專利名稱：一種熱泵新風(fēng)集成空調(diào)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及制冷系統(tǒng)，尤其涉及一種熱泵新風(fēng)集成空調(diào)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在一密閉空間，如在炎熱的夏季和冬季的室內(nèi)，CO2的含量隨時(shí)間的增加而增加。因此在密閉空間通風(fēng)是必須的。通?？梢圆捎眯嘛L(fēng)系統(tǒng)解決這個(gè)問(wèn)題。與此同時(shí)，在寒冷的冬季室內(nèi)取暖及在炎熱的夏季室內(nèi)空調(diào)在大部分地區(qū)也是必須的。對(duì)家居來(lái)講，熱損失主要由于窗戶和通風(fēng)廢氣流動(dòng)帶出室外。因此，對(duì)家居節(jié)能熱回收新風(fēng)系統(tǒng)將是非常重要的。熱回收系統(tǒng)的熱效率在天氣不是太冷的條件下可達(dá)80%，但如在寒冷的條件下(-20° C)效率將降到45%或更少。熱泵式冷暖壓縮系統(tǒng)提供取暖和空·調(diào)功能已被廣泛應(yīng)用。但并未與新風(fēng)系統(tǒng)集成提供附加的熱回收能力。原因是在室外機(jī)和新風(fēng)機(jī)的串聯(lián)的分體蒸發(fā)器將會(huì)降低整機(jī)的能效比。
發(fā)明內(nèi)容有鑒于此，本實(shí)用新型的目的是克服上述現(xiàn)有技術(shù)中存在問(wèn)題，提出一種熱泵新風(fēng)集成空調(diào)系統(tǒng)。本實(shí)用新型集成熱泵式冷暖壓縮系統(tǒng)和新風(fēng)換氣系統(tǒng)為用戶提供更有效的取暖，熱水和新風(fēng)通風(fēng)。此系統(tǒng)可廣泛用于樓房和小型別墅。它利用渦輪補(bǔ)氣增晗壓縮機(jī)的補(bǔ)氣回路吸收空氣廢氣中的殘余熱量，進(jìn)一步提高新風(fēng)系統(tǒng)的熱回收效率，并提供高度的系統(tǒng)集成。本實(shí)用新型提出的熱泵新風(fēng)集成空調(diào)系統(tǒng)包括熱泵單元、新風(fēng)單元和控制單元，所述的熱泵單元包括用管道連接的壓縮機(jī)、四通閥、冷凝器、膨脹閥和蒸發(fā)器；所述的新風(fēng)單元包括用于室內(nèi)排出廢氣與室外引入新鮮空氣換熱的第一熱交換器、第二熱交換器和第三熱交換器；所述的冷凝器與膨脹閥之間設(shè)有一個(gè)第四熱交換器，所述冷凝器流出的制冷流體分成兩條支路，一路經(jīng)第四熱交換器進(jìn)入膨脹閥，另一路經(jīng)電磁閥、膨脹閥進(jìn)入第四熱交換器，然后進(jìn)入新風(fēng)單元的第三熱交換器，吸收排出廢氣中的余熱后返回至壓縮機(jī)的蒸汽注入口 ；所述冷凝器釋放的熱量經(jīng)由分流器后分為兩路，一路進(jìn)入第二熱交換器與室外引入的新鮮空氣換熱，另一路作為加熱輸出端。本實(shí)用新型還包括一個(gè)與加熱輸出端連接的分流器，該分流器用于與熱水水箱、地板加熱裝置和/或暖氣片連接。本實(shí)用新型提出的熱泵新風(fēng)集成空調(diào)系統(tǒng)可分成室內(nèi)機(jī)和室外機(jī)，所述的室內(nèi)機(jī)包括熱泵單元中除蒸發(fā)器外的部件、新風(fēng)單元，熱水水箱和控制單元；所述的室外機(jī)包括蒸發(fā)器和風(fēng)扇。所述的控制單元用于空調(diào)系統(tǒng)在制冷模式和加熱模式之間轉(zhuǎn)換。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型引出一部分冷媒去降低室外蒸發(fā)器的冷媒溫度，然后再降低新風(fēng)機(jī)中排出廢氣的溫度，最后注入壓縮機(jī)的蒸汽注入口進(jìn)入壓縮循環(huán)。這將大大提高熱泵在寒冷條件下的熱效率COP (-20° C條件下C0P>2. 0)，同時(shí)提供新風(fēng)機(jī)的二次熱回收。這將大大提高整機(jī)的熱效率和家居的節(jié)能性能。
