一种超远距离输送制冷剂的高能效多联式空调机组的制作方法

本发明涉及一种空调热泵机组，具体是一种超远距离输送制冷剂的高能效多联式空调机组。

背景技术：

随着工业工艺质量和人们对生活、工作环境舒适性要求的不断提高，国内对中央空调的需求量也将稳定增长。目前中央空调不仅已开始运用于住宅小区，实现集中供热供冷，在工业领域和商用领域也大规模应用。

中央空调是集中处理空调区域冷热负荷的系统型式，其机组产生的冷热量是通过一定的介质输送到空调房间去的，按照中央空调输送介质的不同，常见的中央空调可以分成三种形式：以空气为输送介质的风系统，如风管式空调机组；以水为输送介质的水系统，如离心机、螺杆机、模块机；以制冷剂为输送介质的制冷剂系统，如多联机。风系统为小型集中处理式中央空调系统，依靠处理后的空气来负担室内冷热负荷，风系统较适合于家庭安装，不能满足大型建筑场所使用。水系统的机组是主机内压缩机把氟制冷剂压缩，然后又在主机内的换热器内蒸发吸热跟水进行交换，然后把温度很低的冷水输送到室内机，与空气换热来达到制冷效果的。该机组安装复杂，维护运营费用高，而且存在漏水的风险，一旦漏水，对建筑物内环境、仪器和设备，造成不可挽回的损失。对多联机系统，由于压缩机容量有限，机组容量有限，为实现大型化，通常采用的方法是机组模块组合，目前行业内单模块最大容量20匹，最大四个模块组合，可以实现整个机组80匹。

现有技术再难以实现机组容量超大型化，使多联机系统的使用受到局限。另外，压缩机功率有限，加之管路存在压损，导致制冷剂输送距离有限，目前最大单程170m，无法实现超远距离输送制冷剂。

因此设计研发出一种超大容量以满足大型建筑物冷热需求，同时实现超远距离输送制冷剂介质的高效节能的空调机组具有十分重要的意义。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种高效节能、控制简单的超远距离输送制冷剂的高能效多联式空调机组，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种超远距离输送制冷剂的高能效多联式空调机组，包括超远距离输送制冷剂的大容量多联式制冷机组、超远距离输送制冷剂的高能效多联式空调(热泵)机组、采用自然冷却循环制冷的超远距离输送制冷剂的大容量多联式制冷机组和采用自然冷却循环制冷的超远距离输送制冷剂的高能效多联式空调(热泵)机组，所述超远距离输送制冷剂的高能效多联式空调机组机组均包括室外机和室内机，所述室外机包括室外换热器、储液罐、第一动力输送泵、气液分离器、压缩机和油分离器，所述室内机包括过滤器、蒸发器、室内机节流阀和风机，所述过滤器包括第一过滤器和第二过滤器；所述超远距离输送制冷剂的大容量多联式制冷机组中压缩机通过排气管分别连接油分离器、回油毛细管和气液分离器，所述压缩机回气管处安装有吸气温度传感器ts，压缩机与油分离器连接的气管上依次设有排气温度传感器td和高压开关hps，压缩机与气液分离器连接的回气管上设有低压压力传感器ps，回油毛细管另一端通过气管连接油分离器，油分离器的出口通过气管连接第一单向阀，第一单向阀另一端通过气管连接室外换热器，第一单向阀与室外换热器连接的气管上设有高压压力传感器pd1，室外换热器上安装有室外环境温度传感器tao，室外换热器的出口通过液管依次连接储液罐、第一动力输送泵和液管截止阀，所述储液罐上安装有制冷剂液量控制装置，液管截止阀另一端通过液管分别连接多组室内机中的第一过滤器，第一过滤器另一端通过液管依次连接室内机节流阀、第二过滤器和蒸发器，第二过滤器和蒸发器连接的液管上设有内机液管温度传感器te2，在每个室内机中都设有风机，蒸发器另一端通过气管连接气管截止阀，气管截止阀另一端通过气管连接气液分离器。

