CN109556215A - 一种变频多联辐射中央空调热水机组 - Google Patents

一种变频多联辐射中央空调热水机组 Download PDF

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Abstract

本发明属于空调和热泵热水器领域，涉及一种变频多联辐射中央空调热水机组。本发明的变频多联辐射中央空调热水机组包括室外机和室内机，室外机和室内机组通过汽管/液管/高低压管三根冷媒铜管相连，室内外机数量分别可以是一台或者多台。室内机与安装在室内的辐射末端和新风管道，形成辐射空调系统；室外机与热水箱及热水管路，形成热泵生活热水系统。本发明机组在夏季制冷+制热水模式和回南天季节辐射制热+新风除湿模式，都是以冷媒全热回收工况运行；冬季和夏季通过热回收冷凝器深度回收排风中的冷热量，夏季更可以回收冷凝水中的冷量，加上辐射变水温部分的高温供冷水，使得整套机组更加高效节能。

Description

一种变频多联辐射中央空调热水机组
技术领域
本发明涉及辐射空调和热泵热水器技术领域，更具体地说，它涉及一种变频多联辐射中央空调热水机组。
背景技术
辐射空调系统是一种可安装于吊顶墙壁地板中的辐射末端加高温冷源与独立除湿新风相结合的温湿度独立控制的新技术空调系统。利用高温冷水以辐射的传热方式处理室内显热负荷，利用独立新风除湿的方式处理室内潜热负荷。其优点是：健康；舒适；节能。
目前的集中式和分户式两种辐射空调系统，都是由热泵冷水空调机组，耦合罐，混水调节中心，分集水器，全热回收除湿新风机，辐射末端(辐射板或毛细管)，温湿度控制系统等多个独立设备组成。这两种辐射空调系统中的水管路和风管路繁琐，控制复杂，稳定性差；设计和安装施工困难，同时占用较大的安装空间。室内外冷热量是通过水管道传输，存在漏水隐患，冬季易发生冻坏管道和机组的情况。除湿需要的低温冷水需求阻碍了热泵冷水机组的高温供水，限制了热泵冷水空调机组能效的提升。还存在室内除湿用大容量压缩机产生会噪音，用小容量压缩机除湿量又不够的矛盾。且现有的辐射式空调系统室外机夏季排风散热和除湿冷凝水中的冷热量不能回收利用，新风机排风热回收不足，造成能源的浪费。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种变频多联辐射中央空调热水机组，具有多种冷媒热回收工况：新风冷媒除湿再热热回收，室外机夏季全热回收制热水，排风冷媒热回收以及除湿冷凝水冷量热回收。室内除湿不需要单独变频压缩机，消除了变频压缩机噪音。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
一种变频多联辐射中央空调热水机组，包括室内机和室外机，所述室内机通过汽管、液管和高低压管与所述室外机相连，所述室内机与安装在室内的辐射末端和新风管道形成辐射空调系统；所述室外机与热水箱和热水管路形成热泵生活热水系统。
在上述方案基础上优选，所述室外机包括变频压缩机、主四通阀、辅四通阀、毛细管、源侧冷凝器、源侧电子膨胀阀、空调电磁阀、热水电磁阀、室外旁通电磁阀、单向阀和热水换热套管、热水泵，
所述变频压缩机的吸气端分别与所述主四通阀S口、所述辅四通阀的S口和所述毛细管相连通；所述变频压缩机的排气端分别与所述空调电磁阀、所述热水电磁阀和所述辅四通阀D口相连通；所述热水电磁阀依次与所述热水换热套管、所述单向阀串联之后分别与所述源侧电子膨胀阀和所述液管相连通；所述空调电磁阀与所述主四通阀的D口相连通；所述辅四通阀C口与所述高低压管相连通；所述辅四通阀的E口与S口之间通过所述毛细管相连通；所述源侧电子膨胀阀通过所述源侧冷凝器后和所述主四通阀的C口相连通；所述主四通阀的E口与所述汽管相连通；所述主四通阀的E口和C口之间通过所述室外旁通电磁阀相连通。
