CN101245957A - 可以同时制冷和制热的空调机组 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种可以同时制冷和制热的空调机组。所述空调器机组包括室外机组、冷媒分配器和室内机组，所述室外机组、冷媒分配器和室内机组通过连接管路组成完成的循环系统，其中所述的冷媒分配器包括高压气液分离器、电子膨胀阀A、电子膨胀阀B、与室内机相对应的四通阀，通过控制各四通阀的流向，达到空调机组同时制冷制热的目的。另外，通过精确控制流量分配，在室外温度在－5℃到30℃的范围，可以实现同时制冷和制热；在同时提供制冷和制热的情况下，实现最大化的节能效果。

Description

可以同时制冷和制热的空调机组

技术领域

本发明涉及空调技术领域，特别涉及一种可以同时制冷和制热的空调机组。

背景技术

本发明所述的可以同时制冷和制热的空调机组是指在一个冷媒循环系统内，室内机可以任意选择制冷和制热模式，同时实现制冷和制热功能。其基本原理是将室外侧换热的能量有效地转移到室内侧，并加以利用，达到能量回收的目的。对于所述的同时制冷和制热的空调机组来说，当室内侧制冷和制热负荷相当的时候，室外侧停止换热，能量完全回收，压缩机只要输出相当于制冷或者制热的能力，就能既输出制冷量，又能提供制热量，达到事半功倍的效果。

随着社会的进步和人民生活水平的不断提高，人们对生活的舒适性要求也不断的提高，出现很多需要室内机同时制冷和制热的场合。例如：(1)现代建筑物同时需要供冷和供热的场合。由于建筑物的阳面和阴面受到的太阳辐射存在很大差异，使得阳面的房间需要制冷，而对应阴面的房间需要制热。(2)过渡季节对空气调节的需要，由于人体舒适性的差异和室内环境的不同，空调的使用者有同时需要制冷和制热的需求。(3)低温制冷。现代办公建筑一般气流密闭，且由于阳光辐射、室内人员、电脑、照明以及其它办公设备的使用，即使在冬天，也有房间需要制冷。现在也有相关的热回收的机组的专利，现有的技术中，系统连接复杂，系统控制烦琐，需要开发出一种系统连接简单的可以同时制冷和制热的空调机组。

发明内容

本发明的目的是提供一种可以同时制冷和制热的空调机组。

本发明的目的是通过如下技术方案实现的：

可以同时制冷和制热的空调机组，包括室外机组、冷媒分配器和室内机组，所述室外机组、冷媒分配器和室内机组通过连接管路组成完整的循环系统，所述的室外机组包括至少一压缩机、室外换热器、室外四通阀，室内机组包括至少两个室内机及与所述室内机连接的电子膨胀阀，各个室内机之间并联连接，它的第一个特征在于：所述室外机组还包括四个单向阀，所述冷媒分配器包括高压气液分离器、电子膨胀阀A、电子膨胀阀B、与室内机相对应的四通阀，所述高压气液分离器的第一接口连接了第二单向阀后接入室外四通阀的常闭端口，所述高压气液分离器的第二接口与冷媒分配器中的四通阀的进气口连接，所述高压气液分离器的第三接口与电子膨胀阀A连接，电子膨胀阀A的另一端与室内机组液管侧相连接，所述电子膨胀阀B的一端与室内机组液管侧连接，另一端与冷媒分配器中的四通阀的出口端连接，所述冷媒分配器中四通阀的常开端口与对应的室内机连接，常闭端口和出口端之间通过毛细管连接，所述第一单向阀一端与室外四通阀的常闭端口连接，另一端与冷媒分配器中的四通阀的出口端连接，第三单向阀一端与冷媒分配器中的四通阀的出口端连接，另一端与室外换热器连接，第四单向阀一端与高压气液分离器的第一接口连接，另一端与室外换热器连接。

