CN220689309U - 一种三管制带热回收多功能制冷装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种三管制带热回收多功能制冷装置，涉及制冷空调领域，包括室内机组件、室外机组件以及连接在二者内部和二者之间的管路，室内机组件包括储液器、第一室内换热器和第二室内换热器；室外机组件包括压缩机和室外换热器；室内第二换热器在第一四通换向阀、第二四通换向阀的控制下作为蒸发器或冷凝器切换使用。本实用新型通过回收冷凝热量来加热空气，减少电再热的使用，提升制冷能效，节能降耗；通过室内双换热器设置，增加夏季制冷能力和冬季制热能力，使其适用于各种不同需求的空气处理场景；系统具有安装便捷，控制精度高，应用范围广的特点。

Description

一种三管制带热回收多功能制冷装置

技术领域

本实用新型涉及制冷空调的领域，具体涉及一种三管制带热回收多功能制冷装置。

背景技术

恒温恒湿空调技术被广泛用于诸如博物馆、制药车间、电子厂、机房等对室内环境要求较高的场景中，常见的恒温恒湿空调往往采用冷却除湿的方式将待处理空气降温至一个低温低湿的状态，然后通过配置电再热的方式，将处理后低温低湿的空气加热到需求温度；这一过程中，用于处理空气显热的耗电功率(电加热部分)被白白浪费。

在现有的节能技术中，可以将压缩制冷系统中的部分或者全部冷凝器作为电加热使用，通过回收压缩制冷系统冷凝热量的方式，代替电加热来实现再热功能。然而，现有的技术方案中，若采用部分冷凝热回收的形式，即将室外侧冷凝器的一部分作为再热器，或者单独设计一个小的换热器作为再热器来回收部分冷凝热，其回收的热量有限，调控能力不足；若需要0～100％回收系统的冷凝热量，且具有较好的控制精度，则需要在室内外侧均配置足够大的换热器以供冷凝散热需求，这样做额外在室内侧增加了一个再热盘管，且只有热回收功能，成本较高。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术存在的不足，而提供一种三管制带热回收多功能制冷(热泵)系统，通过回收冷凝热量来加热空气，减少电再热的使用，提升制冷能效，节能降耗；通过室内双换热器设置结合四通换向阀的通断电、膨胀阀及调节阀的开度调节，控制改变制冷剂流向及制冷剂流量，增加夏季制冷能力和冬季制热能力，使其适用于各种不同需求的空气处理场景，具有多重功能，旨在解决当前技术方案中控制精度不足或热回收盘管功能单一，成本较高的问题。

本实用新型的目的是通过如下技术方案来完成的：这种三管制带热回收多功能制冷装置，包括室内机组件、室外机组件以及连接在二者内部和二者之间的管路，

所述室内机组件包括储液器以及用于室内换热的第一室内换热器和第二室内换热器；所述室外机组件包括压缩机和用于室外换热的室外换热器；

压缩机的出口分别与第一四通换向阀的第一端、第二四通换向阀的第一端连通，第一四通换向阀还分别与室外换热器的第一端、第一室内换热器的第一端以及压缩机的进口连通，第二四通换向阀还分别与第二室内换热器的第一端以及压缩机的进口连通；

储液器的第一端分别与室外换热器的第二端、室内第二换热器的第二端连通，储液器的第二端与室内第一换热器的第二端连通，且制冷剂在储液器中双向流动；

所述室内第二换热器在第一四通换向阀、第二四通换向阀的控制下作为蒸发器或冷凝器切换使用。

作为进一步的技术方案，所述第一四通换向阀与室外换热器之间的管路上设置第一调节阀，第二四通换向阀与第二室内换热器之间的管路上设置第二调节阀。

作为进一步的技术方案，所述第一调节阀、第二调节阀为电动比例球阀，通过调节开度控制机组运行时制冷剂的流量。

作为进一步的技术方案，所述室外换热器与储液器之间的管路上依次设置第二分液器和第二膨胀阀，第一室内换热器与储液器之间的管路上依次设置第一分液器和第一膨胀阀，第二室内换热器与储液器之间的管路上依次设置第三分液器和第三膨胀阀。

