CN107726667A - 多联式空调系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及空调技术领域，具体涉及一种多联式空调系统。本发明旨在解决独立设置两套空调系统存在投入成本高的问题。多联式空调系统包括室外换热器、用于非机房室内的至少一个第一室内换热器、用于机房的至少一个第二室内换热器、第一四通阀、第一压缩机、以及与第二室内换热器数量相同的第二四通阀和第二压缩机，每个第一换热器的第一端与室外换热器的第一端连接，第二端通过第一四通阀和第一压缩机与室外换热器的第二端连接；每个第二换热器的第一端与室外换热器的第一端连接，第二端通过一个第二四通阀和一个第二压缩机与室外换热器的第二端连接。通过第一/第二室内换热器同时与室外换热器连接，实现了室外机的共用，降低了成本。

Description

多联式空调系统

技术领域

本发明涉及空调技术领域，具体涉及一种多联式空调系统。

背景技术

随现在社会信息技术的进步发展，中小型数据中心越来越多，这些数据中心或小型机房多设在办公楼内与办公区域相邻的某个房间内。由于办公区域和机房内电子设备对环境参数的调节要求不同，即办公区域需要冬暖夏凉的室内环境，而机房内电子设备则需要全年保持恒温恒湿的室内环境，因此办公楼内通常安装有相互独立的两套空调系统：其一是为办公区域提供夏季制冷、冬季制热的多联式舒适性空调系统，其二是为电子设备提供全年恒温恒湿运行的机房空调系统。

上述独立设置的两套空调系统虽然解决了不同区域的环境参数调节需求不同的问题，但是相应的也存在着一些缺陷，其主要表现在：首先，独立设置的两套空调系统需要在建筑物外分别安装室外机，尤其是机房空调系统，由于其一般为一拖一单元式产品，室内机和室外机一一对应，如果一个机房内同时安装多套机组，就会造成建筑物外同时安装有多台室外机，不仅影响建筑物美观，而且还存在初期施工繁琐、投入成本高以及后期运行维护复杂等问题；其次，两套单独运行的空调系统不能进行综合能源管理，还导致了能源浪费、运行费用高等缺陷。也就是说，现有技术中采用独立设置的两套空调系统存在投入成本高、能源浪费大的问题。

相应地，本领域需要一种新的空调系统来解决上述问题。

发明内容

为了解决现有技术中的上述问题，即为了解决现有技术中办公区域和机房采用独立设置的两套空调系统存在的投入成本高、能源浪费大的问题，本发明提供了一种多联式空调系统，包括室外换热器、用于非机房室内制冷或制热的第一室内换热器组、用于机房制冷或制热的第二室内换热器组、第一四通阀、第一压缩机、第二四通阀组以及第二压缩机组，其中，所述第一室内换热器组包括至少一个第一室内换热器，所述第二室内换热器组包括至少一个第二室内换热器，所述第二四通阀组包括与所述第二室内换热器数量相同的第二四通阀，所述第二压缩机组包括与所述第二四通阀数量相同的第二压缩机；其中，每个所述第一室内换热器的第一端与所述室外换热器的第一端连接，每个所述第一室内换热器的第二端通过所述第一四通阀和所述第一压缩机与所述室外换热器的第二端连接；其中，每个所述第二室内换热器的第一端与所述室外换热器的第一端连接，每个所述第二室内换热器的第二端通过一个所述第二四通阀和一个所述第二压缩机与所述室外换热器的第二端或所述第一室内换热器组的第二端连接。

在上述多联式空调系统的优选技术方案中，所述第二室内换热器组包括多个所述第二室内换热器，所述第二压缩机组和所述第二四通阀组分别包括与所述第二室内换热器数量相同的第二压缩机和第二四通阀。

在上述多联式空调系统的优选技术方案中，所述多联式空调系统还包括与所述第二室内换热器数量相同的第一电磁阀和第二电磁阀，所述第一电磁阀选择性地将所述第一压缩机的排气侧与所述第二压缩机的排气侧连通，所述第二电磁阀选择性地将所述第一压缩机的吸气侧与所述第二压缩机的吸气侧连通。

