CN205227548U - 多联机空调系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种多联机空调系统,该系统包括:压缩机、蒸发器、冷凝器和过冷器,所述过冷器的回流端通过回流管路回流到所述压缩机;在所述回流管路与所述压缩机之间,还连接有并联的过冷管路和增焓管路,其中所述过冷管路与蒸发器排气管路汇合后再连接到所述压缩机的低压吸气端;且所述增焓管路连接到所述压缩机的中间压力吸气端;且所述系统还包括控制所述过冷管路和/或增焓管路打开或关闭的切换装置。本实用新型的方案,可以克服现有技术中节能性差、能效低和用户舒适度差等缺陷,实现节能性好、能效高和用户舒适度好的有益效果。
Description
技术领域
本实用新型涉及空调技术领域,具体地,涉及一种多联机空调系统。
背景技术
目前,国内绝大多联机外机产品,普遍使用着普通变频高压腔涡旋压缩机,即使用非增焓涡旋变频压缩机,其压缩机与喷焓变频涡旋压缩机相比,存在同频能力低、同能力能效低、高频排气温度高、低温工况制热能力低的缺点。
另外,现国家已明确提出“节能减排”的要求,并已法律化制度化,其国家相关多联机能效标准要求及同行业的产品的竞争力水平,也是与日提高;因此,对提升多联机产品的能效水平,也是迫在眉睫。
当前,绝大多联机外机系统方案,普遍使用这样传统的带经济器结构——采用制冷过冷、制热无控制的控制方案,即在制冷模式下,开启过冷器膨胀阀6开度,通过过冷器7的换热作用,降低了冷凝器的出管温度,达到提高过冷度的目的;但制热不在进行任何控制,其系统原理示意如图1所示。图1所示的系统,包括压缩机1、油分离器2、四通阀3、室外换热器4、节流部件5;过冷器膨胀阀6、过冷器7、气液分离器8、小阀门9和大阀门10。
这种控制方式的设计目的主要是优化制冷,针对中低纬度的地区,如华中、华南等地区,可以有效提高系统过冷度,降低有害过热造成的影响。但对于制热基本没有任何优势,因为制热过程,内机已变成热泵,需要释放高温热量,不能降低冷凝温度,否则,无法满足用户的舒适度;因此,针对这种控制方式的缺点,需要进一步对其优化,以满足高纬度地区,如华北、甚至是东北地区的热泵能力,并寻求进一步提高能效系统方案。
现有技术中,存在节能性差、能效低和用户舒适度差等缺陷。
实用新型内容
本实用新型的目的在于,针对上述缺陷,提出一种多联机空调系统,以解决通过对过冷模式和增焓模式的切换控制,更好地对多联机制冷制热过程中的能力和能效进行优化处理,提升能效、减小能耗的问题。
本实用新型提供一种多联机空调系统,包括:压缩机、蒸发器、冷凝器和过冷器,所述过冷器的回流端通过回流管路回流到所述压缩机;在所述回流管路与所述压缩机之间,还连接有并联的过冷管路和增焓管路,其中所述过冷管路与蒸发器排气管路汇合后再连接到所述压缩机的低压吸气端;且所述增焓管路连接到所述压缩机的中间压力吸气端;且所述系统还包括控制所述过冷管路和/或增焓管路打开或关闭的切换装置。
其中,所述切换装置包括设置在所述过冷管路上的过冷阀和设置在所述增焓管路上的增焓阀。
其中,所述切换装置包括设置在所述回流管路和所述过冷管路、所述增焓管路之间的三通换向阀。
其中,所述切换装置包括第一四通阀,所述第一四通阀的四个连接端分别与所述回流管路、所述过冷管路、所述增焓管路和所述压缩机的低压吸气管路端相连。进一步,所述过冷器的回流端连接至所述回流管路之处还分支有气旁通管路,该气旁通管路的另一端连接到所述压缩机的排气端,且所述气旁通管路上设置有气旁通电磁阀。
其中,所述增焓管路上还设置有只允许流体从过冷器方向流向所述压缩机方向的第一单向阀。
其中,所述过冷器的放热管路和吸热管路的制冷剂进入端位于所述过冷器的同一侧;且所述过冷器的放热管路和吸热管路的制冷剂排出端位于所述过冷器的同一侧。进一步,在所述过冷器的放热管路的进气端设置有第一膨胀阀。
其中,在所述压缩机的排气端管路上设置有第二四通阀,所述第二四通阀的另外三个连接端分别连接到所述蒸发器、所述冷凝器和所述过冷管路。
其中,所述蒸发器为室外换热器时,所述冷凝器为室内换热器;所述蒸发器为室内换热器时,所述冷凝器为室外换热器。进一步,所述室外换热器连接到所述过冷器之间的管路上设置有第二膨胀阀,且所述第二膨胀阀上并联设置有允许制冷剂从室外换热器流向所述过冷器的第二单向阀。
本实用新型的方案,利用喷焓压缩机的高能力高能效的特性,结合经济器的提升过冷度特性,通过切换装置,将两者的优势结合到一起,从而达到制冷制热提高能效、同时兼顾超低温度制热提升能力的目的。
进一步,本实用新型的方案,在过冷模式下,保留经济器以在制冷条件下提高过冷度的特性,同时,在增焓(例如:制冷增焓、制热增焓)模式下,通过喷焓压缩机及经济器的换热作用,提高冷凝器焓差及提升压缩机耗工,进而大幅增加了制热量,则可有效的提高制冷、制热的能力,这对APF、IPLV等综合能效系数提升有很大帮助。
