专利名称：热回收模块机组、空调机组及控制方法
技术领域：
本发明涉及热交换领域，具体而言，涉及一种空调机组、热回收模块机组及热回收 模块机组运行的控制方法。
背景技术：
市场上常见的热回收机组运行制热和制热水用同一个节流装置，无法达到制热和 制热水的优化匹配。另外，大多数厂家的热回收机组的制热热回收模式，只能制热水优先或者制热优 先，不能根据客户的运行需求而进行选择，导致机组不能完全满足客户的要求。多模块机组 运行时，模块内的各个机组只能统一运行制热或者统一运行制热水。制热和制热水切换时， 系统中阀门直接切换，系统波动大。机组运行制热水时，无法化霜，必须转到制热后才能化霜。
发明内容
本发明旨在提供一种热回收模块机组，能够解决现有的热回收机组制热和制热水 用同一个节流装置、无法达到制热和制热水的优化匹配等问题。本发明提供了一种热回收模块机组，包括压缩机，第一四通阀，第二四通阀，空调 水壳管换热器，第一节流装置，第二节流装置，第三节流装置，第一换热器，热水壳管换热器 连接管；第一四通阀的D端与压缩机的排气端连接；第一四通阀的E端与空调水壳管换热 器的输出端连接；第一四通阀的S端与压缩机吸气端连接；第一四通阀的C端与第二四通 阀的D端连接；第二四通阀的C端与第一换热器的输出端连接；第二四通阀的E端与热水壳管换 热器的输出端连接；第二四通阀的S端与压缩机吸气端连接；第一节流装置一端连接空调水壳管换热器的输入端，另一端连接第二节流装置和 第三节流装置；第二节流装置一端连接热水壳管换热器的输入端，另一端连接第一节流装置和第 三节流装置；第三节流装置一端连接第一换热器的输入端，另一端连接第一节流装置和第二节 流装置。 优选地，第一换热器为翅片换热器。优选地，第一节流装置包括并联的第一单向阀和第二电子膨胀阀。优选地，第一节流装置还包括第二电磁阀，第二电磁阀一端分别与第一单向阀的 导通端和第二电子膨胀阀连接，另一端与空调水壳管换热器的输入端连接。优选地，第二节流装置包括并联的第二单向阀和第三电磁阀。优选地，第三节流装置包括并联的第三单向阀和第一电子膨胀阀。
优选地，第三节流装置还包括第一电磁阀，第一电磁阀一端分别与第三单向阀的 导通端和第一电子膨胀阀连接，另一端与第一换热器的输入端连接。优选地，热回收模块机组还包括感温包和压力传感器。优选地，热回收模块机组还包括节流毛细管，分别设置在所述第一节流装置、所 述第二节流装置、所述第三节流装置中。优选地，热回收模块机组还包括气液分离器和储液罐，所述气液分离器一端分别 与第一四通阀及第二四通阀的S端连接，另一端与压缩机吸气端连接；所述储液罐分别与 第一节流装置、第二节流装置、第三节流装置连接。本发明还提供了一种空调机组，包括多个前面所述的热回收模块机组。本发明还提供了一种热回收模块机组运行的控制方法，其使用前面所述的空调机 组，其中，制热、制冷采用不同的电子膨胀阀节流；制热、制热水采用第一电子膨胀阀节流； 制冷、制冷热回收采用第二电子膨胀阀节流。优选地，所述单个热回收模块机组的运行模式包括制热热回收模式、制冷热回收 模式、单独制冷模式。优选地，所述制热热回收模式为制热模式与制热水模式交替运行，热回收模块机 组根据空调水壳管换热器、热水壳管换热器的出水温度决定执行制热模式或制热水模式。因为模块机组制热、制冷采用不同的节流装置节流；所以可以优化机组的节流效 果，达到制热和制热水的优化匹配。采用具有这种模块机组的空调机组及控制方法也能优 化机组的节流效果，达到制热和制热水的优化匹配。
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发 明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中图1示意性示出了根据本发明第一实施例的一种热回收模块机组的管路连接结 构；图2示意性示出了根据本发明第二实施例的一种热回收模块机组的管路连接结 构；图3示意性示出了根据本发明实施例的热回收模块机组的运行框图，该实施例的 热回收模块机组用于酒店中；图4示意性示出了根据本发明实施例的空调机组的运行框图，该空调机组包括三 个热回收模块机组；图5示意性示出了根据本发明实施例的热回收模块机组运行状态切换框图。
