專利名稱：一種低溫強(qiáng)熱型多聯(lián)機(jī)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及空調(diào)熱泵領(lǐng)域，特別涉及一種能夠提高低環(huán)境溫度條件下制熱能力的多聯(lián)式熱泵系統(tǒng)，屬于低溫強(qiáng)熱型多聯(lián)機(jī)系統(tǒng)的創(chuàng)新技術(shù)。
背景技術(shù)：
空氣源熱泵隨著環(huán) 境溫度的降低，制熱量和制熱效率不斷降低，而人們對(duì)制熱量的需求隨著環(huán)境溫度的降低不斷增加?？照{(diào)房間一般都是按照制冷負(fù)荷大小來(lái)選擇空調(diào)機(jī)組，在實(shí)際的使用過(guò)程中往往出現(xiàn)“制冷量滿足要求，而制熱量不足的現(xiàn)象”。其主要原因是普通空氣源熱泵在低溫環(huán)境下工作時(shí)，壓縮機(jī)的排氣溫度會(huì)超過(guò)壓縮機(jī)允許的工作范圍，壓縮機(jī)出現(xiàn)頻繁的啟停，無(wú)法正常工作；當(dāng)環(huán)境溫度降到5°C以下時(shí)，空氣中的水蒸氣會(huì)在蒸發(fā)器的表面形成霜層，使蒸發(fā)器的換熱系數(shù)降低，熱泵需不斷化霜來(lái)保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行而大大降低了空調(diào)使用者的舒適性；另外，熱泵為了從室外空氣吸收熱量，其蒸發(fā)溫度將降到較低，此時(shí)壓縮機(jī)的吸氣比容增大，系統(tǒng)冷媒循環(huán)量減小，且壓縮機(jī)的壓比增大，容積效率下降，熱泵系統(tǒng)制熱量及能效比將大幅降低。低溫工況下提高空氣源熱泵的制熱量一直以來(lái)是空調(diào)界需要解決的難題。多聯(lián)機(jī)屬于空氣源熱泵的一種型式，在冬季低溫環(huán)境下制熱也存在上述問(wèn)題。為了提高低溫工況下多聯(lián)機(jī)系統(tǒng)的制熱能力，空調(diào)熱泵研究者在這方面做了大量的工作，業(yè)內(nèi)企業(yè)近年來(lái)陸續(xù)推出了低溫強(qiáng)熱型多聯(lián)機(jī)系統(tǒng)，大多采用了準(zhǔn)兩級(jí)壓縮系統(tǒng)，也有通過(guò)增加輔助模塊的方式，推出真正的兩級(jí)壓縮多聯(lián)機(jī)系統(tǒng)。但是，系統(tǒng)由于其二級(jí)壓縮模塊單獨(dú)設(shè)置，現(xiàn)場(chǎng)安裝時(shí)需要通過(guò)中間管路與主機(jī)模塊連接，導(dǎo)致占地面積增大，并增大了安裝難度；系統(tǒng)無(wú)法實(shí)現(xiàn)大匹數(shù)外機(jī)多臺(tái)并聯(lián)，不能滿足更大負(fù)荷的要求；另外，該系統(tǒng)熱源側(cè)為風(fēng)冷換熱，換熱方式過(guò)于簡(jiǎn)單。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)低溫強(qiáng)熱多聯(lián)機(jī)的不足，本發(fā)明提出一種能夠?qū)崿F(xiàn)多臺(tái)并聯(lián)，熱源側(cè)可采用風(fēng)(水)冷換熱，且一級(jí)和二級(jí)壓縮系統(tǒng)共處同一結(jié)構(gòu)內(nèi)的低溫強(qiáng)熱型多聯(lián)機(jī)系統(tǒng)。