CN202928189U - 一种带中压主动防冻装置的一体化中央空调 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种带中压主动防冻及油平衡装置的一体化中央空调，所述中央空调包括压缩机，卫生热水换热器，室外翅片换热器，设在室外翅片换热器旁的冷凝风机，双向干燥过滤器，双向电子膨胀阀，贮液器，室内空调换热器，气液分离器，循环泵，定压毛细管，四通换向阀和单向阀，所述各个部件之间由管路连通。本实用新型采用2根毛细管定压，通过单向阀等零部件，使机组在单制冷模式运行和单制热模式运行时，卫生热水换热器内的制冷剂温度始终处于冷凝温度和蒸发温度的平均值，该值远远高于水的冰点，使机组从被动防冻到主动防冻，彻底解决了防冻问题，明显提高了机组节能性能，延长了机组的使用寿命，增加了机组的可靠性。

Description

一种带中压主动防冻装置的一体化中央空调

技术领域

本实用新型属于空调设备技术领域，具体涉及一种带中压主动防冻及油平衡装置的集制冷制热和卫生热水于一体的一体化中央空调。

背景技术

当前市场上所有的一体化中央空调（三联机）的卫生热水换热器在机组制冷模式和制热模式都是处于制冷系统的低压侧，这种设计的主要问题有：

1、系统能效下降

在夏天单制冷模式或冬天单制热模式下，卫生热水换热器内的热水经常与低温低压的制冷剂蒸汽换热，导致热水温度下降，从而引起系统经常切换到制冷兼制热水模式（夏天）或制热水模式（冬天），这样引起的问题是：

a. 在夏天，系统在制冷兼制热水模式时，机组的制冷性能系数比单制冷模式时的要低，在热水温度设定在50℃情况下，在夏天35℃环境温度时制冷兼制热水模式的制冷性能系数比单制冷模式时的要低8%左右（冷凝温度相差6℃左右），而在30~35℃的环境气温下，制冷兼制热水模式的制冷性能系数比单制冷模式时的要低8%~16%左右。

b. 在冬天，由于制冷剂低压侧温度可以下降到-5℃甚至更低的温度，制冷剂蒸汽与50℃的热水换热量增加明显，制热水模式的时间占比增加较多，从而影响热空调的效果。另外，为了平衡空调制热时卫生热水换热器内的低压制冷剂传给热水的冷量，机组需间隔切换到制热水模式对热水箱里的热水进行重复加热，导致压缩机做的无用功明显增加（约增加5%~10%），系统节能效果被打折。

c. 为了不断带走卫生热水换热器内的低压制冷剂传给热水的冷量，卫生热水循环泵需要定时循环，从而增加了水泵的耗功。

d. 在进行工况切换时，由于系统在工况平衡过程中的性能系数非常低，也降低了系统的节能性能。

2、卫生热水换热器存在冻坏的可能

a. 在自来水停水、热水箱内的水太少，热水在热水箱与卫生热水换热器不能形成循环的情况下，由于安装原因（机组比热水箱低）使残余在卫生热水换热器内的水过多，若机组蒸发温度低于0℃则可能引起结冰造成换热器冻坏，而机组在冬季制热时蒸发温度低于0℃的情况是很常见的。

b. 在温度控制信号正常，而卫生热水循环泵损坏，或水泵强电回路故障引起水不循环，水流开关保护失效时，时间一长也会冻坏卫生热水换热器。

3、机组可靠性差，维修量大，使用寿命不长

a. 缺乏对冷冻油和制冷剂的有效管理，导致机组故障保护或损坏。

由于机组有三个换热器，而机组在任何模式下运行时只有两个换热器参与循环，另一个换热器不参与循环，传统做法是将不参与循环的换热器的进口管路切断（通过电磁阀或换向阀），换热器的出口管路与压缩机回气管相连，依靠残存在换热器内的制冷剂的蒸发将制冷剂和润滑油带回压缩机。这种做法由于切断了不参与循环的换热器的制冷剂的供给，残存制冷剂蒸发后的制冷剂蒸汽的流速是很难将润滑油带回压缩机的，从而导致压缩机缺油而润滑不好，问题较轻的缩短了压缩机的寿命，并经常发生压缩机故障保护和报警，严重的导致压缩机很快损坏。

b. 由于运行模式经常变化，引起工况和设备承压的突变，各种阀门等切换元件活动次数也成倍增加，从而缩短了零部件的使用寿命，也相应缩短了产品寿命，降低了产品的可靠性。