具体实施例方式下面将参考附图并结合实施例，来详细说明本发明。图1示意性示出了根据本发明实施例的一种热回收模块机组的管路连接结构。如 图ι所示，根据该实施例的热回收模块机组1，包括压缩机10，第一四通阀4V1，第二四通 阀4V2，空调水壳管换热器20，第一节流装置70，第二节流装置80，第三节流装置90，第一换 热器40，热水壳管换热器30，气液分离器60，储液罐50，连接管100，连接管用于上述各部件之间的相互连接。当然，热回收模块机组1可以采用气液分离器60，储液罐50，也可以根据 实际需要不采用气液分离器60，储液罐50。第一四通阀4V1的D端与压缩机10的排气端连接，通常，第一换热器为翅片换热 器，以实现制热；第一四通阀4V1的E端与空调水壳管换热器20的输出端连接；第一四通阀 的S端与气液分离器60的输入端连接；第一四通阀的C端与第二四通阀的D端连接。第二四通阀4V2的C端与第一换热器40的输出端连接；第二四通阀的E端与热水 壳管换热器30的输出端连接；第二四通阀的S端与气液分离器60的输入端连接。第一节流装置70—端连接空调水壳管换热器20的输入端，另一端连接储液罐50。第二节流装置80 —端连接热水壳管换热器30的输入端，另一端连接储液罐50。第三节流装置90 —端连接第一换热器40的输入端，另一端连接储液罐50。气液分离器60的输出端与压缩机10的吸气端连接。热回收模块机组制热、制冷采用不同的节流装置节流，所以可以优化机组的节流 效果，达到制热和制热水的优化匹配。图2示意性示出了根据本发明第二实施例的一种热回收模块机组的管路连接结 构。优选地，如图2所示，第一节流装置70包括并联的第一单向阀701和第二电子膨胀阀 705(也可以表示为exv2)。优选地，第一节流装置70还包括第二电磁阀703，第二电磁阀703 —端分别与第 一单向阀701导通端和第二电子膨胀阀705连接，另一端与空调水壳管换热器20的输入端 连接。优选地，第二节流装置80包括并联的第二单向阀802和第三电磁阀804。优选地，第三节流装置90包括并联的第三单向阀903和第一电子膨胀阀901 (也 可以表示为exvl)。优选地，第三节流装置90还包括第一电磁阀905，第一电磁阀905 —端分别与第 三单向阀903导通端和第一电子膨胀阀901连接，另一端与第一换热器40的输出端连接。电磁阀、单向阀、电子膨胀阀在上述节流装置中的应用，提高了节流效果，运行制 热和制热水时采用第一电子膨胀阀901节流，运行单独制冷和制冷热回收模式时采用第二 电子膨胀阀705节流，制冷和制热分别采用不同的电子膨胀阀节流，而制热、制热水采用同 一电子膨胀阀节流，制冷、制冷热回收采用同一电子膨胀阀节流，使机组的节流效果达到最 佳，运行状态转换时不存在飘移，系统给定的初始步数一致性较好，启动时机组稳定可靠， 两个电子膨胀阀分别是各自运行下匹配的最合适的节流机构，使机组能力得到最大的发 挥。而且避免了单个电子膨胀阀运行状态转换时存在的飘移，进而达到了系统给定的初 始步数一致性较好，启动时机组稳定可靠的效果。优选地，热回收模块机组还包括感温包110，以便检测温度。感温包110例如可 以为一个，设置在连接管上，也可以为多个，例如为十个，分别设置在第一节流装置70与储 液罐50之间、第一节流装置70与空调水壳管换热器20之间、第一四通阀4V1与空调水壳 管换热器20之间；热水壳管换热器30与储液罐50之间、第二节流装置80与热水壳管换热 器30之间；第三节流装置90与储液罐50之间、第三节流装置90与第一换热器40之间、第 二四通阀4V2与第一换热器40之间；第一四通阀4V1与压缩机10之间、压缩机10与气液 分离器60之间。当然，感温包110的数目可多可少，其数目可以根据实际情况而定，感温包
