一种基于双压缩机的空调与传热装置并联室内温控系统的制作方法

本发明属于空调技术领域，具体涉及一种基于双压缩机的空调与传热装置并联室内温控系统。

背景技术：

由于传统的压缩机仅有一个储液器，故仅有一个压缩机进气口，而在空调室内机与传热装置并联的室内温控系统中，采用室内换热器与传热装置独立控制对室内进行换热或除湿动作，但在该室内温控系统进入除湿模式时，由于除湿需要室内换热器的蒸发温度低于室内空气的露点温度，如8℃或更低，而正常的室内制冷模式下，室内换热器和传热装置的蒸发温度较高，如18℃或更高(因为传热装置的换热面积较大，换热很快，所以蒸发温度较高)；基于以上情况，一方面，当该系统进入室内除湿模式时，若设置室内换热器和传热装置的蒸发温度不同，则会出现室内换热器管路的制冷剂出口压力远低于传热装置管路的制冷剂出口压力的情况，两种不同压力的制冷剂回路会产生混合脉动，从而产生噪音或影响管路系统工作可靠性；另一方面，除湿模式制冷剂走的是制冷循环，室内换热器的温度成为蒸发温度，而制热模式制冷剂走的是制热循环，室内换热器的温度成为冷凝温度，由于室外换热器中的制冷剂流向不能相反，用同一个压缩机不可能实现制冷剂一部分走制冷循环一部分走制热循环，自然也就无法实现在除湿时维持室内温度，这样就导致目前的空调系统想要实现除湿模式，必然会使得室内温度降低，引起用户寒冷的不适感。由于设置不同蒸发温度会引起如上所述的种种问题，这样的室内温控系统并不能将该系统的温度、湿度独立双控的优点有效发挥。

至于之前提出的采用双缸压缩机+双储液器的模式，尽管可以实现两种不同蒸发温度，但是由于采用的是同一个压缩机进行压缩，首先压缩机的工作容积是一定的，在除湿过程中需要将制冷剂分为两个部分分别进入室内换热器和传热装置中，此处虽然可以通过各自的节流装置来实现不同的蒸发温度，却会由于制冷剂的使用不充分而造成能源浪费。

具体来说，双缸双储液器通过将不同蒸发压力的制冷剂吸入两缸中，再配合双缸的工作容积比才能实现再同一电机频率压缩下，排气量一定，制冷剂进入下一循环，但是压缩机的双缸工作容积一般是一开始就固定的，故工作容积比也是固定不变的，无法根据两个蒸发温度甚至一个为蒸发温度一个为冷凝温度的实际比例来配合改变，例如理想的除湿蒸发温度为8℃，制冷蒸发温度为18℃，当实际所需要的室内机蒸发温度为5℃，制冷蒸发温度为18℃时，由于实际蒸发温度比不同导致蒸发压力比不同，固定搭配的双缸工作容积便不能再满足此时的排气量需求，会造成排气压力过大或过小影响排气量，进而影响除湿或制冷效果；若提高电机频率可能使得排气量过多造成资源浪费，若保持电机频率不变可能使得排气量不足从而不能形成目标蒸发温度。

技术实现要素：

针对现有技术中所存在的不足，本发明提供了一种采用双压缩机组成两个独立制冷剂流通回路、可避免不同压力的制冷剂混合导致噪音及系统可靠性降低、能够精准控制排气量、避免能源浪费、能够实现制热的同时以低蒸发温度为室内除湿、能够实现室内快速换热的基于双压缩机的空调与传热装置并联室内温控系统。

一种基于双压缩机的空调与传热装置并联室内温控系统，包括室外机单元、室内机单元和传热装置，所述室外机单元包括第一压缩机、第一储液器、第一四通阀、第二压缩机、第二储液器、第二四通阀和室外换热器，所述室外换热器包括第一换热部和第二换热部，所述室内机单元包括室内换热器，所述室内机单元与室外机单元的第一压缩机、第一储液器、第一四通阀、第一换热部连接形成制冷剂流通回路一，所述传热装置与室外机单元的第二压缩机、第二储液器、第二四通阀、第二换热部连接形成制冷剂流通回路二，所述制冷剂流通回路一和制冷剂流通回路二各自采用一组节流装置。

