CN102147170B

CN102147170B - 一种水冷多联机三联供中央空调系统

Info

Publication number: CN102147170B
Application number: CN2011100782819A
Authority: CN
Inventors: 胡松涛; 郭金山; 李绪泉; 王海英; 施志刚
Original assignee: QINGDAO WOFU GROUND SOURCE HEAT PUMP ENGINEERING CO LTD; Qingdao University of Technology
Current assignee: Nagashima Tomomi New Energy Ltd By Share Ltd
Priority date: 2011-03-30
Filing date: 2011-03-30
Publication date: 2013-11-06
Anticipated expiration: 2031-03-30
Also published as: CN102147170A

Abstract

本发明公开了一种水冷多联机三联供中央空调系统，包括源水部分、室外机部分、室内末端部分。本发明的有益效果是：本发明所述的水冷多联机三联供中央空调系统成本低、不污染环境、运行费用低且能充分利用可再生能源从而非常环保；能实现供暖、制冷和供生活热水功能，尤其是夏季制冷并供生活热水，不仅生活热水为免费供应，而且冬、夏季可以单独供冷、供暖或供热水，冬季可以在供热的同时供生活热水；该中央空调系统一机多用，全年运行，系统利用率高，控制灵活，运行可靠，是绿色环保系统，总投资低，便于实际推广应用。

Description

一种水冷多联机三联供中央空调系统

技术领域

本专利涉及一种中央空调系统，尤其涉及一种可提供供冷、供热、供生活热水的中央空调系统。

背景技术

目前，我国多联机中央空调系统大都是风冷热泵空调系统：夏天供冷、冬天供热。在春季和秋季过渡季节一般不用，这样大约有半年的时间空调不运行。由于多联机属于风冷热泵，其原理决定了机组的制热量必定随室外温度的下降而发生衰减。冬季北方地区由于室外空气温度较低，多联机中央空调系统效率大幅度降低。当室外温度低于-10℃时，多联机已经很难发挥出热泵供热的优势。此时，为了保证冬季正常供暖，不得不增加设备容量，以弥补多联机中央空调系统效率的下降。这样虽然解决了供暖，但加大了空调设备的初投资。风冷热泵设有室外机组，在运行时室外机组会发出很大的噪音。并且，热量集中排放，容易造成热岛效应。同时，室外机组的存在不仅在直观上破坏了建筑外表的美观程度，而且室外机组长期运行后会在墙面上留下水渍等污渍，严重影响建筑的美观。

对而供暖，还有一种热水暖气供应的方式。但是，热水供应一般都通过电或燃料直接加热产生热水，电或燃料加热产生热水的热效率低，能源损耗大。于是，出现了热泵热水器和冷暖空调三用机。

专利“多联机式中央热泵采暖空调热水器”(申请号200610039166.X；公开号CN1858506A)提出了一种多联机式中央热泵采暖空调热水器。该装置仍属于风冷热泵，不能克服上述风冷多联机的缺点。

专利“具有热水功能的四季节能环保冷暖空调机”(专利号ZL200510026728.2)公开了一种具有热水功能的四季节能环保冷暖空调机，该装置采用蓄热材料换热器。与现有空调室外机的热量集中排放不同，这种热量的释放是缓慢的，可以持续相当长的时间，是一种缓释过程，能够有效缓解热岛效应。

上述两个专利都采用辅助电加热系统，可是电加热系统效率低，都不能充分利用可再生能源。

因此，在空调系统市场中急需提供一种经济、不污染环境、运行费用低且能充分利用可再生能源的水冷多联机三联供(供热、供冷、供生活热水)的中央空调产品。

发明内容

本发明旨在提供一种经济、不污染环境、运行费用低且能充分利用可再生能源的水冷多联机三联供中央空调系统，以解决现有空调系统存在的诸多问题，满足各种生产场合之需求。

本发明的发明目的是通过下述技术方案来实现的：

一种水冷多联机三联供中央空调系统，包括：

源水部分，包含源水换热系统、源水循环水泵；

室外机部分，包含压缩机、四通换向阀、电磁阀I、水冷换热器I、电子膨胀阀I、电动三通阀I、水冷换热器II、电动三通阀II、电磁阀II，所述四通换向阀包括a、b、c、d四端，所述水冷换热器I包括m、n、o、p四端，所述电动三通阀I包括i、j、k三端，所述水冷换热器II包括r、s、t、q四端，所述电动三通阀II包括h、e、f三端；和

