专利名称：制冷量、制热量可变的一拖多热泵设备的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一拖多空调机技术，具体地说涉及一种制冷量、制热量可变的一拖多热泵设备。
VRV技术已将近20年，制冷系统的容量变化一直选择为变频压缩机+电子膨胀阀结合控制，技术也相当成熟，但变频一拖多空调系统的最大缺点在于会产生电磁干扰现象，严重影响其他电器的使用。同时需要非常精确的电器控制部分，相应地增加设备的成本。由于目前VRV技术系统的容量变化，没有考虑室外冷凝器换热面积的变化和室外风扇启动的台数以及相应风量的变化，所以会造成部分能量的浪费；目前不少专利都是在变频的基础上作出改进，仍还是存在着电磁干扰和成本高等问题。
本实用新型的目的是提供一种制冷(热)量可变的一拖多热泵设备，利用它构造一拖多空调系统无须复杂的变频系统和控制装置，避免了电磁干扰，也降低了一拖多空调系统的成本同时，也更有效地解决制冷系统的匹配和系统冷媒的需求和按需分配的问题。
本实用新型的目的是这样实现的构造一种制冷量、制热量可变的一拖多热泵设备，包括压缩机、可调节冷媒输出流量的多管旁通管路装置、四通换向阀、多段可变式冷凝器、室内蒸发器装置，所述可调节冷媒输出流量的多管旁通管路装置通过管道与所述压缩机相连接，所述多管旁通管路装置通过管道与所述的低压贮液器和四通换向阀分别相连接，所述多段可变式冷凝器通过管道与所述四通换向阀和多管旁通管路装置相连接，所述室内蒸发器装置通过管道与所述四通换向阀和所述的过滤器，高压贮液器，多段可变式冷凝器相连接。
在上述按照本实用新型提供的制冷量、制热量可变的一拖多热泵设备中，所述多管旁通管路装置包括两套由多根管道组成的旁通管路组、油分离器、低压贮液器、回油毛细管，所述低压贮液器通过管道与压缩机的冷媒进口端相连接，所述油分离器的进口端与压缩机的冷媒出口端相连接，所述两套旁通管路组的每一根管道中都串接有一个电磁阀，其中一套旁通管路组的一端与所述压缩机的冷媒出口端相连接，管路组的另一端与低压贮液器相连接，所述另一套旁通管路组的一端与所述油分离器的出口端相连接，其另一端通过管道分别与所述低压贮液器和所述四通换向阀相连接，所述油分离器的出口端还通过管道与所述四通换向阀相连接，所述毛细管的一端与所述压缩机的进口端相连接，其另一端与所述油分离器相连接。
在上述按照本实用新型提供的制冷量、制热量可变的一拖多热泵设备中，所述多段可变式冷凝器包括多个并联连接的冷凝器后再接高压贮液器，所述多个冷凝器中的每个冷凝器的冷媒出入管道上分别装有电磁阀，所述并联连接的冷凝器的一个并联端通过管道与所述四通换向阀相连接，其另一个并联端通过管道与所述高压贮液器相连接，所述管道中串接有电子膨胀阀。
在上述按照本实用新型提供的制冷量、制热量可变的一拖多热泵设备中，所述室内蒸发器装置包括多个并联连接的蒸发器，所述蒸发器的出入口上都并联连接有一个装有电磁阀的旁路管道，所述蒸发器的出入口上都分别设有温度探头，在所述蒸发器的进口管道或出口管道中还设有电子膨胀阀，所述并联连接蒸发器的一个并联端通过管道与所述高压贮液器相连接，其另一个并联端通过带油弯回气的管道与所述四通换向阀相连接。
在上述按照本实用新型提供的制冷量、制热量可变的一拖多热泵设备中，所述连接管道中还串接有过滤器15。
在上述按照本实用新型提供的制冷量、制热量可变的一拖多热泵设备中，所述每一套多管旁路组中的管道数量与所述多段可变式冷凝器装置中的冷凝器数量具有一一对应的关系。
在上述按照本实用新型提供的制冷量、制热量可变的一拖多热泵设备中，所述多段可变式冷凝器中的冷凝器数量与所述多个并联连接的蒸发器数量具有一一对应的线性关系。
