一种制冷供热多功能复合式空调热泵系统的制作方法

本实用新型涉及空调冷凝热回收技术领域，更具体地，涉及一种制冷供热多功能复合式空调热泵系统。

背景技术：

目前市场上现有的空调制冷机组产品，在制冷时冷凝热直接或通过冷却塔间接释放至环境中，不仅对周围环境造成影响，而且未能对冷凝热进行回收利用。另一方面，现有产品大多只能单独供冷或供热。为实现对冷凝热的回收利用，一些学者们进行了研究，提出较多有效措施。如中国专利申请公布号cn109405334a的发明专利，采用双级压缩技术，通过高压系统回收低压系统的压缩热获取高温热水；中国专利授权公告号cn105890227b的发明专利，通过四个制冷子系统实现在制取冷水的同时，逐级回收冷凝热获取60℃的高温热水。上述专利均可在制冷的同时有效回收冷凝热、制取热水，但都存在系统复杂的特点，同时专利cn109405334a在夏季供热量大于制冷量时，由于受到冷量需求的限制，很难满足需求；而专利cn105890227b不适用中小型工程的需求。

技术实现要素：

本实用新型旨在克服上述现有技术中的至少一点缺陷，提供一种制冷供热多功能复合式空调热泵系统，系统简单，实现制冷的同时有效回收冷凝热制取热水，满足生活用热需求。

为达到上述目的，本实用新型采取的技术方案是：提供一种制冷供热多功能复合式空调热泵系统，包括压缩机、冷凝器、三通阀、第一节流阀、第一蒸发器、第一单向阀、第二节流阀、第二蒸发器及第二单向阀；压缩机排气口与冷凝器入口连接，冷凝器出口经三通阀分为第一支路和第二支路；第一支路经第一节流阀与第一蒸发器入口连接，第一蒸发器出口经第一单向阀与压缩机吸气口连接；第二支路经第二节流阀与第二蒸发器入口连接，第二蒸发器出口经第二单向阀与压缩机吸气口连接；第一蒸发器为制冷蒸发器，第二蒸发器为热泵蒸发器。

第一蒸发器能制取冷水或冷风满足供冷需求；第二蒸发器能获取空气热量、污水或地下水等水体热量或者低品位余热。

上述方案中，第一支路和第二支路所在环路均流通时，该热泵系统具有冷凝热回收式制冷与热泵复合功能，可实现制取冷量时回收冷凝热制取热水，同时通过第二蒸发器获取空气热量、污水或地下水等水体热量或者低品位余热补充热量，制取更多热水，满足较多的热量需求，主要应用于热量需求大于冷凝热的工况；第一支路所在环路流通，第二支路所在环路不流通时，该热泵系统具有冷凝热回收式制冷功能，可实现在制取冷水或冷风的同时，通过回收冷凝热制取热水，以满足供热的需求，主要应用于同时具有冷热需求、且冷热匹配度高、冷凝热能完全满足用热需求的工况；第一支路所在环路不流通，第二支路所在环路流通时，该热泵系统具有热泵功能，为普通的空气源或水源热泵，通过获取空气热量、污水或地下水等水体热量或者低品位余热制取热水满足供热需求，主要应用于暂无冷量需求，但有热量需求的工况；该热泵系统简单，利用三通阀将冷凝器出口的高压制冷剂液体分为两个支路进行设置，通过不同支路所在环路的流通，实现多功能复合式热泵，实现制冷的同时有效回收冷凝热制取热水，满足生活用热需求。

优选地，还包括用于连接冷凝器出口与三通阀的储液器，储液器出口经三通阀分为所述第一支路和所述第二支路；储液器用于储存制冷剂。储液器的设置满足不同支路所在环路流通时对制冷剂的需求。

优选地，三通阀为三通比例调节阀，用于调节第一支路和第二支路制冷剂流量。这样设置可对第一支路和第二支路制冷剂流量进行精准调控，实现冷量与热量间的解耦，使冷热量需求互不影响，最大限度回收利用制冷时的冷凝热，满足不同工况需求，节能效益显著。

优选地，第一蒸发器为翅片管式、板式、套管式或壳管式换热器。

优选地，第二蒸发器为翅片管式、板式、套管式或壳管式换热器。

使用上述空调热泵系统时，分为如下三种工作模式：

工作模式一-冷凝热回收式制冷与热泵复合运行模式：

第一单向阀和第二单向阀打开，压缩机排出的高温高压制冷剂气体进入冷凝器，在冷凝器内高温高压制冷剂气体将热量传递给冷水制取热水，冷凝器出口的高压制冷剂液体经三通阀分为两路；第一支路经第一节流阀节流后进入第一蒸发器，在第一蒸发器内吸取热量制取冷水或冷风成为低压低温蒸汽；第二支路经第二节流阀节流后进入第二蒸发器，在第二蒸发器内吸取外界热量成为低压低温蒸汽；第一支路和第二支路的低压低温蒸汽分别经第一单向阀和第二单向阀后进入压缩机吸气口，完成循环过程；在第二蒸发器内吸取的外界热量包括空气热量、污水或地下水等水体热量或者低品位余热；