实用新型内容

本实用新型旨在克服现有技术的不足，提供一种带中压主动防冻及油平衡装置的一体化中央空调。

为了达到上述目的，本实用新型提供的技术方案为：

所述带中压主动防冻及油平衡装置的一体化中央空调，包括压缩机1，卫生热水换热器3，室外翅片换热器10，设在室外翅片换热器10旁的冷凝风机24，双向干燥过滤器11，双向电子膨胀阀12，贮液器13，室内空调换热器16，气液分离器17，循环泵，定压毛细管，四通换向阀和单向阀，所述各个部件之间由管路连通；

所述压缩机1出口与四通换向阀A2第一接口连通，四通换向阀A2第二接口与单向阀B7连通，单向阀B7与四通换向阀C5第一接口连通，四通换向阀C5第四接口与室外翅片换热器10第二接口连通，室外翅片换热器10第一接口与双向干燥过滤器11第二接口连通，双向干燥过滤器11第一接口与双向电子膨胀阀12第二接口连通，双向电子膨胀阀12第一接口与室内空调换热器16第二接口连通，室内空调换热器16第一接口与四通换向阀C5第二接口连通，四通换向阀C5第三出口与气液分离器17进口连通，气液分离器17出口与压缩机1进口连通；

四通换向阀A2第三接口与气液分离器17进口连通；

四通换向阀A2第四接口与单向阀A6连通，单向阀A6与卫生热水换热器3第一接口连通，卫生热水换热器3第二接口与四通换向阀B4第一接口连通，四通换向阀B4第二接口与单向阀C8连通，单向阀C8与室内空调换热器16第二接口、定压毛细管A15第一接口、双向电子膨胀阀12第一接口及贮液器13的出口连通；

四通换向阀B4第四接口与单向阀D9连通，单向阀D9与双向干燥过滤器11第二接口、定压毛细管B14第二接口及室外翅片换热器10第一接口连通；

四通换向阀B4第三接口与与气液分离器17进口连通；

定压毛细管A15第二接口与定压毛细管B14第一接口连通，定压毛细管A15与定压毛细管B14之间的连通管道与卫生热水换热器3第二接口连通。

其中，四通换向阀B4可以用两个电磁阀来等效替换其功能，而其他各部件的连接关系不改变，用两个电磁阀等效替换后，改变部分的具体结构如下：

四通换向阀A2第四接口与单向阀A6连通，单向阀A6与卫生热水换热器3第一接口连通，卫生热水换热器3第二接口与电磁阀A20、电磁阀B21连通，电磁阀A20与单向阀C8连通，单向阀C8与室内空调换热器16第二接口、定压毛细管A15第一接口、双向电子膨胀阀12第一接口及贮液器13的出口连通；

电磁阀B与单向阀D9连通，单向阀D9与双向干燥过滤器11第二接口、定压毛细管B14第二接口及室外翅片换热器10第一接口连通。

另外，所述卫生热水换热器3进出水管道A22上设有卫生热水循环泵19；所述室内空调换热器16进出水管道B23上设有空调冷冻水循环泵18。

    下面结合设计及工作原理对本实用新型作进一步说明：

参见图1和图2，所述一体化中央空调包括压缩机，室外翅片换热器，室内空调换热器，卫生热水换热器，电子膨胀阀，四通换向阀，单向阀，气液分离器，贮液器，一个双向干燥过滤器，定压毛细管，冷凝风机，以及将这些零部件连接起来的制冷管路，还有控制系统、机组底座及外壳等钣金件。

所述一体化中央空调采用2根毛细管作为定压装置，并兼做油平衡装置，另外还采用3个单向阀将换热器的管路与制冷系统的其它管路相连，使卫生热水换热器在机组进行单制冷模式和单制热模式运行时始终处于中压状态，即处于冷凝压力和蒸发压力的平均压力，相应的，卫生热水换热器内的制冷剂的温度也基本上是冷凝温度和蒸发温度的平均温度。这样，即使机组的蒸发温度为-10℃，卫生热水换热器内的制冷剂温度也会轻易地达到10℃以上（冷凝温度只需要达到40℃以上），这样就确保了机组在任何模式下运行时，卫生热水换热器始终处于水的冰点以上，也就达到了主动防冻的目的，而不需要再进行额外的被动防冻，也彻底杜绝了换热器冻坏问题的产生。

