專利名稱：制冷量、制熱量可變的一拖多熱泵設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一拖多空調(diào)機技術(shù)，具體地說涉及一種制冷量、制熱量可變的一拖多熱泵設(shè)備。
VRV技術(shù)已將近20年，制冷系統(tǒng)的容量變化一直選擇為變頻壓縮機+電子膨脹閥結(jié)合控制，技術(shù)也相當(dāng)成熟，但變頻一拖多空調(diào)系統(tǒng)的最大缺點在于會產(chǎn)生電磁干擾現(xiàn)象，嚴(yán)重影響其他電器的使用。同時需要非常精確的電器控制部分，相應(yīng)地增加設(shè)備的成本。由于目前VRV技術(shù)系統(tǒng)的容量變化，沒有考慮室外冷凝器換熱面積的變化和室外風(fēng)扇啟動的臺數(shù)以及相應(yīng)風(fēng)量的變化，所以會造成部分能量的浪費；目前不少專利都是在變頻的基礎(chǔ)上作出改進，仍還是存在著電磁干擾和成本高等問題。
本實用新型的目的是提供一種制冷(熱)量可變的一拖多熱泵設(shè)備，利用它構(gòu)造一拖多空調(diào)系統(tǒng)無須復(fù)雜的變頻系統(tǒng)和控制裝置，避免了電磁干擾，也降低了一拖多空調(diào)系統(tǒng)的成本同時，也更有效地解決制冷系統(tǒng)的匹配和系統(tǒng)冷媒的需求和按需分配的問題。
本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的構(gòu)造一種制冷量、制熱量可變的一拖多熱泵設(shè)備，包括壓縮機、可調(diào)節(jié)冷媒輸出流量的多管旁通管路裝置、四通換向閥、多段可變式冷凝器、室內(nèi)蒸發(fā)器裝置，所述可調(diào)節(jié)冷媒輸出流量的多管旁通管路裝置通過管道與所述壓縮機相連接，所述多管旁通管路裝置通過管道與所述的低壓貯液器和四通換向閥分別相連接，所述多段可變式冷凝器通過管道與所述四通換向閥和多管旁通管路裝置相連接，所述室內(nèi)蒸發(fā)器裝置通過管道與所述四通換向閥和所述的過濾器，高壓貯液器，多段可變式冷凝器相連接。
在上述按照本實用新型提供的制冷量、制熱量可變的一拖多熱泵設(shè)備中，所述多管旁通管路裝置包括兩套由多根管道組成的旁通管路組、油分離器、低壓貯液器、回油毛細(xì)管，所述低壓貯液器通過管道與壓縮機的冷媒進口端相連接，所述油分離器的進口端與壓縮機的冷媒出口端相連接，所述兩套旁通管路組的每一根管道中都串接有一個電磁閥，其中一套旁通管路組的一端與所述壓縮機的冷媒出口端相連接，管路組的另一端與低壓貯液器相連接，所述另一套旁通管路組的一端與所述油分離器的出口端相連接，其另一端通過管道分別與所述低壓貯液器和所述四通換向閥相連接，所述油分離器的出口端還通過管道與所述四通換向閥相連接，所述毛細(xì)管的一端與所述壓縮機的進口端相連接，其另一端與所述油分離器相連接。
在上述按照本實用新型提供的制冷量、制熱量可變的一拖多熱泵設(shè)備中，所述多段可變式冷凝器包括多個并聯(lián)連接的冷凝器后再接高壓貯液器，所述多個冷凝器中的每個冷凝器的冷媒出入管道上分別裝有電磁閥，所述并聯(lián)連接的冷凝器的一個并聯(lián)端通過管道與所述四通換向閥相連接，其另一個并聯(lián)端通過管道與所述高壓貯液器相連接，所述管道中串接有電子膨脹閥。
