分體式多功能空調機組的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種分體式多功能空調機組，由室內排冷機、承壓冷水加熱器和冷熱源互補器(外掛機)三部分組成。其特征是三部分設備組成制冷和制熱雙壓縮循環(huán)系統，通過冷熱源互補器將空調制冷時排出的廢熱低成本回收，生產出生活熱水滿足家庭洗浴等需求。分體式多功能空調機組同時具備單獨制冷、制熱和單獨生產熱水的功能。
【專利說明】
分體式多功能空調機組
技術領域
[0001]本發(fā)明涉及一種分體式多功能空調機組，由室內排冷機、承壓冷水加熱器和冷熱源互補器(也叫“外掛機”，下同)三部分組成。其特征是三部分設備組成制冷和制熱雙壓縮循環(huán)系統，通過冷熱源互補器將空調制冷時排出的廢熱低成本回收，生產出生活熱水滿足家庭洗浴等需求。分體式多功能空調機組同時具備單獨制冷和單獨生產熱水的功能。屬于低碳節(jié)能技術。
【背景技術】
[0002]隨著科技和經濟的發(fā)展，空調和熱栗應用越來越廣，技術越來越成熟，但在市場應用當中，也存在出一些問題，比如:
[0003](I)空調往往只考慮制冷過程，冷凝器產生的熱量要設置一套散熱系統排熱。
[0004](2)熱栗往往只考慮制熱過程，副產冷量不易收集利用。
[0005](3)現有的單級制冷或制熱設備，如要實現深度制冷或制熱，其能效比必然降低。
[0006](4)目前市場上已出現將空調廢熱回收，直接加熱冷水的技術，但其回收效率低，未能實現能量充分利用。
[0007]根據上述情況，發(fā)明人構思如下一個新的系統:
[0008]建立一個制冷循環(huán)和制熱循環(huán)雙壓縮循環(huán)回路交錯系統，將制熱壓縮回路蒸發(fā)盤管和制冷壓縮回路冷凝盤管交錯設置在同一開放殼程內，將制冷壓縮回路副產的熱量供給制熱壓縮回路作為熱源，實現冷熱源互補，從而達到機組一端制冷，另一端生產熱水的目的。
[0009]本發(fā)明同時具備制冷端和制熱端獨立運行功能。
[0010]據
【申請人】所知，目前還沒有這樣一種的設備在市場上出現。

【發(fā)明內容】

[0011]本發(fā)明將制熱壓縮回路蒸發(fā)盤管和制冷壓縮回路蒸發(fā)盤管交錯設置在同一開放殼程內構成冷熱源互補器。由于制熱壓縮回路蒸發(fā)盤管吸熱而制冷壓縮回路冷凝盤管放熱，所以二者在冷熱源互補器內實現冷熱源互補，從而達到機組一端制冷，另一端生產熱水的目的。
[0012]考慮制冷端冷凝盤管產熱和制熱端冷凝盤管吸熱可能出現不平衡，在冷熱源互補器開放殼程設置風扇散冷或者散熱，調控制熱壓縮回路和制冷壓縮回路平穩(wěn)高效運行。
[0013]本發(fā)明的技術方案如下:
[0014]一種分體式多功能空調機組，由室內排冷機、承壓冷水加熱器和冷熱源互補器(也叫“外掛機”)三部分組成，其特征是:由一組壓縮機、冷凝盤管、儲液罐、節(jié)流器、蒸發(fā)盤管組成一個壓縮回路，以此構成機組制熱端；由另一組壓縮機、冷凝器、儲液罐、節(jié)流器、蒸發(fā)器組成一個壓縮回路以此構成機組制冷端；制熱端蒸發(fā)盤管與制冷端冷凝盤管交錯設置，共用一個開放殼程構成冷熱源互補器主體；構成冷熱源互補器的主要設備還有制熱端壓縮機、制熱劑儲罐、制熱端節(jié)流器、制冷端壓縮機、制冷劑儲罐、制冷端節(jié)流器、四通轉換閥、風扇；制熱循環(huán)啟動控制器、制冷循環(huán)啟動控制器、風扇開關控制器分別與總控制器的輸出信號線相聯。
[0015]本發(fā)明的特征還在于:承壓冷水加熱器為容積式，內部設置有溫控電加熱器，溫控電加熱器設置數量為1-2個，啟動控制器與總控制器的輸出信號線相聯。
[0016]本發(fā)明的特征還在于:制熱端壓縮回路的冷凝盤管設置在承壓冷水加熱器內部，連接端口伸出箱體外。
