本發(fā)明涉及一種多聯(lián)式制冷熱泵機(jī)組，尤其是涉及一種基于末端獨(dú)立循環(huán)的可插拔多聯(lián)式制冷熱泵機(jī)組。

背景技術(shù)：

多聯(lián)式制冷熱泵機(jī)組(簡(jiǎn)稱：多聯(lián)機(jī))是由一臺(tái)或數(shù)臺(tái)室外機(jī)組連接數(shù)臺(tái)直接蒸發(fā)式室內(nèi)機(jī)組所構(gòu)成的單一制冷循環(huán)系統(tǒng)。因其具有室內(nèi)機(jī)獨(dú)立控制、使用靈活、外形美觀、占用安裝空間小、可不設(shè)專用機(jī)房等突出優(yōu)點(diǎn)，已廣泛應(yīng)用于空調(diào)和冷藏冷凍行業(yè)，是目前最為活躍的制冷熱泵系統(tǒng)形式之一。

但在實(shí)踐過(guò)程中，現(xiàn)有的多聯(lián)式制冷熱泵機(jī)組暴露出如下的技術(shù)瓶頸：

1.受制冷劑物性限制，配管長(zhǎng)度不能過(guò)長(zhǎng)：以目前多聯(lián)機(jī)的常用制冷劑r410a為例，所有室內(nèi)外機(jī)單程不能超過(guò)100m，配管總長(zhǎng)度不能超過(guò)165m。長(zhǎng)連管沿程所產(chǎn)生的巨大壓降將影響室內(nèi)機(jī)電子膨脹閥的正常工作。

2.建設(shè)成后擴(kuò)容和升級(jí)困難：如果需要增加內(nèi)機(jī)數(shù)量或提高某個(gè)內(nèi)機(jī)容量時(shí)，需排空整個(gè)系統(tǒng)的制冷劑，同時(shí)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的管路進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，工程量大，改造周期長(zhǎng)，成本昂貴。

3.可靠性較差：當(dāng)任一換熱器或管路損壞后，整個(gè)系統(tǒng)都需要停機(jī)檢修。同時(shí)每次維修都需要整機(jī)抽真空后重新加氟，維修成本高昂。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種基于末端獨(dú)立循環(huán)的可插拔多聯(lián)式制冷熱泵機(jī)組。

本發(fā)明的目的可以通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：

一種基于末端獨(dú)立循環(huán)的可插拔多聯(lián)式制冷熱泵機(jī)組，包括主循環(huán)回路，以及連接主循環(huán)回路的至少一個(gè)子循環(huán)回路，其中，

所述的主循環(huán)回路包括通過(guò)制冷劑連接管依次連接并形成閉環(huán)的主循環(huán)壓縮機(jī)、室外換熱器、主循環(huán)節(jié)流裝置和主循環(huán)中間換熱器，

所述的子循環(huán)回路為蒸氣壓縮制冷子循環(huán)回路或環(huán)路熱管子循環(huán)回路，其中，蒸氣壓縮制冷子循環(huán)回路包括通過(guò)制冷劑連接管依次連接并形成閉環(huán)的子循環(huán)壓縮機(jī)、室內(nèi)換熱器、子循環(huán)節(jié)流裝置和子循環(huán)中間換熱器，環(huán)路熱管子循環(huán)回路包括通過(guò)制冷劑連接管依次連接并形成閉環(huán)的子循環(huán)制冷劑泵、室內(nèi)換熱器和子循環(huán)中間換熱器，

所述子循環(huán)中間換熱器可插拔式連接所述主循環(huán)中間換熱器，并在接觸面完成換熱；

所述的主循環(huán)回路和子循環(huán)回路、子循環(huán)回路和子循環(huán)回路之間的制冷劑互不連通。

作為一種優(yōu)選的實(shí)施方案，所述的主循環(huán)回路和子循環(huán)回路上均設(shè)有四通換向閥，并使回路中制冷劑具有正向循環(huán)和反向循環(huán)兩種方式，其中，當(dāng)制冷劑正向循環(huán)時(shí)，回路實(shí)現(xiàn)制冷功能，當(dāng)制冷劑反向循環(huán)時(shí)，回路實(shí)現(xiàn)制熱功能。

