CN109780640A - 一种变频多联辐射供暖制冷空调系统及运行方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种变频多联辐射供暖制冷空调系统及运行方法，其中系统包括变频空气源热泵空调系统和冷媒‑空气换热除湿装置，所述变频空气源热泵空调系统包括主机变频压缩机、四通阀、室外风侧换热装置和冷媒‑水换热装置，主机变频压缩机通过四通阀连接室外风侧换热装置和冷媒‑水换热装置的一端，每台冷媒‑空气换热除湿装置的两端通过冷媒连接铜管分别连接压缩机吸气口和室外风侧换热装置与冷媒‑水换热装置的另一端，冷媒‑水换热装置对外连接辐射供热制冷末端装置。通过对室内温度和湿度分别独立调节控制，解决辐射供暖制冷末端装置所需温度可控的冷热水，同时解决每个独立空间不同的除湿需求，使室内空气的温度和湿度在人体舒适的范围内。
Description
技术领域
本发明涉及变频多联空调技术领域，尤其涉及一种变频多联辐射供暖制冷空调系统及运行方法。
背景技术
目前在应用的变频多联空调主要为以下三种型式：
第一种为变频空调主机和带有“制冷剂-空气”换热装置的空调室内机，空调工作时，只能通过空调室内机以吹风的方式为室内供暖或降温，此类型空调系统存在的缺陷：1、夏季室内降温时，空调室内机在制冷降温的同时，会不断的将室内空气中的水分变为冷凝水排放到室外，室内空气会越来越干燥，会造成室内人员不舒服及空调病的产生；2、冬季室内供暖时，因为空调室外机需经常化霜运行，此时，空调室内机从室内的空气中反向吸热给空调室外机除霜，这样会造成室内温度下降，温度波动较大，人的舒适感很差。另外因为靠空调室内机从室内空气中获取热量为空调室外机化霜，化霜时间长，空调冬季制热效果差，能效低耗能大。3、空调的制冷和供暖都是通过室内机吹风才能完成，而吹风会造成人体舒适度下降。
第二种变频多联空调形式：变频空调室外主机、含“冷媒-空气”换热器的空调室内机和含“冷媒-水”换热水模块。夏季室内制冷时，完全靠空调室内机以对流传热的形式靠吹风为室内降温，在夏季空调运行工作时，其换热水模块不进行制冷模式运行，在冬季空调供暖运行时，靠换热水模块将水加热，提供热水给房间地暖或散热片供热。
第三种为变频空气源热泵形式，该类型产品只有“冷媒-水”换热器的换热水模块。夏季靠换热水模块产生的冷水为室内降温，冬季靠换热水模块产生的热水通过地暖、散热器或风机盘管为室内供暖。这种产品水系统设计、安装较为复杂，工程施工周期长、容易产生系统质量问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种变频多联辐射供暖制冷空调系统及运行方法，能够对室内的温度和湿度分别独立控制，通过辐射供热制冷末端装置流动的热水或冷水以辐射传热的方式对室内供热或制冷；另一方面通过冷媒-空气换热除湿装置对室内的空气或者进入室内的新空气除湿，让室内空气湿度在人体舒适的范围内并保证其辐射面的温度高于此时室内空气的露点温度，杜绝辐射面结露。
为实现上述目的，本发明的技术方案如下：
一种变频多联辐射供暖制冷空调系统，包括变频空气源热泵空调系统和冷媒-空气换热除湿装置，所述变频空气源热泵空调系统包括主机变频压缩机、四通阀、室外风侧换热装置和冷媒-水换热装置，主机变频压缩机通过四通阀连接室外风侧换热装置和冷媒-水换热装置的一端，所述冷媒-空气换热除湿装置为若干台且并联连接，每台所述冷媒-空气换热除湿装置的两端通过冷媒连接铜管分别连接主机变频压缩机和室外风侧换热装置与冷媒-水换热装置的另一端，所述冷媒-水换热装置对外连接辐射供热制冷末端装置。
上述方案中，每台所述冷媒-空气换热除湿装置设有除湿控制模块，所述除湿控制模块包括微处理器和与所述微处理器相连的温湿度传感器，所述温湿度传感器用于检测室内温湿度参数并传输至微处理器分析计算处理，当室内温湿度参数超出微处理器预设温湿度阈值范围时，微处理器自动控制冷媒-空气换热除湿装置的开启。
