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CN112254209A - 一种两管制冷凝再热新风系统及其控制方法 - Google Patents

一种两管制冷凝再热新风系统及其控制方法 Download PDF

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CN112254209A
CN112254209A CN202011224012.4A CN202011224012A CN112254209A CN 112254209 A CN112254209 A CN 112254209A CN 202011224012 A CN202011224012 A CN 202011224012A CN 112254209 A CN112254209 A CN 112254209A
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CN
China
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indoor
heat exchanger
outdoor
electronic expansion
expansion valve
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Application number
CN202011224012.4A
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刘宝山
杨亚华
徐来福
谭秋晖
张泽隆
薛伟涛
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Nanjing TICA Climate Solutions Co Ltd
Original Assignee
Nanjing TICA Climate Solutions Co Ltd
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Publication date
Application filed by Nanjing TICA Climate Solutions Co Ltd filed Critical Nanjing TICA Climate Solutions Co Ltd
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Abstract

本发明涉及一种两管制冷凝再热新风系统及其控制方法，包括室外机和室内机，所述室外机的所述四通阀的D端连接到所述压缩机的排气口，其E端连接到气管截止阀，其C端经过所述室外换热器后连接到液管截止阀，其S端经过所述气液分离器连接到所述压缩机的吸气口；所述室内机包括第一室内换热器、第二室内换热器和第三室内换热器；该第一室内换热器、第二室内换热器和第三室内换热器依序横排于所述室内机的室外进风口和室内送风口之间。本发明可通过控制不同的室内换热器参与工作，实现对新风的除湿降温、除湿不降温和加热等效果，满足用户需求。而且，本发明采用液管和气管的两管结构，使安装更加便捷，降低了成本，提高了系统的可靠性。

Description

一种两管制冷凝再热新风系统及其控制方法
技术领域
本发明涉及一种空调系统及其控制方法，尤其是一种冷凝再热新风系统及其控制方法，具体的说是一种两管制冷凝再热新风系统及其控制方法。
背景技术
随着人工环境技术的发展，不论是家用还是商用对新风系统的舒适性提出了更高的要求，常规的新风系统可以通过送室外的新鲜空气到室内，从而改变室内的环境质量，但在某些恶劣天气气候时，室外的潮湿、高温或寒冷的空气送入室内，会引起室内温湿度的变化，导致人体不适，另外潮湿的空气还会在室内凝露，造成家具等物品发霉。所以，为了创造更好的室内环境，新风系统不仅要具备送新风的基本功能，还要承担新风的湿负荷并且保证送风温度与室内舒适温度相同，从而使送入室内的新风不改变室内的温湿度，提高环境的舒适度。