作为进一步的技术方案，所述第一膨胀阀、第二膨胀阀及第三膨胀阀三者均采用电子膨胀阀，用于制冷剂节流，且三者所在的管路上均并联安装一只单向阀，且所述单向阀的流通方向均朝向储液器的第一端。

作为进一步的技术方案，所述压缩机的进口管路上设置气液分离器，压缩机的出口管路上设置油分离器。

作为进一步的技术方案，所述压缩机采用变频压缩机，所述室内第一换热器、室内第二换热器以及室外换热器采用翅片管式换热器或微通道换热器。

作为进一步的技术方案，所述制冷装置具有制冷双直膨模式、常规制冷模式、制冷+冷凝热回收模式、制热双直膨模式及常规制热模式共五个运行模式，制冷双直膨模式运行时，第二室内换热器作为蒸发器使用，制冷+冷凝热回收模式或制热双直膨模式运行时，第二室内换热器作为冷凝器使用。

本实用新型的有益效果为：

1、通过设置室内第二换热器，结合四通换向阀的通断电、膨胀阀及调节阀的开度调节，控制改变制冷剂流向及制冷剂流量，使系统实现制冷双直膨模式、常规制冷模式、制冷+冷凝热回收模式、制热双直膨模式及常规制热模式的多重功能，在不同的运行模式中室内第二换热器承担制冷、热回收的不同功能，作为蒸发器或冷凝器切换使用；

2、通过回收冷凝热量来加热空气，减少电再热的使用，提升制冷能效，节能降耗；

3、通过室内双换热器设置，增加夏季制冷能力和冬季制热能力，使其适用于各种不同需求的空气处理场景。

附图说明

图1为本实用新型的管路连接结构示意图。

图2为本实用新型在制冷双直膨模式下的工作原理图。

图3为本实用新型在常规制冷模式下的工作原理图。

图4为本实用新型在制冷+冷凝热回收模式下的工作原理图。

图5为本实用新型在制热双直膨模式下的工作原理图。

图6为本实用新型在常规制热模式下的工作原理图。

附图标记说明：压缩机1、第一四通换向阀2、第二四通换向阀3、第一室内换热器4、第一分液器5、第一膨胀阀6、室外换热器7、第二分液器8、第二膨胀阀9、第一调节阀10、油分离器11、气液分离器12、第二调节阀13、储液器14、第三膨胀阀15、第三分液器16、第二室内换热器17、第一单向阀18、第二单向阀19、第三单向阀20、室内机组件101、室外机组件102。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型做详细的介绍：

实施例：如附图1所示，这种三管制带热回收多功能制冷装置，包括压缩机1、第一四通换向阀2、第二四通换向阀3、第一室内换热器4、第一分液器5、第一膨胀阀6、室外换热器7、第二分液器8、第二膨胀阀9、第一调节阀10、油分离器11、气液分离器12、第二调节阀13、储液器14、第三膨胀阀15、第三分液器16、第二室内换热器17、第一单向阀18、第二单向阀19、第三单向阀20、室内机组件101和室外机组件102。

室内机组件101、室外机组件102二者除了内部连接的管路之外，在二者之间通过三条管路相互连接。其中，室内机组件101包括储液器14以及用于室内换热的第一室内换热器4和第二室内换热器17。室外机组件102包括压缩机1和用于室外换热的室外换热器7。

压缩机1的出口管路上设置油分离器11，压缩机1的出口通过油分离器11后形成二条支路，一条支路与第一四通换向阀2的D口连通，另一条支路与第二四通换向阀3的D口连通。第一四通换向阀2有四个连接口，可以分别导通SE、CD或者SC、ED。第二四通换向阀3也有四个连接口，可以分别导通SE、CD或者SC、ED，，其中第二四通换向阀3的E口连接末端封闭的管路。第一四通换向阀2的C口与室外换热器7的第一端连通，且在该连接管路上设置第一调节阀10。第二四通换向阀3的C口与第二室内换热器17的第一端连通，且在该管路上设置第二调节阀13，优选地，第一调节阀10、第二调节阀13采用电动比例球阀，通过调节开度，能够控制机组运行时制冷剂的流量。压缩机1的进口管路上设置气液分离器12，第一四通换向阀2的S口、第二四通换向阀3的S口均与气液分离器12(即压缩机1的进口)连通。第一四通换向阀2的E口与第一室内换热器4的第一端连通。

