CN102620362A - 一种低温强热型多联机系统 - Google Patents

Abstract

本发明是一种低温强热型多联机系统，特别涉及一种能够提高低环境温度条件下制热能力的多联式热泵系统。包括有一级压缩机、一级压机油分离器、一级压机防冷媒倒流单向阀、四通阀、室外换热器、室外电子膨胀阀、过热器、液管截止阀、气管截止阀、第一二级制热辅助电磁阀、过热器电子膨胀阀、气液分离器、二级压缩机、二级压机油分离器、二级压机防倒流单向阀、第二二级制热辅助电磁阀、一级压机回油毛细管、二级压机回油毛细管。本发明采用两级压缩制冷循环系统替代常规的单级压缩制冷循环；能够实现外机之间并联，可满足更大的制冷/热需求；本发明可使得压缩机能够可靠安全运行，实现了空调热泵系统在低温环境下制热能力的大幅度提高。

Description

一种低温强热型多联机系统

技术领域

本发明涉及空调热泵领域, 特别涉及一种能够提高低环境温度条件下制热能力的多联式热泵系统, 属于低温强热型多联机系统的创新技术。

背景技术

空气源热泵随着环境温度的降低，制热量和制热效率不断降低，而人们对制热量的需求随着环境温度的降低不断增加。空调房间一般都是按照制冷负荷大小来选择空调机组，在实际的使用过程中往往出现“制冷量满足要求，而制热量不足的现象”。其主要原因是普通空气源热泵在低温环境下工作时，压缩机的排气温度会超过压缩机允许的工作范围，压缩机出现频繁的启停，无法正常工作；当环境温度降到5℃以下时，空气中的水蒸气会在蒸发器的表面形成霜层，使蒸发器的换热系数降低，热泵需不断化霜来保证系统的正常运行而大大降低了空调使用者的舒适性；另外，热泵为了从室外空气吸收热量，其蒸发温度将降到较低，此时压缩机的吸气比容增大，系统冷媒循环量减小，且压缩机的压比增大，容积效率下降，热泵系统制热量及能效比将大幅降低。低温工况下提高空气源热泵的制热量一直以来是空调界需要解决的难题。

多联机属于空气源热泵的一种型式，在冬季低温环境下制热也存在上述问题。为了提高低温工况下多联机系统的制热能力，空调热泵研究者在这方面做了大量的工作，业内企业近年来陆续推出了低温强热型多联机系统，大多采用了准两级压缩系统，也有通过增加辅助模块的方式，推出真正的两级压缩多联机系统。但是，系统由于其二级压缩模块单独设置，现场安装时需要通过中间管路与主机模块连接，导致占地面积增大，并增大了安装难度；系统无法实现大匹数外机多台并联，不能满足更大负荷的要求；另外，该系统热源侧为风冷换热，换热方式过于简单。

发明内容

针对低温强热多联机的不足，本发明提出一种能够实现多台并联，热源侧可采用风（水）冷换热，且一级和二级压缩系统共处同一结构内的低温强热型多联机系统。

本发明的技术方案是：本发明的低温强热型多联机系统，包括有一级压缩机、一级压机油分离器、一级压机防冷媒倒流单向阀、四通阀、室外换热器、室外电子膨胀阀、过热器、液管截止阀、气管截止阀、第一二级制热辅助电磁阀、过热器电子膨胀阀、气液分离器、二级压缩机、二级压机油分离器、二级压机防倒流单向阀、第二二级制热辅助电磁阀、一级压机回油毛细管、二级压机回油毛细管，其中一级压缩机通过一级压机油分离器与四通阀的第一接口连接，四通阀的第二接口与室外换热器连接，四通阀的第三接口与气液分离器连接，四通阀的第四接口通过串接的第一二级制热辅助电磁阀及气管截止阀与室内电子膨胀阀连接，室内电子膨胀阀与室内换热器连接，四通阀的第四接口还通过第二二级制热辅助电磁阀与二级压缩机连接，且一级压机油分离器通过一级压机回油毛细管与一级压缩机连接，室外换热器通过室外电子膨胀阀、过热器及液管截止阀与室内电子膨胀阀连接，气管截止阀与第一二级制热辅助电磁阀之间还通过二级压机防倒流单向阀与二级压机油分离器连接，二级压机油分离器与二级压缩机连接。

