麥克維爾的產(chǎn)品專利為《CN201320863387-一種全熱回收機(jī)組-實(shí)用新型》，其中的流程圖如下。
1、熱源側(cè)風(fēng)冷換熱器；2、壓縮機(jī)；3、負(fù)荷側(cè)水冷換熱器；4、熱回收器；5、儲(chǔ)液器；6、過濾器；D1、D2、D3均為單向閥；EXVH、 EXVC、EXVD均為電子膨脹閥；A1-A4、B1-B4均為四通閥接口
根據(jù)專利描述及流程圖，將各個(gè)循環(huán)通路整理如下：
制冷：2-A4-A1-B4-B1-1-D1-5-6-EXVC-3-B3-B2-2
伴隨通路：4-A3-A2-2
制冷+熱水：2-A4-A3-4-D3-5-6- EXVC-3-B3-B2-2
伴隨通路：1-B1-B4-A1-A2-2（B1-B4對(duì)于四通閥為逆向流）
制熱：2-A4-A1-B4-B3-3-D2-5-6-EXVH-1-B1-B2-2
伴隨通路：4-A3-A2-2
熱水：2-A4-A3-4-D3-5-6-EXVH-1-B1-B2-2
伴隨通路：3-B3-B4-A1-A2-2（B3-B4對(duì)于四通閥為逆向流）
除霜：2-A4-A1-B4-B1-1-D1-5-6- EXVD-4-A3-A2-2
伴隨通路：3-B3-B2-2
上面所說的“伴隨通路”是指，在不同模式下，除了參與換熱循環(huán)的流程外，還有另外一條相通的制冷劑線路。
如果只看各個(gè)模式下的流程通路，并沒有什么問題，問題就出在伴隨通路上。
當(dāng)系統(tǒng)從“制冷”模式切換到“制冷+熱水”模式時(shí)，熱源側(cè)風(fēng)冷換熱器1和壓縮機(jī)2的吸氣口相通。切換前，熱源側(cè)風(fēng)冷換熱器1作為冷凝器，其內(nèi)為高溫高壓的飽和制冷劑，切換后，由于和壓縮機(jī)吸氣口相通，壓力迅速降低，仍然是飽和狀態(tài)，被吸入壓縮機(jī)，可能會(huì)造成壓縮機(jī)的液擊。
當(dāng)系統(tǒng)從“制冷+熱水”模式切換到“制冷”模式時(shí)，熱回收器4和壓縮機(jī)2的吸氣口相通。同樣也會(huì)出現(xiàn)上面說的問題。
當(dāng)系統(tǒng)從“熱水”模式切換到“制熱”模式、從“制熱”模式切換到“熱水”模式，以及切換到“除霜”模式，都有同樣的問題。
要想解決這個(gè)問題，需要截?cái)喟殡S通路或在壓縮機(jī)吸氣管上添加一個(gè)氣液分離器。鑒于此類系統(tǒng)切換頻繁，系統(tǒng)制冷劑流量波動(dòng)較大，我建議同時(shí)截?cái)喟殡S通路和添加氣液分離器。
由于專利圖紙流程看著不是很習(xí)慣，我根據(jù)其流程整理了一份流程圖，并分別在兩個(gè)四通閥和回氣的連接管上加了兩個(gè)電磁閥，同時(shí)在壓縮機(jī)回氣管上加了一個(gè)氣液分離器。
電磁閥的控制邏輯，根據(jù)切換和通路的需要，有時(shí)常開，有時(shí)常閉，有時(shí)還先開一段時(shí)間，待四通閥切換后再關(guān)閉。
麥克維爾的這個(gè)專利用了三個(gè)電子膨脹閥，成本較高，控制繁瑣。
我將系統(tǒng)流程做了以下改進(jìn)，如下圖所示。下面所有的流程圖中，過濾器等非必要類配件在圖中省略。
我們一起來看看上圖這些閥件的使用原則。
雙四通閥的使用是為了保證各個(gè)模式運(yùn)行時(shí)，制冷劑循環(huán)始終只經(jīng)過三個(gè)換熱器中的兩個(gè)，我把它稱之為全熱回收的并聯(lián)系統(tǒng)。
