一種雙溫?zé)嵩礋岜孟到y(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種雙溫?zé)嵩礋岜孟到y(tǒng)，包括通過管道連接的壓縮機(jī)、氣液分離器及四通閥，所述四通閥連接有兩組換熱器管路，第一組換熱器管路包括并聯(lián)的水源換熱器和排風(fēng)換熱器，水源換熱器與液體介質(zhì)進(jìn)行換熱，排風(fēng)換熱器與空氣介質(zhì)進(jìn)行換熱，第二組換熱器管路包括空氣處理?yè)Q熱器，水源換熱器和排風(fēng)換熱器串聯(lián)有相互并聯(lián)的制熱用膨脹閥及制冷用單向閥，空氣處理?yè)Q熱器串聯(lián)有相互并聯(lián)的制冷用膨脹閥及制熱用單向閥。本發(fā)明的熱泵系統(tǒng)由于采用了雙熱源，能夠降低熱泵傳熱溫差和壓縮比，提高能效。
【專利說明】一種雙溫?zé)嵩礋岜孟到y(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種熱泵空調(diào)系統(tǒng)，可用于建筑物供熱、空調(diào)、通風(fēng)換氣等。
【背景技術(shù)】
[0002]熱泵是一種逆循環(huán)工作的熱機(jī)，只需輸入少量高品位能源便可從低溫環(huán)境吸熱而向高溫環(huán)境放出數(shù)倍的熱量，具有制冷、制熱功能，已被廣泛用于房屋采暖、空調(diào)等，是一種高效的加熱設(shè)備。目前的熱泵在空調(diào)制冷時(shí)，空氣的降溫、除濕過程藕合，空氣的降溫、除濕均由單一溫度的冷源通過冷卻實(shí)現(xiàn)，這使得熱泵工質(zhì)與環(huán)境介質(zhì)間傳熱溫差較大，熱泵高、低溫?zé)嵩撮g壓差較高，從而影響了熱泵的能效；其次，目前熱泵技術(shù)不能實(shí)現(xiàn)對(duì)排風(fēng)能量、凝結(jié)水冷量的回收；發(fā)明專利ZL200410054061.2提出了一種半復(fù)疊式熱泵供冷供熱系統(tǒng)，能實(shí)現(xiàn)溫濕度獨(dú)立控制、熱濕獨(dú)立處理，提高熱泵系統(tǒng)對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性。但該發(fā)明中二級(jí)熱泵機(jī)組采用了串聯(lián)的蒸發(fā)器/冷凝器，不利于制冷劑的均勻分配，且空氣處理過程仍然為常規(guī)的冷卻降溫、除濕藕合過程，效率仍然不高。發(fā)明專利ZL200510029140.2提出了帶溶液吸收干燥功能的熱泵空調(diào)系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)高效除濕，但是溶液除濕設(shè)備體積較大，系統(tǒng)流程較長(zhǎng)、較復(fù)雜，溶液有腐蝕性對(duì)設(shè)備要求較高等缺點(diǎn)影響了其工程應(yīng)用的實(shí)際效果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題就是提供一種雙溫?zé)嵩礋岜孟到y(tǒng)，熱泵制冷運(yùn)行時(shí)熱濕負(fù)荷可以分別處理，運(yùn)行時(shí)熱泵高、低溫?zé)嵩撮g壓差有所減小，工質(zhì)與環(huán)境介質(zhì)間傳熱溫差降低，可實(shí)現(xiàn)溫濕度獨(dú)立控制、熱濕負(fù)荷獨(dú)立處理以及排風(fēng)全熱回收等，從而提高了熱泵能效。
