CN101392968A - 一种大容量多联式空调/热泵机组 - Google Patents
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Abstract
一种大容量多联式空调/热泵机组，属于制冷空调技术领域。本发明包括室外机基本单元和多台室外机扩展单元及多台独立的室内机单元。其特点是，各室外机扩展单元是由压缩机、蒸发/冷凝器构成。室外机基本单元的压缩机与各室外机扩展单元的压缩机之间通过回气管、均油管、排气管连接。室外机基本单元的蒸发/冷凝器与各室外机扩展单元的蒸发/冷凝器之间通过气体集管和液体集管连接。室外机基本单元的液体连接管、气体连接管与各室内机单元的液体连接管、气体连接管对应连接而形成一个蒸气压缩式制冷/制热循环。本发明可以提高大容量多联式空调/热泵机组的综合性能系数IPLV(C)、IPLV(H)和机组运行的可靠性，并降低设备成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种大容量多联式空调/热泵机组，属于制冷空调技术领域，特别适用于在多房间、较大供冷/供热面积建筑中的供冷与供热。
背景技术
由于多联式空调/热泵机组具有室内机独立控制、使用灵活，扩展性好、占用安装空间小、可不设专用机房等突出优点，故自1982年在日本诞生以来得到快速发展，目前已成为中、小型建筑中最为活跃的中央空调系统形式之一。多联式空调/热泵机组的特点主要为两点：其一是室内机组为多台，其二是一种由室外机组与室内机组通过连接管路构成一个制冷循环而形成的制冷/制热系统。
对于多房间、较小供冷/供热面积的建筑而言，采用一台如附图1所示的模块室外机组15，在施工现场施工，安装液体连接管集管、气体连接管集管、液体/气体连接管分歧管、液体连接管支管、气体接连管支管与多台如附图2所示的直接蒸发式室内机14构成单一制冷/制热循环系统，直接向一个或数个区域或房间提供经过热湿处理后的空气。
而对于供冷/供热面积较大的场合，现有技术的技术方案是：在施工现场，将数台模块室外机组15并联拼装成大容量模块化室外机组，再通过液体连接管集管、气体连接管集管、液体/气体连接管分歧管、液体连接管支管、气体接连管支管与数台如附图2所示的直接蒸发式室内机14构成如附图3所示的制冷/制热循环系统，直接向一个或数个区域或房间提供经过热湿处理后的空气。大容量模块化室外机组的构成方法是：通过现场施工，将多台如附图1所示模块室外机组上的三类接口即液体管接口A、气体管接口B和均油管接口C分别对应相连，即构成大容量模块化室外机组。液体管接口A、气体管接口B的总出口即为拼装组合后的大容量模块化室外机组与室内机组相连的液体连接管集管、气体连接管集管的液体管接口和气体管接口。
这种大容量室外机组采用模块化的拼装结构，可以使各种容量的机组采用相同容量或/和有限几种容量的模块室外机组构成，使得模块室外机组的容量、规格、型号相对较少，制造管理成本较低。但是存在如下缺点：
(1)由于各室外机蒸发/冷凝器3及其换热风扇4只提供给所属模块室外机组使用，对于大容量模块化室外机组而言，只能通过停止部分模块室外机组来实现部分负荷调节，使得大容量模块化室外机组的所有室外机蒸发/冷凝器3不能同时使用，多联式空调/热泵机组的部分负荷能效比COP0/COPh低下，这是目前导致大容量多联式空调/热泵机组综合性能系数IPLV(C)和IPLV(H)不高的重要原因；
(2)大容量模块化室外机组部分负荷运行时，正在运行的模块室外机组的蒸发/冷凝器3及其换风扇4一般都同步运行，导致部分负荷时的能耗加大，这也是部分负荷能效比COP0、COPh低下的又一原因。