由此,本实用新型的方案解决利用对过冷模式和增焓模式的切换控制,更好地对多联机制冷制热过程中的能力和能效进行优化处理,提升能效、减小能耗的问题,从而,克服现有技术中节能性差、能效低和用户舒适度差的缺陷,实现节能性好、能效高和用户舒适度好的有益效果。
本实用新型的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述,并且,部分地从说明书中变得显而易见,或者通过实施本实用新型而了解。
下面通过附图和实施例,对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
附图用来提供对本实用新型的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型,并不构成对本实用新型的限制。在附图中:
图1为现有多联机外机的控制系统的结构示意图;
图2为本实用新型的多联机空调系统的一实施例的结构示意图;其中,(a)为多联机系统的结构示意图,(b)为制冷増焓的循环p-h图,(c)为制冷过冷的循环p-h图,(d)为制热増焓的循环p-h图,p表示相应循环过程中的对应压力,h表示相应循环过程中的对应焓值;
图3为本实用新型的系统中双电磁阀切换机构的一实施例的结构示意图;
图4为本实用新型的系统中三通换向阀切换机构的一实施例的结构示意图;
图5为本实用新型的系统中四通阀切换机构的一实施例的结构示意图。
结合附图,本实用新型实施例中附图标记如下:
1-压缩机;2-油分离器;3-四通阀;4-室外换热器;5-节流部件;6-过冷器膨胀阀;7-过冷器;8-气分(即气液分离器);9-小阀门;10-大阀门;11-増焓阀;12-过冷阀;13-制热EVX;14-过冷器EVX;15-室内换热器;16-内机EVX;17-过冷电磁阀;18-増焓电磁阀;19-过冷管路;20-增焓管路;21-三通换向阀;22-增焓四通阀;23-气旁通电磁阀;24-单向阀。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本实用新型具体实施例及相应的附图对本实用新型技术方案进行清楚、完整地描述。显然,所描述的实施例仅是本实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本实用新型保护的范围。
根据本实用新型的实施例,提供了一种多联机空调系统。如图2-图5所示,该系统至少包括:
压缩机1、蒸发器、冷凝器和过冷器7,过冷器7的回流端(例如:图2中的d端)通过回流管路回流到压缩机1;在回流管路与压缩机1之间,还连接有并联的过冷管路19和增焓管路20,其中过冷管路19与蒸发器排气管路汇合后再连接到压缩机1的低压吸气端;且增焓管路20连接到压缩机1的中间压力吸气端;且该系统还包括控制过冷管路19和/或增焓管路20打开或关闭的切换装置。
其中,压缩机1,可以优选高效压缩机。例如:优选喷气增焓(EVI)压缩机(也称增焓涡旋压缩机、喷焓压缩机)作为高效压缩机。通过喷气增焓压缩机,可以进一步提升系统的制热能力。
其中,过冷管路19和增焓管路20共同构成增效管路。
通过切换装置,对高效压缩机和经济器(或称过冷器)进行基于工作模式切换地控制,实现多联机的过冷模式和增焓模式(例如:制冷增焓模式、制热增焓模式)的快速切换。通过切换装置的切换,实现高效压缩机(例如:喷气增焓压缩机)和经济器(或称过冷器)的结合使用,使得高效压缩机的高制热能力和经济器的高制冷过冷能力达到最优结合,以同时提高系统的能力和能效。
其中,经济器(economizer)是一种换热器,通过制冷剂自身节流蒸发吸收热量从而使另一部分制冷剂得到过冷。例如:经济器,可以包括板式换热器。
在一个实施方式中,如图2所示,切换装置包括设置在过冷管路19上的过冷阀12和设置在增焓管路上的增焓阀11。
例如:过冷阀12,通过过冷管路19,连接于经济器(例如:室外换热器4);增焓阀11,通过增焓管路20,连接于高效压缩机(参见图2所示的例子)。
例如:过冷阀12连接在四通阀3的第三连接端与过冷器7的d端之间,增焓阀11连接在过冷器7的d端与高效压缩机之间。
由此,通过双阀(参见图2所示的例子,例如:过冷阀12与增焓阀11),制热增焓模式下,结合带经济器的系统设计,可以提高蒸发器入口和出口之间的焓差、并增大高效压缩机出口的制冷剂流量和提高压缩过程的做功,从而使系统的制热量显著增加。制冷模式下,从冷凝器出来的液体经过过冷器7进一步冷却,增加了过冷度,蒸发器入口和出口之间的焓差增加,从室内环境中多吸收了热量,进而降低了室内温度,达到提高制冷能力的目的。
其中,如图3所示,该过冷阀12包括过冷电磁阀17,该增焓阀11包括增焓电磁阀18。
例如:过冷电磁阀17连接在过冷器7与四通阀3的第三连接端之间,增焓电磁阀18连接在过冷器7与高效压缩机之间。
例如:通过对双电磁阀的控制作用,实现制冷、制热模式下,提高能效的目的,相应的控制逻辑如下:
①制冷模式下,当压缩机频率≥第一预设频率值且过冷作用生效时,过冷电磁阀17与増焓电磁阀18同时通电,过冷管路19开启(喷向气液分离器8),过冷器膨胀阀6打开,按系统所需过冷度控制阀膨胀开度,进而实现制冷模式下,提高系统的过冷度、进而实现提高能力能效的目的,同时因过冷管路19通向低压侧,有效防止増焓管路20单向阀的因压力脉动而产生噪音异响。
②在制热模式、制冷模式下,当压缩机频率≥第二预设频率值増焓作用生效时,冷电磁阀关,増焓电磁阀通电,増焓管路开启(喷向压缩机),过冷器膨胀阀6打开,按増焓过热度控制膨胀阀的开度,实现制热、制冷模式下能力的提高,并通过增焓能力比例,降低压缩机频率,进而达到提效的目的;
③当压缩机频率<第一预设频率值或第二预设频率值或过冷未生效或増焓未生效时,过冷电磁阀17与増焓电磁阀18同时通电,此时过冷器膨胀阀6处于关闭状态。
由此,通过双阀(参见图3所示的例子,例如:过冷电磁阀17与增焓电磁阀18)的切换控制,过冷模式下,过冷电磁阀17与增焓电磁阀18均开,可以提高制冷条件下的系统过冷度,进而能效增高,同时,防止増焓管路20上单向阀(例如:与压缩机1连接的单向阀)的异响。増焓模式下,过冷阀12(例如:过冷电磁阀17)关,增焓阀11(例如:增焓电磁阀18)开,通过增焓压缩机的提高能力的特性,从而可以降低压缩机频率,提高能效。
在一个实施方式中,如图4所示,切换装置包括设置在回流管路和过冷管路19、增焓管路20之间的三通换向阀21。
例如:三通换向阀21的第一连接端(例如:A口),通过过冷管路19,连接于经济器(例如:室外换热器4)的一侧;第二连接端(例如:B口),通过过冷管路19,连接于经济器(例如:室外换热器4)的另一侧;第三连接端(例如:C口),通过增焓管路20,连接于高效压缩机(参见图4所示的例子)。
例如:三通换向阀21的第一连接端连接于过冷器7,第二连接端连接于四通阀3的第三连接端,第三连接端连接于高效压缩机。
例如:通过对三通换向阀21的换向作用,实现制冷、制热模式下,提高能效的目的,相应的控制逻辑如下:
①在制冷模式下,当压缩机频率≥第一预设频率值且过冷作用生效时,三通换向阀21处于AB通电(A与B相通,C关闭),过冷管路19通(喷向气液分离器),过冷器膨胀阀6打开,按系统过冷度控制过冷器膨胀阀开度,进而实现制冷模式下,提高系统的过冷度,进而实现提高能力能效的目的。
②在制热模式、制冷模式下,当压缩机频率≥第二预设频率值且増焓作用生效时,三通换向阀21处于AC通电(A与C相通,B关闭),増焓管路20通(喷向压缩机),过冷器膨胀阀6打开,按増焓过热度控制过冷器膨胀阀6的开度,实现制热、制冷模式下,能力的提高,并通过增焓能力比例,降低压缩机频率,进而达到提效的目的。
③当压缩机频率<第一预设频率值或第二预设频率值或过冷未生效或増焓未生效时,三通换向阀恢复AB通电,此时过冷器膨胀阀6处于关闭状态。
由此,通过三通换向阀21的切换控制,过冷模式下,三通换向阀21的AB通以开通过冷管路,三通换向阀21的C封死以关断增焓管路20,可以提高制冷条件下的系统过冷度,进而系统能效增高。増焓模式下,通过三通换向阀21的换向作用,三通换向阀21的AC通以开通增焓管路20,三通换向阀21的B封死以关断过冷管路19,通过高效压缩机(例如:增焓压缩机)的提高能力的特性,可以降低压缩机频率,进而提高系统能效。
在一个实施方式中,如图5所示,切换装置包括第一四通阀,第一四通阀的四个连接端分别与回流管路、过冷管路、增焓管路和压缩机的低压吸气管路端相连。
其中,该第一四通阀,优选为增焓四通阀22。
在一个例子中,过冷器7的回流端连接至回流管路之处还分支有气旁通管路,该气旁通管路的另一端连接到压缩机1的排气端,且气旁通管路上设置有气旁通电磁阀23。其中,气旁通管路作用是当系统压力过高时,气旁通电磁阀打开,将高压侧气体卸流到低压区域,起到泄压的作用。
在一个实施方式中,如图2-图5所示,增焓管路20上还设置有只允许流体从过冷器方向流向压缩机方向的第一单向阀(例如:单向阀24),以更可靠地实现过冷模式与增焓模式之间的切换控制。
例如:增焓四通阀22的第一连接端(例如:S口),通过增焓管路20,连接于高效压缩机的一侧;第二连接端(例如:E口),通过过冷管路19,连接于经济器的一侧;第三连接端(例如:D口),通过气旁通电磁阀23,连接于经济器;第四连接端(例如:C口),通过单向阀24,连接于高效压缩机(参见图5所示的例子)。
其中,增焓四通阀22的第一连接端连接于气液分离器8,第二连接端连接于四通阀3的第三连接端,第三连接端连接于过冷器7、并经气旁通电磁阀23连接于油分离器2,第四连接端通过单向阀24连接于高效压缩机。
在一个例子中,如图2-图5所示,在过冷器7的放热管路的进气端设置有第一膨胀阀(例如:过冷器膨胀阀6或过冷器EVX14)。
在一个例子中,如图2-图5所示,过冷管路19连接到压缩机1低压吸气端之间还设置有气液分离器8。
在一个实施方式中,如图2-图5所示,在压缩机1的排气端管路上设置有第二四通阀(例如:四通阀3),第二四通阀的另外三个连接端分别连接到蒸发器、冷凝器和过冷管路19。