6110数目越多，机组的温度检测数据越多。此外，热回收模块机组还包括压力传感器120，以检测压力。压力传感器120例如 可以为一个，设置在连接管上，也可以为多个，例如为十个，分别设置在第一节流装置70与 储液罐50之间、第一节流装置70与空调水壳管换热器20之间、第一四通阀4V1与空调水 壳管换热器20之间；热水壳管换热器30与储液罐50之间、第二节流装置80与热水壳管换 热器30之间；第三节流装置90与储液罐50之间、第三节流装置90与第一换热器40之间、 第二四通阀4V2与第一换热器40之间；第一四通阀4V1与压缩机10之间、压缩机10与气 液分离器60之间。当然，压力传感器120的数目可多可少，其数目可以根据实际情况而定， 压力传感器120数目越多，机组的压力检测数据越多。通过感温包110和压力传感器120将热回收模块机组的稳定和压力检测数据发给 热回收模块机组的控制器，控制器再进行控制各节流装置动作，以进行热回收模块机组按 事先预定的方式进行工作。已为控制器现有技术，其结构和基本连接关系现有技术已有介 绍，在此不再赘述。优选地，如图2所示，热回收模块机组还包括节流毛细管130，分别设置在所述第 一节流装置70、所述第二节流装置80、所述第三节流装置90中，以实现更好地节流效果。下面介绍根据本发明实施例的热回收模块机组的各种运行状态。1、制热热回收制冷剂流向(1)制热(相当于单独制热)压缩机10——第一四通阀(4V1)——空调水壳管换热器20——第一单向阀 701——储液罐50——第一电子膨胀阀901 (EXVl)——翅片换热器(此处为第一换热器 40)——第二四通阀(4V2)——气液分离器60——压缩机10(2)热回收(相当于单独制热水)压缩机10——第一四通阀GVl)——第二四通阀GV2)——热水壳管换热器 30——第二单向阀802——储液罐50——第一电子膨胀阀905 (EXVl)——翅片换热器(此 处为第一换热器40)——第二四通阀(4V2)——气液分离器60——压缩机102、制冷热回收压缩机10——第一四通阀GVl)——第二四通阀GV2)——热水壳管换热器 30——第二单向阀802——储液罐50——第二电子膨胀阀705(EXV2)——空调水壳管换热 器20——第一四通阀GVl)——气液分离器60——压缩机103、单独制冷压缩机10——第一四通阀(4V1)——第二四通阀(4V2)——翅片换热器(此处为 第一换热器40)——第三单向阀903——储液罐50——第二电子膨胀阀705(EXV2)——空 调水壳管换热器20——第一四通阀(4V1)——气液分离器60—一压缩机10根据本发明实施例的热回收模块机组在机组运行制热水时，机组能够直接化霜， 而不需要转到制热化霜在制热热回收模式下，机组根据检测各自运行状态下的化霜条件 作如下判断如果制热运行，达到化霜条件，通过系统第一四通阀和第二四通阀之间的切换，机 组从空调水壳管20中换热器吸收热量，用于翅片换热器(此处为第一换热器40)化霜。如 果制热水运行，达到化霜条件，通过系统第一四通阀和第二四通阀之间切换，机组从热水壳管换热器30中吸收热量，用于翅片换热器化霜。各个运行下的化霜方式互相不影响，即使 冬季为了防冻将空调水壳管换热器中的水排掉或者空调壳管水泵损坏都不影响机组冬天 制热水化霜的运行。图3示意性示出了根据本发明实施例的热回收模块机组的运行框图，该实施例的 热回收模块机组用于酒店中。如图2所示，热回收模块机组以热水水箱温度和空调制热温 度为主要控制，机组能够根据空调水温和热水水箱温度来决定机组是制热优先还是制热水 优先。例一个大型酒店，机组冬天运行制热热回收模式，机组运行制热优先，机组制热运 行，满足空调热水负荷，机组空调水出水达到设置温度48°C后，机组转制热水运行，水箱温 度从15°C慢慢循环加热，但是如果加热过程中空调水温又低于设置开机温度40°C，机组又 重新制热运行，这样水箱中的水温就不能达到酒店用水温度，所以机组要转到制热水优先， 来满足客户对热水的优先需求。图4示意性示出了根据本发明实施例的空调机组的运行框图，该空调机组包括三 个热回收模块机组。如图3所示，3台模块化连接使用的热回收模块机组以机组优先级、空 调水温和热水水箱温度为主要控制，机组运行制热热回收时，多模块内热回收模块机组能 够根据各自启停条件和状态切换条件运行不同的状态。例热回收模块机组在制热热回收模式下以制热水优先，也可以设定根据用户需 求设定制热优先，空调水温46°C，热水水温45°C，模块1根据水温运行制热水，而模块2运 行制热水，模块3运行制热水，制热水满足条件以后，机组自动转制热运行，一旦制热水有 需求，机组马上转制热水运行，优先满足用户热水需求。