CN206626721U - 新型变风量多联空调系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及新型变风量多联空调系统，系统包括空调室外机、空调新风机组、变风量室内机以及总控制面板，总控制面板与空调室外机、空调新风机组以及变风量室内机三者的控制器均通讯连接，空调室外机通过制冷剂管路与空调新风机组连接，空调新风机组的输出端通过一次风管路连接有变风量室内机；其中，空调新风机组内设有与制冷剂管路对应匹配的制冷剂盘管，制冷剂盘管的输出端与一次风管路连通。本系统采用室外制冷剂管安装，室内风管安装，降低施工难度；室内没有制冷剂管路，消除制冷剂泄露污染的安全隐患。

Description

新型变风量多联空调系统

技术领域

本发明涉及空调系统。

背景技术

现有市场上的商用和户式中央空调主要是变制冷剂流量多联空调系统，由一台室外空气源制冷或热泵机组配置多台室内机组成，通过改变制冷剂流量适应各空调区负荷变化的直接膨胀式空调系统。它以制冷剂为输送介质，是由制冷压缩机、电子膨胀阀、阀件以及一系列管路构成的环状管网系统，制冷剂管路连接室外机和室内机，室外机由室外侧换热器、压缩机和制冷附件组成，室内机由风机和直接蒸发器组成，一台室外机通过管路向若干个室内机输送制冷剂液体，通过控制压缩机的制冷剂循环量和进入室内各个换热器的制冷剂流量满足室内冷热负荷要求。该系统是日本大金工业株式会社首先研发推出的，注册名为VRV（Variable Refrigerant Volume）空调系统。

VRV空调系统的缺点之一是制冷剂管路深入各个室内房间后管路很长，增加了很多处分歧铜管焊接口，如果其中一个焊口焊接不当就会造成制冷剂泄露。虽然采取严格复杂的工程施工要求和试压检验方法，还是会产生大小制冷剂泄露事故，由于制冷剂管路都是隐蔽工程难于查漏，而且大量制冷剂泄露对人体有窒息伤害造成安全隐患。VAV空调系统缺点之二是无法提供室外新风和清洁空气，室内机空气反复循环造成室内空气质量较差；改善方法是增加第三方新风机，但是由于没有将第三方新风机纳入制冷剂管网循环也就没有对室外新风进行预冷预热处理，在炎热夏季和严寒冬季引入室内的新风与室内温差过大，造成室内温度难于到达用户的要求。

综上所述，现有的空调系统存在改进之处。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，提供一种改进的空调系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：新型变风量多联空调系统，所述系统包括空调室外机、空调新风机组、变风量室内机以及总控制面板，所述总控制面板与所述空调室外机、空调新风机组以及变风量室内机三者的控制器均通讯连接，所述空调室外机通过制冷剂管路与所述空调新风机组连接，所述空调新风机组的输出端通过一次风管路连接有所述变风量室内机；其中，所述空调新风机组内设有与制冷剂管路对应匹配的制冷剂盘管，所述制冷剂盘管的输出端与所述一次风管路连通。

如前所述的新型变风量多联空调系统，所述变风量室内机设有一次风进口、回风进口以及第一送风口，所述一次风进口、回风进口处均设有用于调节进风量的第一风阀。

如前所述的新型变风量多联空调系统，所述一次风进口、回风进口两者均设有第一风阀，且两者的第一风阀形成相互互补的开度；其中，所述一次风进口的第一风阀开度为A%，所述回风进口的第一风阀开度为（100-A）%。

如前所述的新型变风量多联空调系统，所述一次风进口、回风进口两者的第一风阀由单个第一互补机械连杆连接，所述第一互补机械连杆由第一风阀执行器控制连接，所述第一风阀执行器与变风量室内机中的控制器通讯连接；其中，所述第一互补机械连杆装置包括主杆以及分别与两个第一风阀连接的支杆，所述支杆固定连接于所述主杆上，两个第一风阀可由所述主杆、支杆控制同时进行开合动作。

如前所述的新型变风量多联空调系统，所述空调新风机组采用直流无刷电动风机驱动或配置变频器的多速交流风机。

如前所述的新型变风量多联空调系统，所述总控制面板设置有用于与移动控制终端连接的通讯控制模块，所述通讯控制模块采用无线通讯方式。

如前所述的新型变风量多联空调系统，所述一次风管路采用布袋式送风管或铁皮保温风管。

如前所述的新型变风量多联空调系统，所述空调室外机设有由四通阀连通制冷剂回流管、储液罐、压缩机以及热交换器，所述制冷剂回流管的入口端与所述新风机组连通，所述热交换器的出口端与所述制冷剂管路连通。

