CN209877194U - 一种户用装配式中央空调系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种户用装配式中央空调系统，包括户式中央空调主机、恒热水箱单元、水力分配单元与分集水器，所述水力分配单元与分集水器通过供回水管道分别与风机盘管、地暖盘管相连，所述水力分配单元与分集水器之间并联设置且并联供水干管上设有水泵，所述水力分配单元的供水支管与回水支管上分别设有第一阀门、第四阀门，所述分集水器的供水支管与回水支管上分别设有第二阀门、第三阀门。本实用新型不仅通过恒热水箱单元上下层按温度梯度分层，使得中央空调主机能够长时间运行在能效比较高的工况，提高了整个系统的能效比，同时还大幅减少了现场作业，降低了施工难度，并且能够实现快速安装，增强系统可靠性。

Description

一种户用装配式中央空调系统

技术领域

本实用新型涉及中央空调系统领域，特别是涉及一种户用装配式中央空调系统。

背景技术

在中国广大的北方地区，城市冬季采暖基本以集中供热为主，但是天然气管道和城市热网并非覆盖全城，有的地方也开始采用分户式采暖。为经济考虑，在难以集中供热的区域依旧采用分户式小锅炉采暖。相比集中供暖，分户式供暖灵活，使用时间由业主自己灵活掌控。然而采用燃煤锅炉将带来严重的环境污染，而采用电锅炉则运行费用过高。

雾霾加重，化石能源的枯竭，使清洁可再生能源的应用出现了一个新的高潮，目前生态环境建设纳入五位一体的国家战略层面，在此大形势之下，热泵空调行业得到了迅猛发展，大量的办公楼、宾馆，别墅甚至是住宅采用了地源热泵、太阳能以及空气源热泵系统。热泵供暖更便于分户管理，更容易实现行为节能，更无损于环境和资源保护，属于可再生能源的范畴，在集中热网和天然气管道不能覆盖地区建筑的供暖、供冷、生活热水领域有极大的优势。

目前，阻碍以空气源热泵为代表的热泵机组用于建筑采暖的重要主要原因就是采暖散热器要求热水的温度在60℃～80℃，在这种状态下，空气源热泵能效比较低，不经济。当前解决上述问题的主流方式依然在于提高热泵本身的运行效率，如采用更加先进的压缩方式、更加先进的换热方式等等，而在供热系统结构上的研究很少。

同时，目前户式中央空调供热水系统的基本功能均由工程施工来完成，由于户用型供热系统较小，施工任务基本由非专业小散队伍来完成。但是，常规中央空调系统主机与末端中设置的各个功能单元均需要单独设置，整个系统质量往往需要专业人员把控及调试，非专业小散队伍来完成中央空调系统的安装也是造成许多户用型中央空调系统运行效果不佳的重要原因。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对户式中央空调系统中存在的上述问题，提出一种户用装配式中央空调系统，以提高系统运行效率，降低系统能耗，大幅减少现场作业，降低施工难度，并且能够实现快速安装。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种户用装配式中央空调系统，包括户式中央空调主机、通过供回水管道与所述户式中央空调主机相连的恒热水箱单元、通过供回水管道与所述恒热水箱单元相连的水力分配单元与分集水器，所述水力分配单元与分集水器通过供回水管道分别与风机盘管、地暖盘管相连，所述水力分配单元与分集水器之间并联设置且并联供水干管上设有水泵，所述水力分配单元的供水支管与回水支管上分别设有第一阀门、第四阀门，所述分集水器的供水支管与回水支管上分别设有第二阀门、第三阀门。

优选地，所述恒热水箱单元内的顶部、底部的进出水口均设有布水器，所述恒热水箱单元上部的进水口与户式中央空调主机的出水口相连，所述恒热水箱单元上部的出水口与所述水力分配单元和分集水器的并联供水干管相连，所述恒热水箱单元下部的进水口与所述水力分配单元和分集水器的并联回水干管相连，所述恒热水箱单元下部的出水口与户式中央空调主机的回水口相连。

优选地，所述恒热水箱单元整体为立式保温罐体，所述恒热水箱单元内交错设置有至少两块隔板，并且所述隔板的宽度小于恒热水箱单元的内径。

优选地，所述恒热水箱单元中的传热介质温度达到45℃～60℃时，所述户式中央空调主机停止对所述恒热水箱单元中的传热介质进行加热；所述恒热水箱单元中的传热介质温度降为30℃～40℃时，所述户式中央空调主机开启对所述恒热水箱单元中的传热介质进行加热。

优选地，所述户式中央空调主机加热恒热水箱单元中的传热介质达到供热温度所需的时间小于或等于所述恒热水箱单元向所述水力分配单元和分集水器供热的温度降低到回水温度所需的时间。