在上述按照本實用新型提供的制冷量、制熱量可變的一拖多熱泵設(shè)備中，所述室內(nèi)蒸發(fā)器裝置包括多個并聯(lián)連接的蒸發(fā)器，所述蒸發(fā)器的出入口上都并聯(lián)連接有一個裝有電磁閥的旁路管道，所述蒸發(fā)器的出入口上都分別設(shè)有溫度探頭，在所述蒸發(fā)器的進口管道或出口管道中還設(shè)有電子膨脹閥，所述并聯(lián)連接蒸發(fā)器的一個并聯(lián)端通過管道與所述高壓貯液器相連接，其另一個并聯(lián)端通過帶油彎回氣的管道與所述四通換向閥相連接。
在上述按照本實用新型提供的制冷量、制熱量可變的一拖多熱泵設(shè)備中，所述連接管道中還串接有過濾器15。
在上述按照本實用新型提供的制冷量、制熱量可變的一拖多熱泵設(shè)備中，所述每一套多管旁路組中的管道數(shù)量與所述多段可變式冷凝器裝置中的冷凝器數(shù)量具有一一對應(yīng)的關(guān)系。
在上述按照本實用新型提供的制冷量、制熱量可變的一拖多熱泵設(shè)備中，所述多段可變式冷凝器中的冷凝器數(shù)量與所述多個并聯(lián)連接的蒸發(fā)器數(shù)量具有一一對應(yīng)的線性關(guān)系。
實施本實用新型所述制冷量、制熱量可變的一拖多熱泵設(shè)備，采用多管路分流，改變系統(tǒng)循環(huán)的制冷劑流量，達(dá)到系統(tǒng)的容量變化。通過微電腦的設(shè)置，驅(qū)動多段式可變冷凝器兩邊的電磁閥，能根據(jù)制冷劑流量的需求改變冷凝器的換熱面積，使系統(tǒng)自動匹配，達(dá)到最佳運行狀態(tài)；采用高低壓貯液器，在多管路分流時能保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性能；采用油分離器和蒸發(fā)器設(shè)旁通，并通過編程控制，實現(xiàn)系統(tǒng)的回油操作蒸發(fā)器的出入口設(shè)有溫度探頭和電子膨脹閥，能根據(jù)蒸發(fā)器的過熱度調(diào)節(jié)電子膨脹閥的開度，實現(xiàn)負(fù)荷的自動匹配；多段式可變冷凝器設(shè)相應(yīng)的可變送風(fēng)量，始終使系統(tǒng)達(dá)最佳匹配；通過容量的自動配置，自動調(diào)節(jié)適應(yīng)空調(diào)房間所需冷量的變化，有效避免室內(nèi)過冷或過熱現(xiàn)象，為室內(nèi)提供一個舒適的環(huán)境，不產(chǎn)生電磁干擾，并且制造容易成本低。
以下結(jié)合附圖和實施例，進一步說明本實用新型的特點，附圖中


圖1是本實用新型所述制冷量、制熱量可變的一拖多熱泵設(shè)備的裝置組成連接方框示意圖；圖2是本實用新型所述系統(tǒng)中冷媒流動路線方框示意圖；圖3是本實用新型所述系統(tǒng)中輸入功率與輸出能量同步同級變化關(guān)系圖。
參照附圖，由本實用新型提供的可變冷(熱)量一拖多熱泵設(shè)備由壓縮機1、可調(diào)節(jié)冷媒輸出流量的多管旁通管路裝置、四通換向閥3、多段可變式冷凝器裝置19、室內(nèi)蒸發(fā)器裝置20，所述可調(diào)節(jié)冷媒輸出流量的多管旁通管路裝置通過管道與所述壓縮機1相連接，所述多管旁通管路裝置通過管道與所述的低壓貯液器10和所述的四通換向閥3分別相連接，所述多段可變式冷凝器裝置19通過管道與所述四通換向閥3相連接，所述室內(nèi)蒸發(fā)器裝置20一端通過管道與所述四通換向閥3相連接，另一端和所述的過濾器15，高壓貯液器6，電子膨脹閥及多段可變式冷凝器裝置19相連接。