本發(fā)明的技術(shù)方案是本發(fā)明的低溫強(qiáng)熱型多聯(lián)機(jī)系統(tǒng)，包括有一級(jí)壓縮機(jī)、一級(jí)壓機(jī)油分離器、一級(jí)壓機(jī)防冷媒倒流單向閥、四通閥、室外換熱器、室外電子膨脹閥、過(guò)熱器、液管截止閥、氣管截止閥、第一二級(jí)制熱輔助電磁閥、過(guò)熱器電子膨脹閥、氣液分離器、二級(jí)壓縮機(jī)、二級(jí)壓機(jī)油分離器、二級(jí)壓機(jī)防倒流單向閥、第二二級(jí)制熱輔助電磁閥、一級(jí)壓機(jī)回油毛細(xì)管、二級(jí)壓機(jī)回油毛細(xì)管，其中一級(jí)壓縮機(jī)通過(guò)一級(jí)壓機(jī)油分離器與四通閥的第一接口連接，四通閥的第二接口與室外換熱器連接，四通閥的第三接口與氣液分離器連接，四通閥的第四接口通過(guò)串接的第一二級(jí)制熱輔助電磁閥及氣管截止閥與室內(nèi)電子膨脹閥連接，室內(nèi)電子膨脹閥與室內(nèi)換熱器連接，四通閥的第四接口還通過(guò)第二二級(jí)制熱輔助電磁閥與二級(jí)壓縮機(jī)連接，且一級(jí)壓機(jī)油分離器通過(guò)一級(jí)壓機(jī)回油毛細(xì)管與一級(jí)壓縮機(jī)連接，室外換熱器通過(guò)室外電子膨脹閥、過(guò)熱器及液管截止閥與室內(nèi)電子膨脹閥連接，氣管截止閥與第一二級(jí)制熱輔助電磁閥之間還通過(guò)二級(jí)壓機(jī)防倒流單向閥與二級(jí)壓機(jī)油分離器連接，二級(jí)壓機(jī)油分離器與二級(jí)壓縮機(jī)連接。上述過(guò)熱器還連接有過(guò)熱器電子膨脹閥。上述各級(jí)壓縮機(jī)采用單個(gè)大排量變?nèi)萘繅簷C(jī)，或采用多個(gè)小排量變?nèi)萘繅簷C(jī)與小排量定速壓機(jī)組合。本發(fā)明的空調(diào)系統(tǒng)，在對(duì)空調(diào)室外機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行較小改動(dòng)的基礎(chǔ)上，不僅可使得壓縮機(jī)能夠可靠安全運(yùn)行，而且實(shí)現(xiàn)了空調(diào)熱泵系統(tǒng)在低溫環(huán)境下制熱能力的大幅度提高，保證了低溫環(huán)境下室內(nèi)的溫度舒適性，具有兼容性好、易于實(shí)現(xiàn)、節(jié)能的特點(diǎn)。另外，由于一級(jí)和二級(jí)壓縮系統(tǒng)共處同一結(jié)構(gòu)內(nèi)，減小了外機(jī)系統(tǒng)的占地面積，簡(jiǎn)化了安裝過(guò)程。以及熱源側(cè)采用風(fēng)冷/水冷換熱方式，擴(kuò)大了此低溫強(qiáng)熱型多聯(lián)機(jī)系統(tǒng)的使用范圍。該低溫強(qiáng)熱型多聯(lián)機(jī)系統(tǒng)在常規(guī)多聯(lián)機(jī)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上增加了二級(jí)壓縮機(jī)、過(guò)熱器、輔助單向閥、相關(guān)電子膨脹閥和電磁閥，通過(guò)合理的配置，構(gòu)建兩級(jí)壓縮系統(tǒng)，并通過(guò)相應(yīng)的控制邏輯，可以實(shí)現(xiàn)在低溫環(huán)境下的兩級(jí)壓縮循環(huán)，不僅保證空調(diào)系統(tǒng)能夠穩(wěn)定、可靠運(yùn)行，還可大大提高低溫環(huán)境下多聯(lián)機(jī)的制熱能力，使得即使在低溫環(huán)境下，室內(nèi)溫度依然能夠滿足人體舒適要求。


圖I為本發(fā)明的兩級(jí)壓縮低溫強(qiáng)熱多聯(lián)機(jī)系統(tǒng)圖。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例
