室外机及水源多联机系统的制作方法

1.本实用新型涉及空调设备技术领域，具体涉及一种水源多联机系统。


背景技术：

2.现有技术中水源多联机系统，简称水源机，其室外机通常仅设置一个冷媒水换热器，且冷媒水换热器通常是板式换热器，板式换热器的其中一个流道为冷媒流道，另一流道为水流道，在板式换热器中实现冷媒和水的换热。
3.为减少水侧阻力，往往会布置一个片数较多的板换，但是增加板换片数相应地会使每片板换的水流量降低，此时往往需要提升系统的最小运行水流范围，不利于节能；同时，在系统低负荷运行时由于所需水源侧水流量小，导致其在该片数较多的板换内部水流道中流速过低，容易发生板片流路间水流分配不均，此时制热运行由于冷媒流道内冷媒温度低（冷媒温度零度以下）易使板换内水流道中的水发生冻结，从而导致系统难以正常运行。


技术实现要素：

4.本实用新型提供一种室外机及水源多联机系统，可以解决现有技术中通过增加板换片数来减小水侧压力导致系统能耗高，且在低负荷制热运行时板换水流道易冻结的问题。
5.在本技术的一些实施例中，提供一种室外机，包括:
6.压缩机、四通阀、冷媒水换热装置、膨胀阀、液侧截止阀和气侧截止阀，其按照冷媒流动顺序连接形成回路，所述液侧截止阀和所述气侧截止阀之间用于连接室内机；
7.所述冷媒水换热装置包括多个冷媒水换热器，各所述冷媒水换热器包括冷媒流道和水流道；
8.多个所述冷媒水换热器的冷媒流道并联，各所述冷媒流道的一端均与所述四通阀的一端口连接，另一端均与所述液侧截止阀连接且连接管路上设有膨胀阀；
9.多个所述冷媒水换热器的水流道并联，各所述水流道的一端均与一水源进水管路连接，另一端均与一水源出水管路连接，至少其中部分所述水流道上设有可控制水流道通断的电动阀门。
10.本技术通过设置多个冷媒水换热器，多个冷媒水换热器的冷媒流道并联，各冷媒流道的一端均与四通阀的一端口连接，另一端均与液侧截止阀连接且连接管路上设有膨胀阀；多个冷媒水换热器的水流道并联，各水流道的一端均与一水源进水管路连接，另一端均与一水源出水管路连接，至少其中部分水流道上设有可控制水流道通断的电动阀门，从而实现了多个冷媒水换热器并联布置，各冷媒水换热器可选用片数较少的板式换热器，多个冷媒水换热器的片数总数之和可不少于现有技术中一个板式换热器的片数，从而可以保证减小水侧压力的作用；同时，当系统低负荷运行时，可通过关闭其中某个或某些冷媒水换热器对应的电动阀门和膨胀阀使其不工作，仅其他冷媒水换热器工作，则低负荷小流量的水
也能在工作的冷媒水换热器中有较高的流速，从而制热时换热器水流道内的水不易冻结，保证系统运行可靠，扩宽了水流运行范围，即拓宽了保证系统正常运行所需满足的水流量范围。
11.在本技术的一些实施例中，所述水源进水管路或所述水源出水管路上设有水泵，用以为所述水流道中的水流动提供驱动力。
12.在本技术的一些实施例中，所述水源进水管路上设有进水温度传感器，用于检测水源进水温度；所述水源出水管路上设有出水温度传感器，用于检测水源出水温度。
13.在本技术的一些实施例中，所述水源出水管路上设有出水流量检测元件，用于检测水源出水流量。
14.在本技术的一些实施例中，所述冷媒水换热器为板式换热器，所述电动阀门为电动球阀，其可设在所述水流道的进水端或出水端上。
15.在本技术的一些实施例中，还提供一种水源多联机系统，包括室外机和多个室内机，所述室外机为上述一些实施例中的室外机。
16.在本技术的一些实施例中，各所述室内机的回风口处设有回风温度传感器，用于对应检测各所述室内机的回风温度。
17.在本技术的一些实施例中，所述室外机为两管制室外机，所述四通阀、所述气侧截止阀以及所述液侧截止阀的数量均为一个，所述四通阀的第一端口、第二端口和第三端口分别连接所述气侧截止阀、所述压缩机的出气口和所述压缩机的进气口，各所述冷媒流道的一端均连接在所述四通阀的第四端口上。
18.在本技术的一些实施例中，所述室外机为三管制室外机，所述四通阀包括第一四通阀和第二四通阀两个四通阀，所述气侧截止阀包括第一气侧截止阀和第二气侧截止阀两个气侧截止阀，所述液侧截止阀的数量为一个；所述第一四通阀的第一端口连接所述第一气侧截止阀，所述压缩机的出气口连接在一个三通的其中一端口上，所述三通的另外两个端口分别连接所述第一四通阀的第二端口和所述第二四通阀的第二端口，所述第一四通阀的第三端口和所述第二四通阀的第三端口及所述压缩机的进气口均连接于所述第二气侧截止阀，各所述冷媒流道的一端均连接在所述第二四通阀的第四端口上。