[0017]本發(fā)明的特征還在于:制冷端壓縮回路的蒸發(fā)盤管設置在室內排冷機內部，連接端口伸出箱體外。室內排冷機等同于傳統意義的空調室內機，允許為柜機和壁掛機、鑲頂機。
[0018]本發(fā)明的特征還在于:構成制冷循環(huán)的節(jié)流器出口管和壓縮機入口管的連接端口伸出冷熱源互補器箱體外，稱之為外掛機制冷連接端口 ；構成制熱循環(huán)的儲液罐入口管和壓縮機出口管的連接端口伸出冷熱源互補器箱體外，稱之為外掛機制熱連接端口。
[0019]本發(fā)明的特征還在于:間于室內排冷機和冷熱源互補器(也叫“外掛機”)之間構成制冷循環(huán)的管路連接使用銅質管或其它承壓管，稱之為制冷連接管，其長度、形狀依據安裝現場情況選擇確定；間于承壓冷水加熱器和冷熱源互補器(也叫“外掛機”)之間構成制熱循環(huán)的管路連接使用銅質管或其它承壓管，稱之為制熱連接管，其長度、形狀依據安裝現場情況選擇確定。
[0020]本發(fā)明的特征還在于:節(jié)流器為傳統意義上的節(jié)流膨脹閥和毛細管二者之一
[0021]本發(fā)明的有益效果:
[0022](I)、由于制熱端蒸發(fā)盤管吸熱和制冷端冷凝管放熱實現冷熱源互補，所以在節(jié)能的前提下，達到了深度制冷和同步深度制熱。熱能和冷能都能得到有效利用。
[0023](2)、壓縮機工作溫度范圍窄，制熱端和制冷端效率提高，制冷、制熱功耗降低。
[0024](3)、與單純熱栗比，不需要依賴環(huán)境熱源條件，系統簡化，投資降低，能效比提高。
[0025](4)、如選擇合適的制冷劑(制熱劑)，在保證制冷制熱功效的前提下能實現壓縮機低壓力工作，從而降低能耗。
【附圖說明】
[0026]圖1是分體式多功能單效空調機組原理流程圖
[0027]圖2是分體式多功能雙效空調機組原理流程圖
[0028]所謂“單效”，指制冷端制冷循環(huán)不帶四通轉換閥，蒸發(fā)器、冷凝器功能不可互換。
[0029]所謂“雙效”，特指制冷端制冷循環(huán)帶四通轉換閥，蒸發(fā)器、冷凝器可實現功能互換。
[0030]圖中:
[0031]1、制熱端壓縮機11、制冷端壓縮機
[0032]2、承壓冷水加熱器12、室內排冷機
[0033]3、制熱端冷凝盤管13、制冷端冷凝盤管
[0034]4、熱水出口14、熱水出口閥
[0035]5、涼水入口15、涼水入口閥
[0036]6、制熱劑儲罐16、制冷劑儲罐
[0037]7、制熱端節(jié)流器17、制冷端節(jié)流器
[0038]8、制熱端蒸發(fā)盤管18、制冷端蒸發(fā)盤管
[0039]9、外掛機風扇19、室內排冷機風機
[0040]10、冷熱源互補器(外掛機)21、四通閥
[0041]20、總控制器22、溫控電加熱器
[0042]23、制熱端冷凝盤管連接端口24、外掛機制熱連接端口
[0043]25、外掛機制冷連接端口26、制冷端蒸發(fā)盤管連接端口
[0044]27、制熱連接管28、制冷連接管
[0045]圖中，虛線表示總控制器對所聯接設備的控制關系。
【具體實施方式】
[0046]本發(fā)明涉及一種分體式多功能空調機組，由室內排冷機、承壓冷水加熱器和冷熱源互補器(也叫“外掛機”)三部分組成。
[0047]將外掛機的制熱連接端口和承壓冷水加熱器內的冷凝盤管連接端口(也叫“制熱端冷凝盤管連接端口 ”)通過制熱連接管相連，組成一個壓縮回路，這一壓縮回路主要設備有冷凝盤管、壓縮機、儲液罐、節(jié)流器、蒸發(fā)盤，分別處于承壓冷水加熱器內和外掛機內，并以此構成機組制熱端；將外掛機的制冷連接端口和室內排冷機內的蒸發(fā)盤管連接端口(也口H“制冷端蒸發(fā)盤管連接端口 ”)通過制冷連接管相連，組成一個壓縮回路，這一壓縮回路主要設備有壓縮機、冷凝盤管、儲液罐、節(jié)流器、蒸發(fā)盤，分別處于外掛機內和室內排冷機內，并以此構成機組制冷端。