参见图1，空调系统工作时，控制过程和制冷剂流程如下：

a.单制冷模式：

控制过程：四通换向阀A2失电，四通换向阀B4得电，四通换向阀C5失电；

制冷剂流程：压缩机1→四通换向阀A2→单向阀B7→四通换向阀C5→室外翅片换热器10→双向干燥过滤器11→双向电子膨胀阀12→室内空调换热器16→第三四通换向阀5→气液分离器17→压缩机1。

b.单制热模式：

控制过程：通换向阀A2失电，四通换向阀B4失电，四通换向阀C5得电；

制冷剂流程：压缩机1→四通换向阀A2→单向阀B7→四通换向阀C5→室内空调换热器16→双向电子膨胀阀12→双向干燥过滤器11→室外翅片换热器10→四通换向阀C5→气液分离器17→压缩机1。

单制热模式中的除霜运行同单制冷模式。

c.单制热水模式：

控制过程：四通换向阀A2得电，四通换向阀B4失电，四通换向阀C5得电；

制冷剂流程：压缩机1→四通换向阀A2→单向阀A6→卫生热水换热器3→四通换向阀B4→单向阀C8→双向电子膨胀阀12→双向干燥过滤器11→室外翅片换热器10→四通换向阀C5→气液分离器17→压缩机1。

d.制冷兼制热水模式：

控制过程：四通换向阀A2得电，四通换向阀B4失电，四通换向阀C5得电；

制冷剂流程：压缩机1→四通换向阀A2→单向阀A6→卫生热水换热器3→四通换向阀B4→单向阀D9→双向干燥过滤器11→双向电子膨胀阀12→室内空调换热器16→四通换向阀C5→气液分离器17→压缩机1。

e.制热兼制热水模式：

遵循热水优先的原则，制热水时遵循单制热水模式，空调制热时遵循单制热模式。

f.冷凝风机24的控制

单制冷模式时风机运行，单制热模式时风机运行（除霜时暂停），单制热水模式时风机运行（除霜时暂停），制冷兼制热水模式时风机停止运行。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果体现在：

本实用新型带中压防冻装置的一体化中央空调采用2根毛细管定压，通过单向阀等零部件，使机组在单制冷模式运行和单制热模式运行时，卫生热水换热器内的制冷剂温度始终处于冷凝温度和蒸发温度的平均值，该值远远高于水的冰点，使机组从被动防冻到主动防冻，彻底解决了防冻问题，明显提高了机组节能性能，延长了机组的使用寿命，增加了机组的可靠性。

附图说明

图1为本实用新型一种实施例的结构示意图；

图2为本实用新型另一种实施例的结构示意图。

图中：1、压缩机；2、四通换向阀A；3、卫生热水换热器；4、四通换向阀B；5、四通换向阀C；6、单向阀A；7、单向阀B；8、单向阀C；9、单向阀D；10、室外翅片换热器；11、双向干燥过滤器；12、双向电子膨胀阀；13、贮液器；14、定压毛细管B；15、定压毛细管A；16、室内空调换热器；17、气液分离器；18、空调冷冻水循环泵；19、卫生热水循环泵；20、电磁阀A；21、电磁阀B；22、进出水管道A ；23、进出水管道B；24、冷凝风机；。

具体实施方式

实施例1

如图1所示，所述带中压主动防冻及油平衡装置的一体化中央空调，包括压缩机1，卫生热水换热器3，室外翅片换热器10，设在室外翅片换热器10旁的冷凝风机24，双向干燥过滤器11，双向电子膨胀阀12，贮液器13，室内空调换热器16，气液分离器17，循环泵，定压毛细管，四通换向阀和单向阀，所述各个部件之间由管路连通；