作为本发明进一步的技术方案：所述超远距离输送制冷剂的高能效多联式空调机组中第一单向阀和气管截止阀之间还设有四通阀，四通阀还通过连接管分别连接室外换热器和气液分离器，室外换热器的分流管上安装有室外换热器盘管温度传感器tdef，室外换热器与储液罐之间还连接有第二单向阀、第三过滤器、第四过滤器、第二三通阀、第三单向阀、第二动力输送泵和一个或两个室外机电子膨胀阀，所述室外换热器通过液管连接第三过滤器，第三过滤器另一端通过液管分别连接第二单向阀和一个或两个室外机电子膨胀阀，室外机电子膨胀阀另一端和第二单向阀另一端并联后通过液管连接第四过滤器，第四过滤器另一端通过液管连接第二三通阀，第二三通阀的第二接口依次通过第三单向阀和第二动力输送泵连接储液罐，第二三通阀的第三接口直接连接储液罐，所述储液罐和液管截止阀之间还设有第三三通阀。

作为本发明进一步的技术方案：所述气液分离器和气管截止阀之间还设有第一三通阀，第一三通阀另一端通过气管连接在第一单向阀与室外换热器之间的气管上。

作为本发明进一步的技术方案：所述储液罐和气液分离器之间还设有第一压力平衡管，第一压力平衡管上设有第一电磁阀。

作为本发明进一步的技术方案：所述制冷剂液量控制装置和第一动力输送泵组成制冷剂液量控制系统，所述制冷剂液量控制装置采用液位计、压力传感器或靶流控制装置来检测，制冷剂液量控制装置采用压力传感器来检测时，所述压力传感器包括顶部压力传感器pd2和底部压力传感器pd3，制冷剂液量控制装置采用靶流控制装置来检测时，所述靶流控制装置包括第一靶流开关、第二靶流开关和第二电磁阀，所述第一靶流开关、第二靶流开关和第二电磁阀均连接储液罐，第一靶流开关另一端分别连接第二靶流开关另一端和电磁阀另一端。

作为本发明进一步的技术方案：所述第一动力输送泵与液管截止阀之间设有第四单向阀。

作为本发明进一步的技术方案：所述储液罐和第二电磁阀之间还设有第二压力平衡管。

作为本发明再进一步的技术方案：所述制冷剂液量控制装置为靶流控制装置，且靶流控制装置中的第二电磁阀替换为第四三通阀。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明采用螺杆压缩机，最大可实现400冷吨的超大容量机组，满足大型建筑物的冷热负荷需求，也可以采用一台或多台涡旋压缩机或转子压缩机并联方式，满足中小型建筑物的冷热负荷需求，压缩机采取间歇式工作方式，产生的液态制冷剂储存在高压储液罐中，高效节能，可以实现超远距离输送制冷剂介质，输送距离可以长达1000m以上，不需要复杂的变频驱动模块，控制简单，系统可靠性高。

包括超远距离输送制冷剂的大容量多联式制冷机组和超远距离输送制冷剂的高能效多联式空调机组

附图说明

图1为本发明中超远距离输送制冷剂的大容量多联式制冷机组的原理图。

图2为本发明中超远距离输送制冷剂的大容量多联式热泵机组的原理图。

图3为本发明中超远距离输送制冷剂的大容量多联式制冷机组实现自然冷却的原理图。

图4为本发明中超远距离输送制冷剂的大容量多联式热泵机组实现自然冷却的原理图。

图5为本发明中超远距离输送制冷剂的大容量多联式制冷机组设有第一压力平衡管的原理图。

图6为本发明超远距离输送制冷剂的大容量多联式制冷机组中制冷剂液量控制装置为液位计的原理图。

图7为本发明超远距离输送制冷剂的大容量多联式制冷机组中制冷剂液量控制装置为压力传感器的原理图。

图8为本发明超远距离输送制冷剂的大容量多联式制冷机组中制冷剂液量控制装置为靶流控制装置的原理图。

图9为本发明中超远距离输送制冷剂的大容量多联式制冷机组中靶流控制装置设有第二压力平衡管的原理图。

图10为本发明超远距离输送制冷剂的大容量多联式热泵机组中制冷剂液量控制装置的原理图。

图中：1-压缩机；2-回油毛细管；3-油分离器；4-第一单向阀；5-室外换热器；6-第一过滤器；7-储液罐；8-第一动力输送泵；9-液管截止阀；10-第二过滤器；11-室内机节流阀；12-蒸发器；13-风机；14-气管截止阀；15-制冷剂液量控制装置；16-气液分离器；17-第一电磁阀；18-第一压力平衡管；19-液位计；20-第一靶流开关；21-第二靶流开关；22-第二电磁阀；23-第四单向阀；24-第二压力平衡管；25-第一三通阀；26-四通阀；27-室外机电子膨胀阀；29-第二单向阀；30-第三过滤器；31-第四过滤器；32-第二三通阀；33-第三单向阀；34-第二动力输送泵；35-第三三通阀；36-第四三通阀。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。

