CN200975808Y - 变频节能热泵冷冻空调机组 - Google Patents
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Abstract
本实用新型包含压缩机、储存槽的热交换结构、蒸发压力调整部、水冷式冷凝器、气冷式蒸发器、水冷式蒸发器、冷凝压力传送器、蒸发压力传送器、差压传送器、二冷凝压力开关、二蒸发压力开关、冷却泵变频器、三PID控制器、储存槽温控器、四电磁阀、二比例式电动阀、电动三通阀、冷媒干燥过滤器、二束缩膨胀装置、冷房温控器、冷却水塔和冷却泵。其中：储存槽的热交换结构包含浸泡于储存槽内的热交换器，其一端入口用以流体进入，另一端将流体流入于储存槽内；高温高压冷媒管路分布于储存槽内部，再穿置热交换器后，再穿出并连接水冷式冷凝器，蒸发压力调整部架设于压缩机吐出侧与吸入侧间。本实用新型具有可将储存槽内部的流体做渐进式的加热功能，高温高压冷媒可以有效的释放热能，在制造热流体的过程里，切换四电磁阀、二比例式电动阀、电动三通阀的开启或关闭，选择适当的使用模式，可以达成较高效率的制冷、制热共存的功能。
Description
技术领域
本实用新型与一热泵冷冻空调机组有关，特别是指一冷冻装置或一空调装置搭载有一储存槽的热交换结构，并可以达成较高效率的制冷、制热共存的功能。
背景技术
请参阅图1，习用热回收冷冻空调系统具有冷媒循环管路91，系统作动时，循环管路91内的冷媒处于高压时则冷媒具高温状态，为了将热能回收利用，进一步设有流体管路92、泵93及储存槽94及热交换器95，泵93及储存槽94设于流体管路92的流路上，泵93驱动流体管路92内的流体进入储存槽94，流体管路92内的流体与冷媒循环管路91内的冷媒交会于热交换器95，使流体转换成高温状态，进而将高温流体进入储存槽94而被利用。一般而言，前述热交换器95，冷媒循环管路91及流体管路92穿经热交换器95，两者以传导方式进行热交换。
前述习用热回收系统具有以下缺点：
1.热交换温度较低，以热回收成为热水而言，约只获得50℃-60℃的热水；
2.流体管路92的流路一般较长，能源会拌随流路耗损消散，50℃-60℃的流体至储存槽94后，会再降温，导致温度不易达到与高温冷媒或低温冷媒接近的温度；
3.泵93的设置，形成另一消耗能源的物件，亦增加材料及电费成本；
4.在寒冷的天气里，系统的蒸发器内被吸热的流体因主机设定温度到达，而形成主机停止，导致制热的热回收热交换器95无法产生热能，制造热流体的功能将被中断，因而热流体部份无法达到希望的温度设定值；
5.在寒冷的天气里，流入蒸发器内被吸热的流体，因温度太低，蒸发器无法吸收足够的热能，而形成主机性能降低，严重者产生液压缩，造成机组的损害。
发明内容
本实用新型的主要目的在提供一种变频节能热泵冷冻空调机组改良，达成较高效率的制冷、制热共存的功能。
为达成前述目的，本实用新型提供一种变频节能热泵冷冻空调机组，其包含有：
一压缩机，其两侧分别具有一高温高压冷媒管路及一低温低压冷媒管路；
一储存槽的热交换结构，其包含有一储存槽、一热交换器及一储存槽温控器，储存槽用以收容及释出一流体，热交换器一端用以流体进入，流体由热交换器另一端进入储存槽；热交换器一侧连通压缩机的高温高压冷媒出口端，用以高温高压冷媒对流体行热交换，而形成中温高压冷媒由热交换器另一侧流出；
一水冷式冷凝器，其一侧连通中温高压冷媒侧，其另一侧系冷媒流出侧且以并联方式连通一第一电磁阀及一第二电磁阀；其中，水冷式冷凝器与第一及第二电磁阀之间，在冷媒流动方向依序连接至少一冷凝压力开关、一第一感应冷媒物性控制单元及一冷媒干燥过滤器；
一气冷式蒸发器，其一侧连通第一电磁阀，用以接受低温低压冷媒而制做一冷空气提供一冷房负载使用，其另一侧连通压缩机的冷媒进口端，其中一冷房温控器设于冷房负载；
一水冷式蒸发器，其一端连通第二电磁阀，用以接受低温低压冷媒，其另一端相对于气冷式蒸发器而以并联方式连通压缩机的冷媒进口端，其一侧系冷却水入口而连通来自一冷却泵的一冷却水以进行热交换，其另一侧系冷却水出口而连接有一冷却水塔、一冷却泵，在冷却泵输出冷却水后，再以并联方式连通一第一比例式电动阀的冷却水入口及一第二比例式电动阀的冷却水入口，第一比例式电动阀的冷却水流出管路及第二比例式电动阀的冷却水流出管路再以并联方式连通水冷式蒸发器的冷却水入口，其中水冷式冷凝器设有一冷却水入口连通第一比例式电动阀的冷却水出口，水冷式冷凝器设有一冷却水出口系相对于第二比例式电动阀而以并联方式连通水冷式蒸发器的冷却水入口；
在气冷式蒸发器及水冷式蒸发器的冷媒流出管路以并联方式连接有至少一蒸发压力开关及一第二感应冷媒物性控制单元；
一感应差压控制单元，其两端分别连接第一及二比例式电动阀的冷却水入口前的冷却水管路及在水冷式蒸发器的冷却水出口后的冷却水管路，用以控制一冷却泵变频器，进而控制冷却泵的变频运转；
其中，
在冷媒干燥过滤器与气冷式蒸发器及水冷式蒸发器间的冷媒管路设有至少一束缩膨胀装置；
储存槽温控器用以控制压缩机的运转；