[0048]冷熱源互補器內主要設備有交錯設置的制熱壓縮回路蒸發(fā)盤管和制冷壓縮回路冷凝盤管，還有制熱端壓縮機、制熱劑儲罐、制熱端節(jié)流器、制冷端壓縮機、制冷劑儲罐、制冷端節(jié)流器、四通轉換閥、風扇。
[0049]承壓冷水加熱器內主要設備有制熱壓縮回路冷凝盤管(也叫“制熱端冷凝盤管”)和溫控電加熱器。
[0050]室內排冷機內主要設備有制冷壓縮回路蒸發(fā)盤管(也叫“制冷端蒸發(fā)盤管”)和排冷風機。室內排冷機等同于傳統意義的空調室內機，可以是壁掛機，也可以是柜機和鑲頂機。
[0051]考慮制冷端產熱和制熱端吸熱可能出現不平衡，在冷熱源互補器(外掛機)內設置一個或多個風扇。風扇的作用一方面是排冷，保證富余冷量不影響制熱端制熱循環(huán)正常運行；另一方面是排熱，保證富余熱量不影響制冷端制冷循環(huán)正常運行。以此保證整個系統的平穩(wěn)高效運行。
[0052]總控制器一方面可以控制整個機組平穩(wěn)運行，另一方面可以控制制冷端獨立運行和制熱端獨立運行，還可以控制溫控電加熱器獨立運行。
[0053]根據公知的原理，制熱端獨自完成“壓縮一一冷凝一一節(jié)流一一蒸發(fā)一一壓縮”循環(huán)，在冷凝器放熱加熱水；制冷端獨自完成“壓縮--冷凝--節(jié)流--蒸發(fā)--壓縮”循環(huán)，在蒸發(fā)器吸熱排出冷氣。
[0054]當不需要生產熱水時，制冷端單獨運行實現空調功能；當制冷端停運的情況下，制熱端可獨立運行生產熱水。
[0055]冬季室外氣溫過低，制熱循環(huán)不啟動的情況下，溫控電加熱器獨立啟動生產熱水。此時的承壓冷水加熱器變身為電熱水器。
[0056]—般情況下，外掛機安裝在室外，室內排冷機安裝在室內。
[0057]下面結合具體實施例，對本發(fā)明的【具體實施方式】進行說明:
[0058]實施例1:分體式多功能單效空調機組。見圖1。
[0059]在分體式多功能單效空調機組中，外掛機10安裝在室外，外掛機制熱連接端口 24與與承壓冷水加熱器2的制熱端冷凝盤管連接端口 23通過制熱連接管27連接組成制熱端壓縮回路；外掛機制冷連接端口 25與室內排冷機12的制冷端蒸發(fā)盤管連接端口 26通過制冷連接管28連接組成制冷端壓縮回路。
[0060]制熱端壓縮回路和制冷端壓縮回路通過總控制器20同步啟動或單獨啟動。
[0061]制冷端的工作原理是:
[0062]制冷端壓縮機11將氣態(tài)的制冷劑加壓并送入制冷端冷凝盤管13。制冷劑在制冷端冷凝盤管13內變成液態(tài)并放熱。冷凝后的制冷劑經制冷劑儲罐16、制冷端節(jié)流器17進入制冷端蒸發(fā)盤管18，并在制冷端蒸發(fā)盤管18內蒸發(fā)汽化，汽化的同時要吸收大量的熱量，使室內排冷機12降溫。冷量通過室內排冷機風機19排到房間降溫。汽化后的制冷劑被吸入制冷端壓縮機11進行下一個制冷循環(huán)。
[0063]制熱端的工作原理是:
[0064]承壓冷水加熱器2中充滿水，涼水入口 5處的涼水入口閥15常開。制熱端壓縮機I將氣態(tài)的制熱劑加壓并送入制熱端冷凝盤管3。制熱劑在制熱端冷凝盤管3內變成液態(tài)并放出熱量，使承壓冷水加熱器2中的水逐漸加熱。冷凝后的制熱劑經制熱劑儲罐6、制熱端節(jié)流器7進入制熱端蒸發(fā)盤管8，并在制熱端蒸發(fā)盤管8內蒸發(fā)汽化，汽化時吸熱排冷，排出冷量進入冷熱源互補器(外掛機)10開放殼程。汽化后的制熱劑被吸入制熱端壓縮機I進行下一個制熱循環(huán)。承壓冷水加熱器2中的水溫度達到設定值時制熱循環(huán)停止運行，此時打開熱水出口 4處的熱水出口閥14，送出生活熱水供應家用；承壓冷水加熱器2中的水溫度降到某一設定值時制熱循環(huán)再次啟動運行。