如前所述的新型变风量多联空调系统，所述空调新风机组中设有新风口、回风口以及相对应的第二送风口，所述新风口、回风口以及第二送风口的进风端方向设有过滤装置，新风口位置对应设有新风温度传感器，第二送风口位置对应设有送风温度传感器，所述新风温度传感器、送风温度传感器与空调新风机组中的控制器通讯连接；所述新风口、回风口处均设有用于调节风量的第二风阀，所述第二风阀由第二互补机械连杆连接以控制实现所述新风口、回风口开度互补，所述第二互补机械连杆由第二风阀执行器控制连接。

如前所述的新型变风量多联空调系统，所述变风量室内机中还设有用于送风的三速风机，所述一次风进口处设有用于检测一次风量的皮托管动压测量装置，所述回风进口处设有回风过滤网以及回风温度传感器，所述皮托管动压测量装置、回风温度传感器以及第二风阀执行器与所述变风量室内机中的控制器通讯连接。

实施本发明的技术方案，至少具有以下的有益效果：相对减少了制冷剂管路的故障率，施工难度也降低，同时室外管网易于查找泄露点，也几乎将制冷剂泄露对室内人员的安全隐患降低到零。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1为本实用新型整体框架示意图；

图2为本实用新型空调室外机示意图；

图3为本实用新型空调新风机组示意图；

图4为本实用新型变风量室内机示意图；

图中标识说明如下：

1、空调室外机；2、制冷剂管路；3、空调新风机组；4、一次风管路；5、变风量室内机；6、总控制面板；7、轴流风机；8、四通阀；9、储液罐；10、压缩机；11、控制器；12、制冷剂回流管；13、制冷剂送流管；14、电子膨胀阀；15、热交换器；16、制冷剂盘管；17、中效过滤网；18、送风温度传感器；19、新风温度传感器；20、第二风阀执行器；21、第二风阀；22、新风初效过滤器；23、回风初效过滤器；24、直流无刷电动风机；25、三速风机；26、第一风阀执行器；27、第一风阀；28、皮托管动压测量装置；29、回风过滤网；30、回风温度传感器。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。

如图1-4所示的新型变风量多联空调系统，系统包括空调室外机1、空调新风机组3、变风量室内机5以及总控制面板6，总控制面板6与空调室外机1、空调新风机组3以及变风量室内机5三者的控制器11均通讯连接，空调室外机1通过制冷剂管路2与空调新风机组3连接，空调新风机组3的输出端通过一次风管路4连接有变风量室内机5；其中，空调新风机组3内设有与制冷剂管路2对应匹配的制冷剂盘管16，制冷剂盘管16的输出端与一次风管路4连通。

一次风管路4优选采用布袋式送风管，一次风管路4因为是正压送风，设计布袋式风管连接空调新风机组3和多台变风量室内机5，采用钢丝绳索布置风管走向，布袋式送风管采用窗帘方法与钢丝绳索连接，现场安装灵活、快速部署点，售后更换也简单易行。

而除了采用布袋式风管之外，替代方案是采用传统的铁皮保温风管，根据房间分布状态和空调新风机组3的安装位置，设计不同的主风管形式。办公室一字排开的按照风量递减设计阶梯递减风管；户式房间集中的设计风管混流箱，伸缩圆形风管连接VAV室内机一次风口或铁皮保温风管。

在变风量室内机5设有一次风进口、回风进口以及第一送风口，一次风进口、回风进口处均设有用于调节进风量的第一风阀27，且两者的第一风阀27形成相互互补的开度；其中，一次风进口的第一风阀27开度为A%，回风进口的第一风阀27开度为（100-A）%。

为便于对一次风进口、回风进口的开度进行控制调节，一次风进口、回风进口两者的第一风阀27由同一个第一互补机械连杆连接，所述第一互补机械连杆由第一风阀执行器26控制连接，所述第一风阀执行器26与变风量室内机5中的控制器11通讯连接；其中，所述第一互补机械连杆装置包括主杆以及分别与两个第一风阀27连接的支杆，所述支杆固定连接于所述主杆上，两个第一风阀27可由所述主杆、支杆控制同时进行开合动作，以确保开度的互补。

