CN101487639B - 一种空冷双蒸发器热泵机组 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种双蒸发器热泵系统，包括第一蒸发器、第二蒸发器、冷凝器、膨胀阀、四通阀、压缩机、止回阀组成的单蒸发器系统，在所述的第二蒸发器的进口与出口的连接管上分别安装四个电磁阀，在制冷、制热两种工况下，始终有一换热器是蒸发器并处于制冷工况，而另外两个换热器则在不同季节分别承担蒸发器和冷凝器。在第二蒸发器的连接管上安装了电磁阀，通过对电磁阀的控制，实现第二蒸发器在循环系统处在制冷、制热工况时分别与第一蒸发器或冷凝器并联，使得第二蒸发器一直在制冷，这有利于运用同一系统实现不同的功能，提高设备利用效率。

Description

一种空冷双蒸发器热泵机组

技术领域

本发明涉及一种空气——空气源热泵系统应用领域的相关技术，尤其是一种空冷双蒸发器热泵机组，该空冷双蒸发器热泵机组能够一机多用，实现不同的功能，提高设备利用效率。

背景技术

先前人们对此类热泵系统的运用主要是单蒸发器系统，工作原理如附图1所示。

制冷工作时，压缩机5吸入蒸发器6内产生的低压、低温制冷剂蒸汽，保持蒸发器6内的低压状态，创造了蒸发器6内制冷剂液体在低温下沸腾的条件。吸入的蒸汽经过压缩，压力和温度都升高，创造了制冷剂能在常温下液化的条件。高压高温的制冷剂蒸汽排入冷凝器3后，在压力不变的情况下被冷却介质冷却，放出热量，温度降低，最后凝结成液体从冷凝器3排出。高压制冷剂液体经过膨胀阀2节流降压，导致部分制冷剂液体汽化，吸收汽化潜热，使其本身的温度也相应降低，成为低压低温下的湿蒸汽，进入蒸发器6；在蒸发器6中制冷剂液体在压力不变的情况下，吸收被冷却介质的热量而汽化，形成的低压低温蒸汽再被压缩机5吸走，如此不断循环。

近年来申请的一些双蒸发器专利，如公开号为CN2236099(申请号为95212430.0)的双蒸发器蓄冰空调制冷装置，它和传统单蒸发器的区别是，其设置一个不冻液蒸发器和一个水蒸发器，不冻液蒸发器在晚上工作来制冰，达到夜间蓄冷的目的，水蒸发器白天工作为空调系统供冷。中国专利(申请号：200610085335.3)给出了一种风冷水冷式双蒸发器热水机组，该机组是一种并联了两个热源侧，能将废热水中的热能吸收制热的风冷水冷式热水机组，其水源-水源的水冷式蒸发器上设有水源的进、出水口，利用水冷式蒸发器吸收废水中热能，再由水冷式冷凝器将此能转换到制冷剂介质中，再通过冷凝器转换到生活热水中，从而达到供生活热水的目的，同时夏季时，把水冷式蒸发器进、出水连接到室内管道，从而达到向室内供冷的目的，为防止废水供热不足，在其制冷循环回路中与水冷蒸发器并接有一风冷式蒸发器，一方面提升供热效果，另一方面补充供热。这些双蒸发器与本发明无论是运行原理还是实现功能均不同。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种空冷双蒸发器热泵机组，实现在一个功能区间实现制冷、制热两种工况循环时，另一个功能区间可以一直实现制冷工况，这种功能是由控制系统对循环管路上的四个电磁阀的控制来实现的。

