結(jié)合空氣源熱泵熱水的變制冷劑流量系統(tǒng)及其控制方法技術(shù)方案

本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種結(jié)合空氣源熱泵熱水的變制冷劑流量系統(tǒng)及其控制方法，將傳統(tǒng)VRF空調(diào)夏季冷凝熱量進(jìn)行有效回收利用以制取生活熱水，制取得到的生活熱水一部分用于生活用水，一部分用于對(duì)室內(nèi)空調(diào)送風(fēng)進(jìn)行再熱，這樣則克服了多聯(lián)機(jī)空調(diào)系統(tǒng)露點(diǎn)送風(fēng)對(duì)室內(nèi)環(huán)境溫度和人體舒適感的影響；另外，在冬季較低溫度下VRF室外機(jī)結(jié)霜后，本發(fā)明專利技術(shù)利用空氣源熱泵熱水系統(tǒng)進(jìn)行除霜，克服冬季空調(diào)系統(tǒng)反向運(yùn)轉(zhuǎn)會(huì)導(dǎo)致室內(nèi)環(huán)境溫度的波動(dòng)；本發(fā)明專利技術(shù)系統(tǒng)還可滿足用戶全年對(duì)生活熱水的需求。用戶可根據(jù)需求自行切換運(yùn)行模式，充分利用冷凝熱量，本發(fā)明專利技術(shù)具有控制靈活、選擇多樣、運(yùn)行節(jié)能、室內(nèi)環(huán)境溫度波動(dòng)小、舒適性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。

Variable refrigerant flow system combined with air source heat pump hot water and control method thereof

The invention relates to a variable refrigerant flow system with air source heat pump water heater and its control method, the traditional VRF air conditioning in summer heat of condensation is effectively recycled to produce hot water, hot water for the part of life for life in the water, a part for indoor air conditioning heat, thus overcoming the influence of multi line the air conditioning system of dew point air to the indoor environment temperature and human comfort; in addition, in the winter low temperature frost VRF outdoor machine, the invention uses the air source heat pump water heater defrosting operation, will cause the indoor temperature fluctuations to overcome the reverse winter air conditioning system; the system of the invention can meet user demand throughout the year the hot water for life. The utility model has the advantages of flexible control, multiple selection, energy saving, small fluctuation of indoor temperature, strong comfort and the like.

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
結(jié)合空氣源熱泵熱水的變制冷劑流量系統(tǒng)及其控制方法
