CN102435004A - 多功能高温出水空调热泵机组 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种多功能高温出水空调热泵机组，其包括第一压缩机、四通、环境侧换热器、第一气液分离器、第一单向阀、第二单向阀、第一储液器相连、第三单向阀、经济器、第一节流元件、第四单向阀、空调用水换热器、中间换热器、第一电磁、第二电磁阀及第二气液分离器，所述第二气液分离器通过管道与第二压缩机的吸气口相连，第二压缩机的排气口通过管道与生活热水换热器相连，所述生活热水换热器的液口端通过管道与第二储液器相连，所述第二储液器通过管道及位于所述管道上的第二节流元件与中间换热器相连。本发明结构紧凑，既能制取空调用冷冻水，也能全年提供最高达85℃符合国家卫生标准的生活热水，安全可靠。

Description

多功能高温出水空调热泵机组

技术领域

本发明涉及一种中央空调及热泵热水机组技术，尤其是一种多功能高温出水空调热泵机组。

背景技术

中央空调根据卡诺循环原理制取空调冷冻水或热水，再通过循环水泵送到各末端设备，实现室内温度的控制。

热泵热水机组采用热泵压缩空气，吸取压缩空气中的能量转换为热能，制取生活热水。

由于普通的热泵热水机组受使用环境及季节的限制，当环境温度较低时机组能效降低甚至无法运行。如能提供一种空调热泵机组，既能全天候运行，又能根据使用场合的不同而提供多种出水温度的多用途热水机组，满足客户的不同需求，显得益发重要。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种多功能高温出水空调热泵机组，其结构紧凑，既能制取空调用水，也能全年提供最高达85℃符合国家卫生标准的生活热水，安全可靠。

按照本发明提供的技术方案，所述多功能高温出水空调热泵机组，包括第一压缩机，所述第一压缩机的排气口通过管道与四通阀的D接口相连，四通阀的S接口通过管道与第一气液分离器相连，所述第一气液分离器通过管道与第一压缩机的吸气口相连；所述四通阀的C接口与环境侧换热器相连，所述环境侧换热器的液口端分别与第一单向阀的进口端及第二单向阀的出口端相连，所述第一单向阀的出口端通过管路与第一储液器相连，所述第一储液器还与第三单向阀的出口端相连；所述第一储液器通过管道与经济器的第一进口端相连，所述第一经济器的第一出口端通过管道连接后形成主路管道及辅路管道，所述辅路管道内的辅路制冷剂经电子膨胀阀节流后再进入经济器的另一换热通道，通过经济器蒸发冷却相应的液态制冷剂后通过第二出口端进入第一压缩机的补气口；所述进入主路管道上设置第一节流元件，所述第一节流元件通过管道分别与第二单向阀及第四单向阀的进口端相连；

所述四通阀的E接口通过管路与空调用水换热器及中间换热器相连，所述中间换热器的液口端通过管道及位于所述管道上的第一电磁阀与第三单向阀的进口端相连，空调用水换热器的液口端通过管道及所述管道上的第二电磁阀与第三单向阀的进口端及第四单向阀的出口端相连；

所述中间换热器的液口端还通过管道与第二气液分离器相连，所述第二气液分离器通过管道与第二压缩机的吸气口相连，第二压缩机的排气口通过管道与生活热水换热器相连，所述生活热水换热器的液口端通过管道与第二储液器相连，所述第二储液器通过管道及位于所述管道上的第二节流元件与中间换热器相连。

所述第一压缩机为补气增焓全封闭涡旋压缩机。所述第二节流元件为热力膨胀阀或毛细管。

所述环境侧换热器是空气-氟换热器。所述环境侧换热器为翅片换热器。所述空调用水换热器为板式换热器或壳管换热器。

所述生活热水换热器为罐式换热器或套管换热器。所述中间换热器为板式换热器或套管换热器。所述第二压缩机为高温压缩机。所述第一节流元件为热力膨胀阀或毛细管。

本发明的优点：可在制冷、制热、制热水三种运行模式下高效运行，并在制热时可提供高达65℃的高温热水或制热水时最高可提供高达85℃的高温热水，制热时提供高温热水主要用于辐射采暖，制热水时提供高温热水主要用于提供符合国家卫生标准的生活用水，满足用户需求。

