空气源热泵的制作方法

文档序号:11851988阅读:393来源:国知局
空气源热泵的制作方法与工艺

本实用新型涉及一种空气源热泵。



背景技术:

目前,家用热水器为燃气式家用热水器或者为电加热式家用热水器。燃气式家用热水器是将化石能源转化为热能来加热水。电加热式家用热水器是将电能转化为热能来加热水。两者均采用能量转化的办法来获取热能。采用能量转化的办法来获取热能,其制热器的能效比往往不高。如果在能量转化的过程中增加能量转移过程,能够提高制热器的能效比。



技术实现要素:

为了提高制热器的能效比,本实用新型提供了一种空气源热泵,包括压缩机、热回收换热器、四通换向阀、风侧换热器、水侧换热器、高压储液器、双向膨胀阀、制冷单向阀一、制冷单向阀二、制热单向阀一、以及制热单向阀二;所述热回收换热器设有热回收换热器壳程和热回收换热器管程;从所述压缩机排出的高压工作气体通过所述热回收换热器管程与所述热回收换热器壳程的热媒发生热交换;所述四通换向阀设有四通换向阀第一接口、四通换向阀第二接口、四通换向阀第三接口、四通换向阀第四接口;并且所述四通换向阀具有第一档位和第二档位;所述第一档位是所述四通换向阀第一接口与所述四通换向阀第二接口接通,并且所述四通换向阀第三接口与所述四通换向阀第四接口接通;所述第二档位是所述四通换向阀第一接口与所述四通换向阀第三接口接通,并且所述四通换向阀第二接口与所述四通换向阀第四接口接通;所述空气源热泵具有制热工作模式与制冷工作模式;所述制冷工作模式是旋转所述四通换向阀至一档位,从所述热回收换热器排出的工作介质经所述四通换向阀第一接口、所述四通换向阀第二接口进入风侧换热器继续放热,工作介质被全部液化;液相工作介质依次通过所述制冷单向阀一、所述高压储液器、所述双向膨胀阀、以及所述制冷单向阀二进入所述水侧换热器;液相工作介质在所述水侧换热器中吸热被气化后,依次经所述四通换向阀第三接口和所述四通换向阀第四接口流回所述压缩机;所述水侧换热器制冷;所述制热工作模式是旋转所述四通换向阀至二档位,从热回收换热器排出的工作介质经所述四通换向阀第一接口、所述四通换向阀第三接口进入水侧换热器继续放热,工作介质被全部液化;液相工作介质依次通过所述制热单向阀二、所述高压储液器、所述双向膨胀阀、以及所述制热单向阀一进入所述风侧换热器;液相工作介质在所述风侧换热器中吸热被气化后,依次经所述四通换向阀第二接口和所述四通换向阀第四接口流回所述压缩机;所述水侧换热器制热。

优选的,所述空气源热泵还包括第一气液分离器和第二气液分离器,所述第一气液分离器设有入口、气相出口和液相出口;从所述热回收换热器排出的工作介质经所述第一气液分离器,气相工作介质流入所述四通换向阀第二接口,液相工作介质流入所述高压储液器;从所述四通换向阀第四接口流出的工作介质经所述第二气液分离器流回所述压缩机。

优选的,所述第一气液分离器液相出口设有与其相匹配的液位阀和液态制冷剂流向单向阀;所述液态制冷剂流向单向阀用于防止液态工作介质从所述高压储液器流向第一气液分离器。

优选的,所述液位阀采用浮球液位阀。

优选的,所述液位阀采用光电液位阀。

优选的,所述高压储液器底部设有节能器,从所述四通换向阀第四接口流出的气态工作介质经所述节能器流向所述压缩机。

优选的,所述工作气体是二氧化碳、R410a制冷剂、R134a制冷剂、R407c制冷剂或者R404a制冷剂中的一种。

与现有技术相比,本实用新型所涉及的空气源热泵在运行过程中利用环境的热能来对介质进补偿,从环境中获取能量。实现效高的能效比。采用这种配置和结构能够增加能效比。在高压侧气液分离器液相出口增设带检测装置的阀,则能自动地防止制冷剂气体从高压侧气液分离器液相出口流出。在高压储液器底部设置节能器,并将换热管程出口和换热管程入口分别连通于用于连接所述水侧换热器与所述低压侧气液分离器的接管上,能够有效地利用热能。

附图说明

图1是本实用新型的一个具体实施方式提供的一种空气源热泵的结构示意图。

图2是本实用新型的一个具体实施方式提供的一种空气源热泵的结构示意图。

图3是本实用新型的一个具体实施方式提供的一种空气源热泵的结构示意图。

图4是本实用新型的一个具体实施方式提供的一种空气源热泵的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进行详细说明,具体实施方式对实用新型的保护范围不具有限定作用。

