CN101713599B - 空调热泵装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种空调热泵装置,包括压缩机构、热源侧换热器、用户侧换热器、第二换热器、第二节流机构、四通阀、第一流向控制阀、第二流向控制阀、第九流向控制阀、第一单向阀、第二单向阀、第三单向阀和第四单向阀;该空调热泵装置还包括经济器、第三节流机构、第五单向阀、第六单向阀、第七单向阀和第八单向阀;在运行时,可以根据需要实现单双级压缩的自由切换,能够在高低温工作环境下正常工作,实现生产生活热水,制冷或供暖等多种运行工况。结构简单,工作可靠,成本低廉,特别适用于民用的中小型有生活热水需求的空调热泵装置。

Description

空调热泵装置

技术领域

[0001] 本发明涉及一种空调热泵装置,属于空调制冷技术领域。 背景技术

[0002] 申请号为200710305376. 3的发明专利,涉及一种冬夏两用热泵装置,该装置在全年运行过程中可以根据用户的需要实现制冷、供暖、生产生活热水、制冷时的冷凝热回收、 夏季按用户需要同时制冷和生产生活热水、冬季按用户需要同时供暖和生产生活热水等多种功能;但上述装置在运行过程中存在以下缺陷:

[0003] 1)当冷凝温度过高或蒸发温度过低时,会使节流机构的节流损失增加,导致节流后气液两相混合物中气体含量增加,使蒸发器换热能力得不到充分的利用,从而降低热泵装置的效率,另一方面会导致压缩机排气温度过高,严重的情况下,会影响压缩机正常运行;

[0004] 2)在夏季实现按用户需要同时制冷和生产生活热水功能时,上述装置由于需要按用户的要求同时对供热量和制冷量进行控制、或者是按用户要求同时对被冷却介质温度 (例如:室内空气温度或冷冻水温度)和被加热介质温度(例如:生活热水温度)进行控制, 因此,上述装置当采用单级压缩时,由于供热量和制冷量之间的相互影响,同时对供热量和制冷量、或者是对被冷却介质温度和被加热介质温度的控制无法做到很精确;

[0005] 3)上述空调热泵装置为了实现所有功能,其压缩机将会在一个很宽的压缩比范围内工作,例如:以室外空气作为低温热源时,在夏季室外气温较高的情况下,上述装置用于生产生活热水时,其压缩比将较小,而冬季室外气温较低时,上述装置在生产生活热水时, 其压缩比将较大,当上述装置采用双级压缩时,虽然可以解决冬季运行压缩比偏高所带来的问题,但当夏季运行用于生产生活热水时,由于压缩比本来就较小,上述装置采用双级压缩后,其高压级压缩机和低压级压缩机在工作时的压缩比将会更小,因此,上述装置采用双级压缩后对压缩机的性能会提出更高的要求,要求每一级压缩机在更低的压缩比下要能够保持正常工作。

发明内容

[0006] 本发明的目的是提供一种可以在高低温工作环境下高效运行、并能实现单双级压缩自由切换的多功能空调热泵装置。

[0007] 为了克服上述技术存在的问题,本发明解决技术问题的技术方案是:

[0008] 一种空调热泵装置,包括压缩机构、热源侧换热器、用户侧换热器、第二换热器、第二节流机构、四通阀、第一流向控制阀、第二流向控制阀、第九流向控制阀、第一单向阀、第二单向阀、第三单向阀和第四单向阀;其特征是:该空调热泵装置还包括经济器、第三节流机构、第五单向阀、第六单向阀、第七单向阀和第八单向阀,所述压缩机构有三个连接口, 即:第一吸气口、第二吸气口、排气口 ;所述四通阀设有四个节点,四通阀第一节点通过第六十管道与压缩机构的排气口相连,四通阀第二节点通过第六十三管道与压缩机构的第一吸气口相连,四通阀第三节点通过第六十四管道与用户侧换热器一端相连,四通阀第四节点依次通过第六十一管道、第一单向阀入口端、第一单向阀出口端、第四单向阀出口端、第四单向阀入口端、第六十二管道、第二流向控制阀与用户侧换热器另一端相连,所述第二单向阀出口端与四通阀和第一单向阀入口端之间的第六十一管道相连,第二单向阀入口端通过第三单向阀入口端、第三单向阀出口端与第四单向阀入口端和第二流向控制阀之间的第六十二管道相连,所述第一单向阀出口端与第四单向阀出口端之间的管道依次通过第三十一管道、第二换热器、第四十二管道、第五单向阀入口端、第五单向阀出口端、第六单向阀出口端、第六单向阀入口端、第四十五管道、热源侧换热器、第四十一管道与第二单向阀入口端和第三单向阀入口端之间的管道相连,所述第五单向阀出口端和第六单向阀出口端之间的管道依次通过第四十六管道、经济器高压侧入口端、经济器高压侧出口端、第四十七管道、第二节流机构与热源侧换热器和第六单向阀入口端之间的第四十五管道相连,所述第七单向阀出口端与经济器高压侧入口端的第四十六管道相连,第七单向阀入口端通过第九流向控制阀与用户侧换热器和第二流向控制阀之间的管道相连,所述第八单向阀入口端与经济器高压侧出口端和第二节流机构之间的第四十七管道相连,第八单向阀出口端与第七单向阀入口端和第九流向控制阀之间的管道相连,所述第三节流机构一端与经济器高压侧入口端的第四十六管道或经济器高压侧出口端的第四十七管道相连,第三节流机构另一端通过经济器低压侧入口端、经济器低压侧出口端、第六十五管道与所述压缩机构的第二吸气口相连,第一流向控制阀一端与用户侧换热器和四通阀之间的第六十四管道相连,第一流向控制阀另一端与第二流向控制阀和第四单向阀入口端之间的第六十二管道或第三单向阀出口端和第四单向阀入口端之间的管道相连。

[0009] 在以上技术方案中,所述压缩机构有下述的五种组成方案:

[0010] 第一种方案:所述压缩机构由低压压缩机、高压压缩机、第九单向阀、补气口组成, 所述低压压缩机入口端与第一吸气口相连,低压压缩机出口端依次通过高压压缩机入口端、高压压缩机出口端与排气口相连,所述第九单向阀入口端与低压压缩机出口端和高压压缩机入口端之间的管道相连,第九单向阀出口端与高压压缩机出口端和排气口之间的管道相连,第二吸气口与补气口相连,所述补气口设置于低压压缩机出口端和高压压缩机入口端之间的管道、低压压缩机入口端和第一吸气口之间的管道、低压压缩机的中间补气口三者之中任意一处。

[0011] 第二种方案:所述压缩机构由低压压缩机、高压压缩机、第九单向阀、补气口组成, 所述低压压缩机入口端与第一吸气口相连,低压压缩机出口端依次通过高压压缩机入口端、高压压缩机出口端与排气口相连,所述第九单向阀出口端与低压压缩机出口端和高压压缩机入口端之间的管道相连,第九单向阀入口端与低压压缩机入口端和第一吸气口之间的管道相连,第二吸气口与补气口相连,所述补气口设置于低压压缩机入口端和第一吸气口之间的管道或低压压缩机出口端和高压压缩机入口端之间的管道上。

[0012] 第三种方案:所述压缩机构由低压压缩机、高压压缩机、第九单向阀、第十单向阀、 补气口组成,所述低压压缩机入口端与第一吸气口相连,低压压缩机出口端依次通过第十单向阀入口端、第十单向阀出口端、高压压缩机入口端、高压压缩机出口端与排气口相连, 所述第九单向阀出口端与第十单向阀出口端和高压压缩机入口端之间的管道相连,第九单向阀入口端与低压压缩机入口端和第一吸气口之间的管道相连,第二吸气口与补气口相连,所述补气ロ设置于低压压缩机入口端和第一吸气ロ之间的管道、低压压缩机出口端和 第十单向阀入口端之间的管道、第十单向阀出口端和高压压缩机入口端之间的管道的任意 一根上。

[0013] 第四种方案:所述压缩机构由低压压缩机、高压压缩机、第十一单向阀、第十二单 向阀、补气ロ、第八流向控制阀組成,所述低压压缩机入口端与第一吸气ロ相连,低压压缩 机出口端通过第十一单向阀入口端、第十一单向阀出口端与排气ロ相连,第十二单向阀入 ロ端与低压压缩机入口端和第一吸气ロ之间的管道相连,第十二单向阀出口端通过高压压 縮机入口端、高压压缩机出口端与第十一单向阀出口端和排气ロ之间的管道相连,第八流 向控制阀一端与低压压缩机出口端和第十一单向阀入口端之间的管道相连,第八流向控制 阀另一端与第十二单向阀出口端和高压压缩机入口端之间的管道相连,第二吸气ロ与补气 ロ相连,所述补气ロ设置于第十二单向阀出口端和第八流向控制阀之间的管道或第十二单 向阀出口端和高压压缩机入ロ端之间的管道上。

[0014] 第五种方案:所述压缩机构由低压压缩机、高压压缩机、补气ロ組成,所述低压压 縮机入口端与第一吸气ロ相连,低压压缩机出口端依次通过高压压缩机入口端、高压压缩 机出口端与排气ロ相连,第二吸气ロ与补气ロ相连,所述补气ロ设置于低压压缩机出口端 和高压压缩机入口端之间的管道、低压压缩机入口端和第一吸气ロ之间的管道、低压压缩 机的中间补气ロ三者之中任意ー处。

[0015] 本发明与现有技术相比,其有益效果是:

[0016] 1.能在高低温工作环境下正常工作;

[0017] 2.可以根据需要实现单双级压缩的自由切換;

[0018] 3.在夏季运行吋,可以对制冷量和供热量、或者是对被冷却介质和被加热介质的 温度实施更精确的控制;

[0019] 4.结构简単,工作可靠,成本低廉。

[0020] 5.本发明适用于エ业和民用的空调热泵装置,特別适用于民用的中小型有生活热 水需求的空调热泵装置。

附图说明

[0021] 图1是本发明实施例1结构示意图;

[0022] 图2是本发明实施例2结构示意图;

[0023] 图3是本发明实施例3结构示意图;

[0024] 图4是本发明实施例3变化方案结构示意图;

[0025] 图5是本发明实施例1变化方案结构示意图;

[0026] 图6是本发明实施例2变化方案结构示意图;

[0027] 图7是本发明实施例4结构示意图;

[0028] 图8是本发明实施例5结构示意图;

[0029] 图9是本发明实施例3均油装置结构示意图;

[0030] 图10是本发明实施例7结构示意图;

[0031] 图11是本发明实施例3变化方案结构示意图。具体实施方式

[0032] 下面结合附图对本发明内容作进一步详细说明。

[0033] 实施例1

[0034] 如图1所示,整个装置包括以下组成部分:压缩机构1、热源侧换热器2、用户侧换热器3、第二换热器6、第一节流机构4、第二节流机构5、四通阀100、第一流向控制阀7-1、 第二流向控制阀7-2、第九流向控制阀7-9、第三节流机构8、经济器11、第一单向阀91、第二单向阀92、第三单向阀93、第四单向阀94、第五单向阀95、第六单向阀96、第七单向阀97 和第八单向阀98 ;

[0035] 四通阀100设有四个连接节点:第一节点101、第三节点102、第二节点103、第四节点104,每个连接节点与内部的两个通道相连;

[0036] 压缩机构1具有三个气体连接口,即:第一吸气口 A、第二吸气口 C、排气口 B ;在本实施例中,压缩机构1由低压压缩机1-1、高压压缩机1-2、第九单向阀9A组成;其连接方式为:低压压缩机1-1的入口端与第一吸气口 A相连,低压压缩机1-1的出口端依次通过高压压缩机1-2的入口端、高压压缩机1-2的出口端与排气口 B相连,第九单向阀9A的入口端与低压压缩机1-1出口端和高压压缩机1-2入口端之间的管道相连,第九单向阀9A的出口端与高压压缩机1-2的出口端和排气口 B之间的管道相连,第二吸气口 C与压缩机构1的补气口D相连;