在上述方案基础上优选，所述室外机至少为一台，所述室内机至少为一台。
在上述方案基础上优选，所述热水套管的水管输出端通过所述热水泵外接热水箱。
在上述方案基础上优选，所述室内机包括使用侧蒸发器、使用侧膨胀阀、除湿蒸发器、除湿电子膨胀阀、再热冷凝器、再热电子膨胀阀、热回收冷凝器、热回收电子膨胀阀、高低压管电磁阀、汽管电磁阀和室内旁通电磁阀；
所述使用侧膨胀阀、所述使用侧蒸发器、所述汽管电磁阀依次串联后，并联到所述液管和所述汽管之间；
所述除湿电子膨胀阀、所述除湿蒸发器依次串联后，并联到所述液管和所述汽管之间；
所述再热电子膨胀阀、所述再热冷凝器、所述高低压管电磁阀依次串联后，并联到所述高低压管和所述液管之间；
所述热回收冷凝器、所述热回收电子膨胀阀依次串联后，并联到所述高低压管和所述液管之间；
所述高低压管电磁阀与所述汽管电磁阀通过所述室内旁通电磁阀相连通。
在上述方案基础上优选，所述室内机还包括送风风机、空气全热交换器和排风风机，所述送风风机的排风口外接室内，所述排风风机的排风口外接室外，所述空气全热交换器设置在所述除湿蒸发器与所述排风风机之间。
在上述方案基础上优选，所述再热冷凝器和所述除湿蒸发器的底部设有接水盘，所述接水盘通过管道外接冷凝水泵。
在上述方案基础上优选，所述室内机还包括热回收冷凝器，所述冷凝水泵外接喷头，所述喷头与所述热回收冷凝器相对设置，且所述热回收冷凝器的底部还装设有所述接水盘，且所述热回收冷凝器通过热回收电子膨胀阀与所述液管和所述高低压管串联。
本发明的一种变频多联辐射中央空调热水机组，具备以下优点：
1、本发明利用除湿蒸发器和再热冷凝器对新风进行除湿和再热处理，在除湿的同时控制送风温度，防止出风口凝露。省掉了除湿变频压缩机，降低设备成本，减小了室内噪音。在排风口设置热回收冷凝器，回收排风空气中的冷热量，把除湿冷凝水通喷洒到热回收冷凝器上汽化吸热，与空气全热交换器形成三级热回收，提高了热回收能效。在常规过渡季节室内机关闭辐射变水温部分，只运行热回收除湿新风系统，根据室内外温湿度自动运行制冷/除湿/制热/三种新风处理模式，低能耗维持室内机的恒温恒湿恒氧；在低温高湿的回南天季节，辐射变水温制热和除湿新风除湿以热回收的方式运行，更舒适节能。
2、室外机夏季制冷全热回收制热水，过度季节部分热回收制热水，冬季制热和制热水同时运行，整机能效比高。
3、本发明把空调/地暖/新风/除湿/热水五种舒适功能集成于一套机组中。具有了以上五种舒适系统的全部优点，热回收工况多更加高效节能，除湿效率高，机组集成度高，占地面积小，安装设计简便。
4、本发明还利用变频多联室外机输送冷热量代替传统冷水空调室外机，杜绝了安装漏水隐患和冬季冻破水管和室外机的可能性。利用变冷媒流量进行变水温控制，把传统辐射空调系统的二次泵变水温水系统，简化为一次泵变水温水系统；利用一套冷媒系统多台室内机的设计，把辐射空调系统中复杂的大型水系统和风系统分割成小系统。简化了传统辐射空调系统的水管和风管设计。一次泵变水温水系统配合变频多联室外机的变冷媒流量，将整套机组能效进一步提高。
附图说明
图1为本发明的变频多联辐射中央空调热水机组的第一实施例结构示意图；
