CN103983044B - 一种风冷热泵机组 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种风冷热泵机组，包括：一个压缩机或是多个并联压缩机、两个相互独立的风冷换热器、两个相互独立的室外风机、水冷换热器、两个电磁阀以及三个四通阀，本发明通过将两个风冷换热器代替原来一个风冷换热器，使得风冷热泵机组在低温制冷水时，通过切断一个风冷换热器，达到减少风冷换热器面积的目的，从而降低系统回液态冷媒的风险；当风冷热泵机组在高温制热水时，通过将一个风冷换热器作为蒸发器，一个换热器作为冷凝器，实现将系统压力以及回气温度控制维持在合理范围内；当风冷热泵机组在低温制热水时，在水冷换热器结霜后需要化霜的情况下，通过将一个风冷换热器化霜，一个风冷器继续制热，满足了机组可以持续提供热水的需求。

Description

一种风冷热泵机组

技术领域

本发明涉及空调技术领域，更具体地说，涉及一种风冷热泵机组。

背景技术

现有的风冷热泵机组，风冷换热器要么全部做蒸发器使用，要么全部做冷凝器使用。在低温制冷水时，风冷换热器全部用做冷凝器，这样可能会使冷凝效果太好，蒸发器不能完全蒸发，从而导致系统回液态冷媒，严重时导致压缩机烧毁；在高温制热水时，需要压缩机排气温度高，这时系统压力也会很高，而风冷换热器全部用做蒸发器，蒸发效果太好，导致回气温度很高；在低温制热水时，当风冷换热器用做冷凝器，水冷换热器用做蒸发器，高温高压的冷媒在风冷换热器冷凝时把霜融化掉，但是，冷凝后的冷媒需要在水冷换热器里边蒸发吸热，这样，水冷换热器里面的水变成了冷水，导致机组不能持续提供给热水需求，从而影响用户的舒适性要求。

综上可知，如何提供一种风冷热泵机组，有效提高风冷热泵机组在低温制冷水、高温制热水和低温制热水时的可靠性是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种风冷热泵机组，以解决风冷热泵机组在低温制冷水、高温制热水和低温制热水时的可靠性低的问题。

一种风冷热泵机组，包括：

一个压缩机或是多个并联压缩机；

第一风冷换热器；

第一室外风机，所述第一室外风机用于给所述第一风冷换热器强化换热；

第二风冷换热器，所述第二风冷换热器与所述第一风冷换热器相互独立；

第二室外风机，所述第二室外风机与所述第一室外风机相互独立，所述第二室外风机用于给所述第二风冷换热器强化换热；

水冷换热器，所述水冷换热器的输入端分别与所述第一风冷换热器、所述第二风冷换热器连接；

第一四通阀，所述第一四通阀的第一端连接所述压缩机或所述并联压缩机的排气口，所述第一四通阀的第二端连接所述第一风冷换热器，所述第一四通阀用于控制所述第一风冷换热器作为冷凝器使用或作为蒸发器使用；

第二四通阀，所述第二四通阀的第一端连接所述压缩机或所述并联压缩机的排气口，所述第二四通阀的第二端连接所述第二风冷换热器，所述第二四通阀用于控制所述第二风冷换热器作为冷凝器使用或作为蒸发器使用；

第一电磁阀，所述第一电磁阀的输入端连接所述水冷换热器的输出端，所述第一电磁阀的输出端分别连接所述第一四通阀的第三端和第四端的公共端、所述第二四通阀的第三端和第四端的公共端，所述第一电磁阀用于控制所述水冷换热器制冷水；

第二电磁阀，所述第二电磁阀的输入端连接所述水冷换热器的输出端；

第三四通阀，所述第三四通阀的第一端连接所述压缩机或所述并联压缩机的排气口，所述第三四通阀的第二端连接所述第二电磁阀的输出端，所述第三四通阀的第三端和第四端的公共端分别连接所述第一电磁阀的输出端、所述压缩机或所述并联压缩机的回气口，其中，所述第三四通阀和第二电磁阀共同用于控制所述水冷换热器制热水。