发明内容
针对上述现有技术的缺点，本发明的目的是提供一种大容量多联组合式空调/热泵机组，它可以提高大容量多联式空调/热泵机组的综合性能系数IPLV(C)和IPLV(H)；并进一步降低设备成本及现场施工难度，提高机组运行的可靠性。
本发明的目的是通过如下的技术方案实现的。
一种大容量多联式空调/热泵机组，它包括室外机基本单元和多台室外机扩展单元及多台独立的室内机单元。所述室外机基本单元是由包括压缩机、四通阀、带换热风扇的蒸发/冷凝器、膨胀阀、高压储液器、气液热交换器、气液分离器而构成的蒸气压缩式制冷/制热系统。所述各室内机单元是由包括室内机膨胀阀、室内机冷凝/蒸发器及室内机风扇而构成的末端换热装置。其结构特点是：所述各室外机扩展单元是由压缩机、带换热风扇的蒸发/冷凝器构成。室外机基本单元的压缩机与各室外机扩展单元的压缩机之间通过回气管、均油管、排气管连接。室外机基本单元的蒸发/冷凝器与各室外机扩展单元的蒸发/冷凝器之间通过蒸发/冷凝器的气体集管和液体集管连接。室外机基本单元的液体连接管、气体连接管与各室内机单元的液体连接管、气体连接管对应连接而形成一个蒸气压缩式制冷/制热循环。
在上述大容量多联式空调/热泵机组中，所述室外机扩展单元的蒸发/冷凝器的出口与液体集管之间均置有膨胀阀，室外机基本单元中的膨胀阀也置于其蒸发/冷凝器的出口与液体集管之间。
在上述大容量多联式空调/热泵机组中，所述室外机扩展单元采用一台或者两台或者两台以上，各室外机扩展单元与室外机基本单元组装为整体形式。
在上述大容量多联式空调/热泵机组中，所述室外机扩展单元采用一台或者两台或者两台以上，各室外机扩展单元及室外机基本单元均置于独立箱内。各箱体内的回气管、均油管、排气管、气体集管和液体集管之间的连接通过各自独立箱体上所设的回气管接口、均油管接口、排气管接口、气体集管接口和液体集管接口实现。各室外机扩展单元与室外机基本单元组装为分体组合形式。
在上述大容量多联式空调/热泵机组中，所述各独立箱体上的回气管接口、均油管接口、排气管接口、气体集管接口和液体集管接口之间的连接形式均为管道焊接或者法兰盘式连接或者工程所用的快装式插口连接。
在上述大容量多联式空调/热泵机组中，所述室外机基本单元和各室外机扩展单元内的压缩机采用一台或者两台或者两台以上并联连接方式。
在上述大容量多联式空调/热泵机组中，所述膨胀阀、室内机膨胀阀采用电子膨胀阀或者热力膨胀阀或者毛细管节流装置及其这些节流装置的组合。
在上述大容量多联式空调/热泵机组中，所述室外机基本单元中的气液热交换器为板式换热器或者套管式换热器。所述各蒸发/冷凝器为空气/制冷剂换热器或者水(液体)/制冷剂换热器，当采用水(液体)/制冷剂换热器时，其冷却介质为水以及其它液体物质，换热风扇为循环水泵/液泵系统。
在上述大容量多联式空调/热泵机组中，所述各室内机单元中的冷凝/蒸发器为空气/制冷剂换热器或者水(液体)/制冷剂换热器，当采用水(液体)/制冷剂换热器时，其冷却介质为水以及其它液体物质，换热风扇为循环水泵/液泵系统。
本发明由于采用了上述的技术方案，既完全保留了现有大容量多联式空调/热泵机组的优点，又提高了机组部分负荷运行时的能效比。可以全面提高机组的综合性能系数IPLV(C)、IPLV(H)和机组运行的可靠性，并使设备成本降低。
具体表现在：
(1)机组在部分负荷运行时，由于室外机组中的各单元的蒸发/冷凝器面积可得到完全共享，所以使得制冷时，制冷循环的冷凝温度降低，能效比显著提高；制热运行时，热泵循环的蒸发温度提高更接近于室外环境温度，不仅使制热能效比大幅度提高，同时蒸发温度更接近于环境温度，使风冷式换热器表面结霜量减小，融霜周期延长，从而进一步提高制热循环的运行性能；
