CN100501253C - 复合制冷采暖系统 - Google Patents

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Abstract

提供一种具有热泵系统和地板采暖系统的复合制冷采暖系统，该热泵系统，使用二氧化碳作为自然冷媒，具有由冷媒管连结的压缩机、四通阀、室内热交换器、膨胀装置、室外热交换器及多个热水供给用热交换器。地板采暖系统，具有用于循环采暖水的采暖水供给管和调节采暖水流动的采暖水调节阀。

Description

复合制冷采暖系统
技术领域
本发明涉及一种具有利用自然冷媒进行室内空气制冷、采暖的热泵系统和利用采暖水进行室内地板采暖的地板采暖系统的复合制冷采暖系统。
背景技术
热泵系统是一种切换从压缩机排出的高温高压冷媒的流动，进行室内空间制冷或采暖的空调器。
在此热泵系统中，制冷运转时室内热交换器的作用是蒸发器，采暖运转时室内热交换器的作用是冷凝器。
不过，现有的热泵系统，在室外温度低的严寒时期，存在着采暖运转时采暖容量不足的问题。
另外，现有的热泵系统，使用了氟利昂冷媒。该氟利昂冷媒效率虽好，但是，有一个问题是，暴露在大气中时，会引发臭氧层破坏和地球温室效应等环境问题。
发明内容
本发明即是鉴于上述问题点而产生的，其目的在于提供一种使用热泵系统对室内空间进行室内空气采暖，同时，能够使用地板采暖系统进行室内的地板采暖的复合制冷采暖系统。
本发明的另一目的在于，提供一种通过以热泵系统中使用的冷媒作为自然冷媒，防止臭氧层破坏和地球温室效应的环境和谐性的复合制冷采暖系统。
为了实现上述目的，本发明的复合制冷采暖系统：包括以冷媒管连结用于进行采暖和制冷的压缩机、四通阀、室内热交换器、室外热交换器、膨胀装置及热水供给用热交换器的热泵系统；具有用于使对室内空间采暖的采暖水进行循环的采暖水供给管和用于调节采暖水流动的采暖水调节阀的地板采暖系统。并且，为了能通过上述热水供给用热交换器加热采暖水，而使上述采暖水供给管与上述热水供给用热交换器相连结，其中，具有多个上述热水供给用热交换器，该多个热水供给用热交换器无论在热泵系统的采暖运转及制冷运转中的哪种运转状态都工作使热泵系统的热向地板采暖系统供给，从而将热泵系统的热量最大限度地利用于地板采暖系统。
上述热泵系统利用自然冷媒，上述自然冷媒是二氧化碳。
上述多个热水供给用热交换器，包括连结上述压缩机的排出侧和上述四通阀间的第1热水供给用热交换器。
上述多个热水供给用热交换器，还包括被连结在上述四通阀和上述膨胀装置间的第2热水供给用热交换器。
上述热泵系统，还包括被连结在上述四通阀和上述第2热水供给用热交换器间的第1三通阀。
上述第1三通阀，引导冷媒的流动，以使能由上述第2热水供给用热交换器进行加热工作。
上述热泵系统，还包括被连结在上述室内热交换器和上述膨胀装置间的第2三通阀。
上述第2三通阀，引导冷媒的流动，以使能由上述室内热交换器进行室内的空气采暖或空气制冷。
上述热泵系统，还包括被连结在上述室外热交换器和上述膨胀装置间的第3三通阀。
上述第3三通阀，引导冷媒的流动，以使能利用在上述室内热交换器被热交换的空气进行室内的空气采暖及/或利用上述采暖水进行室内的地板采暖。
上述第3三通阀，利用在上述室内热交换器被热交换的空气进行室内的空气制冷时，将通过了上述膨胀装置的冷媒导向上述室内热交换器。
上述热泵系统，还包括设在上述四通阀和上述室外热交换器间的第1开关阀。
进行室内的空气制冷和室内的地板采暖或温水供给时，为了充分供给温水，上述第1开关阀引导冷媒不通过室外热交换器而直接流到第2热水供给用热交换器。