所述压缩机1出口与四通换向阀A2第一接口连通，四通换向阀A2第二接口与单向阀B7连通，单向阀B7与四通换向阀C5第一接口连通，四通换向阀C5第四接口与室外翅片换热器10第二接口连通，室外翅片换热器10第一接口与双向干燥过滤器11第二接口连通，双向干燥过滤器11第一接口与双向电子膨胀阀12第二接口连通，双向电子膨胀阀12第一接口与室内空调换热器16第二接口连通，室内空调换热器16第一接口与四通换向阀C5第二接口连通，四通换向阀C5第三出口与气液分离器17进口连通，气液分离器17出口与压缩机1进口连通；

所述四通换向阀A2第三接口与气液分离器17进口连通；

所述四通换向阀A2第四接口与单向阀A6连通，单向阀A6与卫生热水换热器3第一接口连通，卫生热水换热器3第二接口与四通换向阀B4第一接口连通，四通换向阀B4第二接口与单向阀C8连通，单向阀C8与室内空调换热器16第二接口、定压毛细管A15第一接口、双向电子膨胀阀12第一接口及贮液器13的出口连通；

所述四通换向阀B4第四接口与单向阀D9连通，单向阀D9与双向干燥过滤器11第二接口、定压毛细管B14第二接口及室外翅片换热器10第一接口连通；

所述四通换向阀B4第三接口与与气液分离器17进口连通；

所述定压毛细管A15第二接口与定压毛细管B14第一接口连通，定压毛细管A15与定压毛细管B14之间的连通管道与卫生热水换热器3第二接口连通；

所述卫生热水换热器3进出水管道A22上设有卫生热水循环泵19；所述室内空调换热器16进出水管道B23上设有空调冷冻水循环泵18。

实施例2

如图2所示，所述带中压主动防冻及油平衡装置的一体化中央空调，包括压缩机1，卫生热水换热器3，室外翅片换热器10，设在室外翅片换热器10旁的冷凝风机24，双向干燥过滤器11，双向电子膨胀阀12，贮液器13，室内空调换热器16，气液分离器17，循环泵，定压毛细管，四通换向阀和单向阀，所述各个部件之间由管路连通；

所述压缩机1出口与四通换向阀A2第一接口连通，四通换向阀A2第二接口与单向阀B7连通，单向阀B7与四通换向阀C5第一接口连通，四通换向阀C5第四接口与室外翅片换热器10第二接口连通，室外翅片换热器10第一接口与双向干燥过滤器11第二接口连通，双向干燥过滤器11第一接口与双向电子膨胀阀12第二接口连通，双向电子膨胀阀12第一接口与室内空调换热器16第二接口连通，室内空调换热器16第一接口与四通换向阀C5第二接口连通，四通换向阀C5第三出口与气液分离器17进口连通，气液分离器17出口与压缩机1进口连通；

所述四通换向阀A2第三接口与气液分离器17进口连通；

所述四通换向阀A2第四接口与单向阀A6连通，单向阀A6与卫生热水换热器3第一接口连通，卫生热水换热器3第二接口与电磁阀A20、电磁阀B21连通，电磁阀A20与单向阀C8连通，单向阀C8与室内空调换热器16第二接口、定压毛细管A15第一接口、双向电子膨胀阀12第一接口及贮液器13的出口连通；

所述电磁阀B与单向阀D9连通，单向阀D9与双向干燥过滤器11第二接口、定压毛细管B14第二接口及室外翅片换热器10第一接口连通；

所述定压毛细管A15第二接口与定压毛细管B14第一接口连通，定压毛细管A15与定压毛细管B14之间的连通管道与卫生热水换热器3第二接口连通；

所述卫生热水换热器3进出水管道A22上设有卫生热水循环泵19；所述室内空调换热器16进出水管道B23上设有空调冷冻水循环泵18。 

Claims (4)

1.一种带中压主动防冻装置的一体化中央空调，包括压缩机（1），卫生热水换热器（3），室外翅片换热器（10），设在室外翅片换热器（10）旁的冷凝风机（24），双向干燥过滤器（11），双向电子膨胀阀（12），贮液器（13），室内空调换热器（16），气液分离器（17），循环泵，定压毛细管，四通换向阀和单向阀，所述各个部件之间由管路连通；