所述多管旁通管路裝置包括兩套由多根管道組成的旁通管路組13、油分離器2、低壓貯液器10、回油毛細(xì)管17，所述低壓貯液器10通過管道與壓縮機1的冷媒進口端相連接，所述油分離器2的進口端與壓縮機的冷媒出口端相連接，所述兩套旁通管路組13的每一根管道中都串接有一個電磁閥12，可以分別控制管道的通斷以實現(xiàn)精確分流，其中一套旁通管路組的一端與所述壓縮機的冷媒出口端相連接，可以直接分流一部份帶油的冷媒進入低壓貯液器，旁通管路組的另一端與低壓貯液器相連接，所述另一套旁通管路組13的一端與所述油分離器2的出口端相連接可進一步分流冷媒，其另一端通過管道分別與所述低壓貯液器和所述四通換向閥相連接，所述油分離器的出口端還通過管道與所述四通換向閥相連接，所述回油毛細(xì)管17的一端與所述壓縮機的進口端相連接，其另一端與所述油分離器2相連接，從油分離器分離出來的大部份油經(jīng)過回油毛細(xì)管回到壓縮機中，另外在壓縮機出口處裝上多管旁通管路主要分流部分制冷劑進入低壓貯液器，不經(jīng)過換熱器進行熱交換，通過這種方式達(dá)到改變系統(tǒng)的容量變化。每根旁通管分流量與室內(nèi)蒸發(fā)器7有一一對應(yīng)的線性關(guān)系。從而使系統(tǒng)快速達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。
所述室內(nèi)蒸發(fā)器裝置包括多個并聯(lián)連接的蒸發(fā)器7，所述蒸發(fā)器的出入口上都并聯(lián)連接有一個裝有電磁閥9的旁路管道用于回油運行，所述蒸發(fā)器的出入口上都分別設(shè)有溫度探頭11，在所述蒸發(fā)器7的進口管道或出口管道中還設(shè)有電子膨脹閥8，所述并聯(lián)連接蒸發(fā)器7的一個并聯(lián)端通過管道與所述高壓貯液器6相連接，其另一個并聯(lián)端通過帶油彎回氣的管道14與所述四通換向閥3相連接。所述連接管道中還串接有過濾器15；本系統(tǒng)的控制關(guān)鍵部位在蒸發(fā)器7的出入口的溫差，這溫差稱為過熱度，過熱度大，則蒸發(fā)器7需求制冷劑流量增大；過熱度小，則蒸發(fā)器7需求制冷劑流量小。通過控制過熱度穩(wěn)定在一定范圍內(nèi)來控制所需的制冷劑流量以滿足空調(diào)房間的冷量，我們通過編程設(shè)計加以換算以后，從而驅(qū)動電子膨脹閥5或8的開度，以提供所需的制冷劑流量，實現(xiàn)系統(tǒng)的容量按需分配，系統(tǒng)的容量按需需求。這一信號也被同時反饋給多管旁通管路的控制器，并根據(jù)判斷空調(diào)房間所需的冷量而決定多管旁通管路13中的電磁閥12開啟的個數(shù)，達(dá)到系統(tǒng)的最佳制冷效果。
本實用新型可根據(jù)室內(nèi)負(fù)荷的需求，將多余部分制冷劑直接被分流以使室內(nèi)機的過熱度穩(wěn)定在設(shè)計范圍和維持室內(nèi)環(huán)境溫度，以免引起過冷或過熱現(xiàn)象。冷凝器被設(shè)計成多段可變式冷凝器，由多個冷凝器4并聯(lián)連接和高壓貯液器6組成，所述多個冷凝器中的每個冷凝器的冷媒出入管道上分別裝有電磁閥16可分別控制每個冷凝器的通斷，所述并聯(lián)連接的冷凝器的一個并聯(lián)端通過管道與所述四通換向閥相連接，其另一個并聯(lián)端通過串接有電子膨脹閥5的管道與所述高壓貯液器6相連接，為穩(wěn)定系統(tǒng)的性能和停機后平衡高、低壓側(cè)的壓力，在兩個貯液器之間用一根裝有電磁閥18的管道相連通。電磁閥18在停機時是常開的。微電腦能根據(jù)多段式可變冷凝器接受冷媒流量的大小，合理配置冷凝器換熱面積，保證制冷劑的合理流速，有利于系統(tǒng)的回油。