例如:四通阀3的第一连接端连接于高效压缩机(例如:压缩机1),第二连接端经室外换热器4后连接于过冷器7,第三连接端连接于气液分离器8;室外换热器4还连接于过冷器7,高效压缩机还连接于气液分离器8;切换装置,通过过冷管路19分别连接于四通阀3的第三连接端和过冷器7,并通过增焓管路20连接于高效压缩机(例如:压缩机1),参见图2-图5所示的例子。
其中,四通阀3的第四连接端经室内换热器15连接于过冷器7(参见图2所示的例子)。
由此,通过第二四通阀,可以更简便、且更可靠地实现多联机空调在过冷或增焓模式下的工作。
在一个实施方式中,蒸发器为室外换热器4时,冷凝器为室内换热器15;蒸发器为室内换热器15时,冷凝器为室外换热器4(参见图2所示的例子)。
例如:参见图3-图5所示的例子,在小阀门9和大阀门10之间可以连接相应的换热器(例如:室内换热器15)。
其中,室外换热器4和室内换热器15,都可以匹配辅助散热设备(例如:风扇)。
在一个例子中,如图2-图5所示,室外换热器4连接到过冷器7之间的管路上设置有第二膨胀阀(例如:节流部件5或制热EVX13),且第二膨胀阀上并联设置有允许制冷剂从室外换热器流向过冷器的第二单向阀(例如:与制热EVX13并联的单向阀)。
由此,通过第一膨胀阀和/或第二膨胀阀的流量调节,可以对过冷和/或增焓的值进行更好地控制,以更稳定、更可靠地提升系统的能力和能效。
在一个例子中,在压缩机1的输出端上还设置有油分离器2(参见图3-图5所示的例子)。
例如:高效压缩机(例如:压缩机1)经油分离器2连接于四通阀3的第一连接端;大阀门10连接于四通阀3的第四连接端,小阀门9连接于过冷器7(参见图3、图4和图5所示的例子)。其中,油分离器2还连接于四通阀3的第三连接端(参见图3、图4所示的例子)。
例如:在油分离器2与四通阀3的第三连接端之间还可以连接电磁阀、以及与该电磁阀匹配设置的节流毛细管(参见图3、图4所示的例子,相应图中的锯齿状折线代表节流毛细管),用于防止大流量的冷媒流入下一级,从而不减少能力。
例如:在油分离器2与四通阀3的第一连接端之间还可以连接允许油分离器2输出气体单向流向冷凝器或蒸发器的第三单向阀(参见图3、图4、图5所示的例子)。
由此,制热增焓模式下,通过高效压缩机和相应的经济器,可以提高蒸发器入口和出口之间的焓差、并增大增效压缩机出口的制冷剂流量和提高压缩过程的做功,从而使系统的制热量显著增加。
而制冷增焓模式或过冷模式下,通过相应的经济器,从冷凝器出来的液体经过过冷器7进一步冷却,增加了过冷度,蒸发器入口和出口之间的焓差增加,从室内环境中多吸收了热量,进而降低了室内温度,达到提高制冷能力的目的。制冷增焓模式下,同时使用高效压缩机,可以提升换热效果。
在一个例子中,在气旁通电磁阀23与油分离器2之间,还连接有节流毛细管,以为气旁通电磁阀23的控制作用提供更可靠地辅助和保护作用。
例如:在增焓四通阀22的第二连接端与四通阀3的第三连接端之间,还连接有节流毛细,以增加增焓四通阀22控制的可靠性。
例如:通过对增焓四通阀22的换向及旁通作用,实现制冷、制热模式下,提高能效的目的;相应的控制逻辑如下:
①在制冷模式下,当压缩机频率≥第一预设频率值且过冷作用生效时,增焓四通阀22断电,同时气旁通电磁阀23上电,过冷器膨胀阀6不开,当通气时间≥预设时长后(防止四通阀串气),气旁通电磁阀23断电,过冷管路19开启(喷向气液分离器),过冷器膨胀阀6打开,按系统所需过冷度控制阀膨胀开度,进而实现制冷模式下,提高系统的过冷度,进而实现提高能力能效的目的,同时,因增焓四通阀22的S与C相连低压侧,也防止了増焓管路20的单向阀24的因压差不稳而产生的异响。
②在制热模式、制冷模式下,当压缩机频率≥第二预设频率值(例如:YHz,Y为实数)且増焓作用生效时,增焓四通阀22、气旁电磁通电23、过冷器膨胀阀6不开,当通气时间≥预设时长后(确保增焓四通阀22完全换向)气旁通电磁阀23断电,増焓管路20开启(喷向压缩机),过冷器膨胀阀6打开,按増焓过热度控制膨胀阀的开度,实现制热、制冷模式下能力的提高,并通过增焓能力比例,降低压缩机频率,进而达到提效的目的。
③当压缩机频率<第一预设频率值或第二预设频率值【例如:X(Y)Hz】或过冷未生效或増焓未生效时,四通电磁阀22断电,并且过冷器膨胀阀6调到关闭状态。
④当气旁通电磁阀23控制生效时,増效四通阀(例如:四通电磁阀22)立刻断电,同时过冷器膨胀阀6调到关闭状态,当气旁通电磁阀控制失效后,再按需求控制。
由此,通过增焓四通阀22的切换控制,过冷模式下,增焓四通阀22断电,过冷管路19开,増焓管路20关,可以提高制冷条件下的系统过冷度,进而系统能效增高;同时,因增焓四通阀22的S与C相连低压侧,可以有效防止増焓管路20单向阀24的因压力脉动而产生噪音异响。増焓模式下,增焓四通阀22通电,増焓管路20开,过冷管路19关,通过高效压缩机的提高能力的特性,可以降低压缩机频率,提高系统能效。