作為一種優(yōu)選的實(shí)施方案，所述的主循環(huán)回路上，室外換熱器和主循環(huán)壓縮機(jī)均設(shè)有多個(gè)，并分別并聯(lián)后連接在所述主循環(huán)回路上。

作為一種優(yōu)選的實(shí)施方案，所述的主循環(huán)中間換熱器設(shè)有多個(gè)，其串聯(lián)或并聯(lián)在主循環(huán)回路中。

作為上述優(yōu)選的實(shí)施方案的更優(yōu)選，當(dāng)所述多個(gè)主循環(huán)中間換熱器并連接設(shè)置在主循環(huán)回路中時(shí)，每個(gè)主循環(huán)中間換熱器的制冷劑進(jìn)口處設(shè)置有一個(gè)主循環(huán)節(jié)流裝置。

作為一種優(yōu)選的實(shí)施方案，每個(gè)子循環(huán)回路中的子循環(huán)室內(nèi)換熱器對(duì)應(yīng)一個(gè)獨(dú)立的子循環(huán)室內(nèi)風(fēng)機(jī)和空氣通道，所述子循環(huán)室內(nèi)風(fēng)機(jī)和空氣通道聯(lián)通。

作為一種優(yōu)選的實(shí)施方案，所述的主循環(huán)中間換熱器與子循環(huán)中間換熱器上的換熱段加工成互相匹配的齒形結(jié)構(gòu)接口，使得主循環(huán)中間換熱器與子循環(huán)中間換熱器之間可插拔式咬合連接，并在咬合面處相互換熱。更優(yōu)選的，可插拔多聯(lián)式制冷熱泵機(jī)組的主循環(huán)中間換熱器還可以預(yù)留有供子循環(huán)中間換熱器可插拔式的齒形結(jié)構(gòu)接口，未使用時(shí)采用絕熱材料覆蓋保溫，此預(yù)留段可以是同一個(gè)已安裝子循環(huán)中間換熱器的主循環(huán)中間換熱器的未使用換熱段，也可以是一個(gè)新的獨(dú)立的主循環(huán)中間換熱器的換熱段。

作為一種優(yōu)選的實(shí)施方案，所述的主循環(huán)節(jié)流裝置和子循環(huán)節(jié)流裝置均選自毛細(xì)管、短管、孔板、熱力膨脹閥或電子膨脹閥中一種或多種。

作為一種優(yōu)選的實(shí)施方案，所述的主循環(huán)回路和子循環(huán)回路中還設(shè)置有包括高壓儲(chǔ)液器、氣液分離器、油分離器、過(guò)濾器、干燥器或電磁閥在內(nèi)的制冷輔件。

對(duì)于以上技術(shù)方案而言，室外換熱器可以為風(fēng)冷換熱器或水冷換熱器，風(fēng)冷換熱器應(yīng)選配室外風(fēng)機(jī)，水冷換熱器應(yīng)選配水泵和冷卻塔。

本發(fā)明將多聯(lián)機(jī)室內(nèi)外機(jī)從單一制冷循環(huán)中解耦成為數(shù)個(gè)獨(dú)立的末端子循環(huán)和主循環(huán)，其中主循環(huán)回路選用抗壓降能力較強(qiáng)的高壓制冷劑，承擔(dān)遠(yuǎn)距離輸送冷熱能的功能，由獨(dú)立的子循環(huán)回路負(fù)責(zé)各空氣處理末端制冷劑輸配和容量調(diào)節(jié)。主循環(huán)回路和子循環(huán)回路之間通過(guò)可拆卸的中間換熱器進(jìn)行熱能交換，但制冷劑互不聯(lián)通，只要預(yù)留了擴(kuò)展接口即可快速完成室內(nèi)機(jī)擴(kuò)容，當(dāng)某個(gè)子循環(huán)發(fā)生故障時(shí)也可在不影響其他室內(nèi)機(jī)正常運(yùn)行的情況下維修或室內(nèi)機(jī)升級(jí)改造。