在上述多联式空调系统的优选技术方案中，所述第一室内换热器组包括多个第一室内换热器，所述多个第一室内换热器彼此并联连接。

在上述多联式空调系统的优选技术方案中，所述室外换热器与每个所述第一室内换热器之间还设置有第一膨胀阀。

在上述多联式空调系统的优选技术方案中，所述室外换热器与每个所述第二室内换热器之间还设置有第二膨胀阀。

在上述多联式空调系统的优选技术方案中，所述室外换热器、所述第一四通阀以及所述第一压缩机设置于所述多联式空调系统的室外机，每个所述第一室内换热器设置于多联式空调系统的第一室内机，每个所述第二室内换热器、所述第二四通阀以及所述第二压缩机设置于所述多联式空调系统的第二室内机。

在上述多联式空调系统的优选技术方案中，所述第一室内机还设置有第一控制器和第一温度传感器，所述第一控制器用于根据所述第一温度传感器检测到的室内温度控制所述第一膨胀阀的开度；并且/或者调整所述第一四通阀的方向；并且/或者控制所述第一压缩机的启停。

在上述多联式空调系统的优选技术方案中，所述第二室内机还设置有第二控制器和第二温度传感器，所述第二控制器用于根据所述第二温度传感器检测到的机房温度调整所述第二膨胀阀的开度；并且/或者调整所述第二四通阀的方向；并且/或者控制所述第二压缩机启停。

在上述多联式空调系统的优选技术方案中，所述第二控制器还用于控制所述第一电磁阀和/或所述第二电磁阀的开闭。

本领域技术人员能够理解的是，在本发明的优选技术方案中，多联式空调系统包括室外换热器、用于非机房室内制冷或制热的第一室内换热器组、用于机房制冷或制热的第二室内换热器组、第一四通阀、第一压缩机、第二四通阀组以及第二压缩机组。其中，第一室内换热器组包括至少一个第一室内换热器，每个第一室内换热器的第一端与室外换热器的第一端连接，每个第一室内换热器的第二端通过第一四通阀和第一压缩机与室外换热器的第二端连接。其中，第二室内换热器组包括至少一个第二室内换热器，第二压缩机组和第二四通阀组分别包括与第二室内换热器数量相同的第二压缩机和第二四通阀。每个第二室内换热器的第一端与室外换热器的第一端连接，每个第二室内换热器的第二端通过一个第二四通阀和一个第二压缩机与室外换热器的第二端或第一室内换热器组的第二端连接。通过上述设置方式，本发明的多联式空调系统实现了非机房空调系统和机房空调系统的结合，使第一室内换热器和第二室内换热器共用一个室外换热器，解决了现有技术采用独立设置的两套空调系统存在的投入成本高、能源浪费大的问题。进一步地，每个第二室内换热器连接一个第二四通阀和一个第二压缩机，不仅可以增强第二室内换热器的冷媒循环，而且第二压缩机和第二四通阀还可以作为第一压缩机和第一四通阀的冗余设计，提高多联式空调系统的运行稳定性。

附图说明

下面参照附图并结合办公室和数据机房的应用场景来描述本发明的多联机空调系统。附图中：

图1为本发明的多联式空调系统的结构示意图；

图2A为本发明的多联式空调系统在办公室制冷、机房制冷模式的工作原理示意图；

图2B为本发明的多联式空调系统在办公室制冷、机房制热模式的工作原理示意图；

图2C为本发明的多联式空调系统在办公室制热、机房制热模式的工作原理示意图；

图2D为本发明的多联式空调系统在办公室制热、机房制冷模式的工作原理示意图。

附图标记列表

11、室外换热器；21、第一室内换热器组；211、第一室内换热器；22、第二室内换热器组；221、第二室内换热器；31、第一四通阀；32、第二四通阀组；321、第二四通阀；41、第一压缩机；42、第二压缩机组；421、第二压缩机；51、第一膨胀阀；52、第二膨胀阀；61、第一电磁阀；62、第二电磁阀。

具体实施方式

下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非旨在限制本发明的保护范围。例如，虽然附图中是结合两个第一室内换热器和两个第二室内换热器进行描述的，但是这种设置方式非一成不变，本领域技术人员可以根据需要对其作出调整，以便适应具体的应用场合。例如，办公室内还可以设置1个或3个第一室内换热器，机房内还可以设置1个或3个第二室内换热器等。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

