CN104879950A - 空调一体机系统及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种空调一体机系统及其控制方法，属于空调装置及其控制方法领域，为解决现有方案的系统效率低等问题而设计。本发明空调一体机系统包括第一压缩机、四通阀、第一换热器、第二换热器、以及第一节流装置，还包括第二压缩机、第三换热器、水箱、以及第三节流装置；第二压缩机的入口端通过吸气管连通至四通阀的C端，出口端连通至第三换热器的第一端；第三换热器的第二端连通至第二换热器的第二端；第三换热器能与水箱内的水换热。本发明空调一体机系统的控制方法是分别设定相关节流装置的开度从而分别确定两个换热器的冷凝温度。本发明空调一体机系统及其控制方法保证制热和制热水的温度可以分别独立控制，提高了系统效率和系统能力。

Description

空调一体机系统及其控制方法
技术领域
本发明涉及空调装置及其控制方法领域，尤其涉及一种空调一体机系统以及基于该空调一体机系统的控制方法。
背景技术
空调一体机系统是一种既能制冷/制热又能制热水的装置。其中，制热和制热水两个应用的所需温度不同，制热通常只需要35-45℃的冷凝温度、而制热水需要45-65℃的冷凝温度，导致部分一体机不能同时制热和制热水。
为了解决这一问题，部分一体机会直接运行在45-65℃的冷凝温度，从而使得制热部分的冷凝温度被系统提高了。即，用制取45-65℃热水的冷凝温度去满足35-45℃的制热需求。
系统效率与冷凝温度是相关的，冷凝温度越低，系统效率越高。因此，提高制热部分的冷凝温度这一方法降低了系统效率，而且还会由于冷凝温度上升而造成系统能力下降，产品无法很好地满足用户需求。
发明内容
本发明的一个目的是提出一种保证制热和制热水的温度可以分别独立控制的空调一体机系统。
本发明的另一个目的是提出一种系统能力高、系统效率高的空调一体机系统的控制方法。
为达此目的，一方面，本发明采用以下技术方案：
一种空调一体机系统，包括第一压缩机、四通阀、第一换热器、第二换热器、以及用于控制所述第一压缩机排气压力的第一节流装置，所述四通阀的A端连通至所述第一压缩机的出口端，B端连通至所述第一换热器的第一端，C端通过吸气管连通至所述第一压缩机的入口端，D端连通至所述第二换热器的第一端；所述第一换热器的第二端连通至所述第二换热器的第二端；还包括第二压缩机、第三换热器、水箱、以及用于控制所述第二压缩机排气压力的第三节流装置；其中，所述第二压缩机的入口端通过吸气管连通至所述四通阀的C端，出口端连通至所述第三换热器的第一端；所述第三换热器的第二端连通至所述第二换热器的第二端；所述第三换热器能与所述水箱内的水换热。
特别是，所述第三换热器通过换热媒介与所述水箱内的水换热。
特别是，在所述第一换热器的第二端设置有第一节流装置，在所述第二换热器的第二端设置有第二节流装置，在所述第三换热器的第二端设置有第三节流装置。
进一步，所述第三换热器的第二端连通至所述第一换热器的第二端，所述第三换热器的第二端与所述第一换热器的第二端之间设置有第四节流装置。
特别是，所述第一节流装置为电子膨胀阀、毛细管或热力膨胀阀；所述第二节流装置为电子膨胀阀、毛细管或热力膨胀阀；所述第三节流装置为电子膨胀阀、毛细管或热力膨胀阀。
特别是，所述第一压缩机为变频压缩机或变容量变频压缩机；所述第二压缩机为变频压缩机或变容量变频压缩机。
另一方面，本发明采用以下技术方案：
一种基于上述空调一体机系统的控制方法，所述控制方法是分别设定第一节流装置和第三节流装置的开度，从而分别确定两个换热器的冷凝温度。
特别是，同时制热和制热水的方法：冷媒流经吸气管后分成两路，第一路所述冷媒进入第一压缩机，流出所述第一压缩机的冷媒依次经过四通阀和第一换热器后流入第二换热器；第二路所述冷媒进入第二压缩机，流出所述第二压缩机的冷媒经第三换热器后流入所述第二换热器。
特别是，同时制冷和制热水的方法：所述冷媒经所述吸气管流入第二压缩机，流出所述第二压缩机的冷媒经所述第三换热器后流入第一换热器。
特别是，单独制热水的方法：所述冷媒经所述吸气管流入所述第二压缩机，流出所述第二压缩机的冷媒经所述第三换热器后流入所述第二换热器。
本发明空调一体机系统包括两个压缩机、三个换热器和水箱，通过分别调整两个压缩机的压缩比来调整对应的换热器的冷凝温度，保证制热和制热水的温度可以分别独立控制，提高了系统效率。
本发明空调一体机系统的控制方法是分别设定第一节流装置和第三节流装置的开度、从而分别确定两个换热器的冷凝温度，保证制热和制热水的温度既可以相同也可以不同，系统能力高、系统效率高。
附图说明
图1是本发明优选实施例一提供的空调一体机系统的结构示意图；
