CN113739238A - 一种单水侧换热器的热泵三联供*** - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种单水侧换热器的热泵三联供***，包括压缩机、室外换热器、室内换热器、水侧换热器、水盘管换热器和地暖盘管，并通过采用多个三通阀进行连接，构成冷媒循环回路和水循环回路，可在冬季制热时，同时制取生活热水和地暖热水，并避免了并联***因水温不同而造成冷媒偏流，以及由此带来的能力分配失衡等问题。在夏季制冷运行时，还可通过冷凝废热回收的方式进行制热水，极大的提高了机组能效，节能环保。而且，本发明采用一个水侧换热器，使结构更简单，易于安装检修，值得推广。
Description
技术领域
本发明涉及一种空调***，尤其是一种包括空调、地板采暖和生活热水三种功能的***，具体的说是一种单水侧换热器的热泵三联供***。
背景技术
近年来，带有生活热水的三联供热泵***受到了广泛关注，它将空调、地板采暖、生活热水三种功能集成到一套***中，节省用户成本和安装空间。
现有的比较成熟三联供技术中，大多都采用地暖水、和生活热水两个独立的换热器。但是，由于这两个***所需求的水温大不相同，所以这两个***冷媒的冷凝温度也差异很大。在两***并联的情况下，冷媒的分配会极不均匀，易造成冷媒向低温侧囤积。而且，对控制精度的要求极高，导致***管路结构复杂、生产工艺繁琐、成本高、维护难度大，特别是使用新型易燃的环保冷媒时冷媒管路接口多也易造成泄漏，安全性不高。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种单水侧换热器的热泵三联供***，可避免冷媒偏流和***能力分配失衡等问题，而且，还可对冷凝废热进行回收，提高机组能效，节能环保。
本发明的技术方案是：
一种单水侧换热器的热泵三联供***，包括压缩机、室外换热器、室内换热器、水侧换热器、水盘管换热器和地暖盘管，所述***包括以下连接：
所述压缩机的排气口连接第三冷媒三通阀的c端，其吸气口与气液分离器的出口相连；该气液分离器的进口同时连接第一冷媒三通阀的b端和第二冷媒三通阀的a端；
所述室外换热器的H1端连接第一冷媒三通阀的c端，其H2端与所述室内换热器的G2端相连；该室内换热器的G1端连接第二冷媒三通阀的c端；
所述水侧换热器的E1端同时连接所述第一冷媒三通阀的a端、第二冷媒三通阀的b端和第三冷媒三通阀的a端，其E2端连接所述第三冷媒三通阀的b端，其E3端连接第一水侧三通阀的c端，其E4端连接第二水侧三通阀的a端；该第一水侧三通阀的a端和第二水侧三通阀的c端相连；
所述水盘管换热器设置蓄热水箱中，其D1端连接所述第一水侧三通阀的b端，其D2端同时连接所述第一水侧三通阀的a端和第二水侧三通阀的c端；
所述地暖盘管的F1端连接所述第二水侧三通阀的b端，其F2端同时连接所述水侧换热器的E4端和所述第二水侧三通阀的a端；
所述第一冷媒三通阀、第二冷媒三通阀、第三冷媒三通阀、第一水侧三通阀和第二水侧三通阀均为三位三通阀。
进一步的，所述室外换热器的H2端和所述室内换热器的G2端分别设有电子膨胀阀。
进一步的，所述室外换热器与室内换热器之间设有储液器。
进一步的，所述水侧换热器的E1端、水盘管换热器的D2端和地暖盘管的F2端分别设有单向阀。
进一步的，所述水侧换热器的E3端设有水泵。
进一步的，所述室内换热器的G2端与所述水侧换热器的E1端相连，并在该连接管路上设有第一电动球阀；所述室内换热器的G1端上设有第二电动球阀。
进一步的，所述室内换热器为多个，并联连接。
本发明的有益效果：
本发明三联供***采用一个水侧换热器，可在冬季制热时，同时制取生活热水和地暖热水，避免了并联***因水温不同而造成冷媒偏流，以及由此带来的能力分配失衡等问题。在夏季制冷运行时，还可通过冷凝废热回收的方式进行制热水，极大的提高了机组能效，节能环保。而且，本发明结构简单，易于安装检修，值得推广。
