CN102445021A

CN102445021A - 超高、低温多联同时制冷、制热、热水三用空调系统

Info

Publication number: CN102445021A
Application number: CN2011103834942A
Authority: CN
Inventors: 林贤华; 郑永
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-11-28
Filing date: 2011-11-28
Publication date: 2012-05-09

Abstract

本发明涉及了一种超高、低温多联同时制冷、制热、热水三用空调系统，由压缩机、室内外换热器、热水换热器、闪发中冷器、电子膨胀阀、电动阀、气液分离器、油分离器、涡轮增压器组成，本发明在室外超高温工况下运行时，利用闪发中冷器，使主循环中制冷剂的过冷度增加，有助于增加主循环中制冷剂质量流量，从而增加制冷量，在室外超低温工况下运行时，利用涡轮增压器实现制冷剂一级压缩，压缩机实现制冷剂二级压缩，使压缩机吸气量增加，利用闪发中冷器，使主循环中制冷剂过冷度增加，有助于增加主循环中制冷剂质量流量从而增加制热量，本发明三用空调系统，能在一年四季同时供应冷气、暖气、制热水，对房间温度实现灵活调节，全天候供应热水。本发明设备投资少，减少能源消耗，不污染环境，提高系统能效比，降低运行费用。

Description

超高、低温多联同时制冷、制热、热水三用空调系统

一、技术领域

本发明涉及空气源多联同时制冷、制热、热水三用空调领域，尤其涉及了在超高温、超低温工况下拥有良好同时制冷、制热、制热水效果的低碳节能超高、低温多联同时制冷、制热、热水三用空调系统。

二、背景技术

目前市场上销售的普通的多联同时制冷、制热、热水三用空调系统，夏天在室外超高温工况或室外换热器很脏情况下，机组无法正常启动运行，冬天在室外超低温工况下，制热量衰减十分严重，甚至无法正常启动运行，在我国北方采暖、制热水需要其他辅助热源，而这些传统的制热、制热水需要消耗大量的矿物质或油料，既污染环境也不经济，现在全球提倡节能减炭，由于出现全球暖化，经常出现异常极端天气，所以需要开发一种设备投资少，减少能源消耗，不污染环境，提高系统的能效比，降低运行费用的超高、低温多联同时制冷、制热、热水三用空调系统。

三、发明内容

本发明为一种超高、低温多联同时制冷、制热、热水三用空调系统，具有可单独制冷、单独制热、单独制热水，同时制冷和制热水，同时制热和制热水，同时制冷和制热，同时制冷、制热、制热水七种功能，不管在北方或南方对房间温度实现灵活调节，一年四季都可使用。全天候供应热水，能够在室外超高温、超低温工况下，正常启动运行并拥有良好制冷、制热、制热水效果的低碳节能超高、低温多联同时制冷、制热、热水三用空调系统。

本发明是这样构成的：1.一种超高、低温多联同时制冷、制热、热水三用空调系统，由压缩机、室内换热器、室外换热器、热水换热器、电子膨胀阀、电动阀、气液分离器、闪发中冷器、油分离器、涡轮增压器组成，其特征在于：所述的压缩机出口与油分离器入口相连，油分离器制冷剂出口通过电动阀分别与室外换热器入口、各室内换热器入口相连，各室内换热器出口通过各室内电子膨胀阀分别与涡轮增压器的涡轮室入口相连，油分离器制冷剂出口与热水换热器制冷剂入口相连，热水换热器制冷剂出口通过热水电子膨胀阀与涡轮增压器涡轮室入口相连，涡轮增压器叶轮室入口通过电动阀分别与室外换热器入口、各室内换热器入口相连，涡轮增压器涡轮室出口通过闪发电子膨胀阀与闪发中冷器入口相连，闪发中冷器出口通过室外电子膨胀阀与室外换热器出口相连，闪发中冷器另一出口通过电子膨胀阀与气液分离器入口相连，涡轮增压器叶轮室出口与气液分离器入口相连，气液分离器出口与压缩机入口相连；油分离器油出口通过油过滤器与回油电子膨胀阀入口相连，回油电子膨胀阀出口与气液分离器入口相连；热水换热器热水出口与热水保温箱入口相连，热水保温箱出口与热水泵入口相连，热水泵出口与热水换热器热水入口相连。