优选的，所述第一风冷换热器通过第一电子膨胀阀与所述水冷换热器的输入端连接，所述第一电子膨胀阀用于控制流过所述第一风冷换热器的冷媒流量。

优选的，所述第二风冷换热器通过第二电子膨胀阀与所述水冷换热器的输入端连接，所述第二电子膨胀阀用于控制流过所述第二风冷换热器的冷媒流量。

优选的，还包括气液分离器；

所述气液分离器的进口连接所述第三四通阀的第三端和第四端的公共端，所述气液分离器的出口连接所述压缩机或所述并联压缩机的回气口。

优选的，所述气液分离器出口与所述压缩机或所述并联压缩机的回气口的连接回路上安装有低压压力开关。

优选的，所述第一四通阀、所述第二四通阀和所述第三四通阀的公共端安装有高压压力开关。

优选的，所述第一风冷换热器和所述第二风冷换热器的型号相同。

优选的，所述第一室外风机和所述第二室外风机的型号相同。

优选的，所述第一电磁阀和所述第二电磁阀的型号相同。

优选的，所述第一四通阀、所述第二四通阀和所述第三四通阀的型号相同。

从上述的技术方案可以看出，本发明提供了一种风冷热泵机组，包括：一个压缩机或是多个并联压缩机、两个相互独立的风冷换热器、两个相互独立的室外风机、水冷换热器、两个电磁阀以及三个四通阀，本发明通过将两个风冷换热器代替原来一个风冷换热器，使得风冷热泵机组在低温制冷水时，通过切断一个风冷换热器，达到减少风冷换热器面积的目的，从而降低系统回液态冷媒的风险；当风冷热泵机组在高温制热水时，通过将一个风冷换热器作为蒸发器，一个换热器作为冷凝器，实现将系统压力以及回气温度控制维持在合理范围内；当风冷热泵机组在低温制热水时，在水冷换热器结霜后需要化霜的情况下，通过将一个风冷换热器化霜，一个风冷器继续制热，满足了机组可以持续提供热水的需求，从而保证了用户的舒适度。因此，本发明提供的风冷热泵机组有效提高风冷热泵机组在低温制冷水、高温制热水和低温制热水时的可靠性。

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为本发明实施例公开的一种风冷热泵机组的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例公开了一种风冷热泵机组，以解决风冷热泵机组在低温制冷水、高温制热水和低温制热水时的可靠性低的问题。

参见图1，本发明实施例公开了一种风冷热泵机组的结构示意图，风冷热泵机组包括：

一个压缩机1或是多个并联压缩机，例如图1示出两个并联连接的压缩机1；

第一风冷换热器2；

第一室外风机3，第一室外风机3用于给第一风冷换热器2强化换热；

第二风冷换热器4，第二风冷换热器4与第一风冷换热器2相互独立；

第二室外风机5，第二室外风机5与第一室外风机3相互独立，第二室外风机5用于给第二风冷换热器4强化换热；

水冷换热器6，水冷换热器6的输入端分别与第一风冷换热器2、第二风冷换热器4连接；

其中，水冷换热器6水流的进口和出口入图1中箭头所示。

第一四通阀7，第一四通阀7的第一端D连接压缩机1或是多个并联压缩机的排气口，第一四通阀7的第二端E连接第一风冷换热器2，第一四通阀7用于控制第一风冷换热器2作为冷凝器使用或作为蒸发器使用；

第二四通阀8，第二四通阀8的第一端D连接压缩机1或是多个并联压缩机的排气口，第二四通阀8的第二端E连接第二风冷换热器4，第二四通阀8用于控制第二风冷换热器4作为冷凝器使用或作为蒸发器使用；

第一电磁阀9，第一电磁阀9的输入端连接水冷换热器6的输出端，第一电磁阀9的输出端分别连接第一四通阀7的第三端C和第四端S的公共端、第二四通阀8的第三端C和第四端S的公共端，第一电磁阀9用于控制水冷换热器6制冷水；

第二电磁阀10，第二电磁阀10的输入端连接水冷换热器6的输出端；

第三四通阀11，第三四通阀11的第一端D连接压缩机1或是多个并联压缩机的排气口，第三四通阀11的第二端E连接第二电磁阀10的输出端，第三四通阀11的第三端C和第四端S的公共端分别连接第一电磁阀9的输出端、压缩机1或是多个并联压缩机的回气口，其中，第三四通阀11和第二电磁阀10共同用于控制水冷换热器6制热水。

