CN202902688U

CN202902688U - 变频多功能空调热水系统

Info

Publication number: CN202902688U
Application number: CN2012204833415U
Authority: CN
Inventors: 顾小刚; 胡永; 柴国红; 王俊
Original assignee: Trane Air Conditioning Systems China Co Ltd
Current assignee: Trane Air Conditioning Systems China Co Ltd
Priority date: 2012-09-21
Filing date: 2012-09-21
Publication date: 2013-04-24
Anticipated expiration: 2022-09-21

Abstract

本实用新型涉及一种变频多功能空调热水系统，包括空调热水主系统，空调热水主系统包括变频压缩机、四通换向阀、主电磁阀、源侧换热器、源侧风机/水泵、电子膨胀阀组件、使用侧储液器、使用侧换热器、气液分离器、热水换热器、热水侧储液器、单向阀，各个所述的元件通过管路相连接。本实用新型的重要特点主要在于系统的匹配灵活设计，可以实现单独制冷、单独制热、空调制冷全热回收、空调制冷部分热回收、单独制热水、制热制热水等多种功能，并且热水换热器的名义换热能力只为其它换热器名义换热能力的30~70%，制热水的能效比普通热泵热水器高出10~35%，可达到节能的目的，从而可以取代电热水器、燃气热水器。

Description

变频多功能空调热水系统

技术领域

本实用新型涉及空调热水系统领域，特别是涉及一种变频多功能空调热水系统。

背景技术

空气源热泵热水系统近几年来在家居节能生活中得到接受和认可。但由于投资回收期通常超过3年而难以普遍占领低价的电热水器、燃气热水器市场；另一方面，随着变频技术的成熟、安装空间的限制及人们生活水平的提高，越来越多的用户开始购买使用变频多联空调来提高生活的舒适性。

随着商用空调热水技术的发展，人们也越来越多的关注家用空调热水产品，但希望投资回收期更短，比如短于2.5年。综上考虑，就对空调热水系统提出了更高的要求。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种变频多功能空调热水系统。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种变频多功能空调热水系统，该系统包括空调热水主系统，所述的空调热水主系统包括变频压缩机、四通换向阀、主电磁阀、源侧换热器、源侧风机/水泵、电子膨胀阀组件、使用侧储液器、使用侧换热器、气液分离器、热水换热器、热水侧储液器、单向阀，各个所述的元件通过管路相连接，

所述的四通换向阀、源侧换热器、电子膨胀阀组件、使用侧储液器、使用侧换热器相串联连接；所述的四通换向阀与主电磁阀并联；所述的变频压缩机的出口同时与四通换向阀、主电磁阀相连接；所述的气液分离器的入口与四通换向阀相连接；所述的气液分离器的出口与所述的变频压缩机的入口相连接；所述的热水换热器、热水侧储液器、单向阀依次连接在所述的主电磁阀与电子膨胀阀组件之间。

优选地，所述的四通换向阀具有第一管口、第二管口、第三管口以及第四管口，

所述的变频压缩机的出口连接至所述的第一管口，所述的使用侧换热器连接至所述的第二管口，所述的源侧换热器连接至所述的第四管口，所述的气液分离器的入口连接至所述的第三管口。

优选地，所述的热水换热器名义换热能力为使用侧换热器名义换热能力的30~70%。

优选地，所述的电子膨胀阀组件包括第一电子膨胀阀、与所述的第一电子膨胀阀相连接的第二电子膨胀阀，所述的源侧换热器连接至所述的第一电子膨胀阀，所述的第二电子膨胀阀连接至所述的使用侧储液器。

进一步优选地，该系统还包括空调热水辅助系统，所述的空调热水辅助系统包括低温运行过冷辅助系统、制冷剂平衡控制辅助系统以及排气温度控制辅助系统。

所述的低温过冷辅助系统包括过冷器、第一电磁阀以及第一毛细管，各个所述的元件通过管路相连接，所述的过冷器连接在所述的第一电子膨胀阀、第二电子膨胀阀之间，所述的第一电磁阀、第一毛细管与所述的第一电子膨胀阀与过冷器之间的管路相并联连接；