室内末端部分，包含生活热水循环水泵、热水箱、阀门、补水阀、泄水阀、室内机、电子膨胀阀II，所述热水箱包括u、v、w、x、y端，

其中，所述四通换向阀的a端与所述压缩机的出口相连接，四通换向阀的C端与压缩机的吸气管相连接，所述四通换向阀的b端接管分成两路：一路与电磁阀II一端相连接，另一路与电动三通阀II的f端相连接；四通换向阀的d端接管也分成两路：一路与电磁阀I一端相连接，另一路与电动三通阀II的e端相连接，

所述电磁阀I的另一端接管也分成两路：一路与所述水冷换热器的o端相连接，另一路与所述电动三通阀的i端相连接；所述水冷换热器I的p端与所述电子膨胀阀I一端相连接，

所述电子膨胀阀I的另一端分成两路：一路与所述电动三通阀I的k端相连接，另一路与电子膨胀阀II的一端相连接；所述电子膨胀阀II的另一端与所述室内机的一端相连接，所述室内机的另一端与所述电磁阀II的一端相连接，

所述电动三通阀I的j端与所述水冷换热器II的r端相连接，所述水冷换热器II的q端与所述电动三通阀II的h端相连接，所述水冷换热器II的s端与所述生活热水循环水泵的出口相连接，所述水冷换热器II的t端与所述热水箱的v端相连接，

所述热水箱的u端与所述生活热水循环水泵的入口相连接，所述热水箱的w端与所述泄水阀的一端相连接，所述热水箱的x端与所述补水阀相连接，所述热水箱的y端与所述阀门相连接，

所述水冷换热器I的n端与所述源水换热系统一端相连接，所述源水换热系统的另一端与所述源水循环水泵的入口相连接，所述源水循环水泵的出口与水冷换热器I的m端相连接。

优选地，所述水冷换热器I采用水冷。一台室外机夏季可以向多个房间供冷并免费供生活热水；夏季单独可以制冷；冬季供热并供生活热水；冬季单独供热，全年单独供应生活热水。

优选地，夏季免费供应生活热水时，水冷换热器I和水冷换热器II的制冷剂气体端串联。

源水换热系统直接利用可再生能源作为多联机的冷热源制冷、供热、供应生活热水，是绿色环保系统。

所述源水部分可采用土壤、地表水(江、河、湖水等)、海水等作为多联机的低品位能源，与多联机的水冷换热器进行换热，充分利用可再生能源，也可以利用冷却塔进行冷却或利用废热进行供热。多联机采用水冷，制冷时把热量通过源水排放到土壤或江、河、湖海中，制热时通过源水从土壤、江、河、湖、海中吸收热量，夏季制冷同时供生活热水，不仅生活热水免费，而且可以提高热泵的效率。当生活热水满足要求时，热泵可单独制冷，在冬季制热并且提供热水，也可以单独制热或供应生活热水，且在其它季节同样可以作为热泵式热水器使用，比电热水器节能70％左右，由于采用可再生能源，冬季源水温度(一般十几度)比室外空气的温度高10-20℃左右，夏季源水的温度比空气的温度低10-20℃左右，并且源水的温度比较恒定，受室外气温的影响的波动不大，水冷多联机的效率比风冷的高得多，冬季、夏季热泵供热、供冷稳定，不存在效率衰减问题。并且它的安装不影响建筑物的美观，室内部分同风冷多联机室内末端部分。

本发明的有益效果：本发明所述的水冷多联机三联供中央空调系统成本低、不污染环境、运行费用低且能充分利用可再生能源从而非常环保；能实现供暖、制冷和供生活热水功能，尤其是夏季制冷并供生活热水，生活热水为免费供应，而且冬、夏季可以单独供冷、供暖或供热水，冬季可以在供热的同时供生活热水；该中央空调系统一机多用，全年运行，系统利用率高，控制灵活，运行可靠，是绿色环保系统，总投资低，便于实际推广应用。

附图说明

图1是本发明所述的水冷多联机三联供中央空调系统的原理图。

图中：

1、源水部分；2、室外机部分；3、室内末端部分；4、压缩机；5、四通换向阀；6、电磁阀I；7、水冷换热器I；8、电子膨胀阀I；9、电动三通阀I；10、水冷换热器II；11、电动三通阀II；12、生活热水循环水泵；13、热水箱；14、阀门；15、补水阀；16、泄水阀；17、室内机；18、电子膨胀阀II；19、源水循环水泵；20、源水换热系统；21、电磁阀II。

