一种多模式四管制空气源热泵机组及其运行控制方法技术

本发明专利技术公开了一种多模式四管制空气源热泵机组及其运行控制方法，机组包括压缩机、蒸发器、平衡换热器、气液分离器、冷凝器和管路系统，管路系统能切换压缩机、蒸发器、平衡换热器、气液分离器和冷凝器之间的连接关系形成多种运行模式，包括：同时有制冷、制热需求，无需平衡热换器运行模式、只有制冷需求，无制热需求运行模式、只有制热需求，无制冷需求运行模式、无制冷需求，除霜运行模式、同时制冷、制热，制冷量大于制热量运行模式、同时制冷、制热，制热量大于制冷量运行模式、同时制冷、制热和除霜运行模式。解决了机组不能在四季实现同时制冷、制热，机组运行效率低的不足。机组运行效率低的不足。机组运行效率低的不足。

【技术实现步骤摘要】
一种多模式四管制空气源热泵机组及其运行控制方法


[0001]本专利技术涉及空气源热泵热量回收领域，特别涉及一种多模式四管制空气源热泵机组及其运行控制方法。

技术介绍

[0002]针对同时制冷、制热需求，现有的空气源热泵主要有热回收机组和四管制机组两种系统形式。热回收机组通过在制冷的时候回收部分热量用于生活热水，通过四通换向阀切换制冷、供暖工况。机组仅夏季可以制冷+制热，过渡季节及冬季无法实现同时制冷+制热，用于供暖时难以实现冷回收，造成了机组效率降低。同时在低温高湿环境运行且需要平衡换热器吸热时，机组需要除霜，传统逆循环除霜从用户热水吸热，导致水温波动，供热温度不稳定，以及除霜能效低等问题。
[0003]传统四管制空气源热泵机组通过两台压缩机、两套冷媒系统实现，系统在冷热量不均衡的条件下，机组为了兼顾两者需求，导致机组处于部分负荷，无法全力运行。另外在低温高湿环境运行且需要平衡换热器吸热时，机组需要除霜，四管制机组当没有制冷需求时，难以实现除霜功能。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于克服现有技术中所存在不能本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多模式四管制空气源热泵机组，其特征在于，所述机组包括用于给冷水提供进路的A管、用于给冷水提供回路的B管、用于给热水提供进路的和用于给热水提供回路的D管；所述机组还包括压缩机（1）、蒸发器（5）、第一平衡换热器（6）、第二平衡换热器（7）、气液分离器（8）、冷凝器（9）和管路系统，所述蒸发器（5）通过所述管路系统连接有所述A管、所述B管，所述冷凝器（9）通过所述管路系统连接有所述C管、所述D管，所述管路系统能够切换所述压缩机（1）、蒸发器（5）、第一平衡换热器（6）、气液分离器（8）和冷凝器（9）之间的连接关系以形成以下机组运行模式：同时有制冷、制热需求，无需平衡热换器运行模式，其中，所述压缩机（1）出口通过所述管路系统与所述冷凝器（9）进口连接，所述冷凝器（9）出口通过所述管路系统、电子膨胀阀与所述蒸发器（5）进口连接，所述蒸发器（5）出口通过所述管路系统与所述气液分离器（8）进口连接，所述气液分离器（8）出口通过所述管路系统与所述压缩机（1）进口连接；只有制冷需求，无制热需求运行模式，其中，所述压缩机（1）出口通过所述管路系统与所述第一平衡换热器（6）第一端口连接、所述第一平衡换热器（6）第二端口通过所述管路系统、所述电子膨胀阀与所述蒸发器（5）进口连接，所述蒸发器（5）出口通过所述管路系统与所述气液分离器（8）进口连接，所述气液分离器（8）出口通过所述管路系统与所述压缩机（1）进口连接；只有制热需求，无制冷需求运行模式，其中，所述压缩机（1）出口所述管路系统与所述冷凝器（9）进口连接，所述冷凝器（9）出口通过所述管路系统、所述电子膨胀阀与所述第一平衡换热器（6）第二端口连接，所述第一平衡换热器（6）第一端口通过所述管路系统与所述气液分离器（8）进口连接，所述气液分离器（8）出口通过所述管路系统与所述压缩机（1）进口连接；无制冷需求，除霜运行模式，其中，所述压缩机（1）出口通过所述管路系统与所述第一平衡换热器（6）第一端口连接、还