目前，现有的带冷凝再热新风机通常都是采用三管制来实现冷凝再热，即，冷媒的气液管加再热管。再热管从排气测取高温高压的冷媒进入室内机的再热换热器，对新风进行加热除湿。但是，此方案需要从外机引三根管，使系统结构更加复杂，增加了安装成本，也增大了管路泄露的风险。
因此，需要加以改进，以便更好的满足市场需求。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种两管制冷凝再热新风系统及其控制方法，不仅能够实现新风除湿、除湿降温或加热防冷风等效果，而且，结构简单，控制方便，可充分满足市场需求。
本发明的技术方案是：
一种两管制冷凝再热新风系统，包括室外机和室内机，所述室外机包括压缩机、四通阀、室外换热器和气液分离器，所述四通阀的D端连接到所述压缩机的排气口，其E端连接到气管截止阀，其C端经过所述室外换热器后连接到液管截止阀，其S端经过所述气液分离器后连接到所述压缩机的吸气口；所述室外换热器的两端通过室外电磁阀相连；
所述室内机包括第一室内换热器、第二室内换热器和第三室内换热器；该第一室内换热器、第二室内换热器和第三室内换热器依序横排于所述室内机的室外进风口和室内送风口之间；所述第一室内换热器的第一端连接所述气管截止阀，其第二端分别经过第一电子膨胀阀后连接所述第三室内换热器的第二端，和经过第三电子膨胀阀后连接所述第二室内换热器的第二端；所述第二室内换热器的第一端经过第二电子膨胀阀后连接所述液管截止阀；所述第三室内换热器的第一端经过室内电磁阀后连接所述液管截止阀。
进一步的，所述室外换热器旁设有室外风机。
进一步的，所述室内机的室外进风口处设有室内风机。
进一步的，所述室内风机和第一室内换热器之间设有电辅热装置。
一种两管制冷凝再热新风系统的控制方法，包括以下步骤：
1）新风模式；压缩机关闭；室内风机开启；
2）制冷新风模式；
2.1）压缩机开启；室外风机启动；室外电磁阀关闭；四通阀D、C端导通，使冷媒在室外换热器内冷凝散热；
2.2）室内风机启动；第一电子膨胀阀关闭；室内电磁阀关闭；第二电子膨胀阀开启，其节流作用；第三电子膨胀阀开启，其调节流量作用，使来自室外机的冷媒在第二室内换热器中蒸发吸热，再进入第一室内换热器中再次蒸发吸热，将室外新风除湿降温后送入室内。
3）制热新风模式；
3.1）压缩机启动；室外风机启动；四通阀D、E端导通，使来自压缩机的冷媒经过气管截止阀后直接进入室内机；室外电磁阀关闭；
3.2）室内风机启动；第一电子膨胀阀关闭；室内电磁阀关闭；第三电子膨胀阀全开，不起节流作用；第二电子膨胀阀开启，起节流作用，使来自室外机的冷媒先后流经第一室内换热器和第二室内加热器，进行两次冷凝散热，将来自室外的新风加热后送入室内；然后，经过第二电子膨胀阀节流后流入室外换热器，进行蒸发吸热；
3.3）检测送风温度；根据该送风温度与设定温度的差值情况来开启电辅热装置；其中，所述设定温度为预先设置；
4）除湿再热新风模式；
4.1）压缩机开启；室外风机开启；四通阀为制冷状态；
4.2）检测送风温度；若该送风温度小于再热目标出风温度时，室外电磁阀打开；否则，室外电磁阀关闭；其中，目标出风温度为预设；
4.3）室内风机开启；检测送风的相对湿度；若相对湿度大于80%，转步骤4.4）；否则，转步骤4.5）；
4.4）第二电子膨胀阀全开但不节流；第一电子膨胀阀和第三电子膨胀阀均为开启并节流；室内电磁阀打开，使来自室外机的冷媒分为两路，分别经过第二室内换热器和第三室内加热器进行冷凝散热后，再分别经过第三电子膨胀阀和第一电子膨胀阀节流，汇合后进入第一室内换热器进行蒸发吸热，将室外进风先降温除湿，再升温再热；
4.5）第二电子膨胀阀和第三电子膨胀阀均为关闭；第一电子膨胀阀开启并节流；室内电磁阀开启，使来自室外机的冷媒进入第三室内换热器冷凝散热，再经过第一电子膨胀阀节流后进入第一室内换热器蒸发吸热，将室外进风先降温除湿，再升温再热。
进一步的，所述室内送风口处设有温度传感器和湿度传感器，分别检测送风的温度和湿度。
本发明的有益效果：
本发明设计合理，结构简单，功能完善，控制方便，可实现夏季新风除湿降温、过度季节除湿不降温、或冬天新风加热防冷风等效果。而且，系统采用液管和气管的两管结构，使安装更加便捷，降低了成本，提高了系统的可靠性。
附图说明
图1是本发明的系统结构示意图。