本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖如圖I所示，為了說(shuō)明問(wèn)題并簡(jiǎn)化系統(tǒng)，附圖中僅給出了二臺(tái)室外機(jī)并聯(lián)的方案，如有需要可依據(jù)此原理進(jìn)行更多臺(tái)的并聯(lián)。本發(fā)明的低溫強(qiáng)熱型多聯(lián)機(jī)系統(tǒng)，包括有一級(jí)壓縮機(jī)I、一級(jí)壓機(jī)油分離器2、一級(jí)壓機(jī)防冷媒倒流單向閥3、四通閥4、室外換熱器5、室外電子膨脹閥6、過(guò)熱器7、液管截止閥8、氣管截止閥9、第一二級(jí)制熱輔助電磁閥10、過(guò)熱器電子膨脹閥11、氣液分離器12、二級(jí)壓縮機(jī)13、二級(jí)壓機(jī)油分離器14、二級(jí)壓機(jī)防倒流單向閥15、第二二級(jí)制熱輔助電磁閥16、一級(jí)壓機(jī)回油毛細(xì)管17、二級(jí)壓機(jī)回油毛細(xì)管18，其中一級(jí)壓縮機(jī)I通過(guò)一級(jí)壓機(jī)油分離器2與四通閥4的第一接口連接，四通閥4的第二接口與室外換熱器5連接，四通閥4的第三接口與氣液分離器12連接，四通閥4的第四接口通過(guò)串接的第一二級(jí)制熱輔助電磁閥10及氣管截止閥9與室內(nèi)電子膨脹閥19連接，室內(nèi)電子膨脹閥19與室內(nèi)換熱器20連接，四通閥4的第四接口還通過(guò)第二二級(jí)制熱輔助電磁閥16與二級(jí)壓縮機(jī)13連接，且一級(jí)壓機(jī)油分離器2通過(guò)一級(jí)壓機(jī)回油毛細(xì)管17與一級(jí)壓縮機(jī)I連接，室外換熱器5通過(guò)室外電子膨脹閥6、過(guò)熱器7及液管截止閥8與室內(nèi)電子膨脹閥19連接，氣管截止閥9與第一二級(jí)制熱輔助電磁閥10之間還通過(guò)二級(jí)壓機(jī)防倒流單向閥15與二級(jí)壓機(jī)油分離器14連接，二級(jí)壓機(jī)油分離器14與二級(jí)壓縮機(jī)13連接。此外，上述過(guò)熱器7還連接有過(guò)熱器電子膨脹閥11。 上述各級(jí)壓縮機(jī)采用單個(gè)大排量變?nèi)萘繅簷C(jī)，或采用多個(gè)小排量變?nèi)萘繅簷C(jī)與小排量定速壓機(jī)組合。本實(shí)施例中，上述各級(jí)壓縮機(jī)采用單個(gè)大排量變?nèi)萘繅簷C(jī)。本發(fā)明的工作原理如下制冷過(guò)程中，此系統(tǒng)與常規(guī)多聯(lián)機(jī)系統(tǒng)的運(yùn)行方式一致，二級(jí)壓縮系統(tǒng)停止工作。具體工作原理為一級(jí)壓縮機(jī)I將壓縮后的高溫高壓的油和冷媒混合物排至一級(jí)壓機(jī)油分離器2，油分離器將油分離后通過(guò)一級(jí)壓機(jī)回油毛細(xì)管17送回一級(jí)壓縮機(jī)1，氣態(tài)冷媒則通過(guò)四通閥4進(jìn)入室外換熱器5冷凝，經(jīng)過(guò)室外電子膨脹閥6后主回路液態(tài)冷媒經(jīng)過(guò)過(guò)熱器7充分過(guò)冷，然后經(jīng)過(guò)液管截止閥8進(jìn)入室內(nèi)電子膨脹閥19節(jié)流降壓后通過(guò)室內(nèi)換熱器20蒸發(fā)吸熱成為低溫低壓的氣體，經(jīng)過(guò)氣管截止閥9、第一二級(jí)制熱輔助電磁閥10，在回?zé)崞髑暗男〔糠忠簯B(tài)冷媒經(jīng)過(guò)過(guò)熱器電子膨脹閥11節(jié)流降壓后對(duì)經(jīng)過(guò)過(guò)熱器的主回路冷媒過(guò)冷吸熱后，成為氣態(tài)冷媒通過(guò)第二二級(jí)制熱輔助電磁閥16與經(jīng)過(guò)第一二級(jí)制熱輔助電磁閥10的主回路冷媒匯合后進(jìn)入氣液分離器12、四通閥4后，回到一級(jí)壓縮機(jī)，完成一個(gè)完整的制冷循環(huán)。