CN218627131U - 四管制系统及空调机组 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种四管制系统及空调机组，涉及空调技术领域，解决了现有的一些四管制机组，为了保护机组在同时制冷水和制热水时通常以负荷需求较小的一侧作为基准进行调节控制，使得负荷需求较大的一侧难以满足用户需求的技术问题。该装置包括相连接的压缩机、风侧换热器、冷水侧换热器、热水侧换热器，还包括：制热调节流路，从压缩机排出的冷媒能通过制热调节流路分别流向风侧换热器和热水侧换热器；制冷调节流路，热水侧换热器排出的冷媒能通过制热调节流路分流风侧换热器和冷水侧换热器。本实用新型用于向风侧换热器旁通冷媒的方式来减小负荷量小的供水换热器的换热量。

Description

四管制系统及空调机组

技术领域

本实用新型涉及空调技术领域，尤其是涉及一种四管制系统及空调机组。

背景技术

目前的四管制机组，包括压缩机、热水侧换热器、冷水侧换热器、风侧换热器以及膨胀阀等部件，可实现单独制热水、单独制冷水以及同时制冷水和制热水。

本申请人发现现有技术至少存在以下技术问题：

普通的四管制机组在同时制冷水和制热水时，当出现冷热负荷(或者称为用户侧冷热负荷需求)不平衡时，即供热需求大而制冷量需求小或者供热需求小而供冷量需求大，无法通过机组自身调节适应需求，通常以负荷需求较小的一侧作为基准进行调节控制，否则容易导致系统能力输出过大造成待机甚至保护停机，即在进行同时制热制冷运行时，无法针对制热量和制冷量依据负荷单独进行调节。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种四管制系统及空调机组，解决了现有的一些四管制机组，为了保护机组在同时制冷水和制热水时通常以负荷需求较小的一侧作为基准进行调节控制，使得负荷需求较大的一侧难以满足用户需求的技术问题。本实用新型提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。

为实现上述目的，本实用新型提供了以下技术方案：

本实用新型提供的一种四管制系统，包括相连接的压缩机、风侧换热器、冷水侧换热器、热水侧换热器，还包括：制热调节流路，从所述压缩机排出的冷媒能通过所述制热调节流路分别流向所述风侧换热器和所述热水侧换热器；制冷调节流路，所述热水侧换热器排出的冷媒能通过所述制热调节流路分流至所述风侧换热器和所述冷水侧换热器。

进一步地，所述制热调节流路中，所述压缩机与所述风侧换热器连接的管路上设置有流量控制阀。

进一步地，所述流量控制阀为膨胀阀。

进一步地，在所述制冷调节流路中，所述热水侧换热器与所述风侧换热器连接的管路上以及所述热水侧换热器与所述冷水侧换热器连接的管路上均设置有膨胀阀。

进一步地，所述压缩机的排气口侧通过管道均与所述风侧换热器和所述热水侧换热器相连接，所述热水侧换热器的出冷媒侧通过管道均与所述风侧换热器和所述冷水侧换热器相连接；所述压缩机的吸气口侧通过管道均与所述冷水侧换热器和所述风侧换热器相连接，所述风侧换热器通过管道与所述冷水侧换热器的进冷媒侧相连接。

进一步地，所述压缩机的排气口通过管道与四通阀相连接，所述四通阀通过第六管道与所述热水侧换热器相连接且所述第六管道上设置第五单向阀，所述四通阀通过第七管道与所述风侧换热器相连接且所述第七管道上设置第四单向阀。

进一步地，所述第六管道和所述第七管道通过第八管道连接，所述第八管道上设置第三膨胀阀，所述第八管道与所述第六管道的连接位置位于所述第五单向阀和所述热水侧换热器之间，所述第八管道与所述第七管道的连接位置位于所述第四单向阀和所述风侧换热器之间。

进一步地，所述热水侧换热器与所述冷水侧换热器之间的第一管道上沿冷媒流向依次设置有第一单向阀和第一膨胀阀，第二管道连接所述风侧换热器和所述第一管道且所述第二管道上设置有第二膨胀阀，所述第二管道与所述第一管道的连接位置所述热水侧换热器和所述第一单向阀之间。

