本實(shí)用新型涉及使用熱泵為住宅或區(qū)域供熱系統(tǒng)，特別是涉及一種利用空氣能的熱泵空調(diào)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

目前在寒冷地區(qū)或嚴(yán)寒地區(qū),農(nóng)村自采暖方式多為土炕燒木材、土暖氣燒煤傳統(tǒng)的燃燒供暖方式，室內(nèi)溫度局部高、整體舒適性差、需要定時(shí)加煤、除煤渣，而且家家冒黑煙環(huán)境污染較重。城鎮(zhèn)住宅小區(qū)也有采用燃?xì)獗趻鞝t供暖的用戶，但世界天然氣資源短缺，同時(shí)大量天然氣燃燒也帶來環(huán)境污染的問題。而在夏熱冬冷的地區(qū)，例如中國(guó)的長(zhǎng)江中下游、華南及西南等地區(qū)大多數(shù)用戶采用普通分體空調(diào)供暖，冬季多以電輔助工作為主，電耗大、供暖效果一般。

近幾年新興起的低溫空氣源熱泵，多采用蒸汽噴焓等壓縮機(jī)改良技術(shù)，解決低溫條件下持續(xù)供熱問題，但冬季室外低溫蒸發(fā)器需采用電棒除霜。又因目前蒸汽噴焓壓縮機(jī)供應(yīng)商少，產(chǎn)品供應(yīng)緊張、機(jī)組成本高，且機(jī)組供應(yīng)為熱水，冬季存在防凍問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型目的在于解決在環(huán)境溫度低的條件下，空氣能熱泵不能正常供暖的難題，而提供一種供暖效果好、價(jià)格低廉、節(jié)能、安裝方便，防凍的空氣能雙級(jí)熱泵空調(diào)系統(tǒng)。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本申請(qǐng)采用以下技術(shù)方案：

一種空氣能雙級(jí)熱泵空調(diào)系統(tǒng)，包括：由室外低溫蒸發(fā)器、儲(chǔ)液罐、低溫壓縮機(jī)、室內(nèi)低溫冷凝器、換熱器的第一路和第一膨脹閥依次連接組成的第一回路，還包括：由高溫壓縮機(jī)、室內(nèi)高溫冷凝器、第二膨脹閥和換熱器的第二路依次相連組成的第二回路，在高溫壓縮機(jī)和室內(nèi)高溫冷凝器之間裝有緩沖罐，一個(gè)室內(nèi)低溫冷凝器和一個(gè)室內(nèi)高溫冷凝器組成第一組室內(nèi)冷凝器。

本實(shí)用新型空氣能雙級(jí)熱泵空調(diào)系統(tǒng)，其中：在室外低溫蒸發(fā)器、室內(nèi)低溫冷凝器、低溫壓縮機(jī)和儲(chǔ)液罐之間裝有二位四通換向閥，二位四通換向閥的a口與室外低溫蒸發(fā)器的出口相連，二位四通換向閥的b口與室內(nèi)低溫冷凝器的進(jìn)口相連，二位四通換向閥的c口與低溫壓縮機(jī)出口相連，二位四通換向閥的d口與儲(chǔ)液罐相連。

本實(shí)用新型空氣能雙級(jí)熱泵空調(diào)系統(tǒng)，其中：還包括與所述第一組室內(nèi)冷凝器并聯(lián)的第二組室內(nèi)冷凝器。

本實(shí)用新型空氣能雙級(jí)熱泵空調(diào)系統(tǒng)，其中：在2個(gè)室內(nèi)低溫冷凝器與二位四通換向閥的b口之間分別裝有一個(gè)電磁閥；在2個(gè)室內(nèi)高溫冷凝器與高溫壓縮機(jī)之間分別裝有一個(gè)電磁閥，在2個(gè)室內(nèi)高溫冷凝器與第二膨脹閥之間分別裝有一個(gè)單向閥。

本實(shí)用新型空氣能雙級(jí)熱泵空調(diào)系統(tǒng)，其中：所述室內(nèi)低溫冷凝器、室內(nèi)高溫冷凝器和室外低溫蒸發(fā)器上均裝有風(fēng)機(jī)。