一种变频多联辐射供暖制冷空调系统的运行方法，夏季制冷系统运行模式：主机变频压缩机产生的高温高压冷媒从压缩机排气口排出经四通阀流入室外风侧换热装置，与流经室外风侧换热装置的室外空气换热降温，换热后的冷媒进入冷媒-水换热装置进行蒸发降温吸热状态，与从辐射供热制冷末端装置流进冷媒-水换热装置的循环空调水进行冷媒与水的换热，产生水温可调的冷冻水流进辐射供热制冷末端装置对室内制冷降温，从冷媒-水换热装置流出的冷媒经四通阀换向流入压缩机吸气口；当除湿控制模块检测到室内温湿度参数超过设定阈值范围时，冷媒-空气换热除湿装置自动开启，从室外风侧换热装置降温后的冷媒部分流入冷媒-空气换热除湿装置进行蒸发降温，对室内的空气进行除湿，从冷媒-空气换热除湿装置流出的冷媒流入压缩机吸气口；
冬季供热系统运行模式：主机变频压缩机产生的高温高压冷媒通过压缩机排气口经四通阀流入冷媒-水换热装置，与从辐射供热制冷末端装置流进冷媒-水换热装置的辐循环空调水进行冷媒与水的换热，将冷媒中的热量交换到循环空调水里，产生水温可调的供暖循环空调水流进辐射供热制冷末端装置供暖，从冷媒-水换热装置换热降温后的冷媒流入室外风侧换热装置进行蒸发降温吸热，与流经室外风侧换热装置的室外空气换热，从室外空气中吸收热量，吸热升温后的冷媒经四通阀换向后流入压缩机吸气口，当除湿控制模块检测到室内温湿度参数超过阈值范围时，冷媒-空气换热除湿装置开启，从冷媒-水换热装置降温后的冷媒部分流入冷媒-空气换热除湿装置进行蒸发降温，从冷媒-空气换热除湿装置流出的冷媒流入压缩机吸气口。
上述方案中，在夏季制冷冷媒运行回路，流经室外风侧换热装置的冷媒量等于流经冷媒-水换热装置与冷媒-空气换热除湿装置的冷媒量之和；在冬季供热冷媒运行回路，流经冷媒-水换热装置的冷媒量等于流经室外风侧换热装置与冷媒-空气换热除湿装置的冷媒量之和。
本发明的变频多联辐射供暖制冷空调系统及运行方法，温湿度独立控制，通过辐射供热制冷末端装置流动的热水或冷水以辐射传热的方式对室内供热或制冷；通过变频除湿室内机对室内的空气或者进入室内的新空气除湿，且每个独立空间的变频除湿室内机进行独立冷媒直接蒸发冷冻除湿，除湿能力强、除湿效率高且除湿空间范围灵活可控。
附图说明
图1是本发明一实施例中变频多联辐射供暖制冷空调系统的结构示意图；
附图标记说明：1、主机变频压缩机，2、压缩机排气口，3、压缩机吸气口，4、四通阀，5、室外风侧换热装置，6、冷媒-水换热装置，7、进水口，8、出水口，9、截止阀，10、冷媒-空气换热除湿装置，11、进风口，12、出风口，13、冷媒铜管，14、冷热水管，15、冷媒连接铜管，16、辐射供暖制冷末端装置。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的详细说明。
如图1，本发明的一种变频多联辐射供暖制冷空调系统，包括变频空气源热泵空调系统和分散式独立冷媒-空气换热除湿装置10。其中，变频空气源热泵空调系统包括主机变频压缩机1、四通阀4、室外风侧换热装置5和冷媒-水换热装置6，主机变频压缩机1设有压缩机排气口2和压缩机吸气口3，压缩机排气口2经冷媒铜管13通过四通阀4连接室外风侧换热装置5和冷媒-水换热装置6的一端，冷媒-空气换热除湿装置10为若干台，每台冷媒-空气换热除湿装置10的两端分别通过冷媒连接铜管15和截止阀9连接压缩机吸气口3和室外风侧换热装置5和冷媒-水换热装置6的另一端，冷媒-水换热装置6通过进水口7、出水口8和冷热水管14对外连接辐射供热制冷末端装置16。通过该系统的冷媒-水换热装置产生的冷热水供给辐射末端系统，对室内的温度进行调节和控制。
其中，室外风侧换热装置5和冷媒-水换热装置6均设有电子膨胀阀节流元件，具有电子节流功能，四通阀4的上部接口连接压缩机排气口2，四通阀4的右侧接口连接室外风侧换热装置5，四通阀4的左侧接口连接冷媒-水换热装置6的一端，四通阀4的下部接口连接压缩机吸气口3。
每台冷媒-空气换热除湿装置10内安装有除湿控制模块，除湿控制模块包括微处理器和与微处理器相连的温湿度传感器。温湿度传感器用于检测室内温湿度参数并传输至型号为SPCE061A微处理器分析计算处理，当室内温湿度参数超出微处理器预设温湿度阈值范围时，微处理器自动控制冷媒-空气换热除湿装置10的开启。