实施本实用新型所述制冷量、制热量可变的一拖多热泵设备，采用多管路分流，改变系统循环的制冷剂流量，达到系统的容量变化。通过微电脑的设置，驱动多段式可变冷凝器两边的电磁阀，能根据制冷剂流量的需求改变冷凝器的换热面积，使系统自动匹配，达到最佳运行状态；采用高低压贮液器，在多管路分流时能保证系统的稳定性能；采用油分离器和蒸发器设旁通，并通过编程控制，实现系统的回油操作蒸发器的出入口设有温度探头和电子膨胀阀，能根据蒸发器的过热度调节电子膨胀阀的开度，实现负荷的自动匹配；多段式可变冷凝器设相应的可变送风量，始终使系统达最佳匹配；通过容量的自动配置，自动调节适应空调房间所需冷量的变化，有效避免室内过冷或过热现象，为室内提供一个舒适的环境，不产生电磁干扰，并且制造容易成本低。
以下结合附图和实施例，进一步说明本实用新型的特点，附图中
图1是本实用新型所述制冷量、制热量可变的一拖多热泵设备的装置组成连接方框示意图；图2是本实用新型所述系统中冷媒流动路线方框示意图；图3是本实用新型所述系统中输入功率与输出能量同步同级变化关系图。
参照附图，由本实用新型提供的可变冷(热)量一拖多热泵设备由压缩机1、可调节冷媒输出流量的多管旁通管路装置、四通换向阀3、多段可变式冷凝器装置19、室内蒸发器装置20，所述可调节冷媒输出流量的多管旁通管路装置通过管道与所述压缩机1相连接，所述多管旁通管路装置通过管道与所述的低压贮液器10和所述的四通换向阀3分别相连接，所述多段可变式冷凝器装置19通过管道与所述四通换向阀3相连接，所述室内蒸发器装置20一端通过管道与所述四通换向阀3相连接，另一端和所述的过滤器15，高压贮液器6，电子膨胀阀及多段可变式冷凝器装置19相连接。
所述多管旁通管路装置包括两套由多根管道组成的旁通管路组13、油分离器2、低压贮液器10、回油毛细管17，所述低压贮液器10通过管道与压缩机1的冷媒进口端相连接，所述油分离器2的进口端与压缩机的冷媒出口端相连接，所述两套旁通管路组13的每一根管道中都串接有一个电磁阀12，可以分别控制管道的通断以实现精确分流，其中一套旁通管路组的一端与所述压缩机的冷媒出口端相连接，可以直接分流一部份带油的冷媒进入低压贮液器，旁通管路组的另一端与低压贮液器相连接，所述另一套旁通管路组13的一端与所述油分离器2的出口端相连接可进一步分流冷媒，其另一端通过管道分别与所述低压贮液器和所述四通换向阀相连接，所述油分离器的出口端还通过管道与所述四通换向阀相连接，所述回油毛细管17的一端与所述压缩机的进口端相连接，其另一端与所述油分离器2相连接，从油分离器分离出来的大部份油经过回油毛细管回到压缩机中，另外在压缩机出口处装上多管旁通管路主要分流部分制冷剂进入低压贮液器，不经过换热器进行热交换，通过这种方式达到改变系统的容量变化。每根旁通管分流量与室内蒸发器7有一一对应的线性关系。从而使系统快速达到稳定状态。
所述室内蒸发器装置包括多个并联连接的蒸发器7，所述蒸发器的出入口上都并联连接有一个装有电磁阀9的旁路管道用于回油运行，所述蒸发器的出入口上都分别设有温度探头11，在所述蒸发器7的进口管道或出口管道中还设有电子膨胀阀8，所述并联连接蒸发器7的一个并联端通过管道与所述高压贮液器6相连接，其另一个并联端通过带油弯回气的管道14与所述四通换向阀3相连接。所述连接管道中还串接有过滤器15；本系统的控制关键部位在蒸发器7的出入口的温差，这温差称为过热度，过热度大，则蒸发器7需求制冷剂流量增大；过热度小，则蒸发器7需求制冷剂流量小。通过控制过热度稳定在一定范围内来控制所需的制冷剂流量以满足空调房间的冷量，我们通过编程设计加以换算以后，从而驱动电子膨胀阀5或8的开度，以提供所需的制冷剂流量，实现系统的容量按需分配，系统的容量按需需求。这一信号也被同时反馈给多管旁通管路的控制器，并根据判断空调房间所需的冷量而决定多管旁通管路13中的电磁阀12开启的个数，达到系统的最佳制冷效果。