其中：100-室内机；101-室内风机；102-电辅热装置；103-第一室内换热器；104-第一电子膨胀阀；105-第三室内换热器；106-第二电子膨胀阀；107-室外进风口；108-室内送风口；109-室内电磁阀；110-第二室内换热器；111-第三电子膨胀阀；200-室外机；201-室外换热器；202-四通阀；203-室外风机；204-压缩机；205-气管截止阀；206-液管截止阀；207-室外电磁阀；208-气液分离器。
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。
一种两管制冷凝再热新风系统，包括室外机200和室内机100。
所述室外机200包括压缩机204、四通阀202、室外换热器201和气液分离器208。所述四通阀202的D端连接到所述压缩机204的排气口，其E端连接到气管截止阀205，其C端经过所述室外换热器201后连接到液管截止阀206，其S端经过所述气液分离器208后连接到所述压缩机204的吸气口。所述室外换热器201的两端通过室外电磁阀207相连，可调节流过所述室外换热器的冷媒流量。所述室外换热器201旁设有室外风机203，可增强换热效率。
所述室内机100包括第一室内换热器103、第二室内换热器110和第三室内换热器105。该第一室内换热器103、第二室内换热器110和第三室内换热器105依序横排于所述室内机100的室外进风口107和室内送风口108之间，并在所述室外进风口和第一室内换热器之间依序设置室内风机101和电辅热装置102，可使室外新风自所述室外进风口107进入所述室内机100，并依次经过所述电辅热装置102、第一室内换热器103、第二室内换热器110和第三室内换热器105后，由所述室内送风口108进入室内。所述第一室内换热器103的第一端连接所述气管截止阀205，其第二端分为两路：一路经过第一电子膨胀阀104后连接所述第三室内换热器105的第二端，另一路经过第三电子膨胀阀111后连接所述第二室内换热器110的第二端。所述第二室内换热器110的第一端经过第二电子膨胀阀106后连接所述液管截止阀206。所述第三室内换热器105的第一端经过室内电磁阀109后连接所述液管截止阀206，使室内机100和室外机200通过液管和气管相连，构成冷媒循环回路。
上述两管制冷凝再热新风系统的控制方法，包括以下步骤：
1）新风模式；压缩机关闭；室内风机开启；
2）制冷新风模式；
2.1）压缩机开启；室外风机启动；室外电磁阀关闭；四通阀D、C端导通，使冷媒在室外换热器内冷凝散热；
2.2）室内风机启动；第一电子膨胀阀关闭；室内电磁阀关闭；第二电子膨胀阀开启，其节流作用；第三电子膨胀阀开启，其调节流量作用，使来自室外机的冷媒在第二室内换热器中蒸发吸热，再进入第一室内换热器中再次蒸发吸热，将室外新风除湿降温后送入室内。
3）制热新风模式；
3.1）压缩机启动；室外风机启动；四通阀D、E端导通，使来自压缩机的冷媒经过气管截止阀后直接进入室内机；室外电磁阀关闭；
3.2）室内风机启动；第一电子膨胀阀关闭；室内电磁阀关闭；第三电子膨胀阀全开，不起节流作用；第二电子膨胀阀开启，起节流作用，使来自室外机的冷媒先后流经第一室内换热器和第二室内加热器，进行两次冷凝散热，将来自室外的新风加热后送入室内；然后，经过第二电子膨胀阀节流后流入室外换热器，进行蒸发吸热；
3.3）检测送风温度；根据该送风温度与设定温度的差值情况来开启电辅热装置；其中，所述设定温度为预先设置；
4）除湿再热新风模式；
4.1）压缩机开启；室外风机开启；四通阀为制冷状态；
4.2）检测送风温度；若该送风温度小于再热目标出风温度时，室外电磁阀打开；否则，室外电磁阀关闭；其中，目标出风温度为预设；
4.3）室内风机开启；检测送风的相对湿度；若相对湿度大于80%，转步骤4.4）；否则，转步骤4.5）；
4.4）第二电子膨胀阀全开但不节流；第一电子膨胀阀和第三电子膨胀阀均为开启并节流；室内电磁阀打开，使来自室外机的冷媒分为两路，分别经过第二室内换热器和第三室内加热器进行冷凝散热后，再分别经过第三电子膨胀阀和第一电子膨胀阀节流，汇合后进入第一室内换热器进行蒸发吸热，将室外进风先降温除湿，再升温再热；
4.5）第二电子膨胀阀和第三电子膨胀阀均为关闭；第一电子膨胀阀开启并节流；室内电磁阀开启，使来自室外机的冷媒进入第三室内换热器冷凝散热，再经过第一电子膨胀阀节流后进入第一室内换热器蒸发吸热，将室外进风先降温除湿，再升温再热。