[0065]制熱循環(huán)和制冷循環(huán)同時運行的情況下，制冷端冷凝盤管13放出的熱量與制熱端蒸發(fā)盤管8吸收的熱量在冷熱源互補器(外掛機)10內互相補償，不能達到熱平衡時由外掛機風扇9將富余的熱量或冷量排至空氣當中，保證外掛機10內溫度處于正常范圍之內。
[0066]制熱循環(huán)停止運行不影響制冷循環(huán)的正常運行；制冷循環(huán)停止運行也不影響制熱循環(huán)的正常運行。
[0067]冬季室外氣溫過低，制熱循環(huán)不啟動的情況下，溫控電加熱器22獨立啟動生產熱水。
[0068]制冷端和制熱端的壓縮回路運行以及風扇9、溫控電加熱器22的運轉全部由總控制器20自動控制或選擇控制。
[0069]實施例2:分體式多功能雙效空調機組。見圖2。
[0070]圖2是分體式多功能雙效空調機組原理流程圖，其連接方式以及制冷端與制熱端工作原理、溫度補償控制原理與實施例1完全相同，這里就不贅述。所不同的是:分體式多功能雙效空調機組制冷端壓縮回路增加了四通閥21，具備逆循環(huán)功能，即夏季之后天氣溫度低的情況下，原來的制冷端工況變化，功能變?yōu)槭覂戎茻?，外掛機排冷。這種情況下不能實現冷熱源互補，但不影響原始工況下設備正常功能應用。雙效空調室內制熱可以獨立運行；熱水生產也可以獨立運行。
【主權項】
1.一種分體式多功能空調機組，由室內排冷機、承壓冷水加熱器和冷熱源互補器(也叫“外掛機”)三部分組成，其特征是:由一組壓縮機、冷凝盤管、儲液罐、節(jié)流器、蒸發(fā)盤管組成一個壓縮回路，以此構成機組制熱端；由另一組壓縮機、冷凝器、儲液罐、節(jié)流器、蒸發(fā)器組成一個壓縮回路以此構成機組制冷端；制熱端蒸發(fā)盤管與制冷端冷凝盤管交錯設置，共用一個開放殼程構成冷熱源互補器主體；構成冷熱源互補器的主要設備還有制熱端壓縮機、制熱劑儲罐、制熱端節(jié)流器、制冷端壓縮機、制冷劑儲罐、制冷端節(jié)流器、四通轉換閥、風扇；制熱循環(huán)啟動控制器、制冷循環(huán)啟動控制器、風扇開關控制器分別與總控制器的輸出信號線相聯。2.根據權利要求1所述的分體式多功能空調機組，其特征是:承壓冷水加熱器為容積式，內部設置有溫控電加熱器，溫控電加熱器設置數量為1-2個，啟動控制器與總控制器的輸出信號線相聯。3.根據權利要求1所述的分體式多功能空調機組，其特征是:制熱端壓縮回路的冷凝盤管設置在承壓冷水加熱器內部，連接端口伸出箱體外。4.根據權利要求1所述的分體式多功能空調機組，其特征是:制冷端壓縮回路的蒸發(fā)盤管設置在室內排冷機內部，連接端口伸出箱體外，室內排冷機等同于傳統意義的空調室內機，允許為柜機和壁掛機、鑲頂機。5.根據權利要求1所述的分體式多功能空調機組，其特征是:構成制冷循環(huán)的節(jié)流器出口管和壓縮機入口管的連接端口伸出冷熱源互補器箱體外，稱之為外掛機制冷連接端口 ；構成制熱循環(huán)的儲液罐入口管和壓縮機出口管的連接端口伸出冷熱源互補器箱體外，稱之為外掛機制熱連接端口。6.根據權利要求1所述的分體式多功能空調機組，其特征是間于室內排冷機和冷熱源互補器(也叫“外掛機”)之間構成制冷循環(huán)的管路連接使用銅質管或其它承壓管，稱之為制冷連接管，其長度、形狀依據安裝現場情況選擇確定；間于承壓冷水加熱器和冷熱源互補器(也叫“外掛機”)之間構成制熱循環(huán)的管路連接使用銅質管或其它承壓管，稱之為制熱連接管，其長度、形狀依據安裝現場情況選擇確定。7.根據權利要求1所述的分體式多功能空調機組，其特征是節(jié)流器為傳統意義上的節(jié)流膨脹閥和毛細管二者之一。
【文檔編號】F25B29/00GK105823268SQ201510021485
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2015年1月8日
【發(fā)明人】呂瑞強
【申請人】呂瑞強