上述地板采暖系统，还包括锅炉，用于对由上述热水供给用热交换器加热过的采暖水进行再加热。
上述锅炉，设置在从上述采暖水供给管分支出来的旁通管上。
上述地板采暖系统还包括蓄热槽及温水供给管。
上述蓄热槽，设在上述多个热水供给用热交换器和上述锅炉间，与在上述多个热水供给用热交换器中被加热的采暖水或由上述锅炉再加热的采暖水进行热交换制成温水，上述温水供给管供给温水。
上述地板采暖系统还包括连结在上述蓄热槽的出口的泵浦。
上述泵浦，将在上述蓄热槽中被热交换的采暖水导向上述锅炉的入口或上述室内空间的入口。
为了控制回收在上述蓄热槽中的采暖水的流动，还包括设在上述室内空间的出口侧的采暖水供给管上的第2开关阀。
上述地板系统，还包括用于供给冷水的冷水供给管，为了能加热上述冷水制成采暖水，使上述冷水供给管与上述热水供给用热交换器连结。
还包括第3开关阀，为使在上述多个热水供给用热交换器中被制成的采暖水导向采暖水供给管。
(发明效果)
本发明的复合制冷采暖系统，能够按照预期进行室内的空气制冷和采暖、室内的地板采暖及温水供给，且，在深夜利用廉价电在蓄热槽内贮存温水，能够用于室内的地板采暖和温水供给，因此，能够节约制冷采暖费用。
本发明的复合制冷采暖系统，在热泵系统中以制冷循环运转时，在第2热水供给用热交换器中与比室外空气温度低的冷水进行热交换，高压部的温度降低，因此，制冷循环的效率提高。
本发明的复合制冷采暖系统，即使采暖容量不足，也可以利用锅炉补充不足部分的容量，因此，也适用于室外温度极低的严寒时期的采暖。
本发明的复合制冷采暖系统，在从采暖循环转换到制冷循环时，也能利用热水供给用热交换器进行室内的地板采暖。
本发明的复合制冷采暖系统，能够进行各种方式的运转：冬天进行室内的空气采暖及室内的地板采暖、春天和秋天同时进行制冷和采暖、夏天进行制冷，同时，一年中任何时候都能够供给温水等。
附图说明
图1是表示本发明的复合制冷采暖系统的构成的图。
图2是表示利用本发明的复合制冷采暖系统进行室内空气采暖、室内的地板采暖及温水供给的工作的图。
图3是表示利用本发明的复合制冷采暖系统进行室内空气采暖及室内的地板采暖的工作的图。
图4是表示利用本发明的复合制冷采暖系统进行室内空气采暖及温水供给的工作的图。
图5是表示利用本发明的复合制冷采暖系统进行室内的地板采暖及温水供给的工作的图。
图6及图7是表示利用本发明的复合制冷采暖系统进行室内空气制冷、室内的地板采暖及温水供给的工作的图。
图中：100—热泵系统；200—地板采暖系统。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的优选实施例进行详细地说明。
本发明的复合制冷采暖，如图1所示，具有热泵系统100和地板采暖系统200。
上述热泵系统100使用二氧化碳(CO2)作为自然冷媒。
热泵系统100，具有由冷媒管CL连结的压缩机1、四通阀2、室内热交换器5、膨胀装置6及室外热交换器7。压缩机1适用可变容量的变能式。在压缩机1的吸入侧设有储存器8，且室内风扇马达9及室外风扇马达10分别设在室内热交换器5及室外热交换器7上，以进行用于热交换的送风工作。
另外，热泵系统100具有第1及第2热水供给用热交换器3、4。第1热水供给用热交换器3连结在压缩机1的排出侧和四通阀2间，第2热水供给用热交换器4连结在四通阀2和膨胀装置6间。第2热水供给用热交换器4与室内热交换器5并联连结。