本發(fā)明的工作過(guò)程為：通過(guò)中間換熱器(包括連接的主循環(huán)中間換熱器和子循環(huán)中間換熱器)將主循環(huán)回路產(chǎn)生的冷量/熱量傳遞給各個(gè)子循環(huán)回路，再由子循環(huán)回路輸送至對(duì)應(yīng)的子循環(huán)室內(nèi)換熱器，對(duì)空氣進(jìn)行制冷/制熱處理，再經(jīng)由子循環(huán)室內(nèi)風(fēng)機(jī)輸送擴(kuò)散。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：

(1)通過(guò)合理地選取主循環(huán)回路和子循環(huán)回路的制冷劑，可以降低管路損失對(duì)機(jī)組運(yùn)行的影響，提高多聯(lián)式制冷熱泵機(jī)組的應(yīng)用范圍和能效。

(2)通過(guò)主循環(huán)回路與子循環(huán)回路解耦運(yùn)行，將用能末端與主循環(huán)回路分離，大大提高系統(tǒng)可靠性。當(dāng)某個(gè)分循環(huán)發(fā)生故障，不會(huì)影響其他分循環(huán)的正常運(yùn)行。同時(shí)解耦也降低了系統(tǒng)控制的難度，提高了控制的可靠性。

(3)創(chuàng)新式的可插拔中間換熱器，預(yù)留了插拔口，可在不停機(jī)的條件下完成機(jī)組的擴(kuò)容和維護(hù)，大幅降低運(yùn)維成本。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例3的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明實(shí)施例4的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本發(fā)明實(shí)施例5的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中，1-壓縮機(jī)，2-室外換熱器，3-主循環(huán)第一節(jié)流裝置，4-主循環(huán)第一中間換熱器，5-主循環(huán)四通換向閥，6-主循環(huán)第二中間換熱器，7-主循環(huán)第三中間換熱器，8-主循環(huán)第二節(jié)流裝置，9-主循環(huán)第三節(jié)流裝置，31-第一子循環(huán)壓縮機(jī)，32-第一子循環(huán)中間換熱器，33-第一子循環(huán)節(jié)流裝置，34-第一子循環(huán)室內(nèi)換熱器，35-第一子循環(huán)室內(nèi)風(fēng)機(jī)，36-第一子循環(huán)四通換向閥，51-第二子循環(huán)壓縮機(jī)，52-第二子循環(huán)中間換熱器，53-第二子循環(huán)節(jié)流裝置，54-第二子循環(huán)室內(nèi)換熱器，55-第二子循環(huán)室內(nèi)風(fēng)機(jī)，56-第二子循環(huán)四通換向閥，57-第二子循環(huán)制冷劑泵，11～16、41～46、61～66-制冷劑連接管。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。

實(shí)施例1

一種基于末端獨(dú)立循環(huán)的可插拔多聯(lián)式制冷機(jī)組，其結(jié)構(gòu)如圖1所示，包括一個(gè)主循環(huán)回路和兩個(gè)子循環(huán)回路，其中，主循環(huán)回路由主循環(huán)壓縮機(jī)1，室外換熱器2，主循環(huán)第一節(jié)流裝置3和主循環(huán)第一中間換熱器4通過(guò)制冷劑連接管11、12、13、14連接構(gòu)成，兩個(gè)子循環(huán)回路中，第一子循環(huán)回路由第一子循環(huán)壓縮機(jī)31，第一子循環(huán)中間換熱器32，第一子循環(huán)節(jié)流裝置33，第一子循環(huán)室內(nèi)換熱器34和第一子循環(huán)室內(nèi)風(fēng)機(jī)35通過(guò)制冷劑連接管41、42、43、44連接構(gòu)成，第二子循環(huán)回路由第二子循環(huán)壓縮機(jī)51，第二子循環(huán)中間換熱器52，第二子循環(huán)節(jié)流裝置53，第二子循環(huán)室內(nèi)換熱器54，第二子循環(huán)室內(nèi)風(fēng)機(jī)55通過(guò)制冷劑連接管61、62、63、64連接并構(gòu)成閉環(huán)。

其具體工作流程如下，系統(tǒng)工作狀態(tài)下充有制冷劑，三個(gè)循環(huán)可以使用相同制冷劑，也可以使用不同制冷劑。例如為了減小長(zhǎng)距離制冷劑連管壓降對(duì)系統(tǒng)性能的影響，主循環(huán)回路可使用r744(二氧化碳)，子循環(huán)回路使用氟利昂，此時(shí)主循環(huán)制冷劑連接管12、13的總長(zhǎng)度可以延伸至數(shù)百米。