[0037] 在本实施例中,补气口 D是设置在低压压缩机1-1出口端与高压压缩机1-2入口端之间的管道上;但在实际应用中,补气口 D还有以下二个设置方案:1)设置在低压压缩机 1-1入口端,2)当低压压缩机1-1是具有压缩过程中间补气功能的压缩机时,补气口 D为低压压缩机1-1的中间压力补气口 ;

[0038] 在本实施例中,热源侧换热器2、用户侧换热器3是制冷剂-空气换热器,第二换热器6是制冷剂-水换热器。第一节流机构4、第二节流机构5和第三节流机构8是电子膨胀阀。

[0039] 整个装置可以实现多种运行工况,它们的工作流程分别如下所述:

[0040] (1)夏季单纯制冷

[0041]方案一

[0042] 第一节流机构4正常工作,第二节流机构5全开,第三节流机构8关闭,第一流向控制阀7-1关闭,第二流向控制阀7-2全开,第九流向控制阀7-9关闭,低压压缩机1-1正常工作,高压压缩机1-2不工作。

[0043] 工作时,压缩机构1的排气口 B依次通过第六十管道60、四通阀100第一节点101、 第四节点104、第六十一管道61、第一单向阀91、第三十一管道31、第二换热器6、第四十二管道42、第五单向阀95、第四十六管道46、经济器11高压侧入口、经济器11高压侧出口、 第四十七管道47、第二节流机构5、第四十五管道45、热源侧换热器2、第四十一管道41、第三单向阀93、第六十二管道62、第二流向控制阀7-2、第一节流机构4、用户侧换热器3、第六十四管道64、四通阀100第三节点102、第二节点103、第六十三管道63与压缩机构1的第一吸气口 A相连,构成夏季单纯制冷循环。

[0044] 循环过程中,第二换热器6中的水排空,用户侧换热器3用于冷却室内空气,制冷所产生的冷凝热通过热源侧换热器2排入室外空气。[0045]方案二

[0046] 设置一个第五流向控制阀7-5与第二换热器6并联(如图2所示),第五流向控制阀7-5的一端与第二换热器6入口端的第三十一管道31相连,另一端与第二换热器6出口端的第四十二管道42相连。工作时,第五流向控制阀7-5全开,压缩机构1排出的制冷剂蒸气从第五流向控制阀7-5短路通过,只有极少的制冷剂蒸气从第二换热器6通过,第二换热器6中的水可以不排空,循环过程中的其它流程与方案一相同。

[0047] (2)夏季制冷同时回收冷凝热生产生活热水

[0048] 在此工况中,以制冷为优先,利用制冷过程所产生的冷凝热生产生活热水。

[0049]方案一

[0050] 第一节流机构4正常工作,第二节流机构5全开,第三节流机构8关闭,第一流向控制阀7-1关闭,第二流向控制阀7-2全开,第九流向控制阀7-9关闭,低压压缩机1-1正常工作,高压压缩机1-2不工作。当设置有第五流向控制阀7-5时,第五流向控制阀7-5关闭。

[0051] 工作时,压缩机构1的排气口 B依次通过第六十管道60、四通阀100第一节点101、 第四节点104、第六十一管道61、第一单向阀91、第三十一管道31、第二换热器6、第四十二管道42、第五单向阀95、第四十六管道46、经济器11高压侧入口、经济器11高压侧出口、 第四十七管道47、第二节流机构5、第四十五管道45、热源侧换热器2、第四十一管道41、第三单向阀93、第六十二管道62、第二流向控制阀7-2、第一节流机构4、用户侧换热器3、第六十四管道64、四通阀100第三节点102、第二节点103、第六十三管道63与压缩机构1的第一吸气口 A相连,构成夏季制冷同时回收冷凝热生产生活热水循环。

[0052] 循环过程中,用户侧换热器3用于冷却室内空气,制冷剂在第二换热器6中放出全部或部分冷凝热生产热水,再通过热源侧换热器2被室外空气过冷或冷凝。

[0053]方案二

[0054] 当从第二换热器6出来的制冷剂液体温度低于室外空气温度时,为避免制冷剂液体进入热源侧换热器2后再次气化,可采用本方案。

[0055] 第一节流机构4正常工作,第二节流机构5关闭,第三节流机构8关闭,第一流向控制阀7-1全开,第二流向控制阀7-2关闭,第九流向控制阀7-9全开,低压压缩机1-1正常工作,高压压缩机1-2不工作。当设置有第五流向控制阀7-5时,第五流向控制阀7-5关闭。

[0056] 工作时,压缩机构1的排气口 B依次通过第六十管道60、四通阀100第一节点101、 第四节点104、第六十一管道61、第一单向阀91、第三十一管道31、第二换热器6、第四十二管道42、第五单向阀95、第四十六管道46、经济器11高压侧入口、经济器11高压侧出口、第四十七管道47、第八单向阀98、第九流向控制阀7-9、第一节流机构4、用户侧换热器3、第六十四管道64、四通阀100第三节点102、第二节点103、第六十三管道63与压缩机构1的第一吸气口 A相连,构成夏季制冷同时回收冷凝热生产生活热水循环。

[0057] 由于第二节流机构5关闭,第一流向控制阀7-1全开,因此,热源侧换热器2处于低压,可以避免制冷剂在其中的停滞。

[0058] 方案三(两级压缩中间补气)

[0059] 本方案是方案二的一个变化方案:低压压缩机1-1、高压压缩机1-2都正常工作,压缩机构1两级压缩运行。当第三节流机构8关闭时,其工作流程与方案二相同。当第三节流机构8工作时,本方案构成一个两级压缩中间补气循环,其工作过程如下:

[0060] 第一节流机构4正常工作,第二节流机构5关闭,第三节流机构8工作,第一流向控制阀7-1全开,第二流向控制阀7-2关闭,第九流向控制阀7-9全开,低压压缩机1-1、,高压压缩机1-2都正常工作。当设置有第五流向控制阀7-5时,第五流向控制阀7-5关闭。