具体实施方式

以下参照附图1，结合具体的实施方式对本发明作进一步的说明。

如图1所示，本发明所述的水冷多联机三联供中央空调系统包括源水部分1、室外机部分2和室内末端部分3。

其中，所述源水部分1包括源水换热系统20、源水循环水泵19；所述室外机部分2包括压缩机4、四通换向阀5、电磁阀I6、水冷换热器I7、电子膨胀阀I8、电动三通阀I9、水冷换热器II10、电动三通阀II11、电磁阀II21；所述室内末端部分3包括生活热水循环水泵12、热水箱13、阀门14、补水阀15、泄水阀16、室内机17、电子膨胀阀II18。

所述四通换向阀5包括a、b、c、d四端。所述四通换向阀5的a端与所述压缩机4的出口相连接，四通换向阀5的C端与压缩机4的吸气管相连接。所述四通换向阀5的b端接管分成两路：一路与电磁阀21一端相连接，另一路与电动三通阀11的f端相连接。四通换向阀5的d端接管也分成两路：一路与电磁阀I6一端相连接，另一路与电动三通阀II11的e端相连接。所述电磁阀I6的另一端接管也分成两路：一路与水冷换热器I7的o端相连接，另一路与电动三通阀I9的i端相连接。水冷换热器I7的p端与电子膨胀阀I8一端相连接。电子膨胀阀I8的另一端分成两路：一路与电动三通阀I9的k端相连接，另一路与电子膨胀阀II18的一端相连接。所述电子膨胀阀II18的另一端与室内机17的一端相连接，室内机17的另一端与电磁阀II21的一端相连接。电动三通阀I9的j端与水冷换热器II10的r端相连接。水冷换热器II10的q端与电动三通阀II11的h端相连接。水冷换热器II10的s端与生活热水循环水泵12的出口相连接，水冷换热器II10的t端与热水箱13的v端相连接。

所述热水箱13的u端与生活热水循环水泵12的入口相连接，热水箱13的w端与泄水阀16的一端相连接热水箱13的x端与补水阀15相连接，热水箱13的y端与阀门14相连接。

所述水冷换热器I7的n端与源水换热系统20一端相连接，源水换热系统20的另一端与源水循环水泵19的入口相连接，源水循环水泵19的出口与水冷换热器I7的m端相连接。

本发明包括以下运行模式：

1.源水部分循环模式

源水部分1在制冷、供热、供生活热水的各种模式下运行方式一致，源水循环水泵19运行，媒介水从源水循环水泵19的出口经水冷换热器I7的m端进入水冷换热器I7，从水冷换热器I7的n端流出进入源水换热系统20，从源水换热系统20出来的媒介水进入源水循环水泵19的吸入口，经源水循环水泵19输送到水冷换热器I7，这样不断循环，保证多联机正常的运行。

2.生活热水的水循环模式

需要加热的生活热水经热水箱13的u端进入生活热水循环水泵12，通过生活热水循环水泵12的生活热水经水冷换热器II10的r端进入水冷换热器II10，在水冷换热器II10中被加热，被加热后的生活热水流出水冷换热器II10的t端，经热水箱13的V端进入热水箱13，这样生活热水循环水泵12驱动水在水循环回路中的流动，如此循环往复，直至加热到所需要的温度，生活热水经热水箱13的y端进入各用水设备。自来水通过补水阀15进入热水箱13，泄水阀16泄水时用。

3.夏季制冷并免费供生活热水时多联机的运行模式

压缩机4运行。四通换向阀5的a端与d端接通，b端与c端接通。电磁阀I6关。电动三通阀II11的e端与h端通，f端与h端关。电动三通阀I9的j端与i端通，j端与k端关。电子膨胀阀I8全开，室内机群17中至少有一个室内机运行，与运行的室内机对应的电子膨胀阀II18开。电磁阀II21开，生活热水循环水泵12运行。高温高压制冷剂气体经过压缩机4的排气口，进入四通阀5的a端，流出四通阀5的d端，进入电动三通阀II11的e端，流出电动三通阀II11的h端，经水冷换热器II10的q端进入水冷换热器II10。在水冷换热器II10中，该高温高压制冷剂气体通过金属壁传热给生活热水循环回路中的水，经水冷换热器II10的r端流出水冷换热器II10，流出水冷换热器II10的高温高压气体进入电动三通阀I9的j端，从电动三通阀I9的i端流出，经水冷换热器I7的o端进入水冷换热器I7。