图2为本发明的变频多联辐射中央空调热水机组的第二实施例结构示意图；
图中：1、使用侧膨胀阀，2、使用侧蒸发器，3、空调水泵，4、分集水器，5、汽管电磁阀，6、室内旁通电磁阀，7、高低压管电磁阀，8、再热电子膨胀阀，9、除湿电子膨胀阀，10、热回收电子膨胀阀，11、送风风机，12、再热冷凝器，13、除湿蒸发器，14、旁通风阀，15、冷凝水泵，16、空气全热交换器，17、热回收冷凝器，18、排风风机,20、变频压缩机，21、热水电磁阀，22、毛细管，23、辅四通阀，24、空调电磁阀，25、主四通阀，26、室外旁通电磁阀，27、源侧冷凝器，28、源侧电子膨胀阀，29、单向阀，30、热水换热套管，31、热水泵，40、液管，50、汽管，60、高低压管,110、室内机，120、常规变频多联室内机，200、室外机。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
请继续参阅图1所示，本发明的一种变频多联辐射中央空调热水机组，包括室内机110和室外机200；其中，室内机110通过高低压管60、汽管50和液管40与室外机200相连，室内机110与安装在室内的辐射末端和新风管道形成辐射空调系统；室外机200与热水箱和热水管路形成热泵生活热水系统。
请继续参阅图1所示，本发明的室外机200包括变频压缩机20、热水电磁阀21、毛细管22、辅四通阀23、空调电磁阀24、主四通阀25、室外旁通电磁阀26、源侧冷凝器27、源侧电子膨胀阀28、单向阀29、热水换热套管30和热水泵31，而主四通阀25和辅四通阀23包括D口、E口、S口和C口，四个连接口。
变频压缩机20的吸气端分别与主四通阀25S口、辅四通阀23的S口、毛细管22相连通；变频压缩机20的排气端分别与空调电磁阀24、热水电磁阀21和辅四通阀23的D口相连通；热水电磁阀21依次与热水换热套管30、单向阀29串联之后分别与源侧膨胀阀28和液管40相连通；空调电磁阀24与主四通阀25的D口相连通；辅四通阀23的C口与高低压管60相连通；辅四通阀23的E口与S口之间通过毛细管22相连通；源侧电子膨胀阀28连通源侧冷凝器27后和主四通阀25的C口相连通；主四通阀25的E口与汽管50相连通；主四通阀25的E口和C口之间通过室外旁通电磁阀26相连通。
优选的是，本发明的室内机和室外机分别可以是单台或多台，多台室内机110与多台室外机200分别通过高压管60、汽管50和液管40相连通，以形成制冷量更大的变频辐射中央空调系统，如图2所示。同时可以接入一台或者多台常规变频多联室内机120。
进一步的，如图2所示系统中的多台室内机，可以运行不同的制冷或制热模式，来应对不同区域的恒温恒湿需求。
为了进一步详细说明本发明的技术方案，请继续参阅图1所示，本发明的室内机110包括使用侧蒸发器2、使用侧膨胀阀1、除湿蒸发器13、除湿电子膨胀阀9、再热冷凝器12、再热电子膨胀阀8、热回收冷凝器17、热回收电子膨胀阀10、高低压管电磁阀7、汽管电磁阀5和室内旁通电磁阀6；
使用侧膨胀阀1、使用侧蒸发器2、汽管电磁阀5依次串联后，并联到液管和汽管之间；
除湿电子膨胀阀9、除湿蒸发器13依次串联后，并联到液管和汽管之间；
再热电子膨胀阀8、再热冷凝器12、高低压管电磁阀7依次串联后，并联到高低压管和液管之间；
热回收冷凝器17、热回收电子膨胀阀10依次串联后，并联到高低压管和液管之间；