进一步地，第三管道连接所述风侧换热器与所述第一管道且所述第三管道与所述第一管道的连接位置位于所述第一单向阀和所述第一膨胀阀之间，所述第三管道上设置有第三单向阀；第五管道连接所述冷水侧换热器和所述压缩机且所述第五管道上设置第二单向阀；第四管道连接所述压缩机和所述第二管道且所述第四管道与所述第二管道的连接位置位于所述风侧换热器和所述第三单向阀之间，所述第四管道上设置电磁阀。

本实用新型提供一种空调机组，包括所述的四管制系统。

本实用新型提供了一种四管制系统，当供热需求大而制冷量需求小时，此时，压缩机以热负荷量进行加载，采用制冷调节流路，使得热水侧换热器排出的冷媒通过制热调节流路分流风侧换热器和冷水侧换热器，即可以将热水侧换热器排出的部分冷媒旁通至风侧换热器，以实现同时满足制热水和制冷水的需求，实现针对制热量和制冷量依据负荷单独进行调节；当供热需求小而供冷量需求大，此时，压缩机以冷负荷量进行加载，采用制热调节流路，使得从压缩机排出的冷媒通过制热调节流路分别流向风侧换热器和热水侧换热器，风侧换热器以及热水侧换热器排出的冷媒再流向冷水侧换热器，即可以将压缩机排出的部分冷媒旁通至风侧换热器，以实现同时满足制热水和制冷水的需求，实现针对制热量和制冷量依据负荷单独进行调节。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例提供的四管制系统的原理图；

图2是本实用新型实施例提供的四管制系统单制冷水时的冷媒流向示意图；

图3是本实用新型实施例提供的四管制系统单制热水时的冷媒流向示意图；

图4是本实用新型实施例提供的四管制系统同时制热水和冷水时的冷媒流向示意图；

图5是本实用新型实施例提供的四管制系统同时制热水和冷水时的冷媒流向示意图；

图6是本实用新型实施例提供的四管制系统同时制热水和冷水时的冷媒流向示意图；

图7是本实用新型实施例提供的控制方法的流程图(同时制冷热水时独立调节供冷量)；

图8是本实用新型实施例提供的控制方法的流程图(同时制冷热水时独立调节供热量)。

图中1-压缩机；2-四通阀；3-风侧换热器；4-第一膨胀阀；5-冷水侧换热器；6-热水侧三换热器；7-第二膨胀阀；8-第三膨胀阀；9-电磁阀；10-第一单向阀；11-第二单向阀；12-第三单向阀；13-第四单向阀；14-第五单向阀。

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，下面将对本实用新型的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅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的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本实用新型所保护的范围。

现有一些四管制机组在同时制冷水和制热水时，当出现冷热负荷不平衡时，即供热需求大而制冷量需求小或者供热需求小而供冷量需求大，通常以负荷需求较小的一侧作为基准进行调节控制，否则容易导致系统能力输出过大造成待机甚至保护停机，即在进行同时制热制冷运行时，无法针对制热量和制冷量依据负荷单独进行调节。基于此，本实用新型提供了一种四管制系统，具体如下：包括相连接的压缩机1、风侧换热器3、冷水侧换热器5、热水侧换热器6，还包括：制热调节流路，从压缩机1排出的冷媒能通过制热调节流路分别流向风侧换热器3和热水侧换热器6；制冷调节流路，热水侧换热器6排出的冷媒能通过制热调节流路分流至风侧换热器3和冷水侧换热器5。当供热需求大而制冷量需求小时，此时，压缩机1以热负荷量进行加载，采用制冷调节流路，使得热水侧换热器6排出的冷媒通过制热调节流路分流风侧换热器3和冷水侧换热器5(压缩机1排出的冷媒流向热水侧换热器6)，即可以将热水侧换热器6排出的部分冷媒旁通至风侧换热器3，以实现同时满足制热水和制冷水的需求，实现针对制热量和制冷量依据负荷单独进行调节；当供热需求小而供冷量需求大，此时，压缩机1以冷负荷量进行加载，采用制热调节流路，使得从压缩机1排出的冷媒通过制热调节流路分别流向风侧换热器3和热水侧换热器6，即可以将压缩机1排出的部分冷媒旁通至风侧换热器3，风侧换热器3以及热水侧换热器6排出的冷媒再流向冷水侧换热器5，以实现同时满足制热水和制冷水的需求，实现针对制热量和制冷量依据负荷单独进行调节。