附图说明
图1是本发明的***结构示意图。
其中，1—压缩机、2—气液分离器、3—第一冷媒三通阀、4—第二冷媒三通阀、5—第三冷媒三通阀、6—冷媒侧单向阀、7—水侧换热器、8—水泵、9—第一水侧三通阀、10—第二水侧三通阀、11—蓄热水箱、12—地暖盘管、13—第一电动球阀、14—室外换热器、15—室外风机、16—室外电子膨胀阀、17—第二电动球阀、18—储液器、19—水侧第一单向阀、20—水侧第二单向阀、21—室内电子膨胀阀、22—室内风机、23—室内换热器、24—水盘管换热器、100—多联室内机模块。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。
如图1所示。
一种单水侧换热器的热泵三联供***，包括压缩机1、室外换热器14、室内换热器23、水侧换热器7、水盘管换热器24和地暖盘管12等，并包括以下连接：
所述压缩机1的排气口连接第三冷媒三通阀5的c端，其吸气口与气液分离器2的出口相连；该气液分离器2的进口同时连接第一冷媒三通阀的b端和第二冷媒三通阀4的a端；
所述室外换热器14的H1端连接第一冷媒三通阀3的c端，其H2端与所述室内换热器23的G2端相连；该室内换热器23的G1端连接第二冷媒三通阀4的c端；其中，所述室外换热器14的H2端设有室外电子膨胀阀16；所述室内换热器23的G2端设有室内电子膨胀阀21；而且，所述室外换热器14与室内换热器23之间的管路上设有储液器18，可对***中的冷媒进行调节；同时，所述室外换热器14上设有室外风机15，所述室内换热器23上设有室内风机22，可提高换热效率。
所述水侧换热器7包括E1、E2、E3和E4端，其中，E1端和E2端为冷媒端，E3端和E4端为水路端；所述E1端同时连接所述第一冷媒三通阀3的a端、第二冷媒三通阀4的b端和第三冷媒三通阀5的a端；所述E2端连接所述第三冷媒三通阀5的b端；所述E3端连接第一水侧三通阀9的c端；所述E4端连接第二水侧三通阀10的a端；该第一水侧三通阀9的a端和第二水侧三通阀10的c端相连；同时，所述E1端还设有冷媒侧单向阀6，可防止冷媒逆流。所述E3端还设有水泵8，可促进循环水的流动。
所述水盘管换热器24设置于蓄热水箱11中，其D1端连接所述第一水侧三通阀9的b端，其D2端同时连接所述第一水侧三通阀9的a端和第二水侧三通阀10的c端；同时，所述D2端设有水侧第一单向阀19，且方向为离开D2端口，防止发生逆流；
所述地暖盘管12的F1端连接所述第二水侧三通阀10的b端，其F2端同时连接所述水侧换热器7的E4端和所述第二水侧三通阀10的a端；其中，所述F2端还设有水侧第二单向阀20，且其方向为离开所述F2端口，防止发生逆流。
所述第一冷媒三通阀3、第二冷媒三通阀4、第三冷媒三通阀5、第一水侧三通阀9和第二水侧三通阀10均为三位三通阀，可以受控而具有两种通路状态和一种维持状态。该维持状态是指三路互不相通、无液体流动的状态。
进一步的，所述室内换热器23的G2端与所述水侧换热器7的E1端相连，并在该连接管路上设有第一电动球阀13；同时，所述室内换热器23的G1端上设有第二电动球阀17，可方便对室内机进行控制。
进一步的，所述室内换热器可为多个，并联连接，形成多联室内机模块100，方便使用。
本发明三联供***的蓄热水箱11用于制热水，供生活用水使用；地暖盘管12用于地暖制热，供冬季采暖使用；多联室内机模块100用于制冷制热，供夏季制冷或冬季制热使用。
1）本发明三联供***在夏季制冷时，可以运行制热水+空调制冷模式，也可以只运行空调制冷模式，具体如下：
1.1）制热水+空调制冷模式，此时，第一冷媒三通阀3的a、c端相通，第二冷媒三通阀4的a、c端相通，第三冷媒三通阀5的b、c端相通，第一电动球阀13关闭不通冷媒，第二电动球阀17打开；第一水侧三通阀9的b、c端相通，第二水侧三通阀10的a、c端相通，水泵8开启。