所述的制冷剂平衡控制辅助系统包括第二电磁阀、第二毛细管，各个所述的元件通过管路相连接，所述的第二电磁阀、第二毛细管与所述的主电磁阀相并联连接；

所述的排气温度辅控系统包括第三电磁阀、第三毛细管，各个所述的元件通过管路相连接，所述的第三电磁阀连接至所述的热水换热器、热水侧储液器之间，所述的第三毛细管连接至所述的气液分离器的入口管上。

进一步优选地，该系统包括单独制冷模式或除霜模式、单独制热模式、单独制热水模式以及全热回收模式，当所述的单独制冷模式或除霜模式、全热回收模式叠加工作时为部分热回收模式；但所述的单独制热模式、单独制热水模式叠加工作时为制热同时制热水模式。

进一步优选地，当系统制冷剂依次从所述的变频压缩机、四通换向阀、源侧换热器、第一电子膨胀阀、过冷器、第二电子膨胀阀、使用侧储液器、使用侧换热器、四通换向阀、气液分离器以及变频压缩机流过形成循环回路时为单独制冷模式或除霜模式。

进一步优选地，系统制冷剂依次从所述的变频压缩机、四通换向阀、使用侧换热器、使用侧储液器、第二电子膨胀阀、过冷器、第一电子膨胀阀、源侧换热器、气液分离器、变频压缩机流过形成循环回路时为单独制热模式。

进一步优选地，当系统制冷剂依次从所述的变频压缩机、主电磁阀、热水换热器、热水侧储液器、单向阀、过冷器、第一电子膨胀阀、源侧换热器、四通换向阀、气液分离器、变频压缩机流过形成循环回路时为单独制热水模式。

进一步优选地，当系统制冷剂依次从所述的变频压缩机、主电磁阀、热水换热器、热水侧储液器、单向阀、第二电子膨胀阀、使用侧储液器、使用侧换热器、四通换向阀、气液分离器、变频压缩机流过形成循环回路时为全热回收模式。

本实用新型集成应用了空调热泵技术、热泵热水技术、变频技术，实现了变频空调与热水器一体化设计。

由于上述技术方案运用，本实用新型与现有技术相比具有下列优点：

本实用新型的重要特点主要在于系统的匹配灵活设计，可以实现单独制冷、单独制热、空调制冷全热回收、空调制冷部分热回收、单独制热水、制热制热水等多种功能，并且热水换热器的名义换热能力只为其它换热器名义换热能力的30~70%，制热水的能效比普通热泵热水器高出10~35%，可达到节能的目的，从而可以取代电热水器、燃气热水器。

附图说明

附图1为本实用新型的结构示意图。

其中：1、变频压缩机；2、气液分离器；3、四通换向阀；30、第一管口；31、第二管口；32、第三管口；33、第四管口；4、主电磁阀；5、源侧换热器；6、源侧风机/水泵；7、第一电子膨胀阀；8、过冷器；9、第二电子膨胀阀；10、使用侧储液器；11、使用侧换热器；12、热水换热器；13、热水侧储液器；14、单向阀；15、第二电磁阀；16、第二毛细管；17、第一电磁阀；18、第一毛细管；19、第三电磁阀；20、第三毛细管。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述：

如图1所示的一种变频多功能空调热水系统，该系统包括空调热水主系统和空调热水辅助系统，其中：

空调热水主系统包括变频压缩机1、四通换向阀3、主电磁阀4、源侧换热器5、源侧风机/水泵6、电子膨胀阀组件、使用侧储液器10、使用侧换热器11、气液分离器2、热水换热器12、热水侧储液器13、单向阀14，各个所述的元件通过管路相连接，