在一实施例中，冷媒-水换热装置6选用冷热水模块，冷媒-空气换热除湿装置10选用变频除湿室内机，辐射供热制冷末端装置16为地暖管网、毛细管网等其他辐射末端装置。
一种变频多联辐射供暖制冷空调系统的运行方法，包括冬季供暖及春秋季节当室外温度低于24摄氏度时和夏季制冷及春秋季当室外气温高于或等于24摄氏度时。
冬季供暖冷媒运行方向，主机变频压缩机1产生的高温高压冷媒经压缩机排气口2、冷媒铜管13并通过四通阀4换向后流入冷媒-水换热装置6，辐射供热制冷末端装置16的循环空调水通过进水口7流入冷媒-水换热装置6，冷媒和循环空调水在冷媒-水换热装置6中进行“冷媒-水”换热，产生水温可调的供暖空调水，温度为20℃至50℃，再通过出水口8流入辐射供热制冷末端装置16为室内进行辐射供暖。换热降温后的冷媒分成两路，一路流经室外风侧换热装置5，冷媒在室外风侧换热装置5中通过电子膨胀阀节流元件节流后蒸发降温，与室外空气进行换热，从室外空气中吸收热量，吸热升温后的冷媒经过四通阀4换向后直接通过压缩机吸气口3流入主机变频压缩机1，完成一个运行循环；当除湿控制模块检测到室内温湿度参数超过阈值范围时，如相对湿度的阈值范围为30%-50%，另外一路通过截止阀9进入若干个变频除湿室内机，冷媒在变频除湿室内机中通过其电子膨胀阀节流元件节流后蒸发降温，导致变频除湿室内机的换热翅片温度下降，从进风口11流进变频除湿室内机的室内空气或需要进入室内的新空气通过换热翅片后从出风口12流出，空气中的水在换热翅片上将被冷凝成冷凝水排出，从而达到对空气除湿的目的。从变频除湿机内机流出的冷媒直接通过压缩机吸气口3流入主机变频压缩机1，完成在供热的运行模式下变频除湿室内机独立除湿运行循环，并且在除湿过程中，充分利用了冷热水模块在正常运行时的废弃冷量，不额外消耗主机变频压缩机1的能量。
夏季制冷冷媒运行方向，主机变频压缩机1产生的高温高压冷媒经压缩机排气口2、冷媒铜管13通过四通阀4换向后流入室外风侧换热装置5，与流入室外风侧换热装置5的室外空气进行换热，此时冷媒散热降温，降温后的冷媒分成两路，一路进入冷媒-水换热装置6，通过其电子膨胀阀节流元件节流后，冷媒在冷媒-水换热装置6中进行蒸发降温,与从辐射供热制冷末端装置16流进冷媒-水换热装置6的循环空调水进行冷媒与水的换热，在冷媒-水换热装置6中进行“冷媒-水”换热，产生水温可调的高温冷冻水，温度为16℃至26℃，通过出水口8提供辐射供热制冷末端装置16为室内进行辐射制冷降温。从冷媒-水换热装置6流出的冷媒经四通阀4换向后直接通过压缩机吸气口3流入主机变频压缩机1，完成了冷媒-水换热装置6在夏季为辐射供热制冷末端装置16提供高温冷冻水任务；当除湿控制模块检测到室内温湿度参数超过阈值范围时，另外一路通过截止阀9进入若干个变频除湿机内机，冷媒在变频除湿室内机中通过其电子膨胀阀节流元件节流后进行蒸发降温，导致变频除湿室内机的换热翅片温度下降，从进风口11流进变频除湿室内机的室内空气或需要进入室内的新空气通过换热翅片后从出风口12流出，空气中的水在换热翅片上将被冷凝成冷凝水排出，而达到对空气除湿的目的。从变频除湿室内机流出的冷媒直接通过压缩机吸气口3流入主机变频压缩机1，完成在制冷运行模式下变频除湿室内机独立除湿运行循环，且除湿过程中，变频除湿室内机内风扇吹出冷风，进一步起到室内降温的作用，充分体现节能的功效。
在冬季供热运行时，流经冷媒-水换热装置6的冷媒量等于流经室外风侧换热装置5的冷媒量与流经若干变频除湿室内机的冷媒量之和；在夏季制冷运行时，流经室外风侧换热装置5的冷媒量等于流经冷媒-水换热装置6的冷媒量与流经若干变频除湿室内机的冷媒量之和。
每个独立的变频除湿室内机在运行时，通过温湿度传感器获取室内空气温湿度参数传输至微控制器分析计算得出控制指令，一方面驱动控制变频除湿室内机电子膨胀阀节流元件的开启度，控制流入变频除湿室内机冷媒的量，进而通过控制其冷媒的蒸发量达到控制空气湿度的目的；另一方面通过变频除湿室内机的风扇变频器控制风扇电机的转速，对除湿风量进行控制。