如图1所示,本实用新型提供了一种空气源热泵,包括压缩机11、热回收换热器12、四通换向阀14、风侧换热器15、水侧换热器113、高压储液器110、双向膨胀阀111、第一三通121、第二三通122、第三三通123、第四三通124、制冷单向阀一19、制冷单向阀二112、制热单向阀一18和制热单向阀二118。

所述压缩机11所采用的工作气体是二氧化碳、R410a制冷剂、R134a制冷剂、R407c制冷剂或者R404a制冷剂中的一种。在本具体实施方式中,所述工作气体为二氧化碳。在其他的具体实施方式中,所述工作气体也可以是R410a、R134a、R407c或者R404a制冷剂中的一种。采用二氧化碳作为工作气体有利于节约成本和保护环境。

R410a制冷剂是由二氟甲烷和五氟乙烷组成的混合物,其质量配比为50:50。R134a制冷剂为1,1,1,2-四氟乙烷。R407c制冷剂是由1,1,1,2-四氟乙烷、五氟乙烷和二氟甲烷组成的混合物,其质量配比为50:26:24。R404a制冷剂是由三氟乙烷、五氟乙烷和四氟乙烷组成的混合物,其质量配比为52:44:4。

压缩机11设有压缩机气体排出口11b和压缩机气体吸入口11a。

热回收换热器12设有热回收换热器壳程122和热回收换热器管程121。热回收换热器壳程122设有热回收换热器壳程出口122b和热回收换热器壳程入口122a。热回收换热器管程121设热回收换热器管程出口121b和热回收换热器管程入口121a。

压缩机气体排出口11b与热回收换热器管程入口121a通过接管连通。

四通换向阀14设有四通换向阀第一接口14a1、四通换向阀第二接口14a2、四通换向阀第三接口14a3和四通换向阀第四接口14a4。四通换向阀上设有第一档位和第二档位。

旋转四通换向阀14至第一档位。四通换向阀第一接口14a1与四通换向阀第二接口14a2接通,并且四通换向阀第三接口14a3与四通换向阀第四接口14a4接通。

旋转四通换向阀14至第二档位。四通换向阀第一接口14a1与四通换向阀第三接口14a3接通,并且四通换向阀第二接口14a2与四通换向阀第四接口14a4接通。

风侧换热器15设有风机。风侧换热器15设有风侧换热器第一接口15a1和风侧换热器第二接口15a2。

水侧换热器113设有水侧换热器壳程1132和水侧换热器管程1131。水侧换热器壳程1132设有水侧换热器壳程入口1132a和水侧换热器壳程出口1132b。水侧换热器管程1331设有水侧换热器管程第一接口1131a1和水侧换热器管程第二接口1131a2。

四通换向阀第一接口14a1与热回收换热器管程出口121b通过接管连接。四通换向阀第二接口14a2与风侧换热器第一接口15a1通过接管连接。四通换向阀第三接口14a3与水侧换热器管程第一接口1131a1通过接管连接。四通换向阀第四接口14a4与压缩机气体吸入口11a通过接管连接。

双向膨胀阀111设有双向膨胀阀出口111b和双向膨胀阀入口111a。制冷单向阀一19设有制冷单向阀一入口19a和制冷单向阀一出口19b。制冷单向阀二112设有制冷单向阀二入口112a和制冷单向阀二出口112b。制热单向阀一18设有制热单向阀一入口18a和制热单向阀一出口18b。制热单向阀二118设有制热单向阀二入口118a和制热单向阀二出口118b。高压储液器110设有高压储液器第一接口110a1和高压储液器第二接口110a2。

第一三通121设有第一三通第一接口121a1、第一三通第二接口121a2和第一三通第三接口121a3。第二三通122设有第二三通第一接口122a1、第二三通第二接口122a2和第二三通第三接口122a3。第三三通123设有第三三通第一接口123a1、第三三通第二接口123a2和第三三通第三接口123a3。第四三通124设有第四三通第一接口124a1、第四三通第二接口124a2和第四三通第三接口124a3。

第一三通第一接口121a1与风侧换热器第二接口15a2通过接管连接。第一三通第二接口121a2与制冷单向阀一入口19a通过接管连接。第一三通第三接口121a3与制热单向阀一出口18b通过接管连接。

第二三通第一接口122a1与高压储液器第二接口110a2通过接管连通。第二三通第二接口122a2与制冷单向阀一出口19b通过接管连通。第二三通第三接口122a3与制热单向阀二出口118b通过接管连通。

第三三通第一接口123a1与制冷单向阀二出口112b通过接管连通。第三三通第二接口123a2与制热单向阀二入口118a通过接管连通。第三三通第三接口123a3与水侧换热器第二接口113a2通过接管连接。

第四三通第一接口124a1与双向膨胀阀出口111b通过接管连通。第四三通第二接口124a2与制冷单向阀二入口112a通过接管连通。第四三通第三接口124a3与制热单向阀一入口18a通过接管连通。

