CN115773549A - 一种变频四管制空调系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种变频四管制空调系统，一种变频四管制空调系统，包括压缩机、四通阀、翅片管热交换器组件、热交换模块、气液分离器以及节流模块，四通阀的D口与压缩机的排气口通过铜管连接；四通阀的C口与翅片管热交换器组件通过铜管连接；四通阀的S口与气液分离器通过铜管连接；四通阀的E口与热交换模块通过铜管连接，节流模块设置于翅片管热交换器组件以及热交换模块之间。本发明有益效果：本发明所述的一种变频四管制空调系统，采用变频压缩机及设置热水回收器，以及采用不同的电磁阀和单向阀来改变冷媒流向，以实现空调系统热量的充分利用及有效提升机组部分负荷下的COP，机组共有制冷、制热、热水、制冷加热水四种运行模式。

Description

一种变频四管制空调系统

技术领域

本发明属于变频空调系统领域，尤其是涉及一种变频四管制空调系统。

背景技术

传统的风冷热泵机组在特定工况下仅有制冷或制热两种运行模式，且制冷时多余的冷凝热量通过冷凝风机耗散到环境中，导致能源的浪费，不符合我国实现碳达峰及碳中和的目标。

翅片管换热盘管是风冷热泵重要部件之一，但是冬季制热时盘管底部风速较低且除霜冷凝水在排出的过程中容易聚积在盘管底部形成二次结霜。盘管底部结霜将逐渐导致蒸发盘管蒸发压力降低，换热效率下降，不利于机组冬季制热的高效运行。

风冷热泵常用的压缩机为定频压缩机，由于其不能卸载，只能通过开启或关闭压缩机的形式来维持负荷，这样一方面将会导致系统出水温度波动较大，另一方面压缩机一直满负荷运转，不能充分利用两器的换热面积以有效提升机组部分负荷的名义工况性能系数(Coefficient of Performance，COP)。

实用新型内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种变频四管制空调系统，以实现空调系统热量的充分利用及有效提升机组部分负荷下的COP，并杜绝盘管底部冬季制热结霜的问题，有效提升机组的冬季制热性能。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种变频四管制空调系统，包括压缩机、四通阀、翅片管热交换器组件、热交换模块、气液分离器以及节流模块，

所述四通阀的D口与所述压缩机的排气口通过铜管连接；

所述四通阀的C口与所述翅片管热交换器组件通过铜管连接；

所述四通阀的S口与所述气液分离器通过铜管连接；

所述四通阀的E口与所述热交换模块通过铜管连接，

所述节流模块设置于所述翅片管热交换器组件以及所述热交换模块之间。

进一步的，所述节流模包括第一阀门以及第四阀门，

所述第一阀门以及第四阀门设置于所述翅片管热交换器组件与所述热交换模块之间。

进一步的，所述翅片管换热器组件包括两个翅片管换热器，其中，每个所述翅片管换热器均设置有集分管、分液器、过冷段下接口以及过冷段上接口，

所述四通阀的C口与所述集分管通过铜管连接；

所述第一阀门设置于所述分液器与所述过冷段上接口之间；

所述第四阀门设置于所述过冷段下接口与所述热交换模块之间。

进一步的，还包括轴流风机，安装在所述翅片管换热器组件上。

进一步的，所述热交换模块包括第一换热器以及第二换热器，其中，所述第一换热器为热水器；所述第二换热器为空调用换热器。

进一步的，还包括阀门模块，所述阀门模块包括第二阀门、第三阀门、第五阀门、第六阀门、第七阀门以及第八阀门，

所述第二阀门与所述分液器通过铜管连接；

所述第三阀门与所述过冷段下接口通过铜管连接；

所述第五阀门设置于所述第三阀门与所述第一换热器之间；

所述第六阀门设置于所述第一换热器与所述四通阀之间；

所述第七阀门设置于所述第二换热器与所述四通阀之间；

所述第八阀门设置于所述第二换热器与所述气液分离器之间。

进一步的，还包括过滤模块，所述过滤模块包括第一过滤器以及第二过滤器，

所述第一过滤器与所述过冷段上接口通过铜管连接；

所述第二过滤器设置于所述第三阀门与所述第四阀门之间。

进一步的，还包括单向阀，设置于所述第二过滤器与所述第二换热器之间。

进一步的，还包括平衡罐，设置于所述第五阀门与所述第一换热器之间。

进一步的，所述压缩机为变频涡旋压缩机。

相对于现有技术，本发明所述的一种变频四管制空调系统具有以下有益效果：

(1)本发明所述的一种变频四管制空调系统，通过采用变频压缩机及设置热水回收器，以及采用不同的电磁阀和单向阀来改变冷媒流向，以实现空调系统热量的充分利用及有效提升机组部分负荷下的COP，机组共有制冷、制热、热水、制冷加热水四种运行模式；