进一步的，储液器14的第一端设有二条支路，其中一条支路与室外换热器7的第二端连通，另一条支路与室内第二换热器17的第二端连通，储液器14的第二端与室内第一换热器4的第二端连通，制冷剂能够从储液器14的第一端流向第二端，或者从第二端流向第一端，即制冷剂可在储液器14中双向流动。优选地，在室外换热器7与储液器14之间的管路上依次设置第二分液器8和第二膨胀阀9，且第二膨胀阀9上并联一只第三单向阀20(流通方向朝向储液器14的第一端)；第一室内换热器4与储液器14之间的管路上依次设置第一分液器5和第一膨胀阀6，且第一膨胀阀6上并联一只第二单向阀19(流通方向朝向储液器14的第一端)；第二室内换热器17与储液器14之间的管路上依次设置第三分液器16和第三膨胀阀15，且第三膨胀阀15上并联一只第一单向阀18(流通方向朝向储液器14的第一端)。优选地，第一膨胀阀6、第二膨胀阀9及第三膨胀阀15三者均采用电子膨胀阀，实现制冷剂节流作用。压缩机1采用变频压缩机，室内第一换热器4、室内第二换热器17以及室外换热器7采用风冷换热器，具体为翅片管式换热器或微通道换热器。室内第二换热器17在第一四通换向阀2、第二四通换向阀3的控制下作为蒸发器或冷凝器切换使用。

如图2～6所示，制冷装置具有制冷双直膨模式、常规制冷模式、制冷+冷凝热回收模式、制热双直膨模式及常规制热模式共五个运行模式，制冷双直膨模式运行时，第二室内换热器17作为蒸发器使用，制冷+冷凝热回收模式或制热双直膨模式运行时，第二室内换热器17作为冷凝器使用。

如图2所示为制冷双直膨模式：此模式下，第一四通换向阀2导通SE、CD，第二四通换向阀3导通SC、ED，第一调节阀10导通允许制冷剂通过，第二调节阀13导通允许制冷剂通过，第二膨胀阀9全开。经压缩机1压缩并通过油分离器11后的高温高压制冷剂气体，流经第一四通换向阀2后进入室外换热器7，被室外空气冷却成中温高压液体，后流经第三单向阀20，通过两支路分流，第一支路流经储液器14，第一膨胀阀6，后经节流作用形成低温低压的制冷剂蒸汽，接着流经第一分液器5进行均匀分配后进入第一室内换热器4，在待处理空气的加热下形成低压低温气体，而后经过第一四通换向阀2，与第二支路汇合；第二支路流经第三膨胀阀15，后经节流作用形成低温低压的制冷剂蒸汽，接着流经第三分液器16进行均匀分配后进入第二室内换热器17，在待处理空气的加热下形成低压低温气体，经过第二四通换向阀3，与第一支路汇总后流经气液分离器12后回到压缩机1，形成制冷循环。室内待处理空气经过第一室内换热器4的冷却得到降温除湿，再经过第二室内换热器17的冷却得到二次降温除湿。此模式下，室内待处理空气得到多级降温除湿处理，适用于开机时快速冷却等需求；系统蒸发器为两个(即第一室内换热器4和第二室内换热器17)，换热面积大，利于提升制冷能力与能效。图中浅色线条所示管路表示在运行过程中未使用、导通的管路。

如图3所示为常规制冷模式：此模式下，第一四通换向阀2导通SE、CD，第二四通换向阀3导通SC、ED，第一调节阀10导通允许制冷剂通过，第二调节阀13关闭不允许制冷剂通过，第二膨胀阀9全开，第三膨胀阀15全关。经压缩机1压缩并通过油分离器11后的高温高压制冷剂气体，通过第一四通换向阀2后进入第三单向阀20室外换热器7，被室外空气冷却成中温高压液体，后流经储液器14，由于第三膨胀阀15全关，第二调节阀13关闭不允许制冷剂通过，第二室内换热器17不参与制冷剂循环，制冷剂流经第一膨胀阀6，后经节流作用形成低温低压的制冷剂蒸汽，接着流经第一分液器5进行均匀分配后进入4-室内蒸发器，在待处理空气的加热下形成低压低温气体，而后通过第一四通换向阀2，在流经气液分离器12后回到压缩机1，形成制冷循环。室内待处理空气经过4-室内蒸发器的冷却得到降温除湿。此模式下为常规制冷循环，仅一组室内换热器(第一室内换热器4)参与制冷剂循环，适用于一般需求下的降温除湿。图中浅色线条所示管路表示在运行过程中未使用、导通的管路。