第一感应冷媒物性控制单元用以控制第一比例式电动阀的开启比例，调整进入水冷式冷凝器的冷却水水量；
冷房温控器用以控制第一及二电磁阀的开闭，及用以控制压缩机的运转；
第二感应冷媒物性控制单元用以控制第二比例式电动阀的开启比例。
本实用新型的优点在于：
由于储存槽的热交换结构用以收容及释出一流体，储存槽的热交换结构包含一热交换器，热交换器系浸泡于储存槽内，热交换器一端入口用以流体进入，另一端将流体流入于储存槽内，因而可以利用切换电磁阀、比例式电动阀、电动三通阀，达成选择状态模式，可以达成较高效率的制冷、制热共存的功能。
附图说明
图1为习用热回收系统示意图。
图2为本实用新型较佳实施例之一的系统示意图。
图3为本实用新型较佳实施例之二的系统示意图。
图4为本实用新型较佳实施例之三的系统示意图。
图5为本实用新型较佳实施例之四的系统示意图。
图6为本实用新型较佳实施例之五的系统示意图。
具体实施方式
以下，兹举本实用新型的若干较佳实施例，并配合图式做进一步的详细说明：
请参阅图2，其系本实用新型所揭变频节能热泵冷冻空调机组改良较佳实施例一的系统(气冷式-空气对水热泵系统)示意图，其主要包含一压缩机1、一储存槽的热交换结构18、一蒸发压力调整部6、一储存槽温控器201、一热交换器2、一储存槽20、一入口191、一流体19、一高压冷媒11、一低压冷媒111、一水冷式冷凝器301、一气冷式蒸发器8、一冷房温控器81、一冷却水塔21、一冷却泵16、一冷房负载30、一冷却水211、一水冷式蒸发器9-1、一电磁阀63、一电磁阀6-31、一电磁阀73、一电磁阀7-31、一比例式电动阀7-41、一比例式电动阀7-42、一电动三通阀7-32、水阀3132、一冷凝压力传送器9-2、一蒸发压力传送器8-2、一冷凝压力开关9-21一冷凝压力开关9-22、一蒸发压力开关8-21、一蒸发压力开关8-22、一差压传送器9-31、一冷却泵变频器9-3、一PID控制器9-32、一PID控制器9-41、一PID控制器9-42、一冷媒干燥过滤器4、一束缩膨胀装置5、一束缩膨胀装置5-1。其中：储存槽的热交换结构18用以收容及释出一流体19，储存槽的热交换结构18包含一热交换器2，热交换器2浸泡于一储存槽20内(或如前述习用图1者，热交换器2没有浸泡于储存槽20内)，热交换器2一端入口191用以流体19进入，另一端将流体19流入于储存槽20内。
本实用新型在一冷房负载30使用，并且达成较高效率的制冷、制热共存的功能时：
压缩机1运转，一高温高压冷媒11管路进入分布于储存槽20内部，再穿置热交换器2后，高温高压冷媒11把热传递给流体19，降温成为中温高压冷媒11，再穿出而并联连接二电磁阀63、6-31，再依序串联连接冷凝压力传送器9-2及冷媒干燥过滤器4，再并联依序连接二电磁阀73、7-31、二束缩膨胀装置5、5-1、气冷式蒸发器8及水冷式蒸发器9-1，而后形成低温低压冷媒111回流至压缩机1。
其中在电磁阀6-31及冷凝压力传送器9-2间串联有水冷式冷凝器301，且由水冷式冷凝器301至冷凝压力传送器9-2间，依序并联有二冷凝压力开关9-22、9-21，在压缩机1的高温高压冷媒11管路及低温低压冷媒111管路并联有蒸发压力调整部6，其中冷凝压力开关9-21系一备用开关而形成一保护装置而或可不设置。
气冷机构80的气冷式蒸发器8提供一冷空气予冷房负载30，标号34为风扇，标号800为经过气冷式蒸发器8的空气。
冷却水塔21藉冷却泵16提供冷却水211并联连接二比例式电动阀7-41、7-42，再串联穿经水冷式蒸发器9-1而回流至冷却水塔21，其中冷却水211在连接比例式电动阀7-41后依序穿经水冷式冷凝器301及连接电动三通阀7-32，而以电动三通阀7-32一流出口并联比例式电动阀7-42，电动三通阀7-32另一流出口连接在水冷式蒸发器9-1的冷却水211流出后的冷却水211管路。
差压传送器9-31两端分别连接二比例式电动阀7-41、7-42前的冷却水211管路及在水冷式蒸发器9-1后的冷却水211管路，差压传送器9-31可直接控制冷却泵变频器9-3，或差压传送器9-31连接有PID控制器9-32而控制冷却泵变频器9-3，用以控制冷却泵16的变频运转。
在压缩机1的冷媒流入侧(即气冷式蒸发器8及水冷式蒸发器9-1后的冷媒管路)连接二蒸发压力开关8-21、8-22及蒸发压力传送器8-2，蒸发压力传送器8-2用以直接控制比例式电动阀7-42，或者，蒸发压力传送器8-2连接PID控制器9-42控制比例式电动阀7-42，其中蒸发压力开关8-22系一备用开关而形成一保护装置而或可不设置。