[0004]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:一種雙溫?zé)嵩礋岜孟到y(tǒng)，包括通過管道連接的壓縮機(jī)、氣液分離器及四通閥，所述四通閥連接有兩組換熱器管路，第一組換熱器管路包括并聯(lián)的水源換熱器和排風(fēng)換熱器，水源換熱器與液體介質(zhì)進(jìn)行換熱，排風(fēng)換熱器與空氣介質(zhì)進(jìn)行換熱，第二組換熱器管路包括空氣處理?yè)Q熱器，水源換熱器和排風(fēng)換熱器串聯(lián)有相互并聯(lián)的制熱用膨脹閥及制冷用單向閥，空氣處理?yè)Q熱器串聯(lián)有相互并聯(lián)的制冷用膨脹閥及制熱用單向閥，在制冷狀態(tài)下，制熱用膨脹閥及制熱用單向閥不工作，在制熱狀態(tài)下，制冷用膨脹閥及制冷用單向閥不工作，兩組換熱器管路之間通過單向干燥管路連接。
[0005]優(yōu)選的，所述空氣介質(zhì)為空調(diào)排風(fēng)。
[0006]優(yōu)選的，空氣處理?yè)Q熱器產(chǎn)生的冷凝水噴入空調(diào)排風(fēng)中再流經(jīng)排風(fēng)換熱器吸熱、蒸發(fā)。
[0007]優(yōu)選的，所述液體介質(zhì)為地下水、河水、湖水或者空調(diào)系統(tǒng)回水。
[0008]優(yōu)選的，所述空氣處理?yè)Q熱器兩側(cè)設(shè)置有回?zé)崞鳌?br> [0009]優(yōu)選的，所述回?zé)崞鳛闊峁苁浇Y(jié)構(gòu)，空氣處理?yè)Q熱器其中一側(cè)的回?zé)崞鳛闊峁苷舭l(fā)段，另一側(cè)的為熱管冷凝段，空氣在流經(jīng)空氣處理?yè)Q熱器冷卻、除濕前先進(jìn)入熱管蒸發(fā)段被預(yù)冷、除濕，流過空氣處理?yè)Q熱器的空氣被降溫、除濕后再流經(jīng)熱管冷凝段被再熱。
[0010]優(yōu)選的，空氣處理?yè)Q熱器位于排風(fēng)換熱器之上，空氣處理?yè)Q熱器產(chǎn)生的凝結(jié)水自流到空氣處理?yè)Q熱器表面吸熱蒸發(fā)。
[0011]優(yōu)選的，空氣處理?yè)Q熱器產(chǎn)生的凝結(jié)水經(jīng)循環(huán)泵流布到排風(fēng)換熱器表面吸熱蒸發(fā)。
[0012]優(yōu)選的，所述單向干燥管路包括相互連接的儲(chǔ)液器及干燥過濾器，所述儲(chǔ)液器及干燥過濾器分別通過單向閥與兩組換熱器管路連接。
[0013]本發(fā)明在熱泵的一側(cè)采用兩個(gè)并聯(lián)的換熱器(蒸發(fā)器/冷凝器)，其中一個(gè)為水源換熱器(蒸發(fā)器/冷凝器)，與空調(diào)系統(tǒng)回水或其它來源的水進(jìn)行換熱(制冷劑在其中冷凝放熱或蒸發(fā)吸熱)；另一個(gè)為排風(fēng)換熱器，與空調(diào)系統(tǒng)排風(fēng)進(jìn)行換熱，可從排風(fēng)中吸熱或向排風(fēng)放熱。而熱泵的另一側(cè)僅設(shè)一個(gè)換熱器(蒸發(fā)器/冷凝器)，但增設(shè)一組回?zé)釗Q熱器。在熱泵空調(diào)制冷時(shí)，回?zé)崞鲗?duì)送風(fēng)進(jìn)行再熱，使熱泵蒸發(fā)器主要進(jìn)行除濕(處理潛熱)，而顯熱則由其它設(shè)備處理，從而實(shí)現(xiàn)溫濕度獨(dú)立控制，熱、濕負(fù)荷即顯熱和潛熱的分別處理；同時(shí)，通過凝結(jié)水在排風(fēng)換熱器(冷凝器)表面或排風(fēng)中的再蒸發(fā)，可以實(shí)現(xiàn)排風(fēng)的全熱回收，提高熱泵能效，節(jié)約能源；制熱時(shí)，熱泵一方面能通過水能通過排風(fēng)換熱器(蒸發(fā)器)從排風(fēng)中吸熱，實(shí)現(xiàn)全熱回收，空調(diào)回水或其它水中吸熱，實(shí)現(xiàn)制熱另一側(cè)可采用一個(gè)或多個(gè)并聯(lián)的換熱器，在制冷、制熱不同模式下可作為蒸發(fā)器/冷凝器運(yùn)行，由于采用了雙熱源，本發(fā)明能夠降低熱泵傳熱溫差和壓縮比，提高能效。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述:
[0015]圖1是本發(fā)明的系統(tǒng)原理圖；
[0016]圖2是兩組換熱器管路前后串聯(lián)連接示意圖；
[0017]圖3是兩組換熱器上下成一定角度布置示意圖。
[0018]圖中，1.壓縮機(jī)，2.氣液分離器，4.四通閥，9.水源換熱器(蒸發(fā)器/冷凝器)，10.排風(fēng)換熱器(蒸發(fā)器/冷凝器)，12.空氣處理?yè)Q熱器(蒸發(fā)器/冷凝器)，15.第一單向閥，19.第二單向閥，21.第三單向閥，23.第四單向閥，24.第五單向閥，27.第六單向閥，28.第七單向閥，16.第一膨脹閥，20.第二膨脹閥，22第三膨脹閥，25.儲(chǔ)液器，26.干燥過濾器，31.熱管冷凝段，32.熱管蒸發(fā)段，33.循環(huán)泵。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合圖1對(duì)本發(fā)明的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)做出具體說明。本發(fā)明的熱泵空調(diào)系統(tǒng)包括通過管道連接的壓縮機(jī)1、氣液分離器2及四通閥1，所述四通閥I連接有兩組換熱器管路，第一組換熱器管路包括并聯(lián)的水源換熱器9和排風(fēng)換熱器10，水源換熱器9與液體介質(zhì)進(jìn)行換熱，排風(fēng)換熱器10與空氣介質(zhì)進(jìn)行換熱，第二組換熱器管路包括空氣處理?yè)Q熱器12，水源換熱器9和排風(fēng)換熱器10串聯(lián)有相互并聯(lián)的制熱用膨脹閥及制冷用單向閥，空氣處理?yè)Q熱器12有相互并聯(lián)的制冷用膨脹閥及制熱用單向閥，其中，與水源換熱器9串聯(lián)的制熱用膨脹閥和制冷用單向閥即為第三膨脹閥22、第三單向閥21，與排風(fēng)換熱器10串聯(lián)的制熱用膨脹閥和制冷用單向閥即為第二膨脹閥20、第二單向閥19，與空氣處理?yè)Q熱器12串聯(lián)的制熱用膨脹閥及制冷用單向閥即為第一膨脹閥16、第一單向閥15。兩組換熱器管路之間通過單向干燥管路連接，所述單向干燥管路包括相互連接的儲(chǔ)液器25及干燥過濾器26，所述儲(chǔ)液器25及干燥過濾器26分別通過單向閥與兩組換熱器管路連接，這些單向閥分別為第四單向閥23，第五單向閥24，第六單向閥27，第七單向閥28，在制冷狀態(tài)下，制熱用膨脹閥及制熱用單向閥不工作，在制熱狀態(tài)下，制冷用膨脹閥及制冷用單向閥不工作。
[0020]下面結(jié)合圖1所示的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)對(duì)本發(fā)明的制冷及制熱原理做出具體說明:
[0021]制冷模式下，壓縮機(jī)I排出的高溫、高壓氣體經(jīng)四通閥4后分兩路分別進(jìn)入水源換熱器9 (冷凝器)和排風(fēng)換熱器10 (冷凝器)，水源換熱器中，部份顯熱被傳給空調(diào)系統(tǒng)回水或其它水源，在排風(fēng)換熱器中，部分顯熱、壓縮機(jī)所耗功被傳給排風(fēng)及凝結(jié)水，從而實(shí)現(xiàn)熱日光燈獨(dú)立處理和全熱回收；制冷劑在兩個(gè)換熱器中冷凝放熱變?yōu)橐后w后，分別經(jīng)第二單向閥19、第三單向閥21和第四單向閥23進(jìn)入儲(chǔ)液器25，再經(jīng)干燥過濾器26、第七單向閥28，由第一膨脹閥16節(jié)流降壓進(jìn)入空氣處理?yè)Q熱器12 (蒸發(fā)器)蒸發(fā)吸熱，對(duì)空氣進(jìn)行降溫、除濕，除濕產(chǎn)生的凝結(jié)水送至排風(fēng)中或排風(fēng)換熱器10表面重新蒸發(fā)，從而實(shí)現(xiàn)全熱回收；制冷劑在空氣處理?yè)Q熱器12 (蒸發(fā)器)中氣化后，經(jīng)四通閥4進(jìn)入汽液分離器2進(jìn)入壓縮機(jī)1，壓縮到高溫高壓狀后排出；空氣在流經(jīng)空氣處理?yè)Q熱器12冷卻、除濕前先進(jìn)入熱管蒸發(fā)段32被預(yù)冷、除濕，熱管的工質(zhì)則吸熱汽化后流至熱管冷凝段31冷凝放熱，而流過空氣處理?yè)Q熱器12的空氣被降溫、除濕后，再流經(jīng)熱管冷凝段31 (回?zé)崞?被再熱，熱管的工質(zhì)在此冷凝為液體后，利用重力或毛細(xì)力返回?zé)峁苷舭l(fā)段32。
[0022]制熱模式下，壓縮機(jī)I排出的高溫、高壓氣體經(jīng)四通閥4進(jìn)入空氣處理?yè)Q熱器12(冷凝器)，制冷劑在此放出熱量，加熱室內(nèi)外空氣后冷凝為液體；凝結(jié)為液體的制冷劑再分別經(jīng)第一單向閥15、第五單向閥24進(jìn)入儲(chǔ)液器25，再經(jīng)干燥過濾器26、第六單向閥27后，分成兩路，一路經(jīng)第三膨脹閥22節(jié)流降壓后進(jìn)入水源換熱器9 (蒸發(fā)器)，從空調(diào)系統(tǒng)回水或其它水源中吸熱，另一路經(jīng)第二膨脹閥20節(jié)流降壓后進(jìn)入排風(fēng)換熱器10 (蒸發(fā)器)，從空調(diào)排風(fēng)中吸熱，實(shí)現(xiàn)全熱回收；液體制冷劑在兩個(gè)換熱器中吸熱、蒸發(fā)變?yōu)闅怏w后，再經(jīng)四通閥4進(jìn)入氣液分離器2，再被壓縮機(jī)I吸入，壓縮到高溫高壓狀后排出。
[0023]在圖2所示實(shí)施例中，回?zé)崞鞑捎脽峁芾淠?1、熱管蒸發(fā)段32及循環(huán)泵33組成的回路，通過水等換熱介質(zhì)實(shí)現(xiàn)回?zé)幔?br> [0024]在圖3所示實(shí)施例中，空氣處理?yè)Q熱器12 (蒸發(fā)器)置于排風(fēng)換熱器10 (冷凝器)之上，空氣處理?yè)Q熱器12產(chǎn)生的凝結(jié)水可自流到排風(fēng)換熱器10表面吸熱蒸發(fā)，實(shí)現(xiàn)全熱回收；作為圖3所示實(shí)施例的變形，空氣處理?yè)Q熱器12 (蒸發(fā)器)和排風(fēng)換熱器10 (冷凝器)可根據(jù)空間情況自由布置，空氣處理?yè)Q熱器12 (蒸發(fā)器)產(chǎn)生的凝結(jié)水可經(jīng)循環(huán)泵30流布到排風(fēng)換熱器10 (冷凝器)表面吸熱蒸發(fā)，或噴入排風(fēng)中，再流經(jīng)排風(fēng)換熱器10 (冷凝器)吸熱、蒸發(fā)，實(shí)現(xiàn)全熱回收。
【權(quán)利要求】
