CN103644680B - 一种全热回收机组 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种全热回收机组，该全热回收机组中增加一个四通阀，该四通阀一方面用于切换热回收模式或者热水器模式，另一方面用于热水器模式下的制冷除霜，即热回收器作为蒸发器，空气热交器作为冷凝器。与现有技术中所记载的方案相比，可以在不停机的情况下根据用户负荷需求进行模式切换，从而可以避免因空调系统频繁启停带来的一系列问题。

Description

一种全热回收机组

技术领域

本发明涉及空调技术领域，更具体地说，涉及一种全热回收机组。

背景技术

目前，传统全热回收机组包括制冷模式、制热模式、热回收模式和热水器模式，其中，制冷模式、制热模式、热回收模式和热水器模式采用一个三通阀切换，热水器除霜则由一个四通阀切换运行制冷模式进行。

上述全热回收机组中，在模式切换过程中需要停机，频繁的切换工作模式，导致了机组频繁的开关机，对于压缩机、机组阀件、水泵等其它相关部件的使用寿命有很大的影响。

而压缩机一般都有最短停机时间的限制，即停机之后的一定时间内是不允许再次启动压缩机的，因此模式转换停机后需要等待一定时间才能再次开机。这样会导致用户在需要使用空调时，机组却不能马上开机，因此在一定时间内会很难满足用户的负荷需求。

且热水器模式运行需要除霜时，仍然采用空调侧的蒸发器作为低压侧换热器，而在冬季时空调的冷冻水温一般较低，此时如果运行制冷来除霜，则会导致空调侧水温更低，可能会冻坏蒸发器且除霜不能有效地进行。

综上所述，如何延长机组的使用寿命并使空调应用更为舒适，成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种全热回收机组，以实现延长机组的使用寿命并使空调应用更为舒适的目的。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种全热回收机组，包括压缩机、蒸发器、冷凝器、热回收器和储液器，其中，所述储液器的进口分别与冷凝器、蒸发器和热回收器相连，所述蒸发器与所述冷凝器之间设置有电子膨胀阀，还包括第一四通阀和第二四通阀，其中，所述第一四通阀的第四口与所述压缩机的排气口连通，所述第一四通阀的第一口与所述第二四通阀的第四口连通，所述第一四通阀的第二口与所述压缩机的吸气口连通，所述第一四通阀的第三口与所述热回收器连通；所述第二四通阀的第一口与所述冷凝器的进口连通，所述第二四通阀的第二口与所述压缩机的吸气口连通，所述第二四通阀的第三口与所述蒸发器连通；

当处于制冷模式时，所述第一四通阀的第四口与所述第一四通阀的第一口导通，所述第一四通阀的第二口与所述第一四通阀的第三口导通，所述第二四通阀的第四口与所述第二四通阀的第一口导通，所述第二四通阀的第三口与所述第二四通阀的第二口导通；

当处于制热模式时，所述第一四通阀的第四口与所述第一四通阀的第一口导通，所述第一四通阀的第二口与所述第一四通阀的第三口导通，所述第二四通阀的第四口与所述第二四通阀的第三口导通，所述第二四通阀的第一口与所述第二四通阀的第二口导通；

当处于热回收模式时，所述第一四通阀的第四口与所述第一四通阀的第三口导通，所述第二四通阀的第三口与所述第二四通阀的第二口导通；

当处于热水器模式时，所述第一四通阀的第四口与所述第一四通阀的第三口导通，所述第二四通阀的第二口与所述第二四通阀的第一口导通；

当处于热水器模式下的制冷除霜时，所述第一四通阀的第四口与所述第一四通阀的第一口导通，所述第一四通阀的第三口与所述第一四通阀的第二口导通，所述第二四通阀的第四口与所述第二四通阀的第一口导通；