电磁阀63、6-31的动作选择，是依据冷凝压力开关9-22的动作切换指示，当冷凝压力高于冷凝压力开关9-22的设定值时，开启电磁阀6-31，关闭电磁阀63，使中温高压冷媒11进入水冷式冷凝器301散热，再进入冷媒干燥过滤器4，当冷凝压力低于冷凝压力开关9-22的设定值时，开启电磁阀63，关闭电磁阀6-31，使中温高压冷媒11，直接进入冷媒干燥过滤器4，离开冷媒干燥过滤器4的中温高压冷媒11，再进入电磁阀73、7-31等待动作选择，电磁阀73、7-31的动作选择，是依据冷房温控器81的动作切换指示，当冷房温控器81设定温度未到达，则开启电磁阀73，关闭电磁阀7-31，再进入束缩膨胀装置5降压膨胀，再进入气冷式蒸发器8蒸发膨胀，产生制冷效果，当低温低压冷媒111的蒸发压力与蒸发温度过低时，蒸发压力调整部6动作，高压冷媒11将予以适当的旁通，进入低温低压冷媒111的管路上，以维持适当的低温低压冷媒111的蒸发压力与蒸发温度，完成制冷效果的低温低压冷媒111，再次回到压缩机1后继续压缩不断循环；当冷房温控器81，设定温度到达，则开启电磁阀7-31，关闭电磁阀73，再进入束缩膨胀装置5-1降压膨胀，再进入水冷式蒸发器9-1蒸发膨胀，产生制冷效果吸收来自冷却水211的热量；在系统中，当低温低压冷媒111的蒸发压力与蒸发温度过低时，蒸发压力调整部6动作，高压冷媒11将予以适当的旁通，进入低温低压冷媒111的管路上，以维持适当的低温低压冷媒111的蒸发压力与蒸发温度，完成制冷效果的低温低压冷媒111，再次回到压缩机后继续压缩不断循环，而当低温低压冷煤111的蒸发压力与蒸发温度不会过低时，则蒸发压力调整部6不动作，换言之，蒸发压力调整部6可依照系统需求或实际情形来选择要设置或不设置。
当冷房温控器81设定的温度到达，并且储存槽温控器201设定的温度到达，则选择停机；当冷房温控器81设定的温度未到达或储存槽温控器201设定的温度未到达，则再次启动运转。
基于上述的动作方式不断循环，即可达成制冷、热水共存的热泵冷冻空调机组的需求。
本实用新型所揭变频节能热泵冷冻空调机组改良的特征之一是，当开启电磁阀73，关闭电磁阀7-31时，水冷式蒸发器9-1并无蒸发膨胀的现象，没有制冷效果，因此同时关闭比例式电动阀7-42，关闭电动三通阀7-32，由于本实用新型所揭变频节能热泵冷冻空调机组改良内部包含有一储存槽的热交换结构18，当冷凝压力高于冷凝压力开关9-22的设定值时，开启电磁阀6-31，关闭电磁阀63，使中温高压冷媒11进入水冷式冷凝器301散热，然而此时的水冷式冷凝器301散热量，可依照冷凝压力传送器9-2的信号输出至PID控制器9-41，并且可以依操控者的需求，调整PID控制器9-41(比例-积分-微分控制器)的设定，可以输出4-20mA或0-10v或2-10v...等控制信号，操控比例式电动阀7-41的开启比例(或由冷凝压力传送器9-2直接控制比例式电动阀7-41)，调整进入水冷式冷凝器301的冷却水211水量，当冷却水211水量需求减少、冷却泵16转速不变时，进出电动三通阀7-32、比例式电动阀7-41、7-42的冷却水211的差压将提升，差压传送器9-31的信号输出至PID控制器9-32，并且可以依操控者的需求，调整PID控制器9-32的设定，可以输出4-20mA或0-10v或2-10v...等控制信号，操控冷却泵变频器9-3的变频输出，变频输出由于依据习用的风扇定律得知，转速与流量成正比并且转速与马力成三次方比的关系式得知，当降低频率后可以降低冷却泵16的输出马力，达到节能的效果。
在寒冷的天气里，冷房负载30不使用，关闭电磁阀73并且达成较高效率的制热功能时：
压缩机1运转，一高温高压冷媒11管路，进入分布于储存槽20内部，再穿置热交换器2后，高温高压冷媒11把热传递给流体19，降温成为中温高压冷媒11，再穿出并连接电磁阀63、6-31，电磁阀63、6-31的动作选择，是依据冷凝压力开关9-22的动作切换指示，当冷凝压力高于冷凝压力开关9-22的设定值时，开启电磁阀6-31，关闭电磁阀63，使中温高压冷媒1 1进入水冷式冷凝器301散热，再进入冷媒干燥过滤器4；当冷凝压力低于冷凝压力开关9-22的设定值时，开启电磁阀63，关闭电磁阀6-31中温高压冷媒11，直接进入冷媒干燥过滤器4，离开冷媒干燥过滤器4的中温高压冷媒11，再进入开启的电磁阀7-31，再进入束缩膨胀装置5-1降压膨胀，再进入水冷式蒸发器9-1蒸发膨胀，产生制冷效果吸收来自冷却水211的热量，此时蒸发压力传送器8-2的信号输出，至PID控制器9-42，并且可以依操控者的需求，调整PID控制器9-42的设定，可以输出4-20mA或0-10v或2-10v...等控制信号，操控比例式电动阀7-42的开启比例，当低温低压冷媒111的蒸发压力与蒸发温度过低时，蒸发压力调整部6动作，高压冷媒11将予以适当的旁通，进入低温低压冷媒111的管路上，以维持适当的低温低压冷媒111的蒸发压力与蒸发温度，完成制冷效果的低温低压冷媒111，再次回到压缩机后继续压缩不断循环。
当储存槽温控器201设定的温度到达，则选择停机；当储存槽温控器201设定的温度未到达温度则再次启动运转。