为了实现上述任务，本发明采取如下的技术方案：

一种空冷双蒸发器机组，包括第一蒸发器、第二蒸发器、冷凝器、膨胀阀、四通阀、压缩机、止回阀、四个电磁阀，其特征在于：

所述的冷凝器出口端通过四通阀与第一蒸发器连接，第一蒸发器通过止回阀或者膨胀阀与冷凝器连接，其中，止回阀和膨胀阀并联连接；

第一蒸发器的出口端还连接有第四电磁阀，通过第四电磁阀和第二蒸发器进口端相连，第二蒸发器的出口端还连接有第三电磁阀，通过第三电磁阀和第一蒸发器的进口端相连；

压缩机通过四通阀与第一蒸发器或者第二蒸发器连接；压缩机还通过四通阀与冷凝器连接；

在第二蒸发器出口端还连接有第二电磁阀，在第二蒸发器进口端还连接有第一电磁阀；其中，第一电磁阀从第二蒸发器进口端连接至冷凝器和膨胀阀之间；第二电磁阀从第二蒸发器出口端连接至冷凝器和四通阀之间；

通过对上述第一、第二、第三和第四电磁阀的控制，使得第二蒸发器在循环系统处于制冷或制热工况时，分别与第一蒸发器或冷凝器并联，从而使得第二蒸发器一直保持制冷状态。

本发明的空冷双蒸发器机组，能够实现在冬夏两季制冷制热工况下，始终有一换热器是蒸发器，并处于制冷工况，而另外两个换热器则在不同季节分别承担蒸发器或冷凝器。即在夏季时，第一蒸发器与第二蒸发器所处功能区间都实现制冷工况；在冬季时，第一蒸发器变为冷凝器，其所处的功能区间实现制热工况，而第二蒸发器所处功能区间仍然实现制冷工况。这有利于运用同一系统实现不同的功能，提高设备利用效率。

附图说明

图1是现有的单蒸发器系统的原理图。

图2是本发明的空冷双蒸发器机组原理图。

图中中空的箭头表示制冷工况时制冷工质的流向，打斜线的箭头表示制热工况时制冷工质的流向，全阴影的箭头表示制冷和制热工况时制冷工质的流向。

具体实施方式

参见图2，本发明的空冷双蒸发器机组，能够使得同一系统实现不同的功能，在一个功能区间实现制冷和制热两种工况时，另一功能区间一直实现制冷工况，它包括第一蒸发器8、第二蒸发器6、冷凝器3、膨胀阀2、四通阀4、压缩机5、止回阀1、四个电磁阀(7-1、7-2、7-3、7-4)：

所述的冷凝器3出口端通过四通阀4与第一蒸发器8连接，第一蒸发器8通过止回阀1或者膨胀阀2与冷凝器3连接，其中，止回阀1和膨胀阀2并联连接；

第一蒸发器8的出口端还连接有第四电磁阀7-4，通过第四电磁阀7-4和第二蒸发器6进口端相连，第二蒸发器6的出口端还连接有第三电磁阀7-3，通过第三电磁阀7-3和第一蒸发器8的进口端相连；

压缩机5通过四通阀4与第一蒸发器8或者第二蒸发器6连接；压缩机5还通过四通阀4与冷凝器3连接；

在第二蒸发器6出口端还连接有第二电磁阀7-2，在第二蒸发器6进口处还连接有第一电磁阀7-1；其中，第一电磁阀7-1从第二蒸发器6进口端连接至冷凝器3和膨胀阀2之间；第二电磁阀7-2从第二蒸发器6出口处连接至冷凝器3和四通阀4之间；

通过对上述第一、第二、第三和第四电磁阀(7-1、7-2、7-3、7-4)的控制，使得第二蒸发器6在循环系统处于制冷或制热工况时，分别与第一蒸发器8或冷凝器3并联，从而使得第二蒸发器6一直保持制冷状态。

本发明的空冷双蒸发器机组的具体工作原理是：

制冷循环工作时，连接第二蒸发器6两端与冷凝器3两端之间的第一电磁阀7-1与第二电磁阀7-2关闭，连接第二蒸发器6两端与第一蒸发器8两端之间的第三电磁阀7-3与第四电磁阀7-4开启，第二蒸发器6与第一蒸发器8并联连接，压缩机5吸入第一蒸发器8与第二蒸发器6内产生的低压、低温制冷剂蒸汽，保持两个蒸发器内的低压状态，创造了两个蒸发器内制冷剂液体在低温下沸腾的条件；吸入的蒸汽经过压缩，压力和温度都升高，创造了制冷剂能在常温下液化的条件；高压高温的制冷剂蒸汽排入冷凝器3后，在压力不变的情况下被冷却介质冷却，放出热量，温度降低，最后凝结成液体从冷凝器3排出；高压制冷剂液体经过膨胀阀2节流降压，导致部分制冷剂液体汽化，吸收汽化潜热，使其本身的温度也相应降低，成为低压低温下的湿蒸汽，进入第一蒸发器8与第二蒸发器6；在两个蒸发器中制冷剂液体在压力不变的情况下，吸收被冷却介质的热量而汽化，形成的低压低温蒸汽再被压缩机5吸走，如此不断循环。