优选地，所述水力分配单元包括进水管、设置在进水管上的手动阀门、回水管、设置在回水管上的手动阀门和过滤器，所述进水管与回水管之间设有至少两条分支供回水回路，所述分支供回水回路的回水口上设有手动阀门，所述分支供回水回路的出水口上设有电磁阀及手动阀门。

优选地，当所述户式中央空调主机处于制冷工况时，所述第一阀门、第四阀门打开，所述第二阀门、第三阀门关闭。

优选地，当所述户式中央空调主机处于制热工况时，所述第一阀门、第四阀门关闭，所述第二阀门、第三阀门打开。

基于上述技术方案，本实用新型的优点是：

本系统通过采用分别与中央空调主机、供热末端相连的恒热水箱单元，在制热过程中，由于恒热水箱单元上下层按温度梯度分层，使得恒热水箱单元中传热介质温度逐步提高，使得中央空调主机中工质换热状态长时间处于高效状态，进而使得中央空调主机能够长时间运行在能效比较高的工况，提高了整个系统的能效比，进而提高了供热效率。

同时，本实用新型还通过对室内侧水路系统的优化升级，通过设置水力分配单元和分集水器，集成了阀门、自动控制阀门等功能，无需逐个支路安装连接，使系统安装更简单更便捷，降低安装难度，降低了安装施工人员的技能需求，使得专业能力一般的施工人员均可进行安装，适应范围更为广阔，更适合小型独立用户。同时，户用装配式中央空调系统将大幅减少现场作业，现场工人只需要将管路与各功能单元设备串接即可，降低了施工难度，并且能够实现快速安装。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为户用装配式中央空调系统示意图；

图2为水力分配单元示意图。

具体实施方式

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。

本实用新型提供了一种户用装配式中央空调系统，如图1、图2所示，其中示出了本实用新型的一种优选实施方式。

具体地，所述户用装配式中央空调系统包括户式中央空调主机1、通过供回水管道与所述户式中央空调主机1相连的恒热水箱单元2、通过供回水管道与所述恒热水箱单元2相连的水力分配单元4与分集水器5，所述水力分配单元4与分集水器5通过供回水管道分别与风机盘管3、地暖盘管6相连，所述水力分配单元4与分集水器5之间并联设置且并联供水干管上设有水泵11，所述水力分配单元4的供水支管与回水支管上分别设有第一阀门7、第四阀门9，所述分集水器5的供水支管与回水支管上分别设有第二阀门8、第三阀门10。

优选地，所述恒热水箱单元2内的顶部、底部的进出水口均设有布水器，所述恒热水箱单元2上部的进水口与户式中央空调主机1的出水口相连，所述恒热水箱单元2上部的出水口与所述水力分配单元4和分集水器5的并联供水干管相连，所述恒热水箱单元2下部的进水口与所述水力分配单元4和分集水器5的并联回水干管相连，所述恒热水箱单元2下部的出水口与户式中央空调主机1的回水口相连。

恒热水箱单元2内的顶部、底部均设有布水器。用布水器使得恒热水箱单元2进水时，能够与水箱顶面或底面相平行的工作面上均匀布水，使得恒热水箱单元2中上层的传热介质如水、防冻液等与下层的传热介质难以混合，最终实现恒热水箱单元2中传热介质依据温度梯度出现明显的分层。恒热水箱单元2周围设有隔热保温层。隔热保温层采用聚氨酯发泡材料发泡，或采用橡塑保温材料包覆，或采用酚醛泡沫等保温材料。采用隔热保温层能够对恒热水箱单元2有效保温，提升恒热水箱单元2蓄热性能，提升系统的能效比。

所述恒热水箱单元2整体为立式保温罐体，所述恒热水箱单元2内交错设置有至少两块隔板，并且所述隔板的宽度小于恒热水箱单元2的内径。恒热水箱单元2内交错设置有隔板，相邻隔板的开口位置错位设置，增大了传热介质混合的路径长度，进一步延缓上下层传热介质的混合，使得水有效分层，大大提升系统能效比。

优选地，所述恒热水箱单元2中的传热介质温度达到45℃～60℃时，所述户式中央空调主机1停止对所述恒热水箱单元2中的传热介质进行加热；所述恒热水箱单元2中的传热介质温度降为30℃～40℃时，所述户式中央空调主机1开启对所述恒热水箱单元2中的传热介质进行加热。

所述户用装配式中央空调系统设定合理的供热温度和回水温度，能够使得热泵系统的整体能效比最大化。恒热水箱单元2中的传热介质温度达到45℃～60℃时，所述户式中央空调主机1停止对所述恒热水箱单元2中的传热介质进行加热，所述恒热水箱单元2对用户侧持续进行供热；恒热水箱单元2中的传热介质温度降为30℃～40℃时，所述户式中央空调主机1开启对所述恒热水箱单元2中的传热介质进行加热。户用装配式中央空调系统采用大温差换热，供水温度达到45℃～60℃，回水温度为30℃～40℃，温差在15～20℃以上。