下面結(jié)合具體實(shí)施例和附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明，其中圖I是本實(shí)用新型加熱模式示意圖；圖2是本實(shí)用新型制冷模式示意圖；圖3是本實(shí)用新型室內(nèi)室外機(jī)的示意圖。
具體實(shí)施方式
圖I是本實(shí)用新型中補(bǔ)氣增晗熱泵系統(tǒng)與熱量回收新風(fēng)系統(tǒng)集成于一體的加熱模式。本實(shí)用新型提出的熱泵新風(fēng)集成空調(diào)系統(tǒng)包括熱泵單元I、新風(fēng)單元2和控制單元。熱泵單元I包括用管道連接的壓縮機(jī)11、四通閥12、冷凝器13、膨脹閥15和蒸發(fā)器16。新風(fēng)單元2包括用于室內(nèi)排出廢氣與室外引入新鮮空氣換熱的第一熱交換器21、第二熱交換器22和第三熱交換器23。冷凝器13與膨脹閥15之間設(shè)有一個(gè)第四熱交換器14，冷凝器13流出的制冷流體分成兩條支路，一路經(jīng)第四熱交換器14進(jìn)入膨脹閥15，另一路經(jīng)電磁閥17、膨脹閥18進(jìn)入第四熱交換器14，然后進(jìn)入新風(fēng)單元的第三熱交換器，吸收排出廢氣中的余熱后返回至壓縮機(jī)11的蒸汽注入口 19。冷凝器13釋放的熱量經(jīng)由分流器3后分為兩路，一路進(jìn)入第二熱交換器22與室外引入的新鮮空氣換熱，另一路作為加熱輸出端
4。蒸發(fā)器16設(shè)有風(fēng)扇10，第二熱交換器和第三熱交換器均設(shè)有風(fēng)扇，壓縮機(jī)11采用渦輪式壓縮機(jī)。在新風(fēng)單元2中，室外的冷空氣(-10° C)進(jìn)入系統(tǒng)，經(jīng)過(guò)第一熱交換器21加熱(5 ° C)。系統(tǒng)中第二熱交換器22進(jìn)一步加熱進(jìn)入室內(nèi)的新風(fēng)至室溫(20 ° C)。同時(shí)室內(nèi)的廢氣經(jīng)過(guò)第一交換器21變冷(5 ° C)。仍然有大量的熱量在這待排出的廢氣中有待進(jìn)一步回收。在本實(shí)用新型系統(tǒng)中，第三熱交換器23進(jìn)一步回收這些可用的熱量，使排出的空氣溫度進(jìn)一步降低(-5 ° C)，而不用系統(tǒng)消耗任何能量。本實(shí)用新型在寒冷條件下，熱回收效率可達(dá)75%。在圖I中，由壓縮機(jī)11壓縮后的高壓高溫液態(tài)制冷劑經(jīng)由冷凝器13后成為高壓常溫液態(tài)。然后分為兩部分一部分經(jīng)第四熱交換器14和膨脹閥15后進(jìn)入蒸發(fā)器16，吸收室外空氣中的熱量返回經(jīng)四通閥12進(jìn)入壓縮機(jī)11。另一路經(jīng)電磁閥17，膨脹閥18進(jìn)入第四熱交換器14進(jìn)一步冷卻制冷劑，然后進(jìn)入新風(fēng)單元中第三熱交換器23吸收廢氣中的余熱后返回至壓縮機(jī)的蒸汽注入口 19進(jìn)入壓縮循環(huán)。經(jīng)由冷凝器13釋放的熱量經(jīng)由分流器3后分為兩路，一路加熱后的制冷劑經(jīng)由熱交換器第二熱交換器22加熱新風(fēng)機(jī)的輸入新鮮空氣，另一路則經(jīng)由分流器3輸出作為加熱輸出端4。加熱輸出端4可以與一分流器25連接，用于與熱水水箱5、地板加熱裝置和/或暖氣片連接。圖2是本實(shí)用新型制冷模式的系統(tǒng)示意圖。在系統(tǒng)工作于制冷模式時(shí)，室外的熱空氣(30° C)進(jìn)入新風(fēng)單元2，經(jīng)過(guò)第一熱交換器21降溫(25 ° C)。