需要说明的是，四通阀(例如上述第一四通阀7、第二四通阀8和第三四通阀11)在掉电的时候，第一端D和第三端C导通，第二端E和第四端S导通；

四通阀在上电的时候，第一端D和第二端E导通，第三端C和第四端S导通。

较优的，本实施例中，水冷换热器6可以是板式换热器、套管换热器或是壳管式换热器等。

综上可以看出，本发明通过将两个风冷换热器代替原来一个风冷换热器，使得风冷热泵机组在低温制冷水时，通过切断一个风冷换热器，达到减少风冷换热器面积的目的，从而降低系统回液态冷媒的风险；当风冷热泵机组在高温制热水时，通过将一个风冷换热器作为蒸发器，一个换热器作为冷凝器，实现将系统压力以及回气温度控制维持在合理范围内；当风冷热泵机组在低温制热水时，在水冷换热器结霜后需要化霜的情况下，通过将一个风冷换热器化霜，一个风冷器继续制热，满足了机组可以持续提供热水的需求，从而保证了用户的舒适度。因此，本发明提供的风冷热泵机组有效提高风冷热泵机组在低温制冷水、高温制热水和低温制热水时的可靠性。

本领域技术人员可以理解的是，为保证第一风冷换热器2和第二风冷换热器4在作为冷凝器使用时有很好的制冷效果，或是作为蒸发器使用时有很好的制热效果，因此，控制流过第一风冷换热器2和第二风冷换热器4的冷媒流量至关重要。

因此，第一风冷换热器2通过第一电子膨胀阀12与水冷换热器6的输入端连接，第一电子膨胀阀12用于控制流过第一风冷换热器2的冷媒流量。

同理，第二风冷换热器4通过第二电子膨胀阀13与水冷换热器6的输入端连接，第二电子膨胀阀13用于控制流过第二风冷换热器4的冷媒流量。

为进一步优化上述实施例，还包括：气液分离器14；

气液分离器14的进口连接第三四通阀11的第三端C和第四端S的公共端，气液分离器14的出口连接压缩机1或并联压缩机的回气口。

气液分离器14用于对流入压缩机1或并联压缩机的回气口的气态冷媒进行气液分离。

风冷热泵机组在制冷水和制热水的循环控制具体如下：

风冷热泵机组制冷水时，第一四通阀7和第二四通阀8掉电，第一电子膨胀阀12和第二电子膨胀阀13在电控系统的控制下打开，第一电磁阀9打开、第二电磁阀10关闭、第三四通阀11上电。压缩机1排除的高温高压的冷媒一部分到第一风冷换热器2冷凝后经第一电子膨胀阀12节流降压，一部分到第二风冷换热器4冷凝后经第二电子膨胀阀13节流降压，第一风冷换热器2和第二风冷换热器4节流降压后的液态冷媒到水冷换热器6去蒸发吸热，蒸发吸热后变成气态冷媒经过第一电磁阀9回到气液分离器14，最终回到压缩机1完成制冷循环，达到风冷热泵机组制冷水的目的。

风冷热泵机组制热水时，第三四通阀11掉电，第二电磁阀10打开，第一电磁阀9关闭，第一电子膨胀阀12、第二电子膨胀阀13在电控系统的控制下打开，第一四通阀7、第二四通阀8上电。压缩机1排除的高温高压的冷媒经过第三四通阀11、第二电磁阀10后到水冷换热器6冷凝，一部分经过第一电子膨胀阀12节流降压后到第一风冷换热器2蒸发吸热后经过第一四通阀7回到气液分离器14，一部分经过第二电子膨胀阀13节流降压后到第二风冷换热器4蒸发吸热后经过第二四通阀8回到气液分离器14，最终回到压缩机1完成制热循环，达到制热水的目的。

本发明公开的风冷热泵机组提高风冷热泵机组在低温制冷水、高温制热水和低温制热水时的可靠性的具体过程如下：

在风冷热泵机组低温制冷水时，风冷侧环境温度低，不需要全部做冷凝器，此时，可以关闭一个风冷侧换热器，比如关闭第二风冷换热器4。风冷热泵机组第一四通阀7掉电，第二四通阀8上电，第一电子膨胀阀12在电控系统的控制下打开，第二电子膨胀阀13关闭，第一电磁阀9打开、第二电磁阀10关闭、第三四通阀11上电。压缩机1排除的高温高压的冷媒全部到风冷侧换热器A冷凝后经第一电子膨胀阀12节流降压，冷媒经过第一风冷换热器2节流降压后的液态冷媒到水冷换热器6去蒸发吸热，蒸发吸热后变成气态冷媒经过第一电磁阀9回到气液分离器14，最终回到压缩机1完成制冷循环，达到风冷热泵机组制冷水的目的。同时也保证了在低环境温度下制冷水的系统可靠性。