[0061] 工作时,压缩机构1的排气口 B依次通过第六十管道60、四通阀100第一节点101、 第四节点104、第六十一管道61、第一单向阀91、第三十一管道31、第二换热器6、第四十二管道42、第五单向阀95与第四十六管道46相连,再分成二路,一路通过第三节流机构8、经济器11低压侧入口、经济器11低压侧出口、第六十五管道65、压缩机构1的第二吸气口 C 与压缩机构1的补气口 D相连,另一路通过经济器11高压侧入口、经济器11高压侧出口、 第四十七管道47、第八单向阀98、第九流向控制阀7-9、第一节流机构4、用户侧换热器3、第六十四管道64、四通阀100第三节点102、第二节点103、第六十三管道63与压缩机构1的第一吸气口 A相连,构成夏季制冷同时回收冷凝热生产生活热水循环。

[0062] 循环过程中,用户侧换热器3用于冷却室内空气,制冷剂在第二换热器6中放出全部冷凝热生产热水。第三节流机构8使一小部分冷凝压力下的制冷剂液体被节流成中间压力下的气液两相混合物,再通过经济器11使另一部分冷凝压力下的制冷剂液体被过冷,中间压力下的气液两相混合物吸收热量后,变成中间压力下的制冷剂气体,再经过压缩机构1 的补气口 D被引入压缩机构1,此工作过程,既可以减少制冷剂在节流机构中的节流损失, 又可以降低压缩机构1的排气温度,避免排气温度超过最高限值,并且能提高整个系统的工作性能。

[0063] (3)快速生产生活热水

[0064] 在此工况中,用户侧换热器3停止向室内供冷或供热,热源侧换热器2从室外空气中吸收热量,通过第二换热器6生产生活热水。

[0065] 方案一(单级压缩)

[0066] 第一节流机构4不工作,第二节流机构5工作,第三节流机构8关闭,第一流向控制阀7-1全开,第二流向控制阀7-2关闭,第九流向控制阀7-9关闭,低压压缩机1-1正常工作,高压压缩机1-2不工作。当设置有第五流向控制阀7-5时,第五流向控制阀7-5关闭。

[0067] 工作时,压缩机构1的排气口 B依次通过第六十管道60、四通阀100第一节点101、 第四节点104、第六十一管道61、第一单向阀91、第三十一管道31、第二换热器6、第四十二管道42、第五单向阀95、第四十六管道46、经济器11高压侧入口、经济器11高压侧出口、第四十七管道47、第二节流机构5、第四十五管道45、热源侧换热器2、第四十一管道41、第三单向阀93、第六十二管道62、第一流向控制阀7-1、第六十四管道64、四通阀100第三节点 102、第二节点103、第六十三管道63与压缩机构1的第一吸气口 A相连,构成快速生产生活热水循环。循环过程中,用户侧换热器3处于低压,因此可以避免制冷剂在其中的停滞。

[0068] 方案二(双级压缩中间补气)

[0069] 第一节流机构4不工作,第二节流机构5、第三节流机构8正常工作,第一流向控制阀7-1全开,第二流向控制阀7-2、第九流向控制阀7-9关闭,低压压缩机1-1、高压压缩机 1-2正常工作。当设置有第五流向控制阀7-5时,第五流向控制阀7-5关闭。

[0070] 工作时,压缩机构1的排气口 B依次通过第六十管道60、四通阀100第一节点101、第四节点104、第六十一管道61、第一单向阀91、第三十一管道31、第二换热器6、第四十二管道42、第五单向阀95与第四十六管道46相连,再分成二路,一路通过第三节流机构8、经济器11低压侧入口、经济器11低压侧出口、第六十五管道65、压缩机构1的第二吸气口 C 与压缩机构1的补气口 D相连,另一路通过经济器11高压侧入口、经济器11高压侧出口、 第四十七管道47、第二节流机构5、第四十五管道45、热源侧换热器2、第四十一管道41、第三单向阀93、第六十二管道62、第一流向控制阀7-1、第六十四管道64、四通阀100第三节点102、第二节点103、第六十三管道63与压缩机构1的第一吸气口 A相连,构成快速生产生活热水循环。

[0071] 循环过程中,热源侧换热器2从室外空气中吸收热量,再通过第二换热器6生产热水,第三节流机构8和经济器11在系统中的作用与前述的夏季制冷同时回收冷凝热生产生活热水工况方案三相同。

[0072] (4)夏季按用户需要同时制冷和生产生活热水

[0073] 当制冷负荷较小,利用冷凝热所生产的热水不能满足需要时,可以采用本工况按用户需要同时制冷和生产生活热水。在本工况中,热源侧换热器2从室外空气中吸收热量, 用户侧换热器3向室内供冷,第二换热器6生产生活热水,制冷和生产生活热水两者互不制约。

[0074] 方案一(单级压缩)

[0075] 第一节流机构4、第二节流机构5正常工作,第三节流机构8关闭,第一流向控制阀 7-1全开,第二流向控制阀7-2关闭,第九流向控制阀7-9全开,低压压缩机1-1正常工作, 高压压缩机1-2不工作。当设置有第五流向控制阀7-5时,第五流向控制阀7-5关闭。

[0076] 工作时,压缩机构1的排气口 B依次通过第六十管道60、四通阀100第一节点101、 第四节点104、第六十一管道61、第一单向阀91、第三十一管道31、第二换热器6、第四十二管道42、第五单向阀95、第四十六管道46、经济器11高压侧入口、经济器11高压侧出口与第四十七管道47相连,再分成二路,一路通过第八单向阀98、第九流向控制阀7-9、第一节流机构4、用户侧换热器3与第六十四管道64相连,另一路通过第二节流机构5、第四十五管道45、热源侧换热器2、第四十一管道41、第三单向阀93、第六十二管道62、第一流向控制阀7-1也与第六十四管道64相连,两路在第六十四管道64汇合后,再通过四通阀100第三节点102、第二节点103、第六十三管道63与压缩机构1的第一吸气口 A相连,构成夏季按用户需要同时制冷和生产生活热水循环。

[0077] 循环过程中,热源侧换热器2从室外空气中吸收热量,用户侧换热器3用于冷却室内空气,两部分热量在第二换热器6中用于生产生活热水。

[0078] 方案二(双级压缩中间补气)

[0079] 第一节流机构4、第二节流机构5、第三节流机构8正常工作,第一流向控制阀7-1 全开,第二流向控制阀7-2关闭,第九流向控制阀7-9全开,低压压缩机1-1、高压压缩机 1-2正常工作。当设置有第五流向控制阀7-5时,第五流向控制阀7-5关闭。