具体地，制热调节流路中，压缩机1与风侧换热器3连接的管路上设置有流量控制阀，流量控制阀可以为膨胀阀，以控制从压缩机1排出的冷媒旁通至风侧换热器3的量。

在制冷调节流路中，热水侧换热器6与风侧换热器3连接的管路上以及热水侧换热器6与冷水侧换热器5连接的管路上均设置有膨胀阀，可以通过热水侧换热器6与风侧换热器3连接管路上的膨胀阀，以控制从热水侧换热器6排出的冷媒旁通至风侧换热器3的量。

关于本实用新型提供的四管制系统，给出了以下一种优选的具体实施方式，具体可参见下文描述。

本实用新型提供了一种四管制系统，具体如下：包括相连接的压缩机1、风侧换热器3、冷水侧换热器5、热水侧换热器6，还包括：制热调节流路，从压缩机1排出的冷媒能通过制热调节流路分别流向风侧换热器3和热水侧换热器6；制冷调节流路，热水侧换热器6排出的冷媒能通过制热调节流路分流风侧换热器3和冷水侧换热器5。

压缩机1的排气口侧通过管道均与风侧换热器3和热水侧换热器6相连接，热水侧换热器6的出冷媒侧通过管道均与风侧换热器3和冷水侧换热器5相连接；压缩机1的吸气口侧通过管道均与冷水侧换热器5和风侧换热器3相连接，风侧换热器3通过管道与冷水侧换热器5的进冷媒侧相连接。

关于“压缩机1的排气口侧通过管道均与风侧换热器3和热水侧换热器6相连接”，具体连接可如下设置：参见图1，压缩机1的排气口通过管道与四通阀2相连接，四通阀2通过第六管道与热水侧换热器6相连接且第六管道上设置第五单向阀14(此处的单向阀可用其他控制阀替代，同理下文中的单向阀也可以采用其他控制阀)，四通阀2通过第七管道与风侧换热器3相连接且第七管道上设置第四单向阀13。

另外，参见图1，第六管道和第七管道设置第八管道，第八管道上设置第三膨胀阀8，第八管道与第六管道的连接位置位于第五单向阀14和热水侧换热器6之间，第八管道与第七管道的连接位置位于第四单向阀13和风侧换热器3之间。

关于“热水侧换热器6的出冷媒侧通过管道均与风侧换热器3和冷水侧换热器5相连接”，具体连接结构可如下：热水侧换热器6与冷水侧换热器5之间的第一管道上沿冷媒流向依次设置有第一单向阀10和第一膨胀阀4，第二管道连接风侧换热器3和第一管道且第二管道上设置有第二膨胀阀7，第二管道与第一管道的连接位置热水侧换热器6和第一单向阀10之间。

关于“风侧换热器3通过管道与冷水侧换热器5的进冷媒侧相连接”，具体连接可以如下：第三管道连接风侧换热器3与第一管道且第三管道与第一管道的连接位置位于第一单向阀10和第一膨胀阀4之间，第三管道上设置有第三单向阀12。

关于“压缩机1的吸气口侧通过管道均与冷水侧换热器5和风侧换热器3相连接”，具体连接可以如下：第五管道连接冷水侧换热器5和压缩机1且第五管道上设置第二单向阀11；第四管道连接压缩机1和第二管道且第四管道与第二管道的连接位置位于风侧换热器3和第三单向阀12之间，第四管道上设置电磁阀9。