进一步地，所述第一换热部和第二换热部之间设有连接管路，所述连通管路上设有控制第一换热部和第二换热部之间连通和隔断的控制阀；所述第一换热部与第一四通阀之间的管路上设有第三三通阀，所述第三三通阀的支路c连接到第二换热部的出口管路上，支路a连接到第一换热部，支路b连接到第一四通阀；所述第三三通阀能够使支路a和b接通或使支路a和c接通。

进一步地，当进入快速换热模式时，所述第一压缩机和第二压缩机均启动工作，若本系统不包括控制阀和第三三通阀，则：

室内辐射传热装置与室内机换热器同时为室内空气换热；

若本系统包括控制阀和第三三通阀，则：

所述控制阀隔断第一换热部和第二换热部之间的连接管路，所述第三三通阀接通支路a和b，隔断支路c；室内辐射传热装置与室内机换热器同时为室内空气换热。

进一步地，当进入单独换热模式时，所述第二压缩机启动工作，所述控制阀接通第一换热部和第二换热部之间的连接管路，所述第三三通阀接通支路a和c并隔断支路b；所述传热装置为室内空气提供持续性换热。

进一步地，当进入保温除湿模式时，所述第一压缩机和第二压缩机均启动工作，若本系统不包括控制阀和第三三通阀，则：

设置所述室内换热器的蒸发温度低于室内空气露点温度，设置传热装置的蒸发/冷凝温度使室内温度保持恒定，为室内空气提供持续性换热；

若本系统包括控制阀和第三三通阀，则：

所述控制阀隔断第一换热部和第二换热部之间的连接管路，所述第三三通阀接通支路a和b，隔断支路c；设置所述室内换热器的蒸发温度低于室内空气露点温度，设置传热装置的蒸发/冷凝温度使室内温度保持恒定，为室内空气提供持续性换热。

进一步地，当进入保温除霜模式时，第一压缩机和第二压缩机均启动工作，若本系统不包括控制阀和第三三通阀，则：

所述第二压缩机和传热装置制热运转第一设定时间，第二换热部吸收热量，同时第一压缩机和室内换热器除霜运转第一设定时间，第一换热部释放热量；所述第一设定时间结束后第二压缩机和传热装置除霜运转第二设定时间，第二换热部释放热量，同时第一压缩机和室内换热器制热运转第二设定时间，第一换热部吸收热量；所述第一设定时间和第二设定时间循环运作至保温除霜模式结束；

若本系统包括控制阀和第三三通阀，则：

所述控制阀隔断第一换热部和第二换热部之间的连接管路，所述第三三通阀接通支路a和b，隔断支路c；所述第二压缩机和传热装置制热运转第一设定时间，第二换热部吸收热量，同时第一压缩机和室内换热器除霜运转第一设定时间，第一换热部释放热量；所述第一设定时间结束后第二压缩机和传热装置除霜运转第二设定时间，第二换热部释放热量，同时第一压缩机和室内换热器制热运转第二设定时间，第一换热部吸收热量；所述第一设定时间和第二设定时间循环运作至保温除霜模式结束。