同時，根據(jù)換熱面積的大小，決定開啟風(fēng)扇的臺數(shù)和風(fēng)量，有效節(jié)能、降噪。微電腦根據(jù)室內(nèi)各機反饋的過熱度，自動計算室內(nèi)負(fù)荷的需求并驅(qū)動多管路旁通控制器使多段式可變冷凝器接受合理的制冷劑流量和自動調(diào)節(jié)冷凝面積，信息進一步傳遞后微電腦會命令風(fēng)機提供合理的冷凝風(fēng)速、冷凝風(fēng)量，既達(dá)到最佳的冷凝效果，又便于系統(tǒng)的節(jié)能、降噪。通過實驗測定，采用多段可變式冷凝器更有利于系統(tǒng)的穩(wěn)定和使系統(tǒng)更容易更快速達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。
為達(dá)到更好的匹配效果，所述每一套多管旁路組中的管道數(shù)量與所述多段可變式冷凝器中的冷凝器數(shù)量具有一一對應(yīng)的關(guān)系。所述多段可變式冷凝器中的冷凝器數(shù)量與所述多個并聯(lián)連接的蒸發(fā)器數(shù)量具有一一對應(yīng)的線性關(guān)系。
為更好實現(xiàn)多管路旁通和冷凝器換熱面積的可變，在系統(tǒng)中設(shè)有兩個非常關(guān)鍵的設(shè)備高壓貯液器6和低壓貯液器10。高壓貯液器6的貯液與系統(tǒng)的流量需求有關(guān)，用于貯存室內(nèi)蒸發(fā)器不需要的制冷劑，使系統(tǒng)流量分配合理，有利于系統(tǒng)的穩(wěn)定。低壓貯液器10貯存回氣管的液態(tài)制冷劑，保證壓縮機1在干壓縮工況下運行，另一方面，在回油運轉(zhuǎn)時也需要貯存大量的液態(tài)制冷劑，以保證壓縮機1的干壓縮。低壓貯液器10還能降低多管分流時氣態(tài)制冷劑的溫度、速度和壓強，使壓縮機1有一個合理的回氣壓力，回氣溫度。多管旁通管路13與蒸發(fā)器7的需求設(shè)計在標(biāo)準(zhǔn)工況時是一一對應(yīng)的?；蛘哒f與室內(nèi)負(fù)荷需求相匹配。合理的旁通管數(shù)和管徑的選擇能使系統(tǒng)更穩(wěn)定，調(diào)節(jié)速度和系統(tǒng)自動匹配更容易，速度更快。
變冷(熱)量一拖多熱泵設(shè)備能滿足能量多級調(diào)節(jié)，對于制冷系統(tǒng)本身而言，我們根據(jù)一拖多的數(shù)量與及室內(nèi)各機的額定冷量的要求，再考慮壓縮機的額定能力，實現(xiàn)系統(tǒng)的容量變化。輸入功率也會隨輸出冷量變化而同步、同級別變化如圖3所示，附圖是把變?nèi)菽芰υO(shè)定為4檔時所測得的輸出能量與輸入功率之間的關(guān)系圖，該圖只是給出的一個示例，在實際設(shè)計和應(yīng)用中，可采用多級能量調(diào)節(jié)。
系統(tǒng)中的冷媒流動路線如圖2所示，圖中所示以制冷運行為例，該制冷系統(tǒng)在設(shè)計時考慮系統(tǒng)的回油運轉(zhuǎn)。我們通過設(shè)計，微電腦會自動累計開機運行的時間，微電腦會自動處理關(guān)機狀態(tài)。當(dāng)累計開機時間達(dá)到一定值后系統(tǒng)會進行自動回油運行，和微電腦接到關(guān)機命令后，系統(tǒng)會進行自動回油運行后再停機。室內(nèi)機旁通是為了回油運行而設(shè)置的。