首先参照图1，图1为本发明的多联式空调系统的结构示意图。如图1所示，为了解决现有技术中办公区域和机房采用独立设置的两套空调系统存在的投入成本高、能源浪费大的问题，本发明的多联式空调系统包括室外换热器11、用于办公室制冷或制热的第一室内换热器组21、用于机房制冷或制热的第二室内换热器组22、第一四通阀31、第一压缩机41、第二四通阀组32以及第二压缩机组42。第一室内换热器组21包括并联连接的两个第一室内换热器211，两个第一室内换热器211并联后的第一端(图1中第一室内换热器211并联后的左端)与室外换热器11的第一端(图1中室外换热器11的上端)连接，两个第一室内换热器211并联后的第二端(图1中第一室内换热器211并联后的右端)通过第一四通阀31与第一压缩机41与室外换热器11的第二端(图1中室外换热器11的下端)连接。第二室内换热器组22包括两个并联连接的第二室内换热器221，第二四通阀组32优选地包括两个与第二室内换热器221对应的第二四通阀321，第二压缩机组42优选地包括与第二室内换热器221对应的两个第二压缩机421，两个第二室内换热器221并联后的第一端(图1中第二室内换热器221并联后的左端)与室外换热器11的第一端连接，每个第二室内换热器221的第二端(图1中第二室内换热器221的右端)通过一个第二四通阀321和一个第二压缩机421与室外换热器11的第二端或第一室内换热器211并联后的第二端连接。

继续参照图1，为控制空调系统中流经每个第一室内换热器211/第二室内换热器221的冷媒流量，每个第一室内换热器211与室外换热器11之间还设置有第一膨胀阀51，每个第二室内换热器221与室外换热器11之间还设置有第二膨胀阀52。为实现办公室室内机和机房室内机工作模式的单独控制，多联式空调系统中还设置有与两个第二室内换热器221对应的两个第一电磁阀61和两个第二电磁阀62，按照图1方位，两个第一电磁阀61分别设置于第一四通阀31的下端口与两个第二四通阀321的左端口之间，用于选择性地将第一压缩机41的排气侧与第二压缩机421的排气侧连通，两个第二电磁阀62分别设置于第一四通阀31的右端口与两个第二四通阀321的左端口之间，用于选择性地将第一压缩机41的吸气侧与第二压缩机421的吸气侧连通，也就是用来实现前述的每个第二室内换热器221的第二端通过一个第二四通阀321和一个第二压缩机421与室外换热器11的第二端或第一室内换热器211并联后的第二端连接。

在一种可能的实施方式中，室外换热器11、第一四通阀31以及第一压缩机41设置于多联式空调系统的室外机，每个第一室内换热器211设置于多联式空调系统的一个第一室内机(即办公室室内机)，每个第二室内换热器221、第二四通阀321以及第二压缩机421设置于多联式空调系统的一个第二室内机(即机房室内机)。也就是说，图1示出的多联式空调系统包括一个室外机、以及与该室外机连接的两个办公室室内机以及两个机房室内机。

此外，办公室室内机还设置有第一控制器(图中未示出)和第一温度传感器(图中未示出)，第一控制器用于根据第一温度传感器检测到的室内温度(如办公室室内机的回风温度)控制第一膨胀阀51的开度；并且/或者调整所述第一四通阀的方向；并且/或者控制所述第一压缩机41的启停。机房室内机还设置有第二控制器(图中未示出)和第二温度传感器(图中未示出)，第二控制器用于根据第二温度传感器检测到的机房温度(如机房室内机的回风温度)调整第二膨胀阀52的开度；并且/或者控制第一电磁阀61和第二电磁阀62的开闭；并且/或者调整第二四通阀321的方向；并且/或者控制第二压缩机421启停。

通过上述描述可以看出，通过将办公室室内机的第一室内换热器211和机房室内机的第二室内换热器221均与室外机的室外换热器11连接，本发明的多联式空调系统可以将办公室空调系统和机房空调系统集成在一套多联式空调系统内，使两套系统在单独控制的基础上，实现室外机的共用。这种设置方式不仅节约成本，而且还大大减小了多联式空调系统的安装难度和维修复杂度。进一步地，在每个第二室内换热器221回路中设置一个第二四通阀321和一个第二压缩机421，不仅可以增强第二室内换热器221的冷媒循环，而且第二压缩机421和第二四通阀321还可以作为第一压缩机41和第一四通阀31的冗余设计，提高多联式空调系统的运行稳定性。

当然，上述设置方式只是本发明的一种可能的实施方式，在不偏离本发明原理的情形下，本领域技术人员还可以对其做出灵活调整，以便本发明适应更加具体的应用场景。例如两个第二室内换热器221还可以共用一个第二四通阀321和第二压缩机421，此时第二四通阀321和第二压缩机421可以设置于室外机中。再如第一控制器和第二控制器可以集成为一个控制器等。