更进一步，当恒热水箱单元2内温度下降到温度设定下限值时，所述户式中央空调主机1开始工作，通过储水箱进而使得所述户式中央空调主机1能够长时间运行在能效比较高的工况，提高了整个系统的能效比。

优选地，所述户式中央空调主机1加热恒热水箱单元2中的传热介质达到供热温度所需的时间小于或等于所述恒热水箱单元2向所述水力分配单元4和分集水器5供热的温度降低到回水温度所需的时间。上述设置可以通过计算恒热水箱单元2容量、水泵11流量、制热时间的匹配进行设定，使得制热时间小于或等于供热时间。更优选地，为了获得最佳的效果，所述制热时间应当比供热时间短5～10分钟，以获得更高的制热效率，不仅使得所述热泵系统能够应对供热面积小规模改变的需求，同时还能够是热泵系统留有供热余量，能够应对更加极端的温度环境。

如图2所示。所述水力分配单元4包括进水管、设置在进水管上的手动阀门、回水管、设置在回水管上的手动阀门和过滤器，所述进水管与回水管之间设有至少两条分支供回水回路，所述分支供回水回路的回水口上设有手动阀门，所述分支供回水回路的出水口上设有电磁阀及手动阀门。

所述水力分配单元4集成了阀门、自动控制阀门等功能，无需逐个支路安装连接，使系统安装更简单更便捷，降低了安装施工人员的技能需求，更适合小型独立用户。由于大幅减少了现场作业，现场工人只需要将管路与各功能单元设备串接即可，降低了施工难度，并且能够实现快速安装。

优选地，当所述户式中央空调主机1处于制冷工况时，所述第一阀门7、第四阀门9打开，所述第二阀门8、第三阀门10关闭；当所述户式中央空调主机1处于制热工况时，所述第一阀门7、第四阀门9关闭，所述第二阀门8、第三阀门10打开。

具体地，在制冷循环中，所述户用装配式中央空调系统的工作过程如下：

冷源侧：户式中央空调主机1从底部抽取恒热水箱单元2内10℃的水，通过户式中央空调主机1内的蒸发器，10℃水与制冷剂进行热交换，水温降低为7℃，进入恒热水箱单元2，制冷剂则通过压缩机压缩后，经由冷凝器将从水中置换的热量散发到室外，进行下一次循环。

用户侧：制冷运行时，所述第一阀门7、第四阀门9打开，所述第二阀门8、第三阀门10关闭，恒热水箱单元2内7℃的冷冻水经过水泵11、第一阀门7进入水力分配单元4，水力分配单元4高效节能地把冷冻水通过各个分支供回水回路分配至末端风机盘管3，通过风机盘管3冷冻水与室内热空气进行热交换，置换出凉风，送至室内，置换后的冷冻水温度上升为12℃，经由水力分配单元4，通过第四阀门9进入恒热水箱单元2，然后由户式中央空调主机1进行二次制冷循环。

由于水力分配单元4的进水管自带球阀，回水管自带球阀及过滤器，回路进水口上内置了球阀，回路出水口上内置了电磁阀及球阀，使其能够作为整体进行安装，各回路与风机盘管之间的连接通过带保温的PERT管道卡扣连接，风机盘管侧无需安装任何阀门，安装快速、系统可靠。

具体地，在制热循环中，所述户用装配式中央空调系统的工作过程如下：

热源侧：户式中央空调主机1运行开始后，抽取恒热水箱单元2内10摄氏度冷水，通过户式中央空调主机1内的冷凝器，10℃水与制冷剂进行热交换，水温升高至15℃，热水进入恒热水箱单元2上层，制冷剂则通过压缩机压缩后，进入蒸发器吸收室外热量，进行下一次循环。

恒热水箱单元2内布置有布水器，用布水器使得恒热水箱单元2进水时，能够与恒热水箱单元2顶面或底面相平行的工作面上均匀布水，使得恒热水箱单元2中上层的传热介质如水、防冻液等与下层的传热介质难以混合，最终实现恒热水箱单元2中传热介质依据温度梯度出现明显的分层，使得15℃水与10℃水进行有效分层，而户式中央空调主机1会持续将恒热水箱单元2内10℃水加热至15℃，供用户侧使用，而用户侧10℃回水不断进入恒热水箱单元2与恒热水箱单元2内下侧水混合，由于热源侧循环速度比用户侧循环速度快，10℃水会越来越少直到全部被加热至15摄氏度，此时，户式中央空调主机1会继续将15℃水进行加热，使其温度提升为20℃，恒热水箱单元2内则继续进行分层，上层温度为20℃，下层为15摄氏度，如此反复，直至加热到系统设定温度。

