CN109405336B - 空调系统及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种空调系统及控制方法。空调系统包括压缩机、室外换热器、第一四通阀、第二四通阀、第三四通阀、第一换热机组和第二换热机组。本发明提供的空调系统及控制方法，通过设置三个四通阀，能够根据建筑内的需求调节第一换热机组和第二换热机组的工作模式，从而实现空调系统同时满足制冷和制热的要求，而且通过三个四通阀、两个电磁阀以及五个节流机构的状态调节能够使冷媒在室内进行冷凝或蒸发，从而实现热能的回收利用，降低空调系统的能耗。

Description

空调系统及控制方法

技术领域

本发明涉及空气处理设备技术领域，特别是一种空调系统及控制方法。

背景技术

在现代商业建筑中，由于其建筑功能的需求不断增加，现有的空调系统仅具有单独的制冷模式或制热模式，当建筑体中有着不同的空气处理要求时，需要安装不同的系统进行实现，造成系统体积大且成本高的问题。

发明内容

为了解决空调系统无法满足同时制冷或制热要求的技术问题，而提供一种能够同时满足制冷和制热要求的空调系统及控制方法。

一种空调系统，包括压缩机、室外换热器、第一四通阀、第二四通阀、第三四通阀、第一换热机组和第二换热机组:

所述第一四通阀的D端与所述压缩机的排气口连通，E端与所述第三四通阀的S端连通，S端与所述压缩机的吸气口连通，C端与所述室外换热器的第一端连通；

所述第二四通阀的D端与所述压缩机的排气口连通，E端与所述第一换热机组的第一端、所述第二换热机组的第一端和所述室外换热器的第一端连通，S端与所述压缩机的吸气口连通，C端与所述第三四通阀的D端连通；

所述第三四通阀的E端与所述第一换热机组的第二端连通，C端与所述第二换热机组的第二端连通；

所述室外换热器的第二端与所述第一换热机组的第一端和所述第二换热机组的第一端连通。

所述第二四通阀的E端设置有第一电磁阀和第二电磁阀，且所述第二四通阀的E端通过所述第一电磁阀与所述室外换热器的第一端连通，所述第二四通阀的E端通过所述第二电磁阀与所述第一换热机组的第一端和所述第二换热机组的第一端连通。

所述空调系统还包括第一节流机构和第二节流机构，所述第一节流机构的第一端与所述第二电磁阀连通，所述第一节流机构的第二端与所述第一换热机组的第一端连通，所述第二节流机构的第一端与所述第二电磁阀和所述第一节流机构的中间位置连通，所述第二节流机构的第二端与所述第二换热机组的第一端连通。

所述空调系统还包括第五节流机构，所述第五节流机构的第一端与所述室外换热器的第二端连通，所述第五节流机构的第二端与所述第一换热器的第一端和所述第二换热器的第二端连通。

所述空调系统还包括第三节流机构和第四节流机构，所述第三节流机构设置于所述第五节流机构的第二端和所述第一换热机组的第一端之间，所述第四节流机构设置于所述第五节流机构的第二端和所述第二换热机组的第一端之间。

所述压缩机的排气口处设置有油分离器，所述压缩机的吸气口处设置有气液分离器。

所述第一换热机组和所述第二换热机组均包括至少一个室内机，且属于所述第一换热机组的所有所述室内机均相互并联设置，属于所述第二换热机组的所有所述室内机均相互并联设置。

一种上述的空调系统的控制方法，包括：

第一换热机组制冷且第二换热机组制热模式，第一四通阀的D端与C端连通，第二四通阀的D端与C端连通，第三四通阀的D端与C端连通，第一电磁阀、第二电磁阀、第四节流机构关闭，第一节流机构、第二节流机构、第三节流机构和第五节流机构连通；

或第一换热机组制热且第二换热机组制冷模式，第一四通阀的D端与C端连通，第二四通阀的D端与C端连通，第三四通阀的D端与E端连通，第一电磁阀、第二电磁阀、第三节流机构关闭，第一节流机构、第二节流机构、第四节流机构和第五节流机构连通。

还包括：

第一换热机组和第二换热机组均制冷模式，第一四通阀的D端与C端连通，第二四通阀的D端与E端连通。第三四通阀的D端与C端连通，第二电磁阀、第一节流机构和第二节流机构连通，第一电磁阀、第三节流机构、第四节流机构和第五节流机构连通。

