整體式水源熱泵裝置的製作方法

2023-05-11 13:19:11 4

專利名稱：：整體式水源熱泵裝置的製作方法
技術領域：
：本實用新型涉及一種整體式水源熱泵裝置。
背景技術：
：空調設備欲實現冷暖切換，目前主要有兩種方式。一種方式是製冷系統上採用四通換向閥，通過四通換向閥切換製冷劑流向而實現製冷、制熱的轉換。但是，這種熱泵系統的蒸發器和冷凝器的換熱面積基本相當，而製冷模式下和制熱模式下的節流結構相差比4交大，因此需要相對應的兩套節流元件，四通換向閥洩漏和換向可靠性也經常導致系統故障。因此這種熱泵空調系統結構複雜，製造成本高，製冷管路連接點多，容易洩漏，但系統自動化程度高，一般不需要專人維護，常見於空氣源熱泵。另外一種方式是通過切換載冷劑和載熱劑在蒸發器、冷凝器上的流動來實現製冷、制熱的轉換，常見於水源熱泵等大中型製冷設備中。通過水路切換系統上的閥門開關組合，實現冷凍水和冷卻水在蒸發器、冷凝器上的切換，而製冷劑流向不變。這種製冷系統結構簡單，但安裝複雜，一般需要專人維護。另外，對於蒸發器內使用水與製冷劑換熱的制冷機組，經常由於水流量過小等引起蒸發溫度過低或者蒸發器發生堵塞，從而導致換熱器內部結冰，嚴重時甚至凍裂換熱器，導致製冷劑洩漏，製冷系統進水，石皮壞製冷部件，影響經濟效益，損壞品牌形象。
實用新型內容本實用新型所要解決的第一個技術問題是提供一種具有改善防凍效果的整體式水源熱泵裝置。本實用新型所要解決的第二個技術問題是提供一種可減少節流元件，減少製冷系統洩漏點、提高製冷系統運行可靠性的整體式水源熱泵裝置。根據本實用新型的第一個方面，包括製冷循環系統，製冷循環系統包括依次連接的壓縮機、冷凝器、儲液罐、節流元件、以及蒸發器，其中，還包括具有多組水路切換系統的水路系統，各水路切換系統連接到冷凝器和蒸發器。在上述整體式水源熱泵裝置中，優選方式為，水^各切換系統為兩組，其中一組7K3各切4灸系統包括第一閥門、第二閥門、第七閥門和第八閥門，另一組水3各切換系統包4舌第三閥門、第四閥門、第五閥門和第六閥門，第一閥門和第八閥門依次連接在冷凝器的水路第一端與蒸發器的水路第二端之間，第二閥門和第七閥門依次連接在冷凝器的水路第一端與蒸發器的水路第二端之間，並與第一閥門和第八閥門並列布置，第三閥門和第六閥門依次連接在冷凝器的水路第二端與蒸發器的水路第一端之間，第四閥門和第五閥門依次連接在冷凝器的水路第二端與蒸發器的水路第一端之間，並與第三閥門和第六閥門並列布置，第一閥門和第八閥門之間設置有第一流體第一接口，第二閥門和第七閥門之間設置有第二流體第一接口，第三閥門和第六閥門之間設置有第一流體第二接口，第四閥門和第五閥門之間設置有第二流體第二接口。另外，在上述整體式水源熱泵裝置中，冷凝器的水路第一端對應於冷凝器的製冷劑輸入端，冷凝器的水路第二端對應於冷凝器的製冷劑輸出端，蒸發器的水路第一端對應於蒸發器的製冷劑輸入端，蒸發器的水路第二端對應於蒸發器的製冷劑輸出端。優選方式為，在上述整體式水源熱泵裝置中，第一閥門、第二閥門、第三閥門、第四閥門、第五閥門、第六閥門、第七閥門、和第八閥門為二位二通閥。其中，四個二位二通閥門互相連^妾組成的閥門組中，任一個二位二通閥門都可以與其相鄰的其中一個二位二通閥門一體形成為一個二^f立三通閥門。另外，在上述整體式水源熱泵裝置中，第一流體為室外水，第二流體為使用水；也可以是第一流體為1"吏用水，第二流體為室外水。在本實用新型的整體式水源熱泵裝置中，由於採用整體式組合結構，將傳統的空調水路切換系統的轉換閥門整合進入機組中，通過控制不同閥門的開啟組合，可以實現機組的各種運行模式的轉換，從而可省略四通換向閥，減少了節流元件，且減少了製冷系統洩漏點，提高了製冷系統運行可靠性。