双向膨胀阀入口111a与高压储液器第一接口110a1通过接管连通。

旋转四通换向阀14至第一档,水侧换热器制冷。从压缩机11排出的高压二氧化碳气体进入热回收换热器管程121。热回收换热器管程中的高压二氧化碳气体与热回收换热器壳程中的水进行热交换。高压二氧化碳气体放热后转变为低温高压二氧化碳气体。热回收换热器壳程中的水被加热。热水从热回收换热器壳程122流出后供生活使用。低温高压二氧化碳气体依次通过四通换向阀第一接口14a1、四通换向阀第二接口14a2进入风侧换热器15。低温高压二氧化碳气体在风侧换热器15中继续释放热量,降低温度,转变为液态二氧化碳。从风侧换热器15流出的液态二氧化碳经制冷单向阀一19进入高压储液器110稳流。然后,液态二氧化碳经过双向膨胀阀111和制冷单向阀二112进入水侧换热器管程1131。液态二氧化碳在水侧换热器管程1131中与水侧换热器壳程1132中的水进行热交换。液态二氧化碳吸热,升高温度,转变为气态二氧化碳气体。水侧换热器壳程1132中的水被制冷。最后,二氧化碳气体经过四通换向阀第三接口14a3和四通换向阀第四接口14a4进入压缩机11。

旋转四通换向阀14至第二档,水侧换热器制热。从压缩机11排出的高压二氧化碳气体经热回收换热器管程121。高压二氧化碳气体在热回收换热器管程121中放热,降低温度。然后,高压二氧化碳气体通过四通换向阀第一接口14a1和四通换向阀第三接口14a3流入水侧换热器管程1131中。二氧化碳气体在水侧换热器1131中继续放热,转变为液态二氧化碳。水侧换热器壳程1132中的水被加热。然后,液态二氧化碳经过制热单向阀二118进入高压储液器110稳压。接着,液态二氧化碳经过双向膨胀阀111和制热单向阀一18进入风侧换热器15。液态二氧化碳在风侧换热器15中吸热,转变为气态二氧化碳气体。最后,气态二氧化碳气体通过四通换向阀第二接口14a2和四通换向阀第四接口14a4后回到压缩机11。

如图2所示,为了提高能效比和防止液击事故发生,本实用新型的一个具体实施方式提供了一种空气源热泵,包括压缩机21、热回收换热器22、四通换向阀24、风侧换热器25、水侧换热器213、高压储液器210、双向膨胀阀211、第一三通221、第二三通222、第三三通223、第四三通224、制冷单向阀一29、制冷单向阀二212、制热单向阀一28、制热单向阀二218、高压侧气液分离器23、低压侧气液分离器214和第五三通225。

所述压缩机21所采用的工作气体是二氧化碳、R410a制冷剂、R134a制冷剂、R407c制冷剂或者R404a制冷剂中的一种。在本具体实施方式中,所述工作气体为二氧化碳。在其他的具体实施方式中,所述工作气体也可以是R410a、R134a、R407c或者R404a制冷剂中的一种。采用二氧化碳作为工作气体有利于节约成本和保护环境。

压缩机21设有压缩机气体排出口21b和压缩机气体吸入口21a。

热回收换热器22设有热回收换热器壳程222和热回收换热器管程221。热回收换热器壳程222设有热回收换热器壳程出口222b和热回收换热器壳程入口222a。热回收换热器管程221设热回收换热器管程出口221b和热回收换热器管程入口221a。

高压侧气液分离器23设有高压侧气液分离器入口23a、高压侧气液分离器气相出口23b1和高压侧气液分离器液相出口23b2。

低压侧气液分离器214设有低压侧气液分离器入口214a和低压侧气液分离器出口214b。

压缩机气体排出口21b与热回收换热器管程入口221a通过接管连通。热回收换热器管程出口221b与高压侧气液分离器入口23a通过接管连接。压缩机气体吸入口21a与低压侧气液分离器出口214b通过接管连通。

四通换向阀24设有四通换向阀第一接口24a1、四通换向阀第二接口24a2、四通换向阀第三接口24a3和四通换向阀第四接口24a4。四通换向阀上设有第一档位和第二档位。

旋转四通换向阀24至第一档位。四通换向阀第一接口24a1与四通换向阀第二接口24a2接通,并且四通换向阀第三接口24a3与四通换向阀第四接口24a4接通。

旋转四通换向阀24至第二档位。四通换向阀第一接口24a1与四通换向阀第三接口24a3接通,并且四通换向阀第二接口24a2与四通换向阀第四接口24a4接通。

风侧换热器25设有风机。风侧换热器25设有风侧换热器第一接口25a1和风侧换热器第二接口25a2。

水侧换热器213设有水侧换热器壳程2132和水侧换热器管程2131。水侧换热器壳程2131设有水侧换热器壳程入口2132a和水侧换热器壳程出口2132b。水侧换热器管程设有水侧换热器管程第一接口2131a1和水侧换热器管程第二接口2131a2。