[0080] 工作时,压缩机构1的排气口 B依次通过第六十管道60、四通阀100第一节点101、 第四节点104、第六十一管道61、第一单向阀91、第三十一管道31、第二换热器6、第四十二管道42、第五单向阀95与第四十六管道46相连;再分成二路,一路通过第三节流机构8、 经济器11低压侧入口、经济器11低压侧出口、第六十五管道65、压缩机构1的第二吸气口C与压缩机构1的补气口 D相连,另一路通过经济器11高压侧入口、经济器11高压侧出口与第四十七管道47相连,再次被分成二路,一路通过第八单向阀98、第九流向控制阀7-9、 第一节流机构4、用户侧换热器3与第六十四管道64相连,另一路通过第二节流机构5、第四十五管道45、热源侧换热器2、第四十一管道41、第三单向阀93、第六十二管道62、第一流向控制阀7-1也与第六十四管道64相连,两路在第六十四管道64汇合后,再通过四通阀 100第三节点102、第二节点103、第六十三管道63与压缩机构1的第一吸气口 A相连,构成夏季按用户需要同时制冷和生产生活热水循环。

[0081] 第三节流机构8和经济器11在系统中的作用与前述的夏季制冷同时回收冷凝热生产生活热水工况方案三相同,用于使冷凝压力下的制冷剂液体过冷,实现两级压缩过程的中间补气,降低压缩机构1的排气温度,避免压缩机构1的排气温度超过最高限值,提高整个系统的工作性能。

[0082] (5)冬季单纯供暖

[0083] 在此工况中,热源侧换热器2从室外空气中吸收热量,通过用户侧换热器3加热室内空气,第二换热器6不生产生活热水。

[0084] 方案一(单级压缩,当设置有第五流向控制阀7-5时)

[0085] 第一节流机构4全开,第二节流机构5正常工作,第三节流机构8关闭,第一流向控制阀7-1关闭,第二流向控制阀7-2全开,第九流向控制阀7-9关闭,低压压缩机1-1正常工作,高压压缩机1-2不工作,第五流向控制阀7-5全开。

[0086] 工作时,压缩机构1的排气口 B依次通过第六十管道60、四通阀100第一节点101、 第三节点102、第六十四管道64、用户侧换热器3、第一节流机构4、第二流向控制阀7-2、第六十二管道62、第四单向阀94、第三十一管道31、第五流向控制阀7-5、第四十二管道42、 第五单向阀95、第四十六管道46、经济器11高压侧入口、经济器11高压侧出口、第四十七管道47、第二节流机构5、第四十五管道45、热源侧换热器2、第四十一管道41、第二单向阀 92、第六十一管道61、四通阀100的第四节点104、第二节点103、第六十三管道63与压缩机构1的第一吸气口 A相连,构成冬季单纯供暖循环。

[0087] 方案二(双级压缩中间补气,当设置有第五流向控制阀7-5时)

[0088] 第一节流机构4全开,第二节流机构5、第三节流机构8正常工作,第一流向控制阀 7-1关闭,第二流向控制阀7-2全开,第九流向控制阀7-9关闭,低压压缩机1-1、高压压缩机1-2正常工作,第五流向控制阀7-5全开。

[0089] 工作时,压缩机构1的排气口 B依次通过第六十管道60、四通阀100第一节点101、 第三节点102、第六十四管道64、用户侧换热器3、第一节流机构4、第二流向控制阀7-2、第六十二管道62、第四单向阀94、第三十一管道31、第五流向控制阀7-5、第四十二管道42、第五单向阀95与第四十六管道46相连,再分成二路,一路通过第三节流机构8、经济器11低压侧入口、经济器11低压侧出口、第六十五管道65、压缩机构1的第二吸气口 C与压缩机构1的补气口 D相连,另一路通过经济器11高压侧入口、经济器11高压侧出口、第四十七管道47、第二节流机构5、第四十五管道45、热源侧换热器2、第四十一管道41、第二单向阀 92、第六十一管道61、四通阀100的第四节点104、第二节点103、第六十三管道63与压缩机构1的第一吸气口 A相连,构成冬季单纯供暖循环。第三节流机构8在系统中的作用与前述的夏季制冷同时回收冷凝热生产生活热水工况方案三相同。[0090] 方案三(单级压缩,可以不设置第五流向控制阀7-5)

[0091] 第一节流机构4全开,第二节流机构5正常工作,第三节流机构8关闭,第一流向控制阀7-1、第二流向控制阀7-2关闭,第九流向控制阀7-9全开,低压压缩机1-1正常工作,高压压缩机1-2不工作。当设置有第五流向控制阀7-5时,第五流向控制阀7-5不工作。

[0092] 工作时,压缩机构1的排气口 B依次通过第六十管道60、四通阀100第一节点101、 第三节点102、第六十四管道64、用户侧换热器3、第一节流机构4、第九流向控制阀7-9、第七单向阀97、第四十六管道46、经济器11高压侧入口、经济器11高压侧出口、第四十七管道47、第二节流机构5、第四十五管道45、热源侧换热器2、第四十一管道41、第二单向阀 92、第六十一管道61、四通阀100的第四节点104、第二节点103、第六十三管道63与压缩机构1的第一吸气口 A相连,构成冬季单纯供暖循环。

[0093] 方案四(双级压缩中间补气,可以不设置第五流向控制阀7-5)

[0094] 第一节流机构4全开,第二节流机构5、第三节流机构8正常工作,第一流向控制阀 7-1、第二流向控制阀7-2关闭,第九流向控制阀7-9全开,低压压缩机1-1、高压压缩机1-2 正常工作。当设置有第五流向控制阀7-5时,第五流向控制阀7-5不工作。