在水冷换热器I7中，该高温高压制冷剂气体通过金属壁传热给水循环回路中的水，继而凝结成高温高压液体，从水冷换热器I7的p端流出水冷换热器I7。流出水冷换热器I7的高温高压液体，流经电子膨胀阀II8，进入室内机群17中运行的室内机对应的电子膨胀阀II18，经过电子膨胀阀II18时，该高温高压液体绝热节流至低温低压液体，继而进入室内机群17。在室内机群17的换热器中，低温低压液体通过换热器壁，吸收流经该换热器外表面的空气的热量而蒸发成低温低压气体，然后流经电磁阀II21，进入四通阀5的b端，经过四通阀5的c端，进入压缩机4的进气口。在压缩机4中，该低温低压制冷剂气体被压缩成高温高压制冷剂气体，完成了一个制冷循环。室内机17的风机驱动室内回风流经室内机换热器外表面而被冷却，再把被冷却的空气送入室内机所在的房间。如此不断循环，维持夏季制冷并免费供应生活热水。

4.夏季制冷不供生活热水时多联机的运行模式

压缩机4运行。四通换向阀5的a端与d端接通，b端与c端接通。电磁阀I6开。电动三通阀I9、电动三通阀II11全关，电子膨胀阀I8全开，室内机群17中至少有一个室内机运行，与运行的室内机对应的电子膨胀阀II18开。电磁阀II21开，生活热水循环水泵12不运行。高温高压制冷剂气体经过压缩机4的排气口，进入四通阀5的a端，流出四通阀5的d端，进入电磁阀I6，经水冷换热器I7的o端进入水冷换热器I7。在水冷换热器I7中，该高温高压制冷剂气体通过金属壁传热给水循环回路中的水，继而凝结成高温高压液体，该高温高压液体从水冷换热器I7的p端流出进入电子膨胀阀I8，从电子膨胀阀II8流出，进入室内机群17中运行的室内机对应的电子膨胀阀II18。经过电子膨胀阀II18时，该高温高压液体绝热节流至低温低压液体，继而进入室内机群17。在室内机群17的换热器中，低温低压液体通过换热器壁，吸收流经该换热器外表面的空气的热量而蒸发成低温低压气体，然后流出内机群17，经电磁阀II21进入四通阀5的b端，经过四通阀5的c端，进入压缩机4的进气口。在压缩机4中，该低温低压制冷剂气体被压缩成高温高压制冷剂气体，完成了一个制冷循环。室内机17的风机驱动室内回风流经室内机换热器外表面而被冷却，再把被冷却的空气送入室内机所在的房间。如此不断循环，维持夏季制冷。

5.冬季供热并供生活热水时多联机的运行模式

压缩机4运行。四通换向阀5的a端与b端接通，d端与c端接通。电磁阀I6开。电动三通阀II11的f端与h端通，f端与e端关。电动三通阀I9的j端与k端通，j端与i端关。电子膨胀阀I8开，室内机群17中至少有一个室内机运行，与运行的室内机对应的电子膨胀阀II18全开，电磁阀II21开。生活热水循环水泵12运行。高温高压制冷剂气体经过压缩机4的排气口，进入四通阀5的a端，流出四通阀5的b端，然后分成两路，一路经电磁阀II21进入运行的室内机17；一路流经电动三通阀II11的f端和h端，进入水冷换热器II10。在换热器II10中，该高温高压气体制冷剂通过金属壁传热给水循环回路中的水，继而凝结成高温高压液体，该高温高压液体制冷剂经换热器II10的r端流出，经过电动三通阀I9的j端，流入电动三通阀I9，经电动三通阀I9的k端流出。进入室内机群17中的高温高压的制冷剂气体通过换热器壁，放热给流经该换热器外表面的空气，进而冷凝成高温高压液体，然后进入该室内机17对应的电子膨胀阀II18，流出电子膨胀阀II18的高温高压液体与经电动三通阀I9的k端流出的高温高压液体汇合，流经电子膨胀阀I8。经过电子膨胀阀I8时，该高温高压液体绝热节流至低温低压液体，继而经水冷换热器I7的p端进入水冷换热器I7，该低温低压液体在水冷换热器I7蒸发，从流经水冷换热器I7的源水中吸收热量，变成制冷剂气体，该低温低压气体经水冷换热器I7的o端、电磁阀6、四通换向阀5的d端，进入四通换向阀5，经四通换向阀5的c端流出，进入压缩机4的进气口。在压缩机4中，该低温低压制冷剂气体被压缩成高温高压制冷剂气体，完成了一个供热循环。室内机17的风机驱动室内回风流经室内机换热器外表面而被加热，再把加热后的空气送入室内机所在的房间。如此循环往复，维持冬季供热和供生活热水的模式。