空调室外机1压缩制冷剂气体提供经过制冷（热）的制冷剂液体，经过电子膨胀阀14输送制冷剂到空调新风机组3的制冷剂盘管16，空调新风机组3通过风机引入室外新风和室内回风经过蒸发器盘管预冷（热）后向风管提供一次风，一次风由一次风管路4输送到变风量室内机5，而变风量室内机5混合一次风和室内回风经风机向室内送风，控制一次风和回风的风阀按比例调节室内温度。

总控制面板6一般通过WIFI无线网络与空调室外机1、空调新风机组3、变风量室内机5的控制器11进行通讯，其设置用于与移动控制终端连接的通讯控制模块以便远程控制，所述通讯控制模块采用无线通讯方式，移动控制终端可以利用App软件提供空调系统和各个室内机的控制开关、模式设定、温度设定、定时器设定，并提供设备运行状态的实时反馈信息。

空调室外机1设有由用于制冷制热功能转换四通阀8连通制冷剂回流管12、制冷剂存储的储液罐9、制冷剂压缩的压缩机10以及将制冷剂气体冷却为制冷剂液体的热交换器15，所述制冷剂回流管12的入口端与所述新风机组连通，所述热交换器15的出口端与所述制冷剂管路2连通，热交换器15采用轴流风机7散热，且热交换器15的出口端安装调节制冷剂输送量的电子膨胀阀14，出口端排出方向安装有与制冷剂管路2连通的制冷剂送流管13,。

所述空调新风机组3中设有新风口、回风口以及相对应的第二送风口，所述新风口、回风口以及第二送风口的进风端方向设有过滤装置，其中新风口安装的为新风初效过滤器22，回风口安装的为回风初效过滤器23，第二送风口为中效过滤网17，新风口位置对应设有新风温度传感器19，第二送风口位置对应设有送风温度传感器18，所述新风温度传感器19、送风温度传感器18与空调新风机组3中的控制器11通讯连接；所述新风口、回风口处均设有用于调节风量的第二风阀21，所述第二风阀21由第二互补机械连杆连接以控制实现所述新风口、回风口开度互补，所述第二互补机械连杆由第二风阀执行器20控制连接。一般空调新风机组3采用直流无刷电动风机24驱动或配置变频器的多速交流风机提供变化的送风量。

空调新风机组3中的制冷剂盘管16对送风进行制冷或制热处理，过滤装置过滤杂质提高空气质量，新风温度传感器19、送风温度传感器18分别用于检测新风、送风的温度，所检测到的温度参数传送至相应的控制器11，新风口、回风口处的第二风阀21分别用于调节两者的风量，而通过第二风阀执行器20、第二互补机械连杆使两个第二风阀21联动，以控制两者的进风比例，并且保证新风口、回风口的开度互补。第一、二互补机械连杆结构一致。

所述变风量室内机5中还设有用于送风的三速风机25，所述一次风进口处设有用于检测一次风量的皮托管动压测量装置28，所述回风进口处设有回风过滤网29以及回风温度传感器30，所述皮托管动压测量装置28、回风温度传感器30以及第二风阀执行器20与所述变风量室内机5中的控制器11通讯连接。

本装置的各部分工作原理如下：

室外机部分，室外机实现卡诺循环，通过四通阀转换制冷和制热模式，压缩机对制冷剂做功，输出低温制冷剂或者高温制冷剂，实现冷热源的功能；热交换器和轴流风机实现对制冷剂的冷凝过程，室外机控制器实现室外机的控制，并与空调新风机组和室内机控制器实现通讯功能交换数据。

制冷剂管路，连接室外机和空调新风机组的制冷剂盘管，实现冷凝器与蒸发器分离的作用。

变风量空调新风机组，主要功能是引入新风为室内提供预制一次风，制冷剂盘管与室外机通过铜管连接获得冷热源能量；送风机将新风和回风混合后经过盘管和过滤网送入送风管，控制器检测新风温度和送风温度以控制送风温度与室内温度设定值，有程序控制的温差控制器根据新风温度调节新风和回风比例，在过渡季节采用全新风关闭室外压缩机的运行状态，提供节能运行机制；新风进口和回风口的第一风阀采用互补机械连杆装置，使新风阀阀位+回风阀阀位=100%；风机采用直流无刷电动风机驱动，控制输出风量等于所有室内机需求风量之和，实现变风量的总风量控制法。