本專利技術(shù)涉及一種空調(diào)系統(tǒng)，特別涉及一種結(jié)合空氣源熱泵熱水的變制冷劑流量系統(tǒng)及其控制方法。
技術(shù)介紹
隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的持續(xù)增長(zhǎng)，人均生活水平不斷提高，人們對(duì)生活的質(zhì)量、居住的環(huán)境、室內(nèi)熱舒適性程度、空氣品質(zhì)等的要求越來(lái)越高。而傳統(tǒng)的家用分體式空調(diào)或窗式空調(diào)則由于熱舒適性較差、室內(nèi)空氣品質(zhì)很難得到保證、北方冬季室外結(jié)霜不能正常運(yùn)行、空調(diào)系統(tǒng)余熱浪費(fèi)等多種因素已漸漸成為一種季節(jié)性商品越來(lái)越難以適應(yīng)環(huán)境要求。因此，結(jié)合空氣源熱泵熱水的VRF變制冷劑流量系統(tǒng)的設(shè)計(jì)理念越來(lái)越廣泛地在高級(jí)公寓、高級(jí)住宅、別墅等場(chǎng)所并作為一種整體化空調(diào)系統(tǒng)形式被接納和采用，它的出現(xiàn)符合了現(xiàn)代人的需求；同時(shí)創(chuàng)造一套將傳統(tǒng)變制冷劑流量系統(tǒng)（VRF）的室外冷凝盤管與空氣源熱泵制熱水系統(tǒng)的室外蒸發(fā)盤管相結(jié)合的集制冷、制熱、除霜、制熱水功能于一體的戶式多聯(lián)空氣系統(tǒng)，對(duì)降低空調(diào)總能耗和保障室內(nèi)環(huán)境溫度的穩(wěn)定和舒適有著重要的意義。多聯(lián)機(jī)空調(diào)系統(tǒng)：以制冷劑為輸送介質(zhì)，室外主機(jī)由室外側(cè)換熱器、壓縮機(jī)和其他制冷附件組成，末端裝置由直接蒸發(fā)式換熱器和風(fēng)機(jī)組成的室內(nèi)機(jī)。一臺(tái)風(fēng)冷熱泵型室外機(jī)通過(guò)管路向著若干臺(tái)室內(nèi)機(jī)輸送制冷劑。該戶式空調(diào)系統(tǒng)對(duì)冷凝熱量進(jìn)行回收，減少了空調(diào)負(fù)荷并降低了運(yùn)行費(fèi)用；且室外機(jī)的輸出可根據(jù)室內(nèi)負(fù)荷的大小自動(dòng)調(diào)節(jié)，在部分負(fù)荷時(shí)能效比相當(dāng)高；另外，當(dāng)系統(tǒng)僅一臺(tái)室內(nèi)機(jī)開啟時(shí)，室外壓縮機(jī)能相應(yīng)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速或者卸載，合理輸出室內(nèi)機(jī)所需的能量，從而避免了傳統(tǒng)空調(diào)“一開全開”的不必要的能源浪費(fèi)，因此是當(dāng)前空調(diào)家用中央空調(diào)領(lǐng)域，尤其是高檔住宅中的使用最佳空調(diào)方式之一。但是多聯(lián)機(jī)空調(diào)系統(tǒng)冬夏季對(duì)房間直接露點(diǎn)送風(fēng)以除去房間負(fù)荷，露點(diǎn)出風(fēng)的溫度往往在16℃左右，低溫送風(fēng)影響人體舒適感和室內(nèi)環(huán)境溫度的穩(wěn)定性。除此之外，夏季空調(diào)室外機(jī)的冷凝熱量往往直接排放到室外環(huán)境中，未能很好進(jìn)行利用，造成熱量的浪費(fèi)?？諝庠礋岜孟到y(tǒng)方案：空氣作為低溫位熱源，可以取之不盡，用之不竭，而且是隨時(shí)隨地?zé)o償?shù)孬@取?？諝庠礋岜孟到y(tǒng)是以空氣作為低溫?zé)嵩?。分體式熱泵空調(diào)機(jī)、VRF熱泵空調(diào)系統(tǒng)、大型風(fēng)冷熱泵機(jī)組等，均屬于空氣源熱泵。這種空氣源熱泵的安裝和使用都非常方便，雖然被人們廣泛應(yīng)用了很多年，但目前仍存在一些缺點(diǎn)。由于空氣的狀態(tài)參數(shù)隨地區(qū)和季節(jié)的不同而不同，這對(duì)空氣源熱泵的容量和制熱性能系數(shù)影響很大，空氣溫度偏高或偏低時(shí)，熱泵的制冷性能系數(shù)就會(huì)變得很低。