電磁閥SD1、SD2的使用是為了保證各個(gè)模式運(yùn)行時(shí)，伴隨通路被截?cái)?，防止切換時(shí)先前參與循環(huán)的換熱器內(nèi)的高溫高壓的制冷劑液體被吸入切換后的壓縮機(jī)內(nèi)，造成液擊。
所有的單向閥，都是為了保證各個(gè)模式下流路的正常通斷。
使用電磁閥SD3而不是使用單向閥，這是為什么呢？
單向閥D1、D2和電磁閥SD3在所有的模式運(yùn)行時(shí)都處于冷凝器的出口，儲(chǔ)液器的進(jìn)口。當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行從一種模式切換到另一種模式時(shí)，不參與系統(tǒng)運(yùn)行的那個(gè)換熱器在切換前是冷凝器。如果該換熱器在切換前運(yùn)行的模式下，壓力高于切換后的系統(tǒng)冷凝器的壓力，制冷劑就會(huì)遷移到系統(tǒng)中。
從“制冷+熱水”模式切換到“制冷”模式和從“熱水”模式切換到“制熱”模式，均會(huì)出現(xiàn)熱水側(cè)換熱器內(nèi)的制冷劑遷移到系統(tǒng)中。
為防止制冷劑遷移，于是就在熱水側(cè)換熱器出口和儲(chǔ)液器進(jìn)口之間裝了電磁閥SD3。
也許你會(huì)說，不是有儲(chǔ)液器嗎，遷移的制冷劑不是可以進(jìn)入儲(chǔ)液器內(nèi)，熱水側(cè)換熱器出口和儲(chǔ)液器進(jìn)口之間用一個(gè)單向閥就能搞定。
首先，遷移的制冷劑量很難確切的計(jì)算，為了滿足制冷劑遷移，可能會(huì)加大儲(chǔ)液器的整個(gè)體積，那么機(jī)組外形會(huì)有所加大或內(nèi)部空間減小。而且儲(chǔ)液器容積越大，系統(tǒng)的過冷度損失越嚴(yán)重。（具體分析我在《空調(diào)制冷產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)，儲(chǔ)液器放在什么位置最合適》一文中有說明）同時(shí)制冷劑的遷移也會(huì)造成系統(tǒng)一定的波動(dòng)。
如果你非得用單向閥也是可以的。
那么單向閥D1、D2是不是也需要換成電磁閥呢？
在系統(tǒng)處于停機(jī)狀態(tài)，開始啟動(dòng)任何模式時(shí)，由于停機(jī)整個(gè)系統(tǒng)的壓力已經(jīng)平衡，不參與運(yùn)行的換熱器初始?jí)毫σ欢ㄐ∮诖藭r(shí)冷凝器的壓力，制冷劑不會(huì)遷移。
從“制冷”模式初次切換到“制冷+熱水”模式，由于熱水是循環(huán)加熱，切換初期，熱水側(cè)換熱器的壓力不會(huì)太高，此次熱源側(cè)的制冷劑會(huì)遷移到系統(tǒng)中。
同樣，從“制熱”模式初次切換到“熱水”模式，由于熱水是循環(huán)加熱，切換初期，熱水側(cè)換熱器的壓力不會(huì)太高，此次負(fù)荷側(cè)的制冷劑會(huì)遷移到系統(tǒng)中。
以上兩種遷移的情況只發(fā)生在初次切換，并非頻繁出現(xiàn)，對(duì)系統(tǒng)的波動(dòng)影響不大，依舊使用單向閥。
單向閥D3、D4、、D5在所有的模式運(yùn)行時(shí)都處于膨脹閥出口，蒸發(fā)器的進(jìn)口。
在系統(tǒng)處于停機(jī)狀態(tài)，開始啟動(dòng)任何模式時(shí)，由于停機(jī)整個(gè)系統(tǒng)的壓力已經(jīng)平衡，不參與運(yùn)行的換熱器初始?jí)毫σ欢ù笥诖藭r(shí)膨脹閥出口的壓力，制冷劑不會(huì)遷移。