[0095] 工作时,压缩机构1的排气口 B依次通过第六十管道60、四通阀100第一节点101、 第三节点102、第六十四管道64、用户侧换热器3、第一节流机构4、第九流向控制阀7-9、第七单向阀97与第四十六管道46相连,再分成二路,一路通过第三节流机构8、经济器11低压侧入口、经济器11低压侧出口、第六十五管道65、压缩机构1的第二吸气口 C与压缩机构1的补气口 D相连,另一路通过经济器11高压侧入口、经济器11高压侧出口、第四十七管道47、第二节流机构5、第四十五管道45、热源侧换热器2、第四十一管道41、第二单向阀 92、第六十一管道61、四通阀100的第四节点104、第二节点103、第六十三管道63与压缩机构1的第一吸气口 A相连,构成冬季单纯供暖循环。第三节流机构8和经济器11在系统中的作用与前述的夏季制冷同时回收冷凝热生产生活热水工况方案三相同。

[0096] (6)冬季供暖同时回收高温制冷剂液体显热

[0097] 在此工况中,热源侧换热器2从室外空气中吸收热量,通过用户侧换热器3加热室内空气,第二换热器6用于回收从用户侧换热器3出来的高温制冷剂液体显热生产生活热水,同时对制冷剂过冷。

[0098] 方案一(单级压缩)

[0099] 第一节流机构4全开,第二节流机构5正常工作,第三节流机构8关闭,第一流向控制阀7-1关闭,第二流向控制阀7-2全开,第九流向控制阀7-9关闭,低压压缩机1-1正常工作,高压压缩机1-2不工作,当设置有第五流向控制阀7-5时,第五流向控制阀7-5关闭。

[0100] 工作时,压缩机构1的排气口 B依次通过第六十管道60、四通阀100第一节点101、 第三节点102、第六十四管道64、用户侧换热器3、第一节流机构4、第二流向控制阀7-2、第六十二管道62、第四单向阀94、第三十一管道31、第二换热器6、第四十二管道42、第五单向阀95、第四十六管道46、经济器11高压侧入口、经济器11高压侧出口、第四十七管道47、 第二节流机构5、第四十五管道45、热源侧换热器2、第四十一管道41、第二单向阀92、第六十一管道61、四通阀100的第四节点104、第二节点103、第六十三管道63与压缩机构1 的第一吸气口 A相连,构成冬季供暖同时回收高温制冷剂液体显热循环。[0101] 方案二(双级压缩中间补气)

[0102] 第一节流机构4全开,第二节流机构5、第三节流机构8正常工作,第一流向控制阀 7-1关闭,第二流向控制阀7-2全开,第九流向控制阀7-9关闭,低压压缩机1-1、高压压缩机1-2正常工作,当设置有第五流向控制阀7-5时,第五流向控制阀7-5关闭。

[0103] 工作时,压缩机构1的排气口 B依次通过第六十管道60、四通阀100第一节点101、 第三节点102、第六十四管道64、用户侧换热器3、第一节流机构4、第二流向控制阀7-2、第六十二管道62、第四单向阀94、第三十一管道31、第二换热器6、第四十二管道42、第五单向阀95与第四十六管道46相连,再分成二路,一路通过第三节流机构8、经济器11低压侧入口、经济器11低压侧出口、第六十五管道65、压缩机构1的第二吸气口 C与压缩机构1 的补气口 D相连,另一路通过经济器11高压侧入口、经济器11高压侧出口、第四十七管道 47、第二节流机构5、第四十五管道45、热源侧换热器2、第四十一管道41、第二单向阀92、 第六十一管道61、四通阀100的第四节点104、第二节点103、第六十三管道63与压缩机构 1的第一吸气口 A相连,构成冬季供暖同时回收高温制冷剂液体显热循环。第三节流机构8 和经济器11在系统中的作用与前述的夏季制冷同时回收冷凝热生产生活热水工况方案三相同。

[0104] (7)冬季按用户需要同时供暖和生产生活热水

[0105] 在此工况中,热源侧换热器2从室外空气中吸收热量,所吸收的热量,一部分通过用户侧换热器3加热室内空气,另一部分通过第二换热器6生产生活热水。

[0106] 方案一(单级压缩)

[0107] 第一节流机构4全开,第二节流机构5正常工作,第三节流机构8关闭,第一流向控制阀7-1全开,第二流向控制阀7-2关闭,第九流向控制阀7-9全开,低压压缩机1-1正常工作,高压压缩机1-2不工作,当设置有第五流向控制阀7-5时,第五流向控制阀7-5关闭。

[0108] 工作时,压缩机构1的排气口 B依次通过第六十管道60、四通阀100第一节点101、 第三节点102与第六十四管道64相连,再分成二路,一路通过用户侧换热器3、第一节流机构4、第九流向控制阀7-9、第七单向阀97与第四十六管道46相连,另一路通过第一流向控制阀7-1、第六十二管道62、第四单向阀94、第三十一管道31、第二换热器6、第四十二管道 42、第五单向阀95也与第四十六管道46相连,两路在第四十六管道46汇合后,再通过经济器11高压侧入口、经济器11高压侧出口、第四十七管道47、第二节流机构5、第四十五管道 45、热源侧换热器2、第四十一管道41、第二单向阀92、第六十一管道61、四通阀100的第四节点104、第二节点103、第六十三管道63与压缩机构1的第一吸气口 A相连,构成冬季按用户需要同时供暖和生产生活热水循环。

[0109] 方案二(双级压缩中间补气)

[0110] 第一节流机构4全开,第二节流机构5、第三节流机构8正常工作,第一流向控制阀 7-1全开,第二流向控制阀7-2关闭,第九流向控制阀7-9全开,低压压缩机1-1、高压压缩机1-2正常工作,当设置有第五流向控制阀7-5时,第五流向控制阀7-5关闭。

[0111] 工作时,压缩机构1的排气口 B依次通过第六十管道60、四通阀100第一节点101、 第三节点102与第六十四管道64相连,再分成二路,一路通过用户侧换热器3、第一节流机构4、第九流向控制阀7-9、第七单向阀97与第四十六管道46相连,另一路通过第一流向控制阀7-1、第六十二管道62、第四单向阀94、第三十一管道31、第二换热器6、第四十二管道 42、第五单向阀95也与第四十六管道46相连,两路在第四十六管道46汇合后,再分成二路,一路通过第三节流机构8、经济器11低压侧入口、经济器11低压侧出口、第六十五管道 65、压缩机构1的第二吸气口 C与压缩机构1的补气口 D相连,另一路通过经济器11高压侧入口、经济器11高压侧出口、第四十七管道47、第二节流机构5、第四十五管道45、热源侧换热器2、第四十一管道41、第二单向阀92、第六十一管道61、四通阀100的第四节点104、 第二节点103、第六十三管道63与压缩机构1的第一吸气口 A相连,构成冬季按用户需要同时供暖和生产生活热水循环。第三节流机构8和经济器11在系统中的作用与前述的夏季制冷同时回收冷凝热生产生活热水工况方案三相同。