尤其在冬季，當(dāng)空氣溫度很低時(shí)，這時(shí)需求的供熱量就很大，勢(shì)必造成熱泵供熱量與建筑物耗熱量之間的供需矛盾。冬季空氣溫度很低時(shí)，空調(diào)換熱器中的工質(zhì)蒸發(fā)溫度也很低。當(dāng)安裝在窒外空調(diào)換熱器表面溫度低于0℃，并且低于空氣露點(diǎn)溫度時(shí)，空氣中的水分在換熱器表面就會(huì)凝結(jié)成霜，導(dǎo)致蒸發(fā)器的吸熱量減少，熱泵不能正常供熱。空氣源熱泵在我國(guó)典型的應(yīng)用范圍是長(zhǎng)江流域以南地區(qū)。而在北方地區(qū)，冬季平均氣溫低于0℃，空氣源熱泵不僅運(yùn)行條件惡劣，穩(wěn)定性差，而且存在結(jié)霜問(wèn)題，效率較低，因此空氣源熱泵用于北方地區(qū)時(shí)，必須慎重考慮。所以熱泵裝置的設(shè)計(jì)要考慮防止空調(diào)換熱器的結(jié)霜。目前為止，能夠?qū)κ覂?nèi)空氣環(huán)境實(shí)現(xiàn)制冷、制熱、能量回收的中央空調(diào)系統(tǒng)在市場(chǎng)上已經(jīng)較為成熟，但是同時(shí)解決夏季室內(nèi)露點(diǎn)送風(fēng)造成的不適吹風(fēng)感、冬季室外機(jī)結(jié)霜無(wú)需通過(guò)空調(diào)系統(tǒng)自身四通換向閥的切換進(jìn)行除霜、滿足對(duì)全年生活熱水需求的戶式多聯(lián)空調(diào)系統(tǒng)還沒(méi)有相應(yīng)的設(shè)計(jì)專利技術(shù)創(chuàng)造。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)是針對(duì)現(xiàn)在對(duì)空調(diào)系統(tǒng)要求越來(lái)越高的問(wèn)題，提出了一種結(jié)合空氣源熱泵熱水的變制冷劑流量系統(tǒng)及其控制方法，將傳統(tǒng)VRF空調(diào)夏季冷凝熱量進(jìn)行有效回收利用以制取生活熱水，制取得到的生活熱水一部分用于生活用水，一部分用于對(duì)室內(nèi)空調(diào)送風(fēng)進(jìn)行再熱，這樣則克服了多聯(lián)機(jī)空調(diào)系統(tǒng)露點(diǎn)送風(fēng)對(duì)室內(nèi)環(huán)境溫度和人體舒適感的影響；另外，在冬季較低溫度下VRF（變制冷劑流量）室外機(jī)結(jié)霜后，本專利技術(shù)利用空氣源熱泵熱水系統(tǒng)進(jìn)行除霜，傳統(tǒng)方式則是通過(guò)VRF切換其四通換向閥反向運(yùn)轉(zhuǎn)來(lái)除霜（冬季空調(diào)系統(tǒng)反向運(yùn)轉(zhuǎn)會(huì)導(dǎo)致室內(nèi)環(huán)境溫度的波動(dòng)）；本專利技術(shù)系統(tǒng)還可滿足用戶全年對(duì)生活熱水的需求。本專利技術(shù)的技術(shù)方案為：一種結(jié)合空氣源熱泵熱水的變制冷劑流量系統(tǒng)，室內(nèi)側(cè)包括n臺(tái)變制冷劑流量系統(tǒng)室內(nèi)機(jī)、n臺(tái)再熱盤管、n臺(tái)循環(huán)風(fēng)機(jī)、n+1個(gè)電子膨脹閥、一個(gè)蓄熱水箱、一臺(tái)循環(huán)水泵、一個(gè)Y型過(guò)濾器、生活熱水用水設(shè)備；室外側(cè)為一臺(tái)具有叉流換熱功能的變制冷劑流量系統(tǒng)室外機(jī)，機(jī)內(nèi)包含有一臺(tái)變制冷劑流量系統(tǒng)室外換熱器、兩臺(tái)變頻壓縮機(jī)、兩個(gè)四通換向閥和兩個(gè)制冷劑流量分歧器；組成變制冷劑流量系統(tǒng)和空氣源熱泵熱水系統(tǒng)，共用一臺(tái)變制冷劑流量系統(tǒng)室外換熱器，變制冷劑流量系統(tǒng)室外換熱器由兩邊兩排冷凝盤管R1、R3與中間一排蒸發(fā)盤管R2逆流交叉排列組成，根據(jù)夏季空調(diào)冷負(fù)荷和冬季生活熱水熱負(fù)荷的比例將變制冷劑流量系統(tǒng)的室外冷凝盤管與空氣源熱泵制熱水系統(tǒng)的室外蒸發(fā)盤管面積之比設(shè)計(jì)為n：1；室外冷凝盤管R1、R3與空氣源熱泵制熱水系統(tǒng)室外蒸發(fā)盤管R2是兩套獨(dú)立的管道，室外冷凝盤管R1、R3內(nèi)流動(dòng)的是變制冷劑流量系統(tǒng)制冷劑，室外蒸發(fā)盤盤管R2內(nèi)流動(dòng)的是空氣源熱泵制熱水系統(tǒng)制冷劑。