變冷(熱)量一拖多熱泵設(shè)備的自動控制存在多個中間量被調(diào)節(jié)，設(shè)計精確度也要求比較高，其控制過程如下微電腦通過檢測蒸發(fā)器出進口溫度探頭的傳感值得到過熱度，如過熱度不符合設(shè)定范圍則可以分別或同時調(diào)節(jié)電子膨脹閥5、8和電磁閥12、16的開度，調(diào)節(jié)冷媒流量和多段可變式冷凝器的換熱面積，使過熱度符合設(shè)定范圍，微電腦停止調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)進入正常運行狀態(tài)。當(dāng)運行時間達(dá)到設(shè)定值(微電腦自動累計運行時間)時或接到關(guān)機命令時，微電腦自動開啟旁路電磁閥9，系統(tǒng)進入回油運行，到設(shè)定時間后系統(tǒng)自動停機。
在本實用新型中采用多管路分流，可改變系統(tǒng)循環(huán)的制冷劑流量，達(dá)到系統(tǒng)的容量變化；與多管路分流相適配的多段式可變冷凝器，能根據(jù)負(fù)荷的需求改變冷凝器的換熱面積，使系統(tǒng)自動匹配，達(dá)到最佳運行狀態(tài)；采用高低壓貯液器，實現(xiàn)多管路分流，保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性，采用油分離器和蒸發(fā)器設(shè)旁通，并通過編程控制，實現(xiàn)系統(tǒng)的回油操作運行效果更好；蒸發(fā)器的出入口設(shè)有溫度探頭和電子膨脹閥，能根據(jù)蒸發(fā)器的過熱度調(diào)節(jié)電子膨脹閥的開度，實現(xiàn)負(fù)荷的自動匹配；多段式可變冷凝器設(shè)相應(yīng)的可變送風(fēng)量，始終使系統(tǒng)達(dá)最佳匹配；通過容量的自動配置，自動調(diào)節(jié)適應(yīng)空調(diào)房間所需冷量的變化，有效避免室內(nèi)過冷或過熱現(xiàn)象，為室內(nèi)提供一個舒適的空調(diào)空間，實現(xiàn)了能量的多級調(diào)節(jié)；與變頻式一拖多熱泵設(shè)備相比，本實用新型同樣能滿足系統(tǒng)的變?nèi)葑冎评鋭┝髁康囊螅⑶覠o電磁干擾，結(jié)構(gòu)合理，制造成本低。
權(quán)利要求1.一種制冷量、制熱量可變的一拖多熱泵設(shè)備，其特征在于，包括壓縮機(1)、可調(diào)節(jié)冷媒輸出流量的多管旁通管路裝置、四通換向閥(3)、多段可變式冷凝器裝置(19)、室內(nèi)蒸發(fā)器裝置(20)，所述可調(diào)節(jié)冷媒輸出流量的多管旁通管路裝置通過管道與所述壓縮機相連接，所述多管旁通管路裝置通過管道與所述低壓貯液器(10)、四通換向閥(3)分別相連接，所述多段可變式冷凝器裝置(19)通過管道與所述四通換向閥相連接，所述室內(nèi)蒸發(fā)器裝置通過管道與所述四通換向閥和所述多段可變式冷凝器裝置相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述制冷量、制熱量可變的一拖多熱泵設(shè)備，其特征在于，所述多管旁通管路裝置包括兩套由多根管道組成的旁通管路組(13)、油分離器(2)、低壓貯液器(10)、回油毛細(xì)管(17)，所述低壓貯液器通過管道與所述壓縮機的冷媒進口端相連接，所述油分離器的進口端與壓縮機的冷媒出口端相連接，所述兩套旁通管路組的每一根管道中都串接有一個電磁閥(12)，其中一套旁通管路組的一端與所述壓縮機的冷媒出口端相連接，管路組的另一端與低壓貯液器相連接，所述另一套旁通管路組的一端與所述油分離器的出口端相連接，其另一端通過管