再有，热泵系统100，具有引导冷媒流动的阀，在第2热水供给用热交换器的入口设有第1三通阀11、在室内热交换器5的出口设有第2三通阀12、在膨胀装置6和室外热交换器7间设有第3三通阀13、在第2热水供给用热交换器4和室外热交换器7间设有第1开关阀14。
另一方面，地板采暖系统200，具有使对室内空间21的地板进行采暖的采暖水循环的采暖水供给管L1和调节采暖水流动的采暖水调节阀。
地板采暖系统200还具有蓄热槽22和温水供给管L2。
蓄热槽22，事先贮存由在第1热水供给用热交换器3中加热的采暖水进行热交换的温水，一打开连结温水供给管L2的第5开关阀则供给温水。
地板采暖系统200，还具有锅炉24用以补充不足的采暖性能。锅炉24，与采暖水供给管L1相连结，设在分流采暖水的旁通管L4上。
地板采暖系统200，还具有与蓄热槽22的出口连结的泵浦23。
采暖水供给管L1分别与第1热水供给用热交换器3和第2热水供给用热交换器4连结。采暖水供给管L1上设有第2开关阀25，用以导入结束了对室内空间的地板进行采暖的采暖水。第2热水供给用热交换器4上连结有供给冷水的冷水供给管L3，该冷水供给管L3上连结有第3开关阀26用以控制加热了的冷水的流动。若打开第3开关阀26，则在第2热水供给用热交换器4中加热的冷水与从第2开关阀25中流出的采暖水合流，流到第1热水供给用热交换器3。
另外，采暖水供给管L1上，为了室内空间的地板采暖，设有引导采暖水流动的第4开关阀27。
旁通管L4上设有第4三通阀28，在锅炉中加热的采暖水分流到蓄热槽22或室内空间侧时，引导采暖水的流动。
以下，关于具有上述构成的本发明的复合制冷采暖系统的工作进行说明。
根据本发明，利用热泵系统100和地板采暖系统200，能够独立地进行室内的空气采暖或制冷、室内的地板采暖及温水供给，基于图2～图7对这些组合进行运转时的工作进行说明。
图2是表示利用本发明的复合制冷采暖系统进行室内空气采暖、室内的地板采暖及温水供给的工作的图。
首先，由压缩机1压缩冷媒，为了室内的地板采暖和温水供给，被压缩的冷媒在第1热水供给用热交换器3中热交换而对采暖水进行加热。通过了四通阀2的冷媒一部分经由第1三通阀11分配给第2热水供给用热交换器4，剩余的冷媒分配给室内热交换器5。于是，在第2热水供给用热交换器4中为了温水供给而加热冷水，在室内热交换器5中进行室内空气的采暖。
经由第2热水供给用热交换器4的冷媒和经由室内热交换5出口侧的第2三通阀12的冷媒，依次地通过膨胀装置6、第3三通阀13及室外热交换器7。经由室外热交换器7的冷媒进行通过四通阀2和储存器8后流入压缩机1的吸入侧进行循环。
以下，对用于室内的地板采暖和温水供给的地板采暖系统200的工作进行说明。
在第2热水供给用热交换器4中加热冷水，加热了的冷水与从第2开关阀25中流出的采暖水合流，流到第1热水供给用热交换器3。流到第1热水供给用热交换器3的采暖水经过蓄热槽22、泵浦23进行循环，通过这样的循环进行室内的地板采暖。
另外，温水通过第5开关阀29供给。
不过，在温水供给量不足、或者室内的地板采暖不足必要的采暖容量时，也就是说，在超过能够从热泵系统100供给的采暖容量时，则使锅炉24工作。由锅炉24的工作被再加热的采暖水，经过第4三通阀28一部分被送到蓄热槽22，剩余的被传送用于室内的地板采暖。
图3是表示利用本发明的复合制冷采暖系统进行室内空气采暖及室内的地板采暖的工作的图。
在图3所示的复合制冷采暖系统中不进行温水供给，因此省略了第2热水供给用热交换器的加热工作。