它的第二个特征在于：所述压缩机的排气口和室外四通阀进气口之间还接有一油分离器。

它的第三个特征在于：所述压缩机的吸气口和与室外四通阀的出口端之间还接有一气液分离器。

它的第四个特征在于：在所述的油分离器与室外四通阀的进气口之间设置有高压传感器。

它的第五个特征在于：在所述的气液分离器与室外四通阀的出口端之间设置有低压传感器。

本发明通过采用冷媒分配器将室外机组与室内机组连接成为一个封闭的热力循环回路，通过控制各四通阀的流向，达到空调机组同时制冷制热的目的。另外，通过精确控制流量分配，在室外温度在-5℃到30℃的范围，可以实现同时制冷和制热；在同时提供制冷和制热的情况下，实现最大化的节能效果。

在机组控制中采用最优化控制的思想，使得压缩机能力精确调节，在任何时候都能与系统需求相匹配并达到最优。冷媒分配器中的两个电子膨胀阀调节制冷剂的流量，扩展了调节的范围和精度。

附图说明：

图1为本发明第一实施例的连接示意图；

具体实施方式

第一实施例

如图1所示的可以同时制冷和制热的空调机组，包括室外机组30、冷媒分配器40和室内机组50，所述室外机组30、冷媒分配器40和室内机组50通过连接管路组成完整的循环系统，所述的室外机组30包括至少一压缩机1、室外换热器3、室外四通阀2，室内机组50包括至少两个室内机及与所述室内机连接的电子膨胀阀，各个室内机之间并联连接，本发明中：所述室外机组30还包括四个单向阀，所述冷媒分配器40包括高压气液分离器15、电子膨胀阀A、电子膨胀阀B、与室内机相对应的四通阀，所述高压气液分离器15的第一接口连接了第二单向阀5后接入室外四通阀2的常闭端口，所述高压气液分离器15的第二接口与冷媒分配器40中的四通阀的进气口连接，所述高压气液分离器15的第三接口与电子膨胀阀A连接，电子膨胀阀A的另一端与室内机组液管侧连接，所述电子膨胀阀B的一端与室内机组液管侧连接，另一端与冷媒分配器40中的四通阀的出口端连接，所述冷媒分配器40中四通阀的常开端口与对应的室内机连接，常闭端口和出口端之间通过毛细管连接，所述第一单向阀4一端与室外四通阀2的常闭端口连接，另一端与冷媒分配器40中的四通阀的出口端连接，第三单向阀6一端与冷媒分配器40中的四通阀的出口端连接，另一端与室外换热器3连接，第四单向阀7一端与高压气液分离器15的第一接口连接，另一端与室外换热器3连接。

在本实施例中，在压缩机1的排气口和室外四通阀2进气口之间还接有一油分离器8，在所述的油分离器8与室外四通阀2进气口之间设置有高压传感器11；在压缩机1的吸气口和与室外四通阀2的出口端之间还接有一气液分离器9，在所述的气液分离器9与室外四通阀2的出口端之间设置有低压传感器10。

进一步的说明，本实施例中室内机有三个，分别是第一室内机16、第二室内机18、第三室内机20，它们分别连接有第一电子膨胀阀17、第二电子膨胀阀19、第三电子膨胀阀21，上述电子膨胀阀的另一端同时连接冷媒分配器40中的电子膨胀阀A和电子膨胀阀B，而且相对应的，冷媒分配器40中有第一四通阀12、第二四通阀13、第三四通阀14分别与上述三个室内机连接。

下面介绍本发明的控制方法及工作过程。

所述可以同时制冷和制热的空调机组一共有5种运行模式，分别是完全制冷、完全制热、主体制冷、主体制热以及热回收模式，在各种模式中还要根据负荷的大小，进行导通或者截止相关通路的控制。其中四通阀上电的状态是：四通阀进气口与常闭端口连通，四通阀出口端与常开端口连通；四通阀断电的状态是：四通阀进气口与常开端口连通，四通阀出口端与常闭端口连通。

下面以室外机运行模式为主线逐个描述各种室内外的运行情况。

1、完全制冷模式

在该模式下，室内机全部或部分处于制冷(除湿)模式，现在以第一、二室内机制冷，第三室内机关机为例进行解释。

在该模式下，室外四通阀2断电，第一四通阀12上电，第二四通阀13上电，第三四通阀14上电，电子膨胀阀A开启，电子膨胀阀B关闭，第一电子膨胀阀17、第二电子膨胀阀19开启，第三电子膨胀阀21关闭，制冷剂的流动路线为：