附图说明

    图1为本发明的结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体附图和实施例对本发明作进一步说明。

如图1所示：本发明包括第一压缩机1、四通阀2、第一气液分离器3、环境侧换热器4、第一单向阀5、第二单向阀6、第三单向阀7、第四单向阀8、第一储液器9、经济器10、第一节流元件11、电子膨胀阀12、第一电磁阀13、第二电磁阀14、空调用水换热器15、中间换热器16、第二压缩机17、生活热水换热器18、第二储液器19、第二节流元件20、第二气液分离器21、第一出口端22、主路管道23及辅路管道24。

如图1所示：所述多功能高温出水空调热泵机组包括第一压缩机1，所述第一压缩机1的排气口通过管道与四通阀2的D接口相连，四通阀2的S接口通过管道与第一气液分离器3相连，所述第一气液分离器3通过管道与第一压缩机1的吸气口相连；所述四通阀2的C接口与环境侧换热器4相连，所述环境侧换热器4的液口端分别与第一单向阀5的进口端及第二单向阀6的出口端相连，所述第一单向阀5的出口端通过管路与第一储液器9相连，所述第一储液器9还与第三单向阀7的出口端相连；所述第一储液器9通过管道与经济器10的第一进口端相连，所述第一经济器10的第一出口端通过管道连接后形成主路管道23及辅路管道24，所述辅路管道24内的辅路制冷剂经电子膨胀阀12节流后再进入经济器10的另一换热通道，通过经济器10蒸发冷却相应的液态制冷剂后通过第二出口端22进入第一压缩机1的补气口；所述进入主路管道23上设置第一节流元件11，所述第一节流元件11通过管道分别与第二单向阀6及第四单向阀8的进口端相连。通过经济器10蒸发冷却相应的液态制冷剂包括在经济器10内没有分路前的液态制冷剂及通过辅路管道24进入经济器10另一换热通道的液态制冷剂，通过对辅路管道24及电子膨胀阀12进入经济器10另一换热通道的液态制冷剂蒸发后进入第一压缩机1的补气口；通过对分路前的液态制冷剂冷却后分路输出。

所述四通阀2的E接口通过管路与空调用水换热器15及中间换热器16相连，所述中间换热器16的液口端通过管道及位于所述管道上的第一电磁阀13与第三单向阀7的进口端相连，空调用水换热器15的液口端通过管道及所述管道上的第二电磁阀14与第三单向阀7的进口端及第四单向阀8的出口端相连；

所述中间换热器16的液口端还通过管道与第二气液分离器21相连，所述第二气液分离器21通过管道与第二压缩机17的吸气口相连，第二压缩机17的排气口通过管道与生活热水换热器18相连，所述生活热水换热器18的液口端通过管道与第二储液器19相连，所述第二储液器19通过管道及位于所述管道上的第二节流元件20与中间换热器16相连。

所述第一压缩机1为补气增焓全封闭涡旋压缩机。所述第二节流元件20为热力膨胀阀或毛细管。所述环境侧换热器4是空气-氟换热器，特别地所述环境侧换热器4为翅片换热器。所述空调用水换热器15为板式换热器或壳管换热器。所述生活热水换热器18为罐式换热器或套管换热器。所述中间换热器16为板式换热器或套管换热器。所述第二压缩机17为高温压缩机。所述第一节流元件11为热力膨胀阀或毛细管。

其中，上述结构在功能上可以分（a）和（b）两部分为：（a）、所述第一压缩机1、四通阀2、环境侧换热器4、空调用水换热器15、第一单向阀5、第二单向阀6、第三单向阀7、第四单向阀8、第一储液器9、经济器10、第一节流元件11、电子膨胀阀12、第一气液分离器13、第二电磁阀14组成准二级压蒸汽压缩循环，通过电子膨胀阀12调节第一压缩机1的补气量，确保第一压缩机1工作时的排气温度在一个安全的范围内，达到既能制取空调冷冻水，也可实现全年、全天候制取高达65℃的高温热水；

（b）、所述第一压缩机1、四通阀2、环境侧换热器4、中间换热器16、第一单向阀5、第二单向阀6、第三单向阀7、第四单向阀8、第一储液器9、经济器10、第一节流元件11、电子膨胀阀12、第一气液分离器3、第一电磁阀13组成准二级压蒸汽压缩循环，作为覆叠制冷系统的低压级；第二压缩机17、高温生活用水换热器18、第二储液器19、第二节流元件20、中间换热器16、第一气液分离器3组成复叠制冷系统的高压级。