用户也可以在制热热回收模式下设定制热优先，机组优先满足用户制热需求，当 用户空调需求满足后，机组自动转制热水需求。用户如果同时有空调和热水需求，那么在多台机组并联的情况下，在机组制热模 式下，一台或者多台机组可以单独设定制热水运行，剩余机组设定制热运行，同样的，在机 组制热水模式下，一台或者多台机组可以单独设定制热运行，剩余机组设定制热水运行，这样就能很好地满足客户对空调水和热水的多种需求要求。此外，空调机组还可 以包括不限于3台模块化连接使用的热回收模块机组，例如，空调机组还可以包括2台、4 台、5台、6台或更多的模块化连接使用的热回收模块机组。各模块机组之间相互独立，独立 控制，只是水路相互并联连接。图5示意性示出了根据本发明实施例的热回收模块机组运行状态切换框图。以一 台热回收模块机组运行制热热回收模式为例机组制热热回收模式开机后，机组制热优先， 空调水温未达到设定值，机组运行制热，达到设定温度48°C后，压缩机10停机，tl秒后风机 130停，空调水泵(与空调水壳管换热器20连接不停，制热的第一四通阀4V1掉电，第二电 子膨胀阀705关闭，第一电子膨胀阀901 (制热水电子膨胀阀)打到初始步数，第二四通阀 4V2上电，压缩机10启动前热水水泵(与热水壳管换热器30连接)开启，压缩机启动后，压 缩机10运行制热水。本发明还提供了一种热回收模块机组运行的控制方法，使用热回收模块机组，其 中，制热、制冷采用不同的电子膨胀阀节流；制热、制热水采用第一电子膨胀阀节流；制冷、 制冷热回收采用第二电子膨胀阀节流。这种控制方法，由于模块机组制热、制冷采用不同的 节流装置节流；所以可以优化机组的节流效果，避免了单个电子膨胀阀运行状态转换时存在的飘移，进而达到了系统给定的初始步数一致性较好，启动时机组稳定可靠的效果。根据本发明实施例的机组运行制热和制热水采用不同的电子膨胀阀节流，采用不 同过热度控制热回收模块机组制热、制冷用不同的电子膨胀阀来节流，制热、制热水采用 同一电子膨胀阀，即第一电子膨胀阀901节流、制冷、制冷热回收采用同一电子膨胀阀，即 第二电子膨胀阀705节流，使机组的节流效果达到最佳，运行状态转换时不存在飘移，系统 给定的初始步数一致性较好，启动时机组稳定可靠，两个电子膨胀阀分别是各自运行下匹 配的最合适的节流机构，使机组能力得到最大的发挥。从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果1.制热或者制热水优先选择，即客户能够根据实际的运行情况，选择机组应该优 先为客户制取热水还是制热。2.多模块运行时，以温度和优先级为判断依据，模块机内机组可以自动运行是制 热、制热水，而不是统一运行制热或者统一运行制热水。3、运行制热和制热水之间转换时，要求压缩机停机，停机后重新检测水温，按温度 和优先级重新判断运行制热还是制热水。4、机组运行制热水时可以直接化霜，吸收热水壳管中的高水温，化霜时蒸发温度 高化霜效率高，化霜时间短。5、机组运行制热和制热水，分别用不用的电子膨胀阀来节流，采用不同的过热度 控制，使机组制热和制热水的能力都得到最大发挥。在使用中，客户能够更好地平衡机组是运行制热还是制热水，使机组能力更够达 到最大发挥。多模块机组运行时，机组能够根据水温判断自己的运行状态，能以水系统的 真实情况进行判断控制，不会出现部分机组频繁启停的现象，水系统的空调水温和热水水 温波动小。运行状态转换时，压缩机先停机，而不是直接阀门切换，避免运行过程中的切换 导致的压力波动和冷媒迁移，大大增强机组的可靠性。机组运行制热水化霜，化霜效率高， 而不是转到制热化霜，这样就能避免为了空调壳管防冻将空调水放干时或者空调水温较低 时，机组运行制热水检测到需要化霜时，转到制热化霜后，由于空调壳管中无空调水或者空 调水温较低，无法吸收化霜需要的热量，无法化霜或化霜效率低下。机组运行制热和制热 水，分别用不用的电子膨胀阀来节流，采用不同的过热度控制，使机组制热和制热水的能力 都得到最大发挥，两个电子膨胀阀节流设计，可以避免单个电子膨胀阀在不同模式转换时 存在的步数飘移，使机组可靠性提高。