通过所述管路系统与所述冷凝器（9）进口连接，所述第一平衡换热器（6）第一端口通过所述管路系统、所述电子膨胀阀与通过所述冷凝器（9）进口连接，所述冷凝器（9）出口通过所述管路系统、所述电子膨胀阀与所述第二平衡换热器（7）第二端口连接、所述第二平衡换热器（7）第一端口通过所述管路系统与所述气液分离器（8）进口连接，所述气液分离器（8）出口通过所述系统与所述压缩机（1）进口连接；同时制冷、制热，制冷量大于制热量运行模式，其中，所述压缩机（1）出口通过所述管路系统与所述第二平衡换热器（7）第一端口连接、还通过所述管路系统与所述冷凝器（9）进口连接，所述冷凝器（9）出口通过所述管路系统、所述电子膨胀阀与所述蒸发器（5）进口连接，所述蒸发器（5）出口通过所述管路系统与所述气液分离器（8）进口连接，所述气液分离器（8）出口与通过所述管路系统与所述压缩机（1）进口连接，所述第二平衡换热器（7）第二端口通过所述管路系统、所述电子膨胀阀连接在所述蒸发器（5）进口与所述冷凝器（9）出口之间；同时制冷、制热，制热量大于制冷量运行模式，其中，所述压缩机（1）出口通过所述管路系统与所述冷凝器（9）进口连接，所述冷凝器（9）出口通过所述管路系统、所述电子膨胀阀与所述第二平衡换热器（7）第二端口连接，所述第二平衡换热器（7）第一端口通过所述管路系统与所述气液分离器（8）进口连接，所述冷凝器（9）出口还通过所述管路系统、所述电子膨胀阀与所述蒸发器（5）连接进口，所述蒸发器（5）出口通过所述管路系统与所述气液分离
器（8）进口连接，所述气液分离器（8）出口通过所述管路系统与所述压缩机（1）进口连接；同时制冷、制热和除霜运行模式，其中，所述压缩机（1）出口通过所述管路系统与所述第二平衡换热器（7）第一端口连接、还通过所述管路系统与所述冷凝器（9）进口连接，所述冷凝器（9）出口通过所述管路系统、所述电子膨胀阀与所述第二平衡换热器（7）第二端口连接，所述冷凝器（9）出口通过所述管路系统、所述电子膨胀阀与所述蒸发器（5）进口连接，所述蒸发器（5）出口通过所述管路系统与所述气液分离器（8）进口连接，所述气液分离器（8）出口通过所述管路系统与所述压缩机（1）进口连接；所述第一平衡换热器（6）通过所述管路系统、所述电子膨胀阀与所述蒸发器（5）并联连接，所述第一平衡换热器（6）第一端口连接在所述蒸发器（5）出口与所述气液分离器（8）进口之间，所述第一平衡换热器（6）第二端口连接在所述蒸发器（5）进口与所述冷凝器（9）出口之间。2.根据权利要求1所述的一种多模式四管制空气源热泵机组，其特征在于，所述管路系统包括第一三通换向阀（2）、第二三通换向阀（3）和第三三通换向阀（4），第一单向阀（12）、第二单向阀（14）和第三单向阀（15）；所述电子膨胀阀包括第一电子膨胀阀（8）、第二电子膨胀阀（11）和第三电子膨胀阀（13）；其中，所述第一三通换向阀（2）的a端口、所述第二三通换向阀（3）的a端口、和所述第三三通换向阀（4）的a端口连接至所述压缩机（1）出口；所述第一三通换向阀（2）的b端口连接至所述第一平衡换热器（6）第一端口，所述第一平衡换热器（6）第二端口与所述第二电子膨胀阀（11）、所述第一单向阀（12）导通端口连接，所述第二电子膨胀阀（11）与所述第一单向阀（12）并联连接；所述第二三通换向阀（3）的b端口连接至所述第二平衡换热器（7）第一端口，所述第二平衡换热器（7）第二端口与所述第三电子膨胀阀（13）、所述第二单向阀（14）导通端口连接，所述第三电子膨胀阀（13）与所述第二单向阀（14）并联连接；所述第三三通换向阀（4）的b端口连接至所述冷凝器（9）进口，所述冷凝器（9）出口连接至所述第三单向阀（15）导通端口，所述第三单向阀（15）截止端口连接至所述第一电子膨胀阀（10），所述第一电子膨胀阀（10）连接至所述蒸发器（5）进口，所述蒸发器（5）出口连接至所述气液分离器（8）进口，所述气液分离器（8）出口连接至所述压缩机（1）进口；所述第二电子膨胀阀（11）与所述第一单向阀（12）截止端口连接在所述第一电子膨胀阀（10）与所述第三单向阀（15）之间；所述第二电子膨胀阀（13）与所述第二单向阀（14）截止端口连接在所述第二电子膨胀阀（11）、所述第一单向阀（12）截止端口与所述第三单向阀（15）截止端口之间；所述第一三通换向阀（2）的c端口、所述第二三通换向阀（3）的c端口、所述第三三通换向阀（4）的c端口与所述气液分离器（8）连接。