主循環(huán)的制冷劑，首先經(jīng)主循環(huán)壓縮機(jī)1，被壓縮至高溫高壓的蒸氣。高溫高壓氣體分別經(jīng)制冷劑連接管11進(jìn)入室外換熱器2冷卻凝結(jié)成液體，釋放熱量。從室外換熱器2流出的制冷劑液體，經(jīng)制冷劑連接管12，進(jìn)入主循環(huán)第一節(jié)流裝置3節(jié)流成低溫低壓液態(tài)制冷劑，再經(jīng)制冷劑連接管13依次進(jìn)入主循環(huán)第一中間換熱器4吸收熱量，分別冷卻第一子循環(huán)中間換熱器32、第二子循環(huán)中間換熱器52內(nèi)的制冷劑。主循環(huán)的制冷劑在主循環(huán)第一中間換熱器4氣化后，經(jīng)制冷劑連接管14回到主循環(huán)壓縮機(jī)1吸氣口。

第一子循環(huán)回路中的制冷劑，在第一子循環(huán)中間換熱器32被冷卻液化后，經(jīng)制冷劑連接管42，第一子循環(huán)節(jié)流裝置33，制冷劑連接管43送入第一子循環(huán)室內(nèi)換熱器34，冷卻從第一子循環(huán)室內(nèi)風(fēng)機(jī)35送來(lái)的空氣。被氣化的制冷劑經(jīng)制冷劑連接管44進(jìn)入第一子循環(huán)壓縮機(jī)31，重新壓縮成為高溫高壓的氣體，再經(jīng)制冷劑連接管41回到第一子循環(huán)中間換熱器32。第二子循環(huán)回路與之類似。

其中，主循環(huán)第一中間換熱器4與第一子循環(huán)中間換熱器32，第二子循環(huán)中間換熱器52之間通過(guò)齒形結(jié)構(gòu)相互咬合，并在咬合面換熱，但主循環(huán)回路與子循環(huán)回路之間的制冷劑互不聯(lián)通。當(dāng)室內(nèi)機(jī)擴(kuò)容時(shí)將新循環(huán)的中間換熱器安裝在齒形結(jié)構(gòu)即可。主循環(huán)第一中間換熱器4未使用的換熱區(qū)需使用絕熱材料覆蓋保溫。

當(dāng)某個(gè)子循環(huán)回路需要維修或更換時(shí)，不會(huì)影響其他子循環(huán)回路的正常工作。

實(shí)施例2

一種基于末端獨(dú)立循環(huán)的可插拔多聯(lián)式制冷熱泵機(jī)組，其結(jié)構(gòu)如圖2所示。與實(shí)施例1相比，增加了主循環(huán)四通換向閥5，第一子循環(huán)四通換向閥36，第二子循環(huán)四通換向閥56及必要的制冷劑連接管15、16、45、46、65、66。在制熱模式下，主循環(huán)回路和子循環(huán)回路均為熱泵循環(huán)，主循環(huán)回路從室外換熱器2(蒸發(fā)器狀態(tài))吸熱傳遞給主循環(huán)第一中間換熱器4(冷凝器狀態(tài))，子循環(huán)回路通過(guò)各自處于蒸發(fā)器狀態(tài)的子循環(huán)中間換熱器(包括第一子循環(huán)中間換熱器32、第二子循環(huán)中間換熱器52)從主循環(huán)回路吸熱，再經(jīng)處于冷凝器狀態(tài)的室內(nèi)換熱器(包括第一子循環(huán)中間換熱器32、第二子循環(huán)中間換熱器52)加熱空氣。

實(shí)施例3

一種基于末端獨(dú)立循環(huán)的可插拔多聯(lián)式制冷機(jī)組，結(jié)構(gòu)和流程如圖3所示。與實(shí)施例1相比，在主循環(huán)回路上串聯(lián)新增了兩個(gè)主循環(huán)中間換熱器：主循環(huán)第二中間換熱器6，主循環(huán)第三中間換熱器7，工作原理與實(shí)施例1相同。

