一种双温热源热泵系统的制作方法

文档序号:13202026研发日期:2017年阅读:237来源:国知局
技术简介:
本专利针对传统双温热源热泵系统中冷媒流量不均、压力失衡导致效率下降的问题,提出通过四通换向阀连接双室外换热器,并配合并联单向阀与膨胀阀、双向储液罐的结构设计,实现冷媒管路压力平衡与流量稳定。同时优化室内换热器布局与回风利用,提升系统能效与舒适性。
关键词:双温热源热泵系统,冷媒流量平衡,压力均衡

本实用新型涉及热泵空调领域,更具体涉及一种双温热源热泵系统。



背景技术:

申请号为:CN201410009127.X的中国专利公开了一种双温热源热泵系统,包括通过管道连接的压缩机、气液分离器、及四通阀,还包括水源换热器、排风换热器及双温换热器,所述双温换热器包括第一空气处理换热器及第二空气处理换热器,热泵蒸发器、冷凝器均采用两组换热器,两组换热器在制冷、制热不同模式下可作为蒸发器/冷凝器运行,并运行于不同温度,使得运行时热泵工质与环境介质间传热温差降低,热泵高、低温热源间压差有所减小,可实现温湿度独立控制、热湿负荷独立处理以及排风全热回收等,从而提高了热泵空调制冷、供热、通风换气以及物体加热、冷却、干燥除湿的效率。

但是上述专利文件中,其管路内阀体较多导致连接结构复杂,成本较高,且由于第一空气处理换热器和第二空气处理换热器需要产生不同的热量,就需要改变对应膨胀阀的开度,由于膨胀阀的开度不同则对应管路内的冷媒的压力不同,对应的流量也不同,而采用同一个我储液器,就会导致管路内压力不平衡,影响冷媒流量,从而导致第一空气处理换热器及第二空气处理换热器的温度差变小,最终导致无法使热泵工质与环境介质间传热温差降低,如申请号为CN201410013567.2的专利,虽然在一定程度上简化了线路,但是仍然存在管路内压力不平衡的问题,故有待作进一步改进。



技术实现要素:

针对现有技术的不足,本实用新型提供了一种使管内压力平衡,对应管路内冷媒流量与之对应的双温热源热泵系统。

为实现上述目的,本实用新型提供了如下技术方案:一种双温热源热泵系统,包括带有中间进、排气口的压缩机,压缩机的出口连接有四通换向阀的第一接口,四通换向阀的第二接口连接有气液分离器,气液分离器连接压缩机的进口,所述四通换向阀的第三接口连接有并联的第一室外换热器和第二室外换热器,所述第一室外换热器连接有并联的第一单向阀和第一膨胀阀,所述第一单向阀和第一膨胀阀连接有第一双向储液罐,所述第一双向储液罐连接有并联的第七单向阀和第三膨胀阀,所述第七单向阀和第三膨胀阀连接有第一室内换热器,所述第一室内换热器连接压缩机的进气口,所述第二室外换热器连接有并联的第三单向阀和第二膨胀阀,所述第三单向阀和第二膨胀阀连接有第二双向储液罐,所述第二双向储液罐连接有并联的第五单向阀和第四膨胀阀,所述第五单向阀和第四膨胀阀连接有第二室内换热器,所述第二室内换热器连接四通换向阀的第四接口。

进一步的所述第一膨胀阀的并联支路上设有与第一膨胀阀串联的第二单向阀,所述第二膨胀阀的并联支路上设有与第二膨胀阀串联的第四单向阀,所述第三膨胀阀的并联支路上设有与第三膨胀阀串联的第六单向阀,所述第四膨胀阀的并联支路上设有与第四膨胀阀串联的第八单向阀。

进一步的还包括风机,所述风机、第一室内换热器和第二室内换热器依次排列安装。

进一步的还包括风机,所述风机、第二室内换热器和第一室内换热器依次排列安装。

进一步的所述风机的出风口连接有空气诱导装置。

进一步的所述第一室内换热器并联有第三室内换热器,所述第三室内换热器设置在空气诱导装置的回风口,所述第三室内换热器是辐射器或对流器。

本实用新型与现有技术对比的有益效果:

1、在整个制冷制热过程中第一室内换热器和第二室内换热器均形成独立并联的回路,从而使由于第三膨胀阀和第四膨胀阀开度不同导致的内压较低的第一室内换热器的管路不会与内压较高的第二室内换热器的管路相交导致的管内压力不平衡和流量偏差,从而确保对应各自管路内的流量稳定,最终确保第一室外换热器和第二室外换热器产生较大稳定的温度差,从而能确保运行时热泵工质与环境介质间传热温差降低,热泵高、低温热源间压差减小,提高热泵空调能效。

2、能有效避免第一膨胀阀、第二膨胀阀、第三膨胀阀和第四膨胀阀处反向膨胀导致的制冷剂降压降温。

3、利用了回风余热,可以避免送风口结露,同时空气处理机组处理的新风量得以降低,不仅减小换热器的换热面积,优化了机组体积,也降低了风机能耗和噪声,提高了室内的舒适性。