图2是本发明优选实施例二提供的空调一体机系统的结构示意图；
图3是本发明优选实施例三提供的空调一体机系统的结构示意图。
图中标记为：
1、第一压缩机；2、四通阀；3、第一换热器；4、第一节流装置；5、第二节流装置；6、第二换热器；7、吸气管；8、第三节流装置；9、第三换热器；10、第二压缩机；11、换热末端；12、水箱；13、第四节流装置。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
优选实施例一：
本优选实施例提供一种空调一体机系统。如图1所示，该空调一体机系统包括第一压缩机1、四通阀2、第一换热器3、第一节流装置4、第二节流装置5、第二换热器6、第二压缩机10、第三换热器9、第三节流装置8和水箱12。
其中，四通阀2的A端连通至第一压缩机1的出口端，B端连通至第一换热器3的第一端，C端通过吸气管7连通至第一压缩机1的入口端，D端连通至第二换热器6的第一端；第一换热器3的第二端依次经第一节流装置4和第二节流装置5连通至第二换热器6的第二端；第二压缩机10的入口端通过吸气管7连通至四通阀2的C端，出口端连通至第三换热器9的第一端；第三换热器9的第二端经第三节流装置8连通至第一节流装置4和第二节流装置5之间；第三换热器9能与水箱12内的水换热。
使用空调一体机系统可以分别设定第一节流装置4和第三节流装置8的开度，从而可以分别确定第一换热器3和第三换热器9的冷凝温度，即，可以令制热温度和制热水温度不同。解决了现有装置提高制热部分的冷凝温度导致系统效率低、系统能力下降等问题。
第三换热器9可以直接与水箱12内的水换热，也可以通过换热媒介与水箱12内的水换热，可根据使用需求而具体确定。
在第一换热器3的第二端设置有第一节流装置4，在第二换热器6的第二端设置有第二节流装置5，在第三换热器9的第二端设置有第三节流装置8。第一节流装置4、第二节流装置5和第三节流装置8都是电子膨胀阀。
第一压缩机1可以是变频压缩机或变容量变频压缩机；第二压缩机10也可以是变频压缩机或变容量变频压缩机。
单独制冷或制热时：第二压缩机10不运行，从吸气管7流出的冷媒流入第一压缩机1的吸气口，在第一压缩机1中压缩；制冷时，第一换热器3是蒸发器、第二换热器6是冷凝器，从第一压缩机1中排出的冷媒气体经四通阀2流向第二换热器6，在第二换热器6中换热后冷媒依次经第二节流装置5和第一节流装置4后流入第一换热器3，在第一换热器3中吸热蒸发后经四通阀2流向吸气管7；制热时，第二换热器6是蒸发器、第一换热器3是冷凝器，从第一压缩机1中排出的冷媒气体经四通阀2流向第一换热器3，在第一换热器3中换热后依次经第一节流装置4和第二节流装置5后流向第二换热器6，在第二换热器6中吸热蒸发后经四通阀2流向吸气管7。
单独制热水的方法：第一压缩机1不运行；冷媒经吸气管7流入第二压缩机10，压缩排出第二压缩机10的冷媒在第三换热器9中换热后依次经第三节流装置8和第二节流装置5流入第二换热器6，在第二换热器6中吸热蒸发后经四通阀2流入吸气管7。
同时制冷和制热水的方法：第一压缩机1不运行；冷媒经吸气管7流入第二压缩机10，压缩排出第二压缩机10的冷媒在第三换热器9中换热后依次经第三节流装置8和第一节流装置4流入第一换热器3，在第一换热器3中吸热蒸发后经四通阀2流入吸气管7。
同时制热和制热水的方法：冷媒流经吸气管7后分成两路，第一路冷媒进入第一压缩机1，流出第一压缩机1的冷媒经四通阀2流入第一换热器3，在第一换热器3中换热后依次经第一节流装置4和第二节流装置5流入第二换热器6；第二路冷媒进入第二压缩机10，流出第二压缩机10的冷媒经第三换热器9和第三节流装置8后流入第二换热器6；冷媒在第二换热器6中吸热后经四通阀2流入吸气管7。
在同时制热和制热水的方法中，当第一换热器3和第三换热器9所需的冷凝温度相同时，将第一压缩机1的压缩比和第二压缩机10的压缩比调为相同；当第一换热器3和第三换热器9所需的冷凝温度不同时，分别调整第一压缩机1的压缩比和第二压缩机10的压缩比以满足对应换热器的需求。
优选实施例二：
本优选实施例提供一种空调一体机系统，其结构和控制方法与优选实施例一基本相同。如图2所示，该空调一体机系统包括第一压缩机1、四通阀2、第一换热器3、第二换热器6、第二压缩机10、第三换热器9和水箱12。
不同之处在于：第三换热器9的第二端连通至第一换热器3的第二端，第三换热器9的第二端与第一换热器3的第二端之间设置有第四节流装置13。在同时制热和制热水的方法时，第二路冷媒进入第二压缩机10，流出第二压缩机10的冷媒经第三换热器9和第四节流装置13后与流经第一换热器3的冷媒汇合，汇合后的冷媒经过第一节流装置4和第二节流装置5后流入第二换热器6。