道分別與所述低壓貯液器和所述四通換向閥相連接，所述油分離器的出口端還通過管道與所述四通換向閥相連接，所述回油毛細(xì)管的一端與所述壓縮機的進口端相連接，其另一端與所述油分離器相連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述制冷量、制熱量可變的一拖多熱泵設(shè)備，其特征在于，所述多段可變式冷凝器包括多個并聯(lián)連接的冷凝器(4)、高壓貯液器(6)，所述多個冷凝器中的每個冷凝器的冷媒出入管道上分別裝有電磁閥(16)，所述并聯(lián)連接的冷凝器的一個并聯(lián)端通過管道與所述四通換向閥相連接，其另一個并聯(lián)端通過管道與所述高壓貯液器相連接，所述管道中串接有電子膨脹閥(5)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述制冷量、制熱量可變的一拖多熱泵設(shè)備，其特征在于，所述室內(nèi)蒸發(fā)器裝置包括多個并聯(lián)連接的蒸發(fā)器(7)，所述蒸發(fā)器的出入口上都并聯(lián)連接有一個裝有電磁閥(9)的旁路管道，所述蒸發(fā)器的出入口上都分別設(shè)有溫度探頭(11)，在所述蒸發(fā)器的進口管道或出口管道中還設(shè)有電子膨脹閥(8)，所述并聯(lián)連接蒸發(fā)器的一個并聯(lián)端通過管道與所述高壓貯液器相連接，其另一個并聯(lián)端通過帶油彎回氣的管道(14)與所述四通換向閥相連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述制冷量、制熱量可變的一拖多熱泵設(shè)備，其特征在于，所述高壓貯液器與所述蒸發(fā)器相連接的管道中還串接有過濾器(15)。
6.根據(jù)權(quán)利要求2或3任何一項所述制冷量、制熱量可變的一拖多熱泵設(shè)備，其特征在于，所述每一套多管旁路組中的管道數(shù)量與所述多段可變式冷凝器中的冷凝器數(shù)量具有一一對應(yīng)的關(guān)系。
7.根據(jù)權(quán)利要求2或3任何一項所述制冷量、制熱量可變的一拖多熱泵設(shè)備，其特征在于，所述高、低壓貯液器之間用一根裝有電磁閥(18)的管道相連通。
8.根據(jù)權(quán)利要求3或4任何一項所述制冷量、制熱量可變的一拖多熱泵設(shè)備，其特征在于，所述多段可變式冷凝器中的冷凝器數(shù)量與所述多個并聯(lián)連接的蒸發(fā)器數(shù)量具有一一對應(yīng)的線性關(guān)系。
專利摘要一種制冷量、制熱量可變的一拖多熱泵設(shè)備,可調(diào)節(jié)冷媒輸出流量的多管旁通管路裝置通過管道與壓縮機相連接,多管旁通管路裝置通過管道與低壓貯液器、四通換向閥分別相連接,多段可變式冷凝器裝置通過管道與四通換向閥相連接,室內(nèi)蒸發(fā)器裝置通過管道與所述四通換向閥和多段可變式冷凝器相連接;本系統(tǒng)可根據(jù)需要自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)中的冷媒流量和冷凝器的換熱面積使系統(tǒng)處于最佳運行狀態(tài),并且無電磁干擾,結(jié)構(gòu)合理,成本低。
文檔編號F24F3/06GK2460899SQ0121491
公開日2001年11月21日 申請日期2001年1月10日 優(yōu)先權(quán)日2001年1月10日
發(fā)明者黃沖, 招偉, 黃國強, 牛延賓, 高日新 申請人:廣東科龍電器股份有限公司