並且，通過將中央空調水路切換系統整合到制冷機組之中，還縮短了工程安裝周期，提高了整個才幾組的自動化控制程度。另外，根據本實用新型的第二個方面的整體式水源熱泵裝置，是在上述任一整體式水源熱泵裝置中還包括還包括防凍裝置，防凍裝置具有旁通閥門，旁通閥門連接在冷凝器的製冷劑輸出端與蒸發器的製冷劑輸入端之間，並與節流元件並列布置。在上述整體式水源熱泵裝置中，旁通閥門的輸入端連4妄到節流元件的輸入端，旁通閥門的輸出端連接到節流元件的輸出端。另外，在上述整體式水源熱泵裝置中，還包括乾燥過濾器，設置在儲液罐之後，節流元件的輸入端和旁通閥門的輸入端的連接處之前。優選方式為，上述整體式水源熱泵裝置還包括氣液分離器，設置在蒸發器的製冷劑輸出端與壓縮機的輸入端之間。在上述整體式水源熱泵裝置中，由於"i殳置有旁通閥門，乂人而防止了蒸發器內部的蒸發溫度由於內部堵塞或者水流量不足等原因而過於降低，增強了防凍效果。圖1是根據本實用新型的整體式水源熱泵裝置的結構原理示意圖。圖2是才艮據本實用新型一實施例的整體式水源熱泵裝置的防凍控制方法的流程圖。具體實施方式以下結合附圖與實施例對本實用新型的整體式水源熱泵裝置及其防凍控制方法進行詳細描述。圖1是^^艮據本實用新型的整體式水源熱泵裝置的結構原理示意圖，如圖所示，整體式水源熱泵裝置包括製冷循環系統10、具有多組水;洛切換系統20(在本實施例中為兩組)的水路系統、以及防凍裝置。製冷循環系統10包括壓縮才幾11、冷凝器12、高壓儲液罐13、乾燥過濾器14、節流元件15、蒸發器17、以及氣液分離器18。4妄著對製冷循環系統10的連4妄方式加以i兌明，製冷循環系統10中的壓縮機11一端與冷凝器12相連接，冷凝器12通過高壓儲液罐13與乾燥過濾器14相連4妄，利用並聯的節流元件15和旁通閥門30使乾燥過濾器14與蒸發器17連接在一起，並且，壓縮才幾ll的另外一端通過氣液分離器18與蒸發器17相連4妄，如此構成製冷循環系統IO。在該整體式水源熱泵裝置中，並聯在製冷循環系統10的節流元件15上的旁通閥門30和連4妄管構成本實用新型的防凍裝置。如圖1所示，各水i洛切換系統20均連4矣到冷凝器12和所述蒸發器17上。其中一組水;洛切換系統20包括第一閥門VI、第二閥門V2、第七閥門V7和第八閥門V8，另一組水路切換系統20包括第三閥門V3、第四閥門V4、第五閥門V5和第六閥門V6。並且，第一閥門VI和第爿\閥門V8依次連4妄在冷;疑器12的水路第一端與蒸發器17的水路第二端之間，第二閥門V2和第七閥門V7依次連接在冷凝器12的水路第一端與蒸發器17的水路第二端之間，並與第一閥門VI和第/\閥門V8並列布置，第三閥門V3和第六閥門V6依次連接在冷凝器12的水路第二端與蒸發器17的水路第一端之間，第四閥門V4和第五閥門V5依次連接在冷凝器12的水路第二端與蒸發器17的水^各第一端之間，並與第三閥門V3和第六閥門V6並列布置。另夕卜，在第一閥門VI和第八閥門V8之間設置有第一流體第一"J妄口28，在第二閥門V2和第七閥門V7之間i殳置有第二流體第一接口22，在第三閥門V3和第六閥門V6之間設置有第一流體第二接口24,在第四閥門V4和第五閥門V5之間設置有第二流體第二接口26。在本實用新型的整體式水源熱泵裝置中，冷凝器12的水路第一端對應於冷凝器12的製冷劑輸入端，冷凝器12的水路第二端對應於冷凝器12的製冷劑輸出端，蒸發器17的水^^第一端對應於蒸發器17的製冷劑輸入端，蒸發器17的水路第二端對應於蒸發器17的製冷劑輸出端。在圖1中，第一閥門VI、第二閥門V2、第三閥門V3、第四閥門V4、第五閥門V5、第六閥門V6、第七閥門V7、和第乂\閥門V8均為二位二通閥。