Tc表示空调冷冻水出水温度设定值、Th表示热水进水温度设定值；T1表示实际空调出水温度、T2表示实际热水进水温度；

当T1＞Tc+2.7且T2＜Th-2.7时，由制冷模式切换到热回收模式；

当T1＜Tc-1.5且T2＜Th-2.7时，由热回收模式转为热水器模式；

当T1＜Tc-1.5且T2＞Th+2.5，此时空调和热水都没有需求，系统停机待机；

当Tc-1.5＜T1＜Tc+2.7且T2＜Th-2.7时，由制冷转为热回收模式；

当T1＜Tc-1.5且Th-2.7＜T2＜Th+2.5时，仍然为热水器模式或待机。

优选地，上述全热回收机组中，所述储液器与所述蒸发器、热回收器、冷凝器之间还设置有单向阀。

优选地，上述全热回收机组中，所述单向阀包括第一单向阀、第二单向阀和第三单向阀；所述电子膨胀阀包括第一电子膨胀阀、第二电子膨胀阀和第三电子膨胀阀；

所述第一单向阀的进口端与所述冷凝器相连，所述第一单向阀的出口端与所述储液器的进口相连；

所述第二单向阀的进口端与所述蒸发器相连，所述第二单向阀的出口端与所述储液器的进口相连；

所述第三单向阀的进口端与所述热回收器相连，所述第三单向阀的出口端与所述储液器的进口相连；

所述第一电子膨胀阀设置在所述储液器的出口与所述冷凝器之间；

所述第二电子膨胀阀设置在所述储液器的出口与所述蒸发器之间；

所述第三电子膨胀阀设置在所述储液器的出口与所述热回收器之间。

优选地，上述全热回收机组中，所述储液器与所述第一电子膨胀阀、第二电子膨胀阀和第三电子膨胀阀之间设置有过滤器。

优选地，上述全热回收机组中，所述蒸发器为干式蒸发器。

优选地，上述全热回收机组中，所述冷凝器为风冷式冷凝器。

从上述技术方案中可以看出，本发明实施例中的全热回收机组中增加一个四通阀，该四通阀一方面用于切换热回收模式或者热水器模式，另一方面用于热水器模式下的制冷除霜，即热回收器作为蒸发器，空气热交器作为冷凝器。与现有技术中所记载的方案相比，可以在不停机的情况下根据用户负荷需求进行模式切换，从而可以避免因空调系统频繁启停带来的一系列问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例所提供的一种全热回收机组结构示意图；

图2为本发明实施例所提供的夏季制冷模式区间分布表。

具体实施方式

本发明核心是公开一种全热回收机组，以实现延长机组的使用寿命并使空调应用更为舒适的目的。

以下，参照附图对实施例进行说明。此外，下面所示的实施例不对权利要求所记载的发明内容起任何限定作用。另外，下面实施例所表示的构成的全部内容不限于作为权利要求所记载的发明的解决方案所必需的。

如图1所示，该全热回收机组包括压缩机2、蒸发器3、冷凝器1、热回收器4和储液器5，其中，储液器5的进口分别与冷凝器1、蒸发器3和热回收器4相连，蒸发器3与冷凝器1之间设置有电子膨胀阀，还包括第一四通阀4WV1和第二四通阀4WV2，其中，第一四通阀4WV1的第四口A4与压缩机2的排气口连通，第一四通阀4WV1的第一口A1与第二四通阀4WV2的第四口B4连通，第一四通阀4WV1的第二口A2与压缩机2的吸气口连通，第一四通阀4WV1的第三口A3与热回收器4连通；第二四通阀4WV2的第一口B1与冷凝器1的进口连通，第二四通阀4WV2的第二口B2与压缩机2的吸气口连通，第二四通阀4WV2的第三口B3与蒸发器3连通；

当处于制冷模式时，第一四通阀4WV1的第四口A4与第一四通阀4WV1的第一口A1导通，第一四通阀4WV1的第二口A2与第一四通阀4WV1的第三口A3导通，第二四通阀4WV2的第四口B4与第二四通阀4WV2的第一口B1导通，第二四通阀4WV2的第三口B3与第二四通阀4WV2的第二口B2导通；