一種空氣能雙級(jí)熱泵空調(diào)系統(tǒng)，包括：由第一壓縮機(jī)、室內(nèi)冷凝器、第一膨脹閥、室外第一蒸發(fā)器、換熱器的第一路和儲(chǔ)液罐依次連接組成的第一回路，還包括：由第二壓縮機(jī)、換熱器的第二路、第二膨脹閥、室外第二蒸發(fā)器依次相連組成的第二回路，在第二壓縮機(jī)和換熱器的第二路之間還裝有緩沖罐。

本實(shí)用新型空氣能雙級(jí)熱泵空調(diào)系統(tǒng)，其中：它還包括：小換熱器，它裝在第二壓縮機(jī)、換熱器、第二膨脹閥和室外第二蒸發(fā)器之間，所述第二壓縮機(jī)、換熱器的第二路、小換熱器的第一路、第二膨脹閥、室外第二蒸發(fā)器和小換熱器的第二路依次相連。

本實(shí)用新型空氣能雙級(jí)熱泵空調(diào)系統(tǒng)，其中：所述室內(nèi)冷凝器、室外第一蒸發(fā)器和室外第二蒸發(fā)器上均裝有風(fēng)機(jī)。

本實(shí)用新型空氣能雙級(jí)熱泵空調(diào)系統(tǒng)，解決了環(huán)境溫度低的條件下空氣能熱泵不能正常供暖的難題。本實(shí)用新型空氣能雙級(jí)熱泵空調(diào)系統(tǒng)采用雙機(jī)壓縮工作方式，室外環(huán)境溫度高時(shí)啟動(dòng)一個(gè)壓縮機(jī)工作，低溫供暖；室外環(huán)境溫度低時(shí)啟動(dòng)2個(gè)壓縮機(jī)工作，提高冷凝溫度即室內(nèi)送風(fēng)溫度，即滿足了采暖要求，又降低了能耗。將一個(gè)室內(nèi)低溫冷凝器和一個(gè)室內(nèi)高溫冷凝器裝配成一個(gè)能量釋放模塊、組成一組室內(nèi)冷凝器，安裝維修簡(jiǎn)單、分房間使用方便；該空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)沒有水路、不怕凍更安全可靠。

本實(shí)用新型空氣能雙級(jí)熱泵空調(diào)系統(tǒng)與現(xiàn)有的空氣能單級(jí)熱泵相比，還具有以下特點(diǎn)：

1、室外低溫蒸發(fā)器采用增加片距防止結(jié)霜，可將蒸發(fā)器片距加大至6～7mm；

2、低溫壓縮機(jī)吸入口設(shè)有儲(chǔ)液罐實(shí)現(xiàn)氣液分離提高壓縮機(jī)效率；

3、高溫壓縮機(jī)排氣口設(shè)有緩沖罐平衡冷媒量；

4、室內(nèi)能并聯(lián)一個(gè)及以上室內(nèi)冷凝器實(shí)現(xiàn)一拖多系統(tǒng)產(chǎn)品；

5、系統(tǒng)產(chǎn)品設(shè)有各溫度控制點(diǎn)能判斷啟動(dòng)1個(gè)壓縮機(jī)還是2個(gè)壓縮機(jī)，實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)運(yùn)行。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型空氣能雙級(jí)熱泵空調(diào)系統(tǒng)第一實(shí)施例示意圖；

圖2為本實(shí)用新型空氣能雙級(jí)熱泵空調(diào)系統(tǒng)第二實(shí)施例示意圖；

圖3為本實(shí)用新型空氣能雙級(jí)熱泵空調(diào)系統(tǒng)第三實(shí)施例示意圖；

圖4為本實(shí)用新型空氣能雙級(jí)熱泵空調(diào)系統(tǒng)第四實(shí)施例示意圖；

圖5為換熱器的結(jié)構(gòu)示意圖。

換熱器3右側(cè)標(biāo)注為A的回路為換熱器3的第一路，換熱器3左側(cè)標(biāo)注為B的回路為換熱器3的第二路。

在圖1至圖3中，標(biāo)號(hào)1為低溫壓縮機(jī)；標(biāo)號(hào)2為室內(nèi)低溫冷凝器；標(biāo)號(hào)3為換熱器；標(biāo)號(hào)4為第一膨脹閥；標(biāo)號(hào)5為室外低溫蒸發(fā)器；標(biāo)號(hào)6為高溫壓縮機(jī)；標(biāo)號(hào)7為第二膨脹閥；標(biāo)號(hào)8為儲(chǔ)液罐；標(biāo)號(hào)9為緩沖罐；標(biāo)號(hào)10為室內(nèi)高溫冷凝器；標(biāo)號(hào)11為二位四通換向閥；標(biāo)號(hào)12為單向閥；標(biāo)號(hào)13為電磁閥；標(biāo)號(hào)14為風(fēng)機(jī)；在圖4中，標(biāo)號(hào)15為室外第一蒸發(fā)器；標(biāo)號(hào)16為小換熱器；標(biāo)號(hào)17為第一壓縮機(jī)；標(biāo)號(hào)18為第二壓縮機(jī)；標(biāo)號(hào)19為室外第二蒸發(fā)器。