进一步的，所述室内送风口处设有温度传感器和湿度传感器，分别检测送风的温度和湿度。
本发明的具体实施过程为：
1. 新风模式。
当室外温湿度与室内设定温湿度相差不大并且室内有新风需求时，只有室内新风机100开启运行，室外机200待机不启动，室内直流风机101按照设定转速运行，将室外新风由107室外进风口吸入室内机100内部，再由108室内送风口将新风送到室内，从而达到向室内送新风的效果。
2. 制冷新风模式。
夏季时，室外空气高温高湿时候，需要将室外空气降温除湿后再送入室内，此时室内新风机100，室外机200同时开启，压缩机204和室外风机203启动，室外电磁阀207关闭，室外机200将高温高压冷媒经液管截止阀206送入室内机100，室内第一电子膨胀阀104与室内电磁阀109关闭不通冷媒，使冷媒从室内第二电子膨胀阀106经过并节流降压后，进入室内第二换热器110，进行第一次蒸发吸热。然后，进入室内第一换热器103进行第二次蒸发吸热。同时，室内风机按设定转速运转，将室外新风由室外进风口107吸入室内机100内部，并经过第一室内换热器103和第二室内换热器110后，得到降温除湿，再由室内送风口108送入室内，达到将室外高温高湿的新风降温除湿的效果。
3.制热新风模式。
冬季时，室外空气寒冷，需要将室外空气加热后再送入室内。此时室内新风机100和室外机200同时开启，压缩机204和室外风机203启动，室外机200将高温高压冷媒经过气管截止阀205送入室内机100，第一电子膨胀阀104与室内电磁阀109关闭不通冷媒，第三电子膨胀阀111全开但不节流，使冷媒经过第一室内换热器103和第二室内换热器110冷凝散热后，再经过第二电子膨胀阀106节流降压，由气管截止阀206进入室外机200的室外换热器201进行蒸发吸热，最后回到压缩机。此时，室外电磁阀207为关闭状态。同时，室内风机按设定转速运转，将室外新风由107室外进风口吸入室内机100内部，经过第一室内换热器103和第二室内换热器110的加热而得到升温，然后，经过室内送风口送入室内。同时，可检测新风温度与室内环境温度差值，即，室内环境温度-新风送风温度。当差值小于预设值时，不开启电辅热；当差值大于预设值时，开启电辅热进行热量补充，进一步提高送入室内的新风温度，达到将室外寒冷的新风加热的效果。
4.除湿再热新风模式。
梅雨过渡季节时，室外空气湿冷，此时室内需要干燥但不冷的新风，所以，需要将室外空气除湿再热后再送入室内。此时，室内新风机100与室外机200同时开启，压缩机204和室外风机203启动，并检测室内送风温度。当送风温度小于再热目标出风温度时，室外电磁阀207打开，使来自压缩机的冷媒分成两路，分别经过室外换热器201以及室外电磁阀207，汇总后经过液管截止阀206送入室内机100，使一部分冷媒不经过室外换热器的散热，从而提高进入室内机的冷媒的温度，达到提高再热量的效果。当出风温度大于等于再热目标出风温度时，室外电磁阀207关闭不通冷媒，使来自压缩机的冷媒经过室外换热器201冷凝后，经过液管截止阀206进入室内机100。
室内机检测新风相对湿度，并按以下两种情况进行工作：
A．当检测新风相对湿度大于80%时，室内电磁阀109打开，第二电子膨胀阀106全开但不节流，第一电子膨胀阀104和第三电子膨胀阀111均为开启和节流。冷媒分别进入第二室内换热器110和第三室内换热器105进行冷凝散热，再分别经过第三电子膨胀阀111和第一电子膨胀阀104节流降压后，汇总进入第一室内换热器103进行蒸发吸热。 同时，室内风机按设定转速运转，将室外新风由107室外进风口吸入室内机100内部，经过第一室内换热器103时得到降温除湿后，再经过第二室内换热器105和第三室内换热器110时得到再热升温，最终，由室内送风口108将除湿再热后的新风送入室内。此时，可以保证第一室内换热器103有很低的蒸发温度，提高除湿量。同时，通过第二室内换热器和第三室内换热器共同提供再热，实现了在梅雨过渡季将室外湿冷的新风除湿再热的效果。