当处于制热模式时，第一四通阀4WV1的第四口A4与第一四通阀4WV1的第一口A1导通，第一四通阀4WV1的第二口A2与第一四通阀4WV1的第三口A3导通，第二四通阀4WV2的第四口B4与第二四通阀4WV2的第三口B3导通，第二四通阀4WV2的第一口B1与第二四通阀4WV2的第二口B2导通；

当处于热回收模式时，第一四通阀4WV1的第四口A4与第一四通阀4WV1的第三口A3导通，第二四通阀4WV2的第三口B3与第二四通阀4WV2的第二口B2导通；

当处于热水器模式时，第一四通阀4WV1的第四口A4与第一四通阀4WV1的第三口A3导通，第二四通阀4WV2的第二口B2与第二四通阀4WV2的第一口B1导通；

当处于热水器模式下的制冷除霜时，第一四通阀4WV1的第四口A4与第一四通阀4WV1的第一口A1导通，第一四通阀4WV1的第三口A3与第一四通阀4WV1的第二口A2导通，第二四通阀4WV2的第四口B4与第二四通阀4WV2的第一口B1导通。

本发明实施例中的全热回收机组中增加一个四通阀，该四通阀一方面用于切换热回收模式或者热水器模式，另一方面用于热水器模式下的制冷除霜，即热回收器4作为蒸发器3，空气热交器作为冷凝器1。与现有技术中所记载的方案相比，可以在不停机的情况下根据用户负荷需求进行模式切换，从而可以避免因空调系统频繁启停带来的一系列问题。

为了防止制冷剂回流，储液器5与蒸发器3、热回收器4、冷凝器1之间还设置有单向阀。

上述单向阀包括第一单向阀D1、第二单向阀D2和第三单向阀D3；电子膨胀阀包括第一电子膨胀阀EXVH、第二电子膨胀阀EXVC和第三电子膨胀阀EXVD；

第一单向阀D1的进口端与冷凝器1相连，第一单向阀D1的出口端与储液器5的进口相连；

第二单向阀D2的进口端与蒸发器3相连，第二单向阀D2的出口端与储液器5的进口相连；

第三单向阀D3的进口端与热回收器4相连，第三单向阀D3的出口端与储液器5的进口相连；

第一电子膨胀阀EXVH设置在储液器5的出口与冷凝器1之间；

第二电子膨胀阀EXVC设置在储液器5的出口与蒸发器3之间；

第三电子膨胀阀EXVD设置在储液器5的出口与热回收器4之间。

为了防止空调系统中的杂质或者水分影响机组的使用寿命和空调效果，储液器5与第一电子膨胀阀EXVH、第二电子膨胀阀EXVC和第三电子膨胀阀EXVD之间设置有过滤器6。

本发明实施例中的蒸发器3为干式蒸发器3，冷凝器1为风冷式冷凝器1。

下面结合附图具体介绍各工作模式运行时四通阀和电子膨胀阀的工作状况：

制冷模式：压缩机2排出的高温高压制冷剂气体经过第一四通阀4WV1、第二四通阀4WV2进入风冷式冷凝器1，冷凝后成为制冷剂液体，再经过储液器5和第二电子膨胀阀EXVC，节流后制冷剂液体进入蒸发器3，蒸发成气体后进入压缩机2吸气，完成制冷循环；

制热模式：压缩机2排出的高温高压制冷剂气体经过第一四通阀4WV1、第二四通阀4WV2进入干式蒸发器3，冷凝后成为制冷剂液体，再经过储液器5和第一电子膨胀阀EXVH，节流后制冷剂液体进入风冷式冷凝器1，蒸发成气体后进入压缩机2吸气，完成制热循环；