具體實(shí)施方式

第一實(shí)施例

如圖1所示，空氣能雙級(jí)熱泵空調(diào)系統(tǒng)包括：室外低溫蒸發(fā)器5、儲(chǔ)液罐8、低溫壓縮機(jī)1、室內(nèi)低溫冷凝器2、換熱器3、第一膨脹閥4、高溫壓縮機(jī)6、室內(nèi)高溫冷凝器10和第二膨脹閥7。室外低溫蒸發(fā)器5、儲(chǔ)液罐8、低溫壓縮機(jī)1、室內(nèi)低溫冷凝器2、換熱器3的第一路和第一膨脹閥4依次連接組成第一回路，高溫壓縮機(jī)6、室內(nèi)高溫冷凝器10、第二膨脹閥7和換熱器3的第二路依次相連組成第二回路，在高溫壓縮機(jī)6和室內(nèi)高溫冷凝器10之間還裝有緩沖罐9；一個(gè)室內(nèi)低溫冷凝器2和一個(gè)室內(nèi)高溫冷凝器10裝配成一個(gè)能量釋放模塊組成一組室內(nèi)冷凝器，用于向一個(gè)空間提供能量，室內(nèi)高溫冷凝器10、室內(nèi)低溫冷凝器2和室外低溫蒸發(fā)器5上均設(shè)有風(fēng)機(jī)14。如圖5所示，換熱器3右側(cè)回路為換熱器3的第一路，換熱器3左側(cè)回路為換熱器3的第二路，

何時(shí)需要啟動(dòng)高溫壓縮機(jī)6為居室提供更高的溫度，可根據(jù)人們自己對(duì)環(huán)境溫度的要求來決定。

通常，室外溫度在0℃以上時(shí)，啟動(dòng)低溫壓縮機(jī)1，由低溫壓縮機(jī)1排出的高溫高壓制冷劑蒸汽，流入室內(nèi)低溫冷凝器(室內(nèi)空氣換熱器)2，制冷劑蒸汽冷凝時(shí)放出的潛熱，將室內(nèi)空氣加熱，達(dá)到室內(nèi)取暖目的。冷凝后的液態(tài)制冷劑，流過換熱器3的第一路和第一膨脹閥4進(jìn)入室外低溫蒸發(fā)器5，吸收室外空氣能的熱量而蒸發(fā)，蒸發(fā)后的蒸汽經(jīng)過儲(chǔ)液罐8氣液分離后被低溫壓縮機(jī)1吸入，完成制熱循環(huán)。

室外溫度低于0℃時(shí)，在啟動(dòng)低溫壓縮機(jī)1的同時(shí)啟動(dòng)高溫壓縮機(jī)6。由低溫壓縮機(jī)1排出的高溫高壓制冷劑蒸汽，流過室內(nèi)低溫冷凝器2，此時(shí)室內(nèi)低溫冷凝器2上的風(fēng)機(jī)14不啟動(dòng)，制冷劑蒸汽在換熱器3與高溫壓縮機(jī)6冷媒換熱，冷凝放出潛熱，供給高溫壓縮機(jī)6冷媒熱量使其蒸發(fā)。冷凝后的液態(tài)制冷劑，流過換熱器3第一路和第一膨脹閥4進(jìn)入室外低溫蒸發(fā)器5，吸收室外空氣能的熱量而蒸發(fā)，蒸發(fā)后的蒸汽經(jīng)過儲(chǔ)液罐8氣液分離后被低溫壓縮機(jī)1吸入，完成低溫壓縮機(jī)1制熱熱源供給循環(huán)。