本实用新型可根据室内负荷的需求，将多余部分制冷剂直接被分流以使室内机的过热度稳定在设计范围和维持室内环境温度，以免引起过冷或过热现象。冷凝器被设计成多段可变式冷凝器，由多个冷凝器4并联连接和高压贮液器6组成，所述多个冷凝器中的每个冷凝器的冷媒出入管道上分别装有电磁阀16可分别控制每个冷凝器的通断，所述并联连接的冷凝器的一个并联端通过管道与所述四通换向阀相连接，其另一个并联端通过串接有电子膨胀阀5的管道与所述高压贮液器6相连接，为稳定系统的性能和停机后平衡高、低压侧的压力，在两个贮液器之间用一根装有电磁阀18的管道相连通。电磁阀18在停机时是常开的。微电脑能根据多段式可变冷凝器接受冷媒流量的大小，合理配置冷凝器换热面积，保证制冷剂的合理流速，有利于系统的回油。同时，根据换热面积的大小，决定开启风扇的台数和风量，有效节能、降噪。微电脑根据室内各机反馈的过热度，自动计算室内负荷的需求并驱动多管路旁通控制器使多段式可变冷凝器接受合理的制冷剂流量和自动调节冷凝面积，信息进一步传递后微电脑会命令风机提供合理的冷凝风速、冷凝风量，既达到最佳的冷凝效果，又便于系统的节能、降噪。通过实验测定，采用多段可变式冷凝器更有利于系统的稳定和使系统更容易更快速达到稳定状态。
为达到更好的匹配效果，所述每一套多管旁路组中的管道数量与所述多段可变式冷凝器中的冷凝器数量具有一一对应的关系。所述多段可变式冷凝器中的冷凝器数量与所述多个并联连接的蒸发器数量具有一一对应的线性关系。
为更好实现多管路旁通和冷凝器换热面积的可变，在系统中设有两个非常关键的设备高压贮液器6和低压贮液器10。高压贮液器6的贮液与系统的流量需求有关，用于贮存室内蒸发器不需要的制冷剂，使系统流量分配合理，有利于系统的稳定。低压贮液器10贮存回气管的液态制冷剂，保证压缩机1在干压缩工况下运行，另一方面，在回油运转时也需要贮存大量的液态制冷剂，以保证压缩机1的干压缩。低压贮液器10还能降低多管分流时气态制冷剂的温度、速度和压强，使压缩机1有一个合理的回气压力，回气温度。多管旁通管路13与蒸发器7的需求设计在标准工况时是一一对应的。或者说与室内负荷需求相匹配。合理的旁通管数和管径的选择能使系统更稳定，调节速度和系统自动匹配更容易，速度更快。
变冷(热)量一拖多热泵设备能满足能量多级调节，对于制冷系统本身而言，我们根据一拖多的数量与及室内各机的额定冷量的要求，再考虑压缩机的额定能力，实现系统的容量变化。输入功率也会随输出冷量变化而同步、同级别变化如图3所示，附图是把变容能力设定为4档时所测得的输出能量与输入功率之间的关系图，该图只是给出的一个示例，在实际设计和应用中，可采用多级能量调节。
系统中的冷媒流动路线如图2所示，图中所示以制冷运行为例，该制冷系统在设计时考虑系统的回油运转。我们通过设计，微电脑会自动累计开机运行的时间，微电脑会自动处理关机状态。当累计开机时间达到一定值后系统会进行自动回油运行，和微电脑接到关机命令后，系统会进行自动回油运行后再停机。室内机旁通是为了回油运行而设置的。
变冷(热)量一拖多热泵设备的自动控制存在多个中间量被调节，设计精确度也要求比较高，其控制过程如下微电脑通过检测蒸发器出进口温度探头的传感值得到过热度，如过热度不符合设定范围则可以分别或同时调节电子膨胀阀5、8和电磁阀12、16的开度，调节冷媒流量和多段可变式冷凝器的换热面积，使过热度符合设定范围，微电脑停止调节控制系统进入正常运行状态。当运行时间达到设定值(微电脑自动累计运行时间)时或接到关机命令时，微电脑自动开启旁路电磁阀9，系统进入回油运行，到设定时间后系统自动停机。
在本实用新型中采用多管路分流，可改变系统循环的制冷剂流量，达到系统的容量变化；与多管路分流相适配的多段式可变冷凝器，能根据负荷的需求改变冷凝器的换热面积，使系统自动匹配，达到最佳运行状态；采用高低压贮液器，实现多管路分流，保证系统的稳定性，采用油分离器和蒸发器设旁通，并通过编程控制，实现系统的回油操作运行效果更好；蒸发器的出入口设有温度探头和电子膨胀阀，能根据蒸发器的过热度调节电子膨胀阀的开度，实现负荷的自动匹配；多段式可变冷凝器设相应的可变送风量，始终使系统达最佳匹配；通过容量的自动配置，自动调节适应空调房间所需冷量的变化，有效避免室内过冷或过热现象，为室内提供一个舒适的空调空间，实现了能量的多级调节；与变频式一拖多热泵设备相比，本实用新型同样能满足系统的变容变制冷剂流量的要求，并且无电磁干扰，结构合理，制造成本低。
