CN101270937A - 辅助伴热式超低温空气源热泵空调 - Google Patents
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Abstract
一种辅助伴热式超低温空气源热泵空调，包括有由压缩机、四通换向阀、室内换热器、膨胀阀和室外换热器组成的空气源热泵系统，与空气源热泵系统相配置有由压缩机、四通换向阀、辅助伴热换热器、膨胀阀和室外换热器组成的热泵辅助伴热系统。其热泵空调设置有反馈辅热回路。本发明采用空气源热泵系统，配以热泵辅助伴热系统，可实现空气源热泵在－20℃以下超低温环境的有效制热运行，同时在－20℃以上低温环境下转换成空气源热泵系统独立采暖运行，并通过四通换向阀的换向，实现系统的化霜和夏季制冷运行。本发明通过配置的反馈辅热回路提高辅助伴热系统压缩机的吸气温度，提高其能效比，从而提高空调系统的制热效率。
Description
技术领域
本发明涉及空气源热泵空调，具体涉及一种辅助伴热式超低温空气源热泵空调。
背景技术
为了能够在-20℃以下超低温环境有效制热，现有技术采用复叠式热泵系统，即由前级低温热泵系统与后级高温热泵系统经冷凝蒸发器耦合的两级热泵系统。两级热泵系统虽然从理论上解决了-20℃以下超低温环境的制热问题，但是难以成为实用的空调产品，因为已有的复叠式热泵只能两级复叠制热运行，而室外环境温度是变化的，当气温在-20℃以上时，两级复叠运行方式的能效比将大幅度降低，失去了双级复叠运行的意义。另外，两级热泵复叠运行也需要化霜，并且作为空调在夏季应当能够进行独立制冷运行，已有技术的复叠式空气源热泵无法实现上述化霜和夏季制冷运行转换。
发明内容
本发明的目的在于针对上述问题，提供一种可在宽温度环境下高效采暖运行，即在-20℃以下的超低温环境利用热泵为空气源热泵系统辅助伴热实现供热采暖，在-20℃以上低温环境转换为空气源热泵单独供热采暖，并且能够实现化霜和夏季独立制冷运行转换的辅助伴热式超低温空气源热泵空调。
本发明的目的还在于通过设置反馈辅热回路，进一步提高空气源热泵空调在超低温环境和低温环境采暖运行的工作效率。
实现上述目的的技术方案是：一种辅助伴热式超低温空气源热泵空调，包括有由压缩机、四通换向阀、室内换热器、膨胀阀和室外换热器组成的空气源热泵系统，与空气源热泵系统相配置有热泵辅助伴热系统，其辅助伴热系统由伴热系统压缩机、伴热系统四通换向阀、辅助伴热换热器、伴热系统膨胀阀和伴热系统室外换热器组成，其中，辅助伴热换热器的一次连接在热泵辅助伴热系统的四通换向阀与膨胀阀之间，二次连接在空气源热泵系统的四通换向阀与室外换热器之间。
本发明的技术方案还包括：热泵空调系统配置有由设置于热泵辅助伴热系统压缩机吸气端的反馈换热器、设置于空气源热泵系统压缩机排气端的电磁阀和设置于空气源热泵系统室外换热器端的膨胀阀组成的反馈辅热回路，其中，反馈换热器的一次与电磁阀和膨胀阀串连，二次连接在热泵辅助伴热系统的压缩机与四通换向阀之间。
本发明的技术方案还包括：其热泵空调系统配置有由设置于热泵辅助伴热系统压缩机吸气端的反馈换热器、设置于空气源热泵系统压缩机排气端的反馈换热器和循环泵组成的反馈辅热回路，其中设置于热泵辅助伴热系统压缩机吸气端的反馈换热器的一次、设置于空气源热泵系统压缩机排气端的反馈换热器的二次和循环泵串连，设置于热泵辅助伴热系统压缩机吸气端的反馈换热器的二次连接在热泵辅助伴热系统的压缩机与四通换向阀之间，设置于空气源热泵系统压缩机排气端的反馈换热器的一次连接在空气源热泵系统的压缩机与四通换向阀之间。其反馈辅热回路内的导热工作介质为导热油或乙二醇防冻液。
本发明采用空气源热泵系统，配以热泵辅助伴热系统，可实现空气源热泵在-20℃以下超低温环境的有效制热运行，同时在-20℃以上低温环境下自动转换成空气源热泵系统独立采暖运行，用以实现低温环境下的高效采暖运行，并且通过四通换向阀的换向，实现系统的化霜和夏季空气源热泵独立制冷运行。
本发明通过为热泵空调系统配置反馈辅热回路，可进一步提高压缩机吸气温度，由此提高辅助伴热系统压缩机的能效比，从而提高空调系统的整体制热效率。
附图说明
图1是本辅助伴热式超低温空气源热泵空调系统示意图；
图2是配置有反馈辅热回路的本空调系统示意图；
图3是配置又一反馈辅热回路的本空调系统示意图。
具体实施方式
结合附图对本发明的具体实施方式进行说明。
如附图1，本辅助伴热式超低温空气源热泵空调包括有由压缩机1、四通换向阀2、室内换热器3、膨胀阀4和室外换热器5组成的空气源热泵系统，与空气源热泵系统相配置有热泵辅助伴热系统，其热泵辅助伴热系统由压缩机6、四通换向阀7、辅助伴热换热器8、膨胀阀9和室外换热器10组成，其中，辅助伴热换热器8的一次连接在热泵辅助伴热系统的四通换向阀7与膨胀阀9之间，二次连接在空气源热泵系统的四通换向阀2与室外换热器5之间。
