CN113007831B - 一种三管制多联机热水系统及其控制方法 - Google Patents

一种三管制多联机热水系统及其控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明第一方面提供了一种三管制多联机热水系统，包括：室外机，室外机包括压缩机、油分离器、第一切换装置、第二切换装置、翅片换热器、套管换热器、压缩机散热模块、板式换热器、第一电子膨胀阀、第二电子膨胀阀、第三电子膨胀阀、气液分离器；至少两个室内机，任意一个室内机包括室内机换热器、第四电子膨胀阀和室内机风机；水力模块，水力模块包括冷媒水换热器、水泵、水温检测传感器、水流开关、电磁阀和第五电子膨胀阀；室外机和任意一个室内机、水力模块通过气管和液管连接；本发明还提供了一种用于上述三管制多联机热水系统的控制方法，通过控制第二切换装置、第二电子膨胀阀实现系统进行制冷、制热、制热水，除霜中的至少之一的模式。

Description

一种三管制多联机热水系统及其控制方法
技术领域
本发明涉及空调技术领域，尤其是涉及一种三管制多联机热水系统及其控制方法。
背景技术
目前，现有多联机热水系统在制热水或空调制热模式下，在其除霜过程中，需利用水力模块或室内机作为蒸发器吸收热量，为减少除霜过程对室内环境温度及不开室内机的影响，除霜过程中一般室内机会进入防冷风模式，室内机风机不开，大量液态冷媒流经室内机后回到压缩机，此过程较为容易造成压缩机液击，影响压缩机寿命及系统可靠性，而除霜过程中利用水力模块或室内机作为蒸发器，会造成水力模块水温下降，或是空调内侧使用环境温度下降，影响用户体验，同时除霜过程四通阀需换向，无法有效制热或制热水，降低了空调有效制热或制热水时间，造成设备有效利用率低。
常规多联机热水系统除霜时需控制室内机四通阀或水力模块换向，室内机四通阀换向过程的冷媒冲击声会在室内侧形成较大的噪音，同时，防冷风室内机除霜过程中，仍然还有大量冷媒经过，产生冷媒流动声，严重影响用户体验。而利用水力模块换向，大量低压液态冷媒流经水力模块，容易造成水力模块冻结，损坏水力模块。
常规多联机热水系统，若要实现除霜功能需要水力模块侧增加一个导入空调气管的电磁阀，并在除霜过程中打开该水力模块的电磁阀，利用水力模块进行除霜，增加了水力模块的成本并造成水力模块设计复杂。
常规多联机热水系统若使用相变蓄热方式进行不停机除霜，虽然能利用闲暇时间进行蓄热并在除霜过程中释放，但其相变蓄热模块成本较高，而且体积较大，不利于设备的小型化及降低成本。
常规多联机热水系统若使用换热器轮流除霜方式进行不停机除霜，虽然除霜过程中进入除霜部分换热器能充分除霜，但另一部分进行蒸发吸热的换热器短时间会有大量冷媒流入，加剧其结霜速度。同时双换热器不停机除霜形式，除霜时换热器需保持风机不动，以确保热量聚集并用于除霜，而相反，处于蒸发状态的换热器则需要风机保持最高风挡，延缓换热器结霜，此除霜方式控制相互矛盾，较难得到平衡，常规多联机热水系统在高负荷运行时，由于压缩机排气口为高压过热冷媒，而过热的冷媒换热效率较低，需要较大的换热器面积对冷媒进行冷却，造成室外机换热器体积较为庞大，造成空调设备整体成本较高。
在小负荷情况下，由于环境温度较低冷媒较容易在室内侧蒸发不完全，而蒸发不完全的冷媒回到压缩机，容易对系统造成液击，影响压缩机及系统运行的可靠性。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提供了一种三管制多联机热水系统及其控制方法，能够避免除霜过程对室内环境温度及水力模块水温的影响，提升系统整体运行的可靠性，同时也避免了换向噪音及除霜过程中的冷媒流动声，提高了用户使用过程中的舒适度。
为达到上述目的，本发明第一方面提供了一种三管制多联机热水系统，包括：
室外机，所述室外机包括压缩机、油分离器、第一切换装置、第二切换装置、翅片换热器、套管换热器、压缩机散热模块、板式换热器、第一电子膨胀阀、第二电子膨胀阀、第三电子膨胀阀、气液分离器；
至少两个室内机，任意一个所述室内机包括室内机换热器、第四电子膨胀阀和室内机风机；
水力模块，所述水力模块包括冷媒水换热器、水泵、水温检测传感器、水流开关、电磁阀和第五电子膨胀阀；
所述室外机和任意一个所述室内机、所述水力模块通过气管和液管连接。
根据本发明实施例的三管制多联机热水系统，还包括：所述室外机设置有液侧截止阀、气侧截止阀和水力模块截止阀，所述液侧截止阀与所述室内机的液管及所述水力模块的液管连接，所述气侧截止阀与所述室内机的气管连接，所述水力模块截止阀与所述水力模块的气管连接。
根据本发明实施例的三管制多联机热水系统，所述的第一切换装置和第二切换装置为四通阀。
根据本发明实施例的三管制多联机热水系统，所述第一切换装置和第二切换装置设有A接口、B接口、C接口和D接口。
本发明另一方面还提供了一种用于上述三管制多联机热水系统的控制方法，通过控制所述第二切换装置、第二电子膨胀阀实现系统进行制冷、制热、制热水，除霜中的至少之一的模式。