本发明设备投资少，减少能源消耗，不污染环境，提高系统能效比，降低运行费用。

四、附图说明

图1是超高、低温多联同时制冷、制热、热水三用空调系统原理图。

上述图中，1压缩机，2A、2B、2C室内换热器，3室外换热器，4热水换热器，5A、5B、5C室内电子膨胀阀，5D热水电子膨胀阀，5E室外电子膨胀阀，5F闪发电子膨胀阀，5G回油电子膨胀阀，5H电子膨胀阀，6A至6H电动阀，7气液分离器，8闪发中冷器，9热水保温箱，10热水泵，11油分离器，12A涡轮增压器涡轮室，12B涡轮增压器叶轮室，13过滤器。

五、具体实施方式

如图1所示：1.一种超高、低温多联同时制冷、制热、热水三用空调系统，由压缩机1、室内换热器2、室外换热器3、热水换热器4、电子膨胀阀5、电动阀6、气液分离器7、闪发中冷器8、油分离器11、涡轮增压器12组成，其特征在于：所述的压缩机1出口与油分离器11入口相连，油分离器11制冷剂出口通过电动阀6A、6C、6E、6G分别与室外换热器3入口、各室内换热器2A、2B、2C入口相连，各室内换热器2A、2B、2C出口通过各室内电子膨胀阀5A、5B、5C分别与涡轮增压器的涡轮室12A入口相连，油分离器11制冷剂出口与热水换热器4制冷剂入口相连，热水换热器4制冷剂出口通过热水电子膨胀阀5D与涡轮增压器涡轮室12A入口相连，涡轮增压器叶轮室12B入口通过电动阀6B、6D、6F、6H分别与室外换热器3入口、各室内换热器2A、2B、2C入口相连，涡轮增压器涡轮室12A出口通过闪发电子膨胀阀5F与闪发中冷器8入口相连，闪发中冷器8出口通过室外电子膨胀阀5E与室外换热器3出口相连，闪发中冷器8另一出口通过电子膨胀阀5H与气液分离器7入口相连，涡轮增压器叶轮室12B出口与气液分离器7入口相连，气液分离器7出口与压缩机1入口相连；油分离器11油出口通过油过滤器13与回油电子膨胀阀5G入口相连，回油电子膨胀阀5G出口与气液分离器7入口相连；热水换热器4热水出口与热水保温箱9入口相连，热水保温箱9出口与热水泵10入口相连，热水泵10出口与热水换热器4热水入口相连。

1.单独制冷，室内换热器(室内机)2A、2B、2C制冷，室内换热器2A制冷剂循环流程分两路：

压缩机1——油分离器11——电动阀6A——室外换热器3(放热)——室外电子膨胀阀5E(一级节流)——闪发中冷器(过冷)——闪发电子膨胀阀5F(全开)——涡轮增压器涡轮室12A——室内电子膨胀阀5A(二级节流)——室内换热器2A(制冷)——电动阀6D——涡轮增压器叶轮室12B——气液分离器7——压缩机1。

压缩机1——油分离器11——电动阀6A——室外换热器3(放热)——室外电子膨胀阀5E(一级节流)——闪发中冷器8(蒸发)——电子膨胀阀5H——气液分离器7——压缩机1。

室内换热器2B、2C制冷时，制冷剂循环流程同室内换热器2A。

2.单独制热，室内换热器2A、2B、2C制热，室内换热器2A制冷剂循环流程分两路：

压缩机1——油分离器11——电动阀6C——室内换热器2A(制热)——室内电子膨胀阀5A(调节)——涡轮增压器涡轮室12A(推动涡轮)——闪发电子膨胀阀5F(一级节流)——闪发中冷器(蒸发过冷)——室外电子膨胀阀5E(二级节流)——室外换热器3(吸热)——电动阀6B——涡轮增压器叶轮室12B(叶轮增压、一级压缩)——气液分离器7——压缩机1(二级压缩)。

压缩机1——油分离器11——电动阀6C——室内换热器2A(制热)——室内电子膨胀阀5A(调节)——涡轮增压器涡轮室12A(推动涡轮)——闪发电子膨胀阀5F(一级节流)——闪发中冷器(蒸发过冷)——电子膨胀阀5H——气液分离器7——压缩机1(二级压缩)。

室内换热器2B、2C制热的制冷剂循环流程同室内换热器2A。

3.单独制热水，热水换热器4制热水时制冷剂循环流程分两路：

压缩机1——油分离器11—热水换热器4(制热水)—热水电子膨胀阀5D(全开)——涡轮增压器涡轮室12A(推动涡轮)——闪发电子膨胀阀5F(一级节流)——闪发中冷器8(蒸发过冷)——室外电子膨胀阀5E(二级节流)——室外换热器3(吸热)——电动阀6B——涡轮增压器叶轮室12B(叶轮增压、一级压缩)——气液分离器7——压缩机1(二级压缩)。