高溫壓縮機(jī)6冷媒在換熱器3吸收熱量蒸發(fā)，蒸發(fā)后的低溫低壓蒸汽被高溫壓縮機(jī)6吸入，經(jīng)高溫壓縮機(jī)6壓縮排出高溫高壓制冷劑蒸汽，流入室內(nèi)高溫冷凝器(室內(nèi)側(cè)空氣換熱器)10，制冷劑蒸汽冷凝時(shí)放出潛熱，此時(shí)室內(nèi)高溫冷凝器(室內(nèi)側(cè)空氣換熱器)10的溫度可達(dá)70℃左右，將室內(nèi)空氣加熱，達(dá)到室內(nèi)取暖目的。冷凝放熱后的液態(tài)制冷劑，經(jīng)過第二膨脹閥7進(jìn)入換熱器3的第二路，吸收低溫壓縮機(jī)1供給的熱量而蒸發(fā)，完成高溫壓縮機(jī)6制熱熱源供給循環(huán)。

第二實(shí)施例

如圖2所示，第二實(shí)施例與第一實(shí)施例基本相同，相同部分不再贅述，所不同的在于：在室外低溫蒸發(fā)器5、室內(nèi)低溫冷凝器2、低溫壓縮機(jī)1和儲(chǔ)液罐8之間裝有二位四通換向閥11，二位四通換向閥11的a口與室外低溫蒸發(fā)器5的出口相連，二位四通換向閥11的b口與室內(nèi)低溫冷凝器2的進(jìn)口相連，二位四通換向閥11的c口與低溫壓縮機(jī)1的出口相連，二位四通換向閥11的d口與儲(chǔ)液罐8相連。由低溫壓縮機(jī)1、二位四通換向閥11的c口、二位四通換向閥11的b口、室內(nèi)低溫冷凝器2、換熱器3的第一路、第一膨脹閥4、室外低溫蒸發(fā)器5、二位四通換向閥11的a口、二位四通換向閥11的d口和儲(chǔ)液罐8依次連接組成第一回路。

冬季采暖時(shí)，第二實(shí)施例的制熱原理與第一實(shí)施例的制熱原理相同。

夏季，需要制冷時(shí)，二位四通換向閥11換向，其a口與c口相通，b口與d口相通。制冷原理如下：

由低溫壓縮機(jī)1排出的高壓蒸汽，經(jīng)二位四通換向閥11的c口和二位四通換向閥11的a口后，進(jìn)入室外低溫蒸發(fā)器5(此時(shí)，蒸發(fā)器起冷凝器作用)，向四周空氣排放熱量而冷凝，制冷劑蒸汽被冷凝成液體，經(jīng)第一膨脹閥4和換熱器3的第一路進(jìn)入室內(nèi)低溫冷凝器(蒸發(fā)器)2，并在蒸發(fā)器中吸熱，將室內(nèi)空氣冷卻，蒸發(fā)后的制冷劑蒸汽，經(jīng)二位四通換向閥11的b口、二位四通換向閥11的d口進(jìn)入儲(chǔ)液罐8進(jìn)行氣液分離后，被低溫壓縮機(jī)1吸入，這樣周而復(fù)始，實(shí)現(xiàn)制冷循環(huán)。

第三實(shí)施例

如圖3所示，第三實(shí)施例與第二實(shí)施例基本相同。不同之處在于：室內(nèi)冷凝器為二組。即室內(nèi)高溫冷凝器10和室內(nèi)低溫冷凝器2分別有2個(gè)，2個(gè)室內(nèi)高溫冷凝器10相互并聯(lián)，2個(gè)室內(nèi)低溫冷凝器2相互并聯(lián)。該實(shí)施方式可實(shí)現(xiàn)同時(shí)向二個(gè)房間供暖。在2個(gè)室內(nèi)低溫冷凝器2與二位四通換向閥11的b口之間分別裝有一個(gè)電磁閥13，在2個(gè)室內(nèi)高溫冷凝器10與高溫壓縮機(jī)6之間分別裝有一個(gè)電磁閥13，在2個(gè)室內(nèi)高溫冷凝器10與第二膨脹閥7之間分別裝有一個(gè)單向閥12。

第三實(shí)施例的制熱、制冷原理與第二實(shí)施例的制熱、制冷原理基本相同。不同之處在于室內(nèi)并聯(lián)兩個(gè)室內(nèi)低溫冷凝器2和室內(nèi)高溫冷凝器10，裝在連接管上的電磁閥13與室內(nèi)低溫冷凝器2和室內(nèi)高溫冷凝器10內(nèi)的風(fēng)機(jī)14聯(lián)動(dòng)開啟切換各房間的供熱狀態(tài)，同時(shí)設(shè)有的單向閥12確保冷媒量的平衡。