热回收模式：压缩机2排出的高温高压制冷剂气体经过第一四通阀4WV1进入热回收器4，冷凝后成为制冷剂液体，再经过储液器5和第二电子膨胀阀EXVC，节流后制冷剂液体进入干式蒸发器3，蒸发成气体后进入压缩机2吸气，完成热回收循环；

热水器模式：压缩机2排出的高温高压制冷剂气体经过第一四通阀4WV1进入热回收器4，冷凝后成为制冷剂液体，再经过储液器5和第一电子膨胀阀EXVH，节流后制冷剂液体进入风冷式冷凝器1，蒸发成气体后进入压缩机2吸气，完成热水器循环；

热水器模式下的制冷除霜：压缩机2排出的高温高压制冷剂气体经过第一四通阀4WV1、第二四通阀4WV2进入风冷式冷凝器1，冷凝后成为制冷剂液体，再经过储液器5和第三电子膨胀阀EXVD，节流后制冷剂液体进入热回收器，蒸发成气体后进入压缩机2吸气，完成热水器融霜。

为了避免因用户侧水容量过小而导致频繁进行模式转换的问题，对于每个模式都设置了最短运行时间，能够很好的保护系统安全运行。通过比较空调冷冻水出水温度、热回收器4进水温度与设定值的关系，逻辑判断实际需要运行的模式，进而实现模式转换。

如图2所示，图中的Tc表示空调冷冻水出水温度的设定值，Th表示热水进水温度的设定值。根据实际水温和设定值的比较，将机组运行的模式分为9个区间。如果以T1表示实际空调出水温度，以T2表示实际热水进水温度，简述以上9个区间各模式的运行原理。

(1)区间3进入区间1，制冷模式下，当满足T1＞Tc+2.7且T2＜Th-2.7时，由制冷模式切换到热回收模式；

(2)区间1进入区间7，热回收模式，当满足T1＜Tc-1.5且T2＜Th-2.7时，由热回收模式转为热水器模式；

(3)区间7进入区间9，热水器模式，当满足T1＜Tc-1.5且T2＞Th+2.5，此时空调和热水都没有需求，系统停机待机；

(4)区间3进入区间9，制冷模式，当满足T1＜Tc-1.5且T2＞Th+2.5此时空调和热水都没有需求，系统停机待机。

(5)区间5进入区间4，制冷模式，当满足Tc-1.5＜T1＜Tc+2.7且热水进水温度＜Th-2.7时，由制冷转为热回收模式

(6)区间8，可以运行热水器或待机。如果是从区间7到区间8，热水器模式下，当满足T1＜Tc-1.5且Th-2.7＜T2＜Th+2.5时，仍然为热水器模式；如果是从区间5到区间8，制冷模式下，当满足T1＜Tc-1.5且Th-2.7＜T2＜Th+2.5时，系统停机待机。

需要说明的是，以上仅是以夏季自动模式且当前模式为制冷举例说明，如果当前为热回收或者热水器模式，同样可以根据水温比较来判断如何进行模式的转换，这里不再赘述。

夏季自动制冷转热回收模式表

夏季自动当判断需要由制冷模式转为热回收时，首先压缩机2减载至10％的最小负荷运行，30s后第二电子膨胀阀EXVC关闭同时第一四通阀4WV1由失电状态变为得电状态，60s后第二电子膨胀阀EXVC开始自动控制，180s后压缩机2允许能力加载，进入热回收模式。

冬季自动制热转热水器模式简表：

冬季自动当判断需要由制热模式转为热水器时，首先压缩机2减载至10％的最小负荷运行，30s后EXVH关闭同时第一四通阀4WV1由失电状态变为得电状态，60s后EXVH开始自动控制，180s后压缩机2允许能力加载，进入热水器模式。

需要说明的是，以上仅是以夏季自动的制冷转热回收和冬季自动的制热转热水器模式举例说明如何进行模式转换控制，其它模式间的不停机转换策略完全可以参考此处，这里不再一一赘述。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (4)