但是，四個二位二通閥門互相連接組成的閥門組中，也可以採取任一個二位二通閥門與其相鄰的其中一個二位二通閥門一體形成為一個二^f立三通閥門。另外，考慮水;洛切換系統20和製冷循環系統10順流、逆流的換熱方式，各組水i各切換系統20與蒸發器17、冷凝器12的連4妄並不限定於上述連4妄方式，只要水路切換系統20與蒸發器17、冷凝器12的連接滿足以下條件即可水路切換系統20的一個連接口與蒸發器17或者冷凝器12中的一個相連接，則該連接口的對角連接口必須與蒸發器17或者冷凝器12中的另外一個相連接。閥門組剩餘的接口與室外水系統、使用水系統的連接原則與這個原則相同。兩個原則滿足後即可以4艮據實際連4妄情況只於閥門VI~V8進4亍開或者關的組合，實現多模式運行的轉換。本實用新型的整體式水源熱泵裝置具有製冷、制熱以及直4妾冷卻三種運行模式，下面結合圖1及表1至表4說明各模式的運行狀態。為描述方便，以下說明中定義室外水為第一流體，使用水為第二流體。實際應用中也可以定義室外水為第二流體，^吏用水為第一流體，^旦對應的流程也需要進^f於相應的改變。1、製冷運4亍才莫式閥門Vl-V8的開關狀態、室外水(即第一流體)和4吏用水(即第二流體)的流程參見表1。表1tableseeoriginaldocumentpage102、制熱運4亍才莫式閥門V1V8的開關狀態、室外水(即第一流體)和使用水(即第二流體)的流程參見表2。tableseeoriginaldocumentpage11此外，本實用新型的整體式水源熱泵裝置使用的水，並不限於公眾所知的普通水，也包括製冷空調行業所熟知的諸如乙二醇水溶液、氯化鈣水溶液等；另外，對於各種運行模式所列表格中的室外水或者使用水的流動方向用—，，表示，但也可以由"—"改為，，。採用整體式組合結構，將目前傳統的空調水路切換系統的轉換閥門整合進入機組中，通過控制水路切換系統的閥門開關，可實現才幾組的三種運行才莫式即製冷、制熱和直4妄冷卻的轉換，乂人而省略了四通換向閥，減少了節流元件，同時減少了製冷系統洩漏點，^提高了製冷系統運行可靠性。另外，通過將中央空調水路切換機構整合到制冷機組之中，還縮短了工程安裝周期，可提高整個機組的自動化控制程度。接著，詳細說明本實用新型的整體式水源熱泵裝置的防凍控制方法，具體是指整體式水源熱泵裝置的蒸發器17的防凍控制方法。參照圖2所示對該方法進4亍i兌明。首先，在步驟a)中對蒸發器17內的蒸發溫度T進行檢測；接著，在步驟b)中，將檢測到的蒸發溫度T與一預設的防凍設定值TL進行對比，如果檢測到的蒸發溫度T高於防凍設定值TL,則返回所述步驟a)，如果4企測到的蒸發溫度T不高於防凍設定值TL,則進入下一步-驟c);在步驟c)中，啟動旁通閥門30，同時啟動機組警報系統，提示蒸發器17內部的蒸發溫度T過低，同時記錄報警時間；接著進入步驟d),一企測蒸發器17的水流量V;然後在步-驟e)中將4企測到的水流量V與一預i殳的^f呆護流量Vl進行對比，如果檢測到的水流量V高於所述的保護流量Vl,進入步驟f);如果4企測到的水流量V不高於所述的^f呆護流量Vl，進入步驟fl);在步驟f)中，判斷該次才艮警是否是本次壓縮才幾啟動以後的第一次報警，如果本次報警是本次壓縮機啟動以後的第一次報警，進入步驟g);如果本次報警不是本次壓縮機啟動以後的第一次報警，進入步驟j);在步驟g)中，對蒸發器17的蒸發溫度T進行檢測；緊接著在步驟h)中將檢測到的蒸發溫度T與一預設的解除防凍設定值TH進行對比，如果檢測到的蒸發溫度T低於解除防凍設定但Th，則返回步驟g)，如果檢測到的蒸發溫度T不低於防凍設定值丁h,則進入下一步驟i);步驟i)中，關閉旁通閥門30，關閉報警系統，並返回步驟a)。