系統(tǒng)中第二熱交換器22進(jìn)一步冷卻進(jìn)入室內(nèi)的新風(fēng)至遠(yuǎn)低于室溫(10 ° C)。同時(shí)室內(nèi)的廢氣經(jīng)過(guò)第一熱交換器21變冷(25 ° C)排出室外。在該模式中，第三熱交換器23關(guān)閉。[0019]在制冷模式，壓縮機(jī)11輸出的制冷劑經(jīng)由四通閥12進(jìn)入蒸發(fā)器16 (此時(shí)作為冷凝器用)與室外釋放熱量，然后經(jīng)由膨脹閥15和第四熱交換器14返回冷凝器13 (此時(shí)為蒸發(fā)器)吸收熱量后返回至壓縮機(jī)11。在制冷模式，電磁閥17是關(guān)閉的，所以補(bǔ)氣增晗功能被屏蔽。制冷劑冷卻輸入的新風(fēng)實(shí)現(xiàn)空調(diào)功能，同時(shí)加熱輸出端4關(guān)閉。當(dāng)熱水加熱啟動(dòng)，熱泵進(jìn)入加熱模式，電磁閥17關(guān)閉。分流閥3關(guān)閉新風(fēng)機(jī)的制冷回路，而開(kāi)通加熱熱水水箱。在除霜模式，見(jiàn)圖2，壓縮機(jī)11輸出的制冷劑經(jīng)由四通閥12進(jìn)入蒸發(fā)器16 (此時(shí)為冷凝器用)與室外釋放熱量，然后經(jīng)由膨脹閥15和第四熱交換器14返回冷凝器13 (此時(shí)為蒸發(fā)器)吸收熱量后返回至壓縮機(jī)11。在除霜模式，電磁閥17是關(guān)閉的，所以補(bǔ)氣增晗功能被屏蔽。同時(shí)分流器3置于加熱輸出端，吸收熱水水箱的熱量消除蒸發(fā)器16的霜凍，系統(tǒng)制冷回路關(guān)閉。如圖3所示，本實(shí)用新型提出的空調(diào)系統(tǒng)可以分成兩部分室內(nèi)機(jī)6和室外機(jī)7。室內(nèi)機(jī)含熱水水箱5，熱泵單元的主要部分和新風(fēng)單元2?？刂茊卧舶惭b在室內(nèi)機(jī)，控制空調(diào)系統(tǒng)在制冷模式和加熱模式之間轉(zhuǎn)換?？刂茊卧€可以調(diào)整控制加熱輸出端4的熱水輸出溫度，例如，當(dāng)給地板加熱裝置供水時(shí)，溫度為35° C，當(dāng)連接暖氣片時(shí)，熱水溫度為 55° C。新風(fēng)單元包含第一熱交換器21，二個(gè)通風(fēng)風(fēng)扇和二個(gè)熱交換器22和23，進(jìn)出風(fēng)口設(shè)在頂部。熱泵單元I包含除蒸發(fā)器和風(fēng)扇外的所有元器件，以及分流器25和循環(huán)泵，用于與地板加熱裝置或暖氣片連接。熱水水箱5約200升，一額外的電加熱器亦可集成在熱水水箱中。室外機(jī)7含熱泵單元的蒸發(fā)器16和風(fēng)扇10。這是因?yàn)槿绱丝山档褪覂?nèi)機(jī)和室外機(jī)的制冷劑連接管數(shù)(現(xiàn)僅需要兩個(gè)管道連接)。我們亦可使系統(tǒng)工作于室內(nèi)溫度環(huán)境，避免熱栗的冷啟動(dòng)。本實(shí)用新型大大提高了系統(tǒng)的熱效率和家居的節(jié)能性能。
權(quán)利要求1.一種熱泵新風(fēng)集成空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于包括熱泵單元(I)、新風(fēng)單元(2)和控制單元，所述的熱泵單元(I)包括用管道連接的壓縮機(jī)(11)、四通閥(12)、冷凝器(13)、膨脹閥(15)和蒸發(fā)器(16);所述的新風(fēng)單元(2)包括用于室內(nèi)排出廢氣與室外引入新鮮空氣換熱的第一熱交換器(21)、第二熱交換器(22)和第三熱交換器(23);所述的冷凝器(13)與膨脹閥(15)之間設(shè)有一個(gè)第四熱交換器(14)，所述冷凝器(13)流出的制冷流體分成兩條支路，一路經(jīng)第四熱交換器(14)進(jìn)入膨脹閥(15)，另一路經(jīng)電磁閥(17)、膨脹閥(18)進(jìn)入第四熱交換器(14)，然后進(jìn)入新風(fēng)單元的第三熱交換器，吸收排出廢氣中的余熱后返回至壓縮機(jī)(11)的蒸汽注入口(19);所述冷凝器(13)釋放的熱量經(jīng)由分流器(3)后分為兩路，一路進(jìn)入第二熱交換器(22)與室外引入的新鮮空氣換熱，另一路作為加熱輸出端(4)。
