CN218348782U - 一种耦合式的变频风冷中央空调系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种耦合式的变频风冷中央空调系统，包括变频风冷热泵子系统和辅助制冷空调子系统，变频风冷热泵子系统与辅助制冷空调子系统连接；所述变频风冷热泵子系统包括第一压缩机、四通阀、第一换热器、过滤器、平衡罐、第二换热器、气液分离器；所述第一压缩机通过管道与四通阀连接，四通阀通过管道与第一换热器连接，第一换热器通过管道与过滤器连接，过滤器通过管道与平衡罐连接，平衡罐与第二换热器连接，第二换热器通过管道与四通阀连接，第一压缩机通过管道与气液分离器连接。本实用新型为耦合式的变频风冷中央空调系统兼顾制冷+热水、制热+热水、除霜+热水多种运行模式，具有运行效率高、应用场合广泛的优点。

Description

一种耦合式的变频风冷中央空调系统

技术领域

本实用新型属于变频空调系统技术领域，尤其是涉及一种耦合式的变频风冷中央空调系统。

背景技术

随着化石能源的日益减少以及电力资源使用的逐年增加，提高空调系统能效是实现碳达峰的重要途径之一。全直流变频风冷模块机组具有全年综合部分性能系数高、噪音低等诸多优点，而受到越来越多的推广和使用。

对于全直流变频风冷模块机组，需要解决的第一问题是变频压缩机驱动器的散热问题，常用的有风冷翅片散热、水冷散热、油冷散热等，但是都需要额外增加设备投资而导致机组成本升高或占地面积增大。

对于全直流变频风冷模块机组，需要解决的第二问题是其蒸发翅片管换热器底部结霜问题，由于风冷式换热器底部风量较小、冷媒不易蒸发，导致盘管底部蒸发温度过低而易结霜堆冰，进一步的导致整个翅片换热器的换热效率下降，导致整机的性能系数变差、COP降低。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型旨在提出一种耦合式的变频风冷中央空调系统，以解决变频风冷热泵机组压缩机驱动器散热、变频风冷热泵机组蒸发盘管底部结霜的问题。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种耦合式的变频风冷中央空调系统，包括变频风冷热泵子系统和辅助制冷空调子系统，变频风冷热泵子系统与辅助制冷空调子系统连接；

所述变频风冷热泵子系统包括第一压缩机、四通阀、第一换热器、过滤器、平衡罐、第二换热器、气液分离器；

所述第一压缩机通过管道与四通阀连接，四通阀通过管道与第一换热器连接，第一换热器通过管道与过滤器连接，过滤器通过管道与平衡罐连接，平衡罐与第二换热器连接，第二换热器通过管道与四通阀连接，第一压缩机通过管道与气液分离器连接，气液分离器通过管道与四通阀连接。

进一步的，变频风冷热泵子系统还包括风机、第一阀门，风机设置在第一换热器的一侧；

第一阀门设置在过滤器与平衡罐之间的连接管道上。

进一步的，所述辅助制冷空调子系统包括第二压缩机、第二阀门；

第二压缩机与第一压缩机通过管道连接；第一压缩机和第二压缩机之间的管道上设有压缩机驱动器，压缩机驱动器通过管道连接有第二阀门、第三阀门、第四阀门，第四阀门通过管道连接在四通阀和第一换热器之间的管道上。

进一步的，压缩机驱动器内设有第三换热器。

进一步的，第二压缩机通过管道依次连接有第五阀门和第六阀门，第六阀门通过管道与第一换热器与过滤器之间的管道连接；

辅助制冷空调子系统包括还包括第四换热器，第四换热器通过管道与第二阀门和第三阀门之间的管道连接；第四换热器通过管道与第二压缩机、第五阀门之间连接的管道上。

进一步的，第一换热器通过管道连接有第七阀门，第七阀门通过管道连接在第三阀门和第四阀门之间的管道上。

第一换热器通过管道连接有第八阀门，第八阀门通过管道连接在第五阀门和第六阀门之间的管道上。

进一步的，第一压缩机为直流变频压缩机，类型可为涡旋式、转子式或螺杆式中的一种，第一压缩机内附有压缩机驱动器，压缩机驱动器背侧有散热板，散热板表面开有一定规格数量的凹槽，用于铺设散热盘管用于散热。