如图4所示为制冷+冷凝热回收模式：第一四通换向阀2导通SE、CD，第二四通换向阀3导通SE、CD，第一调节阀10导通允许制冷剂通过，第二调节阀13导通允许制冷剂通过，第二膨胀阀9全开，第三膨胀阀15全开。经压缩机1压缩并通过油分离器11后的高温高压制冷剂气体，通过两支路分流，第一支路流经第一四通换向阀2后经过室外换热器7(作为室外冷凝器使用)再进入第三单向阀20，被室外空气冷却成中温高压液体，与第二支路汇合；第二支路流经第二四通换向阀3后进入第二室内换热器17，得到室内空气的充分冷却，形成中温高压的制冷剂液体，后经第一单向阀18，与第一支路汇合，再流经储液器14、第一膨胀阀6，后经节流作用形成低温低压的制冷剂蒸汽，接着流经第一分液器5进行均匀分配后进入第一室内换热器4，在待处理空气的加热下形成低压低温气体，而后经过第一四通换向阀2流经气液分离器12最后回到压缩机1，形成制冷循环。室内待处理空气经过第一室内换热器4的冷却得到降温除湿，再经过第二室内换热器17得到再热。此模式下，第二室内换热器17作为再热器，回收了系统的冷凝热量，替代了电再热的使用，同时根据调节阀的开度调控，与室外换热器7共同组成冷凝散热器，可以增大系统冷凝散热面积，降低系统冷凝温度，提高压缩机能效，起到节能降耗的作用。图中浅色线条所示管路表示在运行过程中未使用、导通的管路。

如图5所示为制热双直膨模式：此模式下，第一四通换向阀2导通SC、ED，第二四通换向阀3导通SE、CD，第一调节阀10导通允许制冷剂通过，第二调节阀13导通允许制冷剂通过，第一膨胀阀6全开，第三膨胀阀15全开。经压缩机1压缩并通过油分离器11后的高温高压制冷剂气体，通过两支路分流，第一支路通过第一四通换向阀2后进入第一室内换热器4，被室内待处理空气冷却成中温高压液体，后流经第二单向阀19、储液器14，与第二支路汇合；第二支路通过第二四通换向阀3后，流经第二室内换热器17，被室内待处理空气冷却成中温高压液体，再流经第一单向阀18后两支路汇合，随后流经第二膨胀阀9，经节流作用形成低温低压的制冷剂蒸汽，接着流经第二分液器8进行均匀分配后进入室外换热器7，在室外空气的加热下形成低压低温气体，而后通过第一四通换向阀2，再流经气液分离器12，最后回到压缩机1，形成制冷循环。室内待处理空气经过第一室内换热器4(作为室内蒸发器使用)的加热得到升温，再经过第二室内换热器17的加热得到二次升温。此模式下，室内待处理空气得到多级升温处理，适用于开机时快速升温等需求；系统冷凝器为两个，换热面积大，利于提升制热能力与能效。图中浅色线条所示管路表示在运行过程中未使用、导通的管路。