由于本实用新型所揭变频节能热泵冷冻空调机组改良内部包含有一储存槽的热交换结构18，当冷凝压力高于冷凝压力开关9-22的设定值时，开启电磁阀6-31，关闭电磁阀63，使中温高压冷媒11进入水冷式冷凝器301散热，然而此时的水冷式冷凝器301散热量，可依照冷凝压力传送器9-2的信号输出，至PID控制器9-41，并且可以依操控者的需求，调整PID控制器9-41的设定，可以输出4-20mA或0-10v或2-10v...等控制信号，操控比例式电动阀7-41的开启比例(或由冷凝压力传送器9-2直接控制比例式电动阀7-41)，调整进入水冷式冷凝器301的冷却水211水量，当冷却水211水量需求减少、冷却泵16转速不变时，进出电动三通阀7-32、比例式电动阀7-417-42的冷却水211的差压将提升，差压传送器9-31的信号输出至PID控制器9-32，并且可以依操控者的需求，调整PID控制器9-32的设定，可以输出4-20mA或0-10v或2-10v...等控制信号，操控冷却泵变频器9-3的变频输出，变频输出由于依据习用的风扇定律得知，转速与流量成正比并且转速与马力成三次方比的关系式得知，当降低频率后可以降低冷却泵16的输出马力，达到节能的效果。
其中水冷式蒸发器9-1与冷却泵16之间的冷却水211管路以电动三通阀7-32连通，开启电动三通阀7-32，冷却水211流过水冷式冷凝器301后，冷却水211再流至水冷式蒸发器9-1再回至冷却水塔21，此时蒸发压力传送器8-2的信号输出，至PID控制器9-42，并且可以依操控者的需求，调整PID控制器9-42的设定，可以输出4-20mA或0-10v或2-10v...等控制信号，操控比例式电动阀7-42的开启比例，并且依需求输入冷却水211流至水冷式蒸发器9-1，再回至冷却水塔21，而低温低压冷媒111在水冷式蒸发器9-1吸收冷却水211的热量，再回到压缩机1，再转换成高温高压冷媒11，加热储存槽的热交换结构18内的流体19，以提供热能利用，当储存槽温控器201设定的温度到达，则选择停机。
本实用新型所揭变频节能热泵冷冻空调机组改良的特征之一是，利用一冷却泵16、一冷却水211、一冷却水塔21并配合上述功能控制，即可达成纯制造热水的功能。
其中，比例式电动阀7-41设于水冷式冷凝器301的冷却水211入口与冷却泵16之间，用以达成冷却水可通过或不通过，或调整冷却水211的流量；电动三通阀7-32设于水冷式冷凝器301的冷却水211出口与水冷式蒸发器9-1之间，其一端连通水冷式蒸发器9-1的冷却水入口，其另一侧连接水冷式蒸发器9-1冷却水211出口及冷却水塔21之间的冷却水211管路；水冷式蒸发器9-1的冷却水入口并设比例式电动阀7-42的一侧，比例式电动阀7-42的另一侧连接冷却泵16与比例式电动阀7-41之间的冷却水211管路，比例式电动阀7-42与比例式电动阀7-41是并联连接。
本实用新型结构的特征是：
有水冷式蒸发器9-1与气冷式蒸发器8冷媒管路形成并联模式，水冷式蒸发器9-1可以吸收来自冷却水211热能，水冷式蒸发器9-1具有吸热的功能，并且水冷式蒸发器9-1以比例式电动阀7-41、比例式电动阀7-42及电动三通阀7-32的开启关闭，在冷却水侧达成与水冷式冷凝器301并联或串联的选择模式，并且有电磁阀73、电磁阀7-31控制冷媒流入在束缩膨胀装置5、束缩膨胀装置5-1的选择，电磁阀73、电磁阀7-31形成并联，以电磁阀73、电磁阀7-31选择中温高压冷媒11的流向，储存槽的热交换结构18与水冷式冷凝器301的中温高压冷媒11的管路间，置入有电磁阀6-31，并且有电磁阀63与电磁阀6-31、水冷式冷凝器301成为并联模式，利用电磁阀63与电磁阀6-31的切换，选择中温高压冷媒11是否进入水冷式冷凝器301散热，其中电磁阀63与电磁阀6-31的切换，用冷凝压力开关9-22控制。
请参阅图3，其系本实用新型所揭变频节能热泵冷冻空调机组改良较佳实施例之二的系统(气冷式-空气对水热泵系统)示意图，其与图2有相同功能，不再重复叙述，主要的差异是，直接把水冷式蒸发器9-1与水冷式冷凝器301的冷却水211侧串联，并且省略电动三通阀7-32，低温低压冷媒111直接吸收冷却水211的热能。
请参阅图4，其系本实用新型所揭变频节能热泵冷冻空调机组改良较佳实施例之三的系统(气冷式-空气对水热泵系统)示意图，其与图2有相同功能，不再重复叙述，主要的差异是，储存槽的热交换结构18与水冷式冷凝器301的中温高压冷媒11的冷媒管路侧串联，并且省略电磁阀63、电磁阀6-31，中温高压冷媒11直接进入水冷式冷凝器301；这是在不考虑流出热交换器2的高压冷媒11有过冷却现象时，则免除设置二电磁阀63、6-31及冷凝压力开关9-22，换言之，即流出热交换器2的高压冷媒11直接依序穿经水冷式冷凝器301、冷凝压力开关9-21、冷凝压力传送器9-2及冷媒干燥过滤器4。
请参阅图5，其系本实用新型所揭变频节能热泵冷冻空调机组改良较佳实施例之四的系统(气冷式-空气对水热泵系统)示意图，其与图2有相同功能，不再重复叙述，主要的差异是，直接把水冷式蒸发器9-1与水冷式冷凝器301的冷却水211侧串联，并且省略电动三通阀7-32，低温低压冷媒111直接吸收冷却水211的热能，储存槽的热交换结构18与水冷式冷凝器301的中温高压冷媒11的冷媒管路侧串联，并且省略电磁阀63、电磁阀6-31，中温高压冷媒11直接进入水冷式冷凝器301。