19.在本技术的一些实施例中，所述第一四通阀的第四端口通过第一管路连接在所述第二四通阀的第三端口与所述第二气侧截止阀之间的连接管路上，所述第一管路上设有第一毛细管；所述第二四通阀的第一端口通过第二管路连接在所述第二四通阀的第三端口与所述第二气侧截止阀之间的连接管路上，所述第二管路上设有第二毛细管。
附图说明
20.图1现有技术两管制水源多联机系统室外机结构原理图；
21.图2示出了根据实施例一的水源多联机系统室外机结构原理图；
22.图3示出了根据实施例一的水源多联机系统结构原理图；
23.图4示出了根据实施例一的水源多联机系统制热运行时制冷剂流向和水流向示意图；
24.图5示出了根据实施例一的水源多联机系统制冷运行时制冷剂流向和水流向示意图；
25.图6示出了根据实施例二的水源多联机系统室外机结构原理图；
26.图7示出了根据实施例二的水源多联机系统结构原理图；
27.图8示出了根据实施例二的水源多联机系统制热运行时制冷剂流向和水流向示意图；
28.图9示出了根据实施例二的水源多联机系统制冷运行时制冷剂流向和水流向示意图；
29.图10示出了根据实施例二的水源多联机系统室外机设置有第一毛细管和第二毛细管时的结构原理图。
30.图1中附图标记：1-冷媒水换热器；
31.图2至图5中附图标记：10-压缩机；11-出气口；12-进气口；20-四通阀；21-第一端口；22-第二端口；23-第三端口；24-第四端口；30-冷媒水换热器；31-冷媒流道；32-水流道；40-膨胀阀；50-气侧截止阀；60-液侧截止阀；70-电动阀门；80-回风温度传感器；90-水泵；100-水源进水管路；110-水源出水管路；
32.图6至图10中附图标记：10-压缩机；11-出气口；12-进气口；20a-第一四通阀；20a1-第一端口；20a2-第二端口；20a3-第三端口；20a4-第四端口；20b-第二四通阀；20b1-第一端口；20b2-第二端口；20b3-第三端口；20b4-第四端口；30-冷媒水换热器；31-冷媒流道；32-水流道；40-膨胀阀；51-第一气侧截止阀；52-第二气侧截止阀；60-液侧截止阀；70-电动阀门；80-回风温度传感器；90-水泵；100-水源进水管路；110-水源出水管路；120-第一毛细管；130-第二毛细管；140-三通。
具体实施方式
33.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
34.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
35.术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
36.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
37.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
38.下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本实用新型的不同结构。为了简化本实用新型的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本实用新型。此外，本实用新型可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本实用新型提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。
39.本实用新型中空调器通过使用压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器来执行空调器的制冷循环。制冷循环包括一系列过程，涉及压缩、冷凝、膨胀和蒸发，对室内空间进行制冷或制热。
40.低温低压制冷剂进入压缩机，压缩机压缩成高温高压状态的制冷剂气体并排出压缩后的制冷剂气体。所排出的制冷剂气体流入冷凝器。冷凝器将压缩后的制冷剂冷凝成液相，并且热量通过冷凝过程释放到周围环境。