用户侧：制热运行时，所述第一阀门7、第四阀门9关闭，所述第二阀门8、第三阀门10打开，恒热水箱单元2内的热水经过水泵11输送源源不断地通过第二阀门8进入分集水器5，通过分水器将热水均匀的分配至末端地暖盘管6，热水在地暖盘管6内与室内空气进行热交换后，温度降低，回水通过集水器然后经由第三阀门10回恒热水箱单元2内，进行二次制热循环，如此反复直到室内温度提升至所需温度。

本系统通过采用分别与中央空调主机、供热末端相连的恒热水箱单元，在制热过程中，由于恒热水箱单元上下层按温度梯度分层，使得恒热水箱单元中传热介质温度逐步提高，使得中央空调主机中工质换热状态长时间处于高效状态，进而使得中央空调主机能够长时间运行在能效比较高的工况，提高了整个系统的能效比，进而提高了供热效率。

同时，本实用新型还通过对室内侧水路系统的优化升级，通过设置水力分配单元和分集水器，集成了阀门、自动控制阀门等功能，无需逐个支路安装连接，使系统安装更简单更便捷，降低安装难度，降低了安装施工人员的技能需求，使得专业能力一般的施工人员均可进行安装，适应范围更为广阔，更适合小型独立用户。同时，户用装配式中央空调系统将大幅减少现场作业，现场工人只需要将管路与各功能单元设备串接即可，降低了施工难度，并且能够实现快速安装。

最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本实用新型的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本实用新型技术方案的精神，其均应涵盖在本实用新型请求保护的技术方案范围当中。

Claims (8)

1.一种户用装配式中央空调系统，其特征在于：包括户式中央空调主机(1)、通过供回水管道与所述户式中央空调主机(1)相连的恒热水箱单元(2)、通过供回水管道与所述恒热水箱单元(2)相连的水力分配单元(4)与分集水器(5)，所述水力分配单元(4)与分集水器(5)通过供回水管道分别与风机盘管(3)、地暖盘管(6)相连，所述水力分配单元(4)与分集水器(5)之间并联设置且并联供水干管上设有水泵(11)，所述水力分配单元(4)的供水支管与回水支管上分别设有第一阀门(7)、第四阀门(9)，所述分集水器(5)的供水支管与回水支管上分别设有第二阀门(8)、第三阀门(10)。

2.根据权利要求1所述的户用装配式中央空调系统，其特征在于：所述恒热水箱单元(2)内的顶部、底部的进出水口均设有布水器，所述恒热水箱单元(2)上部的进水口与户式中央空调主机(1)的出水口相连，所述恒热水箱单元(2)上部的出水口与所述水力分配单元(4)和分集水器(5)的并联供水干管相连，所述恒热水箱单元(2)下部的进水口与所述水力分配单元(4)和分集水器(5)的并联回水干管相连，所述恒热水箱单元(2)下部的出水口与户式中央空调主机(1)的回水口相连。

3.根据权利要求2所述的户用装配式中央空调系统，其特征在于：所述恒热水箱单元(2)整体为立式保温罐体，所述恒热水箱单元(2)内交错设置有至少两块隔板，并且所述隔板的宽度小于恒热水箱单元(2)的内径。

4.根据权利要求1所述的户用装配式中央空调系统，其特征在于：所述恒热水箱单元(2)中的传热介质温度达到45℃～60℃时，所述户式中央空调主机(1)停止对所述恒热水箱单元(2)中的传热介质进行加热；所述恒热水箱单元(2)中的传热介质温度降为30℃～40℃时，所述户式中央空调主机(1)开启对所述恒热水箱单元(2)中的传热介质进行加热。

5.根据权利要求1所述的户用装配式中央空调系统，其特征在于：所述户式中央空调主机(1)加热恒热水箱单元(2)中的传热介质达到供热温度所需的时间小于或等于所述恒热水箱单元(2)向所述水力分配单元(4)和分集水器(5)供热的温度降低到回水温度所需的时间。

6.根据权利要求1所述的户用装配式中央空调系统，其特征在于：所述水力分配单元(4)包括进水管、设置在进水管上的手动阀门、回水管、设置在回水管上的手动阀门和过滤器，所述进水管与回水管之间设有至少两条分支供回水回路，所述分支供回水回路的回水口上设有手动阀门，所述分支供回水回路的出水口上设有电磁阀及手动阀门。

7.根据权利要求2所述的户用装配式中央空调系统，其特征在于：当所述户式中央空调主机(1)处于制冷工况时，所述第一阀门(7)、第四阀门(9)打开，所述第二阀门(8)、第三阀门(10)关闭。

8.根据权利要求2所述的户用装配式中央空调系统，其特征在于：当所述户式中央空调主机(1)处于制热工况时，所述第一阀门(7)、第四阀门(9)关闭，所述第二阀门(8)、第三阀门(10)打开。