[0112] (8)冬季逆循环热气除霜

[0113] 在此工况中,用户侧换热器3从室内空气中吸收热量,用于热源侧换热器2的除霜。其工作流程与夏季单纯制冷工况方案一或方案二的工作流程相同。

[0114] 在实际应用中,为了防止制冷剂回流至压缩机中,在高压压缩机1-2的出口端可以设置一个第十单向阀9B,第十单向阀9B的入口端与高压压缩机1-2的出口端相连,第十单向阀9B的出口端同时与第九单向阀9A出口端和排气口 B相连,如图5所示。

[0115] 实施例2

[0116] 如图2所示,实施例1所采用的压缩机构1的技术方案还有以下变化方案:

[0117] 低压压缩机1-1的入口端与第一吸气口 A相连,低压压缩机1-1的出口端依次通过高压压缩机1-2的入口端、高压压缩机1-2的出口端与排气口 B相连,第九单向阀9A的入口端与低压压缩机1-1入口端和第一吸气口 A之间的管道相连,第九单向阀9A的出口端与低压压缩机1-1的出口端和高压压缩机1-2入口端之间的管道相连,第二吸气口 C与压缩机构1的补气口D相连;

[0118] 补气口 D可以设置在低压压缩机1-1出口端与高压压缩机1-2入口端之间的管道上;但在实际应用中,补气口 D也能够设置在低压压缩机1-1入口端,当高压压缩机1-2是具有压缩过程中间补气功能的压缩机时,补气口 D也可以是高压压缩机1-2的中间压力补气口。

[0119] 在实际应用时,为了防止制冷剂回流至低压压缩机1-1中,可以在低压压缩机1-1 出口端设置一个第十单向阀9B,第十单向阀9B的入口端与低压压缩机1-1的出口端相连, 第十单向阀9B的出口端同时与第九单向阀9A出口端和高压压缩机1-2入口端相连,如图 6所示。此时,补气口 D优选的方案是设置在第十单向阀9B的出口端与高压压缩机1-2入口端之间的管道上,其它的方案还有:设置在低压压缩机1-1出口端与第十单向阀9B入口端之间的管道上、或设置在低压压缩机1-1入口端和第一吸气口 A之间的管道上、或者是高压压缩机1-2的中间压力补气口。

[0120] 实施例3

[0121] 图3所示,它与实施例1的区别是压缩机构1采用了不同的技术方案,系统中的其它部分与实施例ι完全相同。压缩机构1由低压压缩机1-1、高压压缩机1-2、第十一单向阀9C、第十二单向阀9D、第八流向控制阀7-8组成。

[0122] 其连接方案以下:低压压缩机1-1的入口端与第一吸气口 A相连,低压压缩机1-1 的出口端依次通过第十一单向阀9C入口端、第十一单向阀9C出口端与排气口 B相连,第十二单向阀9D入口端与第一吸气口 A和低压压缩机1-1入口端之间的管道相连,第十二单向阀9D出口端依次通过高压压缩机1-2入口端、高压压缩机1-2出口端与第十一单向阀9C 出口端和排气口 B之间的管道相连,第八流向控制阀7-8的一端与低压压缩机1-1出口端和第十一单向阀9C入口端之间的管道相连,第八流向控制阀7-8的另一端与第十二单向阀 9D出口端和高压压缩机1-2入口端之间的管道相连,第二吸气口 C与压缩机构1的补气口 D相连;

[0123] 补气口 D有以下设置方案:1)设置在第十二单向阀9D出口端与高压压缩机1-2入口端之间的管道上;幻设置在第八流向控制阀7-8与第十二单向阀9D出口端之间的管道上。

[0124] 上述压缩机构1技术方案的特点是:低压压缩机1-1、高压压缩机1-2除了可以实现串联运行以外,还可以实现并联运行。有以下工作方案:

[0125] 方案一(单级压缩单台运行)

[0126] 第八流向控制阀7-8关闭,低压压缩机1-1工作,高压压缩机1-2不工作,第三节流机构8关闭。

[0127] 方案二(单级压缩单台运行)

[0128] 第八流向控制阀7-8关闭,低压压缩机1-1不工作,高压压缩机1-2工作,当第三节流机构8工作时,可以利用经济器11对节流前的制冷剂液体过冷。

[0129] 方案三(单级压缩并联运行)

[0130] 第八流向控制阀7-8关闭,低压压缩机1-1、高压压缩机1-2同时工作,当第三节流机构8工作时,可以利用经济器11对节流前的制冷剂液体过冷。

[0131] 方案四(双级压缩运行)

[0132] 第八流向控制阀7-8全开,低压压缩机1-1、高压压缩机1-2同时工作,实现两级压缩运行,当第三节流机构8工作时,可以利用经济器11对节流前的制冷剂液体过冷,实现两级压缩中间补气运行。

[0133] 在实际应用时,为了防止制冷剂回流到高压压缩机1-2中,在高压压缩机1-2出口端可以设置一个第十单向阀9B,第十单向阀9B与高压压缩机1-2串联,其入口端与高压压缩机1-2的出口端相连,其出口端与第十一单向阀9C出口端和排气口 B之间的管道相连, 如图4所示。

[0134] 图3所示方案,补气口 D的设置位置除了以上所述的二个方案以外,还有以下方案:

[0135] 1)设置在低压压缩机1-1出口端与第十一单向阀9C入口端之间的管道上;

[0136] 2)设置在第八流向控制阀7-8与第十一单向阀9C入口端之间的管道上;