如图6所示为常规制热模式：此模式下，第一四通换向阀2导通SC、ED，第二四通换向阀3导通SC、ED，第一调节阀10导通允许制冷剂通过，第二调节阀13关闭不允许制冷剂通过，第一膨胀阀6全开，第三膨胀阀15全关。经压缩机1压缩并通过油分离器11后的高温高压制冷剂气体，通过第一四通换向阀2后进入第一室内换热器4，室内待处理空气冷却成中温高压液体，由于第三膨胀阀15全关，第二调节阀13关闭不允许制冷剂通过，第二室内换热器17不参与制冷剂循环，后流经第二单向阀19、储液器14，再通过第二膨胀阀9，经节流作用形成低温低压的制冷剂蒸汽，接着流经第二分液器8进行均匀分配后进入室外换热器7，在室外空气的加热下形成低压低温气体，而后通过第一四通换向阀2，再流经气液分离器12，最后回到压缩机1，形成制冷循环。室内待处理空气经过第一室内换热器4(作为室内蒸发器使用)的加热得到升温。此模式下为常规制热循环，仅一组室内换热器(第一室内换热器4)参与制冷剂循环，适用于一般需求下的空气加热。

可以理解的是，对本领域技术人员来说，对本实用新型的技术方案及实用新型构思加以等同替换或改变都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。

Claims (8)

1.一种三管制带热回收多功能制冷装置，其特征在于：包括室内机组件(101)、室外机组件(102)以及连接在二者内部和二者之间的管路，

所述室内机组件(101)包括储液器(14)以及用于室内换热的第一室内换热器(4)和第二室内换热器(17)；所述室外机组件(102)包括压缩机(1)和用于室外换热的室外换热器(7)；

压缩机(1)的出口分别与第一四通换向阀(2)的第一端、第二四通换向阀(3)的第一端连通，第一四通换向阀(2)还分别与室外换热器(7)的第一端、第一室内换热器(4)的第一端以及压缩机(1)的进口连通，第二四通换向阀(3)还分别与第二室内换热器(17)的第一端以及压缩机(1)的进口连通；

储液器(14)的第一端分别与室外换热器(7)的第二端、第二室内换热器(17)的第二端连通，储液器(14)的第二端与第一室内换热器(4)的第二端连通，且制冷剂在储液器(14)中双向流动；

所述第二室内换热器(17)在第一四通换向阀(2)、第二四通换向阀(3)的控制下作为蒸发器或冷凝器切换使用。

2.根据权利要求1所述的三管制带热回收多功能制冷装置，其特征在于：所述第一四通换向阀(2)与室外换热器(7)之间的管路上设置第一调节阀(10)，第二四通换向阀(3)与第二室内换热器(17)之间的管路上设置第二调节阀(13)。

3.根据权利要求2所述的三管制带热回收多功能制冷装置，其特征在于：所述第一调节阀(10)、第二调节阀(13)为电动比例球阀，通过调节开度控制机组运行时制冷剂的流量。

4.根据权利要求1所述的三管制带热回收多功能制冷装置，其特征在于：所述室外换热器(7)与储液器(14)之间的管路上依次设置第二分液器(8)和第二膨胀阀(9)，第一室内换热器(4)与储液器(14)之间的管路上依次设置第一分液器(5)和第一膨胀阀(6)，第二室内换热器(17)与储液器(14)之间的管路上依次设置第三分液器(16)和第三膨胀阀(15)。

5.根据权利要求4所述的三管制带热回收多功能制冷装置，其特征在于：所述第一膨胀阀(6)、第二膨胀阀(9)及第三膨胀阀(15)三者均采用电子膨胀阀，用于制冷剂节流，且三者所在的管路上均并联安装一只单向阀，且所述单向阀的流通方向均朝向储液器(14)的第一端。

6.根据权利要求1所述的三管制带热回收多功能制冷装置，其特征在于：所述压缩机(1)的进口管路上设置气液分离器(12)，压缩机(1)的出口管路上设置油分离器(11)。

7.根据权利要求1所述的三管制带热回收多功能制冷装置，其特征在于：所述压缩机(1)采用变频压缩机，所述第一室内换热器(4)、第二室内换热器(17)以及室外换热器(7)采用翅片管式换热器或微通道换热器。

8.根据权利要求1～7中任一项所述的三管制带热回收多功能制冷装置，其特征在于：所述制冷装置具有制冷双直膨模式、常规制冷模式、制冷+冷凝热回收模式、制热双直膨模式及常规制热模式共五个运行模式，制冷双直膨模式运行时，第二室内换热器(17)作为蒸发器使用，制冷+冷凝热回收模式或制热双直膨模式运行时，第二室内换热器(17)作为冷凝器使用。