首先，由压缩机1压缩冷媒，被压缩的冷媒在第1热水供给用热交换器3中为了室内的地板采暖进行热交换而对采暖水进行加热。然后，控制第1三通阀11，使通过了四通阀2的冷媒不流到第2热水供给用热交换器4，而流到室内交换器5。另外，为了阻断冷水供给，第3开关阀26关闭。
于是，通过上述室内热交换器5进行室内的空气采暖。
然后，经由室内热交换5出口侧的第2三通阀12的冷媒，依次地通过膨胀装置6、第3三通阀13及室外热交换器7，经由该室外热交换器7的冷媒在通过四通阀2和储存器8后流入压缩机1的吸入侧进行循环。
以下，对用于室内的地板采暖的地板采暖系统200的工作进行说明。
从第2开关阀25流出的采暖水流到第1热水供给用热交换器3中。流到该第1热水供给用热交换器3的采暖水经过蓄热槽22、泵浦23进行循环，从而进行室内的地板采暖。
不过，室内的地板采暖不足必要的采暖容量时，也就是说，超过了热泵系统100能够供给的容量，则使锅炉24工作。通过锅炉24的工作被再加热的采暖水，经过第4三通阀28被传送用于室内的地板采暖。
图4是表示利用本发明的复合制冷采暖系统进行室内空气采暖及温水供给的工作的图。
在图4所示的复合制冷采暖系统中，因为不进行室内地板采暖所以第2开关阀25及第4开关阀27关闭。
首先，由压缩机1压缩冷媒，被压缩的冷媒为了温水供给、在第1热水供给用热交换器3中热交换而对采暖水进行加热。然后，通过了四通阀2的冷媒一部分经过第1三通阀11分配给第2热水供给用热交换器4，剩余的分配给室内热交换器5。于是，在第2热水供给用热交换器4中为了温水供给而加热冷水，在室内热交换器5中进行室内的空气采暖。
经由第2热水供给用热交换器4的冷媒和经由设在室内热交换5出口侧的第2三通阀12的冷媒，依次地通过膨胀装置6、第3三通阀13及室外热交换器7，经由该室外热交换器7的冷媒进行通过四通阀2和储存器8后流入压缩机1的吸入侧的循环。
以下，对用于温水供给的地板采暖系统200的工作进行说明。
在第2热水供给用热交换器4中加热冷水，加热了的冷水流到第1热水供给用热交换器3中。流到该第1热水供给用热交换器3中的采暖水经由蓄热槽22、泵浦23，但此时，由泵浦23所泵送的采暖水经过旁通管L4循环到蓄热槽22。这样，贮存在蓄热槽22中的温水通过第5开关阀29供给。
不过，在温水供给量不足时，也就是说，超过了热泵系统100能够供给的容量时，则锅炉24工作。由锅炉24的工作被再加热的采暖水被送到蓄热槽22，补充温水的不足部分。
图5是表示利用本发明的复合制冷采暖系统进行室内的地板采暖及温水供给的工作的图。
在图5所示的复合制冷采暖系统中，由于不进行室内的空气采暖因此省略了室内热交换器5的热交换工作。
由压缩机1压缩冷媒，被压缩的冷媒为了室内的地板采暖和温水供给、在第1热水供给用热交换器3中热交换而对采暖水进行加热。通过了四通阀2的冷媒经由第1三通阀11流到第2热水供给用热交换器4。
在第2热水供给用热交换器4中为了温水供给而加热冷水。
经由第2热水供给用热交换器4的冷媒依次地通过膨胀装置6、第3三通阀13及室外热交换器7，经由该室外热交换器7的冷媒通过四通阀2和储存器8后流入压缩机1的吸入侧进行循环。
以下，对用于室内的地板采暖和温水供给的地板采暖系统200的工作进行说明。
在第2热水供给用热交换器4中加热冷水，加热了的冷水与从第2开关阀25流出的采暖水合流，流到第1热水供给用热交换器3中。流到该第1热水供给用热交换器3的采暖水经过蓄热槽22、泵浦23进行循环，从而进行室内的地板采暖。
另外，温水通过第5开关阀29供给。