需要说明的是，由于第二四通阀8上电，第二电子膨胀阀13关闭，压缩机1排除的高温高压冷媒在第二四通阀8内被毛细管堵掉，制冷流过少量的冷媒经过毛细管回到气液分离器14，而第二风冷换热器4内的冷媒经过第二四通阀8后回到气液分离器14，也就是相当于第二风冷换热器4内不流通冷媒。

在风冷热泵机组高温制热水时，水冷换热器6做冷凝器，风冷换热器做蒸发器，风冷侧环境温度高，蒸发效果好，而压缩机1排气温度高、排气压力高，这样可以增大冷凝器面积，减少蒸发器面积。比如将第一风冷换热器2作为蒸发器，第二风冷换热器4作为冷凝器，水冷换热器6作为冷凝器。控制过程如下：第三四通阀11掉电、第二电磁阀10打开、第一电磁阀9关闭、第一电子膨胀阀12、第二电子膨胀阀13在电控系统的控制下打开，第一四通阀7上电，第二四通阀8掉电，压缩机1排除的高温高压冷媒一部分经过第三四通阀11、第二电磁阀10后到水冷换热器6内冷凝，一部分经过第二四通阀8后到第二风冷换热器4冷凝后经过第二电子膨胀阀13，两路冷媒最终在第二电子膨胀阀13和第一电子膨胀阀12之间会合。然后经过第一电子膨胀阀12节流降压后到第一风冷换热器2内蒸发吸热后经过第一四通阀7后回到气液分离器14后回到压缩机1完成整个冷媒循环。

在风冷热泵机组低温制热水时，基本控制过程参见上述风冷热泵机组制热水时，但是由于风冷侧环境温度低，风冷换热器会结霜，如果两个风冷换热器(第一风冷换热器2和第二风冷换热器4)同时出霜，会造成水冷换热器6内的水变成冷水，这样会影响到风冷热泵机组不能持续制热水，影响用户的舒适性。当风冷换热器需要化霜时，可以让一个风冷换热器做冷凝器来除霜，一个风冷换热器做蒸发器，从而保证电控系统持续制热水。风冷换热器化霜过程具体参见风冷热泵机组在高温制热水时的化霜过程，此处不再赘述。

综上可以看出，本发明通过将两个风冷换热器代替原来一个风冷换热器，使得风冷热泵机组在低温制冷水时，通过切断一个风冷换热器，达到减少风冷换热器面积的目的，从而降低系统回液态冷媒的风险；当风冷热泵机组在高温制热水时，通过将一个风冷换热器作为蒸发器，一个换热器作为冷凝器，实现将系统压力以及回气温度控制维持在合理范围内；当风冷热泵机组在低温制热水时，在水冷换热器结霜后需要化霜的情况下，通过将一个风冷换热器化霜，一个风冷器继续制热，满足了机组可以持续提供热水的需求，从而保证了用户的舒适度。因此，本发明提供的风冷热泵机组有效提高风冷热泵机组在低温制冷水、高温制热水和低温制热水时的可靠性。

本领域技术人员可以理解的是，风冷热泵机组中的压力过高或是过低都会影响风冷热泵机组的稳定运行。因此，本发明为保证风冷热泵机组稳定可靠的运行，在上述实施例中：

在气液分离器14出口与压缩机1或并联压缩机的回气口的连接回路上安装有低压压力开关21。

当气液分离器14出口与压缩机1或并联压缩机的回气口之间的气体压力低于预设值时，低压压力开关21自动断开，并向电控系统发送一个压力信号，从而电控系统依据接收到的压力信号采取相应的保护措施，例如，关掉压缩机1。

第一四通阀7、第二四通阀8和第三四通阀11的公共端安装有高压压力开关22。

当压缩机1或并联压缩机排除的气体的压力查过预设值时，高压压力开关22自动断开，并向电控系统发送一个压力信号，从而电控系统依据接收到的压力信号采取相应的保护措施，例如，关掉压缩机1。