上述（a）和（b）两部分共同构成复叠制冷循环，实现全年、全天候制取高达85℃的高温生活用水。

如图1所示：通过对具体制冷、制热和制取热水的过程来说明本发明的工作过程和工作原理。其中：

制冷时：

第一压缩机1将制冷剂压缩成高温高压气体并从排气口排出，所述排出的高温高压气体经过四通阀2的C接口进入环境侧换热器4，通过环境侧换热器4冷凝后得到高压液体，所述高压液体通过第一单向阀5后进入第一储液器9内。进入第一储液器9内的高压液体通过管道进入经济器10内，经过经济器10后分成二路：一路为主路，另一路为辅路，即经济器10的第一出口端通过管道连接后形成主路管道23及辅路管道24，进入辅路管道24内的辅路制冷剂经电子膨胀阀12节流后进入经济器10的另一换热通道，并在经济器10内蒸发冷却相应的液态制冷剂后通过经济器10的第二出口端22进入第一压缩机1补气口，通过电子膨胀阀12来调节进入第一压缩机1补气口的补气量，从而能够调节第一压缩机1的排气温度，确保第一压缩机1的排气温度在一个安全范围内，达到所需的工作要求；同时，进入主路管道23内的主路制冷剂经第一节流元件11节流后通过第四单向阀8、第二电磁阀14及第二电磁阀14所在的管道进入空调用水换热器15，在空调用水换热器15内蒸发后经四通阀2、第一汽液分离器3后回到第一压缩机1的吸气口，如此循环。在空调用水换热器15内蒸发时，由于压力降低，沸点降低，液体迅速沸腾蒸发吸热，从而达到通过空调用水换热器15降温制冷的目的。

制热时：

第一压缩机1将制冷剂压缩成高温高压气体并从排气口排出，所述排出的高温高压气体经过四通阀2的E接口进入空调侧换热器15，在空调侧换热器15内冷凝后通过第二电磁阀14、第三单向阀7、第一储液器9进入经济器10内，所述经济器10作用后分成二路输出：一路为主路，另一路为辅路；即经济器10的第一出口端经过管道连接后分别形成主路管道23及辅路管道24。所述进入辅路管道24内的辅路制冷剂经电子膨胀阀12节流后再次进入经济器10的另一换热通道，经经济器10蒸发冷却相应的液态制冷剂后进入第一压缩机1的补气口；进入主路管道24内的主路制冷剂经第一节流元件11节流后通过第二单向阀6进入环境侧换热器4，在环境侧换热器4内蒸发后经四通阀2、第一汽液分离器3回到第一压缩机1吸气口，如此循环。第一压缩机1排出的高温高压气体，空调侧换热器15将高温高压的气体冷凝为高压液体放热，从而达到通过空调侧换热器15制热的目的。

制热水时：

第一压缩机1将制冷剂压缩成高温高压气体并从排气口排出，所述排出的高温高压气体经过四通阀2的E接口进入中间换热器16。同时，第二压缩机17将制冷剂压缩成高温高压气体并从排气口进入生活热水换热器18内，在生活热水换热器18内冷凝后进入第二储液器19内，所述第二储液器19通过管道及位于所述管道上的第二节流元件20进入中间换热器16内。此时，中间换热器16内同时包含第一压缩机1排出的高温高压气体及从第二储液器19内进入的低温低压制冷剂，中间换热器16内的高温高压气体与低温低压制冷剂进行热交换，所述高温高压气体在中间换热器16内冷凝后通过第一电磁阀13及其所在的管道、第三单向阀7进入第一储液器9内，第一储液器9内的液体进入经济器10内，并经所述济器10作用后分成二路输出：一路为主路，另一路为辅路；即经济器10的第一出口端经过管道连接后分别形成主路管道23及辅路管道24。所述进入辅路管道24内的辅路制冷剂经电子膨胀阀12节流后再次进入经济器10的另一换热通道，经经济器10蒸发冷却相应的液态制冷剂后进入第一压缩机1的补气口；进入主路管道24内的主路制冷剂经第一节流元件11节流后通过第二单向阀6进入环境侧换热器4，在环境侧换热器4内蒸发后经四通阀2、第一汽液分离器3回到第一压缩机1吸气口；从第二储液器19内进入的低温液体在中间换热器16内蒸发后通过管道进入第二气液分离器21内，经过第二气液分离器21进行气液分离后回到第二压缩机17的吸气口，如此循环。所述第一压缩机1与第二压缩机17排出的高温高压气体各自独立循环，经过相应作用后，达到通过生活热水换热器18制取生活热水的目的，共同构成了复叠制冷循环。

