缩机中排出的制冷剂穿过第二管道12流入第二热交换器30。制冷剂向周围排出热量并在第二热交换器30中冷凝。从第二热交换器30排出的冷凝热加热的空气排入房间。
同时，由于在第二运行模式中第三流体路径控制阀41是开启的，从第二热交换器30排出的制冷剂流入第一热交换器20。这种情况中，基于与上述描写的同样原因，制冷剂没有经过毛细管45。制冷剂在第二热交换器30中没有冷凝而是在第一热交换器20中冷凝了，并排出冷凝热，通过冷凝热加热的第一热交换器20周围的空气排入房间。
在第一热交换器20中冷凝的制冷剂流入室外单元，在室外膨胀装置中膨胀，在室外热交换器中蒸发，并流入压缩机。第二运行模式中，重复上述过程制热房间。
同时，第三运行模式中，第一热交换器20起冷凝器作用，并且第二热交换器30起蒸发器作用。从室外单元压缩机中排出的热冷剂在室外热交换器中冷凝。由于室外膨胀装置在第三运行模式中是开启的，制冷剂以冷凝状态穿过第一管道11流入第一热交换器20。在第一热交换器20中制冷剂再一次冷凝并排出冷凝热。
由于第三运行模式中第三流体路径控制阀41是关闭的，制冷剂从第一热交换器20流过，并在毛细管45膨胀，流入第二热交换器30并蒸发，从第二热交换器30周围吸收热量，穿过第二热交换器30的制冷剂经过第二管道12流入室外单元压缩机内。
同时，在上述运行过程中，当湿气在第二热交换器30的表面冷凝，在起蒸发器作用的第二热交换器30的表面就会有冷凝水形成。由于形成的冷凝水排到室外，所以房间湿度下降。而且，由于通过在第一热交换器20中形成冷凝热来加热的空气和通过在第二热交换器30中吸收汽化热来制冷的空气一起排入房间，房间保持固定温度。
然而，空调器通过前面的过程制冷或制热房间，或发生固定温度除湿作用时伴随产生下列问题。因为不管制冷或制热房间所需的装载量大小第一和第二热交换器20和30都在运行，不可能适当安排所需的不同载量。就是说，由于即使制冷或制热房间需要低载量时，第一和第二热交换器20和30也都在运行，很难精确的控制房间的温度，并且浪费了多于所需要的能量。
因此，本发明提出能解决上述问题的改进的室内单元和空调器。本发明改进的室内单元可以体现在两个实施方式中。本发明改进的室内单元的每个实施装置包括两个热交换器，即第一和第二热交换器，和与室外单元或分配器相连的第一和第二管道，及连接两个热交换器的连接管，设置在连接管上的第二装置，根据各自运行模式引导制冷剂流动路径的第一装置。
本发明改进结构的室内单元中，第一和第二热交换器，第一和第二管道，连接管，第二装置的结构和参照图1描述的室内结构一样，因此，当省略参照图1描述的部件时，仅仅描述第一装置，该描述包括了取决于其位置的各种实施例。同时，描述实施方式中，与参照图1描述的室内单元部件同样的部件用相同的名称和标记符号表示。
参照图2，描述改进结构的室内单元的第一实施方式。作为参考，图2时本发明第一优选实施方式的空调装置器的改进的室内单元的结构示意图。
参照图2，第一实施方式改进的室内单元中，第一装置包括第一流体路控制阀51，支路管53，第二流体路径控制阀55。第一装置有选择地引导制冷剂流动以至于流经第一或第二管道11或12的制冷剂通过第一和第二热交换器20和30，或者通过第一和第二热交换器任意之一，并排到外部，例如，经由第二或第一管道12或11的室外单元或分配器。
参照图2，第一实施方式中，第一流体控制阀51设置在连接管13上的一处。更详细地描述，第一流体路径控制阀51设置在处于包括毛细管45和第三流体路径控制阀41的第二装置和第一热交换器20之间的连接管13上的一处。第一流体路径控制阀51有三个出口，其中第一出口与第一热交换器20相连，第二出口与第二装置连接，第三出口与支路管53相连。控制具有上述结构的第一流体路径控制阀以至于依照各自的运行模式使第一和第二出口相通，或者使第一出口和第三出口相通。
支路管53的一端连接第一流体路径控制阀51的第一出口，同时另一端与第二管道12一处相连。第二流体路径控制阀55设置在第二管道12上，更详细地描述，是位于支路管53的连接到那的节点和第二热交换器30之间。第二流体路径控制阀55是用于开启或关闭流体通路的阀，例如，开/关电磁阀。