1.一种全热回收机组，包括压缩机、蒸发器、冷凝器、热回收器和储液器，其中，所述储液器的进口分别与冷凝器、蒸发器和热回收器相连，所述蒸发器与所述冷凝器之间设置有电子膨胀阀，所述电子膨胀阀包括第一电子膨胀阀、第二电子膨胀阀和第三电子膨胀阀；所述第一电子膨胀阀设置在所述储液器的出口与所述冷凝器之间；

所述第二电子膨胀阀设置在所述储液器的出口与所述蒸发器之间；

所述第三电子膨胀阀设置在所述储液器的出口与所述热回收器之间；

所述储液器与所述蒸发器、热回收器、冷凝器之间还设置有单向阀；

所述单向阀包括第一单向阀、第二单向阀和第三单向阀；所述第一单向阀的进口端与所述冷凝器相连，所述第一单向阀的出口端与所述储液器的进口相连；

所述第二单向阀的进口端与所述蒸发器相连，所述第二单向阀的出口端与所述储液器的进口相连；

所述第三单向阀的进口端与所述热回收器相连，所述第三单向阀的出口端与所述储液器的进口相连；

其特征在于，还包括第一四通阀和第二四通阀，其中，所述第一四通阀的第四口与所述压缩机的排气口连通，所述第一四通阀的第一口与所述第二四通阀的第四口连通，所述第一四通阀的第二口与所述压缩机的吸气口连通，所述第一四通阀的第三口与所述热回收器连通；所述第二四通阀的第一口与所述冷凝器的进口连通，所述第二四通阀的第二口与所述压缩机的吸气口连通，所述第二四通阀的第三口与所述蒸发器连通；

当处于制冷模式时，所述第一四通阀的第四口与所述第一四通阀的第一口导通，所述第一四通阀的第二口与所述第一四通阀的第三口导通，所述第二四通阀的第四口与所述第二四通阀的第一口导通，所述第二四通阀的第三口与所述第二四通阀的第二口导通；

当处于制热模式时，所述第一四通阀的第四口与所述第一四通阀的第一口导通，所述第一四通阀的第二口与所述第一四通阀的第三口导通，所述第二四通阀的第四口与所述第二四通阀的第三口导通，所述第二四通阀的第一口与所述第二四通阀的第二口导通；

当处于热回收模式时，所述第一四通阀的第四口与所述第一四通阀的第三口导通，所述第二四通阀的第三口与所述第二四通阀的第二口导通；

当处于热水器模式时，所述第一四通阀的第四口与所述第一四通阀的第三口导通，所述第二四通阀的第二口与所述第二四通阀的第一口导通；

当处于热水器模式下的制冷除霜时，所述第一四通阀的第四口与所述第一四通阀的第一口导通，所述第一四通阀的第三口与所述第一四通阀的第二口导通，所述第二四通阀的第四口与所述第二四通阀的第一口导通；

Tc表示空调冷冻水出水温度设定值、Th表示热水进水温度设定值；T1表示实际空调出水温度、T2表示实际热水进水温度；

当T1＞Tc+2.7且T2＜Th-2.7时，由制冷模式切换到热回收模式；

当T1＜Tc-1.5且T2＜Th-2.7时，由热回收模式转为热水器模式；

当T1＜Tc-1.5且T2＞Th+2.5，此时空调和热水都没有需求，系统停机待机；

当Tc-1.5＜T1＜Tc+2.7且T2＜Th-2.7时，由制冷转为热回收模式；

当T1＜Tc-1.5且Th-2.7＜T2＜Th+2.5时，仍然为热水器模式或待机。

2.如权利要求1所述的全热回收机组，其特征在于，所述储液器与所述第一电子膨胀阀、第二电子膨胀阀和第三电子膨胀阀之间设置有过滤器。

3.如权利要求1-2中任一项所述的全热回收机组，其特征在于，所述蒸发器为干式蒸发器。

4.如权利要求1-2中任一项所述的全热回收机组，其特征在于，所述冷凝器为风冷式冷凝器。