压缩机1——油分离器11—热水换热器4(制热水)—热水电子膨胀阀5D(全开)——涡轮增压器涡轮室12A(推动涡轮)——闪发电子膨胀阀5F(一级节流)——闪发中冷器8(蒸发过冷)——电子膨胀阀5H——气液分离器7——压缩机1(二级压缩)。

4.同时制冷、制热水，室内换热器2A、2B、2C制冷、热水换热器4制热水。

室内换热器2A制冷、热水换热器4制热水时制冷剂循环流程：

压缩机1——油分离器11——热水换热器4(制热水)——热水电子膨胀阀5D(全开)——室内电子膨胀阀5A(节流)——室内换热器2A(制冷)——电动阀6D——涡轮增压器叶轮室12B——气液分离器7——压缩机1。

室内换热器2B制冷时制冷剂循环流程分两路：

压缩机1——油分离器11——电动阀6A——室外换热器3(放热)——室外电子膨胀阀5E(一级节流)——闪发中冷器(蒸发过冷)—闪发电子膨胀阀5F(全开)——涡轮增压器涡轮室12A——室内电子膨胀阀5B(二级节流)——室内换热器2B(制冷)——电动阀6F——涡轮增压器叶轮室12B——气液分离器7——压缩机1。

压缩机1——油分离器11——电动阀6A——室外换热器3——室外电子膨胀阀5E(一级节流)——闪发中冷器(蒸发过冷)——电子膨胀阀5H——气液分离器7——压缩机1。

室内换热器2C制冷时制冷剂循环流程同室内换热器2B。

5.同时制热、制热水。室内换热器2A、2B、2C制热、热水换热器4制热水。

室内换热器2A制热时制冷剂循环流程分两路：

压缩机1——油分离器11——电动阀6C —室内换热器2A(制热)——室内电子膨胀阀5A(调节)——涡轮增压器涡轮室12A(推动涡轮)——闪发电子膨胀阀5F(一级节流)——闪发中冷器(蒸发过冷)——室外电子膨胀阀5E(二级节流)——室外换热器3(吸热)——电动阀6B——涡轮增压器叶轮室12B(叶轮增压、一级压缩)——气液分离器7——压缩机1(二级压缩)。

压缩机1—油分离器11——电动阀6C—室内换热器2A——室内电子膨胀阀5A(调节)——涡轮增压器涡轮室12A(推动涡轮)——闪发电子膨胀阀5F(一级节流)——闪发中冷器8(蒸发过冷)—电子膨胀阀5H——气液分离器7—压缩机1(二级压缩)。

室内换热器2B、2C制热同室内换热器2A。

热水换热器4制热水时制冷剂流程分两路：

压缩机1——油分离器11——热水换热器4(制热水)——热水电子膨胀阀5D(调节)——涡轮增压器涡轮室12A(推动涡轮)——闪发电子膨胀阀5F(一级节流)——闪发中冷器8(蒸发过冷)——室外电子膨胀阀5E(二级节流)——室外换热器3(吸热)——电动阀6B——涡轮增压器叶轮室12B(叶轮增压、一级压缩)——气液分离器7——压缩机1(二级压缩)。

压缩机1——油分离器11——热水换热器4(制热水)——热水电子膨胀阀5D——涡轮增压器涡轮室12A(推动涡轮)——闪发电子膨胀阀5F(一级节流)——闪发中冷器8(蒸发过冷)——电子膨胀阀5H——气液分离器7——压缩机1(二级压缩)。

6.同时制冷和制热，室内换热器2A制冷，室内换热器2B、2C制热：

室内换热器2A制冷2B制热时制冷剂循环流程为：

压缩机1—油分离器11——电动阀6E——室内换热器2B(制热)——室内电子膨胀阀5B(全开)——室内电子膨胀阀5A(节流)——室内换热器2A(制冷)——电动阀6D——涡轮增压器叶轮室12B 气液分离器7—压缩机1。

室内换热器2C制热时制冷剂循环流程分两路：

压缩机1——油分离器11——电动阀6G——室内换热器2C(制热)—室内电子膨胀阀5C(全开)——涡轮增压器涡轮室12A(推动涡轮)——闪发电子膨胀阀5F(一级节流)——闪发中冷器8(蒸发过冷)——室外电子膨胀阀5E(二级节流)——室外换热器3(吸热)——电动阀6B——涡轮增压器叶轮室12B(叶轮增压、一级压缩)——气液分离器7——压缩机1(二级压缩)。