制熱過(guò)程中，當(dāng)排氣壓力大于2. OMPa時(shí)，系統(tǒng)制熱能力可以滿足室內(nèi)制熱要求，此系統(tǒng)的二級(jí)壓縮系統(tǒng)仍然停止運(yùn)行。具體的工作原理為一級(jí)壓縮機(jī)I將壓縮后的高溫高壓油和冷媒混合物排至一級(jí)壓機(jī)油分離器2，油分離器將油分離后通過(guò)一級(jí)壓機(jī)回油毛細(xì)管17送回一級(jí)壓縮機(jī)1，氣態(tài)冷媒則通過(guò)四通閥4、第一二級(jí)制熱輔助電磁閥10、氣管截止閥9、進(jìn)入室內(nèi)換熱器20進(jìn)行冷凝放熱，經(jīng)過(guò)室內(nèi)電子膨脹閥19、液管截止閥8、回?zé)崞?，經(jīng)過(guò)室外電子膨脹閥6節(jié)流降壓成為低溫低壓的氣液兩相冷媒進(jìn)入室外換熱器5進(jìn)行蒸發(fā)吸熱，完全蒸發(fā)后的氣態(tài)冷媒通過(guò)四通閥4進(jìn)入氣液分離器10，最終回到一級(jí)壓縮機(jī)，完成一個(gè)完整的制熱循環(huán)。制熱過(guò)程中，當(dāng)排氣壓力低于2. OMPa時(shí)，表明系統(tǒng)制熱能力不足以滿足室內(nèi)的舒適性要求，需要開(kāi)啟二級(jí)壓縮系統(tǒng)來(lái)提升系統(tǒng)制熱量。具體工作原理為一級(jí)壓縮機(jī)I將壓縮后的中溫中壓油和氣態(tài)冷媒混合物排至一級(jí)壓機(jī)油分離器2，油分離器將油分離后通過(guò)一級(jí)壓機(jī)回油毛細(xì)管17送回一級(jí)壓縮機(jī)1，此時(shí)第一二級(jí)制熱輔助電磁閥10關(guān)閉，第二二級(jí)制熱輔助電磁閥16開(kāi)啟，從油分離器排出的氣態(tài)冷媒通過(guò)四通閥4后經(jīng)過(guò)第二二級(jí)制熱輔助電磁閥16，與經(jīng)過(guò)回?zé)崞?的輔助回路冷媒混合，降低溫度后進(jìn)入二級(jí)壓縮機(jī)13、壓縮后的高溫高壓冷媒進(jìn)入室內(nèi)換熱器20進(jìn)行冷凝放熱，經(jīng)過(guò)室內(nèi)電子膨脹閥19、液管截止閥 8、回?zé)崞?，通過(guò)回?zé)崞?的冷媒大部分通過(guò)室外電子膨脹閥6節(jié)流降壓后通過(guò)室外換熱器5進(jìn)行蒸發(fā)吸熱，完全蒸發(fā)后的氣態(tài)冷媒通過(guò)四通閥4進(jìn)入氣液分離器10，最終回到一級(jí)壓縮機(jī)，完成一個(gè)完整的制熱循環(huán)。在此循環(huán)過(guò)程中一級(jí)、二級(jí)壓縮機(jī)的壓縮比相對(duì)較低，保證了各級(jí)壓機(jī)能夠高效運(yùn)行；閃蒸器的合理運(yùn)用，保證二級(jí)壓機(jī)的排氣溫度在允許的范圍內(nèi)，并提高了系統(tǒng)的冷媒循環(huán)量，增大了系統(tǒng)制熱量，保證了室內(nèi)人員的舒適度。本發(fā)明不局限于上述實(shí)施方式，在不脫離發(fā)明主旨的范圍內(nèi)，還可適當(dāng)?shù)刈兏O(shè)計(jì)。
權(quán)利要求