下面参照图2A至图2D，其中图2A为本发明的多联式空调系统在办公室制冷、机房制冷模式的工作原理示意图；图2B为本发明的多联式空调系统在办公室制冷、机房制热模式的工作原理示意图；图2C为本发明的多联式空调系统在办公室制热、机房制热模式的工作原理示意图；图2D为本发明的多联式空调系统在办公室制热、机房制冷模式的工作原理示意图。

如图2A至图2D所示，在上述设置方式下，本发明的多联式空调系统可以分为四种工作模式：

1)办公室制冷、机房制冷模式。如图2A所示，两个第一电磁阀61打开，两个第二电磁阀62关闭，第一四通阀31和两个第二四通阀321保持初始状态。此时系统中的一部分冷媒依次流经室外换热器11、两个第一膨胀阀51、两个第一室内换热器211、第一四通阀31以及第一压缩机41后返回室外换热器11，完成办公室的制冷循环；系统中的另一部分冷媒依次流经室外换热器11、两个第二膨胀阀52、两个第二室内换热器221、两个第二四通阀321、两个第二压缩机421和第一四通阀31后返回室外换热器11，完成机房的制冷循环。例如在夏季，办公室和机房都需要制冷时，此时空调系统以上述工作模式运行，并通过调节第一膨胀阀51的开度、和/或第二膨胀阀52的开度、和/或第一压缩机41的启停来调节办公室温度和机房温度。

2)办公室制冷、机房制热模式。如图2B所示，两个第一电磁阀61关闭，两个第二电磁阀62打开，第一四通阀31保持初始状态，两个第二四通阀321换向。此时系统中的一部分冷媒依次流经室外换热器11、两个第一膨胀阀51、两个第一室内换热器211、第一四通阀31以及第一压缩机41后返回室外换热器11，完成办公室的制冷循环；系统中的另一部分冷媒依次流经两个第一室内换热器211、第一四通阀31、两个第二四通阀321、两个第二压缩机421、两个第二室内换热器221、两个第二膨胀阀52和两个第一膨胀阀51后返回两个第一室内换热器211，完成机房的制热循环。例如在夏季，办公室和机房均处于制冷模式(即图2A所示的工作模式)，但机房的温度低于设定的温度，此时通过将第一电磁阀61关闭，第二电磁阀62打开、以及第二四通阀321换向的方式，使机房以制热模式运行，提高机房温度，达到恒温恒湿的要求。

3)办公室制热、机房制热模式。如图2C所示，两个第一电磁阀61关闭，两个第二电磁阀62打开，第一四通阀31和两个第二四通阀321换向。此时系统中的一部分冷媒依次流经室外换热器11、第一四通阀31、第一压缩机41、两个第一室内换热器211和两个第一膨胀阀51后返回室外换热器11，完成办公室的制热循环；系统中的另一部分冷媒依次流经室外换热器11、第一四通阀31、两个第二四通阀321、两个第二压缩机421、两个第二室内换热器221和两个第二膨胀阀52后返回室外换热器11，完成机房的制热循环。例如在冬季，办公室和机房都需要制热时，此时空调系统以上述工作模式运行，并通过调节第一膨胀阀51的开度、和或第二膨胀阀52的开度、和或第一压缩机41的启停来调节办公室温度和机房温度。

4)办公室制热、机房制冷模式。如图2D所示，两个第一电磁阀61打开，两个第二电磁阀62关闭，第一四通阀31换向，两个第二四通阀321保持初始状态。此时系统中的一部分冷媒依次流经室外换热器11、第一四通阀31、第一压缩机41、两个第一室内换热器211和两个第一膨胀阀51后返回室外换热器11，完成办公室的制热循环；系统中的另一部分冷媒依次流经两个第二室内换热器221、两个第二四通阀321、两个第二压缩机421、第一四通阀31、两个第一室内换热器211、两个第一膨胀阀51和两个第二膨胀阀52后返回第二室内换热器221，完成机房的制冷循环。例如在冬季，办公室和机房均处于制热模式(即图2C所示的工作模式)，但机房的温度高于设定的温度，此时通过将第一电磁阀61打开，第二电磁阀62关闭、以及第二四通阀321换向的方式，使机房以制冷模式运行，降低机房温度，达到恒温恒湿的要求。