进一步地，所述传热装置包括耦合换热器，所述第二压缩机的气缸工作容积大于第一压缩机的气缸工作容积，所述第二设定时间大于第一设定时间。

进一步地，所述传热装置包括耦合换热器，在第二设定时间中，所述耦合换热器的蒸发温度不低于室内空气的露点温度。

进一步地，所述传热装置包括毛细管网辐射系统，当保温除霜模式运行在第二设定时间时，适当降低水泵转速，减缓毛细管网内水流速度。

进一步地，所述第二压缩机的气缸工作容积大于第一压缩机的气缸工作容积。

相比于现有技术，本发明具有如下有益效果：

本申请通过在空调室内机与传热装置并联的室内温控系统中采用两个压缩机并将室外换热器分成两个独立的换热部，两个换热部与室内机单元和传热装置分别一一对应连接形成两个独立的流通回路，使得两个流通回路中的制冷剂独立流通，可以通过一个系统实现快速换热模式、单独换热模式、保温除湿模式以及保温除霜模式等多种模式的运行。具体获得的效果如下：①避免了不同压力的制冷剂混合导致的噪音以及系统可靠性降低；②可以根据实际需要的蒸发温度独立调节两个压缩机的电机频率，实现精准的排气量；③通过单独使用一定工作容积的压缩机为室内机单元提供制冷剂，根据需要调节压缩机排气口压力从而有效避免能源浪费；④能够实现传热装置在制热的同时，室内机单元以低蒸发温度为室内除湿；⑤当室内机单元和传热装置需要同时供热时，可以同时使用两个压缩机形成总体大的排气量满足室内快速换热；⑥可以实现在室内保温的状态下进行室外机换热器除霜的保温除霜模式，保证用户的体验。这样可以使空调室内机与传热装置并联的室内温控系统的温度、湿度独立双控的特点能够更好地发挥。另外，本发明还通过设置控制阀和第三三通阀，进一步改进了单独换热模式，将两个换热部接通并让其共同进行换热，明显增大了换热面积，有效提高了换热效率。

附图说明

图1为本发明实施例1的结构示意图；

图2为本发明实施例2的结构示意图。

其中，1室外机单元，101第一压缩机，102第一储液器，103第一四通阀，104第一换热部，111第二压缩机，112第二储液器，113第二四通阀，114第二换热部，115控制阀，116第三三通阀，20室内机单元，201室内换热器，202第一节流装置，21传热装置，211耦合换热器，212水泵，213第一三通阀，214第二三通阀，215第二节流装置。

具体实施方式

为了使发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。

如图1所示，一种基于双压缩机的空调与传热装置并联室内温控系统，包括室外机单元1、室内机单元20和传热装置21，室外机单元1包括第一压缩机101、第一储液器102、第一四通阀103、第二压缩机111、第二储液器112、第二四通阀113和室外换热器，所述室外换热器包括第一换热部104和第二换热部114，所述室内机单元包括室内换热器201，所述室内机单元20与室外机单元1的第一压缩机101、第一储液器102、第一四通阀103、第一换热部104连接形成制冷剂流通回路一，所述传热装置21与室外机单元1的第二压缩机111、第二储液器112、第二四通阀113、第二换热部114连接形成制冷剂流通回路二，所述制冷剂流通回路一和制冷剂流通回路二各自采用一组节流装置。此系统中传热装置可以是传热管，也可以是传热管和热管耦合器，还可以是耦合换热器和毛细管网辐射系统。

当系统进入室内除湿模式时，两个压缩机均启动工作，对于室内换热器和传热装置可设置不同的蒸发温度，室外换热器的第一换热部和第二换热部通过节流装置分为两个独立的流通管路，第一压缩机、第一储液器、第一四通阀、室外换热器的第一换热部和室内机单元构成独立的除湿回路一，第二压缩机、第二储液器、第二四通阀、室外换热器的第二换热部和传热装置连接形成室内维温回路二。两个回路分别以不同的蒸发温度承担室内除湿和维持室内温度恒定的工作。

当系统进入单独换热模式时，第二压缩机启动工作，第二换热部内有制冷剂流通，第二压缩机为耦合换热器提供制冷剂，室内辐射传热装置为室内空气提供持续性换热。

这样一来不但避免了不同压力的制冷剂混合导致的噪音以及系统可靠性降低；还可以根据实际需要的蒸发温度独立调节两个压缩机的电机频率，实现精准的排气量；又通过单独使用一定工作容积的压缩机为室内机单元提供制冷剂，根据需要调节压缩机排气口压力从而有效避免能源浪费；也能够实现传热装置在制热的同时，室内机单元以低蒸发温度为室内除湿。另外，当室内机单元和传热装置需要同时供热时，可以同时使用两个压缩机形成总体大的排气量满足室内快速换热。

作为进一步优化的方案，如图2所示，所述第一换热部和第二换热部之间设有连接管路，所述连通管路上设有控制第一换热部和第二换热部之间连通和隔断的控制阀；所述第一换热部与第一四通阀之间的管路上设有第三三通阀，所述第三三通阀的支路c连接到第二换热部的出口管路上，支路a连接到第一换热部，支路b连接到第一四通阀；所述第三三通阀能够使支路a和b接通或使支路a和c接通。当第一换热部和第二换热部之间的连接管路接通时，所述第三三通阀的支路a和c接通，支路b隔断；当第一换热部和第二换热部之间的连接管路隔断时，所述第三三通阀的支路a和b接通，支路c隔断。