4、通过设置第三室内换热器,加强室内换热效果,并防止出风口霜冻。

附图说明

图1为本实用新型一种双温热源热泵系统的整体机构示意图;

图2为本实用新型一种双温热源热泵系统的实施例1的结构示意图;

图3为本实用新型一种双温热源热泵系统的实施例2的结构示意图;

图4为本实用新型一种双温热源热泵系统的第三室内换热器的管路连接结构示意图;

图5为本实用新型一种双温热源热泵系统的实施例3的结构示意图;

图6为本实用新型一种双温热源热泵系统的实施例4的结构示意图;

图7为本实用新型一种双温热源热泵系统的实施例5的结构示意图;

图8为本实用新型一种双温热源热泵系统的实施例6的结构示意图;

图9为本实用新型一种双温热源热泵系统的实施例6的结构示意图

图10为本实用新型一种双温热源热泵系统的实施例7的结构示意图;

图11为本实用新型一种双温热源热泵系统的实施例7的结构示意图;

图12为本实用新型一种双温热源热泵系统的实施例8的结构示意图;

图13为本实用新型一种双温热源热泵系统的实施例8的结构示意图。

标注说明:1、压缩机;2、四通换向阀;3、气液分离器;4、第一室外换热器;5、第二室外换热器;6、第一单向阀;7、第二单向阀;8、第一膨胀阀;9、第三单向阀;10、第四单向阀;11、第二膨胀阀;12、第一双向储液罐;13、第二双向储液罐;14、第八单向阀;15、第四膨胀阀;16、第五单向阀;17、第七单向阀;18、第六单向阀;19、第三膨胀阀;20、第一室内换热器;21、第二室内换热器;22、第三室内换热器;23、空气诱导装置;24、风机;211、第一接口;212、第二接口;213、第三接口;214、第四接口。

具体实施方式

参照图1至图13对本实用新型一种双温热源热泵系统的实施例作进一步说明。

一种双温热源热泵系统,包括带有中间进、排气口的压缩机1,压缩机1的出口连接有四通换向阀2的第一接口211,四通换向阀2的第二接口212连接有气液分离器3,气液分离器3连接压缩机1的进口,所述四通换向阀2的第三接口213连接有并联的第一室外换热器4和第二室外换热器5,所述第一室外换热器4连接有并联的第一单向阀6和第一膨胀阀8,所述第一单向阀6和第一膨胀阀8连接有第一双向储液罐12,所述第一双向储液罐12连接有并联的第七单向阀17和第三膨胀阀19,所述第七单向阀17和第三膨胀阀19连接有第一室内换热器20,所述第一室内换热器20连接压缩机1的进气口,所述第二室外换热器5连接有并联的第三单向阀9和第二膨胀阀11,所述第三单向阀9和第二膨胀阀11连接有第二双向储液罐13,所述第二双向储液罐13连接有并联的第五单向阀16和第四膨胀阀15,所述第五单向阀16和第四膨胀阀15连接有第二室内换热器21,所述第二室内换热器21连接四通换向阀2的第四接口214。

实施例1:如图2所述,制冷模式下,四通换向阀2的第一接口211与四通换向阀2的第三接口213连通,四通换向阀2的第二节接口与四通换向阀2的第四节接口连通,压缩机1对制冷剂做功,压缩机1出口与四通换向阀2的第一接口211连接,制冷剂通过第一接口211到四通换向阀2的第三节接口,分为两部分,分别流进第一室外换热器4和第二室外换热器5,一部分高温高压的制冷剂在第一室外换热器4内冷凝放热变为中温中压的制冷剂后经过第一单向阀6流入第一双向储液罐12,再经过第三膨胀阀19变为低温低压的制冷剂流入第一室内换热器20,在第一室内换热器20与室内高温换热后流出的制冷剂回到压缩机1的中间进气口,而另一部分高温高压的制冷剂在第二室外换热器5内冷凝放热变为中温中压的制冷剂后经过第三单向阀9流入第二双向储液罐13,再经过第四膨胀阀15变为低温低压的制冷剂流入第二室内换热器21,制冷剂在第二室内换热器21对室内吸热后流出的制冷剂流经四通换向阀2的第四接口214到四通换向阀2的第二接口212,再经过气液分离器3回到压缩机1的吸入口,本实施例中第三膨胀阀19和第四膨胀阀15的开度是不同的,使第一室内换热器20的温度高于第二室内换热器21的温度,从而产生温度梯度,使得运行时热泵工质与环境介质间传热温差降低,热泵高、低温热源间压差有所减小,从而提高了热泵空调能效。