压缩机1排气口--室外四通阀2--室外换热器3--第四单向阀7--高压气液分离器15--电子膨胀阀A，此后制冷剂分为两路进入两个室内机，一路流向为：第一电子膨胀阀17--第一室内机16--第一四通阀12--第一单向阀4；另一路流向为：第二电子膨胀阀19--第二室内机18--第二四通阀13--第一单向阀4，两路制冷剂最后都经第一单向阀4、室外四通阀2，然后经气液分离器9后被压缩机1吸气口吸入，经过压缩后参与下一次循环。

2、完全制热模式

在该模式下，室内机全部或部分处于制热模式，现在以第一、二室内机制热，第三室内机关机为例进行解释。

在该模式下，室外四通阀2上电，第一四通阀12断电，第二四通阀13断电，第三四通阀14上电，电子膨胀阀A关闭，电子膨胀阀B开启，第一电子膨胀阀17、第二电子膨胀阀19开启，第三电子膨胀阀21关闭，制冷剂的流动路线为：

压缩机1排气口--室外四通阀2--第二单向阀5--高压气液分离器15，此时高温高压制冷剂气体从高压气液分离器15的第二接口流出，然后分成两路进入两个室内机，一路流向为：第一四通阀12--第一室内机16--第一电子膨胀阀17--电子膨胀阀B；另一路流向为：第二四通阀13--第二室内机18--第二电子膨胀阀19--电子膨胀阀B，两路制冷剂最后都经电子膨胀阀B节流、经过第三单向阀6后在室外换热器3蒸发，然后经室外四通阀2、气液分离器9后被压缩机1吸气口吸入，经过压缩后参与下一次循环。

3、主体制冷

在该模式下，室内机制冷(除湿)内机的负荷大于制热内机的负荷，现在以第一、二室内机制冷，第三室内机制热为例进行解释。

在该模式下，室外四通阀2断电，第一四通阀12上电，第二四通阀13上电，第三四通阀14断电，电子膨胀阀A开启，电子膨胀阀B关闭，第一电子膨胀阀17、第二电子膨胀阀19、第三电子膨胀阀21开启，制冷剂的流动路线为：

压缩机1排气口--室外四通阀2--室外换热器3--第四单向阀7--高压气液分离器15，此时高压气液分离器15中的制冷剂处于气液混合状态，气态制冷剂从高压气液分离器15的第二接口流出用于室内机制热，液态制冷剂从高压气液分离器15的第三接口流出用于室内机制冷，气态制冷剂流向：第三四通阀14--第三室内机20--第三电子膨胀阀21，节流后与参与制冷的液态制冷剂混合流入制冷的室内机，最后一起流回压缩机；液态制冷剂经电子膨胀阀A节流后分为两路进入两个室内机蒸发，一路流向为：第一电子膨胀阀17--第一室内机16--第一四通阀12--第一单向阀4；另一路流向为：第二电子膨胀阀19--第二室内机18--第二四通阀13--第一单向阀4，蒸发后的气态制冷剂最后都经第一单向阀4流经室外四通阀2，然后经气液分离器9后被压缩机1吸气口吸入，经过压缩后参与下一次循环。

4、主体制热

在该模式下，室内机制热内机的负荷大于制冷(除湿)内机负荷，现在以第一、二室内机制热，第三室内机制冷为例进行解释。

在该模式下，室外四通阀2上电，第一四通阀12断电，第二四通阀13断电，第三四通阀14上电，电子膨胀阀A关闭，电子膨胀阀B开启，第一电子膨胀阀17、第二电子膨胀阀19、第三电子膨胀阀21开启，制冷剂的流动路线为：

压缩机1排气口--室外四通阀2--第二单向阀5--高压气液分离器15，此时高温高压制冷剂气体从高压气液分离器15的第二接口流出，然后分成两路进入两个室内机，一路流向为：第一四通阀12--第一室内机16--第一电子膨胀阀17节流；另一路流向为：第二四通阀13--第二室内机18--第二电子膨胀阀19节流，两路制冷剂混合，一部分经过第三电子膨胀阀21节流--第三室内机20--第三四通阀14--第三单向阀6；另一部分制冷剂经电子膨胀阀B节流--第三单向阀6，最后两部分制冷剂再次混合经室外换热器3--室外四通阀2--气液分离器9后一同在压缩机1吸气口被吸入，经过压缩后参与下一次循环。