另外，在步驟f)中如果判斷出本次報警不是本次壓縮機啟動以後的第一次報警，進入步驟j)，則在步驟j)中利用步驟c)中記錄的時間計算本次報警與上一次報警之間的時間間隔t,然後進入下一步驟k);在步驟k)中，將計算得出的時間間隔t與一預i殳的時間間隔t0進4亍對比，如果計算出的時間間隔t高於所述預i殳時間間隔to，則進入步驟g);如果計算出的時間間隔t不高於所述預設時間間隔t0,則進入步驟m);步驟m)中，順序關閉旁通閥門30、壓縮機11和水路系統20，保持報警。前面所述步驟e)中，如果檢測到的水流量V不高於所述的保護流量Vl,進入步驟fl),所述的步驟fl)為才企測蒸發器17內的蒸發溫度T，然後進入步驟gl);步驟gl):將4金測到的蒸發溫度T與一預i殳的解除防凍i殳定值丁h進^於對比，如果4企測到的蒸發溫度T4氏於解除防凍，沒定值TH，則返回步驟fl),如果檢測到的蒸發溫度T不低於防凍設定值TH，則進入下一步莩《hl);在步-驟hl)中，關閉旁通閥門30,然後關閉壓縮才幾ll,並開始計時，進入步驟il);步驟il)為經過一預設時間^後檢測蒸發器17的水流量V，然後進入步驟jl);在步驟jl)中，將檢測到的水流量V與一預設的解除保護流量VH進行對比，如果4全測到的水流量V4氐於所述的解除保護流量Vh,進入步驟kl);如果檢測到的水流量V不低於所述的保護流量Vh,則進入步驟ml);在步驟kl)中，關閉水路系統20，並保持報警；在步驟jl)中才會測到的水流量V不4氐於所述的<呆護流量Vh而進入所述的步驟ml)時，重新開啟壓縮4幾11,並關閉才艮警系統，然後返回步-驟a)。另外，所有步驟中所涉及的IY和TH、Vl和Vh，to和h都可以根據實際情況進行預設。綜上所述，根據本實用新型的整體式水源熱泵裝置的防凍控制方法，通過控制旁通閥門30來控制流入蒸發器17的製冷劑量，可防止蒸發器17內部的蒸發溫度由於內部堵塞或者水流量不足而過於降低，從而可對才幾組運行和防凍採取有效的保護措施。以上^f又為本實用新型的伊C選實施例而已，並不用於限制本實用新型。在上述實施例中，本實用新型可以有各種更改和變化。凡在本實用新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護範圍之內。符號說明10製冷循環系統11壓縮扭j13高壓4諸液罐15節流元件17蒸發器22第二流體4妄口一26第二流體接口二VI~V8二4立二通閥門TL防凍i殳定l直V蒸發器的水流量VH解除^f呆護流量to預i殳時間間隔207K^各切:換系統12冷凝器14乾燥過濾器30旁通閥門18氣液分離器24第一流體接口二28第一流體接口一T蒸發溫度TH解除防凍i殳定佳，Vl保護流量t時間間隔t,預"i殳的時間權利要求1.一種整體式水源熱泵裝置，包括製冷循環系統(10)，所述製冷循環系統(10)包括依次連接的壓縮機(11)、冷凝器(12)、儲液罐(13)、節流元件(15)、以及蒸發器(17)，其特徵在於，還包括具有多組水路切換系統(20)的水路系統，所述各水路切換系統(20)連接到所述冷凝器(12)和所述蒸發器(17)。2.