(2)另外，机组在部分负荷运行时，可以根据室外机蒸发/冷凝器内冷凝温度或蒸发温度的高低减少室外蒸发/冷凝器风扇和/或蒸发/冷凝器的运行台数，避免冷凝压力过低，同时降低运行能耗。与现有技术相比，该机组在制取相同的制冷量或制热量时，由于各个室外机单元的蒸发/冷凝器传热面积均得到利用，很多时间都无需风扇运行，仅通过蒸发/冷凝器的自然对流就能很好地控制制冷循环的冷凝温度(制冷时)或蒸发温度(制热时)，从而进一步降低了风扇运行能耗，使得整个机组的能效比得到提高；
(3)本发明的室外机基本单元与多台室外机扩展单元组装为整体形式时，无需在施工现场安装均油管，使得机组的可靠性得到提高，避免了现场施工中安装质量难以控制的问题。
附图说明
图1为现有技术的多联式空调/热泵机组的模块室外机组结构原理图。
图2为现有技术的多联式空调/热泵机组的室内机组结构原理图。
图3为现有技术的大容量多联式空调/热泵机组的管路连接示意图。
图4为本发明实施例一的管路连接示意图。
图5为本发明实施例一的室外机组方式一结构原理图；
图6为本发明实施例一的室外机组方式二结构原理图；
图7为本发明实施例二的管路连接示意图。
图8为本发明实施例二的室外机组方式一结构原理图；
图9为本发明实施例二的室外机组方式二结构原理图
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
实施例一
方式一
参看图2、图4和图5，为本发明大容量多联式空调/热泵机组的一种整体组装形式。它包括室外机基本单元15和两台室外机扩展单元16及多台室内机单元14。室外机基本单元15是由包括压缩机1、四通阀2、带换热风扇4的蒸发/冷凝器3、膨胀阀5、高压储液器6、气液热交换器7、气液分离器8而构成的蒸气压缩式制冷/制热系统。各室内机单元14是由包括室内机膨胀阀9、室内机冷凝/蒸发器10及室内机风扇11而构成的末端换热装置。各室外机扩展单元16是由压缩机1、带换热风扇4的蒸发/冷凝器3构成。室外机基本单元15和各室外机扩展单元16内的压缩机1采用一台或者两台或者两台以上并联连接方式，室外机基本单元15的压缩机1与各室外机扩展单元16的压缩机1之间通过回气管21、均油管20、排气管19连接。室外机基本单元15的蒸发/冷凝器3与各室外机扩展单元16的蒸发/冷凝器3之间通过蒸发/冷凝器3的气体集管18和液体集管17连接；室外机基本单元15的液体连接管13、气体连接管12与各室内机单元14的液体连接管13、气体连接管12对应连接而形成一个蒸气压缩式制冷/制热循环。所述各膨胀阀5、室内机膨胀阀9采用电子膨胀阀或者热力膨胀阀或者毛细管节流装置及其这些节流装置的组合；所述室外机基本单元15中的气液热交换器7为板式换热器或者套管式换热器；所述蒸发/冷凝器3为空气/制冷剂换热器或者水(液体)/制冷剂换热器，当采用水(液体)/制冷剂换热器时，其冷却介质为水以及其它液体物质，换热风扇4为循环水泵/液泵系统；各室内机单元14中的冷凝/蒸发器10为空气/制冷剂换热器或者水(液体)/制冷剂换热器，当采用水(液体)/制冷剂换热器时，其冷却介质为水以及其它液体物质，换热风扇11为循环水泵/液泵系统。
方式二