制热工作时，四通换向阀4动作，制冷工质反向循环，连接第二蒸发器6两端与冷凝器3两端之间的第一电磁阀7-1与第二电磁阀7-2开启，连接第二蒸发器6两端与第一蒸发器8两端之间的第三电磁阀7-3与第四电磁阀7-4关闭，第二蒸发器6与冷凝器3并联连接，第一蒸发器8承担冷凝器，而原来的冷凝器3承担了蒸发器，压缩机5吸入冷凝器3与第二蒸发器6内产生的低压、低温制冷剂蒸汽，保持其内的低压状态，创造了第二蒸发器6与冷凝器3内制冷剂液体在低温下沸腾的条件；吸入的蒸汽经过压缩，压力和温度都升高，创造了制冷剂能在常温下液化的条件；高压高温的制冷剂蒸汽排入第一蒸发器8后，在压力不变的情况下被冷却介质冷却，放出热量，温度降低，最后凝结成液体从第一蒸发器8排出；高压制冷剂液体经过膨胀阀2节流降压，导致部分制冷剂液体汽化，吸收汽化潜热，使其本身的温度也相应降低，成为低压低温下的湿蒸汽，进入冷凝器3与第二蒸发器6；在第二蒸发器6与冷凝器3中制冷剂液体在压力不变的情况下，吸收被冷却介质的热量而汽化，形成的低压低温蒸汽再被压缩机吸走，如此不断循环。

实施例：

将本发明的空冷双蒸发器机组运用于家用柜式空调机，如空调机上部设置送风口，中部设置小型冷柜。即将冷凝器3置于空调机的室外机内，第一蒸发器8置于室内机内，用于对送出的风进行制冷；第二蒸发器6置于小型冷柜内，作为冷柜内的冷源，降低冷柜内的温度。小型冷柜内可以储藏一些需要较小功率制冷的冷饮之类物品，这样就使得家庭在需要较小制冷功率制冷时，免去开启家用大功率的冷柜，变向达到了节能目的。冬天时，空调机需要向室内送热风，而此时冷柜仍然可以实现制冷。

夏季时，连接第二蒸发器6两端与冷凝器3两端之间的第一电磁阀7-1与第二电磁阀7-2关闭，连接第二蒸发器6两端与第一蒸发器8两端之间的第三电磁阀7-3与第四电磁阀7-4开启，第二蒸发器6与第一蒸发器8并联连接，压缩机5吸入第一蒸发器8与第二蒸发器6内产生的低压、低温制冷剂蒸汽，保持两个蒸发器内的低压状态，创造了两个蒸发器内制冷剂液体在低温下沸腾的条件；吸入的蒸汽经过压缩，压力和温度都升高，创造了制冷剂能在常温下液化的条件；高压高温的制冷剂蒸汽排入冷凝器3后，在压力不变的情况下被冷却介质(室外空气)冷却，放出热量，温度降低，最后凝结成液体从冷凝器3排出；高压制冷剂液体经过膨胀阀2节流降压，导致部分制冷剂液体汽化，吸收汽化潜热，使其本身的温度也相应降低，成为低压低温下的湿蒸汽，进入第一蒸发器8与第二蒸发器6；在两个蒸发器中制冷剂液体在压力不变的情况下，吸收被冷却介质的热量而汽化(其中冷却第一蒸发器8内制冷剂的被冷却介质为混合后的新风与回风，冷却第二蒸发器6内制冷剂的被冷却介质为冷柜内的空气)，形成的低压低温蒸汽再被压缩机吸走，如此不断循环。这样就实现了，空调送冷风与冷柜冷冻或冷藏目的。具体是否需要冷柜工作可自行选择，由控制系统通过控制电磁阀7的开启或关闭来实现。