进一步的，第二压缩机为定速压缩机，其类型可为涡旋式/活塞式，较优的，其容量范围为变频风冷热泵子系统压缩机满载时的1/5-1/6；

进一步的，第一换热器为风冷式翅片管式换热器，第一换热器的结构可为L型/U型或V型，翅片类型可为波纹片、开窗片或平片、所述翅片管换热器设有不同回路，每支回路总长度不得超过14m，较优的，翅片管换热器总回路个数≥9支。

进一步的，风机为EC轴流风机，可为内转子式或外转子式。

进一步的，第二换热器和第四换热器均为水冷式换热器，类型可为壳管式换热器或板式换热器或高效罐式换热器。

第三换热器为由单根内螺纹式光管铜管经多次折U弯而成的单排换热器，其嵌套于压缩机驱动器散热板表面。

进一步的，第一阀门和第二阀门均为电子式节流膨胀阀，具有双向导通节流功能，可根据压缩机吸气侧过热度进行开度调节。

第三阀门、第四阀门、第五阀门、第六阀门、第七阀门、第八阀门均为二通阀，仅有通断功能，不具备动态流量调节功能，开启时冷媒100％流通，关闭时冷媒不流通。

相对于现有技术，本实用新型所述的一种耦合式的变频风冷中央空调系统具有以下有益效果：

本装置对于给定的变频风冷热泵机组，通过耦合一个辅助的小型的制冷空调系统：一来用于解决变频风冷热泵机组压缩机驱动器散热问题；二来用于解决变频风冷热泵机组蒸发盘管底部结霜的问题。该耦合式的变频风冷中央空调系统兼顾制冷+热水、制热+热水、除霜+热水多种运行模式，具有运行效率高、应用场合广泛的优点。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，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为本实用新型实施例所述的一种耦合式的变频风冷中央空调系统流程图；

图2为本实用新型实施例所述的一种耦合式的变频风冷中央空调系统制冷+热水系统流程图；

图3为本实用新型实施例所述的一种耦合式的变频风冷中央空调系统制热+热水系统流程图；

图4为本实用新型实施例所述的一种耦合式的变频风冷中央空调系统除霜+热水系统流程图。

附图标记说明：

1、第一压缩机；2、四通阀；3、第一换热器；4、风机；5、过滤器；6、平衡罐；7、第二换热器；8、气液分离器；9、压缩机驱动器；10、第三换热器；11、第二压缩机；12、第四换热器；13、第一阀门；14、第五阀门；15、第八阀门；16、第六阀门；17、第三阀门；18、第七阀门；19、第四阀门；20、第二阀门。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

如图1所示，其系统流程图如图1所述，包含一个变频风冷热泵子系统和一个辅助的制冷空调子系统耦合而成。变频风冷热泵子系统由第一压缩机1、四通阀2、第一换热器3、风机4、过滤器5、平衡罐6、第二换热器7、第一阀门13、气液分离器8；辅助制冷空调子系统由第二压缩机11、第一阀门13、第四换热器12、第三换热器10由铜管路依次连接而成。变频风冷热泵子系统与辅助制冷空调子系统由第三换热器14、第八阀门15、第六阀门16、第三阀门17及铜管路连接耦合而成。其中变频风冷热泵子系统与辅助制冷空调子系统抽真空、充冷媒为分别单独进行。