还包括：

第一换热机组和第二换热机组均制热模式，第一四通阀的D端与E端连通，第二四通阀的D端与C端连通，第三四通阀的D端与C端连通，第一电磁阀、第二电磁阀、第一节流机构和第二节流机构关闭，第三节流机构、第四节流机构和第五节流机构连通。

在第一换热机组制冷且第二换热机组制热模式或在第一换热机组制热且第二换热机组制冷模式中，若第一换热机组的负荷需求等于第二换热机组的负荷需求时，则关闭第五节流机构。

本发明提供的空调系统及控制方法，通过设置三个四通阀，能够根据建筑内的需求调节第一换热机组和第二换热机组的工作模式，从而实现空调系统同时满足制冷和制热的要求，而且通过三个四通阀、两个电磁阀以及五个节流机构的状态调节能够使冷媒在室内进行冷凝或蒸发，从而实现热能的回收利用，降低空调系统的能耗。

附图说明

图1为本发明提供的空调系统及控制方法的实施例的空调系统的结构示意图；

图中：

1、压缩机；2、室外换热器；3、第一四通阀；4、第二四通阀；5、第三四通阀；6、第一换热机组；7、第二换热机组；8、第一电磁阀；9、第二电磁阀；10、第一节流机构；11、第二节流机构；12、第五节流机构；13、第三节流机构；14、第四节流机构。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示的空调系统，包括压缩机1、室外换热器2、第一四通阀3、第二四通阀4、第三四通阀5、第一换热机组6和第二换热机组7:

所述第一四通阀3的D端与所述压缩机1的排气口连通，E端与所述第三四通阀5的S端连通，S端与所述压缩机1的吸气口连通，C端与所述室外换热器2的第一端连通；

所述第二四通阀4的D端与所述压缩机1的排气口连通，E端与所述第一换热机组6的第一端、所述第二换热机组7的第一端和所述室外换热器2的第一端连通，S端与所述压缩机1的吸气口连通，C端与所述第三四通阀5的D端连通；

所述第三四通阀5的E端与所述第一换热机组6的第二端连通，C端与所述第二换热机组7的第二端连通；

所述室外换热器2的第二端与所述第一换热机组6的第一端和所述第二换热机组7的第一端连通。

其中第一换热机组6和第二换热机组7分别设置在不同的房间内，根据不同房间的需求，各自调节工作模式，使得第一四通阀3、第二四通阀4和第三四通阀5能够根据工作模式进行调节，从而满足不同房间的需求，达到同时制冷、同时制热、同时制冷和制热以及单独制冷或制热的目的。

所述第二四通阀4的E端设置有第一电磁阀8和第二电磁阀9，且所述第二四通阀4的E端通过所述第一电磁阀8与所述室外换热器2的第一端连通，所述第二四通阀4的E端通过所述第二电磁阀9与所述第一换热机组6的第一端和所述第二换热机组7的第一端连通，第一电磁阀8的开启和关闭能够控制第二四通阀4的E端与室外换热器2的连通状态，第二电磁阀9的开启和关闭能够控制第二四通阀4的E端与第一换热机组6和第二换热机组7的连通状态。

所述空调系统还包括第一节流机构10和第二节流机构11，所述第一节流机构10的第一端与所述第二电磁阀9连通，所述第一节流机构10的第二端与所述第一换热机组6的第一端连通，所述第二节流机构11的第一端与所述第二电磁阀9和所述第一节流机构10的中间位置连通，所述第二节流机构11的第二端与所述第二换热机组7的第一端连通，所述第一节流机构10和所述第二节流机构11能够对对应的管路进行连通和断开的控制，且能够对经过对应管路的冷媒起节流作用，从而满足冷媒的状态转换。

所述空调系统还包括第五节流机构12，所述第五节流机构12的第一端与所述室外换热器2的第二端连通，所述第五节流机构12的第二端与所述第一换热器的第一端和所述第二换热器的第二端连通，保证经过或即将经过室外换热器2的冷媒能够在第五节流机构12内进行状态转换，从而满足空调系统的正常换热循环。

所述空调系统还包括第三节流机构13和第四节流机构14，所述第三节流机构13设置于所述第五节流机构12的第二端和所述第一换热机组6的第一端之间，所述第四节流机构14设置于所述第五节流机构12的第二端和所述第二换热机组7的第一端之间，利用第三节流机构13和第四节流机构14能够分别对第一换热机组6和第二换热机组7的冷媒进行状态转换，从而对第一换热机组6和第二换热机组7的工作状态能够进行单独切换，从而实现空调系统的全部制冷、全部制热、同时制冷和制热的目的。