高低压管电磁阀7与汽管电磁阀5通过室内旁通电磁阀6相连通；室内机还包括送风风机11、空气全热交换器16和排风风机18，送风风机11的排风口外接室内，排风风机18的排风口外接室外，空气全热交换器16设置在除湿蒸发器13与排风风机18之间。
值得说明的是，再热冷凝器和除湿蒸发器的底部设有接水盘，所述接水盘通过管道外接冷凝水泵，室内机110还包括热回收冷凝器17，所述冷凝水泵外接喷头，所述喷头与所述热回收冷凝器17相对设置，且所述热回收冷凝器17的底部还装设有所述接水盘，且所述热回收冷凝器17通过热回收电子膨胀阀与所述液管和所述高低压管串联
室内机热回收除湿新风系统，室外新风先通过全热交换器16新风通道热回收降温，再经过除湿蒸发器13降温除湿，最后通过再热冷凝器12加热提高送风温度，被送风风机11进入室内；室内排风先通过全热交换器16排风通道热回收升温，再经过热回收冷凝器17热回收吸收热量，同时除湿蒸发器13产生的低温冷凝水通过冷凝水泵15喷洒到热回收冷凝器17上再次热回收，最后通过排风风机18排入室外；室内回风和室内送风之间有旁通风阀14。
室内机辐射变水温系统中：所述水泵3、使用侧蒸发器2、分集水器4依次连接，接入室内辐射末端形成辐射变水温系统，根据室内露点温度变化控制冷媒流量，来控制供给辐射末端的供水温度。
室内机冷媒系统中：使用侧膨胀阀1、所述使用侧蒸发器2、所述汽管电磁阀5依次串联后，并联到所述液管40和所述汽管50之间；所述除湿电子膨胀阀9、所述除湿蒸发器13依次串联后，并联到所述液管40和所述汽管50之间；所述再热电子膨胀阀8、所述再热冷凝器12、所述高低压管电磁阀7依次串联后，并联到所述高低压管60和所述液管40之间；所述热回收冷凝器17、所述热回收电子膨胀阀10依次串联后，并联到所述高低压管60和所述液管40之间；所述高低压管电磁阀7与所述汽管电磁阀5通过所述室内旁通电磁阀6相连通。
为了进一步详细说明本发明的结构，以下将根据图一详细说明本发明的七种主要工作模式下，室外机和室内机中制冷剂的循环回路：
第一种：制热水模式：
1.1.制热水冷媒回路：变频压缩机20压缩后的高温高压汽态制冷剂，依次经过热水电磁阀21、热水换热套管30冷凝、单向阀29、源侧电子膨胀阀28节流、源侧冷凝器27蒸发，室外旁通电磁阀26、主四通阀25的E口和S口、变频压缩机20吸汽口形成循环回路。
1.2室内机四个电子膨胀阀全部关闭，三个电磁全部开启，使室内机四个换热器处于低压端，不会存积液态制冷剂，确保制热水模式下的制冷剂循环量足够。
第二种：制冷(或除霜)模式(辐射制冷，新风除湿)：
2.1.辐射变水温冷媒回路：变频压缩机20压缩后的高温高压汽态制冷剂，依次经过空调电磁阀24、主四通阀25的D口和C口、源侧冷凝器27冷凝、源侧电子膨胀阀28、液管40、使用侧膨胀阀1节流、使用侧蒸发器2蒸发、汽管电磁阀5、汽管50、主四通阀25的E口和S口、回到变频压缩机20吸汽口形成循环回路。
2.2.新风除湿冷媒回路：液管40中的液态制冷剂，依次经过除湿电子膨胀阀9节流、除湿蒸发器13蒸发，回到汽管50。
2.3.新风再热冷媒回路：变频压缩机20压缩后的高温高压汽态制冷剂，依次经过辅四通阀23的D口和C口、高低压管电磁阀7、再热冷凝器12冷凝、再热电子膨胀阀8、回到液管40。
2.4.排风热回收冷媒回路：变频压缩机20压缩后的高温高压汽态制冷剂，依次经过辅四通阀23的D口和C口、高低压管60、热回收冷凝器17冷凝、热回收电子膨胀阀10、回到液管40。
第三种：制冷+制热水模式(辐射制冷热回收制热水，新风除湿热)：