B．当检测到新风相对湿度小于80%时，室内电磁阀109打开，第二电子膨胀阀106和第三电子膨胀阀111关闭，冷媒进入室内第三换热器105进行冷凝散热，之后再由第一电子膨胀阀104节流降压后进入室内第一换热器103进行蒸发吸热。 同时，室内风机按设定转速运转，将室外新风由107室外进风口吸入室内机100内部，经过第一室内换热器103被降温除湿后，再经过第二室内换热器105加热升温，最终由室内送风口108将除湿再热后的新风送入室内，实现了在梅雨过渡季将室外湿冷的新风除湿再热的效果。
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 (6)

1.一种两管制冷凝再热新风系统，包括室外机和室内机，其特征是：所述室外机包括压缩机、四通阀、室外换热器和气液分离器，所述四通阀的D端连接到所述压缩机的排气口，其E端连接到气管截止阀，其C端经过所述室外换热器后连接到液管截止阀，其S端经过所述气液分离器后连接到所述压缩机的吸气口；所述室外换热器的两端通过室外电磁阀相连；
所述室内机包括第一室内换热器、第二室内换热器和第三室内换热器；该第一室内换热器、第二室内换热器和第三室内换热器依序横排于所述室内机的室外进风口和室内送风口之间；所述第一室内换热器的第一端连接所述气管截止阀，其第二端分别经过第一电子膨胀阀后连接所述第三室内换热器的第二端，和经过第三电子膨胀阀后连接所述第二室内换热器的第二端；所述第二室内换热器的第一端经过第二电子膨胀阀后连接所述液管截止阀；所述第三室内换热器的第一端经过室内电磁阀后连接所述液管截止阀。
2.根据权利要求1所述的两管制冷凝再热新风系统，其特征是：所述室外换热器旁设有室外风机。
3.根据权利要求1所述的两管制冷凝再热新风系统，其特征是：所述室内机的室外进风口处设有室内风机。
4.根据权利要求3所述的两管制冷凝再热新风系统，其特征是：所述室内风机和第一室内换热器之间设有电辅热装置。
5.一种根据所述权利要求1至4之任一所述的两管制冷凝再热新风系统的控制方法，其特征是：包括以下步骤：
1）新风模式；压缩机关闭；室内风机开启；
2）制冷新风模式；
2.1）压缩机开启；室外风机启动；室外电磁阀关闭；四通阀D、C端导通，使冷媒在室外换热器内冷凝散热；
2.2）室内风机启动；第一电子膨胀阀关闭；室内电磁阀关闭；第二电子膨胀阀开启，其节流作用；第三电子膨胀阀开启，其调节流量作用，使来自室外机的冷媒在第二室内换热器中蒸发吸热，再进入第一室内换热器中再次蒸发吸热，将室外新风除湿降温后送入室内；
3）制热新风模式；
3.1）压缩机启动；室外风机启动；四通阀D、E端导通，使来自压缩机的冷媒经过气管截止阀后直接进入室内机；室外电磁阀关闭；
3.2）室内风机启动；第一电子膨胀阀关闭；室内电磁阀关闭；第三电子膨胀阀全开，不起节流作用；第二电子膨胀阀开启，起节流作用，使来自室外机的冷媒先后流经第一室内换热器和第二室内加热器，进行两次冷凝散热，将来自室外的新风加热后送入室内；然后，经过第二电子膨胀阀节流后流入室外换热器，进行蒸发吸热；
3.3）检测送风温度；根据该送风温度与设定温度的差值情况来开启电辅热装置；其中，所述设定温度为预先设置；
4）除湿再热新风模式；
4.1）压缩机开启；室外风机开启；四通阀为制冷状态；
4.2）检测送风温度；若该送风温度小于再热目标出风温度时，室外电磁阀打开；否则，室外电磁阀关闭；其中，目标出风温度为预设；
4.3）室内风机开启；检测送风的相对湿度；若相对湿度大于80%，转步骤4.4）；否则，转步骤4.5）；
4.4）第二电子膨胀阀全开但不节流；第一电子膨胀阀和第三电子膨胀阀均为开启并节流；室内电磁阀打开，使来自室外机的冷媒分为两路，分别经过第二室内换热器和第三室内加热器进行冷凝散热后，再分别经过第三电子膨胀阀和第一电子膨胀阀节流，汇合后进入第一室内换热器进行蒸发吸热，将室外进风先降温除湿，再升温再热；
4.5）第二电子膨胀阀和第三电子膨胀阀均为关闭；第一电子膨胀阀开启并节流；室内电磁阀开启，使来自室外机的冷媒进入第三室内换热器冷凝散热，再经过第一电子膨胀阀节流后进入第一室内换热器蒸发吸热，将室外进风先降温除湿，再升温再热。
6.根据权利要求5所述的两管制冷凝再热新风系统的控制方法，其特征是：所述室内送风口处设有温度传感器和湿度传感器，分别检测送风的温度和湿度。
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