實(shí)施例4

如圖4所示，空氣能雙級(jí)熱泵空調(diào)系統(tǒng),包括：室外第一蒸發(fā)器15、儲(chǔ)液罐8、第一壓縮機(jī)17、室內(nèi)冷凝器20、換熱器3、第一膨脹閥4、第二壓縮機(jī)18、室外第二蒸發(fā)器19、小換熱器16和第二膨脹閥7。第一壓縮機(jī)17、室內(nèi)冷凝器20、第一膨脹閥4、室外第一蒸發(fā)器15、換熱器3的第一路和儲(chǔ)液罐8依次連接組成第一回路；第二壓縮機(jī)18、換熱器3的第二路、小換熱器16的第一路(位于小換熱器下面的一路)、第二膨脹閥7、室外第二蒸發(fā)器19和小換熱器16的第二路(位于小換熱器上面的一路)依次相連組成第二回路。在第二壓縮機(jī)18和換熱器3的第二路之間裝有緩沖罐9。

第四實(shí)施例的制熱、制冷原理與第一實(shí)施例的制熱原理基本相同，所不同在于室外設(shè)置二個(gè)蒸發(fā)器，即室外第一蒸發(fā)器15和室外第二蒸發(fā)器19，增加了蒸發(fā)器面積，冷媒流過第一膨脹閥4后,再經(jīng)過室外第一蒸發(fā)器15進(jìn)入換熱器3的第一路，將熱量傳遞給第二壓縮機(jī)的冷媒，提高第二壓縮機(jī)的入口溫度，以吸收更多的空氣能，提高機(jī)組效率。

一般情況下，室外溫度在0℃以上時(shí)，第一壓縮機(jī)17啟動(dòng)，由第一壓縮機(jī)17排出的高溫高壓制冷劑蒸汽，流入室內(nèi)冷凝器20進(jìn)行室內(nèi)空氣換熱，制冷劑蒸汽冷凝時(shí)放出的潛熱，將室內(nèi)空氣加熱，達(dá)到取暖目的。冷凝后的液態(tài)制冷劑，流過第一膨脹閥4進(jìn)入室外第一蒸發(fā)器15，吸收室外空氣能的熱量而蒸發(fā)，蒸發(fā)后的蒸汽經(jīng)過換熱器3的第一路和儲(chǔ)液罐8氣液分離后被第一壓縮機(jī)17吸入，再壓縮升溫，完成制熱循環(huán)。

室外溫度低于0℃時(shí)，在第一壓縮機(jī)17啟動(dòng)的同時(shí)第二壓縮機(jī)18也啟動(dòng)。第二壓縮機(jī)18排出的高溫高壓制冷劑蒸汽，流過換熱器3的第二路釋放大量潛熱給流經(jīng)第一路的制冷劑，再流經(jīng)小換熱器16的第一路釋放部份潛熱給流過小換熱器16第二路的制冷劑，冷凝成液態(tài)制冷劑后，流過第二膨脹閥7進(jìn)入室外第二蒸發(fā)器19，吸收室外空氣能的熱量而蒸發(fā)，蒸發(fā)后的蒸汽經(jīng)過小換熱器16的第二路提高回汽溫度，被第二壓縮機(jī)18吸入，完成第二壓縮機(jī)18制熱熱源供給循環(huán)。第一壓縮機(jī)17系統(tǒng)冷媒在換熱器3吸收大量熱量蒸發(fā)，蒸發(fā)后的低溫低壓蒸汽經(jīng)過儲(chǔ)液罐8氣液分離后被第一壓縮機(jī)17吸入，壓縮做功后排出的高溫高壓制冷劑蒸汽，流入室內(nèi)冷凝器20放熱，將室內(nèi)空氣加熱，達(dá)到室內(nèi)取暖目的。冷凝放熱后的液態(tài)制冷劑，經(jīng)過第一膨脹閥4進(jìn)入室外第一蒸發(fā)器15吸熱，再經(jīng)換熱器3的第一路吸收第二壓縮機(jī)18供給的熱量進(jìn)入儲(chǔ)液罐8氣液分離后被第一壓縮機(jī)17吸入，完成第一壓縮機(jī)15制熱熱源供給循環(huán)。這樣設(shè)計(jì)的目的是為了吸收外界更多的能量來向室內(nèi)冷凝器(室內(nèi)側(cè)空氣換熱器)20供熱。