参看图2、图4和图6，为本发明大容量多联式空调/热泵机组的另一种整体组装形式。它的室外机基本单元15、两台室外机扩展单元16和多台室内机单元14的结构及相互之间的连接均与方式一相同。所不同的是，在各室外机扩展单元16的蒸发/冷凝器3的出口与液体集管17之间均置有膨胀阀5。另外，室外机基本单元15中的膨胀阀5也置于其蒸发/冷凝器3的出口与液体集管17之间。采用此种回路，膨胀阀5最好使用电子膨胀阀。
实施例二
方式一
参看图2、图7和图8，为本发明大容量多联式空调/热泵机组的一种分体组装形式。它包括的室外机基本单元15和两台室外机扩展单元16及多台室内机单元14的结构与实施例一的方式一相同。所不同的是，各室外机扩展单元16及室外机基本单元15均置于独立箱内。各箱体内的回气管21、均油管20、排气管19、气体集管18和液体集管17之间的连接通过各自独立箱体上所设的回气管接口26、均油管接口25、排气管接口24、气体集管接口23和液体集管接口22实现。各室外机扩展单元16与室外机基本单元15组装为分体组合形式。各独立箱体上的回气管接口26、均油管接口25、排气管接口24、气体集管接口23和液体集管接口22之间的连接形式均为管道焊接或者法兰盘式连接或者工程所用的快装式插口连接。
方式二
参看图2、图7和图9，为本发明大容量多联式空调/热泵机组的另一种分体组装形式。它的室外机基本单元15、两台室外机扩展单元16和多台室内机单元14的结构及相互之间的连接均与实施例一的方式二相同。所不同的是，各室外机扩展单元16及室外机基本单元15均置于独立箱内。各箱体内的回气管21、均油管20、排气管19、气体集管18和液体集管17之间的连接通过各自独立箱体上所设的回气管接口26、均油管接口25、排气管接口24、气体集管接口23和液体集管接口22实现。各室外机扩展单元16与室外机基本单元15组装为分体组合形式。各独立箱体上的回气管接口26、均油管接口25、排气管接口24、气体集管接口23和液体集管接口22之间的连接形式均为管道焊接或者法兰盘式连接或者工程所用的快装式插口连接。
本发明的正常运行及控制均与现有技术完全相同，在此不多赘述。
值得说明的是，所述室外机扩展单元16，可以根据工程设计需要使用多台，诸如此类的采用多台独立模块式的室外机扩展单元16与一台室外机基本单元15连接而构成的蒸气压缩式制冷/制热系统回路均为本发明的保护范围。
Claims (13)
1、一种大容量多联式空调/热泵机组，它包括室外机基本单元(15)和多台室外机扩展单元(16)及多台独立的室内机单元(14)，所述室外机基本单元(15)是由包括压缩机(1)、四通阀(2)、带换热风扇(4)的蒸发/冷凝器(3)、膨胀阀(5)、高压储液器(6)、气液热交换器(7)、气液分离器(8)而构成的蒸气压缩式制冷/制热系统；所述各室内机单元(14)是由包括室内机膨胀阀(9)、室内机冷凝/蒸发器(10)及室内机风扇(11)而构成的末端换热装置；其特征在于：所述各室外机扩展单元(16)是由压缩机(1)、带换热风扇(4)的蒸发/冷凝器(3)构成；室外机基本单元(15)的压缩机(1)与各室外机扩展单元(16)的压缩机(1)之间通过回气管(21)、均油管(20)、排气管(19)连接，室外机基本单元(15)的蒸发/冷凝器(3)与各室外机扩展单元(16)的蒸发/冷凝器(3)之间通过蒸发/冷凝器(3)的气体集管(18)和液体集管(17)连接；室外机基本单元(15)的液体连接管(13)、气体连接管(12)与各室内机单元(14)的液体连接管(13)、气体连接管(12)对应连接而形成一个蒸气压缩式制冷/制热循环。
2、按照权利要求1所述的大容量多联式空调/热泵机组，其特征在于，所述各室外机扩展单元(16)的蒸发/冷凝器(3)的出口与液体集管(17)之间均置有膨胀阀(5)，室外机基本单元(15)中的膨胀阀(5)也置于其蒸发/冷凝器(3)的出口与液体集管(17)之间。