工作模式二-冷凝热回收式制冷运行模式：

第一单向阀打开，第二单向阀关闭，压缩机排出的高温高压制冷剂气体进入冷凝器，在冷凝器内高温高压制冷剂气体将热量传递给冷水制取热水，冷凝器出口的高压制冷剂液体经三通阀后进入第一支路，第一支路经第一节流阀节流后进入第一蒸发器，在第一蒸发器内吸取热量制取冷水或冷风成为低压低温蒸汽，第一支路的低压低温蒸汽经第一单向阀后进入压缩机吸气口，完成循环过程；

工作模式三-热泵运行模式：

第一单向阀关闭，第二单向阀打开，压缩机排出的高温高压制冷剂气体进入冷凝器，在冷凝器内高温高压制冷剂气体将热量传递给冷水制取热水，冷凝器出口的高压制冷剂液体经三通阀后进入第二支路，第二支路经第二节流阀节流后进入第二蒸发器，在第二蒸发器内吸取外界热量成为低压低温蒸汽，第二支路的低压低温蒸汽经第二单向阀后进入压缩机吸气口，完成循环过程；在第二蒸发器内吸取的外界热量包括空气热量、污水或地下水等水体热量或者低品位余热。

工作模式一-冷凝热回收式制冷与热泵复合运行模式，可实现制取冷量时回收冷凝热制取热水，同时通过第二蒸发器获取空气热量、污水或地下水等水体热量或者低品位余热补充热量，制取更多热水，满足较多的热量需求，主要应用于热量需求大于冷凝热的工况；工作模式二-冷凝热回收式制冷运行模式，可实现在制取冷水或冷风的同时，通过回收冷凝热制取热水，以满足供热的需求，主要应用于同时具有冷热需求、且冷热匹配度高、冷凝热能完全满足用热需求的工况；工作模式三-热泵运行模式，为普通的空气源或水源热泵，通过获取空气热量、污水或地下水等水体热量或者低品位余热制取热水满足供热需求，主要应用于暂无冷量需求，但有热量需求的工况；本实用新型实现制冷的同时有效回收冷凝热制取热水，满足生活用热需求。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

本实用新型利用三通阀将冷凝器出口的高压制冷剂液体分为两个支路进行设置，通过不同支路所在环路的流通，实现多功能复合式热泵，实现制冷的同时有效回收冷凝热制取热水，满足生活用热需求。

附图说明

图1为实施例1一种制冷供热多功能复合式空调热泵系统的示意图。

图2为使用该空调热泵系统时的工作模式一-冷凝热回收式制冷与热泵复合运行模式的示意图。

图3为使用该空调热泵系统时的工作模式二-冷凝热回收式制冷运行模式的示意图；其中灰色部分表示不流通环路。

图4为使用该空调热泵系统时的工作模式三-热泵运行模式的示意图；其中灰色部分表示不流通环路。

附图标识：101压缩机、102冷凝器、103储液器、104三通阀、201第一节流阀、202第一蒸发器、203第一单向阀、301第二节流阀、302第二蒸发器、303第二单向阀。

具体实施方式

本实用新型附图仅用于示例性说明，不能理解为对本实用新型的限制。为了更好说明以下实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明的可能省略是可以理解的。

实施例

如图1所示，本实施例提供一种制冷供热多功能复合式空调热泵系统，包括压缩机101、冷凝器102、三通阀104、第一节流阀201、第一蒸发器202、第一单向阀203、第二节流阀301、第二蒸发器302及第二单向阀303；压缩机101排气口与冷凝器102入口连接，冷凝器102出口经三通阀104分为第一支路和第二支路；第一支路经第一节流阀201与第一蒸发器202入口连接，第一蒸发器202出口经第一单向阀203与压缩机101吸气口连接；第二支路经第二节流阀301与第二蒸发器302入口连接，第二蒸发器302出口经第二单向阀303与压缩机101吸气口连接；第一蒸发器202为制冷蒸发器，第二蒸发器302为热泵蒸发器。

本实施例中，第一蒸发器202能制取冷水或冷风满足供冷需求；第二蒸发器302能获取空气热量、污水或地下水等水体热量或者低品位余热。

本实施例中，第一支路和第二支路所在环路均流通时，该热泵系统具有冷凝热回收式制冷与热泵复合功能，可实现制取冷量时回收冷凝热制取热水，同时通过第二蒸发器302获取空气热量、污水或地下水等水体热量或者低品位余热补充热量，制取更多热水，满足较多的热量需求，主要应用于热量需求大于冷凝热的工况；第一支路所在环路流通，第二支路所在环路不流通时，该热泵系统具有冷凝热回收式制冷功能，可实现在制取冷水或冷风的同时，通过回收冷凝热制取热水，以满足供热的需求，主要应用于同时具有冷热需求、且冷热匹配度高、冷凝热能完全满足用热需求的工况；第一支路所在环路不流通，第二支路所在环路流通时，该热泵系统具有热泵功能，为普通的空气源或水源热泵，通过获取空气热量、污水或地下水等水体热量或者低品位余热制取热水满足供热需求，主要应用于暂无冷量需求，但有热量需求的工况；该热泵系统简单，利用三通阀104将冷凝器102出口的高压制冷剂液体分为两个支路进行设置，通过不同支路所在环路的流通，实现多功能复合式热泵，实现制冷的同时有效回收冷凝热制取热水，满足生活用热需求。