四通换向阀第一接口24a1与高压侧气液分离器气相出口23b1通过接管连接。四通换向阀第二接口24a2与风侧换热器第一接口25a1通过接管连接。四通换向阀第三接口24a3与水侧换热器第一接口213a1通过接管连接。四通换向阀第四接口24a4与低压侧气液分离器入口214a通过接管连接。

双向膨胀阀211设有双向膨胀阀出口211b和双向膨胀阀入口211a。制冷单向阀一29设有制冷单向阀一入口29a和制冷单向阀一出口29b。制冷单向阀二212设有制冷单向阀二入口212a和制冷单向阀二出口212b。制热单向阀一28设有制热单向阀一入口28a和制热单向阀一出口28b。制热单向阀二218设有制热单向阀二入口218a和制热单向阀二出口218b。高压储液器210设有高压储液器第一接口210a1和高压储液器第二接口210a2。

第一三通221设有第一三通第一接口221a1、第一三通第二接口221a2和第一三通第三接口221a3。第二三通222设有第二三通第一接口222a1、第二三通第二接口222a2和第二三通第三接口222a3。第三三通223设有第三三通第一接口223a1、第三三通第二接口223a2和第三三通第三接口223a3。第四三通224设有第四三通第一接口224a1、第四三通第二接口224a2和第四三通第三接口224a3。第五三通225设有第五三通第一接口225a1、第五三通第二接口225a2和第五三通第三接口225a3。

第一三通第一接口221a1与风侧换热器第二接口25a2通过接管连接。第一三通第二接口221a2与制冷单向阀一入口29a通过接管连接。第一三通第三接口221a3与制热单向阀一出口28b通过接管连接。

第二三通第一接口222a1与高压储液器第二接口210a2通过接管连通。第二三通第二接口222a2与制冷单向阀一出口29b通过接管连通。第二三通第三接口222a3与第三三通第二接口223a2通过接管连通。

第三三通第一接口223a1与制热单向阀二出口218b通过接管连通。第三三通第三接口223a3与高压侧气液分离器液相出口23b2通过接管连接。

第四三通第一接口224a1与制冷单向阀二出口212b通过接管连通。第四三通第二接口224a2与制热单向阀二入口218a通过接管连通。第四三通第三接口224a3与水侧换热器第二接口213a2通过接管连通。

第五三通第一接口225a1与双向膨胀阀出口211b通过接管连通。第五三通第二接口225a2与制冷单向阀二入口212a通过接管连通。第五三通第三接口225a3与制热单向阀一入口28a通过接管连通。

双向膨胀阀入口211a与高压储液器第一接口210a1通过接管连通。

旋转四通换向阀24至第一档,水侧换热器213制冷。从压缩机21排出的高压二氧化碳气体进入热回收换热器管程221。热回收换热器管程中的高压二氧化碳气体与热回收换热器壳程中的水进行热交换。高压二氧化碳气体放热后转变为低温高压二氧化碳气体。热回收换热器壳程中的水被加热。热水从热回收换热器壳程222流出后供生活使用。此时,有些低温高压二氧化碳气体被液化。如果不设置气液分离器,不能将二氧化碳气与二氧化碳液分离。为了提高能效比,必须分离气液相。因此,设置高压侧气液分离器用于分离被液化二氧化碳。液相二氧化碳从高压侧气液分离器液相出口23b2被分离出来后,流至高压储液器210。低温高压二氧化碳气体,从高压侧气液分离器气相出口23b1流出后,依次通过四通换向阀第一接口24a1、四通换向阀第二接口24a2进入风侧换热器25中继续释放热量,降低温度,转变为液态二氧化碳。高压二氧化碳气体在风侧换热器25中继续放热,转变为液态二氧化碳。从风侧换热器25流出的液态二氧化碳经制冷单向阀一29进入高压储液器210稳流。然后,液态二氧化碳经过双向膨胀阀211和制冷单向阀二212进入水侧换热器管程2131。液态二氧化碳在水侧换热器管程2131中与水侧换热器壳程2132中的水进行热效换。液态二氧化碳吸热,升高温度,转变为二氧化碳气体。水侧换热器壳程2132中的水被制冷。然后,二氧化碳气体经过四通换向阀第三接口24a3和四通换向阀第四接口24a4进入低压侧气液分离器214。低压侧气液分离器214用于除去残留的液态二氧化碳,防止发生液击事故。最后气态二氧化碳气体回到压缩机21。