其中水冷式冷凝器301的冷媒出口，并设至少有冷凝压力传送器9-2、一PID控制器9-41，可依照冷凝压力传送器9-2的信号输出至PID控制器9-41，并且可以依操控者的需求，调整PID控制器9-41的设定，可以输出4-20mA或0-10v或2-10v...等控制信号，操控比例式电动阀7-41的开启比例，调整进入水冷式冷凝器301的冷却水211水量。
本例中有一差压传送器9-31，差压传送器9-31一侧并设于比例式电动阀7-41、比例式电动阀7-42与冷却泵16的冷却水211的连通管路上，另一侧并设于电动三通阀7-32、水冷式蒸发器9-1与冷却水塔21的冷却水211的连通管路上，差压传送器9-31的信号输出至PID控制器9-32，并且可以依操控者的需求，调整PID控制器9-32的设定，可以输出4-20mA或0-10v或2-10v...等控制信号，操控冷却泵变频器9-3的变频输出，并可以在所需求的最小水流量下，达成冷却泵16的变频，达成高效率的运转。
其中冷凝压力传送器9-2可以改变而设为一温度传送器，亦可提供PID控制器9-41所需的信号；换言之，冷媒在冷冻空调的循环过程中，会有冷凝的过程，而有冷凝压力及温度的变化，一冷凝压力传送器或一温度传送器来搭载一PID控制器的模式，其可视为一感应冷媒物性控制单元来感应冷媒的物理性质如冷媒的压力、冷媒的温度等等，而操控一比例式电动阀的开启比例。
其中蒸发压力传送器8-2可以改变而设为一温度传送器，亦可提供PID控制器9-42所需的信号；换言之，冷媒在冷冻空调的循环过程中，会有蒸发的过程，而有蒸发压力及温度的变化，一蒸发压力传送器或一温度传送器来搭载一PID控制器的模式，其可视为一感应冷媒物性控制单元来感应冷媒的物理性质如冷媒的压力、冷媒的温度等等，而操控一比例式电动阀的开启比例。
其中电磁阀73、7-31选择低温低压冷媒111，决定进入那一个蒸发装置吸收热能。
本例中有四个电磁阀-电磁阀63、电磁阀6-31、电磁阀73、电磁阀7-31，它们决定冷媒的流向，可以用三通电磁阀或多路阀结构取代。
在本例中，流体19指水，也指需加热的热流体。
在本例中，蒸发压力调整部6的动作模式，可设为一蒸发压力调整阀，或可用一只电磁阀搭配一冷媒压力开关，以控制电磁阀开关的方式为之。
在本例中，冷凝压力传送器9-2、蒸发压力传送器8-2、差压传送器9-31的信号输出符合PID控制器9-41、9-42、9-32的输出设定需求时，可以省略PID控制器9-41、9-42、9-32，并且用冷凝压力传送器9-2、蒸发压力传送器8-2、差压传送器9-31分别直接操控比例式电动阀7-41、比例式电动阀7-42、冷却泵变频器9-3的动作。
请参阅图6，其系本实用新型所揭变频节能热泵冷冻空调机组改良较佳实施例之五的系统(气冷式-空气对水热泵系统)示意图，其中与图2有相同功能，不再重复叙述，主要的差异是，其中束缩膨胀装置5、束缩膨胀装置5-1、电磁阀73、电磁阀7-31的组合结构部分，可以将束缩膨胀装置5放置于电磁阀73、电磁阀7-31与冷媒干燥过滤器4之间，即省略束缩膨胀装置5-1的结构取代；当然，前述省略束缩膨胀装置5-1的模式亦可应用于图3、4及图5的结构。
由于资讯产业与个人电脑的快速发展，利用PC(Personal Computer)作为控制单元的应用日益发达。PC-Based Control系指以个人电脑来执行控制的工作，一个回馈控制系统(FeedbackControl System)中，控制器必须接受由受控制系统的输出，同时控制器必须发出命令驱动受控制系统，以改变受控制系统的行为，使受控制系统的输出值达到所要的命令值。
例如对温度控制应用面来说，受控制系统通常为一个温度敏感的装置或是系统，需要将其温度的变化量控制在特定范围的内。感测器则通常是利用PT100或热电耦(Thermocouple)的装置量测温度的变化，透过信号放大、模拟信号转数位信号的方式将量测资料传送至电脑内处理，电脑内则放置PID控制的演算法，将误差值适当的乘上比例、差分或是积分增益值(Gain)，藉由输出装置，即时的对被控制系统产生作用，使其在合理的控制范围的内。输出模组则视被控制系统的输入信号而定，可以为数位亦可以为模拟控制。
嵌入式系统(Embedded System)是一种结合电脑软体和硬体的应用。相较于一般桌上型电脑系统而言，所谓的嵌入式系统在于其具有特定的用途与功能。许多工程实际应用上，因为硬体成本与应用环境的限制，我们需要为其量身打造一个新的软硬体环境。由于系统软体是“嵌入”在特定的硬体中，虽然牺牲动态更新的弹性，但却具有独立运作的能力；因此，稳定性及时序(Timing)的诉求亦是嵌入系统的特点之一。嵌入式系统由架构上来看，包括了微处理器(Microprocessor)、动态记忆体(RAM)、输入与输出等硬体单元，并内含控制这些硬体的驱动程式，以及执行特定功能的应用程式。由于嵌入式系统是应用导向的电脑系统，所以通常是由功能上的需求决定硬体的组态。