四通换向阀3、源侧换热器5、电子膨胀阀组件、使用侧储液器10、使用侧换热器11相串联连接；四通换向阀3与主电磁阀4并联；变频压缩机1的出口同时与四通换向阀3、主电磁阀4相连接；气液分离器2的入口与四通换向阀3相连接；气液分离器2的出口与变频压缩机1的入口相连接；热水换热器12、热水侧储液器13、单向阀14依次连接在主电磁阀4与电子膨胀阀组件之间。

四通换向阀3具有第一管口30、第二管口31、第三管口32以及第四管口33，

变频压缩机1的出口连接至第一管口30，使用侧换热器11连接至第二管口31，源侧换热器5连接至第四管口33，气液分离器2的入口连接至第三管口32。

热水换热器12设计的名义换热能力只是使用侧换热器11名义换热能力的30~70%，制热水时，变频压缩机1只需在较低频率下运行，运行时负载小；从而，热水换热器12的成本将是常规设计的一半左右。

除成本低外，由于源侧换热器5、风机/水泵6为实现空调能力设计，制热水模式变频压缩机1较低频率运行时，源侧换热器5、风机/水泵6处于满载能力运行，机组全年制热水能效COP将比常规产品高10~35%，可为用户节约更多运行费用。

使用侧换热器11可以是冷热水换热器，也可以是冷热风换热器。

在本实施例中：电子膨胀阀组件包括第一电子膨胀阀7、与第一电子膨胀阀7相连接的第二电子膨胀阀9，源侧换热器5连接至第一电子膨胀阀7，第二电子膨胀阀9连接至使用侧储液器10。

空调热水辅助系统包括低温运行过冷辅助系统、制冷剂平衡控制辅助系统以及排气温度控制辅助系统，

低温过冷辅助系统包括过冷器8、第一电磁阀17以及第一毛细管18，各个元件通过管路相连接，过冷器8连接在第一电子膨胀阀7、第二电子膨胀阀9之间，第一电磁阀17、第一毛细管18与第一电子膨胀阀7与过冷器8之间的管路相并联连接；

制冷剂平衡控制辅助系统包括第二电磁阀15、第二毛细管16，各个元件通过管路相连接，第二电磁阀15、第二毛细管16与主电磁阀4相并联连接；

排气温度辅控系统包括第三电磁阀19、第三毛细管20，各个元件通过管路相连接，第三电磁阀19连接至热水换热器12、热水侧储液器13之间，第三毛细管20连接至气液分离器2的入口管上。

以下具体阐述下本实施例中系统的各种工作模式：

1、单独制冷模式或除霜模式：

当系统制冷剂依次从变频压缩机1、四通换向阀3、源侧换热器5、第一电子膨胀阀7、过冷器8、第二电子膨胀阀9、使用侧储液器10、使用侧换热器11、四通换向阀3、气液分离器2以及变频压缩机1流过形成循环回路时为单独制冷模式或除霜模式当源侧为水源时不需要除霜模式。

单独制冷模式时，源侧风机/水泵6正常运行；第一电子膨胀阀7根据控制系统需求进行自动调节（方案一）或全开（方案二）；第二电子膨胀阀9全开（方案一）或根据控制系统需求进行自动调节（方案二）；第一电磁阀17、第二电磁阀15、第三电磁阀19断电关闭；热水换热器12不工作；四通换向阀3、主电磁阀4均不得电；

2、单独制热模式：

当系统制冷剂依次从变频压缩机1、四通换向阀3、使用侧换热器11、使用侧储液器10、第二电子膨胀阀9、过冷器8、第一电子膨胀阀7、源侧换热器5、气液分离器2、变频压缩机1流过形成循环回路时为单独制热模式。

单独制热模式时，源侧风机/水泵6正常运行；第二电子膨胀阀9全开；第一电子膨胀阀7根据控制系统需求进行自动调节；第一电磁阀17根据系统需求来自动通电或断电；主电磁阀4、第三电磁阀19断电关闭；热水换热器12不工作；四通换向阀3得电换向；第二电磁阀15在压缩机启动3~10分钟后断电。