1.一種低溫強(qiáng)熱型多聯(lián)機(jī)系統(tǒng)，其特征在于包括有一級(jí)壓縮機(jī)(I)、一級(jí)壓機(jī)油分離器(2)、一級(jí)壓機(jī)防冷媒倒流單向閥(3)、四通閥(4)、室外換熱器(5)、室外電子膨脹閥(6)、過(guò)熱器(7)、液管截止閥(8)、氣管截止閥(9)、第一二級(jí)制熱輔助電磁閥(10)、過(guò)熱器電子膨脹閥(11)、氣液分離器(12)、二級(jí)壓縮機(jī)(13)、二級(jí)壓機(jī)油分離器(14)、二級(jí)壓機(jī)防倒流單向閥(15)、第二二級(jí)制熱輔助電磁閥(16)、一級(jí)壓機(jī)回油毛細(xì)管(17)、二級(jí)壓機(jī)回油毛細(xì)管(18)，其中一級(jí)壓縮機(jī)(I)通過(guò)一級(jí)壓機(jī)油分離器(2)與四通閥(4)的第一接口連接，四通閥(4)的第二接口與室外換熱器(5)連接，四通閥(4)的第三接口與氣液分離器(12)連接，四通閥(4)的第四接口通過(guò)串接的第一二級(jí)制熱輔助電磁閥(10)及氣管截止閥(9)與室內(nèi)電子膨脹閥(19)連接，室內(nèi)電子膨脹閥(19)與室內(nèi)換熱器(20)連接，四通閥(4)的第四接口還通過(guò)第二二級(jí)制熱輔助電磁閥(16)與二級(jí)壓縮機(jī)(13)連接，且一級(jí)壓機(jī)油分離器(2)通過(guò)一級(jí)壓機(jī)回油毛細(xì)管(17)與一級(jí)壓縮機(jī)(I)連接，室外換熱器(5)通過(guò)室外電子膨脹閥(6)、過(guò)熱器(7)及液管截止閥(8)與室內(nèi)電子膨脹閥(19)連接，氣管截止閥(9)與第一二級(jí)制熱輔助電磁閥(10)之間還通過(guò)二級(jí)壓機(jī)防倒流單向閥(15)與二級(jí)壓機(jī)油分離器(14)連接，二級(jí)壓機(jī)油分離器(14)與二級(jí)壓縮機(jī)(13)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的低溫強(qiáng)熱型多聯(lián)機(jī)系統(tǒng)，其特征在于上述過(guò)熱器(7)還連接有過(guò)熱器電子膨脹閥(11)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的低溫強(qiáng)熱型多聯(lián)機(jī)系統(tǒng)，其特征在于上述各級(jí)壓縮機(jī)采用單個(gè)大排量變?nèi)萘繅簷C(jī)，或采用多個(gè)小排量變?nèi)萘繅簷C(jī)與小排量定速壓機(jī)組合。
全文摘要
本發(fā)明是一種低溫強(qiáng)熱型多聯(lián)機(jī)系統(tǒng)，特別涉及一種能夠提高低環(huán)境溫度條件下制熱能力的多聯(lián)式熱泵系統(tǒng)。包括有一級(jí)壓縮機(jī)、一級(jí)壓機(jī)油分離器、一級(jí)壓機(jī)防冷媒倒流單向閥、四通閥、室外換熱器、室外電子膨脹閥、過(guò)熱器、液管截止閥、氣管截止閥、第一二級(jí)制熱輔助電磁閥、過(guò)熱器電子膨脹閥、氣液分離器、二級(jí)壓縮機(jī)、二級(jí)壓機(jī)油分離器、二級(jí)壓機(jī)防倒流單向閥、第二二級(jí)制熱輔助電磁閥、一級(jí)壓機(jī)回油毛細(xì)管、二級(jí)壓機(jī)回油毛細(xì)管。本發(fā)明采用兩級(jí)壓縮制冷循環(huán)系統(tǒng)替代常規(guī)的單級(jí)壓縮制冷循環(huán)；能夠?qū)崿F(xiàn)外機(jī)之間并聯(lián)，可滿足更大的制冷/熱需求；本發(fā)明可使得壓縮機(jī)能夠可靠安全運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)了空調(diào)熱泵系統(tǒng)在低溫環(huán)境下制熱能力的大幅度提高。
文檔編號(hào)F25B41/06GK102620362SQ20121008381
公開(kāi)日2012年8月1日 申請(qǐng)日期2012年3月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月27日
發(fā)明者馮偉, 張光鵬, 李華勇, 李宏偉, 李洪森, 梁伯啟, 許永鋒 申請(qǐng)人:美的集團(tuán)有限公司