藉由泛用型嵌入式控制器与中央/远端控制模组的结合可达成一中央/远端温度控制系统，这是以嵌入式控制器为一控制单元，PID演算法则内置于嵌入式系统中，并利用中央/远端控制模组与受控体构成闭回路控制系统。
在本实用新型中设有PID控制器9-32、9-41、9-42的系统，可以改变为将一PID演算法内置于一嵌入式系统中并搭载一电脑的软硬体，亦可达成本实用新型功效并具中央/远端电脑控制模式功效。
Claims (43)
1.一种变频节能热泵冷冻空调机组，其包含有：
一压缩机，其两侧分别具有一高温高压冷媒管路及一低温低压冷媒管路；
一储存槽的热交换结构，其包含有一储存槽、一热交换器及一储存槽温控器，储存槽用以收容及释出一流体，热交换器一端用以流体进入，流体由热交换器另一端进入储存槽；热交换器一侧连通压缩机的高温高压冷媒出口端，用以高温高压冷媒对流体行热交换，而形成中温高压冷媒由热交换器另一侧流出；
一水冷式冷凝器，其一侧连通中温高压冷媒侧，其另一侧系冷媒流出侧且以并联方式连通一第一电磁阀及一第二电磁阀；其中，水冷式冷凝器与第一及第二电磁阀之间，在冷媒流动方向依序连接至少一冷凝压力开关、一第一感应冷媒物性控制单元及一冷媒干燥过滤器；
一气冷式蒸发器，其一侧连通第一电磁阀，用以接受低温低压冷媒而制做一冷空气提供一冷房负载使用，其另一侧连通压缩机的冷媒进口端，其中一冷房温控器设于冷房负载；
一水冷式蒸发器，其一端连通第二电磁阀，用以接受低温低压冷媒，其另一端相对于气冷式蒸发器而以并联方式连通压缩机的冷媒进口端，其一侧系冷却水入口而连通来自一冷却泵的一冷却水以进行热交换，其另一侧系冷却水出口而连接有一冷却水塔、一冷却泵，在冷却泵输出冷却水后，再以并联方式连通一第一比例式电动阀的冷却水入口及一第二比例式电动阀的冷却水入口，第一比例式电动阀的冷却水流出管路及第二比例式电动阀的冷却水流出管路再以并联方式连通水冷式蒸发器的冷却水入口，其中水冷式冷凝器设有一冷却水入口连通第一比例式电动阀的冷却水出口，水冷式冷凝器设有一冷却水出口系相对于第二比例式电动阀而以并联方式连通水冷式蒸发器的冷却水入口；
在气冷式蒸发器及水冷式蒸发器的冷媒流出管路以并联方式连接有至少一蒸发压力开关及一第二感应冷媒物性控制单元；
一感应差压控制单元，其两端分别连接第一及二比例式电动阀的冷却水入口前的冷却水管路及在水冷式蒸发器的冷却水出口后的冷却水管路，用以控制一冷却泵变频器，进而控制冷却泵的变频运转；
其中，
在冷媒干燥过滤器与气冷式蒸发器及水冷式蒸发器间的冷媒管路设有至少一束缩膨胀装置；
储存槽温控器用以控制压缩机的运转；
第一感应冷媒物性控制单元用以控制第一比例式电动阀的开启比例，调整进入水冷式冷凝器的冷却水水量；
冷房温控器用以控制第一及二电磁阀的开闭，及用以控制压缩机的运转；
第二感应冷媒物性控制单元用以控制第二比例式电动阀的开启比例。
2.根据权利要求1所述的变频节能热泵冷冻空调机组，其特征在于：
在所述压缩机的高温高压冷媒管路及低温低压冷媒管路之间并联一蒸发压力调整部。
3.根据权利要求1所述的变频节能热泵冷冻空调机组，其特征在于：
所述束缩膨胀装置的冷媒进出口分别串联冷媒干燥过滤器及并联第一及二电磁阀。
4.根据权利要求2所述的变频节能热泵冷冻空调机组，其特征在于：
所述束缩膨胀装置的冷媒进出口分别串联冷媒干燥过滤器及并联第一及二电磁阀。
5.根据权利要求1所述的变频节能热泵冷冻空调机组，其特征在于：
其包含有两束缩膨胀装置，其中一束缩膨胀装置设于气冷式蒸发器及第一电磁阀间，另一束缩膨胀装置设于水冷式蒸发器及第二电磁阀间。
6.根据权利要求2所述的变频节能热泵冷冻空调机组，其特征在于：
其包含有两束缩膨胀装置，其中一束缩膨胀装置设于气冷式蒸发器及第一电磁阀间，另一束缩膨胀装置设于水冷式蒸发器及第二电磁阀间。
7.根据权利要求1所述的变频节能热泵冷冻空调机组，其特征在于：
其更包含一第三电磁阀及一第四电磁阀；
第三及四电磁阀以并联方式设于中温高压冷媒侧及冷凝压力开关之间，第三及四电磁阀的一侧连通中温高压冷媒侧，第三电磁阀另一侧连通水冷式冷凝器及冷凝压力开关间的冷媒流出侧，第四电磁阀另一侧连通水冷式冷凝器的冷媒流入侧；
冷凝压力开关用以控制第三及四电磁阀的开闭。
8.根据权利要求2所述的变频节能热泵冷冻空调机组，其特征在于：
其更包含一第三电磁阀及一第四电磁阀；
第三及四电磁阀以并联方式设于中温高压冷媒侧及冷凝压力开关之间，第三及四电磁阀的一侧连通中温高压冷媒侧，第三电磁阀另一侧连通水冷式冷凝器及冷凝压力开关间的冷媒流出侧，第四电磁阀另一侧连通水冷式冷凝器的冷媒流入侧；
冷凝压力开关用以控制第三及四电磁阀的开闭。
9.根据权利要求3所述的变频节能热泵冷冻空调机组，其特征在于：
其更包含一第三电磁阀及一第四电磁阀；
第三及四电磁阀以并联方式设于中温高压冷媒侧及冷凝压力开关之间，第三及四电磁阀的一侧连通中温高压冷媒侧，第三电磁阀另一侧连通水冷式冷凝器及冷凝压力开关间的冷媒流出侧，第四电磁阀另一侧连通水冷式冷凝器的冷媒流入侧；
冷凝压力开关用以控制第三及四电磁阀的开闭。
10.根据权利要求4所述的变频节能热泵冷冻空调机组，其特征在于：