41.膨胀阀使在冷凝器中冷凝形成的高温高压状态的液相制冷剂膨胀为低压的液相制冷剂。蒸发器蒸发在膨胀阀中膨胀的制冷剂，并使处于低温低压状态的制冷剂气体返回到压缩机。蒸发器可以通过利用制冷剂的蒸发的潜热与待冷却的材料进行热交换来实现制冷效果。在整个循环中，空调器可以调节室内空间的温度。
42.空调器的室外单元是指制冷循环的包括压缩机和室外热交换器的部分，空调器的室内单元包括室内热交换器，并且膨胀阀可以提供在室内单元或室外单元中。
43.室内热交换器和室外热交换器用作冷凝器或蒸发器。当室内热交换器用作冷凝器时，空调器用作制热模式的加热器，当室内热交换器用作蒸发器时，空调器用作制冷模式的冷却器。
44.水源多联机系统是将水源热泵技术与空气源多联机系统相结合，冷热源侧与水源热泵系统相同，采用水作为能量运输介质，室内侧与多联机系统相同，采用制冷剂作为能量运输介质。水源多联机系统的冷热源通常是地下水、地表水等。
45.图1所示为现有技术两管制水源多联机系统室外机结构原理图。为减少水侧阻力，其冷媒水换热器1通常选用一个片数较多的板式换热器，但是增加板换片数相应地会使每片板换的水流量降低，此时往往需要提升系统的最小运行水流范围，不利于节能；同时，在系统低负荷运行时由于所需水源侧水流量小，导致其在该片数较多的板换内部水流道中流速过低，容易发生板片流路间水流分配不均，此时制热运行由于冷媒流道内冷媒温度低（冷媒温度零度以下）易使板换内水流道中的水发生冻结，从而导致系统难以正常运行。
46.实施例一
47.图2示出了根据本技术实施例一的水源多联机系统室外机结构原理图，图3示出了根据实施例一的水源多联机系统结构原理图。如图3所示，本实施例一种水源多联机系统，
包括室外机1和多个室内机2，本实施例中以两个室内机2，一个室外机1构成的一拖二水源多联机系统为例进行说明。
48.其中，室外机1包括压缩机10、四通阀20、冷媒水换热装置、膨胀阀40、液侧截止阀60和气侧截止阀50，其按照冷媒流动顺序连接形成回路，室内机连接在液侧截止阀60和气侧截止阀50之间；冷媒水换热装置包括多个冷媒水换热器30，各冷媒水换热器30包括一冷媒流道31和一水流道32，则多个冷媒水换热器30具有多条冷媒流道31和同样数量的多个水流道32，多个冷媒水换热器30的多个冷媒流道31并联，各冷媒流道31的一端均与四通阀20的一端口连接，另一端均与液侧截止阀60连接且连接管路上设有膨胀阀40；同理，多个冷媒水换热器30的多个水流道32并联，各水流道32的一端均与一水源进水管路100连接，另一端均与一水源出水管路110连接，至少其中部分冷媒水换热器30的水流道32上设有可控制对应水流道32通断的电动阀门70，即多个冷媒水换热器30的多个水流道32中，至少部分水流道32上设有所述的电动阀门70。
49.本实施例通过设置多个冷媒水换热器30，多个冷媒水换热器30的多个冷媒流道31并联，各冷媒流道31的一端均与四通阀20的一端口连接，另一端均与液侧截止阀60连接且连接管路上设有膨胀阀40；多个冷媒水换热器30的水流道32并联，各水流道32的一端均与一水源进水管路100连接，另一端均与一水源出水管路110连接，至少其中部分水流道32上设有可控制水流道32通断的电动阀门70，从而实现了多个冷媒水换热器30并联布置，各冷媒水换热器30可选用片数较少的板式换热器，多个冷媒水换热器30的片数总数之和可不少于现有技术中一个大板式换热器的片数，从而可以保证减小水侧压力的作用；同时，当系统低负荷运行时，可通过关闭其中某个或某些冷媒水换热器30对应的电动阀门70和膨胀阀40使其不工作，仅其他冷媒水换热器30工作，则低负荷小流量的水也能在工作的冷媒水换热器30中有较高的流速，从而制热时换热器水流道32内的水不易冻结，保证系统运行可靠，扩宽了水流运行范围，即拓宽了保证系统正常运行所需满足的水流量范围。
50.除上述技术效果外，为另外兼顾系统成本，冷媒水换热器30的个数以2-3个为宜，本实施例冷媒水换热器30的个数以2个，且室外机为两管制室外机为例进行说明。