参照图3A-5，详细描述上述室内单元在各自运行模式下的运行过程。作为参考，室内单元以五种运行模式运行，即，以常规载量制冷房间的第一运行模式，以常规载量制热房间的第二运行模式，以低载量制冷房间的第三运行模式，以低载量制热房间的第四运行模式，以及保持固定温度时控制房间湿度的第五运行模式。图3A用于解释图2中在以常规载量制冷房间时空调器室内单元的运行过程，图3B用于解释图2中在以常规载量制热房间时空调器室内单元的运行过程，图4A用于解释图2中在以低载量制冷房间时空调器室内单元的运行过程，图4B用于解释图2中在以低载量制热房间时空调器室内单元的运行过程，图5用于解释图2中在进行固定温度除湿功能时空调器室内单元的运行过程。
第一运行模式的运行过程将参照图3A描述。作为参考，第一运行模式中，第一和第二热交换器20和30都起蒸发器的作用。从室外单元压缩机中排出的制冷剂在室外热交换器中冷凝，并在室外膨胀装置中膨胀。膨胀的制冷剂穿过第一管道11流入第一热交换器20，并在第一热交换器20中蒸发，并从周围吸收热量，第一热交换器20周围被制冷的空气排入房间。
参照图3A，第一运行模式中，控制第一装置中的第一流体路径控制阀51使第一出口和第二出口相通。因此从第一热交换器20排出的制冷剂穿过开启的第三流体路径控制阀41流入第二热交换器30。由于上述参照图1描写的同样原因制冷剂没有经过毛细管45的原因与参照图1所描述的原因相同，这里省略了对其的描述。第二热交换器30中，还没有在第一热交换器20蒸发的制冷剂蒸发并再一次从周围吸收热量。同样，第二热交换器30周围的冷空气排入房间。流经第二热交换器30的制冷剂排入第二管道12。在这种情况下，由于第二流体路径控制阀55是开启的，控制第三流体路径控制阀41以至于第一连出口和第二出口相通，制冷剂通过第二管道12移到室外单元或分配器。第一运行模式中，以常规载量制冷房间时，当重复上述过程时热交换器都在运行。
第二运行模式参照图3B描述，作为参考，第二运行模式中，第一和第二热交换器20和30都起冷凝器的作用。从室外单元压缩机中排出的制冷剂流入第二管道12。如图3B所示，第二运行模式中，由于控制第一流体路径控制阀51以至于第一出口和第三出口相通，并且控制第三流体路径控制阀41打开流体通路，流入第二管道12的制冷剂流到第二热交换器30中。
流入第二热交换器30中的制冷剂冷凝并向周围排出冷凝热，通过冷凝热加热的空气排入房间。在第二热交换器30中冷凝的制冷剂流过开启的第三流体路径控制阀41，并经过第一流体路径控制阀51流入第一热交换器20。当在第二热交换器30中还没有冷凝的制冷剂在第一热交换器20中冷凝时，冷凝热从第一热交换器20排出，并且通过冷凝热加热的第一热交换器20周围的空气排入房间。
流经第一热交换器20的制冷剂穿过第一管道11流入分配器或者室外单元，在室外单元的室外膨胀装置中膨胀，在室外热交换器中蒸发，并流入压缩机。第二运行模式中，以常规载量制热房间时，当重复上述过程时热交换器都在运行。
同时，第三或第四运行模式中，以低载量制冷或制热房间。首先，参照图4A描述以低载量制冷房间的第三运行模式。作为参考，第三运行模式中，仅有第一热交换器20起蒸发器作用，而第二热交换器30停止运行。
从室外单元压缩机中排出的制冷剂在室外热交换器中冷凝，并在室外膨胀装置中膨胀。穿过第一管道11的膨胀制冷剂流入第一热交换器20。制冷剂在第一热交换器20中蒸发，从周围吸收热量，并且将第一热交换器20周围制冷的空气排入房间。
参照图4A，第三运行模式中，控制第一装置中第一流体路径控制阀51使第一出口和第三出口连通。依照这点，从第一热交换器20排出的制冷剂穿过支路管53流入第二管道12。第三运行模式中，第二流体路径控制阀55如图4A所示是关闭的。因此，流入第二管道12的制冷剂全部移到分配器或室外单元。移到室外单元的制冷剂流入压缩机。
接下来，参照图4B描述第四运行模式。作为参考，第四运行模式中，仅有第一热交换器20起冷凝器作用，而第二热交换器30停止运行。室外单元中从压缩机排出的制冷剂流入第二管道12。如图4B所示，第四运行模式中，由于第二流体路径控制阀55是关闭的，并且运行第一流体路径控制阀51使第一连接点和第三连接点相通，制冷剂在室外热交换器中冷凝，并在室外膨胀装置中膨胀。穿过第一管道11的膨胀的制冷剂流入第一热交换器20。制冷剂穿过支路管53和连接管13流入第一热交换器20中。