图2给出了本实用新型实施例所述的一种耦合式的变频风冷中央空调系统制冷+热水系统流程图；在该种运行模式下：第五阀门14、第三阀门17保持关闭状态，第八阀门15、第六阀门16和第七阀门18、、第四阀门19打开；目的是为了让变频风冷热泵子系统单独使用第一换热器3，以便于提高变频风冷子系统的制冷盘管散热效果。具体的流程为：第一压缩机1排出高温高压的气态冷媒，经四通阀2后，并流经铜管及第四阀门19、第七阀门18进入第一换热器3，通过风机4对冷媒进行散热，然后变成中温中压的过冷液态冷媒，由换热铜管及第八阀门15、第八阀门16后流出第八阀门3，后经过过滤器5、第一阀门13节流后变成低温低压的两相冷媒，进入第二换热器7，在第二换热器7中吸收冷冻水的热量，低温低压的两相冷媒变成低温低压的过热冷媒，然后依次流经四通阀2、气液分离器8后回到第一压缩机1中；与此同时，辅助空调子系统的第二压缩机11排出过热的气态冷媒进入第四换热器12中，将热量传给冷却水以便于制取生活热水，冷媒放出热量后变成中温中压过冷液态冷媒，然后进入第四换热器13进行节流，随后进入第三换热器10中，吸收压缩机驱动器9散出的热量，变成低温低压的过热气态冷媒重新回到压缩机驱动器11中。

图3给出了本实用新型实施例所述的一种耦合式的变频风冷中央空调系统制热+热水系统流程图；在该运行模式时，需要旁通一部分辅助制冷空调子系统的排气孔过热冷媒，使其进入第一换热器3的底部几支回路中，而避免其结霜而使性能下降。在该运行模式下，第六阀门16、第四阀门19保持关闭，第五阀门14、第八阀门15、第三阀门17、第七阀门18保持开启。具体的流程为：第一压缩机1排出高温高压的气态冷媒，经四通阀2后，进入第二换热器7中，将热量传递给冷却水以便于制热，然后冷媒变成中温中压的过冷液态冷媒，此时多余的冷媒将在压差的作用下进行平衡罐6中，其余主回路冷媒将依次进过第一阀门13、过滤器5后，沿铜管路进入第一换热器3的上部分的几支回路中，通过风机4，使低温低压的两相冷媒吸热蒸发变成低温低压的过热冷媒，依次沿四通阀2、气液分离器8回到第一压缩机1中。与此同时，辅助空调子系统第二压缩机11排出的高温高压的气态冷媒进入第四换热器12中，将热量传给冷却水以便于制取生活热水，且旁通部分气态冷媒由经第五阀门14、第八阀门15后进入第一换热器3底部的几支回路中，而避免其底部结霜而影响盘管的性能，随后该部分冷媒被冷却低温低压的过冷液态冷媒与由第四换热器12中排出的过冷液态冷媒混合，然后进入第一阀门13节流后，进入第三换热器10中，吸收压缩机驱动器9散出的热量，变成低温低压的过热气态冷媒重新回到第二压缩机11中。

图4给出了本实用新型实施例所述的一种耦合式的变频风冷中央空调系统除霜+热水系统流程图；该运行模式下，第六阀门16、第四阀门19保持关闭，第五阀门14、第八阀门15、第三阀门17、第七阀门18保持开启。辅助制冷空调子系统运行流程与图3三种一样，不同的是变频风冷热泵子系统的运行模式转为逆循环以用于对第一换热器3上部分的霜层进行清除。所以，仅介绍该运行模式下，变频风冷热泵子系统的运行流程：第一压缩机1排出高温高压的气态冷媒，经四通阀2后，仅流经铜管进入第一换热器3，此时第一类型风机保持关闭，以便于高温高压的气态冷媒快速的除尽盘管表面的霜层。然后仅由换热铜管流出第一换热器3，后经过过滤器5、第一阀门13节流后变成低温低压的两相冷媒，进入第二换热器7，在第二换热器7中吸收冷冻水的热量，低温低压的两相冷媒变成低温低压的过热冷媒，然后依次流经四通阀2、气液分离器8后回到第一压缩机1中。