不过，在温水供给量不足、或者室内的地板采暖中不足必要的采暖容量时，也就是说，超过了热泵系统100能够供给的容量时，则使锅炉24工作。通过锅炉24的工作被再加热的采暖水，经过第4三通阀28而一部分被送到蓄热槽22，剩余的被传送用于室内的地板采暖。
图6是表示利用本发明的复合制冷采暖系统进行室内空气制冷、室内的地板采暖及温水供给的工作的图。
首先，由压缩机1压缩的冷媒，为了室内的地板采暖和温水、而供给在第1热水供给用热交换器3中热交换对采暖水进行加热。通过了四通阀2的冷媒经由第1开关阀14及第1三通阀11被送到第2热水供给用热交换器4。
在第2热水供给用热交换器4中为了温水供给而加热冷水。
经由第2热水供给用热交换器4的冷媒依次地通过膨胀装置6、第3三通阀13及室内热交换器5。此时，室内热交换器5作为蒸发器发挥作用，进行室内的空气制冷。
经由室内热交换器5的冷媒通过四通阀2和储存器8后流入压缩机1的吸入侧。
以下，对用于室内的地板采暖和温水供给的地板采暖系统200的工作进行说明。
在第2热水供给用热交换器4中加热冷水，加热了的冷水与从第2开关阀25流出的采暖水合流、流到第1热水供给用热交换器3。流到该第1热水供给用热交换器3的采暖水经过蓄热槽22、泵浦23进行循环，从而进行室内的地板采暖。
另外，温水通过第5开关阀29供给。
不过，在温水供给量不足、或者室内的地板采暖中不足必要的采暖容量不满时，也就是说，超过了热泵系统100能够供给的采暖容量时，则使锅炉24工作。通过锅炉24的工作被再加热的采暖水，经过第4三通阀28部分被送到蓄热槽22，剩余的被传送用于室内的地板采暖。
图7是表示利用本发明的复合制冷采暖系统进行室内空气制冷、室内的地板采暖及温水供给的工作的图，与图6相比，则在构成上的不同是，取代第1开关阀14通过3三通阀13向第2热水供给用热交换器4供给冷媒。
由压缩机1压缩的冷媒为了室内的地板采暖和温水供给而在第1热水供给用热交换器3中热交换对采暖水进行加热。其后，通过了四通阀2的冷媒被送到室外热交换器7。通过了室外热交换器7的冷媒经过第3三通阀13及第1三通阀11被送到第2热水供给用热交换器4。
在第2热水供给用热交换器4中为了温水供给而加热冷水。
经由第2热水供给用热交换器4的冷媒依次地通过膨胀装置6、第2三通阀12及室内热交换器5。此时，室内交换器5作为蒸发器发挥作用，进行室内的空气制冷。
经由室内热交换器5的冷媒通过四通阀2和储存器8后流入压缩机1的吸入侧。
用于室内的地板采暖和温水供给的地板采暖系统200的工作，和图6中的工作相同，因此，其说明省略。

Claims (23)

1.一种复合制冷采暖系统，
包括以冷媒管连结用于进行采暖和制冷的压缩机、四通阀、室内热交换器、室外热交换器、膨胀装置及热水供给用热交换器的热泵系统；以及
具有用于使对室内空间采暖的采暖水进行循环的采暖水供给管和用于调节采暖水流动的采暖水调节阀的地板采暖系统，
上述采暖水供给管与上述热水供给用热交换器相连结，以能够由上述热水供给用热交换器加热采暖水，其特征在于：
具有多个上述热水供给用热交换器，该多个热水供给用热交换器无论在热泵系统的采暖运转及制冷运转中的哪种运转状态都工作使热泵系统的热向地板采暖系统供给，从而将热泵系统的热量最大限度地利用于地板采暖系统。
2.根据权利要求1所述的复合制冷采暖系统，其特征在于：上述热泵系统利用自然冷媒。
3.根据权利要求2所述的复合制冷采暖系统，其特征在于：上述自然冷媒是二氧化碳。
4.根据权利要求1所述的复合制冷采暖系统，其特征在于：上述多个热水供给用热交换器，包括被连结在上述压缩机的排出侧和上述四通阀之间的第1热水供给用热交换器。