1.一種雙溫?zé)嵩礋岜孟到y(tǒng)，包括通過管道連接的壓縮機(jī)、氣液分離器及四通閥，所述四通閥連接有兩組換熱器管路，其特征在于:第一組換熱器管路包括并聯(lián)的水源換熱器和排風(fēng)換熱器，水源換熱器與液體介質(zhì)進(jìn)行換熱，排風(fēng)換熱器與空氣介質(zhì)進(jìn)行換熱，第二組換熱器管路包括空氣處理?yè)Q熱器，水源換熱器和排風(fēng)換熱器串聯(lián)有相互并聯(lián)的制熱用膨脹閥及制冷用單向閥，空氣處理?yè)Q熱器串聯(lián)有相互并聯(lián)的制冷用膨脹閥及制熱用單向閥，在制冷狀態(tài)下，制熱用膨脹閥及制熱用單向閥不工作，在制熱狀態(tài)下，制冷用膨脹閥及制冷用單向閥不工作，兩組換熱器管路之間通過單向干燥管路連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙溫?zé)嵩礋岜孟到y(tǒng)，其特征在于:所述空氣介質(zhì)為空調(diào)排風(fēng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種雙溫?zé)嵩礋岜孟到y(tǒng)，其特征在于:空氣處理?yè)Q熱器產(chǎn)生的冷凝水噴入空調(diào)排風(fēng)中再流經(jīng)排風(fēng)換熱器吸熱、蒸發(fā)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙溫?zé)嵩礋岜孟到y(tǒng)，其特征在于:所述液體介質(zhì)為地下水、河水、湖水或者空調(diào)系統(tǒng)回水。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙溫?zé)嵩礋岜孟到y(tǒng)，其特征在于:所述空氣處理?yè)Q熱器兩側(cè)設(shè)置有回?zé)崞鳌?br> 6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種雙溫?zé)嵩礋岜孟到y(tǒng)，其特征在于:所述回?zé)崞鳛闊峁苁浇Y(jié)構(gòu)，空氣處理?yè)Q熱器其中一側(cè)的回?zé)崞鳛闊峁苷舭l(fā)段，另一側(cè)的為熱管冷凝段，空氣在流經(jīng)空氣處理?yè)Q熱器冷卻、除濕前先進(jìn)入熱管蒸發(fā)段被預(yù)冷、除濕，流過空氣處理?yè)Q熱器的空氣被降溫、除濕后再流經(jīng)熱管冷凝段被再熱。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6任意一項(xiàng)所述的一種雙溫?zé)嵩礋岜孟到y(tǒng)，其特征在于:空氣處理?yè)Q熱器位于排風(fēng)換熱器之上，空氣處理?yè)Q熱器產(chǎn)生的凝結(jié)水自流到空氣處理?yè)Q熱器表面吸熱蒸發(fā)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種雙溫?zé)嵩礋岜孟到y(tǒng)，其特征在于:空氣處理?yè)Q熱器產(chǎn)生的凝結(jié)水經(jīng)循環(huán)泵流布到排風(fēng)換熱器表面吸熱蒸發(fā)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至6任意一項(xiàng)所述的一種雙溫?zé)嵩礋岜孟到y(tǒng)，其特征在于:所述單向干燥管路包括相互連接的儲(chǔ)液器及干燥過濾器，所述儲(chǔ)液器及干燥過濾器分別通過單向閥與兩組換熱器管路連接。
【文檔編號(hào)】F25B41/04GK103791652SQ201410013567
【公開日】2014年5月14日 申請(qǐng)日期:2014年1月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月13日
【發(fā)明者】張光玉, 陳光明, 唐黎明, 李建軍, 姜守忠 申請(qǐng)人:浙江理工大學(xué), 張光玉