旋转四通换向阀24至第二档,水侧换热器制热。从压缩机21排出的高压二氧化碳气体经热回收换热器管程221。高压二氧化碳气体在热回收换热器管程121中放热,降低温度。高压二氧化碳气体依次通过高压侧气液分离器23、四通换向阀第一接口24a1、四通换向阀第三接口24a3流入水侧换热器213。高压二氧化碳气体在水侧换热器管程2131中继续放热,转变为液态二氧化碳。水侧换热器然壳程2132中的水被加热。然后,液态二氧化碳经过制热单向阀二218进入高压储液器210稳压。接着,液态二氧化碳经过双向膨胀阀211和制热单向阀一28进入风侧换热器25。液态二氧化碳在风侧换热器25中吸热,转变为气态二氧化碳。然后,气态二氧化碳依次通过四通换向阀第二接口24a2、四通换向阀第四接口24a4进入低压侧气液分离器214。由低压侧气液分离器除去残留的液态二氧化碳。二氧化碳气体再次回到压缩机21。

如图3所示,为了防止液态二氧化碳回流至高压侧气液分离器33,本实用新型的一个具体实施方式提供了一种空气源热泵。其包括压缩机31、热回收换热器32、四通换向阀34、风侧换热器35、水侧换热器313、高压储液器310、双向膨胀阀311、第一三通321、第二三通322、第三三通323、第四三通324、制冷单向阀一39、制冷单向阀二312、制热单向阀一38、制热单向阀二318、高压侧气液分离器33、低压侧气液分离器314、第五三通325、液态制冷剂流向单向阀317和液位阀315。

所述压缩机31所采用的工作气体是二氧化碳、R410a制冷剂、R134a制冷剂、R407c制冷剂或者R404a制冷剂中的一种。在本具体实施方式中,所述工作气体为二氧化碳。在其他的具体实施方式中,所述工作气体也可以是R410a、R134a、R407c或者R404a制冷剂中的一种。采用二氧化碳作为工作气体有利于节约成本和保护环境。

压缩机31设有压缩机气体排出口31b和压缩机气体吸入口31a。

热回收换热器32设有热回收换热器壳程322和热回收换热器管程321。热回收换热器壳程322设有热回收换热器壳程出口322b和热回收换热器壳程入口322a。热回收换热器管程321设有热回收换热器管程出口321b和热回收换热器管程入口321a。

高压侧气液分离器33设有高压侧气液分离器入口33a、高压侧气液分离器气相出口33b1和高压侧气液分离器液相出口33b2。

低压侧气液分离器314设有低压侧气液分离器入口314a和低压侧气液分离器出口314b。

液态制冷剂流向单向阀317设有液态制冷剂流向单向阀流入口317a与液态制冷剂流向单向阀流出口317b。

液位阀315与高压侧气液分离器液相出口33b2相匹配。

压缩机气体排出口31b与热回收换热器管程入口321a通过接管连通。热回收换热器管程出口321b与高压侧气液分离器入口33a通过接管连接。高压侧气液分离器液相出口33b2与液态制冷剂流向单向阀流入口317a通过接管连接。压缩机气体吸入口31a与低压侧气液分离器出口314b通过接管连接。

四通换向阀34设有四通换向阀第一接口34a1、四通换向阀第二接口34a2、四通换向阀第三接口34a3和四通换向阀第四接口34a4。

旋转四通换向阀34至第一档位。四通换向阀第一接口34a1与四通换向阀第二接口34a2接通,并且四通换向阀第三接口34a3与四通换向阀第四接口34a4接通。

旋转四通换向阀34至第二档位。四通换向阀第一接口34a1与四通换向阀第三接口34a3接通,并且四通换向阀第二接口34a2与四通换向阀第四接口34a4接通。

风侧换热器35设有风机、风侧换热器第一接口35a1和风侧换热器第二接口35a2。

水侧换热器313设有水侧换热器壳程3132和水侧换热器管程3131。水侧换热器壳程3131设有水侧换热器壳程入口3132a和水侧换热器壳程出口3132b。水侧换热器管程设有水侧换热器管程第一接口3131a1和水侧换热器管程第二接口3131a2。

四通换向阀第一接口34a1与高压侧气液分离器气相出口33b1通过接管连接。四通换向阀第二接口34a2与风侧换热器第一接口35a1通过接管连接。四通换向阀第三接口34a3与水侧换热器第一接口313a1通过接管连接。四通换向阀第四接口34a4与低压侧气液分离器入口314a通过接管连接。

双向膨胀阀311设有双向膨胀阀出口311b和双向膨胀阀入口311a。制冷单向阀一39设有制冷单向阀一入口39a和制冷单向阀一出口39b。制冷单向阀二312设有制冷单向阀二入口312a和制冷单向阀二出口312b。制热单向阀一38设有制热单向阀一入口38a和制热单向阀一出口38b。制热单向阀二318设有制热单向阀二入口318a和制热单向阀二出口318b。高压储液器310设有高压储液器第一接口310a1和高压储液器第二接口310a2。