其更包含一第三电磁阀及一第四电磁阀；
第三及四电磁阀以并联方式设于中温高压冷媒侧及冷凝压力开关之间，第三及四电磁阀的一侧连通中温高压冷媒侧，第三电磁阀另一侧连通水冷式冷凝器及冷凝压力开关间的冷媒流出侧，第四电磁阀另一侧连通水冷式冷凝器的冷媒流入侧；
冷凝压力开关用以控制第三及四电磁阀的开闭。
11.根据权利要求5所述的变频节能热泵冷冻空调机组，其特征在于：
其更包含一第三电磁阀及一第四电磁阀；
第三及四电磁阀以并联方式设于中温高压冷媒侧及冷凝压力开关之间，第三及四电磁阀的一侧连通中温高压冷媒侧，第三电磁阀另一侧连通水冷式冷凝器及冷凝压力开关间的冷媒流出侧，第四电磁阀另一侧连通水冷式冷凝器的冷媒流入侧；
冷凝压力开关用以控制第三及四电磁阀的开闭。
12.根据权利要求6所述的变频节能热泵冷冻空调机组，其特征在于：
其更包含一第三电磁阀及一第四电磁阀；
第三及四电磁阀以并联方式设于中温高压冷媒侧及冷凝压力开关之间，第三及四电磁阀的一侧连通中温高压冷媒侧，第三电磁阀另一侧连通水冷式冷凝器及冷凝压力开关间的冷媒流出侧，第四电磁阀另一侧连通水冷式冷凝器的冷媒流入侧；
冷凝压力开关用以控制第三及四电磁阀的开闭。
13.根据权利要求1所述的变频节能热泵冷冻空调机组，其特征在于：
其更包含一电动三通阀；电动三通阀设于水冷式冷凝器的冷却水出口及水冷式蒸发器的冷却水入口间，电动三通阀的流入口连通水冷式冷凝器的冷却水出口，电动三通阀一流出口相对于第二比例式电动阀而以并联方式连通水冷式蒸发器的冷却水入口，电动三通阀另一流出口连接在水冷式蒸发器的冷却水流出后的冷却水管路。
14.根据权利要求2所述的变频节能热泵冷冻空调机组，其特征在于：
其更包含一电动三通阀；电动三通阀设于水冷式冷凝器的冷却水出口及水冷式蒸发器的冷却水入口间，电动三通阀的流入口连通水冷式冷凝器的冷却水出口，电动三通阀一流出口相对于第二比例式电动阀而以并联方式连通水冷式蒸发器的冷却水入口，电动三通阀另一流出口连接在水冷式蒸发器的冷却水流出后的冷却水管路。
15.根据权利要求3所述的变频节能热泵冷冻空调机组，其特征在于：
其更包含一电动三通阀；电动三通阀设于水冷式冷凝器的冷却水出口及水冷式蒸发器的冷却水入口间，电动三通阀的流入口连通水冷式冷凝器的冷却水出口，电动三通阀一流出口相对于第二比例式电动阀而以并联方式连通水冷式蒸发器的冷却水入口，电动三通阀另一流出口连接在水冷式蒸发器的冷却水流出后的冷却水管路。
16.根据权利要求4所述的变频节能热泵冷冻空调机组，其特征在于：
其更包含一电动三通阀；电动三通阀设于水冷式冷凝器的冷却水出口及水冷式蒸发器的冷却水入口间，电动三通阀的流入口连通水冷式冷凝器的冷却水出口，电动三通阀一流出口相对于第二比例式电动阀而以并联方式连通水冷式蒸发器的冷却水入口，电动三通阀另一流出口连接在水冷式蒸发器的冷却水流出后的冷却水管路。
17.根据权利要求5所述的变频节能热泵冷冻空调机组，其特征在于：
其更包含一电动三通阀；电动三通阀设于水冷式冷凝器的冷却水出口及水冷式蒸发器的冷却水入口间，电动三通阀的流入口连通水冷式冷凝器的冷却水出口，电动三通阀一流出口相对于第二比例式电动阀而以并联方式连通水冷式蒸发器的冷却水入口，电动三通阀另一流出口连接在水冷式蒸发器的冷却水流出后的冷却水管路。
18.根据权利要求6所述的变频节能热泵冷冻空调机组，其特征在于：
其更包含一电动三通阀；电动三通阀设于水冷式冷凝器的冷却水出口及水冷式蒸发器的冷却水入口间，电动三通阀的流入口连通水冷式冷凝器的冷却水出口，电动三通阀一流出口相对于第二比例式电动阀而以并联方式连通水冷式蒸发器的冷却水入口，电动三通阀另一流出口连接在水冷式蒸发器的冷却水流出后的冷却水管路。
19.根据权利要求7所述的变频节能热泵冷冻空调机组，其特征在于：
其更包含一电动三通阀；电动三通阀设于水冷式冷凝器的冷却水出口及水冷式蒸发器的冷却水入口间，电动三通阀的流入口连通水冷式冷凝器的冷却水出口，电动三通阀一流出口相对于第二比例式电动阀而以并联方式连通水冷式蒸发器的冷却水入口，电动三通阀另一流出口连接在水冷式蒸发器的冷却水流出后的冷却水管路。
20.根据权利要求8所述的变频节能热泵冷冻空调机组，其特征在于：
其更包含一电动三通阀；电动三通阀设于水冷式冷凝器的冷却水出口及水冷式蒸发器的冷却水入口间，电动三通阀的流入口连通水冷式冷凝器的冷却水出口，电动三通阀一流出口相对于第二比例式电动阀而以并联方式连通水冷式蒸发器的冷却水入口，电动三通阀另一流出口连接在水冷式蒸发器的冷却水流出后的冷却水管路。
21.根据权利要求9所述的变频节能热泵冷冻空调机组，其特征在于：
其更包含一电动三通阀；电动三通阀设于水冷式冷凝器的冷却水出口及水冷式蒸发器的冷却水入口间，电动三通阀的流入口连通水冷式冷凝器的冷却水出口，电动三通阀一流出口相对于第二比例式电动阀而以并联方式连通水冷式蒸发器的冷却水入口，电动三通阀另一流出口连接在水冷式蒸发器的冷却水流出后的冷却水管路。
22.根据权利要求10所述的变频节能热泵冷冻空调机组，其特征在于：