关于上述四管制系统在单独制冷水、单独制热水以及同时制冷水和热水时各阀体的控制以及冷媒的流向，具体说明如下：

单独制冷水：当进行单制冷时，第二膨胀阀7、第三膨胀阀8保持关闭，电磁阀9保持关闭，四通阀2保持断电状态(D、C口相通，S、E口相通)，此时制冷剂流向如图2所示：压缩机1、四通阀D口、四通阀C口、第四单向阀13、风侧换热器3、第三单向阀12、第一膨胀阀4、冷水侧换热器5、第二单向阀4、压缩机1。此时可通过常规的制冷控制(调节第一膨胀阀4、风侧换热器3的风机、压缩机)来调节制冷需求。

当单独制热水时：当进行单制热时，第一膨胀阀4、第三膨胀阀8保持关闭，电磁阀9开启，四通阀通电(D、E口相通，S、C口相通)，此时制冷剂流向如图3所示：压缩机1、四通阀D口、四通阀E口、第五单向阀14、热水侧换热器6、第二膨胀阀7、风侧换热器3、电磁阀9、压缩机1。此时可通过常规的制冷控制(调节第二膨胀阀7、风侧换热器3的风机、压缩机1)来调节制热需求。

当同时制冷热水时：当同时进行供冷供热时(也称为冷热联供)，第二膨胀阀7、第三膨胀阀8保持关闭，电磁阀9保持关闭，四通阀2通电(D、E口相通，S、C口相通)，此时制冷剂流向如图4所示：压缩机1、四通阀D口、四通阀E口、第五单向阀14、热水侧换热器6、第一单向阀10、第一膨胀阀4、冷水侧换热器5、第二单向阀11、压缩机1。此时可通过常规的制冷控制(调节第一膨胀阀4、压缩机1)来调节同时增加(或降低)制冷量和制热量。

当同时进行供冷供热时(也称为冷热联供)，并且制冷量需求小于制热量需求时，此时压缩机1以制热侧水温为控制目标进行加卸载，同时将第二膨胀阀7从0开始逐渐打开并开大，电磁阀9打开。经过热水侧换热器6之后的制冷剂通过第二膨胀阀7进行旁通(同时进行节流)，旁通的制冷剂通过第二膨胀阀7之后流入到风侧换热器3中，风侧换热器3风机打开进行换热(制冷剂从环境中吸热)，之后旁通制冷剂通过电磁阀9回到压缩机1吸气口。制冷流向图见图5，此时热水侧水温通过压缩机1控制，冷水侧水温通过第二膨胀阀7控制，控制流程图见图7。这里，要说的是，风侧换热器3的冷媒的会流向第三单向阀12，但是第三单向阀12另外一端的冷媒是处于高温高压状态，此时第三单向阀12相当于处于堵死状态，从风侧换热器3排出的低压冷媒无法通过第三单向阀12向高压侧流动。

当同时进行供冷供热时(也称为冷热联供)，并且制冷量需求大于制热量需求时，此时压缩机1以制冷侧水温为控制目标进行加卸载，同时将第三膨胀阀8从0开始逐渐打开并开大，电磁阀9保持关闭。经过第五单向阀14之后的气态制冷剂通过第三膨胀阀8进行旁通，旁通的制冷剂进入风侧换热器3中进行冷凝，风侧换热器3风机打开进行换热(制冷剂向环境中放热)，之后旁通制冷剂通过第三单向阀12同主路中的制冷剂汇合后由第一膨胀阀4进行节流。制冷流向图见图6，此时冷水侧水温通过压缩机1控制，热水侧水温通过第三膨胀阀8控制，控制流程图见图8。

本实用新型提供一种空调机组，包括本实用新型提供的四管制系统。关于本实施例中的空调机组，其包括的四管制系统已经在上述四管制系统的实施例中进行了详细描述，此处将不做详细阐述说明。

本实用新型提供一种四管制系统的控制方法，包括以下内容：判断系统是否同时供冷和热水；若是，判断系统制冷量负荷以及制热量负荷的需求，并判断是否满足冷热量单独调节的条件；若是，则控制压缩机1以负荷量大的供水换热器(冷水侧换热器5或热水侧换热器6)进行加载，并通过制热调节流路或制冷调节流路以向风侧换热器3旁通冷媒的方式来减小负荷量小的供水换热器的换热量。