请参阅图1-4，一种超远距离输送制冷剂的高能效多联式空调机组，包括超远距离输送制冷剂的大容量多联式制冷机组、超远距离输送制冷剂的高能效多联式空调(热泵)机组、采用自然冷却循环制冷的超远距离输送制冷剂的大容量多联式制冷机组和采用自然冷却循环制冷的超远距离输送制冷剂的高能效多联式空调(热泵)机组，所述超远距离输送制冷剂的高能效多联式空调机组机组均包括室外机和室内机，室内机总容量不超过室外机能力的130％即可，所述室外机包括室外换热器5、储液罐7、第一动力输送泵8、气液分离器16、压缩机1和油分离器3，所述室内机包括过滤器、蒸发器12、电子膨胀阀11和风机13，所述过滤器包括第一过滤器6和第二过滤器10。所述室外机和室内机各自设有控制器进行独立控制，室外机控制器和室内机控制器之间通过通讯线连接，实现室内机和室外机之间的通讯，室内机收到遥控器或线控器的开机或关机指令，室内机把该指令传递给室外机，室外机控制其各部件。

所述超远距离输送制冷剂的大容量多联式制冷机组中压缩机1通过排气管分别连接油分离器3、回油毛细管2和气液分离器16，所述压缩机1回气管处安装有吸气温度传感器ts，压缩机1与油分离器3连接的气管上依次设有排气温度传感器td和高压开关hps，压缩机1与气液分离器16连接的回气管上设有低压压力传感器ps，回油毛细管2另一端通过气管连接油分离器3，油分离器3的出口通过气管连接第一单向阀4，第一单向阀4另一端通过气管连接室外换热器5，第一单向阀4与室外换热器5连接的气管上设有高压压力传感器pd1，室外换热器5上安装有室外环境温度传感器tao，室外换热器5的出口通过液管依次连接储液罐7、第一动力输送泵8和液管截止阀9，利用第一动力输送泵8实现大容量多联式制冷机组中制冷剂的超远距离输送，所述储液罐7上安装有制冷剂液量控制装置15，液管截止阀9另一端通过液管分别连接多组室内机中的第一过滤器6，第一过滤器6另一端通过液管依次连接室内机节流阀11、第二过滤器10和蒸发器12，室内机节流阀11可以为电子膨胀阀，第二过滤器10和蒸发器12连接的液管上设有内机液管温度传感器te2，每台室内机中均设有风机13，蒸发器12另一端通过气管连接气管截止阀14，气管截止阀14另一端通过气管连接气液分离器16。

请参阅图2，所述超远距离输送制冷剂的高能效多联式空调机组中第一单向阀4和气管截止阀14之间还设有四通阀26，四通阀26还通过连接管分别连接室外换热器5和气液分离器16，室外换热器5的分流管上安装有室外换热器盘管温度传感器tdef，室外换热器5与储液罐7之间还连接有第二单向阀29、第三过滤器30、第四过滤器31、第二三通阀32、第三单向阀33、第二动力输送泵34和一个或两个室外机电子膨胀阀27，利用第一动力输送泵8和第二动力输送泵34实现大容量多联式热泵机组中制冷剂的超远距离输送，所述室外换热器5通过液管连接第三过滤器30，第三过滤器30另一端通过液管分别连接第二单向阀29和一个或两个室外机电子膨胀阀27，室外机电子膨胀阀27另一端和第二单向阀29另一端并联后通过液管连接第四过滤器31，第四过滤器31另一端通过液管连接第二三通阀32，第二三通阀32的第二接口依次通过第三单向阀33和第二动力输送泵34连接储液罐7，第二三通阀32的第三接口直接连接储液罐7，所述储液罐7和液管截止阀9之间还设有第三三通阀35。

请参阅图3-4，所述采用自然冷却循环制冷的超远距离输送制冷剂的大容量多联式制冷机组和采用自然冷却循环制冷的超远距离输送制冷剂的高能效多联式空调机组中气液分离器16和气管截止阀14之间均还设有第一三通阀25，第一三通阀25另一端通过气管连接在第一单向阀4与室外换热器5之间的气管上，可通过第一三通阀25实现制冷剂流向的切换，从而实现自然冷却循环，实现节能的目的。