当系统进入单独换热模式时，第二压缩机启动工作，第一换热部和第二换热部之间的连接管路接通，第三三通阀的支路a和c接通，支路b隔断，第二压缩机为耦合换热器提供制冷剂，室内辐射传热装置为室内空气提供持续性换热。本方案通过增加控制阀和第三三通阀，能够实现较之前的方案效率更高的单独换热模式。之前的方案虽然也能实现单独换热模式，但室外换热器只有其中一个换热部在运作，而利用本方案后可以将两个换热部接通并让其共同进行换热，明显增大了换热面积，有效提高了换热效率。

实施例1：

如图1所示，一种基于双压缩机的空调与传热装置并联室内温控系统，包括室外机单元1、室内机单元20和传热装置21，室外机单元1包括第一压缩机101、第一储液器102、第一四通阀103、第二压缩机111、第二储液器112、第二四通阀113和室外换热器，所述室外换热器包括第一换热部104和第二换热部114，所述室内机单元包括室内换热器201，所述室内机单元20与室外机单元1的第一压缩机101、第一储液器102、第一四通阀103、第一换热部104连接形成制冷剂流通回路一，所述传热装置21与室外机单元1的第二压缩机111、第二储液器112、第二四通阀113、第二换热部114连接形成制冷剂流通回路二，所述制冷剂流通回路一还包括第一节流装置202，所述制冷剂流通回路二还包括第二节流装置215。本实施例中所述传热装置采用毛细管网辐射系统和耦合换热器。

所述制冷剂流通回路一由如下方式连接：第一压缩机101连接第一储液器102，第一四通阀103分别与所述第一压缩机101、第一储液器102、室内换热器201以及第一换热部104的一端连接，所述第一换热部104另一端通过第一节流装置202连接到室内换热器201。

所述制冷剂流通回路二由如下方式连接：第二压缩机111连接第二储液器112，第二四通阀113分别与所述第二压缩机111、第二储液器112、耦合换热器211以及第二换热部114的一端连接，所述第二换热部114另一端通过第二节流装置215连接到耦合换热器211；所述耦合换热器211通过水泵212连接到第一三通阀213，第一三通阀213经过毛细管网辐射系统后连接到第二三通阀214，所述第二三通阀214连接到耦合换热器211。

其中，制冷模式中制冷剂的流通方向是图1中所示的实线箭头方向，制热模式中制冷剂的流通方向是图1中所示的虚线箭头方向。

实施例2：

如图2所示，在实施例1方案的基础上，所述第一换热部104和第二换热部114之间设有连接管路，所述连通管路上设有控制第一换热部104和第二换热部114之间连通和隔断的控制阀115；所述第一换热部104与第一四通阀103之间的管路上设有第三三通阀116，所述第三三通阀116的支路c连接到第二换热部114的出口管路上；当第一换热部104和第二换热部114之间的连接管路接通时，所述第三三通阀116的支路a和c接通，支路b隔断；当第一换热部104和第二换热部114之间的连接管路隔断时，所述第三三通阀116的支路a和b接通，支路c隔断。此时系统进入单独换热模式，所述传热装置21与室外机单元1的第二压缩机111、第二储液器112、第二四通阀113、第二换热部114、第一换热部104、控制阀115、第三三通阀116连接形成制冷剂流通回路三。

所述制冷剂流通回路三由如下方式连接：第二压缩机111连接第二储液器112，第二四通阀113分别与所述第二压缩机111、第二储液器112、耦合换热器211以及第二换热部114的一端连接，所述第二换热部114通过控制阀115连接到第一换热部104一端，所述第一换热部另一端连接到第三三通阀a口，所述第三三通阀b口连接到第二换热部114的另一端，所述第二换热部114另一端通过第二节流装置215连接到耦合换热器211；所述耦合换热器211通过水泵212连接到第一三通阀213，第一三通阀213经过毛细管网辐射系统后连接到第二三通阀214，所述第二三通阀214连接到耦合换热器211。

总体来说，本系统可包括但不限于如下运行模式：快速换热模式，单独换热模式，保温除湿模式和保温除霜模式。现以传热装置采用耦合换热器的方案具体说明如下：

快速换热模式：第一压缩机和第二压缩机均启动工作，第一换热部和第二换热部之间的连接管路截断，第二压缩机为耦合换热器提供制冷剂，第一压缩机为室内机换热器提供制冷剂，室内辐射的传热装置与室内机换热器同时为室内空气换热。