第一三通321设有第一三通第一接口321a1、第一三通第二接口321a2和第一三通第三接口321a3。第二三通322设有第二三通第一接口322a1、第二三通第二接口322a2和第二三通第三接口322a3。第三三通323设有第三三通第一接口323a1、第三三通第二接口323a2和第三三通第三接口323a3。第四三通324设有第四三通第一接口324a1、第四三通第二接口324a2和第四三通第三接口324a3。第五三通325设有第五三通第一接口325a1、第五三通第二接口325a2和第五三通第三接口325a3。

第一三通第一接口321a1与风侧换热器第二接口35a2通过接管连接。第一三通第二接口321a2与制冷单向阀一入口39a通过接管连接。第一三通第三接口321a3与制热单向阀一出口38b通过接管连接。

第二三通第一接口322a1与高压储液器第二接口310a2通过接管连通。第二三通第二接口322a2与制冷单向阀一出口39b通过接管连通。第二三通第三接口322a3与第三三通第二接口323a2通过接管连通。

第三三通第一接口323a1与制热单向阀二出口318b通过接管连通。第三三通第三接口323a3与液态制冷剂流向单向阀流出口317b通过接管连通。

第四三通第一接口324a1与制冷单向阀二出口312b通过接管连通。第四三通第二接口324a2与制热单向阀二入口318a通过接管连通。第四三通第三接口324a3与水侧换热器第二接口313a2通过接管连通。

第五三通第一接口325a1与双向膨胀阀出口311b通过接管连通。第五三通第二接口325a2与制冷单向阀二入口312a通过接管连通。第五三通第三接口325a3与制热单向阀一入口38a通过接管连通。

双向膨胀阀入口311a与高压储液器第一接口310a1通过接管连通。

液态制冷剂流向单向阀317能够保正流向。如果不设置与高压侧气液分离器液相出口相匹配的进行关闭的液位阀315,液态制冷剂流向单向阀317将总是处于被开启的状态。若液态制冷剂流向单向阀317总是处于被开启的状态,将减少液态制冷剂流向单向阀的使用寿命。因此,为了防止液态二氧化碳回流,在空气源热泵中增设液态制冷剂流向单向阀317,并配合液位阀315。液位阀315可以是浮球液位阀,也可以是光电液位阀。若使用浮球液位阀,其安装方便。若使用光电液位阀,能准确控制流量。

旋转四通换向阀34至第一档,水侧换热器313制冷。从压缩机31排出的高压二氧化碳气体进入热回收换热器管程321。热回收换热器管程中的高压二氧化碳气体与热回收换热器壳程中的水进行热交换。高压二氧化碳气体放热后转变为低温高压二氧化碳气体。热回收换热器壳程中的水被加热。热水从热回收换热器壳程322流出后供生活使用。此时,有些低温高压二氧化碳气体被液化。二氧化碳液体和高压二氧化碳气体进入高压侧气液分离器。液相二氧化碳从高压侧气液分离器液相出口33b2被分离出来后,流至高压储液器310。低温高压二氧化碳气体,从高压侧气液分离器气相出口33b1流出后,依次通过四通换向阀第一接口34a1、四通换向阀第二接口34a2进入风侧换热器35中继续释放热量,降低温度,转变为液态二氧化碳。高压二氧化碳气体在风侧换热器35中继续放热,转变为液态二氧化碳。从风侧换热器35流出的液态二氧化碳经制冷单向阀一39进入高压储液器310稳流。然后,液态二氧化碳经过双向膨胀阀311和制冷单向阀二312进入水侧换热器管程3131。液态二氧化碳在水侧换热器管程3131中与水侧换热器壳程3132中的水进行热效换。液态二氧化碳吸热,升高温度,转变为二氧化碳气体。水侧换热器壳程3132中的水被制冷。然后,二氧化碳气体经过四通换向阀第三接口34a3和四通换向阀第四接口34a4进入低压侧气液分离器314。低压侧气液分离器314用于除去残留的液态二氧化碳,防止发生液击事故。二氧化碳液体和二氧化碳气体进入低压侧气液分离器314后,二氧化碳液流向低压侧气液分离器314底部。由于二氧化碳气体不断流动,使二氧化碳液不断蒸发变成二氧化碳气体。最后气态二氧化碳气体回到压缩机31。