(2)本发明所述的一种变频四管制空调系统，对空调系统的翅片管换热器底部设置制热阀前过冷段，以杜绝盘管底部冬季制热结霜的问题，有效提升机组的冬季制热性能。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例所述的一种变频四管制空调系统流程图；

图2为本发明实施例所述的一种变频四管制空调系统的翅片管换热器组件示意图；

图3为本发明实施例所述的一种变频四管制空调系统制冷模式流程图；

图4为本发明实施例所述的一种变频四管制空调系统制热模式流程图；

图5为本发明实施例所述的一种变频四管制空调系统热水模式流程图；

图6为本发明实施例所述的一种变频四管制空调系统制冷+热水模式流程图。

附图标记说明：

1-压缩机；2-四通阀；3-翅片管换热器组件；31-集分管；32-分液器；33-过冷段下接口；34-过冷段上接口；4-轴流风机；5-第一阀门；6-第二阀门；7-第一过滤器；8-第三阀门；9-第二过滤器；10-单向阀；11-第四阀门；12-第五阀门；13-平衡罐；14-第一换热器；15-第二换热器；16-第六阀门；17-第七阀门；18-第八阀门；19-气液分离器。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

如图1所示，图1为本发明实施例所述的一种变频四管制空调系统流程图。

本发明所述的一种变频四管制空调系统，包括压缩机1、四通阀2、翅片管热交换器组件、热交换模块、气液分离器19以及节流模块，

所述四通阀2的D口与所述压缩机1的排气口通过铜管连接；

所述四通阀2的C口与所述翅片管热交换器组件通过铜管连接；

所述四通阀2的S口与所述气液分离器19通过铜管连接；

所述四通阀2的E口与所述热交换模块通过铜管连接，

所述节流模块设置于所述翅片管热交换器组件以及所述热交换模块之间。

所述节流模包括第一阀门5以及第四阀门11，

所述第一阀门5以及第四阀门11设置于所述翅片管热交换器组件与所述热交换模块之间。

如图2所示，图2为本发明实施例所述的一种变频四管制空调系统的翅片管换热器组件3示意图

所述翅片管换热器组件3包括两个翅片管换热器，其中，每个所述翅片管换热器均设置有集分管31、分液器32、过冷段下接口33以及过冷段上接口34，

所述四通阀2的C口与所述集分管31通过铜管连接；

所述第一阀门5设置于所述分液器32与所述过冷段上接口34之间；

所述第四阀门11设置于所述过冷段下接口33与所述热交换模块之间。

本发明所述的一种变频四管制空调系统，还包括轴流风机4，安装在所述翅片管换热器组件3上。

进一步的，所述热交换模块包括第一换热器14以及第二换热器15，其中，所述第一换热器14为热水器；所述第二换热器15为空调用换热器。

本发明所述的一种变频四管制空调系统，还包括阀门模块，所述阀门模块包括第二阀门6、第三阀门8、第五阀门12、第六阀门16、第七阀门17以及第八阀门18，

所述第二阀门6与所述分液器32通过铜管连接；

所述第三阀门8与所述过冷段下接口33通过铜管连接；

所述第五阀门12设置于所述第三阀门8与所述第一换热器14之间；

所述第六阀门16设置于所述第一换热器14与所述四通阀2之间；

所述第七阀门17设置于所述第二换热器15与所述四通阀2之间；

所述第八阀门18设置于所述第二换热器15与所述气液分离器19之间。

本发明所述的一种变频四管制空调系统，还包括过滤模块，所述过滤模块包括第一过滤器7以及第二过滤器9，

所述第一过滤器7与所述过冷段上接口34通过铜管连接；

所述第二过滤器9设置于所述第三阀门8与所述第四阀门11之间。

本发明所述的一种变频四管制空调系统，还包括单向阀10，设置于所述第二过滤器9与所述第二换热器15之间。

本发明所述的一种变频四管制空调系统，还包括平衡罐13，设置于所述第五阀门12与所述第一换热器14之间。

进一步的，所述压缩机1为变频涡旋压缩机。

如图3所示，图3为本发明实施例所述的一种变频四管制空调系统制冷模式流程图。