当前国内的多联机产品中,一般都在使用普通变频涡旋压缩机及带经济器的方案,这种方案与传统数码多联、定频多联机相比有着一定优越性,但是,这种方案有着一定的局限性,具体体现在,制冷可以一定程度的提高过冷度,进而提高制冷量,但制热模式下,经济器(或过冷器)的优势并不存在,因为,制热模式下,经济器并不具备提升能力或能效的作用。
而本实施例的技术方案,在制冷模式下,保留经济器提高过冷度的特性,同时,或在制热模式下,通过喷焓压缩机及经济器的换热作用,提高冷凝器焓差及提升压缩机耗工,进而大幅增加了制热量,则可有效地提高制冷、制热的能力,这会对APF(annualperformancefactor,全年性能系数,是在制冷季节及制热季节中,机组进行制冷/热运行时从室内除去的热量及向室内送入的热量总和与同一期间内消耗的电量总和之比)、IPLV(integratedpartloadvalue,综合部分负荷性能系数,是用一个单一数值表示空气调节用冷水机组的部分负荷效率指标)等综合能效系数提升有很大帮助。
根据本实用新型的实施例,还提供了对应于多联机空调系统的一种控制方法。该方法至少包括:
使用以上的多联机空调系统,根据实际的运行情况,通过切换装置的切换对多联机空调系统进行相应的控制。
由此,通过切换装置,对高效压缩机(例如:压缩机1,可以优选喷气增焓压缩机)和经济器(例如:室外换热器4和/或室内换热器15)进行基于工作模式切换地控制,实现多联机的过冷模式和增焓模式的快速切换。
在一个实施方式中,在室内换热器制冷的模式下,当压缩机频率≥XHz且过冷作用生效时,调节切换装置使得过冷管路开启,增焓管路关闭。EVI系统有三种控制方案:制冷过冷(喷气分即喷气体分离器);制冷增焓(喷压缩机)、制热增焓(喷压缩机),三者之间属于系统模式选择的关系。其中,过冷作用生效的条件下,可以用于制冷过冷(喷气分即喷气体分离器)的方案。优选地,X的取值不低于40Hz,当压缩机频率低于40Hz时过冷效果不佳。
例如:如图2、图3所示,制冷模式下,当压缩机频率≥第一预设频率值且过冷作用生效时,过冷阀(例如:过冷电磁阀17)与增焓阀(例如:増焓电磁阀18)同时通电,过冷管路19开启(喷向气液分离器8),过冷器膨胀阀6打开,按系统所需过冷度控制阀膨胀开度,进而实现制冷模式下,提高系统的过冷度、进而实现提高能力能效的目的,同时因过冷管路19通向低压侧,有效防止増焓管路20单向阀的因压力脉动而产生噪音异响。
例如:如图4所示,制冷模式下,当压缩机频率≥第一预设频率值且过冷作用生效时,三通换向阀21处于AB通电(A与B相通,C关闭),过冷管路19通(喷向气液分离器),过冷器膨胀阀6打开,按系统过冷度控制过阀膨胀开度,进而实现制冷模式下,提高系统的过冷度,进而实现提高能力能效的目的。
例如:如图5所示,在制冷模式下,当压缩机频率≥第一预设频率值且过冷作用生效时,增焓四通阀22断电,同时气旁通电磁阀23上电,过冷器膨胀阀6不开,当通气时间≥预设时长后(防止四通阀串气),气旁通电磁阀23断电,过冷管路19开启(喷向气液分离器),过冷器膨胀阀6打开,按系统所需过冷度控制阀膨胀开度,进而实现制冷模式下,提高系统的过冷度,进而实现提高能力能效的目的,同时,因增焓四通阀22的S与C相连低压侧,也防止了増焓管路20的单向阀24的因压差不稳而产生的异响。
在一个实施方式中,在室内换热器制热或制冷的模式下,当压缩机频率≥YHz且增焓作用生效(作为控制条件)时,调节切换装置使得过冷管路关闭,增焓管路开启。在EVI系统的三种模式控制中,制冷增焓属于特殊模式,强制冷条件才会使用。
例如:如图2、图3所示,在制热模式下,当压缩机频率≥第二预设频率值増焓作用生效时,过冷电磁阀关,増焓电磁阀通电,増焓管路开启(喷向压缩机),过冷器膨胀阀6打开,按増焓过热度控制膨胀阀的开度,实现制热、制冷模式下能力的提高,并通过增焓能力比例,降低压缩机频率,进而达到提效的目的。
例如:如图4所示,在制热模式下,当压缩机频率≥第二预设频率值且増焓作用生效时,三通换向阀21处于AC通电(A与C相通,B关闭),増焓管路20通(喷向压缩机),过冷器膨胀阀6打开,按増焓过热度控过冷器制膨胀阀6的开度,实现制热、制冷模式下,能力的提高,并通过增焓能力比例,降低压缩机频率,进而达到提效的目的。
例如:如图5所示,在制热模式下,当压缩机频率≥第二预设频率值(例如:YHz,Y为实数)且増焓作用生效时,增焓四通阀22、气旁电磁通电23、过冷器膨胀阀6不开,当通气时间≥预设时长后(确保增焓四通阀22完全换向)气旁通电磁阀23断电,増焓管路20开启(喷向压缩机),过冷器膨胀阀6打开,按増焓过热度控制膨胀阀的开度,实现制热、制冷模式下能力的提高,并通过增焓能力比例,降低压缩机频率,进而达到提效的目的。
在一个实施方式中,当压缩机频率<X或YHz,或者过冷未生效或增焓未生效(作为控制条件)时,或者调节切换装置使得过冷管路和增焓管路开启。
例如:如图2、图3所示,当压缩机频率<第一预设频率值或第二预设频率值或过冷未生效或増焓未生效时,过冷电磁阀17与増焓电磁阀18同时通电,此时过冷器膨胀阀6处于关闭状态。