室外机控制器控制压缩机1的运行状态，包括开启、运行和停机，控制室外换热器5的运行，对风冷换热器，控制风机13的运行，对水冷换热器，则是控制水泵的运行，控制室外机电子膨胀阀27的开度、第一动力输送泵8和第二动力输送泵34的开/关运行状态、第一三通阀25、第二三通阀32和第三三通阀35的开/关、四通阀26的开/关，室内机控制器控制各自的室内机节流阀11的开度、风机13的运行状态。室内机可以采用无线线控器/遥控器或有线控制器控制各室内机的运行，包括制冷、制热、停机、送风、除湿、自动运行等五种状态，也可以采用集中控制器，一台集中控制器可以控制一套机组中所有的室内机。

请参参阅图2-7，所述超远距离输送制冷剂的大容量多联式制冷机组和超远距离输送制冷剂的高能效多联式空调机组中的储液罐7和气液分离器16之间还设有第一压力平衡管18，第一压力平衡管18上设有第一电磁阀17，方便排出储液罐7中的气态冷媒，在压缩机1运转时，打开第一压力平衡管18上的第一电磁阀17，便于压缩机1快速吸入储液罐7中的气态冷媒，压缩机1关闭时，关闭第一电磁阀17，防止气液分离器16中的气态冷媒倒灌到储液罐7中。

请参阅图6-9，所述超远距离输送制冷剂的大容量多联式制冷机组中制冷剂液量控制装置15和第一动力输送泵8组成制冷剂液量控制系统，所述制冷剂液量控制装置15采用液位计19、压力传感器或靶流控制装置来控制。

所述制冷剂液量控制装置15采用液位计19、压力传感器或靶流控制装置来控制，制冷剂液量控制装置15采用液位计19来控制时，根据液位计19采集到的液位来确定压缩机1的运行状态，当储液罐7中的制冷剂液位高度变化时，引起其电容变化，电容将液位高度的变化转换成标准电流信号，传递给室外机控制器，由室外机控制器控制压缩机1的开/停和第一输送泵8的开/关。当液位高于室外机控制器控制好程序的设定值时，压缩机1停机，第一动力输送泵8处于开机状态，输送制冷剂循环，当液位低于控制器控制好程序的设定值时，压缩机1开启，第一动力输送泵8处于开机状态，输送制冷剂循环。

制冷剂液量控制装置15采用压力传感器来控制时，所述压力传感器包括顶部压力传感器pd2和底部压力传感器pd3，采用顶部压力传感器pd2和底部压力传感器pd3分别测试储液罐7顶部和底部的压力，计算出两点的压力差，进一步计算得出制冷剂的液位高度和制冷剂量，用以控制第一动力输送泵8和压缩机1的运行状态。制冷剂液量控制装置15采用靶流控制装置来控制时，所述靶流控制装置包括第一靶流开关20、第二靶流开关21和第二电磁阀22，所述第一靶流开关20、第二靶流开关21和第二电磁阀22均连接储液罐7，第一靶流开关20另一端分别连接第二靶流开关21另一端和第二电磁阀22另一端，储液罐7和第二电磁阀22之间可以设有第二压力平衡管24，避免储液罐7闪发的气态冷媒对第一靶流开关20和第二靶流开关21的影响，第一动力输送泵8与液管截止阀9之间设有第四单向阀23，制冷时电磁阀sv4打开，当第一靶流开关20和第二靶流开关21检测到制冷剂流动时，表明储液罐7中的制冷剂液位达到一定的设定值，此时，压缩机1停机，第一动力输送泵8处于开机状态，输送制冷剂循环，完成制冷循环。

请参阅图10，所述超远距离输送制冷剂的高能效多联式空调机组中制冷剂液量控制装置15为靶流控制装置，且将超远距离输送制冷剂的大容量多联式制冷机组的靶流控制装置中的第二电磁阀22替换为第四三通阀36。