3.1.辐射变水温冷媒回路：变频压缩机20压缩后的高温高压汽态制冷剂，依次经过热水电磁阀21、热水换热套管30冷凝、单向阀29、液管40、使用侧膨胀阀1节流、使用侧蒸发器2蒸发、汽管电磁阀5、汽管50、主四通阀25的E口和S口、回到变频压缩机20吸汽口形成循环回路。
3.2.新风除湿冷媒回路：液管40中的液态制冷剂，依次经过除湿电子膨胀阀9节流、除湿蒸发器13蒸发、回到汽管50。
3.3.新风再热冷媒回路：变频压缩机20压缩后的高温高压汽态制冷剂，依次经过辅四通阀23的D口和C口、高低压管60、高低压管电磁阀7、再热冷凝器12冷凝、再热电子膨胀阀8、回到液管40。
3.4.排风热回收冷媒回路：高低压管60中的高温高压汽态制冷剂，依次经过热回收冷凝器17冷凝、热回收电子膨胀阀10、回到液管40。
第四种：制热模式(辐射制热，新风制热)：
4.1.辐射变水温冷媒回路：变频压缩机20压缩后的高温高压汽态制冷剂，依次经过空调电磁阀24、主四通阀25的D口和E口、汽管50、汽管电磁阀5、使用侧蒸发器2冷凝、使用侧膨胀阀1、液管40、源侧电子膨胀阀28节流、源侧冷凝器27蒸发、四通四通阀25的C口和S口、回到变频压缩机20吸汽口形成循环回路。
4.2.新风除湿冷媒回路：汽管50中的高温高压汽态制冷剂，依次经过除湿蒸发器13冷凝、除湿电子膨胀阀9、回到液管40。
4.3.新风再热冷媒回路：汽管50中的高温高压汽态制冷剂，依次经过汽管电磁阀5、室内旁通电磁阀6、再热冷凝器12冷凝、再热电子膨胀阀8、回到液管40。
4.4.排风热回收冷媒回路：液管40中的液态制冷剂，依次经过热回收电子膨胀阀10节流、热回收冷凝器17蒸发、高低压管60、辅四通阀23的C口和S口、回到变频压缩机20吸汽口。
第五种：制热+制热水模式(双制热)
5.1.当制热模式与制热水模式叠加时，在制热模式四条冷媒回路基础上增加了制热水冷媒回路；实现空调模式和制热水模式同时运行，满足空调和生活热水的同时需求。
5.2.制热水冷媒回路：变频压缩机20压缩后的高温高压气态制冷剂，依次经过热水电磁阀21、热水换热套管30冷凝、单向阀29、源侧电子膨胀阀28节流、源侧冷凝器27蒸发、主四通阀25的C口和S口、回到变频压缩机20吸汽口。
第六种：回南天模式：(辐射制热，新风除湿)
6.1.辐射变水温+新风除湿冷媒回路：变频压缩机20压缩后的高温高压汽态制冷剂，依次经过辅四通阀23的D口和C口、高低压管60、高低压管电磁阀7、内机旁通电磁阀6、使用侧蒸发器2冷凝、使用侧膨胀阀1、液管40、除湿电子膨胀阀9节流、除湿蒸发器13蒸发、汽管50、主换向阀25的E口和S口、回到变频压缩机20吸汽口。
6.2.新风再热冷媒回路：高低压管60中的高温高压汽态制冷剂，依次经过高低压管电磁阀7、再热冷凝器12冷凝、再热电子膨胀阀8、回到液管40。
6.3.排风热回收冷媒回路：高低压管60中的高温高压汽态制冷剂，依次经过热回收冷凝器17冷凝、热回收电子膨胀阀10、回到液管40。或者关闭回路不运行。
6.4.沉余液态冷媒回路：液管40中的液态制冷剂，依次经过源侧电子膨胀阀28节流、源侧冷凝器27蒸发、室外旁通电磁阀26、主换向阀25的E口和S口、回到变频压缩机20吸汽口。
第七种：回南天+制热水模式(全部热回收)
7.1.当回南天模式与制热水模式叠加时，在回南天模式的四条冷媒循环回路基础上增加了制热水冷媒回路；实现空调模式和制热水模式同时运行，满足空调和生活热水的同时需求。