根据本发明实施例的三管制多联机热水系统的控制方法，当需要进行制热+制热水时，第二切换装置上电，翅片换热器作为蒸发器运行，第二电子膨胀阀关闭。
根据本发明实施例的三管制多联机热水系统的控制方法，当需要进行制热+制热水+除霜时，第二切换装置掉电，第二电子膨胀阀打开。
根据本发明实施例的三管制多联机热水系统的控制方法，当需要进行制冷+制热水时，翅片换热器作为冷凝器运行，第二电子膨胀阀关闭。
根据本发明实施例的三管制多联机热水系统的控制方法，当需要进行提高换热效率的制冷+制热水时，第二电子膨胀阀关闭。
根据本发明实施例的三管制多联机热水系统的控制方法，当需要进行小负荷提高过热度的制冷+制热水时，翅片换热器作为冷凝器运行，第二电子膨胀阀打开。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明：
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是本申请的三管制多联机热水系统结构图；
图2是本申请的三管制多联机热水系统在进行制热+制热水模式的系统图；
图3是本申请的三管制多联机热水系统在进行制热+制热水+除霜模式的系统图；
图4是本申请的三管制多联机热水系统在进行制冷+制热水模式的系统图；
图5是本申请的三管制多联机热水系统在进行提高换热效率的制冷+制热水的系统图；
图6是本申请的三管制多联机热水系统在进行小负荷提高过热度的制冷+制热水的系统图。
图中标号为：100-三管制多联机热水系统；
1-室外机、11-压缩机、111-压缩机散热模块、12-油分离器、13-第一切换装置、14-第二切换装置、15-翅片换热器、16-套管换热器、17-板式换热器、18-气液分离器、101-第一电子膨胀阀、102-第二电子膨胀阀、103-第三电子膨胀阀、104-液侧截止阀、105-气侧截止阀、106-水力模块截止阀；
2-室内机、21-室内机换热器、22-第四电子膨胀阀、23-室内机风机；
3-水力模块、31-冷媒水换热器、32-水泵、33-水温检测传感器、34-水流开关、35-电磁阀、36-第五电子膨胀阀。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
参考图1，一种三管制多联机热水系统100，包括：
室外机1，所述室外机1包括压缩机11、油分离器12、第一切换装置13、第二切换装置14、翅片换热器15、套管换热器16、压缩机散热模块111、板式换热器17、第一电子膨胀阀101、第二电子膨胀阀102、第三电子膨胀阀103、气液分离器18；
至少两个室内机2，任意一个所述室内机2包括室内机换热器21、第四电子膨胀阀22和室内机风机23；
水力模块3，所述水力模块3包括冷媒水换热器31、水泵32、水温检测传感器33、水流开关34、电磁阀35和第五电子膨胀阀36；
所述室外机1和任意一个所述室内机2、所述水力模块3通过气管和液管连接。
利用套管换热器16流动损失小但同时能高效换热的特点，能够使除霜过程中，利用压缩机11产生的热量对换热器进行直接除霜，做到除霜过程水力模块3及空调内机模式不改变，切换装置不换向，避免除霜过程对室内环境温度及水力模块3水温的影响，同时，产生的液态冷媒不蒸发直接回流到压缩机11，造成压缩机11的回液，提升系统整体运行的可靠性。通过利用套管换热器16进行除霜，避免了使用水力模块3接入低压侧进行除霜，不仅有利于保护水力模块3，也简化了水力模块3的内部结构，降低了水力模块3的成本。
在一些实施例中，还包括：所述室外机1设置有液侧截止阀104、气侧截止阀105和水力模块截止阀106，所述液侧截止阀104与所述室内机2的液管及所述水力模块3的液管连接，所述气侧截止阀105与所述室内机2的气管连接，所述水力模块截止阀106与所述水力模块3的气管连接。
在一些实施例中，通过控制所述第二切换装置14、第二电子膨胀阀102实现系统进行制冷、制热、制热水，除霜中的至少之一的模式。
在一些实施例中，当需要进行制热+制热水时，第二切换装置14上电，翅片换热器15作为蒸发器运行，第二电子膨胀阀102关闭，常规制热水及空调制热过程中，第二切换装置14上电，此时，翅片换热器15作为蒸发器，第二电子膨胀阀102关闭，此时，无冷媒流经套管换热器16，系统进行常规的空调制热加制热水功能。
在一些实施例中，当需要进行制热+制热水+除霜时，第二切换装置14掉电，第二电子膨胀阀102打开，当翅片换热器15结霜时，第二切换装置14掉电。此时高温高压冷媒流经翅片换热器15，并使换热器表面的霜吸收热量后成为水并从换热器表面流走，实现对外机的除霜，同时第二电子膨胀阀102打开，冷媒经第二电子膨胀阀102节流后流至套管换热器16，在套管换热器16吸收压缩机11排气的热量并回到压缩机11回气侧，此除霜过程利用压缩机11自身产生的热量进行除霜，从而实现除霜过程中空调内机及水力模块3不停机制热，不仅提升了空调系统除霜的可靠性，还提高了空调内机及水力模块3的使用体验。