所述压缩机1的排气口处设置有油分离器，所述压缩机1的吸气口处设置有气液分离器。

所述第一换热机组6和所述第二换热机组7均包括至少一个室内机，且属于所述第一换热机组6的所有所述室内机均相互并联设置，属于所述第二换热机组7的所有所述室内机均相互并联设置，也即将建筑内的所有室内机分为两类，一类属于第一换热机组6，另一类属于第二换热机组7，而且将所有室内机尽可能平均分类，从而使空调系统能够完全进行热回收。

其中在分类时，根据室内机经常使用的工作状态进行分类，例如一个室内机在使用过程中60％概率用于制冷，则将其分入属于制冷机组，若一个室内机在使用过程中60％概率用于制热，则将其分入属于制热机组。

一种上述的空调系统的控制方法，包括：

第一换热机组6制冷且第二换热机组7制热模式，第一四通阀3的D端与C端连通，第二四通阀4的D端与C端连通，第三四通阀5的D端与C端连通，第一电磁阀8、第二电磁阀9、第四节流机构14关闭，第一节流机构10、第二节流机构11、第三节流机构13和第五节流机构12连通，冷媒从压缩机1出来后，经过油分离器后分为两路。第一路经过第二四通阀4的D端，C端进入第三四通阀5的D端，由第三四通阀5的C端进入第二换热机组7冷凝换热，换热后的冷媒由第二节流机构11和第一节流机构10进入第一换热机组6蒸发换热，换热后的冷媒经第三四通阀5的E端，S端进入第一四通阀3的E端，经过第一四通阀3的S端，E端进入气液分离器，然后回到压缩机1。第二路作为第一换热机组6的制冷补充。由第一四通阀3的D端，C端进入室外机换热器冷凝换热，换热后的冷媒经第五节流机构12和第三节流机构13进入第一换热机组6蒸发换热，在第一换热机组6中换热后并入第一路；

或第一换热机组6制热且第二换热机组7制冷模式，第一四通阀3的D端与C端连通，第二四通阀4的D端与C端连通，第三四通阀5的D端与E端连通，第一电磁阀8、第二电磁阀9、第三节流机构13关闭，第一节流机构10、第二节流机构11、第四节流机构14和第五节流机构12连通，冷媒从压缩机1出来后，经过油分离器后分为两路。第一路经过第二四通阀4的D端，C端进入第三四通阀5的D端，由第三四通阀5的E端进入第一换热机组6冷凝换热，冷凝换热后的冷媒，换热后的冷媒由第一节流机构10和第二节流机构11进入第二换热机组7蒸发换热，换热后的冷媒经第三四通阀5的C端，S端进入第一四通阀3的E端，经过第一四通阀3的S端，E端进入气液分离器，然后回到压缩机1。第二路作为第二换热机组7的制冷补充。由第一四通阀3的D端，C端进入室外机换热器冷凝换热，换热后的冷媒经第五节流机构12和第四节流机构14进入第二换热机组7蒸发换热，在第二换热机组7中换热后并入第一路。

在第一换热机组6制冷且第二换热机组7制热模式或在第一换热机组6制热且第二换热机组7制冷模式中，若第一换热机组6的负荷需求等于第二换热机组7的负荷需求时，则关闭第五节流机构12，系统实现完全的热能回收，也即在运行制冷的室内机和运行制热的室内机负荷相当时，此时的室外换热器2处于闲置状态时，制冷剂的蒸发过程和冷凝过程都在室内进行，实现了热量完全回收。

还包括：

第一换热机组6和第二换热机组7均制冷模式，第一四通阀3的D端与C端连通，第二四通阀4的D端与E端连通。第三四通阀5的D端与C端连通，第二电磁阀9、第一节流机构10和第二节流机构11连通，第一电磁阀8、第三节流机构13、第四节流机构14和第五节流机构12连通，冷媒从压缩机1出来后，经过油分离器后分为两路。第一路经过第一四通阀3D端，由D端流向C端，再流向室外机换热器，室外机换热器冷凝，经过第五节流机构12后，分别经第三节流机构13和第四节流机构14进入第一换热机组6和第二换热机组7换热，第一换热机组6蒸发后的冷媒经过第三四通阀5的E端，E端与S端连通,由第三四通阀5的S端流向第一四通阀3的E端，E端与S端连通，由第一四通阀3的S端经过气液分离器后回到压缩机1，第二换热机组7蒸发后的冷媒，进入第三四通阀5的C端，D端与C端连通，由第三四通阀5的D端进入第二四通阀4的C端，C端与S端连通，由第二四通阀4的S端经过气液分离器回到压缩机1。第二路则进入第二四通阀4的D端，D端与E端连通，第一电磁阀8连通，第二电磁阀9关闭。冷媒经过第一电磁阀8并入第一路。