所述結(jié)合空氣源熱泵熱水的變制冷劑流量系統(tǒng)，變制冷劑流量系統(tǒng)制冷時(shí)制冷劑運(yùn)行方式：第一變頻壓縮機(jī)→第一四通換向閥的2a端→第一四通換向閥的2d端→變制冷劑流量系統(tǒng)室外換熱器的P3端→冷凝盤管R1、R3→變制冷劑流量系統(tǒng)室外換熱器的P4端→截止閥V1→第一分歧器→電子膨脹閥EV1～EVn→變制冷劑流量系統(tǒng)室內(nèi)機(jī)1#～n#→第二分歧器→截止閥V2→第一四通換向閥的2c端→第一四通換向閥的2b端→第一變頻壓縮機(jī)；變制冷劑流量系統(tǒng)制熱時(shí)制冷劑運(yùn)行方式：第一變頻壓縮機(jī)→第一四通換向閥的2a端→第一四通換向閥的2c端→截止閥V2→第二分歧器→變制冷劑流量系統(tǒng)室內(nèi)機(jī)1#～n#→電子膨脹閥EV1～EVn→第一分歧器→截止閥V1→變制冷劑流量系統(tǒng)室外換熱器的P4端→蒸發(fā)盤管R1、R3→變制冷劑流量系統(tǒng)室外換熱器的P3端→第一四通換向閥的2d端→第一四通換向閥的2b端→第一變頻壓縮機(jī)；空氣源熱泵熱水系統(tǒng)制冷劑側(cè)運(yùn)行方式：第二變頻壓縮機(jī)→第二四通換向閥的9a端→第二四通換向閥的9c端→截止閥V3→蓄熱水箱的11a端→換熱管→蓄熱水箱的11b端→截止閥V4→電子膨脹閥EV0→變制冷劑流量系統(tǒng)室外換熱器的P1端→蒸發(fā)盤管R2→變制冷劑流量系統(tǒng)室外換熱器的P2端→第二四通換向閥的9d端→第二四通換向閥的9b端→第二變頻壓縮機(jī)；空氣源熱泵熱水系統(tǒng)水側(cè)運(yùn)行方式：由蓄熱水箱的11c端經(jīng)三通閥V5分成兩路，一部分經(jīng)截止閥V6后用于生活用水設(shè)備，一部分經(jīng)過(guò)供水管再分流分別經(jīng)過(guò)截止閥V1-1～V1-n與對(duì)應(yīng)的室內(nèi)再熱盤管相連接，后經(jīng)過(guò)各個(gè)室內(nèi)再熱盤管出水管匯總到回水管，經(jīng)過(guò)截止閥V0、Y型過(guò)濾器、排氣閥、循環(huán)水泵接回至蓄熱水箱的11d端；補(bǔ)水系統(tǒng)連接：補(bǔ)水管經(jīng)單向閥Vn+1接至蓄熱水箱的11e端，而后進(jìn)入蓄熱水箱。所述系統(tǒng)有4種控制運(yùn)行模式，分別是制冷+制熱水模式、制熱+制熱水模式、除霜模式、制熱水模式。所述除霜模式：關(guān)閉變制冷劑流量系統(tǒng)，空氣源熱泵熱水系統(tǒng)運(yùn)行方式：第二變頻壓縮機(jī)→第二四通換向閥的9a端→第二四通換向閥的9d端→變制冷劑流量系統(tǒng)室本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種結(jié)合空氣源熱泵熱水的變制冷劑流量系統(tǒng)，其特征在于，室內(nèi)側(cè)包括n臺(tái)變制冷劑流量系統(tǒng)室內(nèi)機(jī)、n臺(tái)再熱盤管、n臺(tái)循環(huán)風(fēng)機(jī)、n+1個(gè)電子膨脹閥、一個(gè)蓄熱水箱、一臺(tái)循環(huán)水泵、一個(gè)Y型過(guò)濾器、生活熱水用水設(shè)備；室外側(cè)為一臺(tái)具有叉流換熱功能的變制冷劑流量系統(tǒng)室外機(jī)，機(jī)內(nèi)包含有一臺(tái)變制冷劑流量系統(tǒng)室外換熱器、兩臺(tái)變頻壓縮機(jī)、兩個(gè)四通換向閥和兩個(gè)制冷劑流量分歧器；組成變制冷劑流量系統(tǒng)和空氣源熱泵熱水系統(tǒng)，共用一臺(tái)變制冷劑流量系統(tǒng)室外換熱器，變制冷劑流量系統(tǒng)室外換熱器由兩邊兩排冷凝盤管R1、R3與中間一排蒸發(fā)盤管R2逆流交叉排列組成，根據(jù)夏季空調(diào)冷負(fù)荷和冬季生活熱水熱負(fù)荷的比例將變制冷劑流量系統(tǒng)的室外冷凝盤管與空氣源熱泵制熱水系統(tǒng)的室外蒸發(fā)盤管面積之比設(shè)計(jì)為n：1；室外冷凝盤管R1、R3與空氣源熱泵制熱水系統(tǒng)室外蒸發(fā)盤管R2是兩套獨(dú)立的管道，室外冷凝盤管R1、R3內(nèi)流動(dòng)的是變制冷劑流量系統(tǒng)制冷劑，室外蒸發(fā)盤盤管R2內(nèi)流動(dòng)的是空氣源熱泵制熱水系統(tǒng)制冷劑。