压缩机1——油分离器11——电动阀6G——室内换热器2C(制热)——室内电子膨胀阀5C(全开)——涡轮增压器涡轮室12A(推动涡轮)——闪发电子膨胀阀5F(一级节流)——闪发中冷器8(蒸发过冷)——电子膨胀阀5H(调节)——气液分离器7——压缩机1(二级压缩)。

7.同时制冷、制热、制热水，室内换热器2A、2B制冷，室内换热器2C制热、热水换热器4制热水。

室内换热器2A制冷、热水换热器4制热水制冷剂循环流程：

室内换热器2B制冷，2C制热制冷剂循环流程：

压缩机1——油分离器11——电动阀6G——室内换热器2C(制热)——室内电子膨胀阀5C(全开)——室内电子膨胀阀5B(节流)——室内换热器2B(制冷)——电动阀6F——涡轮增压器叶轮室12B——气液分离器7——压缩机1。

制冷时，压缩机1吸入从气液分离器7分离出低温低压的制冷剂蒸气，将制冷剂压缩成高温高压气体，经过油分离器11分离后制冷剂气体通过电动阀6A排入室外换热器3内，制冷剂通过室外换热器3空气放热，冷凝制冷剂成高压液体，经过室外电子膨胀阀5E一级节流成适当压力液体，进入闪发中冷器8中，在这种适当压力下闪发中冷器8内一些液体制冷剂被蒸发为制冷剂气体，气体经过电子膨胀阀5H调节和来自涡轮增压器叶轮室12B出来蒸气混合进入气液分离器7，闪发中冷器8内余下的制冷剂液体则被冷却为适当压力适当温度的过冷液体，再经过闪发电子膨胀阀5F(全开)进入涡轮增压器涡轮室12A，从涡轮室12A出来制冷剂液体再经过室内电子膨胀阀5A二级节流降压降温后进入室内换热器2A内，制冷剂在室内换热器2A内吸收空气的热量使房间温度降低，蒸发成低压低温制冷剂蒸气，经过电动阀6D进入涡轮增压器叶轮室12B，制冷剂从涡轮增压器叶轮室12B出来和闪发中冷器8蒸发出来适当压力制冷剂混合，进入气液分离器7，然后又被压缩机1吸入压缩，这样完成一个制冷循环。

制冷时室内换热器(室内机)2B、2C的制冷原理同室内换热器2A。

制热时，压缩机1吸入从气液分离器7分离出中温中压制冷剂蒸气，将制冷剂压缩成高温高压气体，经过油分离器11分离后制冷剂气体通过电动阀6C排入室内换热器2A内，制冷剂通过室内换热器2A内空气放热，使房间温度升高，冷凝制冷剂成高压液体，经过室内电子膨胀阀5A调节室内换热器出口的制冷剂过冷度，高压液体进入涡轮增压器涡轮室12A内，高压液体制冷剂推动涡轮转动，涡轮又带动叶轮，从涡轮室12A出来的制冷剂经过闪发电子膨胀阀5F一级节流成中压液体进入闪发中冷器8中，在这种中压下闪发中冷器8内一些液体制冷剂被蒸发为制冷剂气体，气体经过电子膨胀阀5H和来自涡轮增压器叶轮室12B叶轮增压(一级压缩)出来中压蒸气混合进入气液分离器7，闪发中冷器8内余下制冷剂则被冷却为中压中温的过冷液体，再经过室外电子膨胀阀5E二级节流降压降温后进入室外换热器3，制冷剂在室外换热器3内吸收室外空气的热量，蒸发成低压低温制冷剂蒸气，经电动阀6B(开)进入涡轮增压器的叶轮室12B，叶轮靠涡轮带动转动增压(压缩)制冷剂蒸气，也就是进行一级压缩后中压制冷剂气体和闪发中冷器8蒸发出来的适当中压制冷剂气体混合进入气液分离器7，然后又被压缩机1吸入进行二级压缩，这样完成一个制热循环。