权利要求1.一种制冷量、制热量可变的一拖多热泵设备，其特征在于，包括压缩机(1)、可调节冷媒输出流量的多管旁通管路装置、四通换向阀(3)、多段可变式冷凝器装置(19)、室内蒸发器装置(20)，所述可调节冷媒输出流量的多管旁通管路装置通过管道与所述压缩机相连接，所述多管旁通管路装置通过管道与所述低压贮液器(10)、四通换向阀(3)分别相连接，所述多段可变式冷凝器装置(19)通过管道与所述四通换向阀相连接，所述室内蒸发器装置通过管道与所述四通换向阀和所述多段可变式冷凝器装置相连接。
2.根据权利要求1所述制冷量、制热量可变的一拖多热泵设备，其特征在于，所述多管旁通管路装置包括两套由多根管道组成的旁通管路组(13)、油分离器(2)、低压贮液器(10)、回油毛细管(17)，所述低压贮液器通过管道与所述压缩机的冷媒进口端相连接，所述油分离器的进口端与压缩机的冷媒出口端相连接，所述两套旁通管路组的每一根管道中都串接有一个电磁阀(12)，其中一套旁通管路组的一端与所述压缩机的冷媒出口端相连接，管路组的另一端与低压贮液器相连接，所述另一套旁通管路组的一端与所述油分离器的出口端相连接，其另一端通过管道分别与所述低压贮液器和所述四通换向阀相连接，所述油分离器的出口端还通过管道与所述四通换向阀相连接，所述回油毛细管的一端与所述压缩机的进口端相连接，其另一端与所述油分离器相连接。
3.根据权利要求1所述制冷量、制热量可变的一拖多热泵设备，其特征在于，所述多段可变式冷凝器包括多个并联连接的冷凝器(4)、高压贮液器(6)，所述多个冷凝器中的每个冷凝器的冷媒出入管道上分别装有电磁阀(16)，所述并联连接的冷凝器的一个并联端通过管道与所述四通换向阀相连接，其另一个并联端通过管道与所述高压贮液器相连接，所述管道中串接有电子膨胀阀(5)。
4.根据权利要求1所述制冷量、制热量可变的一拖多热泵设备，其特征在于，所述室内蒸发器装置包括多个并联连接的蒸发器(7)，所述蒸发器的出入口上都并联连接有一个装有电磁阀(9)的旁路管道，所述蒸发器的出入口上都分别设有温度探头(11)，在所述蒸发器的进口管道或出口管道中还设有电子膨胀阀(8)，所述并联连接蒸发器的一个并联端通过管道与所述高压贮液器相连接，其另一个并联端通过带油弯回气的管道(14)与所述四通换向阀相连接。
5.根据权利要求4所述制冷量、制热量可变的一拖多热泵设备，其特征在于，所述高压贮液器与所述蒸发器相连接的管道中还串接有过滤器(15)。
6.根据权利要求2或3任何一项所述制冷量、制热量可变的一拖多热泵设备，其特征在于，所述每一套多管旁路组中的管道数量与所述多段可变式冷凝器中的冷凝器数量具有一一对应的关系。
7.根据权利要求2或3任何一项所述制冷量、制热量可变的一拖多热泵设备，其特征在于，所述高、低压贮液器之间用一根装有电磁阀(18)的管道相连通。
8.根据权利要求3或4任何一项所述制冷量、制热量可变的一拖多热泵设备，其特征在于，所述多段可变式冷凝器中的冷凝器数量与所述多个并联连接的蒸发器数量具有一一对应的线性关系。
专利摘要一种制冷量、制热量可变的一拖多热泵设备,可调节冷媒输出流量的多管旁通管路装置通过管道与压缩机相连接,多管旁通管路装置通过管道与低压贮液器、四通换向阀分别相连接,多段可变式冷凝器装置通过管道与四通换向阀相连接,室内蒸发器装置通过管道与所述四通换向阀和多段可变式冷凝器相连接;本系统可根据需要自动调节系统中的冷媒流量和冷凝器的换热面积使系统处于最佳运行状态,并且无电磁干扰,结构合理,成本低。
文档编号F24F3/06GK2460899SQ0121491
公开日2001年11月21日 申请日期2001年1月10日 优先权日2001年1月10日
发明者黄冲, 招伟, 黄国强, 牛延宾, 高日新 申请人:广东科龙电器股份有限公司