51.在本实施例中，可以通过压缩机10的需求频率来判断需要开启或关闭电动阀门70，即判断系统负荷大小。具体地，在各室内机的回风口处设有回风温度传感器80，回风温度传感器80用于对应检测各室内机的回风温度，从而可以根据各运行室外机的回风温度和设定温度，根据现有算法得到压缩机10需求频率。当压缩机10的需求频率大于第一设定值n时，说明系统全负荷运行，全部电动阀门70打开，全部冷媒水换热器30的膨胀阀40打开，全部冷媒水换热器30工作；当压缩机10的需求频率小于第二设定值m时，m＜n，说明系统低负荷运行，电动阀门70关闭，对应的膨胀阀40关闭，仅部分冷媒水换热器30。
52.在本实施例中，还可以采用其他方式来判断系统负荷大小。比如，可在水源进水管路100上设置进水温度传感器，用于检测水源进水温度；同时，水源出水管路110上设置出水温度传感器，用于检测水源出水温度。当水源出水温度与水源进水温度的差值大于第一设定温度t1时，说明水流量较低，系统低负荷运行，电动阀门70关闭，对应的膨胀阀40关闭，仅部分冷媒水换热器30；当水源出水温度与水源进水温度的差值小于第二设定温度t2时，t2＜t1，说明水流量较大，系统全负荷运行，全部电动阀门70打开，全部冷媒水换热器30的膨胀阀40打开，全部冷媒水换热器30工作。
53.另外，还可以采用在水源出水管路110上设置出水流量检测元件的方式，来判断系统负荷大小，用于检测水源出水流量。具体地，当水源出水流量＞第一设定流量q1时，说明水流量较大，系统全负荷运行，全部电动阀门70打开，全部冷媒水换热器30的膨胀阀40打开，全部冷媒水换热器30工作；当水源出水流量＜第二设定流量q2时，q2＜q1，说明水流量较小，系统低负荷运行，电动阀门70关闭，对应的膨胀阀40关闭，仅部分冷媒水换热器30。
54.在本技术的一些实施例中，水源进水管路100或水源出水管路110上设有水泵90，用以为水流道32中的水流动提供驱动力，本实施例中水泵90设在水源进水管路100上。
55.对于冷媒水换热器30，其具体为板式换热器，电动阀门70为电动球阀或其他电动二通阀，其可设在水流道32的进水端或出水端上均可，图2和图3所示中电动阀门70设在其中一冷媒水换热器30的水流道32的出水端上。
56.本实施例中，四通阀20、气侧截止阀50以及液侧截止阀60的数量均为一个，四通阀20具有四个端口，即第一端口21、第二端口22、第三端口23和第四端口24，第一端口21连接气侧截止阀50，第二端口22连接压缩机10的出气口11，第三端口23连接压缩机10的进气口12，各冷媒流道31的一端均连接在四通阀20的第四端口24上。
57.图4示出了根据实施例一的水源多联机系统制热运行时制冷剂流向和水流向示意图，如图4所示，当系统负荷较大时，电动阀门70打开，在水泵90作用下，水由水源进水管路100进入然后分两路分别进入两个冷媒水换热器30的水流道32中，同时两个冷媒水换热器30上的膨胀阀40均打开，压缩机10将冷媒压缩成高温高压的气体，经出气口11以及四通阀20的第二端口22、第一端口21进入室内机的换热器（此时为冷凝器）中，室内机的换热器对高温高压的气体冷媒进行液化成低温高压的液体冷媒，此时冷媒释放大量的热，实现制热，液体冷媒经液侧截止阀60进入两个冷媒水换热器30的冷媒流道31中，经膨胀阀40节流降压，并在冷媒水换热器30（此时为蒸发器）中与水流道32的水换热，再次成为低温低压冷媒进入四通阀20进行循环。当系统负荷较小时，电动阀门70关闭，其所在的冷媒水换热器30的膨胀阀40也关闭，仅其中一个冷媒水换热器30工作，制热运行工作原理与上述相同，在此不再赘述。
58.图5示出了根据实施例一的水源多联机系统制冷运行时制冷剂流向和水流向示意图，如图5所示，当系统负荷较大时，电动阀门70打开，在水泵90作用下，水由水源进水管路100进入然后分两路分别进入两个冷媒水换热器30的水流道32中，同时两个冷媒水换热器30上的膨胀阀40均打开；压缩机10排气经过四通阀20的第二端口22和第四端口24之间流路，进入冷媒水换热器30（此时为冷凝器）中冷凝后流经液侧截止阀60进入室内机的换热器（此时为蒸发器）中，蒸发吸热后流经气侧截止阀50，经过四通阀21的第一端口21和第三端口23之间流路返回到压缩机10的进气口12，室内机的换热器可以通过利用冷媒的蒸发潜热与室内空气换热实现制冷效果。当系统