3、单独制热水模式：

当系统制冷剂依次从变频压缩机1、主电磁阀4、热水换热器12、热水侧储液器13、单向阀14、过冷器8、第一电子膨胀阀7、源侧换热器5、四通换向阀3、气液分离器2、变频压缩机1流过形成循环回路时为单独制热水模式。

单独制热水模式时，源侧风机/水泵6正常运行；主电磁阀4得电开启；使用侧换热器11不工作；第二电子膨胀阀9临界关闭；过冷器8及第一电磁阀17根据系统需求来自动通电或断电决定是否需要换热；第一电子膨胀阀7根据控制系统需求进行自动调节；第二电磁阀15断电关闭；第三电磁阀19根据系统需求来自动通电或断电；四通换向阀3得电换向。

4、全热回收模式：

当系统制冷剂依次从变频压缩机1、主电磁阀4、热水换热器12、热水侧储液器13、单向阀14、第二电子膨胀阀9、使用侧储液器10、使用侧换热器11、四通换向阀3、气液分离器2、变频压缩机1流过形成循环回路时为全热回收模式。

全热回收模式时，源侧换热器5、源侧风机/水泵6不工作；主电磁阀4得电开启；第一电子膨胀阀7微临界关闭；过冷器8及第一电磁阀17断电关闭；第二电子膨胀阀9根据控制系统需求进行自动调节；第二电磁阀15断电关闭；第三电磁阀19根据系统需求来自动通电或断电；四通换向阀3不得电。

5、部分热回收模式

当单独制冷模式与全热回收模式叠加工作时，可以实现部分热回收模式，以完全满足房间制冷需求；

部分热回收模式时，源侧风机/水泵6正常运行；第一电子膨胀阀7全开；第二电子膨胀阀9根据控制系统需求进行自动调节；第一电磁阀17、第二电磁阀15断电关闭；热水换热器12工作；四通换向阀3不得电；主电磁阀4得电开启；第三电磁阀19根据系统需求来自动通电或断电。

6、制热制热水模式

当单独制热模式与单独制热水模式叠加工作时，可以实现制热同时制热水模式，以满足空调制热和制热水的同时需求。

制热制热水模式时，源侧风机/水泵6正常运行；第二电子膨胀阀9全开；第一电子膨胀阀7根据控制系统需求进行自动调节；第一电磁阀17根据系统需求来自动通电或断电；主电磁阀4得电开启；第三电磁阀19根据系统需求来自动通电或断电；热水换热器12工作；四通换向阀3得电换向；第二电磁阀15断电关闭。

上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种变频多功能空调热水系统，其特征在于：该系统包括空调热水主系统，所述的空调热水主系统包括变频压缩机（1）、四通换向阀（3）、主电磁阀（4）、源侧换热器（5）、源侧风机/水泵（6）、电子膨胀阀组件、使用侧储液器（10）、使用侧换热器（11）、气液分离器（2）、热水换热器（12）、热水侧储液器（13）、单向阀（14），上述各个元件通过管路相连接，

所述的四通换向阀（3）、源侧换热器（5）、电子膨胀阀组件、使用侧储液器（10）、使用侧换热器（11）相串联连接；所述的四通换向阀（3）与主电磁阀（4）并联；所述的变频压缩机（1）的出口同时与四通换向阀（3）、主电磁阀（4）相连接；所述的气液分离器（2）的入口与四通换向阀（3）相连接；所述的气液分离器（2）的出口与所述的变频压缩机（1）的入口相连接；所述的热水换热器（12）、热水侧储液器（13）、单向阀（14）依次连接在所述的主电磁阀（4）与电子膨胀阀组件之间。

2.根据权利要求1所述的变频多功能空调热水系统，其特征在于：所述的四通换向阀（3）具有第一管口（30）、第二管口（31）、第三管口（32）以及第四管口（33），

所述的变频压缩机（1）的出口连接至所述的第一管口（30），所述的使用侧换热器（11）连接至所述的第二管口（31），所述的源侧换热器（5）连接至所述的第四管口（33），所述的气液分离器（2）的入口连接至所述的第三管口（32）。