其特征在于，

所述压缩机（1）出口与四通换向阀A（2）第一接口连通，四通换向阀A（2）第二接口与单向阀B（7）连通，单向阀B（7）与四通换向阀C（5）第一接口连通，四通换向阀C（5）第四接口与室外翅片换热器（10）第二接口连通，室外翅片换热器（10）第一接口与双向干燥过滤器（11）第二接口连通，双向干燥过滤器（11）第一接口与双向电子膨胀阀（12）第二接口连通，双向电子膨胀阀（12）第一接口与室内空调换热器（16）第二接口连通，室内空调换热器（16）第一接口与四通换向阀C（5）第二接口连通，四通换向阀C（5）第三出口与气液分离器（17）进口连通，气液分离器（17）出口与压缩机（1）进口连通；

所述四通换向阀A（2）第三接口与气液分离器（17）进口连通；

所述四通换向阀A（2）第四接口与单向阀A（6）连通，单向阀A（6）与卫生热水换热器（3）第一接口连通，卫生热水换热器（3）第二接口与四通换向阀B（4）第一接口连通，四通换向阀B（4）第二接口与单向阀C（8）连通，单向阀C（8）与室内空调换热器（16）第二接口、定压毛细管A（15）第一接口、双向电子膨胀阀（12）第一接口及贮液器（13）的出口连通；

所述四通换向阀B（4）第四接口与单向阀D（9）连通，单向阀D（9）与双向干燥过滤器（11）第二接口、定压毛细管B（14）第二接口及室外翅片换热器（10）第一接口连通；

所述四通换向阀B（4）第三接口与与气液分离器（17）进口连通；

所述定压毛细管A（15）第二接口与定压毛细管B（14）第一接口连通，定压毛细管A（15）与定压毛细管B（14）之间的连通管道与卫生热水换热器（3）第二接口连通。

2.如权利要求1所述的中央空调，其特征在于，所述卫生热水换热器（3）进出水管道A（22）上设有卫生热水循环泵（19）；所述室内空调换热器（16）进出水管道B（23）上设有空调冷冻水循环泵（18）。

3.一种带中压主动防冻装置的一体化中央空调，包括压缩机（1），卫生热水换热器（3），室外翅片换热器（10），设在室外翅片换热器（10）旁的冷凝风机（24），双向干燥过滤器（11），双向电子膨胀阀（12），贮液器（13），室内空调换热器（16），气液分离器（17），循环泵，定压毛细管，四通换向阀，单向阀和电磁阀，所述各个部件之间由管路连通；

其特征在于，

所述压缩机（1）出口与四通换向阀A（2）第一接口连通，四通换向阀A（2）第二接口与单向阀B（7）连通，单向阀B（7）与四通换向阀C（5）第一接口连通，四通换向阀C（5）第四接口与室外翅片换热器（10）第二接口连通，室外翅片换热器（10）第一接口与双向干燥过滤器（11）第二接口连通，双向干燥过滤器（11）第一接口与双向电子膨胀阀（12）第二接口连通，双向电子膨胀阀（12）第一接口与室内空调换热器（16）第二接口连通，室内空调换热器（16）第一接口与四通换向阀C（5）第二接口连通，四通换向阀C（5）第三出口与气液分离器（17）进口连通，气液分离器（17）出口与压缩机（1）进口连通；

所述四通换向阀A（2）第三接口与气液分离器（17）进口连通；

所述四通换向阀A（2）第四接口与单向阀A（6）连通，单向阀A（6）与卫生热水换热器（3）第一接口连通，卫生热水换热器（3）第二接口与电磁阀A（20）、电磁阀B（21）连通，电磁阀A（20）与单向阀C（8）连通，单向阀C（8）与室内空调换热器（16）第二接口、定压毛细管A（15）第一接口、双向电子膨胀阀（12）第一接口及贮液器（13）的出口连通；

所述电磁阀B与单向阀D（9）连通，单向阀D（9）与双向干燥过滤器（11）第二接口、定压毛细管B（14）第二接口及室外翅片换热器（10）第一接口连通；

所述定压毛细管A（15）第二接口与定压毛细管B（14）第一接口连通，定压毛细管A（15）与定压毛细管B（14）之间的连通管道与卫生热水换热器（3）第二接口连通。

4.如权利要求3所述的中央空调，其特征在于，所述卫生热水换热器（3）进出水管道A（22）上设有卫生热水循环泵（19）；所述室内空调换热器（16）进出水管道B（23）上设有空调冷冻水循环泵（18）。

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