當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行過程中模式切換時(shí)，不參與系統(tǒng)運(yùn)行的那個(gè)換熱器在切換前是冷凝器，壓力一定大于此時(shí)膨脹閥出口的壓力，制冷劑也不會(huì)遷移。
單向閥D3、D4、、D5的使用可以滿足制冷劑不發(fā)生遷移。
現(xiàn)在的電子膨脹閥可以滿足雙向流，電磁閥也可以做到雙向流，可以將上圖改為如下所示。
其中儲(chǔ)液器為雙向流，兩管都插入底部。
如果是水源熱回收系統(tǒng)，可以取消逆向除霜的流程，系統(tǒng)更加簡(jiǎn)單。
上面使用的雙四通閥系統(tǒng)中，在“熱水”模式下出現(xiàn)了B1-B4逆向流的情況，針對(duì)此種情況我在《熱回收機(jī)組換熱器并聯(lián)系統(tǒng)》一文中是通過在第二四通閥進(jìn)口管B4前加了一個(gè)單向閥，同時(shí)將B1和B4相連，并在此管段上加了一個(gè)單向閥。
解決這個(gè)逆向流問題，也可以將連接在B4口的先導(dǎo)閥毛細(xì)管改裝到系統(tǒng)排氣管上，第二四通閥可以在“熱水”模式下?lián)Q向，流向由B1-B4變?yōu)锽1-B2。具體做法我在《還你一個(gè)不一樣的四通閥（二）》中有說明。
麥克維爾的專利上說，三通閥需要停機(jī)切換。他所說的應(yīng)該是直接電磁驅(qū)動(dòng)的三通閥?，F(xiàn)在市面上有由四通閥改造而成三通閥，換向原理和四通閥一樣。如果四通閥在運(yùn)行中切換沒有問題，三通閥也沒有問題。其換向原理和特點(diǎn)我在《你真的了解制冷系統(tǒng)用三通換向閥嗎》一文中有詳細(xì)說明。
那我們來看一下如果用三通閥，系統(tǒng)會(huì)是什么樣呢？
根據(jù)上圖整理，各個(gè)循環(huán)通路如下：
制冷：1-A1-A2-B1-B2-2-D1-5-EXV-D3-3-B3-B4-6-1
制冷+熱水：1-A1-A3-4-SD1-5-EXV-D3-3-B3-B4-6-1
熱水：1-A1-A3-4-SD1-5-EXV-D4-2-B2-B4-6-1
制熱：1-A1-A2-B1-B3-3-D2-5-EXV-D4-2-B2-B4-6-1
那么，化霜是不是用制冷循環(huán)呢。當(dāng)然不合適，除霜時(shí)制冷劑要從負(fù)荷側(cè)中吸取熱量用于除霜，這就造成供熱溫度急劇波動(dòng)，因而影響了空調(diào)系統(tǒng)的舒適性。用熱水的逆向化霜更合適，熱水一般都有蓄熱裝置，而且需求不是連貫性的，本身的水溫很高，用于化霜產(chǎn)生的溫降不影響熱水的使用。
那么就需要添加一支流路用于化霜。
如上圖所示，添加了管路和閥件。
化霜：1-A1-A2-B1-B2-2-D1-5-EXV-D5-4-SD2-B3-B4-6-1
如果是水冷系統(tǒng)，就不需要除霜管路，系統(tǒng)更加簡(jiǎn)單。系統(tǒng)流程圖和未加除霜管路的一樣。
根據(jù)以上分析，可以看出，一個(gè)三通閥加一個(gè)四通閥的系統(tǒng)相對(duì)于雙四通閥系統(tǒng)，管路簡(jiǎn)單，控制簡(jiǎn)單，更適合做全熱回收并聯(lián)系統(tǒng)。
最后，我想聲明一下，我寫這篇文章，并不是認(rèn)為麥克維爾的技術(shù)不好，而是想告訴大家，做技術(shù)必須要有質(zhì)疑精神，不可以盲目的相信權(quán)威。
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