本发明在制冷时，制冷剂经过室外换热器5冷凝后成液态或气液共存的制冷剂，储存在储液罐7中，在超远距离输送制冷剂的大容量多联式制冷机组中，当一台或多台室内机收到从遥控器或线控器、集中控制器发出的制冷开机指令，并把该指令通过通讯线传递给室外机，开机的室内机中风机13开启运转，转速按照设定的转速运行，室内机节流阀11打开一个设定的初始开度，然后根据过热度进行调节，待机的室内机风机13停机、室内机节流阀11关闭，此时压缩机1启动运转，对风冷换热器、室外风机13开启，对水冷换热器、水泵开启；制冷剂经过压缩机1压缩后成高温高压的气态制冷剂，再经过室外换热器5冷凝成为压力较高的液体制冷剂，在压力作用下储存在储液罐中。对风冷室外换热器，根据高压压力传感器pd1检测到的高压压力进行控制风机的转速、开/关状态，也可以根据室外环境温度或者室外换热器5中部盘管温度控制风机13的转速。制冷时，对超远距离输送制冷剂的高能效多联式空调机组，四通阀26处于不上电状态，室外机电子膨胀阀27全开，第二三通阀32打开到流向储液罐7的方向，第三三通阀35打开到流向液管截止阀9的方向，对采用靶流控制装置的储液罐7，第四三通阀36打开到流向第一动力输送泵8的方向，室外机电子膨胀阀27全开，不节流，在压力作用下，制冷剂进入储液罐7中储存，第一动力输送泵8开启，第二动力输送泵34关闭，在第一动力输送泵8的泵送下，制冷剂流经各室内机节流阀11，室内机节流阀11对制冷剂进行节流，室内机节流阀11的开度根据各室内机的气管温度te1和液管温度te2的过热度t进行控制，其中t＝te1-te2，节流后的制冷剂在蒸发器12中蒸发，吸收室内环境中的热量，达到制冷的目的，吸热蒸发而成为压力较低的蒸汽经过气管进入气液分离器16，最终回到压缩机1，从而完成动力泵输送的超远距离制冷循环。

当室外环境温度较低时，压缩机1可以处于停机状态，第一三通阀25打开到制冷剂流向室外换热器5的方向，由第一动力输送泵8实现制冷剂的循环，完成制冷循环。

所述超远距离输送制冷剂的高能效多联式空调机组，制热时，制冷剂经过蒸发器12冷凝后成液态或气液共存的制冷剂，储存在储液罐7中。当一台或多台室内机收到从遥控器或线控器、集中控制器发出的制热开机指令，并把该指令通过通讯线传递给室外机，开机的风机13处于防冷风状态，室内机节流阀11全开，压缩机1启动运转；对风冷换热器，风机13开启，对水冷换热器，水泵开启；四通阀26处于上电状态，室外机电子膨胀阀27开启一个设定的初始开度，然后根据过热度进行调节，第三三通阀35打开到流向储液罐7的方向，第二三通阀32打开到流向室内机节流阀11的方向，压缩机1启动后，制冷剂经过压缩机1压缩后成高温高压的气态制冷剂，流经四通阀26的管路，此时四通阀26处于上电状态，再经过蒸发器12放出热量，在风机13的作用下，与室内空气进行热量交换，室内空气吸热，达到制热目的。放出热量后的制冷剂经过液管段，流入储液罐7，第二动力输送泵34开启，第一动力输送泵8关闭，在第二动力输送泵34的泵送下，制冷剂流经室外机电子膨胀阀27，室外机电子膨胀阀27对制冷剂进行节流，室外机电子膨胀阀27根据吸气过热度控制，节流后的制冷剂在室外换热器5中蒸发，然后蒸汽流经四通阀26进入气液分离器16，最终回到压缩机1，完成制热循环。

本发明采用螺杆压缩机，最大可实现400冷吨的超大容量机组，满足大型建筑物的冷热负荷需求，也可以采用一台或多台涡旋压缩机或转子压缩机并联方式，类似于常规多联机，满足中小型建筑物的冷热负荷需求；压缩机1采取间歇式工作方式，产生的液态制冷剂储存在储液罐7中，由动力输送泵输送制冷剂，当储液罐7中的制冷剂达到一定的液位时，压缩机1停止工作，当检测到的液位下降到某液位值时，压缩机1开启运行，由于动力输送泵的功率超远小于压缩机1，当压缩机1停止工作时，能耗低，可以实现高效节能；当环境温度低时，可以完全不使用压缩机，采用动力输送泵实现制冷剂循环，达到制冷效果，由于采用动力输送泵输送制冷剂，可以实现超远距离输送制冷剂介质，输送距离可以长达1000m以上，对大型建筑物使用，具有重要的意义，一方面可以把室外机安装在较超远的位置，避免建筑物内的人群受到噪音的干扰，安装位置灵活方便，另外，室内机可以安装在不同的位置，实现建筑物内不同位置的冷量和热量的定点输送；可以不采用变频压缩机，而采用螺杆机、定频压缩机，不需要复杂的变频驱动模块，控制简单，系统可靠性高。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。