實(shí)施例4

一種基于末端獨(dú)立循環(huán)的可插拔多聯(lián)式制冷機(jī)組，結(jié)構(gòu)和流程如圖4所示。與實(shí)施例1相比，在主循環(huán)回路上并聯(lián)設(shè)置了三個(gè)主循環(huán)中間換熱器，分別為主循環(huán)第一中間換熱器4、主循環(huán)第二中間換熱器6和主循環(huán)第三中間換熱器7，各個(gè)主循環(huán)中間換熱器配有節(jié)流裝置，分別對(duì)應(yīng)為主循環(huán)第一節(jié)流裝置3、主循環(huán)第二節(jié)流裝置8，主循環(huán)第三節(jié)流裝置9，工作原理與實(shí)施例1相同。

實(shí)施例5

一種基于末端獨(dú)立循環(huán)的可插拔多聯(lián)式制冷機(jī)組，結(jié)構(gòu)和流程如圖5所示。與實(shí)施例1相比，第二子循環(huán)回路為環(huán)路熱管循環(huán)，它由第二子循環(huán)中間換熱器52，第二子循環(huán)室內(nèi)換熱器54，第二子循環(huán)室內(nèi)風(fēng)機(jī)55，第二子循環(huán)制冷劑泵57，制冷劑連接管61、62、63構(gòu)成。

實(shí)施例5的主循環(huán)回路和第一子循環(huán)回路的工作原理與實(shí)施例1相同。第二子循環(huán)回路的工作原理為，制冷劑在第二子循環(huán)中間換熱器52被冷卻液化后，經(jīng)制冷劑連接管61，第二子循環(huán)制冷劑泵21，制冷劑連接管63送入第二子循環(huán)室內(nèi)換熱器54，冷卻從第二子循環(huán)室內(nèi)風(fēng)機(jī)55送來(lái)的空氣。被氣化的制冷劑經(jīng)制冷劑連接管62回到第二子循環(huán)中間換熱器52，完成環(huán)路熱管循環(huán)。

上述實(shí)施例中室外換熱器2可以為風(fēng)冷換熱器或水冷換熱器，風(fēng)冷換熱器應(yīng)選配室外風(fēng)機(jī)，水冷換熱器應(yīng)選配水泵和冷卻塔。

上述實(shí)施例中未完整展示制冷劑循環(huán)和風(fēng)道的所有部件，實(shí)施過(guò)程中，在主循環(huán)回路或任一子循環(huán)回路設(shè)置高壓儲(chǔ)液器、氣液分離器、油分離、過(guò)濾器、干燥器、電磁閥等常見(jiàn)制冷輔件，在制冷劑連接管12、13、42、43、62、63上增加節(jié)流裝置，改變室內(nèi)風(fēng)機(jī)與室內(nèi)換熱器的相對(duì)位置，或不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神增加熱交換器，風(fēng)機(jī)和風(fēng)閥等，均不能視為對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了實(shí)質(zhì)性改進(jìn)，應(yīng)屬于本發(fā)明保護(hù)范圍。

在上述實(shí)施例中增減主循環(huán)并聯(lián)壓縮機(jī)數(shù)量，并聯(lián)室外換熱器數(shù)量，或增減任一子循環(huán)內(nèi)并聯(lián)壓縮機(jī)數(shù)量(環(huán)路熱管循環(huán)的制冷劑泵數(shù)量)，并聯(lián)室內(nèi)換熱器數(shù)量和室內(nèi)風(fēng)機(jī)數(shù)量，均不能視為對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了實(shí)質(zhì)性改進(jìn)，應(yīng)屬于本發(fā)明保護(hù)范圍。

本文中使用“第一”、“第二”、“第三”等詞語(yǔ)來(lái)限定部件，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該知曉：“第一”、“第二”、“第三”等詞語(yǔ)的使用僅僅是為了便于描述上對(duì)部件進(jìn)行區(qū)別。如沒(méi)有另行聲明外，上述詞語(yǔ)并沒(méi)有特殊的含義。

最后應(yīng)當(dāng)說(shuō)明的是：以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對(duì)其限制，盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員依然可以對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行修改或者對(duì)部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換，但只要不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明請(qǐng)求保護(hù)的技術(shù)方案范圍當(dāng)中。