Claims (10)

1.一种耦合式的变频风冷中央空调系统，其特征在于：包括变频风冷热泵子系统和辅助制冷空调子系统，变频风冷热泵子系统与辅助制冷空调子系统连接；

所述变频风冷热泵子系统包括第一压缩机(1)、四通阀(2)、第一换热器(3)、过滤器(5)、平衡罐(6)、第二换热器(7)、气液分离器(8)；

所述第一压缩机(1)通过管道与四通阀(2)连接，四通阀(2)通过管道与第一换热器(3)连接，第一换热器(3)通过管道与过滤器(5)连接，过滤器(5)通过管道与平衡罐(6)连接，平衡罐(6)与第二换热器(7)连接，第二换热器(7)通过管道与四通阀(2)连接，第一压缩机(1)通过管道与气液分离器(8)连接，气液分离器(8)通过管道与四通阀(2)连接。

2.根据权利要求1所述的一种耦合式的变频风冷中央空调系统，其特征在于：变频风冷热泵子系统还包括风机(4)、第一阀门(13)，风机(4)设置在第一换热器(3)的一侧；

第一阀门(13)设置在过滤器(5)与平衡罐(6)之间的连接管道上。

3.根据权利要求1所述的一种耦合式的变频风冷中央空调系统，其特征在于：所述辅助制冷空调子系统包括第二压缩机(11)、第二阀门(20)；

第二压缩机(11)与第一压缩机(1)通过管道连接；第一压缩机(1)和第二压缩机(11)之间的管道上设有压缩机驱动器(9)，压缩机驱动器(9)通过管道连接有第二阀门(20)、第三阀门(17)、第四阀门(19)，第四阀门(19)通过管道连接在四通阀(2)和第一换热器(3)之间的管道上。

4.根据权利要求3所述的一种耦合式的变频风冷中央空调系统，其特征在于：压缩机驱动器(9)内设有第三换热器(10)。

5.根据权利要求1所述的一种耦合式的变频风冷中央空调系统，其特征在于：第二压缩机(11)通过管道依次连接有第五阀门(14)和第六阀门(16)，第六阀门(16)通过管道与第一换热器(3)与过滤器(5)之间的管道连接；

辅助制冷空调子系统包括还包括第四换热器(12)，第四换热器(12)通过管道与第二阀门(20)和第三阀门(17)之间的管道连接；第四换热器(12)通过管道与第二压缩机(11)、第五阀门(14)之间连接的管道上。

6.根据权利要求3所述的一种耦合式的变频风冷中央空调系统，其特征在于：第一换热器(3)通过管道连接有第七阀门(18)，第七阀门(18)通过管道连接在第三阀门(17)和第四阀门(19)之间的管道上；

第一换热器(3)通过管道连接有第八阀门(15)，第八阀门(15)通过管道连接在第五阀门(14)和第六阀门(16)之间的管道上。

7.根据权利要求1所述的一种耦合式的变频风冷中央空调系统，其特征在于：第一压缩机(1)为直流变频压缩机，第二压缩机(11)为定速压缩机。

8.根据权利要求1所述的一种耦合式的变频风冷中央空调系统，其特征在于：风机(4)为EC轴流风机(4)。

9.根据权利要求1所述的一种耦合式的变频风冷中央空调系统，其特征在于：第一换热器(3)为风冷式翅片管式换热器，第二换热器(7)和第四换热器(12)均为水冷式换热器，第三换热器(10)为由单根内螺纹式光管铜管经多次折U弯而成的单排换热器。

10.根据权利要求1所述的一种耦合式的变频风冷中央空调系统，其特征在于：第一阀门(13)和第二阀门(20)均为电子式节流膨胀阀；

第三阀门(17)、第四阀门(19)、第五阀门(14)、第六阀门(16)、第七阀门(18)、第八阀门(15)均为二通阀。

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