还包括：

第一换热机组6和第二换热机组7均制热模式，第一四通阀3的D端与E端连通，第二四通阀4的D端与C端连通，第三四通阀5的D端与C端连通，第一电磁阀8、第二电磁阀9、第一节流机构10和第二节流机构11关闭，第三节流机构13、第四节流机构14和第五节流机构12连通，冷媒从压缩机1出来后，经过油分离器后分为两路。第一路经过第一四通阀3D端，由D端流向E端，再流向第三四通阀5的S端，由S端流向E端，由E端进入第一换热机组6冷凝换热，换热后冷媒经第三节流机构13和第五节流机构12后进入室外机换热器进行蒸发换热，蒸发换热后的冷媒由第一四通阀3的C端和S端经气液分离器，返回压缩机1。第二路经过第二四通阀4的D端，C端进入第三四通阀5的D端，由第三四通阀5的C端进入第二换热机组7冷凝换热，换热后的冷媒经第四节流机构14后并入第一路，在外机蒸发器换热后返回压缩机1。

还包括：

第一换热机组6制冷且第二换热机组7停止工作，第一四通阀3的D端与C端连通，第二四通阀4的D端与E端连通，第三四通阀5的D端与E端连通，第一电磁阀8、第三节流机构13、第五节流机构12连通，第二电磁阀9、第一节流机构10、第二节流机构11、第四节流机构14关闭，冷媒从压缩机1出来后经过油分离器后，依次经过第一四通阀3、室外换热器2、第一换热机组6、第三四通阀5和第二四通阀4后回流至压缩机1完成循环。

还包括：

第一换热机组6制热且第二换热机组7停止工作，第一四通阀3的D端与E端连通，第二四通阀4的D端与E端连通，第三四通阀5的D端与C端连通，第三节流机构13、第五节流机构12连通，且第一电磁阀8、第二电磁阀9、第一节流机构10、第二节流机构11和第四节流机构14关闭，冷媒从压缩机1出来后经过油分离器后，依次经过第一四通阀3、第三四通阀5、第一换热机组6、室外换热器2和第一四通阀3后回流至压缩机1完成循环。

还包括：

第一换热机组6停止工作且第二换热机组7制冷，第一四通阀3的D端与C端连通，第二四通阀4的D端与E端连通，第三四通阀5的D端与E端连通，第一电磁阀8、第四节流机构14和第五节流机构12连通，第二电磁阀9、第一节流机构10、第二节流机构11和第三节流机构13关闭，冷媒从压缩机1出来后经过油分离器后，依次经过第二四通阀4、室外换热器2、第二换热机组7、第三四通阀5和第一四通阀3后回流至压缩机1完成循环。

还包括：

第一换热机组6停止工作且第二换热机组7制热，第一四通阀3的D端与E端连通，第二四通阀4的D端与E端连通，第三四通阀5的D端与E端连通，第四节流机构14连通，第一电磁阀8、第二电磁阀9、第一节流机构10、第二节流机构11、第三节流机构13和第五节流机构12关闭，冷媒从压缩机1出来后经过油分离器后，依次经过第一四通阀3、第三四通阀5、第二换热机组7、室外换热器2和第一四通阀3后回流至压缩机1完成循环。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (11)

1.一种空调系统，其特征在于：包括压缩机（1）、室外换热器（2）、第一四通阀（3）、第二四通阀（4）、第三四通阀（5）、第一换热机组（6）和第二换热机组（7）；

所述第一四通阀（3）的D端与所述压缩机（1）的排气口连通，E端与所述第三四通阀（5）的S端连通，S端与所述压缩机（1）的吸气口连通，C端与所述室外换热器（2）的第一端连通；

所述第二四通阀（4）的D端与所述压缩机（1）的排气口连通，E端与所述第一换热机组（6）的第一端、所述第二换热机组（7）的第一端和所述室外换热器（2）的第一端连通，S端与所述压缩机（1）的吸气口连通，C端与所述第三四通阀（5）的D端连通；