本发明的变频多联辐射供暖制冷空调系统及运行方法，温湿度独立控制，该系统能够独立解决辐射供暖制冷系统所需的温度可控的冷热水，并同时能解决每个独立空间的不同的除湿需求。即由冷媒-水换热装置6解决冬季供暖、夏季制冷的需求，由冷媒-空气换热除湿装置10调节室内空气湿度问题，且每个独立空间的冷媒-空气换热除湿装置10能够进行独立冷媒蒸发冷冻除湿，除湿能力强、除湿效率高、除湿空间范围灵活可控，真正实现舒适度高，高效节能的效果。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明,所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应含在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种变频多联辐射供暖制冷空调系统，包括变频空气源热泵空调系统和冷媒-空气换热除湿装置（10），其特征在于：所述变频空气源热泵空调系统包括主机变频压缩机（1）、四通阀（4）、室外风侧换热装置（5）和冷媒-水换热装置（6），主机变频压缩机（1）通过四通阀（4）连接室外风侧换热装置（5）和冷媒-水换热装置（6）的一端，所述冷媒-空气换热除湿装置（10）为若干台且并联连接，每台所述冷媒-空气换热除湿装置（10）的两端通过冷媒连接铜管分别连接主机变频压缩机（1）和室外风侧换热装置（5）与冷媒-水换热装置（6）的另一端，所述冷媒-水换热装置（6）对外连接辐射供热制冷末端装置（16）。
2.根据权利要求1所述的变频多联辐射供暖制冷空调系统，其特征在于：每台所述冷媒-空气换热除湿装置（10）设有除湿控制模块，所述除湿控制模块包括微处理器和与所述微处理器相连的温湿度传感器，所述温湿度传感器用于检测室内温湿度参数并传输至微处理器分析计算处理，当室内温湿度参数超出微处理器预设温湿度阈值范围时，微处理器自动控制冷媒-空气换热除湿装置（10）的开启。
3.一种变频多联辐射供暖制冷空调系统的运行方法，其特征在于：夏季制冷系统运行模式：主机变频压缩机（1）产生的高温高压冷媒从压缩机排气口（2）排出经四通阀（4）流入室外风侧换热装置（5），与流经室外风侧换热装置（5）的室外空气换热降温，换热后的冷媒进入冷媒-水换热装置（6）进行蒸发降温吸热状态，与从辐射供热制冷末端装置（16）流进冷媒-水换热装置（6）的循环空调水进行冷媒与水的换热，产生水温可调的冷冻水流进辐射供热制冷末端装置（16）对室内制冷降温，从冷媒-水换热装置（6）流出的冷媒经四通阀（4）换向流入压缩机吸气口（3）；当除湿控制模块检测到室内温湿度参数超过设定阈值范围时，冷媒-空气换热除湿装置（10）自动开启，从室外风侧换热装置（5）降温后的冷媒部分流入冷媒-空气换热除湿装置（10）进行蒸发降温，对室内的空气进行除湿，从冷媒-空气换热除湿装置（10）流出的冷媒流入压缩机吸气口（3）；
冬季供热系统运行模式：主机变频压缩机（1）产生的高温高压冷媒通过压缩机排气口（2）经四通阀（4）流入冷媒-水换热装置（6），与从辐射供热制冷末端装置（16）流进冷媒-水换热装置（6）的辐循环空调水进行冷媒与水的换热，将冷媒中的热量交换到循环空调水里，产生水温可调的供暖循环空调水流进辐射供热制冷末端装置（16）供暖，从冷媒-水换热装置（6）换热降温后的冷媒流入室外风侧换热装置（5）进行蒸发降温吸热，与流经室外风侧换热装置（5）的室外空气换热，从室外空气中吸收热量，吸热升温后的冷媒经四通阀（4）换向后流入压缩机吸气口（3），当除湿控制模块检测到室内温湿度参数超过阈值范围时，冷媒-空气换热除湿装置（10）开启，从冷媒-水换热装置（6）降温后的冷媒部分流入冷媒-空气换热除湿装置（10）进行蒸发降温，从冷媒-空气换热除湿装置（10）流出的冷媒流入压缩机吸气口（3）。
4.根据权利要求3所述的变频多联辐射供暖制冷空调系统的运行方法，其特征在于：在夏季制冷冷媒运行回路，流经室外风侧换热装置（5）的冷媒量等于流经冷媒-水换热装置（6）与冷媒-空气换热除湿装置（10）的冷媒量之和；在冬季供热冷媒运行回路，流经冷媒-水换热装置（6）的冷媒量等于流经室外风侧换热装置（5）与冷媒-空气换热除湿装置（10）的冷媒量之和。
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