需要说明的一点是，上述实施例中，第一风冷换热器2和第二风冷换热器4的型号可以相同，也可以不同。其中，优选相同型号。

第一室外风机3和第二室外风机5的型号可以相同，也可不同，此处不做限定。

第一电磁阀9和第二电磁阀10的型号优选相同型号，当然，也可以为不同型号。

同理，第一四通阀7、第二四通阀8和第三四通阀11的型号可以全部相同、或是全不相同，或是不完全相同，此处不做限定。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

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 (10)

1.一种风冷热泵机组，其特征在于，包括：

一个压缩机或是由多个压缩机并联而成的并联压缩机；

第一风冷换热器；

第一室外风机，所述第一室外风机用于给所述第一风冷换热器强化换热；

第二风冷换热器，所述第二风冷换热器与所述第一风冷换热器相互独立；

第二室外风机，所述第二室外风机与所述第一室外风机相互独立，所述第二室外风机用于给所述第二风冷换热器强化换热；

水冷换热器，所述水冷换热器的输入端分别与所述第一风冷换热器、所述第二风冷换热器连接；

第一四通阀，所述第一四通阀的第一端连接所述压缩机或所述并联压缩机的排气口，所述第一四通阀的第二端连接所述第一风冷换热器，所述第一四通阀用于控制所述第一风冷换热器作为冷凝器使用或作为蒸发器使用；

第二四通阀，所述第二四通阀的第一端连接所述压缩机或所述并联压缩机的排气口，所述第二四通阀的第二端连接所述第二风冷换热器，所述第二四通阀用于控制所述第二风冷换热器作为冷凝器使用或作为蒸发器使用；

第一电磁阀，所述第一电磁阀的输入端连接所述水冷换热器的输出端，所述第一电磁阀的输出端分别连接所述第一四通阀的第三端和第四端的公共端、所述第二四通阀的第三端和第四端的公共端，所述第一电磁阀用于控制所述水冷换热器制冷水；

第二电磁阀，所述第二电磁阀的输入端连接所述水冷换热器的输出端；

第三四通阀，所述第三四通阀的第一端连接所述压缩机或所述并联压缩机的排气口，所述第三四通阀的第二端连接所述第二电磁阀的输出端，所述第三四通阀的第三端和第四端的公共端分别连接所述第一电磁阀的输出端、所述压缩机或所述并联压缩机的回气口，其中，所述第三四通阀和第二电磁阀共同用于控制所述水冷换热器制热水。

2.根据权利要求1所述的风冷热泵机组，其特征在于，所述第一风冷换热器通过第一电子膨胀阀与所述水冷换热器的输入端连接，所述第一电子膨胀阀用于控制流过所述第一风冷换热器的冷媒流量。

3.根据权利要求1所述的风冷热泵机组，其特征在于，所述第二风冷换热器通过第二电子膨胀阀与所述水冷换热器的输入端连接，所述第二电子膨胀阀用于控制流过所述第二风冷换热器的冷媒流量。

4.根据权利要求1所述的风冷热泵机组，其特征在于，还包括气液分离器；

所述气液分离器的进口连接所述第三四通阀的第三端和第四端的公共端，所述气液分离器的出口连接所述压缩机或所述并联压缩机的回气口。

5.根据权利要求4所述的风冷热泵机组，其特征在于，所述气液分离器出口与所述压缩机或所述并联压缩机的回气口的连接回路上安装有低压压力开关。

6.根据权利要求1所述的风冷热泵机组，其特征在于，所述第一四通阀、所述第二四通阀和所述第三四通阀的公共端安装有高压压力开关。

7.根据权利要求1所述的风冷热泵机组，其特征在于，所述第一风冷换热器和所述第二风冷换热器的型号相同。

8.根据权利要求1所述的风冷热泵机组，其特征在于，所述第一室外风机和所述第二室外风机的型号相同。

9.根据权利要求1所述的风冷热泵机组，其特征在于，所述第一电磁阀和所述第二电磁阀的型号相同。

10.根据权利要求1所述的风冷热泵机组，其特征在于，所述第一四通阀、所述第二四通阀和所述第三四通阀的型号相同。