空气源热泵的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种空气源热泵，由压缩机、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、制热单向阀一和制热单向阀二组成。空气源热泵设有热回收换热器，利用热回收换热器能够有效地提高空气源热泵的能效比。
【专利说明】
空气源热泵
技术领域
[0001]本发明涉及一种空气源热栗。
【背景技术】
[0002]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。
【发明内容】
[0003]为了提高制热器的能效比，本发明提供了一种空气源热栗，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;所述空气源热栗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。
[0004]优选的，所述空气源热栗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。
[0005]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。
[0006]优选的，所述液位阀采用浮球液位阀。
[0007]优选的，所述液位阀采用光电液位阀。
[0008]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。
[0009]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。
[0010]与现有技术相比，本发明所涉及的空气源热栗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】
[0011]图1是本发明的一个【具体实施方式】提供的一种空气源热栗的结构示意图。
[0012]图2是本发明的一个【具体实施方式】提供的一种空气源热栗的结构示意图。
[0013]图3是本发明的一个【具体实施方式】提供的一种空气源热栗的结构示意图。
[0014]图4是本发明的一个【具体实施方式】提供的一种空气源热栗的结构示意图。
【具体实施方式】
[0015]下面结合附图对本发明进行详细说明，【具体实施方式】对发明的保护范围不具有限定作用。
[0016]如图1所示，本发明提供了一种空气源热栗，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。
[0017]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。
[0018]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50:5(LR134a制冷剂为I，I，I，2-四氟乙烷。R407C制冷剂是由I，I，I，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52:44:4o
[0019]压缩机11设有压缩机气体排出口I Ib和压缩机气体吸入口 11a。
[0020]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。
[0021 ]压缩机气体排出口 Ilb与热回收换热器管程入口 121a通过接管连通。
[0022]四通换向阀14设有四通换向阀第一接口14al、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。
[0023]旋转四通换向阀14至第一档位。四通换向阀第一接口14al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。
[0024]旋转四通换向阀14至第二档位。四通换向阀第一接口14al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。
[0025]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 15al和风侧换热器第二接口 15a2。
[0026]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 1131al和水侧换热器管程第二接口 1131a2。
[0027]四通换向阀第一接口14al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 15aI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 1131al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 I Ia通过接管连接。
[0028]双向膨胀阀111设有双向膨胀阀出口 11 Ib和双向膨胀阀入口 11 Ia。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 11 Oal和高压储液器第二接口 110a2。
[0029]第一三通121设有第一三通第一接口 121al、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 122al、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 123al、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 124al、第四三通第二接口 124a2和第四三通第三接口 124a3。
[0030]第一三通第一接口121al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。
[0031]第二三通第一接口 122al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。
[0032]第三三通第一接口 123al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。
[0033]第四三通第一接口 124al与双向膨胀阀出口 11 Ib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。
[0034]双向膨胀阀入口 111 a与高压储液器第一接口 11 Oa I通过接管连通。
[0035]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 14al、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。
[0036]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 14al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。
[0037]如图2所示，为了提高能效比和防止液击事故发生，本发明的一个【具体实施方式】提供了一种空气源热栗，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。
[0038]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。
[0039]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。
[0040]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。
[0041]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 23bI和高压侧气液分离器液相出口 23b2。
[0042]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214bo
[0043]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。
[0044]四通换向阀24设有四通换向阀第一接口24al、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。
[0045]旋转四通换向阀24至第一档位。四通换向阀第一接口24al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。
[0046]旋转四通换向阀24至第二档位。四通换向阀第一接口24al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。
[0047]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 25al和风侧换热器第二接口 25a2。
[0048]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 2131al和水侧换热器管程第二接口 2131a2。
[0049]四通换向阀第一接口24al与高压侧气液分离器气相出口 23bl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 25al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 213al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。
[0050]双向膨胀阀211设有双向膨胀阀出口 21 Ib和双向膨胀阀入口 21 Ia。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 2 8 b。制热单向阀二 218设有制热单向阀二入口 218 a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 210al和高压储液器第二接口 210a2。
[0051 ] 第一三通221设有第一三通第一接口 221al、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 222al、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 223al、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 224al、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 225al、第五三通第二接口 225a2和第五三通第三接口 225a3。
[0052]第一三通第一接口221al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。
[0053]第二三通第一接口 222al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。
[0054]第三三通第一接口 223al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。
[0055]第四三通第一接口 224al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。
[0056]第五三通第一接口 225al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。
[0057 ] 双向膨胀阀入口 211 a与高压储液器第一接口 21 Oa I通过接管连通。
[0058]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 23bl流出后，依次通过四通换向阀第一接口 24al、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。
[0059]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 24a 1、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。
[0060]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，本发明的一个【具体实施方式】提供了一种空气源热栗。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。