旋转四通换向阀34至第二档,水侧换热器制热。从压缩机31排出的高压二氧化碳气体经热回收换热器管程321。高压二氧化碳气体在热回收换热器管程321中放热,降低温度。高压二氧化碳气体依次通过高压侧气液分离器33、四通换向阀第一接口34a1、四通换向阀第三接口34a3流入水侧换热器313。高压二氧化碳气体在水侧换热器管程3131中继续放热,转变为液态二氧化碳。水侧换热器然壳程3132中的水被加热。然后,液态二氧化碳经过制热单向阀二318进入高压储液器310稳压。接着,液态二氧化碳经过双向膨胀阀311和制热单向阀一38进入风侧换热器35。液态二氧化碳在风侧换热器35中吸热,转变为气态二氧化碳。然后,气态二氧化碳依次通过四通换向阀第二接口34a2、四通换向阀第四接口34a4进入低压侧气液分离器314。由低压侧气液分离器除去残留的液态二氧化碳。二氧化碳气体再次回到压缩机31。

为了利用管路中的余热,如图4所示,本实用新型的一个具体实施方式提供了一种空气源热泵,其包括压缩机41、热回收换热器42、四通换向阀44、风侧换热器45、水侧换热器413、高压储液器410、双向膨胀阀411、第一三通421、第二三通422、第三三通423、第四三通424、制冷单向阀一49、制冷单向阀二412、制热单向阀一48、制热单向阀二418、高压侧气液分离器43、低压侧气液分离器414、第五三通425、液态制冷剂流向单向阀417、液位阀415和节能器419。

所述压缩机41所采用的工作气体是二氧化碳、R410a制冷剂、R134a制冷剂、R407c制冷剂或者R404a制冷剂中的一种。在本具体实施方式中,所述工作气体为二氧化碳。在其他的具体实施方式中,所述工作气体也可以是R410a、R134a、R407c或者R404a制冷剂中的一种。采用二氧化碳作为工作气体有利于节约成本和保护环境。

压缩机41设有压缩机气体排出口41b和压缩机气体吸入口41a。

热回收换热器42设有热回收换热器壳程422和热回收换热器管程421。热回收换热器壳程422设有热回收换热器壳程出口422b和热回收换热器壳程入口422a。热回收换热器管程421设有热回收换热器管程出口421b和热回收换热器管程入口421a。

高压侧气液分离器43设有高压侧气液分离器入口43a、高压侧气液分离器气相出口43b1和高压侧气液分离器液相出口43b2。

低压侧气液分离器414设有低压侧气液分离器入口414a和低压侧气液分离器出口414b。

液态制冷剂流向单向阀417设有液态制冷剂流向单向阀流入口417a与液态制冷剂流向单向阀流出口417b。

液位阀415与高压侧气液分离器液相出口43b2相匹配。

压缩机气体排出口41b与热回收换热器管程入口421a通过接管连通。热回收换热器管程出口421b与高压侧气液分离器入口43a通过接管连接。高压侧气液分离器液相出口43b2与液态制冷剂流向单向阀流入口417a通过接管连接。压缩机气体吸入口41a与低压侧气液分离器出口414b通过接管连接。

四通换向阀44设有四通换向阀第一接口44a1、四通换向阀第二接口44a2、四通换向阀第三接口44a3和四通换向阀第四接口44a4。四通换向阀上设有第一档位和第二档位。

旋转四通换向阀44至第一档位。四通换向阀第一接口44a1与四通换向阀第二接口44a2接通,并且四通换向阀第三接口44a3与四通换向阀第四接口44a4接通。

旋转四通换向阀44至第二档位。四通换向阀第一接口44a1与四通换向阀第三接口44a3接通,并且四通换向阀第二接口44a2与四通换向阀第四接口44a4接通。

风侧换热器45设有风机、风侧换热器第一接口45a1和风侧换热器第二接口45a2。

水侧换热器413设有水侧换热器壳程4132和水侧换热器管程4131。水侧换热器壳程4131设有水侧换热器壳程入口4132a和水侧换热器壳程出口4132b。水侧换热器管程设有水侧换热器管程第一接口4131a1和水侧换热器管程第二接口4131a2。

四通换向阀第一接口44a1与高压侧气液分离器气相出口43b1通过接管连接。四通换向阀第二接口44a2与风侧换热器第一接口45a1通过接管连接。四通换向阀第三接口44a3与水侧换热器第一接口413a1通过接管连接。

双向膨胀阀411设有双向膨胀阀出口411b和双向膨胀阀入口411a。制冷单向阀一49设有制冷单向阀一入口49a和制冷单向阀一出口49b。制冷单向阀二412设有制冷单向阀二入口412a和制冷单向阀二出口412b。制热单向阀一48设有制热单向阀一入口48a和制热单向阀一出口48b。制热单向阀二418设有制热单向阀二入口418a和制热单向阀二出口418b。高压储液器410设有高压储液器第一接口410a1和高压储液器第二接口410a2。

第一三通421设有第一三通第一接口421a1、第一三通第二接口421a2和第一三通第三接口421a3。第二三通422设有第二三通第一接口422a1、第二三通第二接口422a2和第二三通第三接口422a3。第三三通423设有第三三通第一接口423a1、第三三通第二接口423a2和第三三通第三接口423a3。第四三通424设有第四三通第一接口424a1、第四三通第二接口424a2和第四三通第三接口424a3。第五三通425设有第五三通第一接口425a1、第五三通第二接口425a2和第五三通第三接口425a3。