上述过热器还连接有过热器电子膨胀阀。

上述各级压缩机采用单个大排量变容量压机，或采用多个小排量变容量压机与小排量定速压机组合。

本发明的空调系统，在对空调室外机系统进行较小改动的基础上，不仅可使得压缩机能够可靠安全运行，而且实现了空调热泵系统在低温环境下制热能力的大幅度提高，保证了低温环境下室内的温度舒适性，具有兼容性好、易于实现、节能的特点。另外，由于一级和二级压缩系统共处同一结构内，减小了外机系统的占地面积，简化了安装过程。以及热源侧采用风冷/水冷换热方式，扩大了此低温强热型多联机系统的使用范围。该低温强热型多联机系统在常规多联机系统的基础上增加了二级压缩机、过热器、辅助单向阀、相关电子膨胀阀和电磁阀，通过合理的配置，构建两级压缩系统，并通过相应的控制逻辑，可以实现在低温环境下的两级压缩循环，不仅保证空调系统能够稳定、可靠运行，还可大大提高低温环境下多联机的制热能力，使得即使在低温环境下，室内温度依然能够满足人体舒适要求。

附图说明：

图1为本发明的两级压缩低温强热多联机系统图。

具体实施方式

实施例：

本发明的结构示意图如图1所示，为了说明问题并简化系统，附图中仅给出了二台室外机并联的方案，如有需要可依据此原理进行更多台的并联。

本发明的低温强热型多联机系统，包括有一级压缩机1、一级压机油分离器2、一级压机防冷媒倒流单向阀3、四通阀4、室外换热器5、室外电子膨胀阀6、过热器7、液管截止阀8、气管截止阀9、第一二级制热辅助电磁阀10、过热器电子膨胀阀11、气液分离器12、二级压缩机13、二级压机油分离器14、二级压机防倒流单向阀15、第二二级制热辅助电磁阀16、一级压机回油毛细管17、二级压机回油毛细管18，其中一级压缩机1通过一级压机油分离器2与四通阀4的第一接口连接，四通阀4的第二接口与室外换热器5连接，四通阀4的第三接口与气液分离器12连接，四通阀4的第四接口通过串接的第一二级制热辅助电磁阀10及气管截止阀9与室内电子膨胀阀19连接，室内电子膨胀阀19与室内换热器20连接，四通阀4的第四接口还通过第二二级制热辅助电磁阀16与二级压缩机13连接，且一级压机油分离器2通过一级压机回油毛细管17与一级压缩机1连接，室外换热器5通过室外电子膨胀阀6、过热器7及液管截止阀8与室内电子膨胀阀19连接，气管截止阀9与第一二级制热辅助电磁阀10之间还通过二级压机防倒流单向阀15与二级压机油分离器14连接，二级压机油分离器14与二级压缩机13连接。

此外，上述过热器7还连接有过热器电子膨胀阀11。

上述各级压缩机采用单个大排量变容量压机，或采用多个小排量变容量压机与小排量定速压机组合。本实施例中，上述各级压缩机采用单个大排量变容量压机。

本发明的工作原理如下：制冷过程中，此系统与常规多联机系统的运行方式一致，二级压缩系统停止工作。具体工作原理为：一级压缩机1将压缩后的高温高压的油和冷媒混合物排至一级压机油分离器2，油分离器将油分离后通过一级压机回油毛细管17送回一级压缩机1，气态冷媒则通过四通阀4进入室外换热器5冷凝，经过室外电子膨胀阀6后主回路液态冷媒经过过热器7充分过冷，然后经过液管截止阀8进入室内电子膨胀阀19节流降压后通过室内换热器20蒸发吸热成为低温低压的气体，经过气管截止阀9、第一二级制热辅助电磁阀10，在回热器前的小部分液态冷媒经过过热器电子膨胀阀11节流降压后对经过过热器的主回路冷媒过冷吸热后，成为气态冷媒通过第二二级制热辅助电磁阀16与经过第一二级制热辅助电磁阀10的主回路冷媒汇合后进入气液分离器12、四通阀4后，回到一级压缩机，完成一个完整的制冷循环。