3.根据权利要求1所述的变频多功能空调热水系统，其特征在于：所述的热水换热器（12）名义换热能力为使用侧换热器（11）名义换热能力的30~70%。

4.根据权利要求1所述的变频多功能空调热水系统，其特征在于：所述的电子膨胀阀组件包括第一电子膨胀阀（7）、与所述的第一电子膨胀阀（7）相连接的第二电子膨胀阀（9），所述的源侧换热器（5）连接至所述的第一电子膨胀阀（7），所述的第二电子膨胀阀（9）连接至所述的使用侧储液器（10）。

5.根据权利要求4所述的变频多功能空调热水系统，其特征在于：该系统还包括空调热水辅助系统，所述的空调热水辅助系统包括低温运行过冷辅助系统、制冷剂平衡控制辅助系统以及排气温度控制辅助系统，

所述的低温运行过冷辅助系统包括过冷器（8）、第一电磁阀（17）以及第一毛细管（18），上述各个元件通过管路相连接，所述的过冷器（8）连接在所述的第一电子膨胀阀（7）、第二电子膨胀阀（9）之间，所述的第一电磁阀（17）、第一毛细管（18）与所述的第一电子膨胀阀（7）与过冷器（8）之间的管路相并联连接；

所述的制冷剂平衡控制辅助系统包括第二电磁阀（15）、第二毛细管（16），上述各个元件通过管路相连接，所述的第二电磁阀（15）、第二毛细管（16）与所述的主电磁阀（4）相并联连接；

所述的排气温度辅控系统包括第三电磁阀（19）、第三毛细管（20），上述各个元件通过管路相连接，所述的第三电磁阀（19）连接至所述的热水换热器（12）、热水侧储液器（13）之间，所述的第三毛细管（20）连接至所述的气液分离器（2）的入口管上。

6.根据权利要求5所述的变频多功能空调热水系统，其特征在于：该系统包括单独制冷模式或除霜模式、单独制热模式、单独制热水模式以及全热回收模式，当所述的单独制冷模式或除霜模式、全热回收模式叠加工作时为部分热回收模式；但所述的单独制热模式、单独制热水模式叠加工作时为制热同时制热水模式。

7.根据权利要求6所述的变频多功能空调热水系统，其特征在于：当系统制冷剂依次从所述的变频压缩机（1）、四通换向阀（3）、源侧换热器（5）、第一电子膨胀阀（7）、过冷器（8）、第二电子膨胀阀（9）、使用侧储液器（10）、使用侧换热器（11）、四通换向阀（3）、气液分离器（2）以及变频压缩机（1）流过形成循环回路时为单独制冷模式或除霜模式。

8.根据权利要求6所述的变频多功能空调热水系统，其特征在于：当系统制冷剂依次从所述的变频压缩机（1）、四通换向阀（3）、使用侧换热器（11）、使用侧储液器（10）、第二电子膨胀阀（9）、过冷器（8）、第一电子膨胀阀（7）、源侧换热器（5）、气液分离器（2）、变频压缩机（1）流过形成循环回路时为单独制热模式。

9.根据权利要求6所述的变频多功能空调热水系统，其特征在于：当系统制冷剂依次从所述的变频压缩机（1）、主电磁阀（4）、热水换热器（12）、热水侧储液器（13）、单向阀（14）、过冷器（8）、第一电子膨胀阀（7）、源侧换热器（5）、四通换向阀（3）、气液分离器（2）、变频压缩机（1）流过形成循环回路时为单独制热水模式。

10.根据权利要求6所述的变频多功能空调热水系统，其特征在于：当系统制冷剂依次从所述的变频压缩机（1）、主电磁阀（4）、热水换热器（12）、热水侧储液器（13）、单向阀（14）、第二电子膨胀阀（9）、使用侧储液器（10）、使用侧换热器（11）、四通换向阀（3）、气液分离器（2）、变频压缩机（1）流过形成循环回路时为全热回收模式。