例如:如图4所示,当压缩机频率<第一预设频率值或第二预设频率值或过冷未生效或増焓未生效时,三通换向阀恢复AB通电,此时过冷器膨胀阀处于关闭状态。
例如:如图5所示,当压缩机频率<第一预设频率值或第二预设频率值【例如:X(Y)Hz】或过冷未生效或増焓未生效时,四通电磁阀22断电,并且过冷器膨胀阀6调到关闭状态。
其中,当气旁通电磁阀23控制生效时,増效四通阀(例如:四通电磁阀22)立刻断电,同时过冷器膨胀阀6调到关闭状态,当气旁通电磁阀控制失效后,再按需求控制。
在一个具体的例子中,如图2、图3所示,切换装置可以包括过冷阀(例如:过冷阀12、过冷电磁阀17等)和增焓阀(例如:增焓阀11、增焓电磁阀18等)时,其控制方式包括:过冷模式下,过冷阀和增焓阀均开,以使制冷条件下的系统过冷度提高至预设过冷度;増焓模式下,过冷阀关、且增焓阀开,通过增焓压缩机,以使增焓条件下的系统焓值增至预设焓值。通过对双阀的控制作用,实现制冷、制热模式下,提高能效的目的。
在一个具体的例子中,如图4所示,切换装置可以包括三通换向阀21时,其控制方式包括:过冷模式下,三通换向阀21的第一连接端至第二连接端通、且第三连接端封死,过冷管路19通、增焓管路20关断,以使制冷条件下的系统过冷度提高至预设过冷度;増焓模式下,通过三通换向阀21的换向作用,三通换向阀21的第一连接端至第三连接端通、且第二连接端封死,增焓管路20通、过冷管路19关断,通过高效压缩机(例如:喷气增焓压缩机),以使增焓条件下的系统焓值增至预设焓值。通过对三通换向阀21的换向作用,实现制冷、制热模式下,提高能效的目的。
在一个具体的例子中,如图5所示,切换装置包括增焓四通阀22、气旁通电磁阀23和单向阀24时,其控制方式包括:过冷模式下,气旁通电磁阀23控制生效时,增焓四通阀22断电,过冷管路19开、增焓管路20关断,以使制冷条件下的系统过冷度提高至预设过冷度;同时,防止单向阀24异响;増焓模式下,增焓四通阀22通电,増焓管路20开、过冷管路19关断,通过增效压缩机的提高能力的特性,以使增焓条件下的系统焓值增至预设焓值。通过对增焓四通阀22的换向及旁通作用,实现制冷、制热模式下,提高能效的目的。
由此,利用喷焓压缩机的高能力高能效的特性,结合原有经济器的优势作用,通过切换装置,将两者的优势结合到一起,从而达到制冷制热提高能效、超低温度制热提升能力的目的。
在一个实施方式中,当系统具有气旁通管路和第一膨胀阀时,在调节切换装置使得过冷管路和/或增焓管路开启之前,调节增焓四通阀和/或气旁通电磁阀的断电或通电,和/或调节第一膨胀阀,使得过冷器通气,当通气预设时长后,将气旁通电磁阀断电,再将过冷管路和/或增焓管路开启。其中,通气预设时长,是为了确保增焓四通阀的成功换向。
综上,使用喷焓压缩机;使用板式换热器作为系统的经济器,并使用电子膨胀阀作为调节流量机构;通过双电磁阀开关、三通切换阀及四通换向阀中任一种换向作用样式作为切换装置,实现过冷模式、增焓模式的快速切换,进而将高效压缩机与经济器的提能提效作用结合到一起,从而使能力、能效的提升达到更高一层。
在一个优选实施方式中,可以通过采用增焓涡旋压缩机(例如:可以作为高效压缩机)主要提高制热能力(以下简称方案一)、制冷过冷或双模式增焓(例如:制冷增焓模式和制热增焓模式)+带经济器主要提高制冷能力(以下简称方案二)、以及新型高效喷焓变频涡旋压缩机(例如:可以作为高效压缩机)+方案二的系统方案,可以突出解决提高系统能力和提高系统能效的问题。具体如下:
㈠提高系统能力;
方案一、采用增焓涡旋压缩机的控制方式,主要提高制热能力,其基本原理如下:
制热增焓模式下,结合带经济器的系统设计,可以提高蒸发器入口和出口之间的焓差、并增大高效压缩机出口的制冷剂流量和提高压缩过程的做功,从而使系统的制热量显著增加。
采用制冷过冷或双模式增焓+带经济器的控制方式,主要提高制冷能力,其基本原理如下:
制冷模式下,从冷凝器出来的液体经过过冷器进一步冷却,增加了过冷度,蒸发器入口和出口之间的焓差增加,从室内环境中多吸收了热量,进而降低了室内温度,达到提高制冷能力的目的。
针对以上的原理及试验实测结果,因可以有效提高制热能力,因此喷焓压缩机可以完全应用到超低制热环境中,可以比传统压缩机提高近30%的能力。
参见图2所示的例子,该提高系统能力的方案,包括:压缩机(例如:高效压缩机)1、四通阀3、室外换热器4、过冷器7、气液分离器8、増焓阀11、过冷阀12、制热EVX13、过冷器EVX14、室内换热器15、内机EVX16。其中,提效管路由过冷管路19和增焓管路20组成。
其中,四通阀3的第一连接端连接于高效压缩机,第二连接端经室外换热器15后连接于过冷器7,第三连接端连接于气液分离器8;室外换热器16还连接于过冷器7,高效压缩机还连接于气液分离器8;切换装置,通过过冷管路19分别连接于四通阀3的第三连接端和过冷器7,并通过增焓管路20连接于高效压缩机,四通阀3的第四连接端经室内换热器15连接于过冷器7。