根據權利要求1所述的整體式水源熱泵裝置，其特徵在於，所述水路切換系統(20)為兩組，其中一組所述水路切換系統(20)包括第一閥門(VI)、第二閥門(V2)、第七閥門(V7)和第八閥門(V8),另一組所述水路切換系統(20)包括第三閥門(V3)、第四閥門(V4)、第五閥門(V5)和第六閥門(V6),所述第一閥門(VI)和所述第/\閥門(V8)依次連接在所述冷凝器(12)的水路第一端與所述蒸發器(17)的水路第二端之間，所述第二閥門(V2)和所述第七閥門(V7)依次連接在所述冷凝器(12)的水路第一端與所述蒸發器(17)的水路第二端之間，並與所述第一閥門(Vl)和所述第八閥門(V8)並列布置，所述第三閥門(V3)和所述第六閥門(V6)依次連接在所述冷凝器(12)的水路第二端與所述蒸發器(17)的水路第一端之間，所述第四閥門(V4)和所述第五閥門(V5)依次連接在所述冷凝器(12)的水路第二端與所述蒸發器(17)的水路第一端之間，並與所述第三閥門(V3)和所述第六閥門(V6)並歹'J布置，所述第一閥門(VI)和所述第/v閥門(V8)之間i殳置有第一流體第一4妄口(28)，所述第二閥門(V2)和所述第七閥門(V7)之間設置有第二流體第一^妾口(22),所述第三閥門(V3)和所述第六閥門(V6)之間i殳置有第一流體第二4妄口(24)，所述第四閥門(V4)和所述第五閥門(V5)之間i殳置有第二流體第二才妄口(26)。3.根據權利要求2所述的整體式水源熱泵裝置，其特徵在於所述冷凝器(12)的水路第一端對應於所述冷凝器(12)的製冷劑豸lr入端，所述冷凝器(12)的水路第二端對應於所述冷凝器(12)的製冷劑輸出端，所述蒸發器(17)的水路第一端對應於所述蒸發器(17)的製冷劑輸入端，所述蒸發器(17)的水^^第二端對應於所述蒸發器(17)的製冷劑輸出端。4.根據權利要求3所述的整體式水源熱泵裝置，其特徵在於，所述第一閥門(Vl)、第二閥門(V2)、第三閥門(V3)、第四閥門(V4)、第五閥門(V5)、第六閥門(V6)、第七閥門(V7)、和第/\閥門(V8)為二^f立二通閥。35.根據權利要求4所述的整體式水源熱泵裝置，其特徵在於四個所述的二位二通閥門互相連^妄組成的閥門組中，任一個所述二位二通閥門都可以與其相鄰的其中一個所述二位二通閥門一體形成為一個二^立三通閥門。6.根據權利要求1至5中任一項所述的整體式水源熱泵裝置，其特徵在於還包括防凍裝置，所述防凍裝置具有旁通閥門(30)，所述旁通閥門(30)連4妄在所述冷凝器(12)的製冷劑^T出端與所述蒸發器(17)的製冷劑輸入端之間，並與所述節流元件(15)並列布置。7.根據權利要求6所述的整體式水源熱泵裝置，其特徵在於，所述旁通閥門(30)的輸入端連4妾到所述節流元件(15)的輸入端，所述旁通閥門(30)的輸出端連接到所述節流元件(15)的車lr出端。8.根據權利要求7所述的整體式水源熱泵裝置，其特徵在於，還包括乾燥過濾器(14),設置在所述儲液罐(13)之後，所述節流元件(15)的輸入端和所述旁通閥門(30)的輸入端的連接處之前。9.根據權利要求8所述的整體式水源熱泵裝置，其特徵在於，還包括氣液分離器(18)，設置在所述蒸發器(17)的製冷劑輸出端與所述壓縮才幾(11)的4ir入端之間。專利摘要本實用新型公開了一種整體式水源熱泵裝置。該整體式水源熱泵裝置包括製冷循環系統，該製冷循環系統包括製冷循環系統(10)，所述製冷循環系統(10)包括依次連接的壓縮機(11)、冷凝器(12)、儲液罐(13)、節流元件(15)、以及蒸發器(17)，還包括具有多組水路切換系統(20)的水路系統，所述各水路切換系統(20)連接到所述冷凝器(12)和所述蒸發器(17)。由此，通過採用水路切換系統可減少節流元件，從而提高製冷系統運行可靠性。文檔編號F25B29/00GK201069286SQ20072015547公開日2008年6月4日申請日期2007年8月17日優先權日2007年8月17日發明者徐明仿,肖洪海,馬穎江,黃玉優申請人:珠海格力電器股份有限公司