当供热需求大而制冷量需求小时，此时，压缩机1以热负荷量进行加载，采用制冷调节流路，使得热水侧换热器6排出的冷媒通过制热调节流路分流风侧换热器3和冷水侧换热器5(压缩机1排出的冷媒流向热水侧换热器6)，即可以将热水侧换热器6排出的部分冷媒旁通至风侧换热器3，以实现同时满足制热水和制冷水的需求，实现针对制热量和制冷量依据负荷单独进行调节；当供热需求小而供冷量需求大，此时，压缩机1以冷负荷量进行加载，采用制热调节流路，使得从压缩机1排出的冷媒通过制热调节流路分别流向风侧换热器3和热水侧换热器6，即可以将压缩机1排出的部分冷媒旁通至风侧换热器3，风侧换热器3以及热水侧换热器6排出的冷媒再流向冷水侧换热器5，以实现同时满足制热水和制冷水的需求，实现针对制热量和制冷量依据负荷单独进行调节。

关于本实用新型提供的四管制系统的控制方法，给出了以下一种优选的具体实施方式，具体可参见下文描述。

本实用新型提供一种四管制系统的控制方法，包括以下内容：

判断系统是否同时供冷和热水；

若是，判断是否满足冷热量单独调节的条件，其中，采用制热调节流路旁通冷媒时，冷热量单独调节的条件为：制热控制水温Th满足目标制热水温且制冷控制水温Tc大于目标制冷水温；采用制冷调节流路旁通冷媒时，冷热量单独调节的条件为：制冷控制水温Tc满足目标制冷水温且制热控制水温Th小于目标制热水温；

若制冷控制水温Tc满足目标制冷水温且制热控制水温Th小于目标制热水温，则控制逐渐增大制冷调节流路上阀体(第二膨胀阀7)的开度以增大旁通风侧换热器3的冷媒流量；当制热调节流路上阀体打开后，若检测到制冷控制水温小于目标温度，则继续控制增大旁通至风侧换热器3的冷媒，若检测到制冷控制水温大于目标温度，则控制减小旁通至风侧换热器3的冷媒流量。这里，要补充说明的是：若制冷控制水温Tc满足目标制冷水温且制热控制水温Th小于目标制热水温，则控制第二膨胀阀7从关闭状态逐渐打开(以σ％梯度值逐渐打开，即每次打开σ％以实现逐渐打开，其中，σ取值可以为1)。当制热调节流路上阀体打开后，每间隔设定时间T进行判断，若检测到制冷控制水温小于目标温度，则控制继续逐渐增大第二膨胀阀7的开度以增大旁通至风侧换热器3的冷媒，若制冷控制水温大于目标温度，则控制逐渐减小第二膨胀阀7的开度以减小旁通至风侧换热器3的冷媒流量。

若制热控制水温Th满足目标制热水温且制冷控制水温Tc大于目标制冷水温，则控制压缩机以制冷侧水温进行加载，控制逐渐增大制热调节流路上阀体(第三膨胀阀8)的开度以增大旁通风侧换热器3的冷媒流量；当第三膨胀阀8打开后，若检测到制热控制水温大于目标温度，则控制继续增大旁通至风侧换热器3的冷媒，若检测到制热控制水温小于目标温度，则控制减小旁通至风侧换热器3的冷媒。这里，要补充说明的是：若制热控制水温Th满足目标制热水温且制冷控制水温Tc大于目标制冷水温，则控第三膨胀阀8从关闭状态逐渐打开(以σ％梯度值逐渐打开，即每次打开σ％以实现逐渐打开，其中，σ取值可以为1)。当第三膨胀阀8打开后，每间隔设定时间T进行判断，若检测到制热控制水温大于目标温度，则控制继续逐渐增大第三膨胀阀8的开度以增大旁通至风侧换热器3的冷媒，若制热控制水温小于目标温度，则控制逐渐减小第二膨胀阀7的开度σ％以减小旁通至风侧换热器3的冷媒流量。