在本发明的一种实施例中，在该运行模式下，四通阀2不得电，压缩机1排气口与四通阀2C口相通，第五阀门12、第六阀门16、第八阀门18失电不导通，冷媒不通过第一换热器14，仅第二换热器15制取空调冷水使用。具体为：压缩机1排出高温高压过热冷媒，经由四通阀2的C口均分两路后进入翅片换热器组件的集分管31中并进行均匀分配，过热气态冷媒将热量传递给翅片盘管并经由轴流风机4传递给周围的空气，冷媒变成过冷的中温高压液态冷媒依次回流进入分液器32后流出再次进行两片换热器的冷媒合并，合并后液态冷媒依次经过第二阀门6、第一过滤器7，然后经由过冷段上接口34进入翅片管换热器组件3的底部进行二次过冷。再冷的液态冷媒由过冷段下接口33流出，然后依次流过第三阀门8、第二过滤器9，然后进入第四阀门11中进行节流，第四阀门11的开度根据压缩机1吸气口温度过热度来进行判定。冷媒经过第四阀门11节流后变成低温低压的两相冷媒，然后进入第二换热器15中，吸收冷冻水的热量并制取空调冷水，然后冷媒变成过热的低温低压气态冷媒，依次流经四通阀2的E口、S口，回到气液分离器19中，然后在压缩机11的吸气作用下回到压缩机1而进行下一个循环。

如图4所示，图4为本发明实施例所述的一种变频四管制空调系统制热模式流程图。

在本发明的一种实施例中，在该运行模式下，四通阀2得电，压缩机1排气口与四通阀2E口相通，第四阀门11、第五阀门12、第六阀门16、第八阀门18失电不导通，冷媒不通过第一换热器14，仅第二换热器15制取空调热水使用。具体为：压缩机1排出高温高压过热冷媒，经由四通阀2的E口及第七阀门17后进入第二换热器15中，将热量传递给冷却水以制取空调热水，冷媒在放出热量后变成中温高压的过冷液态冷媒从第二换热器15出口流出，然后依次经过单向阀10、第三阀门8，在进入盘管之前一分为二，分别由翅片管换热器组件3的底部两个过冷段下接口33进入两片翅片管换热器中，由于液管温度较高，在冬季制热时，这部分冷媒首先流经盘管底部，可有效的避免盘管结霜，而提升换热盘管的制热性能。中温高压过冷液态冷媒在过冷段中放热给周围空气后由过冷段上接口34流出，然后依次流经第一过滤器7、第一阀门5，并在第一阀门5中进行节流，第一阀门5的开度是根据压缩机1吸气口温度过热度进行控制的。节流之后，冷媒变成低温低压两相冷媒，进入分液器32中进行均分分液给每个回路进行蒸发吸收周围环境的热量，而变成过热的低温低压气态冷媒，由集分管31合并流出后进入四通阀2的C口，然后由S口回到气液分离器19中，在压缩机1的吸气作用下进入压缩机1而进行下一个循环。

如图5所示，图5为本发明实施例所述的一种变频四管制空调系统热水模式流程图。

在本发明的一种实施例中，与制热模式不同的是，热水模式将第二换热器15切换为第一换热器14。在该运行模式下，四通阀2得电，压缩机1排气口与四通阀2E口相通，第四阀门11关闭至0pps、第七阀门17、第八阀门18失电不导通，冷媒不通过第二换热器15，仅第一换热器14制取生活热水使用。具体为：压缩机1排出高温高压过热冷媒，经由四通阀2的E口及第六阀门16后进入第一换热器14中，将热量传递给冷却水以制取生活热水，冷媒在放出热量后变成中温高压的过冷液态冷媒从第一换热器14出口流出，此时多余的液态冷媒将在压差的作用下进入平衡罐13中，主路其他液态冷媒将依次经过第五阀门12、第三阀门8，在进入盘管之前一分为二，分别由翅片管换热器组件3的底部两个过冷段下接口33进入两片翅片管换热器中，由于液管温度较高，在冬季制热时，这部分冷媒首先流经盘管底部，可有效的避免盘管结霜，而提升换热盘管的制热性能。中温高压过冷液态冷媒在过冷段中放热给周围空气后由过冷段上接口34流出，然后依次流经第一过滤器7、第一阀门5，并在第一阀门5中进行节流，第一阀门5的开度是根据压缩机1吸气口温度过热度进行控制的。节流之后，冷媒变成低温低压两相冷媒，进入分液器32中进行均分分液给每个回路进行蒸发吸收周围环境的热量，而变成过热的低温低压气态冷媒，由集分管31合并流出后进入四通阀2的C口，然后由S口回到气液分离器19中，在压缩机1的吸气作用下进入压缩机1而进行下一个循环。