所述第三四通阀（5）的E端与所述第一换热机组（6）的第二端连通，C端与所述第二换热机组（7）的第二端连通；

所述室外换热器（2）的第二端与所述第一换热机组（6）的第一端和所述第二换热机组（7）的第一端连通。

2.根据权利要求1所述的空调系统，其特征在于：所述第二四通阀（4）的E端设置有第一电磁阀（8）和第二电磁阀（9），且所述第二四通阀（4）的E端通过所述第一电磁阀（8）与所述室外换热器（2）的第一端连通，所述第二四通阀（4）的E端通过所述第二电磁阀（9）与所述第一换热机组（6）的第一端和所述第二换热机组（7）的第一端连通。

3.根据权利要求2所述的空调系统，其特征在于：所述空调系统还包括第一节流机构（10）和第二节流机构（11），所述第一节流机构（10）的第一端与所述第二电磁阀（9）连通，所述第一节流机构（10）的第二端与所述第一换热机组（6）的第一端连通，所述第二节流机构（11）的第一端与所述第二电磁阀（9）和所述第一节流机构（10）的中间位置连通，所述第二节流机构（11）的第二端与所述第二换热机组（7）的第一端连通。

4.根据权利要求3所述的空调系统，其特征在于：所述空调系统还包括第五节流机构（12），所述第五节流机构（12）的第一端与所述室外换热器（2）的第二端连通，所述第五节流机构（12）的第二端与所述第一换热器机组（6）的第一端和所述第二换热机组的第二端连通。

5.根据权利要求4所述的空调系统，其特征在于：所述空调系统还包括第三节流机构（13）和第四节流机构（14），所述第三节流机构（13）设置于所述第五节流机构（12）的第二端和所述第一换热机组（6）的第一端之间，所述第四节流机构（14）设置于所述第五节流机构（12）的第二端和所述第二换热机组（7）的第一端之间。

6.根据权利要求1所述的空调系统，其特征在于：所述压缩机（1）的排气口处设置有油分离器，所述压缩机（1）的吸气口处设置有气液分离器。

7.根据权利要求1所述的空调系统，其特征在于：所述第一换热机组（6）和所述第二换热机组（7）均包括至少一个室内机，且属于所述第一换热机组（6）的所有所述室内机均相互并联设置，属于所述第二换热机组（7）的所有所述室内机均相互并联设置。

8.一种权利要求1至7中任一项所述的空调系统的控制方法，其特征在于：包括：

第一换热机组（6）制冷且第二换热机组（7）制热模式，第一四通阀（3）的D端与C端连通，第二四通阀（4）的D端与C端连通，第三四通阀（5）的D端与C端连通，第一电磁阀（8）、第二电磁阀（9）、第四节流机构（14）关闭，第一节流机构（10）、第二节流机构（11）、第三节流机构（13）和第五节流机构（12）连通；

或第一换热机组（6）制热且第二换热机组（7）制冷模式，第一四通阀（3）的D端与C端连通，第二四通阀（4）的D端与C端连通，第三四通阀（5）的D端与E端连通，第一电磁阀（8）、第二电磁阀（9）、第三节流机构（13）关闭，第一节流机构（10）、第二节流机构（11）、第四节流机构（14）和第五节流机构（12）连通。

9.根据权利要求8所述的控制方法，其特征在于：还包括：

第一换热机组（6）和第二换热机组（7）均制冷模式，第一四通阀（3）的D端与C端连通，第二四通阀（4）的D端与E端连通，第三四通阀（5）的D端与C端连通，第二电磁阀（9）、第一节流机构（10）和第二节流机构（11）连通，第一电磁阀（8）、第三节流机构（13）、第四节流机构（14）和第五节流机构（12）连通。

10.根据权利要求8所述的控制方法，其特征在于：还包括：

第一换热机组（6）和第二换热机组（7）均制热模式，第一四通阀（3）的D端与E端连通，第二四通阀（4）的D端与C端连通，第三四通阀（5）的D端与C端连通，第一电磁阀（8）、第二电磁阀（9）、第一节流机构（10）和第二节流机构（11）关闭，第三节流机构（13）、第四节流机构（14）和第五节流机构（12）连通。

11.根据权利要求8所述的控制方法，其特征在于：在第一换热机组（6）制冷且第二换热机组（7）制热模式或在第一换热机组（6）制热且第二换热机组（7）制冷模式中，若第一换热机组（6）的负荷需求等于第二换热机组（7）的负荷需求时，则关闭第五节流机构（12）。