第一三通第一接口421a1与风侧换热器第二接口45a2通过接管连接。第一三通第二接口421a2与制冷单向阀一入口49a通过接管连接。第一三通第三接口421a3与制热单向阀一出口48b通过接管连接。

第二三通第一接口422a1与高压储液器第二接口410a2通过接管连通。第二三通第二接口422a2与制冷单向阀一出口49b通过接管连通。第二三通第三接口422a3与第三三通第二接口423a2通过接管连通。

第三三通第一接口423a1与制热单向阀二出口418b通过接管连通。第三三通第三接口423a3与液态制冷剂流向单向阀流出口417b通过接管连通。

第四三通第一接口424a1与制冷单向阀二出口412b通过接管连通。第四三通第二接口424a2与制热单向阀二入口418a通过接管连通。第四三通第三接口424a3与水侧换热器第二接口413a2通过接管连通。

第五三通第一接口425a1与双向膨胀阀出口411b通过接管连通。第五三通第二接口425a2与制冷单向阀二入口412a通过接管连通。第五三通第三接口425a3与制热单向阀一入口48a通过接管连通。

双向膨胀阀入口411a与高压储液器第一接口410a1通过接管连通。

节能器419安装于高压储液器410内底部位置。节能器419设有节能器入口419a和节能器出口419b。节能器入口419a与四通换向阀第四接口44a4通过接管连通。节能器出口419b与低压侧气液分离器入口414a通过接管连通。节能器419中流动的二氧化碳气体与高压储液器410中的液态二氧化碳进行热换。液态二氧化碳被预热。在高压储液器410内设置节能器419是为了增加水侧换热器管程4131的换热面积,从而充分地交换热量。在高压储液器410内设置节能器419能够节省水侧换热器壳程4132的制造材料,从而降低制造成本。

旋转四通换向阀44至第一档,水侧换热器413制冷。从压缩机41排出的高压二氧化碳气体进入热回收换热器管程421。热回收换热器管程中的高压二氧化碳气体与热回收换热器壳程中的水进行热交换。高压二氧化碳气体放热后转变为低温高压二氧化碳气体。热回收换热器壳程中的水被加热。热水从热回收换热器壳程422流出后供生活使用。此时,有些低温高压二氧化碳气体被液化。二氧化碳液体和高压二氧化碳气体进入高压侧气液分离器。液相二氧化碳从高压侧气液分离器液相出口43b2被分离出来后,流至高压储液器410。低温高压二氧化碳气体,从高压侧气液分离器气相出口43b1流出后,依次通过四通换向阀第一接口44a1、四通换向阀第二接口44a2进入风侧换热器45中继续释放热量,降低温度,转变为液态二氧化碳。高压二氧化碳气体在风侧换热器45中继续放热,转变为液态二氧化碳。从风侧换热器45流出的液态二氧化碳经制冷单向阀一49进入高压储液器410稳流。然后,液态二氧化碳经过双向膨胀阀411和制冷单向阀二412进入水侧换热器管程4131。液态二氧化碳在水侧换热器管程4131中与水侧换热器壳程4132中的水进行热效换。液态二氧化碳吸热,升高温度,转变为二氧化碳气体。水侧换热器壳程4132中的水被制冷。理想状态是所有液态二氧化碳转变为气态二氧化碳。但是,生产中,有过热或者过冷情况存在,造成有过热二氧化碳气体。然后,过热二氧化碳气体依次经过四通换向阀第三接口44a3、四通换向阀第四接口44a4和节能器419进入低压侧气液分离器414。最后,气态二氧化碳气体回到压缩机41。

旋转四通换向阀44至第二档,水侧换热器制热。从压缩机41排出的高压二氧化碳气体经热回收换热器管程421。高压二氧化碳气体在热回收换热器管程421中放热,降低温度。高压二氧化碳气体依次通过高压侧气液分离器43、四通换向阀第一接口44a1、四通换向阀第三接口44a3流入水侧换热器413。高压二氧化碳气体在水侧换热器管程4131中继续放热,转变为液态二氧化碳。水侧换热器然壳程4132中的水被加热。然后,液态二氧化碳经过制热单向阀二418进入高压储液器410稳压。接着,液态二氧化碳经过双向膨胀阀411和制热单向阀一48进入风侧换热器45。液态二氧化碳在风侧换热器45中吸热,转变为气态二氧化碳。然后,气态二氧化碳依次通过四通换向阀第二接口44a2、四通换向阀第四接口44a4和节能器419进入低压侧气液分离器414。最后,二氧化碳气体再次回到压缩机41。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员,在不脱离本实用新型原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

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