㈡提高系统能效:
因相应能力有所提高,在满足相同能力的前提下,可以有效降低压缩机频率,从而降低压缩机的功率输出,进而相应能效有所提升。
在一个例子中,该装置,包括一种使用双电磁阀提高能效的系统方案。
参见图3所示的例子,该双电磁阀提高能效的系统方案,包括:高效压缩机(例如:喷气増焓压缩机)1、油分离器2、四通阀3、室外换热器4、节流部件5、过冷器膨胀阀6、过冷器7、气液分离器8、小阀门9、大阀门10、过冷电磁阀17、増焓电磁阀18和提效管路。其中,提效管路由过冷管路19和增焓管路20组成。
过冷模式下,过冷电磁阀17与增焓电磁阀18均开,从而提高制冷条件下的系统过冷度,进而能效增高,同时,防止増焓管路20上单向阀的异响。
増焓模式下,过冷电磁阀关,增焓电磁阀开,通过增焓压缩机的提高能力的特性,从而可以降低压缩机频率,提高能效。
该双电磁阀提高能效的系统方案的控制方法:通过对双电磁阀的控制作用,实现制冷、制热模式下,提高能效的目的,相应的控制逻辑如下:
①在制冷模式下,当压缩机频率≥第一预设频率值(例如:XHz,X为实数)且过冷作用生效时,过冷电磁阀17与増焓电磁阀18同时通电,过冷管路19开启(喷向气液分离器8),过冷器膨胀阀6打开,按系统过冷度控制阀膨胀开度,进而实现制冷模式下,提高系统的过冷度、进而实现提高能力能效的目的,同时因过冷管路19通向低压侧,有效防止増焓管路20单向阀的因压力脉动而产生噪音异响。
②在制热模式、制冷模式下,当压缩机频率≥第二预设频率值(例如:YHz,Y为实数)増焓作用生效时,冷电磁阀关,増焓电磁阀通电,増焓管路开启(喷向压缩机),过冷器膨胀阀6打开,按増焓过热度控制膨胀阀的开度,实现制热、制冷模式下能力的提高,并通过增焓能力比例,降低压缩机频率,进而达到提效的目的;
③当压缩机频率<第一预设频率值或第二预设频率值【例如:X(Y)Hz】或过冷未生效或増焓未生效时,过冷电磁阀17与増焓电磁阀18同时通电,此时过冷器膨胀阀6处于关闭状态。
在一个例子中,切换装置,包括一种使用三通换向阀提高能效的系统方案。
参见图4所示的例子,该使用三通换向阀提高能效的系统方案,包括:喷气増焓(EVI)压缩机1、油分离器2、四通阀3、室外换热器4、节流部件5、过冷器膨胀阀6、过冷器7、气液分离器8、小阀门9、大阀门10、三通换向阀21和提效管路。
其中,提效管路由过冷管路19和增焓管路20组成。
过冷模式下,过冷管路19通(即三通换向阀21的AB通),关增焓管路20(即三通换向阀21的C封死),从而提高制冷条件下的系统过冷度,进而能效增高。
増焓模式下,通过三通阀(例如:三通换向阀21)的换向作用,增焓管路20通(即三通换向阀21的AC通),关过冷管路19(即三通换向阀21的B封死),通过增焓压缩机的提高能力的特性,从而可以降低压缩机频率,进而提高能效。
该使用三通换向阀提高能效的系统方案的控制方法:通过对三通换向阀21的换向作用,实现制冷、制热模式下,提高能效的目的,相应的控制逻辑如下:
①在制冷模式下,当压缩机频率≥第一预设频率值(例如:XHz,X为实数)且过冷作用生效时,三通换向阀21处于AB通电(A与B相通,C关闭),过冷管路19通(喷向气液分离器),过冷器膨胀阀6打开,按系统过冷度控制过阀膨胀开度,进而实现制冷模式下,提高系统的过冷度,进而实现提高能力能效的目的。
②在制热模式、制冷模式下,当压缩机频率≥第二预设频率值(例如:YHz,Y为实数)且増焓作用生效时,三通换向阀21处于AC通电(A与C相通,B关闭),増焓管路20通(喷向压缩机),过冷器膨胀阀6打开,按増焓过热度控过冷器制膨胀阀6的开度,实现制热、制冷模式下,能力的提高,并通过增焓能力比例,降低压缩机频率,进而达到提效的目的。
③当压缩机频率<第一预设频率值或第二预设频率值【例如:X(Y)Hz】或过冷未生效或増焓未生效时,三通换向阀恢复AB通电,此时过冷器膨胀阀处于关闭状态。
在一例子中,切换装置,包括一种使用四通阀提高能效的系统方案。
参见图5所示的例子,该使用四通阀提高能效的系统方案,包括:喷气増焓压缩机1、油分离器2、四通阀3、室外换热器4、节流部件5、过冷器膨胀阀6、过冷器7、气液分离器8、小阀门9、大阀门10、增焓四通阀22、气旁通电磁阀23、单向阀24和提效管路。
其中,提效管路由过冷管路19和增焓管路20组成。
过冷模式下,增焓四通阀22断电,过冷管路19开,増焓管路20关,从而提高制冷条件下的系统过冷度,进而能效增高,同时,因增焓四通阀22的S与C相连低压侧,也有效防止増焓管路20单向阀24的因压力脉动而产生噪音异响。
増焓模式下,增焓四通阀22通电,増焓管路20开,过冷管路19关,通过增焓压缩机1的提高能力的特性,从而可以降低压缩机频率,提高能效。
该使用四通阀提高能效的系统方案的控制方法:通过对四通阀的换向及旁通作用,实现制冷、制热模式下,提高能效的目的;相应的控制逻辑如下:
①在制冷模式下,当压缩机频率≥第一预设频率值(例如:XHz,X为实数)且过冷作用生效时,増焓四通阀(例如:增焓四通阀22)断电,同时气旁通电磁阀23上电,过冷器膨胀阀6不开,当通气时间≥预设时长Tmin(例如:0.5min)后(防止增效四通阀22串气,T为实数),气旁通电磁阀23断电,过冷管路19开启(喷向气液分离器),过冷器膨胀阀6打开,按系统过冷度控制阀膨胀开度,进而实现制冷模式下,提高系统的过冷度,进而实现提高能力能效的目的,同时,因增焓四通阀22的S与C相连低压侧,也防止了増焓管路20的单向阀24的因压差不稳而产生的异响。
②在制热模式、制冷模式下,当压缩机频率≥第二预设频率值(例如:YHz,Y为实数)且増焓作用生效时,増效四通阀(例如:增焓四通阀22)、气旁电磁通电23、过冷器膨胀阀6不开,当通气时间≥预设时长(例如:Zmin,Z为实数)后(确保增焓四通阀22完全换向)气旁通电磁阀23断电,増焓管路20开启(喷向压缩机),过冷器膨胀阀6打开,按増焓过热度控制膨胀阀的开度,实现制热、制冷模式下能力的提高,并通过增焓能力比例,降低压缩机频率,进而达到提效的目的。
③当压缩机频率<第一预设频率值或第二预设频率值【例如:X(Y)Hz】或过冷未生效或増焓未生效时,増效四通阀(例如:四通电磁阀22)断电,并且过冷器膨胀阀6调到关闭状态。
④当气旁通电磁阀23控制生效时,増效四通阀(例如:四通电磁阀22)立刻断电,同时过冷器膨胀阀6调到关闭状态,当气旁通电磁阀控制失效后,再按需求控制。
由于本实施例的方法所实现的处理及功能基本相应于前述图2至图5所示的系统的实施例、原理和实例,故本实施例的描述中未详尽之处,可以参见前述实施例中的相关说明,在此不做赘述。
经大量的试验验证,采用本实用新型的技术方案,可以通过切换装置,对高效压缩机和经济器进行基于工作模式切换地结合使用,以通过高效压缩机提高系统的制热能力、通过经济器提高系统的制冷过冷能力,并最终突出解决提高系统能力和提高系统能效的问题。
还需要说明的是,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上所述仅为本实用新型的实施例而已,并不用于限制本实用新型,对于本领域的技术人员来说,本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本实用新型的权利要求范围之内。
Claims (11)
1.一种多联机空调系统,包括:压缩机、蒸发器、冷凝器和过冷器,所述过冷器的回流端通过回流管路回流到所述压缩机;其特征在于,
在所述回流管路与所述压缩机之间,还连接有并联的过冷管路和增焓管路,其中所述过冷管路与蒸发器排气管路汇合后再连接到所述压缩机的低压吸气端;且所述增焓管路连接到所述压缩机的中间压力吸气端;且所述系统还包括控制所述过冷管路和/或增焓管路打开或关闭的切换装置。
2.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述切换装置包括设置在所述过冷管路上的过冷阀和设置在所述增焓管路上的增焓阀。
3.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述切换装置包括设置在所述回流管路和所述过冷管路、所述增焓管路之间的三通换向阀。
4.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述切换装置包括第一四通阀,所述第一四通阀的四个连接端分别与所述回流管路、所述过冷管路、所述增焓管路和所述压缩机的低压吸气管路端相连。
5.根据权利要求4所述的系统,其特征在于,所述过冷器的回流端连接至所述回流管路之处还分支有气旁通管路,该气旁通管路的另一端连接到所述压缩机的排气端,且所述气旁通管路上设置有气旁通电磁阀。
6.根据权利要求1-5之一所述的系统,其特征在于,所述增焓管路上还设置有只允许流体从过冷器方向流向所述压缩机方向的第一单向阀。
7.根据权利要求1-5之一所述的系统,其特征在于,所述过冷器的放热管路和吸热管路的制冷剂进入端位于所述过冷器的同一侧;且所述过冷器的放热管路和吸热管路的制冷剂排出端位于所述过冷器的同一侧。
8.根据权利要求7所述的系统,其特征在于,在所述过冷器的放热管路的进气端设置有第一膨胀阀。
9.根据权利要求1-5之一所述的系统,其特征在于,在所述压缩机的排气端管路上设置有第二四通阀,所述第二四通阀的另外三个连接端分别连接到所述蒸发器、所述冷凝器和所述过冷管路。
10.根据权利要求1-5之一所述的系统,其特征在于,所述蒸发器为室外换热器时,所述冷凝器为室内换热器;所述蒸发器为室内换热器时,所述冷凝器为室外换热器。
11.根据权利要求10所述的系统,其特征在于,所述室外换热器连接到所述过冷器之间的管路上设置有第二膨胀阀,且所述第二膨胀阀上并联设置有允许制冷剂从室外换热器流向所述过冷器的第二单向阀。
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