一次风管路因为是正压送风，设计布袋式送风管连接空调新风机组和多台变风量室内机，该设计采用钢丝绳索布置风管走向，布袋式送风管采用窗帘方法与钢丝绳索连接，现场安装灵活、快速部署的特点，售后更换也简单易行。

变风量室内机，变风量室内机设置一次风进口和回风进口，两个风口通过一个机械杠杆连接风阀成100%互补开合设计，由一个风阀执行器连接机械杠杆，控制一次风风阀开度A%，则回风阀开度等于100%-A%，这样保证房间总送风量是定风量，保证一定的送风距离和室内风循环。

变风量室内机设计一个三速风机，高、中、低三速选择由用户选择合适的室内送风量，适合不同用户对室内风量的偏好，设计风机运行在低速也保证合适的送风距离和室内风循环；变风量室内机配置一个控制器，适应不同的网络环境，该网络是无源网络，不对强电布线有特殊要求；

一次风进口设计皮托管测试装置，将气体动压通过气管送到控制器的压差传感器，控制器计算得到一次风速和一次风量；程序自动校准风量与风阀阀位对应关系，校准过程是通过变风量精确控制室内温度的关键步骤。 回风进口设置温度传感器，控制器采集负温度系数感温元件作为室内平均温度值，该值与用户设定温度值比较，通过控制器的一个模拟输出端口控制风阀阀位；风阀阀位反馈信号送到控制器模拟输入端口，实时采集风阀位置，计算得到风量需求量，风量需求量通过有线IP网络或者无线WIFI网络发送给空调新风机组的控制器。

总控制面板，可以利用App软件实现空调系统的控制界面，在WIFI无线网络环境下实现移动互联网开通控制功能，由于室外机控制器、空调新风机组控制器、变风量室内机控制器都是基于有线IP或者无线WIFI网络平台上实现互联互通，因此空调控制面板可以与任意控制器进行数据通讯，实现设备启停控制、温度设定、模式设定、定时器设定等功能。

本系统将制冷剂管路缩短于室外机和空调新风机组之间，安装时制冷剂管路一般处于室外，即使室外机连接多个空调新风机组，分歧管的数量也相对现有的VRV空调大大减少，相对减少了制冷剂管路的故障率、施工难度，室外管网易于查找泄露点，也几乎将制冷剂泄露对室内人员的安全隐患降低到零。

本系统在VRV空调的室外机与室内机之间增加了空调新风机组，它从室外引入新风，制冷剂盘管对新风预冷（热）处理后送入一次风管道，从设计结构上提高了室内新风量和空气质量，解决了室内冷热负荷、新风量和空气质量三方面要求满足室内环境要求。

本系统改变变风量箱的设计，增加回风口、设置三速风机、配置专用控制器，成为独立的变风量室内机，它没有VRV室内的蒸发器没有制冷剂管路，也不需要冷凝水管和冷凝提升泵，通过改变一次风和回风的比例来调节室内温度。

为了适应户式中央空调负荷变化大的特点，空调新风机组的风机驱动采用直流无刷电动风机，既能大比例调节风量也可以节能降耗。为室外机、空调新风机组、变风量室内机设计专用的通讯控制器，三针之间的通讯控制器互相通讯连接，并且也与主控制面板通讯连接，还可通过通讯模块与外部移动控制终端通讯连接，这样既实现了对设备的控制也实现了设备之间的数据传输，达到设备之间协调运行的目的。空调系统的总控制面板采用无线WIFI通讯的安卓面板，既可以安装在墙面上，也可以用户拿在手中在室内任意位置操控本发明的空调系统，利用空调图形化软件app，提高用户移动互联网体验,还可将空调数据定时发送到云服务平台，每月可以向用户提供空调设备运行报告和空调能耗数据。

随着生活质量不断提高，人们已经不再满足对室内温湿度的简单要求，对温湿度之外的新风量和空气质量也提出较高的需求。本实用新型在工程实践的基础上设计一款新型变风量多联空调系统，适用于商业和家庭，解决人们对温湿度、新风量和空气质量的多目标需求，同时利用WIFI智能硬件技术、BACnet通讯协议栈和Android/Java开发技术对空调系统进行无线控制和管理，在提高室内舒适性的同时实现空调系统与智能平板智能手机的互联互通。