3.根据权利要求2所述的一种多模式四管制空气源热泵机组，其特征在于，所述同时有制冷、制热需求，无需平衡热换器运行模式，其切换过程如下：所述第一三通换向阀（2）和所述第二三通换向阀（3）切换到b、c端口连通，所述第三三通换向阀（4）切换到a、b端口连通，所述第二电子膨胀阀（11）和所述第三电子膨胀阀（13）关闭，所述第一电子膨胀阀（10）打开，所述压缩机（1）排出的高温高压气态制冷剂通过所述冷凝器（9）冷凝放热，加热从所述C管获得的热水，将所述加热从所述C管获得的热水，通过所述D管排出，为用户提供热水，冷
凝为液态的制冷剂通过所述第一电子膨胀阀（10）膨胀，并在所述蒸发器（5）中蒸发吸热，冷却从所述A管获得的冷水，将所述冷却从所述A管获得的冷水，通过所述B管排出，为用户制取冷水，蒸发后的气态制冷剂经过所述气液分离器（8）回到所述压缩机（1）继续不断循环。4.根据权利要求2所述的一种多模式四管制空气源热泵机组，其特征在于，所述只有制冷需求，无制热需求运行模式，其切换过程如下：所述第一三通换向阀（2）、所述第二三通换向阀（3）切换到a、b端口连通，所述第三三通换向阀（4）切换到b、c端口连通，所述第二电子膨胀阀（11）、所述第三电子膨胀阀（13）关闭，所述第一电子膨胀阀（10）打开，所述压缩机（1）排出的高温高压气态制冷剂通过所述第一平衡换热器（6）冷凝放热，将热量排放到空气中，冷凝为液态的制冷剂通过所述第一电子膨胀阀（10）膨胀，并在所述蒸发器（5）中蒸发吸热，冷却从所述A管获得的冷水，将所述冷却从所述A管获得的冷水，通过所述B管排出，为用户制取冷水，蒸发后的气态制冷剂经过所述气液分离器（8）回到所述压缩机（1）继续不断循环。5.根据权利要求2所述的一种多模式四管制空气源热泵机组，其特征在于，所述只有制热需求，无制冷需求运行模式，其切换过程如下：所述第一三通换向阀（2）、所述第二三通换向阀（3）切换到b、c端口连通，所述第三三通换向阀（4）切换到a、b端口连通，所述第一电子膨胀阀（10）关闭，所述第二电子膨胀阀（11）、所述第三电子膨胀阀（13）打开，所述压缩机（1）排出的高温高压气态制冷剂通过所述冷凝器（9）冷凝放热，加热从所述C管获得的热水，将所述加热从所述C管获得的热水，通过所述D管排出，为用户制取热水，冷凝为液态的制冷剂通过所述第二电子膨胀阀（11）、所述第三电子膨胀阀（13）膨胀，并在所述第一平衡换热器（6）、所述第二平衡换热器（7）中蒸发并从空气吸热，蒸发后的气态制冷剂经过所述气液分离器（8）回到所述压缩机（1）继续不断循环。6.根据权利要求2所述的一种多模式四管制空气源热泵机组，其特征在于，所述无制冷需求，除霜运行模式，其切换过程如下：所述第二三通换向阀（3）切换到b、c端口连通，所述第一三通换向阀（2）、所述第三三通换向阀（4）切换到a、b端口连通，所述第一电子膨胀阀（10）、所述电子膨胀（11）关闭，所述第三电子膨胀阀（13）打开，所述压缩机（1）排出的高温高压气态制冷剂分流为两部分，一部分通过所述冷凝器（9）冷凝放热，加热从所述C管获得的热水，将所述加热从所述C管获得的热水，通过所述D管排出，为用户制取热水，另一部分通过所述第一平衡换热器（6），为所述第一平衡换热器（6）除霜，冷凝为液态的制冷剂通过所述第三电子膨胀阀（13）膨胀，并在所述第二平衡换热器（7）...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾纪康，司鹏飞，戎向阳，刘联华，杨正武，石利军，向波，
申请(专利权)人：中国建筑西南设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：