附图2是在附图1的基础上配置有反馈辅热回路的本空调系统。其反馈辅热回路由设置于热泵辅助伴热系统压缩机6吸气端的反馈换热器11、设置于空气源热泵系统压缩机1排气端的电磁阀12和设置于空气源热泵系统室外换热器5端的膨胀阀13组成，其中，反馈换热器11的一次与电磁阀12和膨胀阀13串连，二次连接在热泵辅助伴热系统的压缩机6吸气端与四通换向阀7之间。
附图3是在附图1的基础上配置有另一反馈辅热回路的本空调系统。其反馈辅热回路由设置于热泵辅助伴热系统压缩机6吸气端的反馈换热器11、设置于空气源热泵系统压缩机排气端的反馈换热器14和循环泵15组成。其中，反馈换热器11的一次、反馈换热器14的二次和循环泵15串连，反馈换热器11的二次连接在热泵辅助伴热系统的压缩机6吸气端与四通换向阀7之间，反馈换热器14的一次连接在空气源热泵系统的压缩机1排气端与四通换向阀2之间，其反馈辅热回路内充导热油或乙二醇防冻液。
本空调系统的工作原理说明如下：
在附图1中，当气温在-20℃以下超低温环境时，空气源热泵与热泵辅助伴热系统同时工作，压缩机1排出的高温制冷剂气体经四通换向阀2虚线通路至室内换热器3向室内制热，冷凝后的制冷剂经膨胀阀4节流后经室外换热器5蒸发吸收室外超低温空气中的热量，之后通过辅助伴热换热器8的二次再经过四通换向阀2的另一虚线通路回至压缩机1。热泵辅助伴热系统的压缩机6排出的高温制冷剂气体经四通换向阀7至辅助伴热换热器8的一次将冷凝热传给来自室外换热器5的制冷剂气体，对其进行辅助加热，用于提高压缩机1的吸气温度，并由此提高空气源热泵系统的工作效率，实现超低温环境下空气源热泵系统的高效采暖运行。辅助伴热后被冷凝的制冷剂经膨胀阀9节流后至辅助伴热室外换热器10蒸发吸收室外空气中的热量后经四通换向阀7回至压缩机6。当气温在-20℃以上时，热泵辅助伴热系统停止运行，由空气源热泵系统独立工作，完成采暖供热，可节省运行费用。在化霜时，四通换向阀2和7同时换向，此时，空气源热泵系统室外换热器5的风机停止运行，完成系统的化霜。夏季制冷时，辅助伴热系统停止运行，空气源热泵系统转换成独立制冷运行工作方式，实现空调系统的夏季制冷。
在附图2中，利用由电磁阀12、反馈换热器11和膨胀阀13组成的反馈辅热回路，将空气源热泵系统压缩机1排气的部分热量反馈给辅助伴热系统压缩机6，用于提高压缩机6的吸气温度，由此提高压缩机6的能效比，从而进一步提高系统制热的工作效率。
在附图3中，利用反馈换热器14、反馈换热器11和循环泵15组成的反馈辅热回路，将空气源热泵系统压缩机1排出的部分热量反馈给辅助伴热系统的压缩机6，用以提高压缩机6的吸气温度，由此提高辅助伴热压缩机6的能效比，从而提高热泵辅助伴热系统的低温工作性能。
Claims (4)
1、一种辅助伴热式超低温空气源热泵空调，包括有由压缩机(1)、四通换向阀(2)、室内换热器(3)、膨胀阀(4)和室外换热器(5)组成的空气源热泵系统，其特征是：与空气源热泵系统相配置有热泵辅助伴热系统，其热泵辅助伴热系统由压缩机(6)、四通换向阀(7)、辅助伴热换热器(8)、膨胀阀(9)和室外换热器(10)组成，其中，辅助伴热换热器(8)的一次连接在热泵辅助伴热系统的四通换向阀(7)与膨胀阀(9)之间，二次连接在空气源热泵系统的四通换向阀(2)与室外换热器(5)之间。
2、根据权利要求1所述的辅助伴热式超低温空气源热泵空调，其特征是：热泵空调系统配置有由设置于热泵辅助伴热系统压缩机(6)吸气端的反馈换热器(11)、设置于空气源热泵系统压缩机(1)排气端的电磁阀(12)和设置于空气源热泵系统室外换热器(5)端的膨胀阀(13)组成的反馈辅热回路，其中，反馈换热器(11)的一次与电磁阀(12)和膨胀阀(13)串连，二次连接在热泵辅助伴热系统的压缩机(6)与四通换向阀(7)之间。
3、根据权利要求1所述的辅助伴热式超低温空气源热泵空调，其特征是：热泵空调系统配置有由设置于热泵辅助伴热系统压缩机(6)吸气端的反馈换热器(11)、设置于空气源热泵系统压缩机(1)排气端的反馈换热器(14)和循环泵(15)组成的反馈辅热回路，其中，反馈换热器(11)的一次、反馈换热器(14)的二次和循环泵(15)串连，反馈换热器(11)的二次连接在热泵辅助伴热系统的压缩机(6)与四通换向阀(7)之间，反馈换热器(14)的一次连接在空气源热泵系统的压缩机(1)与四通换向阀(2)之间。
4、根据权利要求3所述的辅助伴热式超低温空气源热泵空调，其特征是：所述反馈辅热回路内的导热工作介质为导热油或乙二醇防冻液。
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2008
- 2008-05-16 CN CNA2008100549776A patent/CN101270937A/zh active Pending
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