另外，若不满足冷热量单独调节的条件，则控制压缩机1以负荷量大的供水换热器进行加载，且控制不向风侧换热器3旁通冷媒。当机组运行时冷负荷和热负荷需求量均很大时，控制压缩机1以负荷量大的供水换热器进行加载，控制冷媒的流程如图4所示。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种四管制系统，包括相连接的压缩机(1)、风侧换热器(3)、冷水侧换热器(5)、热水侧换热器(6)，其特征在于，还包括：

制热调节流路，从所述压缩机(1)排出的冷媒能通过所述制热调节流路分别流向所述风侧换热器(3)和所述热水侧换热器(6)；

制冷调节流路，所述热水侧换热器(6)排出的冷媒能通过所述制热调节流路分流至所述风侧换热器(3)和所述冷水侧换热器(5)。

2.根据权利要求1所述的四管制系统，其特征在于，所述制热调节流路中，所述压缩机(1)与所述风侧换热器(3)连接的管路上设置有流量控制阀。

3.根据权利要求2所述的四管制系统，其特征在于，所述流量控制阀为膨胀阀。

4.根据权利要求1所述的四管制系统，其特征在于，在所述制冷调节流路中，所述热水侧换热器(6)与所述风侧换热器(3)连接的管路上以及所述热水侧换热器(6)与所述冷水侧换热器(5)连接的管路上均设置有膨胀阀。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的四管制系统，其特征在于，所述压缩机(1)的排气口侧通过管道均与所述风侧换热器(3)和所述热水侧换热器(6)相连接，所述热水侧换热器(6)的出冷媒侧通过管道均与所述风侧换热器(3)和所述冷水侧换热器(5)相连接；所述压缩机(1)的吸气口侧通过管道均与所述冷水侧换热器(5)和所述风侧换热器(3)相连接，所述风侧换热器(3)通过管道与所述冷水侧换热器(5)的进冷媒侧相连接。

6.根据权利要求5所述的四管制系统，其特征在于，所述压缩机(1)的排气口通过管道与四通阀(2)相连接，所述四通阀(2)通过第六管道与所述热水侧换热器(6)相连接且所述第六管道上设置第五单向阀(14)，所述四通阀(2)通过第七管道与所述风侧换热器(3)相连接且所述第七管道上设置第四单向阀(13)。

7.根据权利要求6所述的四管制系统，其特征在于，所述第六管道和所述第七管道通过第八管道连接，所述第八管道上设置第三膨胀阀(8)，所述第八管道与所述第六管道的连接位置位于所述第五单向阀(14)和所述热水侧换热器(6)之间，所述第八管道与所述第七管道的连接位置位于所述第四单向阀(13)和所述风侧换热器(3)之间。

8.根据权利要求5所述的四管制系统，其特征在于，所述热水侧换热器(6)与所述冷水侧换热器(5)之间的第一管道上沿冷媒流向依次设置有第一单向阀(10)和第一膨胀阀(4)，第二管道连接所述风侧换热器(3)和所述第一管道且所述第二管道上设置有第二膨胀阀(7)，所述第二管道与所述第一管道的连接位置所述热水侧换热器(6)和所述第一单向阀(10)之间。

9.根据权利要求8所述的四管制系统，其特征在于，第三管道连接所述风侧换热器(3)与所述第一管道且所述第三管道与所述第一管道的连接位置位于所述第一单向阀(10)和所述第一膨胀阀(4)之间，所述第三管道上设置有第三单向阀(12)；第五管道连接所述冷水侧换热器(5)和所述压缩机(1)且所述第五管道上设置第二单向阀(11)；第四管道连接所述压缩机(1)和所述第二管道且所述第四管道与所述第二管道的连接位置位于所述风侧换热器(3)和所述第三单向阀(12)之间，所述第四管道上设置电磁阀(9)。

10.一种空调机组，其特征在于，包括权利要求1-9中任一项所述的四管制系统。

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