本案的优点在于：一是提高室内新风量：向室内提供按照GB50736-2012《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》设计不低于30立方米每小时每人的新风量。二是提高室内空气清洁度：高效过滤网能够过滤包括PM2.5的雾霾和粉尘，而且过滤器两侧安装过滤网堵塞传感器，报警信号进入控制器通过无线网络传输到控制面板。三是节能：通过风量变化调节室内温度可以有效节约电费，特别是在春秋季节利用室外全新风调节室内温度使主要耗能设备压缩机处于关闭状态。四是通过变风量调节室内温度的设计相对减少了制冷剂管路的故障率，施工难度也降低，同时室外管网易于查找泄露点，也几乎将制冷剂泄露对室内人员的安全隐患降低到零。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改、组合和变化。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权利要求范围之内。

Claims (10)

1.新型变风量多联空调系统，其特征在于：所述系统包括空调室外机、空调新风机组、变风量室内机以及总控制面板，所述总控制面板与所述空调室外机、空调新风机组以及变风量室内机三者的控制器均通讯连接，所述空调室外机通过制冷剂管路与所述空调新风机组连接，所述空调新风机组的输出端通过一次风管路连接有所述变风量室内机；其中，所述空调新风机组内设有与制冷剂管路对应匹配的制冷剂盘管，所述制冷剂盘管的输出端与所述一次风管路连通。

2.如权利要求1所述的新型变风量多联空调系统，其特征在于：所述变风量室内机设有一次风进口、回风进口以及第一送风口，所述一次风进口、回风进口处均设有用于调节进风量的第一风阀。

3.如权利要求2所述的新型变风量多联空调系统，其特征在于：所述一次风进口、回风进口两者均设有第一风阀，且两者的第一风阀形成相互互补的开度；其中，所述一次风进口的第一风阀开度为A%，所述回风进口的第一风阀开度为（100-A）%。

4.如权利要求3所述的新型变风量多联空调系统，其特征在于：所述一次风进口、回风进口两者的第一风阀由单个第一互补机械连杆连接，所述第一互补机械连杆由第一风阀执行器控制连接，所述第一风阀执行器与变风量室内机中的控制器通讯连接；其中，所述第一互补机械连杆装置包括主杆以及分别与两个第一风阀连接的支杆，所述支杆固定连接于所述主杆上，两个第一风阀可由所述主杆、支杆控制同时进行开合动作。

5.如权利要求4所述的新型变风量多联空调系统，其特征在于：所述空调新风机组采用直流无刷电动风机驱动或配置变频器的多速交流风机。

6.如权利要求5所述的新型变风量多联空调系统，其特征在于：所述总控制面板设置有用于与移动控制终端连接的通讯控制模块，所述通讯控制模块采用无线通讯方式。

7.如权利要求6所述的新型变风量多联空调系统，其特征在于：所述一次风管路采用布袋式送风管或铁皮保温风管。

8.如权利要求7所述的新型变风量多联空调系统，其特征在于：所述空调室外机设有由四通阀连通制冷剂回流管、储液罐、压缩机以及热交换器，所述制冷剂回流管的入口端与所述新风机组连通，所述热交换器的出口端与所述制冷剂管路连通。

9.如权利要求8所述的新型变风量多联空调系统，其特征在于：所述空调新风机组中设有新风口、回风口以及相对应的第二送风口，所述新风口、回风口以及第二送风口的进风端方向设有过滤装置，新风口位置对应设有新风温度传感器，第二送风口位置对应设有送风温度传感器，所述新风温度传感器、送风温度传感器与空调新风机组中的控制器通讯连接；所述新风口、回风口处均设有用于调节风量的第二风阀，所述第二风阀由第二互补机械连杆连接以控制实现所述新风口、回风口开度互补，所述第二互补机械连杆由第二风阀执行器控制连接。

10.如权利要求9所述的新型变风量多联空调系统，其特征在于：所述变风量室内机中还设有用于送风的三速风机，所述一次风进口处设有用于检测一次风量的皮托管动压测量装置，所述回风进口处设有回风过滤网以及回风温度传感器，所述皮托管动压测量装置、回风温度传感器以及第二风阀执行器与所述变风量室内机中的控制器通讯连接。