2.如權(quán)利要求I所述的空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于所述的蒸發(fā)器(16)設(shè)有風(fēng)扇(10)。
3.如權(quán)利要求I所述的空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于所述的第二熱交換器和第三熱交換器均設(shè)有風(fēng)扇。
4.如權(quán)利要求I所述的空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于還包括一個(gè)與加熱輸出端(4)連接的分流器(25 )，該分流器與熱水水箱(5 )、地板加熱裝置和/或暖氣片連接。
5.如權(quán)利要求I或4任一項(xiàng)所述的空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于，所述的空調(diào)系統(tǒng)分成室內(nèi)機(jī)(6)和室外機(jī)(7)，所述的室內(nèi)機(jī)包括熱泵單元中除蒸發(fā)器外的部件、新風(fēng)單元(2)，熱水水箱(5)和控制單元；所述的室外機(jī)包括蒸發(fā)器(16)和風(fēng)扇(10)。
6.如權(quán)利要求I所述的空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于所述的壓縮機(jī)采用渦輪式壓縮機(jī)。
7.如權(quán)利要求I所述的空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于所述的控制單元用于控制空調(diào)系統(tǒng)在制冷模式和加熱模式之間轉(zhuǎn)換。
8.如權(quán)利要求7所述的空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于所述的控制單元控制加熱輸出端(4)的熱水輸出溫度。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種熱泵新風(fēng)集成空調(diào)系統(tǒng)，包括熱泵單元、新風(fēng)單元和控制單元，所述的新風(fēng)單元包括第一熱交換器、第二熱交換器和第三熱交換器；所述的冷凝器與膨脹閥之間設(shè)有一個(gè)第四熱交換器，所述冷凝器流出的制冷流體分成兩條支路，一路經(jīng)第四熱交換器進(jìn)入膨脹閥，另一路經(jīng)電磁閥、膨脹閥進(jìn)入第四熱交換器，然后進(jìn)入新風(fēng)單元的第三熱交換器，吸收排出廢氣中的余熱后返回至壓縮機(jī)的蒸汽注入口；所述冷凝器釋放的熱量經(jīng)由分流器后分為兩路，一路進(jìn)入第二熱交換器與室外引入的新鮮空氣換熱，另一路作為加熱輸出端。加熱輸出端可連接地板加熱或連接暖氣片。本實(shí)用新型大大提高了系統(tǒng)的熱效率和家居的節(jié)能性能。
文檔編號(hào)F24F11/02GK202660658SQ201220148179
公開(kāi)日2013年1月9日 申請(qǐng)日期2012年4月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月10日
發(fā)明者張錦龍 申請(qǐng)人:張錦龍