制冷剂将冷凝过程产生的热量排到周围并在第一热交换器20冷凝，通过冷凝热加热的空气排入房间。冷凝的制冷剂穿过第一管道11流入室外单元或分配器，在室外膨胀装置中膨胀，在室外热交换器中蒸发，并流入压缩机。
第三或第四运行模式如此运行中，由于仅有第一热交换器20运行，热交换面积小并且制冷或制热输出量也小。因此，第三或第四运行模式能有效安排制冷或制热房间所需载量非常小的情况。基于此，就可以精确地控制房间的温度，并且能有效避免不必要的能源浪费。而且，第二热交换器30不必要运行，提高了空调器的效率。
同时，尽管图中没有示出和详细描述第三或第四运行模式的更有效改善，但是可取的是调节了压缩机的频率，室内单元或室外单元风扇的转动速度，以及膨胀装置的开口。
接下来，参照图5描述当保持固定温度时除去房间湿度的第五运行模式。作为参考，第五运行模式中，第一热交换器20起冷凝器作用，并且第二热交换器30起蒸发器作用。从室外单元压缩机中排出的制冷剂在室外热交换器中冷凝，流经开启的室外膨胀装置，并且穿过第一管道11流入第一热交换器20。
在室外热交换器还没冷凝的制冷剂在第一热交换器20中冷凝并排出冷凝热。在第五运行模式中，由于如图5所示控制第一流体路径控制阀51使第一出口和第三出口连通，在第一热交换器20冷凝的制冷剂移到第二装置。而且，第五运行模式中，由于第三流体路径控制阀41是关闭的，移到第二装置的制冷剂流过在第二装置中毛细管45并在第二装置中毛细管45中膨胀，后流入第二热交换器30。
在第二热交换器30中制冷剂从周围吸收热量，蒸发，并且第二热交换器30周围的制冷空气流入房间。蒸发的制冷剂穿过经过第二管道12流入室外单元或分配器，并且最后流入压缩机内。这种情况下，如图5所示，第二流体路径控制阀55保持开启状态。
在上述运行过程中，当湿气在第一热交换器20的表面冷凝时，会有冷凝水形成。冷凝水通过排出装置(图中没有出示)排到外部。因此，在第五运行模式进行期间可连续除去房间湿气，房间湿度下降。由于第一热交换器20周围的热空气和第二热交换器30周围的冷空气一起排入房间，房间能保持固定温度。
参照图6描述依照本发明第二优选实施方式的改进的室内单元。作为参考，图6用于解释依照本发明第一优选实施方式的空调器室内单元的结构示意图。由于除第一装置(省略对其描述)外第二实施方式所有部件和参照图1和图2描述过的部件相同，因而将描述第一装置。
参照图6，第二实施方式中第一装置包括第一流体路径控制阀151，支路管153，第二流体路径控制阀155。尽管第一装置的组成部件和参照图2-5描述的第一实施方式第一装置的组成部件相同，连接关系略微不同，下面进行描述。
参照图6，第一流体路径控制阀151设置在位于第二热交换器30和第二装置之间的连接管13上。如图6所示支路管153的一端连接第一流体路径控制阀151的第三出口，并且支路管153的另一端连接第一管道11的一处。第二流体路径控制阀155设置在支路管153在那里连接的一节点和第二热交换器30之间的第一连接管134。
上述依照本发明第二优选实施方式的室内单元，除当低载量时第一实施方式中第一热交换器20运行，第二实施方式中第二热交换器运行外，也有第一实施方式一样的运行原理和效果。而且，第五运行模式中，在第一实施方式中第一热交换器20起冷凝器作用，并且第二热交换器30起蒸发器作用，在第二实施方式中第一热交换器20起蒸发器作用而第二热交换器30起冷凝器作用。
综上所述，本发明的空调器室内单元具有以下优点：
第一，以不同装置控制两个热交换器能在保持固定室内温度时消除房间湿度。
第二，制冷或制热容量可以随着制冷或制热房间所需载量改变。依照这点，由于精确的房间温度控制是可得到的，因此室内能总是保持最佳环境状况。
第三，由于室内单元两个热交换器中仅有一个运行，可以有效避免不必要的能源浪费。
没有离开发明的宗旨和范围对发明的修改和变化对本领域普通技术人员来说都是显而易见的。因而，在本发明的附加权利要求和其等同范围内所作的修改和变化都在本发明的保护范围内。