在一些实施例中，当需要进行制冷+制热水时，翅片换热器15作为冷凝器运行，第二电子膨胀阀102关闭，正常空调制冷翅片换热器15作为冷凝器运行时，第二电子膨胀阀102关闭，无冷媒流经套管换热器16，实现普通空调制冷加制热水的热回收功能。
在一些实施例中，当需要进行提高换热效率的制冷+制热水时，第二电子膨胀阀102关闭，当排气过热度且翅片换热器15出口温度较高时，打开第二电子膨胀阀102，使冷媒流经套管换热器16，降低进入翅片换热器15的排气过热度，使进入翅片换热器15的冷媒尽量接近气液两相区，进而提高冷媒在翅片换热器15中的换热效率，使冷媒在翅片换热器15能到更好的冷凝，从而实现用小换热器做大能力匹数外机的目的。
在一些实施例中，当需要进行小负荷提高过热度的制冷+制热水时，翅片换热器15作为冷凝器运行，第二电子膨胀阀102打开，当室外机1进入小负荷制冷，外侧环境温度较低，翅片换热器15作为冷凝器运行时，第二电子膨胀阀102打开，减少了流经空调制冷室内机2的冷媒量，此时部分冷媒流经套管换热器16蒸发吸热后流回压缩机11，此过程为利用压缩机11排出的相对高温的冷媒提升蒸发侧的蒸发温度，提高回气过热度及排气过热度，进而对压缩机11及系统在小负荷运行时对压缩机11及系统进行有效保护，此处应当理解，通过利用套管换热器16实现小负荷下把本应在室内侧蒸发的冷媒部分倒回至排气侧，并通过套管换热器16的回热功能提高回气温度及回气过热度，确保压缩机11及三管制多联机热水系统100运行的可靠性。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的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，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
译
在本发明的描述中，需要说明的是，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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种三管制多联机热水系统，其特征在于，包括：
室外机（1），所述室外机（1）包括压缩机（11）、油分离器（12）、第一切换装置（13）、第二切换装置（14）、翅片换热器（15）、套管换热器（16）、压缩机散热模块（111）、板式换热器（17）、第一电子膨胀阀（101）、第二电子膨胀阀（102）、第三电子膨胀阀（103）、气液分离器（18）；
至少两个室内机（2），任意一个所述室内机（2）包括室内机换热器（21）、第四电子膨胀阀（22）和室内机风机（23）；
水力模块（3），所述水力模块（3）包括冷媒水换热器（31）、水泵（32）、水温检测传感器（33）、水流开关（34）、电磁阀（35）和第五电子膨胀阀（36）；
所述室外机（1）和任意一个所述室内机（2）、所述水力模块（3）通过气管和液管连接；
还包括：所述室外机（1）设置有液侧截止阀（104）、气侧截止阀（105）和水力模块截止阀（106），所述液侧截止阀（104）与所述室内机（2）的液管及所述水力模块（3）的液管连接，所述气侧截止阀（105）与所述室内机（2）的气管连接，所述水力模块截止阀（106）与所述水力模块（3）的气管连接；所述的第一切换装置（13）和第二切换装置（14）为四通阀；所述第一切换装置（13）和第二切换装置（14）设有A接口、B接口、C接口和D接口。
2.一种如权利要求1所述的三管制多联机热水系统的控制方法，其特征在于：通过控制所述第二切换装置（14）、第二电子膨胀阀（102）实现系统进行制冷、制热、制热水，除霜中的至少之一的模式。
3.根据权利要求2所述的三管制多联机热水系统的控制方法，其特征在于：当需要进行制热+制热水时，第二切换装置（14）上电，翅片换热器（15）作为蒸发器运行，第二电子膨胀阀（102）关闭。
4.根据权利要求2所述的三管制多联机热水系统的控制方法，其特征在于：当需要进行制热+制热水+除霜时，第二切换装置（14）掉电，第二电子膨胀阀（102）打开。
5.根据权利要求2所述的三管制多联机热水系统的控制方法，其特征在于：当需要进行制冷+制热水时，翅片换热器（15）作为冷凝器运行，第二电子膨胀阀（102）关闭。
6.根据权利要求2所述的三管制多联机热水系统的控制方法，其特征在于：当需要进行提高换热效率的制冷+制热水时，第二电子膨胀阀（102）关闭。
7.根据权利要求2所述的三管制多联机热水系统的控制方法，其特征在于：当需要进行小负荷提高过热度的制冷+制热水时，翅片换热器（15）作为冷凝器运行，第二电子膨胀阀（102）打开。
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