3、按照权利要求1或2所述的大容量多联式空调/热泵机组，其特征在于，所述室外机扩展单元(16)采用一台或者两台或者两台以上，各室外机扩展单元(16)与室外机基本单元(15)组装为整体形式。
4、按照权利要求1或2所述的大容量多联式空调/热泵机组，其特征在于，所述室外机扩展单元(16)采用一台或者两台或者两台以上，各室外机扩展单元(16)及室外机基本单元(15)均置于独立箱内，各箱体内的回气管(21)、均油管(20)、排气管(19)、气体集管(18)和液体集管(17)之间的连接通过各自独立箱体上所设的回气管接口(26)、均油管接口(25)、排气管接口(24)、气体集管接口(23)和液体集管接口(22)实现，各室外机扩展单元(16)与室外机基本单元(15)组装为分体组合形式。
5、按照权利要求4所述的大容量多联式空调/热泵机组，其特征在于，所述各独立箱体上的回气管接口(26)、均油管接口(25)、排气管接口(24)、气体集管接口(23)和液体集管接口(22)之间的连接形式均为管道焊接或者法兰盘式连接或者工程所用的快装式插口连接。
6、按照权利要求3所述的大容量多联式空调/热泵机组，其特征在于，所述室外机基本单元(15)和各室外机扩展单元(16)内的压缩机(1)采用一台或者两台或者两台以上并联连接方式。
7、按照权利要求5所述的大容量多联式空调/热泵机组，其特征在于，所述室外机基本单元(15)和各室外机扩展单元(16)内的压缩机(1)采用一台或者两台或者两台以上并联连接方式。
8、按照权利要求6所述的大容量多联式空调/热泵机组，其特征在于，所述膨胀阀(5)、室内机膨胀阀(9)采用电子膨胀阀或者热力膨胀阀或者毛细管节流装置及其这些节流装置的组合。
9、按照权利要求7所述的大容量多联式空调/热泵机组，其特征在于，所述膨胀阀(5)、室内机膨胀阀(9)采用电子膨胀阀或者热力膨胀阀或者毛细管节流装置及其这些节流装置的组合。
10、按照权利要求8所述的大容量多联式空调/热泵机组，其特征在于，所述室外机基本单元(15)中的气液热交换器(7)为板式换热器或者套管式换热器；所述各蒸发/冷凝器(3)为空气/制冷剂换热器或者水(液体)/制冷剂换热器，当采用水(液体)/制冷剂换热器时，其冷却介质为水以及其它液体物质，换热风扇(4)为循环水泵/液泵系统。
11、按照权利要求9所述的大容量多联式空调/热泵机组，其特征在于，所述室外机基本单元(15)中的气液热交换器(7)为板式换热器或者套管式换热器；所述各蒸发/冷凝器(3)为空气/制冷剂换热器或者水(液体)/制冷剂换热器，当采用水(液体)/制冷剂换热器时，其冷却介质为水以及其它液体物质，换热风扇(4)为循环水泵/液泵系统。
12、按照权利要求8所述的大容量多联式空调/热泵机组，其特征在于，所述各室内机单元(14)中的冷凝/蒸发器(10)为空气/制冷剂换热器或者水(液体)/制冷剂换热器，当采用水(液体)/制冷剂换热器时，其冷却介质为水以及其它液体物质，换热风扇(11)为循环水泵/液泵系统。
13、按照权利要求9所述的大容量多联式空调/热泵机组，其特征在于，所述各室内机单元(14)中的冷凝/蒸发器(10)为空气/制冷剂换热器或者水(液体)/制冷剂换热器，当采用水(液体)/制冷剂换热器时，其冷却介质为水以及其它液体物质，换热风扇(11)为循环水泵/液泵系统。
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