其更包含一电动三通阀；电动三通阀设于水冷式冷凝器的冷却水出口及水冷式蒸发器的冷却水入口间，电动三通阀的流入口连通水冷式冷凝器的冷却水出口，电动三通阀一流出口相对于第二比例式电动阀而以并联方式连通水冷式蒸发器的冷却水入口，电动三通阀另一流出口连接在水冷式蒸发器的冷却水流出后的冷却水管路。
23.根据权利要求11所述的变频节能热泵冷冻空调机组，其特征在于：
其更包含一电动三通阀；电动三通阀设于水冷式冷凝器的冷却水出口及水冷式蒸发器的冷却水入口间，电动三通阀的流入口连通水冷式冷凝器的冷却水出口，电动三通阀一流出口相对于第二比例式电动阀而以并联方式连通水冷式蒸发器的冷却水入口，电动三通阀另一流出口连接在水冷式蒸发器的冷却水流出后的冷却水管路。
24.根据权利要求12所述的变频节能热泵冷冻空调机组，其特征在于：
其更包含一电动三通阀；电动三通阀设于水冷式冷凝器的冷却水出口及水冷式蒸发器的冷却水入口间，电动三通阀的流入口连通水冷式冷凝器的冷却水出口，电动三通阀一流出口相对于第二比例式电动阀而以并联方式连通水冷式蒸发器的冷却水入口，电动三通阀另一流出口连接在水冷式蒸发器的冷却水流出后的冷却水管路。
25.根据权利要求1至24之一所述的变频节能热泵冷冻空调机组，其特征在于：所述第一感应冷媒物性控制单元包含选自由一冷凝压力传送器或一温度传送器所成的组群。
26.根据权利要求1至24之一所述的变频节能热泵冷冻空调机组，其特征在于：所述第二感应冷媒物性控制单元包含选自由一蒸发压力传送器或一温度传送器所成的组群。
27.根据权利要求25所述的变频节能热泵冷冻空调机组，其特征在于：
所述第一感应冷媒物性控制单元更包含选自由一PID控制器或一PID演算法内置于一嵌入式统搭载一电脑的软硬体所成的组群。
28.根据权利要求26所述的变频节能热泵冷冻空调机组，其特征在于：
所述第二感应冷媒物性控制单元更包含选自由一PID控制器或一PID演算法内置于一嵌入式系统搭载一电脑的软硬体所成的组群。
29.根据权利要求1至24之一所述的变频节能热泵冷冻空调机组，其特征在于：
所述感应差压控制单元包含选自由一PID控制器或一PID演算法内置于一嵌入式系统搭载一电脑的软硬体所成的组群。
30.根据权利要求1至24之一所述的变频节能热泵冷冻空调机组，其特征在于：
所述第一及二电磁阀可以选自由一三通电磁阀或多路阀结构所成的组群取代。
31.根据权利要求25所述的变频节能热泵冷冻空调机组，其特征在于：
所述第一及二电磁阀可以选自由一三通电磁阀或一多路阀结构所成的组群取代。
32.根据权利要求26所述的变频节能热泵冷冻空调机组，其特征在于：
所述第一及二电磁阀可以选自由一三通电磁阀或一多路阀结构所成的组群取代。
33.根据权利要求27所述的变频节能热泵冷冻空调机组，其特征在于：
所述第一及二电磁阀可以选自由一三通电磁阀或一多路阀结构所成的组群取代。
34.根据权利要求28所述的变频节能热泵冷冻空调机组，其特征在于：
所述第一及二电磁阀可以选自由一三通电磁阀或一多路阀结构所成的组群取代。
35.根据权利要求29所述的变频节能热泵冷冻空调机组，其特征在于：
所述第一及二电磁阀可以选自由一三通电磁阀或一多路阀结构所成的组群取代。
36.根据权利要求1至24之一所述的变频节能热泵冷冻空调机组，其特征在于：
所述第三及四电磁阀可以选自由一三通电磁阀或一多路阀结构所成的组群取代。
37.根据权利要求25所述的变频节能热泵冷冻空调机组，其特征在于：
所述第三及四电磁阀可以选自由一三通电磁阀或一多路阀结构所成的组群取代。
38.根据权利要求26所述的变频节能热泵冷冻空调机组，其特征在于：
所述第三及四电磁阀可以选自由一三通电磁阀或一多路阀结构所成的组群取代。
39.根据权利要求27所述的变频节能热泵冷冻空调机组，其特征在于：
所述第三及四电磁阀可以选自由一三通电磁阀或一多路阀结构所成的组群取代。
40.根据权利要求28所述的变频节能热泵冷冻空调机组，其特征在于：
所述第三及四电磁阀可以选自由一三通电磁阀或一多路阀结构所成的组群取代。
41.根据权利要求29所述的变频节能热泵冷冻空调机组，其特征在于：
所述第三及四电磁阀可以选自由一三通电磁阀或一多路阀结构所成的组群取代。
42.根据权利要求2、4、6、8、10、、12、14、16、18、20、22或24所述的变频节能热泵冷冻空调机组，其特征在于：所述蒸发压力调整部可以选自由一蒸发压力调整阀或一电磁阀搭配一冷媒压力开关所成的组群。
43.根据权利要求1至24之一所述的变频节能热泵冷冻空调机组，其特征在于：所述流体系水。
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2006
- 2006-09-29 CN CN 200620133959 patent/CN200975808Y/zh not_active Expired - Fee Related
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