其中，还包括用于连接冷凝器102出口与三通阀104的储液器103，储液器103出口经三通阀104分为所述第一支路和所述第二支路；储液器103用于储存制冷剂。储液器103的设置满足不同支路所在环路流通时对制冷剂的需求。

另外，三通阀104为三通比例调节阀，用于调节第一支路和第二支路制冷剂流量。这样设置可对第一支路和第二支路制冷剂流量进行精准调控，实现冷量与热量间的解耦，使冷热量需求互不影响，最大限度回收利用制冷时的冷凝热，满足不同工况需求，节能效益显著。

本实施例中，第一蒸发器202为翅片管式、板式、套管式或壳管式换热器。

本实施例中，第二蒸发器302为翅片管式、板式、套管式或壳管式换热器。

使用上述空调热泵系统时，分为如下三种工作模式：

工作模式一-冷凝热回收式制冷与热泵复合运行模式：

如图2所示，第一单向阀203和第二单向阀303打开，即第一支路和第二支路所在环路均流通时，压缩机101排出的高温高压制冷剂气体进入冷凝器102，在冷凝器102内高温高压制冷剂气体将热量传递给冷水制取热水，冷凝器102出口的高压制冷剂液体经三通阀104分为两路；第一支路经第一节流阀201节流后进入第一蒸发器202，在第一蒸发器202内吸取热量制取冷水或冷风成为低压低温蒸汽；第二支路经第二节流阀301节流后进入第二蒸发器302，在第二蒸发器302内吸取外界热量成为低压低温蒸汽；第一支路和第二支路的低压低温蒸汽分别经第一单向阀203和第二单向阀303后进入压缩机101吸气口，完成循环过程；在第二蒸发器302内吸取的外界热量包括空气热量、污水或地下水等水体热量或者低品位余热；工作模式二-冷凝热回收式制冷运行模式：

如图3所示，第一单向阀203打开，第二单向阀303关闭，即第一支路所在环路流通，第二支路所在环路不流通时，压缩机101排出的高温高压制冷剂气体进入冷凝器102，在冷凝器102内高温高压制冷剂气体将热量传递给冷水制取热水，冷凝器102出口的高压制冷剂液体经三通阀104后进入第一支路，第一支路经第一节流阀201节流后进入第一蒸发器202，在第一蒸发器202内吸取热量制取冷水或冷风成为低压低温蒸汽，第一支路的低压低温蒸汽经第一单向阀203后进入压缩机101吸气口，完成循环过程；

工作模式三-热泵运行模式：

如图4所示，第一单向阀203关闭，第二单向阀303打开，即第一支路所在环路不流通，第二支路所在环路流通时，压缩机101排出的高温高压制冷剂气体进入冷凝器102，在冷凝器102内高温高压制冷剂气体将热量传递给冷水制取热水，冷凝器102出口的高压制冷剂液体经三通阀104后进入第二支路，第二支路经第二节流阀301节流后进入第二蒸发器302，在第二蒸发器302内吸取外界热量成为低压低温蒸汽，第二支路的低压低温蒸汽经第二单向阀303后进入压缩机101吸气口，完成循环过程；在第二蒸发器302内吸取的外界热量包括空气热量、污水或地下水等水体热量或者低品位余热。

工作模式一-冷凝热回收式制冷与热泵复合运行模式，可实现制取冷量时回收冷凝热制取热水，同时通过第二蒸发器302获取空气热量、污水或地下水等水体热量或者低品位余热补充热量，制取更多热水，满足较多的热量需求，主要应用于热量需求大于冷凝热的工况；工作模式二-冷凝热回收式制冷运行模式，可实现在制取冷水或冷风的同时，通过回收冷凝热制取热水，以满足供热的需求，主要应用于同时具有冷热需求、且冷热匹配度高、冷凝热能完全满足用热需求的工况；工作模式三-热泵运行模式，为普通的空气源或水源热泵，通过获取空气热量、污水或地下水等水体热量或者低品位余热制取热水满足供热需求，主要应用于暂无冷量需求，但有热量需求的工况；本实用新型实现制冷的同时有效回收冷凝热制取热水，满足生活用热需求。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型技术方案所作的举例，而并非是对本实用新型的具体实施方式的限定。凡在本实用新型权利要求书的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应被包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。