[0061 ]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。
[0062]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。
[0063]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。
[0064]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 33bI和高压侧气液分离器液相出口 33b2。
[0065]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314bo
[0066]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。
[0067]液位阀315与高压侧气液分离器液相出口 33b2相匹配。
[0068]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。
[0069]四通换向阀34设有四通换向阀第一接口34al、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。
[0070]旋转四通换向阀34至第一档位。四通换向阀第一接口34al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。
[0071]旋转四通换向阀34至第二档位。四通换向阀第一接口34al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。
[0072]风侧换热器35设有风机、风侧换热器第一接口 35al和风侧换热器第二接口 35a2。
[0073]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 3131al和水侧换热器管程第二接口 3131a2。
[0074]四通换向阀第一接口34al与高压侧气液分离器气相出口 33bl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 35al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 313al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。
[0075]双向膨胀阀311设有双向膨胀阀出口 31 Ib和双向膨胀阀入口 31 Ia。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 310al和高压储液器第二接口 310a2。
[0076]第一三通321设有第一三通第一接口 321al、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 322al、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 323al、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 324al、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 325al、第五三通第二接口 325a2和第五三通第三接口 325a3。
[0077]第一三通第一接口 321al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。
[0078]第二三通第一接口 322al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。
[0079]第三三通第一接口 323al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。
[0080]第四三通第一接口 324al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。
[0081 ] 第五三通第一接口 325al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。
[0082 ] 双向膨胀阀入口 311 a与高压储液器第一接口 31 Oa I通过接管连通。
[0083]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，在空气源热栗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。
[0084]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 33bl流出后，依次通过四通换向阀第一接口 34al、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3 5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。
[0085]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 34a 1、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。
[0086]为了利用管路中的余热，如图4所示，本发明的一个【具体实施方式】提供了一种空气源热栗，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。
[0087]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。
[0088]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。
[0089]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。
[0090]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 43bI和高压侧气液分离器液相出口 43b2。
[0091]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414bo
[0092]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。
[0093]液位阀415与高压侧气液分离器液相出口 43b2相匹配。
[0094]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。
[0095]四通换向阀44设有四通换向阀第一接口44al、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。
[0096]旋转四通换向阀44至第一档位。四通换向阀第一接口44al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。
[0097]旋转四通换向阀44至第二档位。四通换向阀第一接口44al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。
[0098]风侧换热器45设有风机、风侧换热器第一接口 45al和风侧换热器第二接口 45a2。
[0099]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 4131al和水侧换热器管程第二接口 4131a2。
[0100]四通换向阀第一接口44al与高压侧气液分离器气相出口 43bl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 45al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 413al通过接管连接。
[0101]双向膨胀阀411设有双向膨胀阀出口 411 b和双向膨胀阀入口 411 a。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 410al和高压储液器第二接口 410a2。
[0102]第一三通421设有第一三通第一接口 421al、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 422al、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 423al、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 424al、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 425al、第五三通第二接口 425a2和第五三通第三接口 425a3。
[0103]第一三通第一接口421al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。
[0104]第二三通第一接口 422al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。
[0105]第三三通第一接口 423al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。
[0106]第四三通第一接口 424al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。
[0107]第五三通第一接口 425al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。
[0108]双向膨胀阀入口 411a与高压储液器第一接口 410al通过接管连通。
[0109]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。
[0110]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 43bl流出后，依次通过四通换向阀第一接口 44al、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41ο
[0111]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 44a 1、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。
[0112]以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种空气源热栗，其特征在于，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； 所述空气源热栗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第一档位，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第二档位，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。2.根据权利要求1所述空气源热栗，其特征在于，所述空气源热栗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。3.根据权利要求2所述空气源热栗，其特征在于，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。4.根据权利要求3所述空气源热栗，其特征在于，所述液位阀采用浮球液位阀。5.根据权利要求3所述空气源热栗，其特征在于，所述液位阀采用光电液位阀。6.根据权利要求1至5任一项所述空气源热栗，其特征在于，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。7.根据权利要求1所述空气源热栗，其特征在于，所述工作气体是二氧化碳、R410a制冷剂、Rl 34a制冷剂、R407c制冷剂或者R404a制冷剂中的一种。
【文档编号】F25B41/04GK105953456SQ201610436423
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2016年6月17日
【发明人】刘斌, 陈建红, 刘洋
【申请人】上海初远环保科技有限公司