59.负荷较小时，电动阀门70关闭，其所在的冷媒水换热器30的膨胀阀40也关闭，仅其中一个冷媒水换热器30工作，制冷运行工作原理与上述相同，在此不再赘述。
60.实施例二
61.图6示出了根据实施例二的水源多联机系统室外机结构原理图，图7示出了根据实施例二的水源多联机系统结构原理图。如图6和图7所示，与实施例一不同的是，本实施例中室外机为三管制室外机，四通阀包括第一四通阀20a和第二四通阀20b两个四通阀，气侧截
止阀包括第一气侧截止阀51和第二气侧截止阀52两个气侧截止阀，液侧截止阀60的数量为一个；第一四通阀20a的第一端口20a1连接第一气侧截止阀51，压缩机10的出气口11连接在一个三通140的其中一端口上，三通140的另外两个端口分别连接第一四通阀20a的第二端口20a2和第二四通阀20b的第二端口20b2，第一四通阀20a的第三端口20a3和第二四通阀20b的第三端口20b3均连接于第二气侧截止阀52，各冷媒流道31的一端均连接在第二四通阀20b的第四端口20b4上。冷媒水换热器30的个数仍为两个，其水流道32连接结构同实施例一，在此不再赘述。
62.图8示出了根据实施例二的水源多联机系统制热运行时制冷剂流向和水流向示意图，如图8所示，当系统负荷较大时，电动阀门70打开，在水泵90作用下，水由水源进水管路100进入然后分两路分别进入两个冷媒水换热器30的水流道32中，同时两个冷媒水换热器30上的膨胀阀40均打开；第一四通阀20a的第一端口20a1和第二端口20a2之间流路通，第二四通阀20b的第三端口20b3和第四端口20b4之间流路通，压缩机10将冷媒压缩成高温高压的气体，经出气口11以及第一四通阀20a的第二端口20a2、第一端口20a1通过第一气侧截止阀51进入室内机的换热器（此时为冷凝器）进行冷凝，室内机的换热器对高温高压的气体冷媒进行液化成低温高压的液体冷媒，此时冷媒释放大量的热，实现制热，液体冷媒经液侧截止阀60进入两个冷媒水换热器30的冷媒流道31中，经膨胀阀40节流降压，蒸发吸热，并在冷媒水换热器30（此时为蒸发器）中与水流道32的水换热，再次成为低温低压冷媒经第二四通阀20b的第三端口20b3和第四端口20b4之间流路，返回至压缩机10的进气口12进行循环。当系统负荷较小时，电动阀门70关闭，其所在的冷媒水换热器30的膨胀阀40也关闭，仅其中一个冷媒水换热器30工作，制热运行工作原理与上述相同，在此不再赘述。
63.图9示出了根据实施例二的水源多联机系统制冷运行时制冷剂流向和水流向示意图，如图9所示，当系统负荷较大时，电动阀门70打开，在水泵90作用下，水由水源进水管路100进入然后分两路分别进入两个冷媒水换热器30的水流道32中，同时两个冷媒水换热器30上的膨胀阀40均打开；第一四通阀20a的第一端口20a1和第三端口20a3之间流路通，第二四通阀20b的第二端口20b2和第四端口20b4之间流路通，压缩机10排气经过第二四通阀20b的第二端口20b2和第四端口20b4之间流路，进入冷媒水换热器30（此时为冷凝器）中冷凝后流经液侧截止阀60进入室内机的换热器（此时为蒸发器）中，蒸发吸热后流经第一气侧截止阀51，经过第一四通阀20a的第一端口20a1和第三端口20a3之间流路返回到压缩机10的进气口12，室内机的换热器可以通过利用冷媒的蒸发潜热与室内空气换热实现制冷效果。当系统负荷较小时，电动阀门70关闭，其所在的冷媒水换热器30的膨胀阀40也关闭，仅其中一个冷媒水换热器30工作，制冷运行工作原理与上述相同，在此不再赘述。
64.在本技术的一些实施例中，如图10所示，第一四通阀20a的第四端口20a4通过第一管路连接在第二四通阀20b的第三端口20b3与第二气侧截止阀52之间的连接管路上，第一管路上设有第一毛细管120；第二四通阀20b的第一端口20b1通过第二管路连接在第二四通阀20b的第三端口20b3与第二气侧截止阀52之间的连接管路上，第二管路上设有第二毛细管130，从而使得冷媒一直处于流动状态，防止四通阀换向的瞬间发生液击现象，从而可以保护四通阀。
65.在上述实施方式的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
66.以上仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。