单独换热模式：第二压缩机启动工作，第一换热部和第二换热部之间的连接管路接通，第三三通阀的支路a和c接通，第二压缩机为耦合换热器提供制冷剂，室内辐射的传热装置为室内空气提供持续性换热。

保温除湿模式：第一压缩机和第二压缩机均启动工作，第一换热部和第二换热部之间的连接管路截断，第二压缩机为耦合换热器提供制冷剂，第一压缩机为室内机换热器提供制冷剂，设置室内机换热器蒸发温度低于室内空气露点温度，设置耦合换热器的蒸发/冷凝温度为室内空气提供持续性换热，保持室内温度恒定。

保温除霜模式：当系统启动保温除霜模式时，第一压缩机和第二压缩机均启动工作，第一换热部和第二换热部之间的连接管路截断，第二压缩机和耦合换热器制热运转第一设定时间，第二换热部吸收热量，同时第一压缩机和室内换热器除霜运转第一设定时间，第一换热部释放热量；然后第二压缩机和耦合换热器除霜运转第二设定时间，第二换热部释放热量，同时第一压缩机和室内换热器制热运转第二设定时间，第一换热部吸收热量。第一设定时间和第二设定时间循环至运转至保温除霜模式结束。所述第一设定时间和第二设定时间中的制热和除霜运行通过控制单元进行控制。

本保温除霜模式采用两个压缩机交替进行制热-除霜循环。循环的意义在于使得室外换热器的换热部一个用于维持室内制热，另一个用于室外换热器除霜，用于维持室外制热的换热部由于内部的制冷剂温度较低会使得换热部结霜，用于室外换热器除霜的换热部会释放热量使得相应的换热部表面霜层融化，循环运转之后，两个换热部交替释放热量和吸收热量，同时交替维持室内制热和室外除霜，实现了室内始终存在制热且室外不间断除霜的技术效果，使室内温度保持稳定，保证了用户的舒适性。

特别地，所述第二压缩机的气缸工作容积大于第一压缩机的气缸工作容积，所述第一设定时间可大于第二设定时间。具体来说，所述第一设定时间通常不大于5分钟，第二设定时间通常不大于2分钟；作为优选，所述第一设定时间可以设为1分钟，第二设定时间可设为30秒。由于传热装置通常传热面积很大，需要的换热量大，通过增大第二压缩机的气缸工作容积可提供更大的排气量来保证传热装置工作效率和稳定性；又由于第二压缩机排气量更大，换热更快，在第二设定时间时，第二压缩机、耦合换热器和第二换热部为除霜运转，此时耦合换热器是需要吸收室内空气热量的，而由于排气量大、换热面积大，其换热效率会很高，所以会更快地起到除霜的作用；在这种情况下，让第二设定时间相对短一些可以减少吸收掉的室内空气热量，从而使除霜过程中室内的温度更稳定，不会明显降低。

进一步地，在第二设定时间中，耦合换热器的蒸发温度不低于室内空气的露点温度。考虑到耦合换热器与传热元件换热，而传热元件常铺设在室内墙壁或地面，一旦蒸发温度低于室内空气的露点温度，会使得墙壁或地面结露，影响用户体验。通过将耦合换热器的蒸发温度维持在不低于室内空气露点温度的程度，可以保障用户的舒适体验。

当室内传热装置采用毛细管网辐射系统时，适当降低水泵转速，减缓毛细管网内水流速度。特别地，所述毛细管网内水流速度不大于3米/小时。当保温除霜模式运行在第二设定时间时，室内传热装置为除霜运转，此时室内传热装置会吸收室内能量，使室内变冷影响用户体验，此时通过适当降低水泵转速的方式可以减缓毛细管网内的水流速度，进而减缓低温水的换热效率，这样可以一定程度减少室内温度的波动，保障用户的舒适体验。

上述第二压缩机的气缸工作容积大于第一压缩机的气缸工作容积。所述第二压缩机基本是为传热装置服务的，由于传热装置铺设在室内，传热面积大，需要的换热量更大，所以将第二压缩机的工作容积设置的更大一些以达到更大的排气量，可以更好地保证传热装置工作的效率和稳定性。

以上所述仅为本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅限于上述实施方式，凡是属于本发明原理的技术方案均属于本发明的保护范围。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本发明的原理的前提下进行的若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。