6.冬季供热不供生活热水时多联机的运行模式

压缩机4运行。四通换向阀5的a端与b端接通，d端与c端接通。电磁阀I6开。电动三通阀I9、电动三通阀II11全关。电子膨胀阀I8开，室内机群17中至少有一个室内机运行，与运行的室内机对应的电子膨胀阀II18全开，电磁阀II21开。生活热水循环水泵12不运行。高温高压制冷剂气体经过压缩机4的排气口，进入四通阀5的a端，流出四通阀5的b端，经电磁阀II21进入运行的室内机群17；进入室内机群17中的高温高压的制冷剂气体通过换热器壁，放热给流经该换热器外表面的空气，进而冷凝成高温高压液体，然后进入该室内机17对应的电子膨胀阀II18，流出电子膨胀阀II18的高温高压液体，流经电子膨胀阀I8。经过电子膨胀阀I8时，该高温高压液体绝热节流至低温低压液体，继而经水冷换热器I7的p端进入水冷换热器I7，该低温低压液体在水冷换热器I7中吸收水冷换热器I7中源水的热量，蒸发变成制冷剂气体，该低温低压气体经水冷换热器I7的o端、电磁阀I6、四通换向阀5的d端，进入四通换向阀5，经四通换向阀5的c端流出，进入压缩机4的进气口。在压缩机4中，该低温低压制冷剂气体被压缩成高温高压制冷剂气体，完成了一个供热循环。室内机17的风机驱动室内回风流经室内机换热器外表面而被加热，再把加热后的空气送入室内机所在的房间。如此循坏往复，维持冬季供热的正常运行。

7.夏季、冬季、过渡季单独供生活热水时多联机的运行模式

压缩机4运行。四通换向阀5的a端与b端接通，d端与c端接通。电磁阀I6开。电动三通阀II11的f端与h端通，f端与e端关。电动三通阀I9的j端与k端通，j端与i端关。电子膨胀阀I8开，室内机17不运行，电子膨胀阀II18关，电磁阀II21关，生活热水循环水泵12运行。高温高压制冷剂气体经过压缩机4的排气口，进入四通阀5的a端，流出四通阀5的b端，进入电动三通阀II11的f端，流出电动三通阀II11的h端，经水冷换热器II10的q端进入水冷换热器II10，在水冷换热器II10中，该高温高压制冷剂气体通过金属壁传热给生活热水循环回路中的水，继而凝结成高温高压液体，从水冷换热器II10的r端流出的高温高压液体，流经电动三通阀I9的j端，从电动三通阀I9的k端流出，流入电子膨胀阀I8，经过电子膨胀阀I8时，该高温高压液体绝热节流至低温低压液体，继而经水冷换热器I7的p端进入水冷换热器I7，该低温低压液体在水冷换热器I7中吸收水冷换热器I7中源水的热量，蒸发变成制冷剂气体，该低温低压气体经水冷换热器I7的o端、电磁阀6、四通换向阀5的d端，进入四通换向阀5，经四通换向阀5的c端流出，进入压缩机4的进气口。在压缩机4中，该低温低压制冷剂气体被压缩成高温高压制冷剂气体，完成了一个循环。生活热水循环12驱动水在水循环回路中流动，把需要加热的水送入水冷换热器II10，吸收水冷换热器II10中的高温高压的制冷剂蒸气冷凝放出的热量，温度升高。如此循环往复，维持生活热水的正常供应。

当然应意识到，虽然通过本发明的示例已经进行了前面的描述，但是对本发明做出的将对本领域的技术人员显而易见的这样和其他的改进及改变应认为落入如本文提出的本发明宽广范围内。因此，尽管本发明已经参照了优选的实施方式进行描述，但是，其意并不是使具新颖性的设备由此而受到限制，相反，其旨在包括符合上述公开部分、权利要求的广阔范围之内的各种改进和等同修改。

Claims

1.一种水冷多联机三联供中央空调系统，包括：

源水部分，包含源水换热系统、源水循环水泵；

室内末端部分，包含生活热水循环水泵、热水箱、阀门、补水阀、泄水阀、室内机、电子膨胀阀I I，所述热水箱包括u、v、w、x、y端，

所述电子膨胀阀I的另一端分成两路：一路与所述电动三通阀I的k端相连接，另一路与电子膨胀阀II的一端相连接；所述电子膨胀阀I I的另一端与所述室内机的一端相连接，所述室内机的另一端与所述电磁阀II的一端相连接，

2.如权利要求1中所述的水冷多联机三联供中央空调系统，其特征在于：源水换热系统直接利用可再生能源作为多联机的冷热源进行制冷、供热、供应生活热水。

3.如权利要求2中所述的水冷多联机三联供中央空调系统，其特征在于：所述可再生能源为土壤、地表水或海水。

4.如权利要求1-3中任一所述的水冷多联机三联供中央空调系统，其特征在于：源水换热系统直接利用冷却塔进行冷却或利用废热进行供热。