本发明可在制冷、制热、制热水三种运行模式下高效运行，并在制热时可提供高达65℃的高温热水或制热水时最高可提供高达85℃的高温热水，制热时提供高温热水主要用于辐射采暖，制热水时提供高温热水主要用于提供符合国家卫生标准的生活用水，满足用户需求。

Claims (10)

1.一种多功能高温出水空调热泵机组，其特征是：包括第一压缩机（1），所述第一压缩机（1）的排气口通过管道与四通阀（2）的D接口相连，四通阀（2）的S接口通过管道与第一气液分离器（3）相连，所述第一气液分离器（3）通过管道与第一压缩机（1）的吸气口相连；所述四通阀（2）的C接口与环境侧换热器（4）相连，所述环境侧换热器（4）的液口端分别与第一单向阀（5）的进口端及第二单向阀（6）的出口端相连，所述第一单向阀（5）的出口端通过管路与第一储液器（9）相连，所述第一储液器（9）还与第三单向阀（7）的出口端相连；所述第一储液器（9）通过管道与经济器（10）的第一进口端相连，所述第一经济器（10）的第一出口端通过管道连接后形成主路管道（23）及辅路管道（24），所述辅路管道（24）内的辅路制冷剂经电子膨胀阀（12）节流后再进入经济器（10）的另一换热通道，通过经济器（10）蒸发冷却相应的液态制冷剂后通过第二出口端（22）进入第一压缩机（1）的补气口；所述进入主路管道（23）上设置第一节流元件（11），所述第一节流元件（11）通过管道分别与第二单向阀（6）及第四单向阀（8）的进口端相连；

所述四通阀（2）的E接口通过管路与空调用水换热器（15）及中间换热器（16）相连，所述中间换热器（16）的液口端通过管道及位于所述管道上的第一电磁阀（13）与第三单向阀（7）的进口端相连，空调用水换热器（15）的液口端通过管道及所述管道上的第二电磁阀（14）与第三单向阀（7）的进口端及第四单向阀（8）的出口端相连；

所述中间换热器（16）的液口端还通过管道与第二气液分离器（21）相连，所述第二气液分离器（21）通过管道与第二压缩机（17）的吸气口相连，第二压缩机（17）的排气口通过管道与生活热水换热器（18）相连，所述生活热水换热器（18）的液口端通过管道与第二储液器（19）相连，所述第二储液器（19）通过管道及位于所述管道上的第二节流元件（20）与中间换热器（16）相连。

2.根据权利要求1所述的多功能高温出水空调热泵机组，其特征是：所述第一压缩机（1）为补气增焓全封闭涡旋压缩机。

3.根据权利要求1所述的多功能高温出水空调热泵机组，其特征是：所述第二节流元件（20）为热力膨胀阀或毛细管。

4.根据权利要求1所述的多功能高温出水空调热泵机组，其特征是：所述环境侧换热器（4）是空气-氟换热器。

5.根据权利要求4所述的多功能高温出水空调热泵机组，其特征是：所述环境侧换热器（4）为翅片换热器。

6.根据权利要求1所述的多功能高温出水空调热泵机组，其特征是：所述空调用水换热器（15）为板式换热器或壳管换热器。

7.根据权利要求1所述的多功能高温出水空调热泵机组，其特征是：所述生活热水换热器（18）为罐式换热器或套管换热器。

8.根据权利要求1所述的多功能高温出水空调热泵机组，其特征是：所述中间换热器（16）为板式换热器或套管换热器。

9.根据权利要求1所述的多功能高温出水空调热泵机组，其特征是：所述第二压缩机（17）为高温压缩机。

10.根据权利要求1所述的多功能高温出水空调热泵机组，其特征是：所述第一节流元件（11）为热力膨胀阀或毛细管。