以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技 术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修 改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种热回收模块机组，其特征在于，包括压缩机，第一四通阀，第二四通阀，空调水 壳管换热器，第一节流装置，第二节流装置，第三节流装置，第一换热器，热水壳管换热器， 连接管；所述第一四通阀的D端与所述压缩机的排气端连接；所述第一四通阀的E端与所述空 调水壳管换热器的输出端连接；所述第一四通阀的S端与所述压缩机吸气端连接；所述第 一四通阀的C端与所述第二四通阀的D端连接；所述第二四通阀的C端与所述第一换热器的输出端连接；所述第二四通阀的E端与所 述热水壳管换热器的输出端连接；所述第二四通阀的S端与所述压缩机吸气端连接；所述第一节流装置一端连接所述空调水壳管换热器的输入端，另一端连接所述第二节 流装置和第三节流装置；所述第二节流装置一端连接所述热水壳管换热器的输入端，另一端连接所述第一节流 装置和第三节流装置；所述第三节流装置一端连接所述第一换热器的输入端，另一端连接所述第一节流装置 和第二节流装置。
2.根据权利要求1所述的热回收模块机组，其特征在于，所述第一换热器为翅片换热器。
3.根据权利要求2所述的热回收模块机组，其特征在于，所述第一节流装置包括并联 的第一单向阀和第二电子膨胀阀。
4.根据权利要求3所述的热回收模块机组，其特征在于， 所述第一节流装置还包括第二电磁阀，所述第二电磁阀一端分别与所述第一单向阀的导通端和所述第二电子膨胀阀连接，另 一端与所述空调水壳管换热器的输入端连接。
5.根据权利要求1或4所述的热回收模块机组，其特征在于，所述第二节流装置包括 并联的第二单向阀和第三电磁阀。
6.根据权利要求5所述的热回收模块机组，其特征在于，所述第三节流装置包括并联 的第三单向阀和第一电子膨胀阀。
7.根据权利要求6所述的热回收模块机组，其特征在于， 所述第三节流装置还包括第一电磁阀，所述第一电磁阀一端分别与所述第三单向阀的导通端和所述第一电子膨胀阀连接，另 一端与所述第一换热器的输入端连接。
8.根据权利要求7所述的热回收模块机组，其特征在于，还包括感温包和压力传感器。
9.根据权利要求8所述的热回收模块机组，其特征在于，还包括节流毛细管，分别设置在所述第一节流装置、所述第二节流装置、所述第三节流装置中。
10.根据权利要求9所述的热回收模块机组，其特征在于，还包括气液分离器和储液罐，所述气液分离器一端分别与第一四通阀及第二四通阀的S端连 接，另一端与压缩机吸气端连接；所述储液罐分别与第一节流装置、第二节流装置、第三节流装置连接。
11.一种空调机组，其特征在于，包括多个根据权利要求10所述的热回收模块机组。
12.一种热回收模块机组运行的控制方法，其特征在于，使用根据权利要求11所述的 空调机组，其中，制热、制冷采用不同的电子膨胀阀节流；制热、制热水采用第一电子膨胀阀 节流；制冷、制冷热回收采用第二电子膨胀阀节流。
13.根据权利要求12所述的控制方法，其特征在于所述单个热回收模块机组的运行 模式包括制热热回收模式、制冷热回收模式、单独制冷模式。
14.根据权利要求13所述的控制方法，其特征在于所述制热热回收模式为制热模式 与制热水模式交替运行，热回收模块机组根据空调水壳管换热器、热水壳管换热器的出水 温度决定执行制热模式或制热水模式。
全文摘要
本发明提供了一种热回收模块机组，包括压缩机，第一四通阀，第二四通阀，空调水壳管换热器，第一节流装置，第二节流装置，第三节流装置，第一换热器，热水壳管换热器，气液分离器，储液罐，连接管；第一四通阀的D端与压缩机的排气端连接；第一四通阀的E端与空调水壳管换热器的输出端连接；第一四通阀的S端与气液分离器的输入端连接；第一四通阀的C端与第二四通阀的D端连接；第二四通阀的C端与第一换热器的输入端连接；第二四通阀的E端与热水壳管换热器的输出端连接；第二四通阀的S端与气液分离器的输入端连接。
文档编号F24F11/00GK102095294SQ20091021199
公开日2011年6月15日 申请日期2009年12月11日 优先权日2009年12月11日
发明者唐道轲, 陈培生, 陈忠杰 申请人:珠海格力电器股份有限公司