制热过程中，当排气压力大于2.0MPa时，系统制热能力可以满足室内制热要求，此系统的二级压缩系统仍然停止运行。具体的工作原理为：一级压缩机1将压缩后的高温高压油和冷媒混合物排至一级压机油分离器2，油分离器将油分离后通过一级压机回油毛细管17送回一级压缩机1，气态冷媒则通过四通阀4、第一二级制热辅助电磁阀10、气管截止阀9、进入室内换热器20进行冷凝放热，经过室内电子膨胀阀19、液管截止阀8、回热器7，经过室外电子膨胀阀6节流降压成为低温低压的气液两相冷媒进入室外换热器5进行蒸发吸热，完全蒸发后的气态冷媒通过四通阀4进入气液分离器10，最终回到一级压缩机，完成一个完整的制热循环。

制热过程中，当排气压力低于2.0MPa时，表明系统制热能力不足以满足室内的舒适性要求，需要开启二级压缩系统来提升系统制热量。具体工作原理为：一级压缩机1将压缩后的中温中压油和气态冷媒混合物排至一级压机油分离器2，油分离器将油分离后通过一级压机回油毛细管17送回一级压缩机1，此时第一二级制热辅助电磁阀10关闭，第二二级制热辅助电磁阀16开启，从油分离器排出的气态冷媒通过四通阀4后经过第二二级制热辅助电磁阀16，与经过回热器7的辅助回路冷媒混合，降低温度后进入二级压缩机13、压缩后的高温高压冷媒进入室内换热器20进行冷凝放热，经过室内电子膨胀阀19、液管截止阀8、回热器7，通过回热器7的冷媒大部分通过室外电子膨胀阀6节流降压后通过室外换热器5进行蒸发吸热，完全蒸发后的气态冷媒通过四通阀4进入气液分离器10，最终回到一级压缩机，完成一个完整的制热循环。在此循环过程中一级、二级压缩机的压缩比相对较低，保证了各级压机能够高效运行；闪蒸器的合理运用，保证二级压机的排气温度在允许的范围内，并提高了系统的冷媒循环量，增大了系统制热量，保证了室内人员的舒适度。

本发明不局限于上述实施方式，在不脱离发明主旨的范围内，还可适当地变更设计。

Claims (3)

1.一种低温强热型多联机系统，其特征在于包括有一级压缩机（1）、一级压机油分离器（2）、一级压机防冷媒倒流单向阀（3）、四通阀（4）、室外换热器（5）、室外电子膨胀阀（6）、过热器（7）、液管截止阀（8）、气管截止阀（9）、第一二级制热辅助电磁阀（10）、过热器电子膨胀阀（11）、气液分离器（12）、二级压缩机（13）、二级压机油分离器（14）、二级压机防倒流单向阀（15）、第二二级制热辅助电磁阀（16）、一级压机回油毛细管（17）、二级压机回油毛细管（18），其中一级压缩机（1）通过一级压机油分离器（2）与四通阀（4）的第一接口连接，四通阀（4）的第二接口与室外换热器（5）连接，四通阀（4）的第三接口与气液分离器（12）连接，四通阀（4）的第四接口通过串接的第一二级制热辅助电磁阀（10）及气管截止阀（9）与室内电子膨胀阀（19）连接，室内电子膨胀阀（19）与室内换热器（20）连接，四通阀（4）的第四接口还通过第二二级制热辅助电磁阀（16）与二级压缩机（13）连接，且一级压机油分离器（2）通过一级压机回油毛细管（17）与一级压缩机（1）连接，室外换热器（5）通过室外电子膨胀阀（6）、过热器（7）及液管截止阀（8）与室内电子膨胀阀（19）连接，气管截止阀（9）与第一二级制热辅助电磁阀（10）之间还通过二级压机防倒流单向阀（15）与二级压机油分离器（14）连接，二级压机油分离器（14）与二级压缩机（13）连接。

2.根据权利要求1所述的低温强热型多联机系统，其特征在于上述过热器（7）还连接有过热器电子膨胀阀（11）。

3.根据权利要求1所述的低温强热型多联机系统，其特征在于上述各级压缩机采用单个大排量变容量压机，或采用多个小排量变容量压机与小排量定速压机组合。

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