制热模式下,四通换向阀2的第一接口211与四通换向阀2的第四接口214连通,四通换向阀2的的第三接口213与四通换向阀2的第二接口212连通。压缩机1对制冷剂做功,压缩机1出口与四通换向阀2的第一接口211连接,四通换向阀2的第四接口214连接第二室内换热器21,此时第一室内换热器20为低压,制冷剂一部分通过压缩机1出口进入四通换向阀2的第一接口211,再流入第二室内换热器21冷凝放热,另一部分高温高压的制冷剂从压缩机1的中间排气口流出,进入第一室内换热器20后冷凝放热,加热空气,从第一室内换热器20冷凝放热后流出的制冷剂经过第七单向阀17进入第一双向储液罐12,再流经第一膨胀阀8节流降压后流入第一室外换热器4内蒸发吸热;从第二室内换热器21冷凝放热后流出的制冷剂经过第五单向阀16进入第二双向储液罐13,再流经第二膨胀阀11节流降压后流入第二室外换热器5内蒸发吸热。从第一室外换热器4和第二室外换热器5流出的低温低压制冷剂蒸汽流经四通换向阀2和气液分离器3后回到压缩机1的吸入口,在整个制冷制热过程中第一室内换热器20和第二室内换热器21均形成独立并联的回路,从而使由于第三膨胀阀19和第四膨胀阀15开度不同导致的内压较低的第一室内换热器20的管路不会与内压较高的第二室内换热器21的管路相交导致的管内压力不平衡和流量偏差,从而确保对应各自管路内的流量稳定,最终确保第一室外换热器4和第二室外换热器5产生较大稳定的温度差,从而能确保运行时热泵工质与环境介质间传热温差降低,热泵高、低温热源间压差减小,提高热泵空调能效。

实施例2:如图3所述,可以采用两个串联的变频压缩机1代替带有中间进、排气口的压缩机1,变频压缩机1是用于均衡压缩机1的负荷变化,其余原理与实施例1相同。

本实施例优选的所述第一膨胀阀8的并联支路上设有与第一膨胀阀8串联的第二单向阀7,所述第二膨胀阀11的并联支路上设有与第二膨胀阀11串联的第四单向阀10,所述第三膨胀阀19的并联支路上设有与第三膨胀阀19串联的第六单向阀18,所述第四膨胀阀15的并联支路上设有与第四膨胀阀15串联的第八单向阀14,通过上述技术方案,由于单向阀是需要内压才能打开的,而膨胀也需要内压打开,故能有效避免第一膨胀阀8、第二膨胀阀11、第三膨胀阀19和第四膨胀阀15处反向膨胀导致的制冷剂降压降温。

本实施例优选的所述第一室内换热器20和第二室内换热器21的下方设置有冷凝水收集器,所述冷凝水收集器连接有用于排水的排水管,通过上述技术方案,能及时将第一室内换热器20和第二室内换热器21产生的冷凝水通过排水管排出。

实施例3:还包括风机24,所述风机24、第一室内换热器20和第二室内换热器21在室内依次排列安装,如图5所示的安装结构,系统在制冷模式下,第一室内换热器20运行于较高的蒸发温度,为高温蒸发器,第二室内换热器21运行于较低的蒸发温度,为低温蒸发器,在风机24的驱动下空气先经过第一室内换热器20换热降温后,再经过第二室内换热器21进一步降温,在制热模式下,在风力的驱动下空气先经过第一室内换热器20升温后,再经过第二室内换热器21再次强化升温送入室内。

实施例4:还包括风机24,所述风机24、第二室内换热器21和第一室内换热器20在室内依次排列安装,如图6、图7、图8、图9、图10、图11所示,此时第一室内换热器20为低温蒸发器,第二室内换热器21为高温蒸发器,其余原理与实施例3一致。

实施例5:所述风机24的出风口连接有空气诱导装置23,如图6所述的空气诱导装置23,在风机24将新风吹入室内的时候,室内被挤压的空气,沿空气诱导装置23中部的回风通道回风,通往出风口,这样利用了回风余热,可以避免送风口结露,同时空气处理机组处理的新风量得以降低,不仅减小换热器的换热面积,优化了机组体积,也降低了风机24能耗和噪声,提高了室内的舒适性。

实施例6:如图8所示的空气诱导装置23,也可以中间出风两侧回风,其余原理同实施例5。

本实施例优选的所述第一室内换热器20并联有第三室内换热器22,所述第三室内换热器22设置在空气诱导装置23的回风口,所述第三室内换热器22是辐射器或对流器,如图4、图7、图8、图9、图10、图11所示,本实施例中的第三室内换热器22是对流器,设置第三室内换热器22对风口进行换热,可以进一步加强如实施例5所述的效果。

实施例7:本实施例中的第三室内换热器22是辐射器,如图10和图11所示,辐射板安装方式不固定,可安装于吊顶、地板或四周墙壁,通过辐射板内的冷媒盘管与室内空气的对流换热和辐射换热调节室内温度。

实施例8:如图12和13所示,可以减少第一室内换热器20,简化整体机组结构。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式,本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例,凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰,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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