5.根据权利要求4所述的复合制冷采暖系统，其特征在于：上述多个热水供给用热交换器，还包括被连结在上述四通阀和上述膨胀装置之间的第2热水供给用热交换器。
6.根据权利要求5所述的复合制冷采暖系统，其特征在于：上述热泵系统，还包括被连结在上述四通阀和上述第2热水供给用热交换器之间的第1三通阀。
7.根据权利要求6所述的复合制冷采暖系统，其特征在于：上述第1三通阀，引导冷媒的流动，以能够在上述第2热水供给用热交换器中进行加热工作。
8.根据权利要求6所述的复合制冷采暖系统，其特征在于：上述热泵系统，还包括被连结在上述室内热交换器和上述膨胀装置之间的第2三通阀。
9.根据权利要求8所述的复合制冷采暖系统，其特征在于：上述第2三通阀，引导冷媒的流动，以能够在上述室内热交换器中进行室内的空气采暖或制冷。
10.根据权利要求6所述的复合制冷采暖系统，其特征在于：上述热泵系统，还包括被连结在上述室外热交换器和上述膨胀装置之间的第3三通阀。
11.根据权利要求10所述的复合制冷采暖系统，其特征在于：上述第3三通阀，引导冷媒的流动，以能够利用在上述室内热交换器中被热交换的空气进行室内的空气采暖或/及利用上述采暖水进行室内的地板采暖。
12.根据权利要求10所述的复合制冷采暖系统，其特征在于：上述第3三通阀，在利用在上述室内热交换器被热交换的空气进行室内的空气制冷时，将通过了上述膨胀装置的冷媒导向上述室内热交换器。
13.根据权利要求6所述的复合制冷采暖系统，其特征在于：上述热泵系统，还包括设在上述四通阀和上述室外热交换器之间的第1开关阀。
14.根据权利要求13所述的复合制冷采暖系统，其特征在于：在进行室内的空气制冷和室内的地板采暖或温水供给时，为了充分供给温水，上述第1开关阀引导冷媒不通过室外热交换器而直接流到第2热水供给用热交换器。
15.根据权利要求1所述的复合制冷采暖系统，其特征在于：上述地板采暖系统，还包括锅炉，用于对在上述热水供给用热交换器中加热的采暖水进行再加热。
16.根据权利要求15所述的复合制冷采暖系统，其特征在于：上述锅炉，设置在从上述采暖水供给管分支出的旁通管上。
17.根据权利要求15所述的复合制冷采暖系统，其特征在于：上述地板采暖系统还包括蓄热槽及温水供给管。
18.根据权利要求17所述的复合制冷采暖系统，其特征在于：上述蓄热槽，设在上述多个热水供给用热交换器和上述锅炉之间，与在上述多个热水供给用热交换器中被加热的采暖水或由上述锅炉再加热的采暖水进行热交换制成温水，而上述温水供给管供给温水。
19.根据权利要求17所述的复合制冷采暖系统，其特征在于：上述地板采暖系统还包括被连结在上述蓄热槽的出口的泵浦。
20.根据权利要求19所述的复合制冷采暖系统，其特征在于：上述泵浦，将在上述蓄热槽中被热交换的采暖水导向上述锅炉的入口或上述室内空间的入口。
21.根据权利要求17所述的复合制冷采暖系统，其特征在于：还包括为了控制回收在上述蓄热槽中的采暖水的流动而设在上述室内空间出口侧的采暖水供给管上的第2开关阀。
22.根据权利要求17所述的复合制冷采暖系统，其特征在于：上述地板采暖系统，还包括用于供给冷水的冷水供给管，并使上述冷水供给管与上述热水供给用热交换器相连结，以加热上述冷水制成采暖水。
23.根据权利要求22所述的复合制冷采暖系统，其特征在于：还包括第3开关阀，以将在上述多个热水供给用热交换器中制成的采暖水导向采暖水供给管。
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