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種結(jié)合空氣源熱泵熱水的變制冷劑流量系統(tǒng)，其特征在于，室內(nèi)側(cè)包括n臺(tái)變制冷劑流量系統(tǒng)室內(nèi)機(jī)、n臺(tái)再熱盤管、n臺(tái)循環(huán)風(fēng)機(jī)、n+1個(gè)電子膨脹閥、一個(gè)蓄熱水箱、一臺(tái)循環(huán)水泵、一個(gè)Y型過(guò)濾器、生活熱水用水設(shè)備；室外側(cè)為一臺(tái)具有叉流換熱功能的變制冷劑流量系統(tǒng)室外機(jī)，機(jī)內(nèi)包含有一臺(tái)變制冷劑流量系統(tǒng)室外換熱器、兩臺(tái)變頻壓縮機(jī)、兩個(gè)四通換向閥和兩個(gè)制冷劑流量分歧器；組成變制冷劑流量系統(tǒng)和空氣源熱泵熱水系統(tǒng)，共用一臺(tái)變制冷劑流量系統(tǒng)室外換熱器，變制冷劑流量系統(tǒng)室外換熱器由兩邊兩排冷凝盤管R1、R3與中間一排蒸發(fā)盤管R2逆流交叉排列組成，根據(jù)夏季空調(diào)冷負(fù)荷和冬季生活熱水熱負(fù)荷的比例將變制冷劑流量系統(tǒng)的室外冷凝盤管與空氣源熱泵制熱水系統(tǒng)的室外蒸發(fā)盤管面積之比設(shè)計(jì)為n：1；室外冷凝盤管R1、R3與空氣源熱泵制熱水系統(tǒng)室外蒸發(fā)盤管R2是兩套獨(dú)立的管道，室外冷凝盤管R1、R3內(nèi)流動(dòng)的是變制冷劑流量系統(tǒng)制冷劑，室外蒸發(fā)盤盤管R2內(nèi)流動(dòng)的是空氣源熱泵制熱水系統(tǒng)制冷劑。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述結(jié)合空氣源熱泵熱水的變制冷劑流量系統(tǒng)，其特征在于，變制冷劑流量系統(tǒng)制冷時(shí)制冷劑運(yùn)行方式：第一變頻壓縮機(jī)→第一四通換向閥的2a端→第一四通換向閥的2d端→變制冷劑流量系統(tǒng)室外換熱器的P3端→冷凝盤管R1、R3→變制冷劑流量系統(tǒng)室外換熱器的P4端→截止閥V1→第一分歧器→電子膨脹閥EV1～EVn→變制冷劑流量系統(tǒng)室內(nèi)機(jī)1#～n#→第二分歧器→截止閥V2→第一四通換向閥的2c端→第一四通換向閥的2b端→第一變頻壓縮機(jī)；變制冷劑流量系統(tǒng)制熱時(shí)制冷劑運(yùn)行方式：第一變頻壓縮機(jī)→第一四通換向閥的2a端→第一四通換向閥的2c端→截止閥V2→第二分歧器→變制冷劑流量系統(tǒng)室內(nèi)機(jī)1#～n#→電子膨脹閥EV1～EVn→第一分歧器→截止閥V1→變制冷劑流量系統(tǒng)室外換熱器的P4端→蒸發(fā)盤管R1、R3→變制冷劑流量系統(tǒng)室外換熱器的P3端→第一四通換向閥的2d端→第一四通換向閥的2b端→第一變頻壓縮機(jī)；空氣源熱泵熱水系統(tǒng)制冷劑側(cè)運(yùn)行方式：第二變頻壓縮機(jī)→第二四通換向閥的9a端→第二四通換向閥的9c端→截止閥V3→蓄熱水箱的11a端→換熱管→蓄熱水箱的11b端→截止閥V4→電子膨脹閥EV0→變制冷劑流量系統(tǒng)室外換熱器的P1端→...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：陳劍波，陳瑩，趙蒙，顧娟，王成武，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：上海理工大學(xué)，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：上海,31