7.2.制热水冷媒回路：变频压缩机20压缩后的高温高压汽态制冷剂，依次经过热水电磁阀21、热水换热套管30冷凝、单向阀29、源侧电子膨胀阀28节流、源侧冷凝器27蒸发，室外旁通电磁阀26、主四通阀25的E口和S口、回到变频压缩机20吸汽口。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种变频多联辐射中央空调热水机组，其特征在于，包括室内机和室外机，所述室内机通过汽管、液管和高低压管与所述室外机相连，所述室内机与安装在室内的辐射末端和新风管道形成辐射空调系统；所述室外机与热水箱和热水管路形成热泵生活热水系统。
2.如权利要求1所述的一种变频多联辐射中央空调热水机组，其特征在于：所述室外机包括变频压缩机、主四通阀、辅四通阀、毛细管、源侧冷凝器、源侧电子膨胀阀、空调电磁阀、热水电磁阀、室外旁通电磁阀、单向阀和热水换热套管、热水泵，
所述变频压缩机的吸气端分别与所述主四通阀S口、所述辅四通阀的S口和所述毛细管相连通；所述变频压缩机的排气端分别与所述空调电磁阀、所述热水电磁阀和所述辅四通阀D口相连通；所述热水电磁阀依次与所述热水换热套管、所述单向阀串联之后分别与所述源侧电子膨胀阀和所述液管相连通；所述空调电磁阀与所述主四通阀的D口相连通；所述辅四通阀C口与所述高低压管相连通；所述辅四通阀的E口与S口之间通过所述毛细管相连通；所述源侧电子膨胀阀通过所述源侧冷凝器后和所述主四通阀的C口相连通；所述主四通阀的E口与所述汽管相连通；所述主四通阀的E口和C口之间通过所述室外旁通电磁阀相连通。
3.如权利要求1所述的一种变频多联辐射中央空调热水机组，其特征在于：所述室外机至少为一台，所述室内机至少为一台。
4.如权利要求1所述的一种变频多联辐射中央空调热水机组，其特征在于：所述热水套管的水管输出端通过所述热水泵外接热水箱。
5.如权利要求1所述的一种变频多联辐射中央空调热水机组，其室内机特征在于：所述室内机包括使用侧蒸发器、使用侧膨胀阀、除湿蒸发器、除湿电子膨胀阀、再热冷凝器、再热电子膨胀阀、热回收冷凝器、热回收电子膨胀阀、高低压管电磁阀、汽管电磁阀和室内旁通电磁阀；
所述使用侧膨胀阀、所述使用侧蒸发器、所述汽管电磁阀依次串联后，并联到所述液管和所述汽管之间；
所述除湿电子膨胀阀、所述除湿蒸发器依次串联后，并联到所述液管和所述汽管之间；
所述再热电子膨胀阀、所述再热冷凝器、所述高低压管电磁阀依次串联后，并联到所述高低压管和所述液管之间；
所述热回收冷凝器、所述热回收电子膨胀阀依次串联后，并联到所述高低压管和所述液管之间；
所述高低压管电磁阀与所述汽管电磁阀通过所述室内旁通电磁阀相连通。
6.如权利要求5所述的一种变频多联辐射中央空调热水机组，其室内机特征在于：所述室内机还包括送风风机、空气全热交换器和排风风机，所述送风风机的排风口外接室内，所述排风风机的排风口外接室外，所述空气全热交换器设置在所述除湿蒸发器与所述排风风机之间。
7.如权利要求5所述的一种变频多联辐射中央空调热水机组，其室内机特征在于：所述再热冷凝器和所述除湿蒸发器的底部设有接水盘，所述接水盘通过管道外接冷凝水泵。
8.如权利要求7所述的一种变频多联辐射中央空调热水机组，其室内机特征在于：所述室内机还包括热回收冷凝器，所述冷凝水泵外接喷头，所述喷头与所述热回收冷凝器相对设置，且所述热回收冷凝器的底部还装设有所述接水盘，且所述热回收冷凝器通过热回收电子膨胀阀与所述液管和所述高低压管串联。
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