5、热回收模式——制冷(除湿)负荷等于制热负荷

在该模式下，室内机制冷(除湿)内机的负荷等于制热内机负荷，现在以第一室内机16制热，第二室内机18制冷，第三室内机20关机为例进行解释。

在该模式下，室外四通阀2上电，第一四通阀12断电，第二四通阀13上电，第三四通阀14上电，电子膨胀阀A关闭，电子膨胀阀B关闭，第一电子膨胀阀17、第二电子膨胀阀19开启，第三电子膨胀阀21关闭，制冷剂的流动路线为：

压缩机1排气口--室外四通阀2--第二单向阀5--高压气液分离器15，此时高温高压制冷剂气体从高压气液分离器15的第二接口流出，流出以后制冷剂的流向为：第一四通阀12--第一室内机16--第一电子膨胀阀17--第二电子膨胀阀19--第二室内机18--第二四通阀13--第三单向阀6--室外换热器3--室外四通阀2--气液分离器9，最后被压缩机1吸气口吸入，经过压缩后参与下一次循环。

本申请人通过以上实施例介绍了本发明的结构，以及特别利用实施例1作为控制对象介绍了本发明的控制方法和多联机组在各种状态下的工作过程，这不能被认为是对本发明的一种限制。因为本发明还有一些对本领域的技术人员来说比较显而易见的变形，如室内换热器个数连同与之串联的四通阀和节流装置的增加，但整机的整个结构并没有发生实质的改变；还有所述节流装置的普通替换以及增加并联的支路；室内外换热器的并联或串联等。因此，在本发明的启发下，本领域的技术人员作出的显而易见的变形都应该落入本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1. 可以同时制冷和制热的空调机组，包括室外机组、冷媒分配器和室内机组，所述室外机组、冷媒分配器和室内机组通过连接管路组成完整的循环系统，所述的室外机组包括至少一压缩机、室外换热器、室外四通阀，室内机组包括至少两个室内机及与所述室内机连接的电子膨胀阀，各个室内机之间并联连接，其特征在于：所述室外机组还包括四个单向阀，所述冷媒分配器包括高压气液分离器、电子膨胀阀A、电子膨胀阀B、与室内机相对应的四通阀，所述高压气液分离器的第一接口连接了第二单向阀后接入室外四通阀的常闭端口，所述高压气液分离器的第二接口与冷媒分配器中的四通阀的进气口连接，所述高压气液分离器的第三接口与电子膨胀阀A连接，电子膨胀阀A的另一端与室内机组液管侧连接，所述电子膨胀阀B的一端与室内机组液管侧连接，另一端与冷媒分配器中的四通阀的出口端连接，所述冷媒分配器中四通阀的常开端口与对应的室内机连接，常闭端口和出口之间通过毛细管连接，所述第一单向阀一端与室外四通阀的常闭端口连接，另一端与冷媒分配器中的四通阀的出口连接，第三单向阀一端与冷媒分配器中的四通阀的出口连接，另一端与室外换热器连接，第四单向阀一端与高压气液分离器的第一接口连接，另一端与室外换热器连接。

2. 根据权利要求1所述的可以同时制冷和制热的空调机组，其特征在于：所述压缩机的排气口和室外四通阀的进气口之间还接有一油分离器。

3. 根据权利要求1所述的可以同时制冷和制热的空调机组，其特征在于：所述压缩机的吸气口和与室外四通阀的出口之间还接有一气液分离器。

4. 根据权利要求1或2所述的可以同时制冷和制热的空调机组，其特征在于：在所述的油分离器与室外四通阀的进气口之间设置有高压传感器。

5. 根据权利要求1或3所述的可以同时制冷和制热的空调机组，其特征在于：在所述的气液分离器与室外四通阀的出口之间设置有低压传感器。

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