由上述描述可以看出，本发明的多联式空调系统可以实现三种循环回路，分别是：由室外换热器11、第一膨胀阀51、第一室内换热器211、第一四通阀31以及第一压缩机41构成的办公室制冷/制热循环回路；由室外换热器11、第二膨胀阀52、第二室内换热器221、第二四通阀321以及第二压缩机421构成的机房制冷/制热循环回路；以及由第一室内换热器211、第一膨胀阀51、第二室内换热器221、第二膨胀阀52、第一四通阀31、第二四通阀321以及第二压缩机421构成的机房制冷/制热循环回路。也就是说，除了实现办公室室内机和机房室内机的室外机共用和单独控制外，本发明还可以实现机房内的热量和冷量的回收，并将其用于办公室的制热或制冷，实现能源的高效利用，降低运行费用。

最后需要说明的是，虽然本优选的实施方式是结合办公室和机房的应用场景进行描述的，但是这并非用于限制本发明的保护范围，在不偏离本发明原理的条件下，本领域技术人员还可以将本发明应用于其他应用场景，如居住房间和机房、超市的大厅和冷藏室组合的应用场景等。

至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种多联式空调系统，其特征在于，所述多联式空调系统包括室外换热器、用于非机房室内制冷或制热的第一室内换热器组、用于机房制冷或制热的第二室内换热器组、第一四通阀、第一压缩机、第二四通阀组以及第二压缩机组，

其中，所述第一室内换热器组包括至少一个第一室内换热器，所述第二室内换热器组包括至少一个第二室内换热器，所述第二四通阀组包括与所述第二室内换热器数量相同的第二四通阀，所述第二压缩机组包括与所述第二四通阀数量相同的第二压缩机；

其中，每个所述第一室内换热器的第一端与所述室外换热器的第一端连接，每个所述第一室内换热器的第二端通过所述第一四通阀和所述第一压缩机与所述室外换热器的第二端连接；

其中，每个所述第二室内换热器的第一端与所述室外换热器的第一端连接，每个所述第二室内换热器的第二端通过一个所述第二四通阀和一个所述第二压缩机与所述室外换热器的第二端或所述第一室内换热器组的第二端连接。

2.根据权利要求1所述的多联式空调系统，其特征在于，所述第二室内换热器组包括多个所述第二室内换热器，所述第二压缩机组和所述第二四通阀组分别包括与所述第二室内换热器数量相同的第二压缩机和第二四通阀。

3.根据权利要求2所述的多联式空调系统，其特征在于，所述多联式空调系统还包括与所述第二室内换热器数量相同的第一电磁阀和第二电磁阀，所述第一电磁阀选择性地将所述第一压缩机的排气侧与所述第二压缩机的排气侧连通，所述第二电磁阀选择性地将所述第一压缩机的吸气侧与所述第二压缩机的吸气侧连通。

4.根据权利要求2或3所述的多联式空调系统，其特征在于，所述第一室内换热器组包括多个第一室内换热器，所述多个第一室内换热器彼此并联连接。

5.根据权利要求4所述的多联式空调系统，其特征在于，所述室外换热器与每个所述第一室内换热器之间还设置有第一膨胀阀。

6.根据权利要求5所述的多联式空调系统，其特征在于，所述室外换热器与每个所述第二室内换热器之间还设置有第二膨胀阀。

7.根据权利要求6所述的多联式空调系统，其特征在于，所述室外换热器、所述第一四通阀以及所述第一压缩机设置于所述多联式空调系统的室外机，每个所述第一室内换热器设置于所述多联式空调系统的第一室内机，每个所述第二室内换热器、所述第二四通阀以及所述第二压缩机设置于所述多联式空调系统的第二室内机。

8.根据权利要求7所述的多联式空调系统，其特征在于，所述第一室内机还设置有第一控制器和第一温度传感器，所述第一控制器用于根据所述第一温度传感器检测到的室内温度控制所述第一膨胀阀的开度；并且/或者调整所述第一四通阀的方向；并且/或者控制所述第一压缩机的启停。

9.根据权利要求7所述的多联式空调系统，其特征在于，所述第二室内机还设置有第二控制器和第二温度传感器，所述第二控制器用于根据所述第二温度传感器检测到的机房温度调整所述第二膨胀阀的开度；并且/或者调整所述第二四通阀的方向；并且/或者控制所述第二压缩机启停。

10.根据权利要求9所述的多联式空调系统，其特征在于，所述第二控制器还用于控制所述第一电磁阀和/或所述第二电磁阀的开闭。