如图6所示，图6为本发明实施例所述的一种变频四管制空调系统制冷+热水模式流程图。

在本发明的一种实施例中，在该运行模式下，冷媒不经过翅片管换热器组件3，四通阀2得电，压缩机1排气口与四通阀2E口相通，第一阀门5、第二阀门6、第三阀门8、第七阀门17失电不导通，冷媒通过第一换热器14制取生活热水，通过第二换热器15制取空调冷水。具体为：压缩机1排出高温高压过热冷媒，经由四通阀2的E口及第六阀门16后进入第一换热器14中，将热量传递给冷却水以制取生活热水，冷媒在放出热量后变成中温高压的过冷液态冷媒从第一换热器14出口流出，此时多余的液态冷媒将在压差的作用下进入平衡罐13中，主路其他液态冷媒将依次经过第五阀门12、第二过滤器9后进入第四阀门11中进行节流，第四阀门11的开度根据压缩机1吸气口温度过热度来进行判定。冷媒经过第四阀门11节流后变成低温低压的两相冷媒，然后进入第二换热器15中，吸收冷冻水的热量并制取空调冷水，然后冷媒变成过热的低温低压气态冷媒由第二换热器15出口流出，然后经过第八阀门18回到气液分离器19中，在压缩机1的吸气作用下进入压缩机1而进行下一个循环。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种变频四管制空调系统，其特征在于：包括压缩机(1)、四通阀(2)、翅片管热交换器组件、热交换模块、气液分离器(19)以及节流模块，

所述四通阀(2)的D口与所述压缩机(1)的排气口通过铜管连接；

所述四通阀(2)的C口与所述翅片管热交换器组件通过铜管连接；

所述四通阀(2)的S口与所述气液分离器(19)通过铜管连接；

所述四通阀(2)的E口与所述热交换模块通过铜管连接，

所述节流模块设置于所述翅片管热交换器组件以及所述热交换模块之间。

2.根据权利要求1所述的一种变频四管制空调系统，其特征在于：所述节流模包括第一阀门(5)以及第四阀门(11)，

所述第一阀门(5)以及第四阀门(11)设置于所述翅片管热交换器组件与所述热交换模块之间。

3.根据权利要求2所述的一种变频四管制空调系统，其特征在于：所述翅片管换热器组件(3)包括两个翅片管换热器，其中，每个所述翅片管换热器均设置有集分管(31)、分液器(32)、过冷段下接口(33)以及过冷段上接口(34)，

所述四通阀(2)的C口与所述集分管(31)通过铜管连接；

所述第一阀门(5)设置于所述分液器(32)与所述过冷段上接口(34)之间；

所述第四阀门(11)设置于所述过冷段下接口(33)与所述热交换模块之间。

4.根据权利要求1所述的一种变频四管制空调系统，其特征在于：还包括轴流风机(4)，安装在所述翅片管换热器组件(3)上。

5.根据权利要求1-3中任一项所述的一种变频四管制空调系统，其特征在于：所述热交换模块包括第一换热器(14)以及第二换热器(15)，其中，所述第一换热器(14)为热水器；所述第二换热器(15)为空调用换热器。

6.根据权利要求1所述的一种变频四管制空调系统，其特征在于：还包括阀门模块，所述阀门模块包括第二阀门(6)、第三阀门(8)、第五阀门(12)、第六阀门(16)、第七阀门(17)以及第八阀门(18)，

所述第二阀门(6)与所述分液器(32)通过铜管连接；

所述第三阀门(8)与所述过冷段下接口(33)通过铜管连接；

所述第五阀门(12)设置于所述第三阀门(8)与所述第一换热器(14)之间；

所述第六阀门(16)设置于所述第一换热器(14)与所述四通阀(2)之间；

所述第七阀门(17)设置于所述第二换热器(15)与所述四通阀(2)之间；

所述第八阀门(18)设置于所述第二换热器(15)与所述气液分离器(19)之间。

7.根据权利要求1所述的一种变频四管制空调系统，其特征在于：还包括过滤模块，所述过滤模块包括第一过滤器(7)以及第二过滤器(9)，

所述第一过滤器(7)与所述过冷段上接口(34)通过铜管连接；

所述第二过滤器(9)设置于所述第三阀门(8)与所述第四阀门(11)之间。

8.根据权利要求1所述的一种变频四管制空调系统，其特征在于：还包括单向阀(10)，设置于所述第二过滤器(9)与所述第二换热器(15)之间。

9.根据权利要求1所述的一种变频四管制空调系统，其特征在于：还包括平衡罐(13)，设置于所述第五阀门(12)与所述第一换热器(14)之间。

10.根据权利要求1所述的一种变频四管制空调系统，其特征在于：所述压缩机(1)为变频涡旋压缩机。

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