此时，高温高压冷媒从压缩机1排出，经过第三冷媒三通阀5的b、c端后进入水侧换热器7进行第一次冷凝放热，将水路中的循环水加热升温。升温后的循环水经过第一水侧三通阀9的b、c端进入水盘管换热器24，并将蓄热水箱中生活热水加热，实现废热利用。然后，水盘管换热器24中冷却后的循环水经过第二水侧三通阀10的a、c端后返回水侧换热器7，并再次被加热。同时，在水侧换热器7中第一次冷凝放热后的冷媒，经过冷媒侧单向阀6、第一冷媒三通阀3的a、c端后进入室外换热器14进行第二次冷凝放热；同时，室外风机15按预设转速运行，提高换热效率。然后，经过第二次冷凝放热后的冷媒，再经室外电子膨胀阀16后进入储液器18，可***中多余的冷媒储存在此，其余的冷媒进入室内多联机模块100，经过室内电子膨胀阀21的节流后变成低温低压的冷媒，进入室内换热器23进行蒸发吸热，将室内空气降温；同时，室内风机22按预设转速运行，提高换热效率。蒸发后的冷媒从室内多联机模块100出来，再经过第二电动球阀17后，由第二冷媒三通阀4的a、c端进入气液分离器2，使其中的液态冷媒沉入底部，气态冷媒回到压缩机，完成一次制冷循环。
在上述模式中，若只运行空调制冷模式，或蓄热水箱中的生活热水水温达到预设温度时，可使第三冷媒三通阀5切换为a、c端相通，使冷媒不经过水侧换热器7，其余步骤与上述模式相同。
2）所述三联供***在冬季时可以运行制热水+空调制热模式，也可以运行制热水+地暖制热模式，或只运行制热水模式，或只运行地暖制热模式，或只运行空调制热模式，具体如下：
2.1）制热水+空调制热模式，第一冷媒三通阀3的b、c端相通，第二冷媒三通阀4的b、c端相通，第三冷媒三通阀5的b、c端相通，第一电动球阀13关闭不通冷媒，第二电动球阀17打开，第一水侧三通阀9的b、c端相通，第二水侧三通阀10的a、c端相通，水泵8开启。
此时，高温高压冷媒从压缩机1排出，经过第三冷媒三通阀5的b、c端后进入水侧换热器7进行第一次冷凝放热，并将里面的循环水加热升温。升温后的循环水经过第一水侧三通阀9的b、c端进入水盘管换热器24，并将蓄热水箱中生活热水加热。换热冷却后的循环水经过第二水侧三通阀10的a、c端返回水侧换热器7，并再次被加热。同时，在水侧换热器7中第一次冷凝放热后的冷媒，经过冷媒单向阀6、第二冷媒三通阀4的b、c端后进入多联室内机模块100，并在室内换热器23中进行第二次冷凝放热，将室内空气升温。同时，室内风机22按预设转速运行，提高换热效率。然后，经过第二次冷凝放热后的冷媒，再经室内电子膨胀阀21后进入储液器18，将***中多余的冷媒储存在此，其余的冷媒经过室外电子膨胀阀16的节流后变为低温低压的冷媒，然后进入室外换热器14进行蒸发吸热，同时，室外风机15按预设转速运行，提高换热效率。蒸发后的冷媒经过第一冷媒三通阀3的b、c端进入气液分离器2，使液态冷媒沉入底部，气态冷媒回到压缩机，完成一次制热循环。
在上述模式中，若只运行空调制热模式，或蓄热水箱中的生活热水水温达到预设温度，则第三冷媒三通阀5切换为a、c端相通，使冷媒不经过水侧换热器7，其余步骤与上述模式相同。
2.2）制热水+地暖制热模式，此时，第一冷媒三通阀3的b、c端相通；第二冷媒三通阀4切换为维持状态，不通冷媒；第三冷媒三通阀5的b、c端相通；第一电动球阀13打开；第二电动球阀17关闭。多联室内机模块100中所有室内电子膨胀阀21关闭不通冷媒。第一水侧三通阀9的b、c端相通，第二水侧三通阀10的b、c端相通，水泵8开启。