制热时室内换热器室内机2B、2C的制热原理同室内换热器2A。

制热水时，压缩机1吸入从气液分离器7分离出的中温中压制冷剂蒸气，将制冷剂压缩成高温高压气体，经过油分离器分离后制冷剂气体进入热水换热器4内，制冷剂通过热水换热器4内水放热，使水温度升高，冷凝制冷剂成高压液体，经过热水电子膨胀阀5D调节热水换热器出口的制冷剂过冷度，高压液体进入涡轮增压器的涡轮室12A，高压液体制冷剂推动涡轮转动，涡轮又带动叶轮，从涡轮室12A出来的制冷剂经过闪发电子膨胀阀5F一级节流成中压液体进入闪发中冷器8中，在这种中压下闪发中冷器8内一些液体制冷剂被蒸发为制冷剂气体，气体经过电子膨胀阀5H和来自涡轮增压器叶轮室12B叶轮增压(一级压缩)出来中压蒸气混合，进入气液分离器7，闪发中冷器8内余下制冷剂则被冷却为中压中温的过冷液体，再经过室外电子膨胀阀5E二级节流降压降温后进入室外换热器3，制冷剂在室外换热器3内吸收室外空气的热量，蒸发成低压低温制冷剂蒸气，经电动阀6B(开)进入涡轮增压器的叶轮室12B，叶轮靠涡轮带动转动增压(压缩)制冷剂蒸气，也就是进行一级压缩后中压制冷剂气体和闪发中冷器8蒸发出来的适当中压制冷剂气体混合进入气液分离器7，然后又被压缩机1吸入进行二级压缩，这样完成一个制热水循环。

超高、低温多联同时制冷、制热、热水三用空调系统，在超高温工况或室外换热器较脏制冷循环时，从室外换热器出来的制冷剂液体进行初步节流，一些制冷剂液体被气化，从而使余下制冷剂液体被冷却，改善主循环制冷剂过冷度，降低冷凝温度，冷凝压力也随着降低，压缩机的排气压力也降低，压缩机压缩比减小，压缩比减少使压缩机的输气系数升高，功耗减小，而且单位容积制冷量升高，所以制冷系数上升，压缩比减小使压缩机排气温度降低，压缩机故障率减少，运行安全可靠性升高。

超高、低温多联同时制冷、制热、热水三用空调系统，在超低温工况下制热、制热水循环时，从室内换热器或热水换热器出来的高压、中温制冷剂液体进入涡轮增压器涡轮室，涡轮增压器利用室内换热器或热水换热器与室外换热器之间的制冷剂压差来推动涡轮室中的涡轮，涡轮又带动叶轮，能量得以被回收，叶轮压送(一级压缩)从室外换热器出来的低温、低压制冷剂变成中压制冷剂蒸气，送入压缩机进行二级压缩，从涡轮增压器涡轮室出来的制冷剂液体进行初步节流，一些制冷剂液体被气化蒸发，从而使余下制冷剂液体被冷却过冷，改善主循环制冷剂过冷度，利用涡轮增压器和闪发中冷器实现制冷剂的二级压缩，使压缩机吸气量增加，有助于增加主循环中制冷剂质量流量，从而增加制热量，压缩机进行二级压缩，吸入中压制冷剂气体，所以压缩机压缩比较低，压缩机的排气温度也较低，压缩机故障率减少，运行安全可靠性升高，制热系数上升，功耗减小。

Claims

1.一种超高、低温多联同时制冷、制热、热水三用空调系统，由压缩机、室内换热器、室外换热器、热水换热器、电子膨胀阀、电动阀、气液分离器、闪发中冷器、油分离器、涡轮增压器组成，其特征在于：所述的压缩机出口与油分离器入口相连，油分离器制冷剂出口通过电动阀分别与室外换热器入口、各室内换热器入口相连，各室内换热器出口通过各室内电子膨胀阀分别与涡轮增压器的涡轮室入口相连，油分离器制冷剂出口与热水换热器制冷剂入口相连，热水换热器制冷剂出口通过热水电子膨胀阀与涡轮增压器涡轮室入口相连，涡轮增压器叶轮室入口通过电动阀分别与室外换热器入口、各室内换热器入口相连，涡轮增压器涡轮室出口通过闪发电子膨胀阀与闪发中冷器入口相连，闪发中冷器出口通过室外电子膨胀阀与室外换热器出口相连，闪发中冷器另一出口通过电子膨胀阀与气液分离器入口相连，涡轮增压器叶轮室出口与气液分离器入口相连，气液分离器出口与压缩机入口相连；油分离器油出口通过油过滤器与回油电子膨胀阀入口相连，回油电子膨胀阀出口与气液分离器入口相连；热水换热器热水出口与热水保温箱入口相连，热水保温箱出口与热水泵入口相连，热水泵出口与热水换热器热水入口相连。