冬季时，四通换向阀4换向，制冷工质反向循环，连接第二蒸发器6两端与冷凝器3两端管路上的第一电磁阀7-1与第二电磁阀7-2开启，连接第二蒸发器6两端与第一蒸发器8两端管路上的第三电磁阀7-3与第四电磁阀7-4关闭，第二蒸发器6与冷凝器3并联连接，第一蒸发器8承担冷凝器，而原来的冷凝器3承担蒸发器，压缩机5吸入冷凝器3与第二蒸发器6内产生的低压、低温制冷剂蒸汽，保持其内的低压状态，创造了第二蒸发器6与冷凝器3内制冷剂液体在低温下沸腾的条件；吸入的蒸汽经过压缩，压力和温度都升高，创造了制冷剂能在常温下液化的条件；高压高温的制冷剂蒸汽排入第一蒸发器8后，在压力不变的情况下被冷却介质(混合后的新风与回风)冷却，放出热量，温度降低，最后凝结成液体从第一蒸发器排出；高压制冷剂液体经过膨胀阀2节流降压，导致部分制冷剂液体汽化，吸收汽化潜热，使其本身的温度也相应降低，成为低压低温下的湿蒸汽，进入冷凝器3与第二蒸发器6；在第二蒸发器6与冷凝器3中制冷剂液体在压力不变的情况下，吸收被冷却介质的热量而汽化(其中第二蒸发器6吸收冷柜内空气的热量，冷凝器3吸收室外空气的热量)，形成的低压低温蒸汽再被压缩机5吸走，如此不断循环。这样就实现了向室内送热风与冷柜冷冻或冷藏目的。具体是否需要冷柜工作可自行选择，由控制系统通过对四个电磁阀(7-1、7-2、7-3、7-4)的开启或关闭来实现。

本发明的空冷双蒸发器机组也能运用于需要实现不同功能区间的工艺性场合，在一些生产工艺不同时段需要制热和制冷，而另外一些生产工艺需要一直制冷的情况时，即可实现一机多用，从而节约设备。

Claims (1)

1.一种空冷双蒸发器机组，包括第一蒸发器(8)、第二蒸发器(6)、冷凝器(3)、膨胀阀(2)、四通阀(4)、压缩机(5)、止回阀(1)、四个电磁阀(7-1、7-2、7-3、7-4)，其特征在于：

所述的冷凝器(3)出口端通过四通阀(4)与第一蒸发器(8)连接，第一蒸发器(8)通过止回阀(1)或者膨胀阀(2)与冷凝器(3)连接，其中，止回阀(1)和膨胀阀(2)并联连接；

第一蒸发器(8)的出口端还连接有第四电磁阀(7-4)，通过第四电磁阀(7-4)和第二蒸发器(6)进口相连，第二蒸发器(6)的出口端还连接有第三电磁阀(7-3)，通过第三电磁阀(7-3)和第一蒸发器(8)的进口端相连；

压缩机(5)通过四通阀(4)与第一蒸发器(8)或者第二蒸发器(6)连接；压缩机(5)还通过四通阀(4)与冷凝器(3)连接；

在第二蒸发器(6)出口端还连接有第二电磁阀(7-2)，在第二蒸发器(6)进口端还连接有第一电磁阀(7-1)；其中，第一电磁阀(7-1)从第二蒸发器(6)进口端连接至冷凝器(3)和膨胀阀(2)之间；第二电磁阀(7-2)从第二蒸发器(6)出口处连接至冷凝器(3)和四通阀(4)之间；

通过对上述第一、第二、第三和第四电磁阀(7-1、7-2、7-3、7-4)的控制，使得第二蒸发器(6)在循环系统处于制冷或制热工况时，分别与第一蒸发器(8)或冷凝器(3)并联，从而使得第二蒸发器(6)一直保持制冷状态。

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