此时，高温高压冷媒从压缩机1排出，经过第三冷媒三通阀5的b、c端后进入水侧换热器7进行冷凝放热，并将里面的循环水加热升温；升温后的循环水经过第一水侧三通阀9的b、c端进入水盘管换热器24进行第一次放热，将蓄热水箱中生活热水加热。然后，循环水经过第二水侧三通阀b、c端进入地暖盘管进行第二放热。此时的循环水温依然高于室内温度，可以将室内的温度加热升温，实现制热的目的。第二次放热后的循环水经过第二水侧单向阀20后返回水侧换热器7，完成循环水的循环，并再次被加热。同时，在水侧换热器7中冷凝放热后的冷媒，经过冷媒单向阀6、第一球阀13后进入储液器18，将***中多余的冷媒储存在此，其余的冷媒经过室外电子膨胀阀16的节流后变为低温低压的冷媒，然后进入室外换热器14进行蒸发吸热，同时，室外风机15按预设转速运行，提高换热效率。蒸发后的冷媒经过第一冷媒三通阀3的b、c端进入气液分离器2，使液态冷媒沉入底部，气态冷媒回到压缩机，完成一次制热循环。
在上述模式中，若只运行制热水，则第二水侧三通阀10切换为a、c相同，使循环水不经过地暖盘管而直接回流水侧换热器7，其余步骤与上述实施例相同。若只运行地暖制热，或蓄热水箱中的生活热水水温达到预设温度，则第一水侧三通阀9切换为a、c相通，使循环水不经过蓄热水箱11而直接进入地暖盘管12，其余步骤与上述模式相同。
本发明可在冬季制热时，同时制取生活热水和地暖热水，避免了并联***因水温不同而造成冷媒偏流，以及由此带来的能力分配失衡等问题。在夏季制冷运行时，还可通过冷凝废热回收的方式进行制热水，极大的提高了机组能效，节能环保。而且，本发明采用一个水侧换热器，使结构更简单，易于安装检修，值得推广。
本发明未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。
Claims (7)
1.一种单水侧换热器的热泵三联供***，包括压缩机、室外换热器、室内换热器、水侧换热器、水盘管换热器和地暖盘管，其特征是，所述***包括以下连接：
所述压缩机的排气口连接第三冷媒三通阀的c端，其吸气口与气液分离器的出口相连；该气液分离器的进口同时连接第一冷媒三通阀的b端和第二冷媒三通阀的a端；
所述室外换热器的H1端连接第一冷媒三通阀的c端，其H2端与所述室内换热器的G2端相连；该室内换热器的G1端连接第二冷媒三通阀的c端；
所述水侧换热器的E1端同时连接所述第一冷媒三通阀的a端、第二冷媒三通阀的b端和第三冷媒三通阀的a端，其E2端连接所述第三冷媒三通阀的b端，其E3端连接第一水侧三通阀的c端，其E4端连接第二水侧三通阀的a端；该第一水侧三通阀的a端和第二水侧三通阀的c端相连；
所述水盘管换热器设置蓄热水箱中，其D1端连接所述第一水侧三通阀的b端，其D2端同时连接所述第一水侧三通阀的a端和第二水侧三通阀的c端；
所述地暖盘管的F1端连接所述第二水侧三通阀的b端，其F2端同时连接所述水侧换热器的E4端和所述第二水侧三通阀的a端；
所述第一冷媒三通阀、第二冷媒三通阀、第三冷媒三通阀、第一水侧三通阀和第二水侧三通阀均为三位三通阀。
2.根据权利要求1所述的单水侧换热器的热泵三联供***，其特征是，所述室外换热器的H2端和所述室内换热器的G2端分别设有电子膨胀阀。
3.根据权利要求1所述的单水侧换热器的热泵三联供***，其特征是，所述室外换热器与室内换热器之间设有储液器。
4.根据权利要求1所述的单水侧换热器的热泵三联供***，其特征是，所述水侧换热器的E1端、水盘管换热器的D2端和地暖盘管的F2端分别设有单向阀。
5.根据权利要求1所述的单水侧换热器的热泵三联供***，其特征是，所述水侧换热器的E3端设有水泵。
6.根据权利要求1所述的单水侧换热器的热泵三联供***，其特征是，所述室内换热器的G2端与所述水侧换热器的E1端相连，并在该连接管路上设有第一电动球阀；所述室内换热器的G1端上设有第二电动球阀。
7.根据权利要求1所述的单水侧换热器的热泵三联供***，其特征是，所述室内换热器为多个，并联连接。
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