当两路冷媒分别经过第一节流装置4和第三节流装置8后分别经第二节流装置5流回第二换热器6时，为了控制吸气过热度的数值就需要同时调整第一节流装置4和第三节流装置8的开度。同时调整两个数值会导致调整难度大、吸气过热度的控制精度差。在冷媒经过第四节流装置13与另一路冷媒汇合的方案中，第四节流装置13的开度大致调整即可，而吸气过热度的数值调整全部依赖于第一节流装置4的开度值，调整难度低、吸气过热度的控制精度高。
优选实施例三：
本优选实施例提供一种空调一体机系统，其结构和控制方法与优选实施例一基本相同。如图3所示，该空调一体机系统包括第一压缩机1、四通阀2、第一换热器3、第二换热器6、第二压缩机10、第三换热器9和水箱12。
不同之处在于：第一换热器3处通过换热媒介与换热末端11进行换热，然后通过换热末端11为房间加热或制冷。
第一节流装置4、第二节流装置5和第三节流装置8可以都是电子膨胀阀，还可以是毛细管或热力膨胀阀。三个节流装置可以是相同的装置也可以是不同的装置，能达到节流的目的即可。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用的技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种空调一体机系统，包括第一压缩机(1)、四通阀(2)、第一换热器(3)、第二换热器(6)、以及用于控制所述第一压缩机(1)排气压力的第一节流装置(4)，所述四通阀(2)的A端连通至所述第一压缩机(1)的出口端，B端连通至所述第一换热器(3)的第一端，C端通过吸气管(7)连通至所述第一压缩机(1)的入口端，D端连通至所述第二换热器(6)的第一端；所述第一换热器(3)的第二端连通至所述第二换热器(6)的第二端；其特征在于，还包括第二压缩机(10)、第三换热器(9)、水箱(12)、以及用于控制所述第二压缩机(10)排气压力的第三节流装置(8)；其中，所述第二压缩机(10)的入口端通过吸气管(7)连通至所述四通阀的C端，出口端连通至所述第三换热器(9)的第一端；所述第三换热器(9)的第二端连通至所述第二换热器(6)的第二端；所述第三换热器(9)能与所述水箱(12)内的水换热。
2.根据权利要求1所述的空调一体机系统，其特征在于，所述第三换热器(9)通过换热媒介与所述水箱(12)内的水换热。
3.根据权利要求1所述的空调一体机系统，其特征在于，在所述第一换热器(3)的第二端设置有第一节流装置(4)，在所述第二换热器(6)的第二端设置有第二节流装置(5)，在所述第三换热器(9)的第二端设置有第三节流装置(8)。
4.根据权利要求3所述的空调一体机系统，其特征在于，所述第三换热器(9)的第二端连通至所述第一换热器(3)的第二端，所述第三换热器(9)的第二端与所述第一换热器(3)的第二端之间设置有第四节流装置(13)。
5.根据权利要求3所述的空调一体机系统，其特征在于，所述第一节流装置(4)为电子膨胀阀、毛细管或热力膨胀阀；所述第二节流装置(5)为电子膨胀阀、毛细管或热力膨胀阀；所述第三节流装置(8)为电子膨胀阀、毛细管或热力膨胀阀。
6.根据权利要求1至5任一所述的空调一体机系统，其特征在于，所述第一压缩机(1)为变频压缩机或变容量变频压缩机；所述第二压缩机(10)为变频压缩机或变容量变频压缩机。
7.一种基于权利要求1至6任一所述空调一体机系统的控制方法，其特征在于，所述控制方法是分别设定第一节流装置(4)和第三节流装置(8)的开度，从而分别确定两个换热器的冷凝温度。
8.根据权利要求7所述的空调一体机系统的控制方法，其特征在于，同时制热和制热水的方法：冷媒流经吸气管(7)后分成两路，第一路所述冷媒进入第一压缩机(1)，流出所述第一压缩机(1)的冷媒依次经过四通阀(2)和第一换热器(3)后流入第二换热器(6)；第二路所述冷媒进入第二压缩机(10)，流出所述第二压缩机(10)的冷媒经第三换热器(9)后流入所述第二换热器(6)。
9.根据权利要求7所述的空调一体机系统的控制方法，其特征在于，同时制冷和制热水的方法：所述冷媒经所述吸气管(7)流入第二压缩机(10)，流出所述第二压缩机(10)的冷媒经所述第三换热器(9)后流入第一换热器(3)。
10.根据权利要求权项7所述的空调一体机系统的控制方法，其特征在于，单独制热水的方法：所述冷媒经所述吸气管(7)流入所述第二压缩机(10)，流出所述第二压缩机(10)的冷媒经所述第三换热器(9)后流入所述第二换热器(6)。
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