[0137] 但当采用以上二个方案中的任意一个方案时,使用过程中,当压缩机构1是单级压缩运行时,不能够使用经济器11实现对节流前的制冷剂液体过冷。

[0138] 本实施例也能够实现实施1所述的所有工况。

[0139] 在运行过程中,为了使低压压缩机1-1和高压压缩机1-2的油面在同一个水平面上,如图9所示,设置一个第四流向控制阀7-4用于均油,第四流向控制阀7-4的两端分别与低压压缩机1-1和高压压缩机1-2的下部连通。在单级压缩单台运行时,第四流向控制阀7-4关闭;在单级压缩并联运行时,第四流向控制阀7-4全开;在双级压缩运行时,如果第四流向控制阀7-4是采用电磁阀,那么,当空调热泵装置运行时,第四流向控制阀7-4关闭,当空调热泵装置停机时,打开第四流向控制阀7-4数分钟,然后再关闭第四流向控制阀 7-4。

[0140] 实施例4

[0141] 图7所示,压缩机构1由低压压缩机1-1、高压压缩机1-2组成;其连接方式为:低压压缩机1-1的入口端与第一吸气口 A相连,低压压缩机1-1的出口端依次通过高压压缩机1-2的入口端、高压压缩机1-2的出口端与排气口 B相连,第二吸气口 C与压缩机构1的补气口D相连;

[0142] 在本实施例中,补气口 D是设置在低压压缩机1-1出口端与高压压缩机1-2入口端之间的管道上;但在实际应用中,补气口 D还有以下二个设置方案:1)设置在低压压缩机 1-1入口端与第一吸气口 A之间的管道上,2)当低压压缩机1-1是具有压缩过程中间补气功能的压缩机时,补气口 D为低压压缩机1-1的中间压力补气口。

[0143] 本实施例也能够实现实施1所述的所有工况。但在实现每一工况时,低压压缩机 1-1、高压压缩机1-2都正常工作,压缩机构1是两级压缩运行。当第三节流机构8正常工作时,第三节流机构8和经济器11在系统中的作用与前述的夏季制冷同时回收冷凝热生产生活热水工况方案三相同。

[0144] 本实施例适用于高压缩比、或者是压缩机构排气压力与吸气压力相差较大的空调热泵装置,特别是使用二氧化碳作为制冷剂的空调热泵装置。

[0145] 实施例5

[0146] 在以上四个实施例中,不论是使用哪一个实施例所述的压缩机构1技术方案,在实现夏季单纯制冷工况时,第三节流机构8都是处于关闭状态,由于第三节流机构8不工作,不能利用经济器11使制冷剂液体过冷,因此,在有些工作情况下,制冷剂液体的过冷度不能满足要求。另外,在夏季制冷同时回收冷凝热生产生活热水工况中,当第二换热器6出口端仍然为气液两相混合物或者制冷剂出口温度较高时,第三节流机构8也都是处于关闭状态,也存在以上所述类似问题。通过在系统中增加一个第一三通阀13可以避免这种情况的出现,如图4所示。

[0147] 第一三通阀13的常开节点A3通过第四十二管道42与第二换热器6出口端相连, 第一三通阀13 二个换向节点中的任意一个换向节点B3与第四十一管道41相连,第一三通阀13的另一个换向节点C3通过第四十八管道48与第五单向阀95相连。

[0148] 在实现夏季制冷同时回收冷凝热生产生活热水工况时,当检测出第二换热器6出口端的制冷剂与冷却介质(例如:室外空气或冷却水)之间有很大的温差时、或者为气液两相混合物时,使第一三通阀13的常开节点A3与换向节点B3连通,同时关闭第一流向控制阀7-1、第二流向控制阀7-2、第二节流机构5,使制冷剂通过换向节点B3进入热源侧换热器2被再次冷凝或冷却,然后再依次通过第四十五管道45、第六单向阀96进入第四十六管道46,再被分成二路,一路被第三节流机构8节流成中间压力的气液两相混合物,在经济器 11中使另一路未节流的制冷剂液体过冷。本实施例在实现夏季单纯制冷工况时,其工作流程与夏季制冷同时回收冷凝热生产生活热水工况相同,工作过程中唯一的区别是:

[0149] 当系统中没有设第五流向控制阀7-5与第二换热器6并联时(如图4所示),在实现夏季单纯制冷工况时,应将第二换热器6中的水排空;[0150] 当系统中设置有第五流向控制阀7-5与第二换热器6并联时(如图2所示),在实现夏季单纯制冷工况时,应使第五流向控制阀7-5全开,压缩机构1排出的制冷剂蒸气从第五流向控制阀7-5短路通过。

[0151] 在本实施例其它工况的工作过程中,当第一三通阀13的常开节点A3与换向节点 C3连通时,可以实现实施例1所述的工作过程。

[0152] 图5所示方案是图4所示方案的变化方案,第一三通阀13的常开节点A3通过第四十九管道49与热源侧换热器2相连,第一三通阀13 二个换向节点中的任意一个换向节点B3与第四十一管道41相连,第一三通阀13的另一个换向节点C3与第四十二管道42相连,第五单向阀95要改用流向控制阀,该流向控制阀可以是电磁阀或其它控制阀门。图5 所示的第一三通阀13布置方案也能够用于实施例1、2、3、4。

[0153] 实施例6

[0154] 对于以上实施例所述的系统方案,在实现夏季按用户需要同时制冷和生产生活热水工况时,热源侧换热器2和用户侧换热器3都变成蒸发器,用户侧换热器3用于冷却被冷却介质(例如:室内空气或冷冻水),热源侧换热器2用于从低温热源处吸取热量,从两者处所获得的热量在第二换热器6处用于生产生活热水,当低温热源是室外空气时,由于夏季室外空气温度比室内空气温度或冷冻水温度要高很多,因此,在热源侧换热器2和用户侧换热器3中可以采用不同的蒸发温度,利用低压压缩机1-1、高压压缩机1-2构成一个带中间补气的两级压缩循环,为实现上述两级压缩循环,在图3所示方案中增设一个第六流向控制阀7-6,如图8所示。

[0155] 第六流向控制阀7-6的一端可以与低压压缩机1-1出口端和第十一单向阀9C入口端之间的管道、第八流向控制阀7-8和低压压缩机1-1出口端之间的管道、第八流向控制阀7-8和高压压缩机1-2入口端之间的管道、高压压缩机1-2入口端和第十二单向阀9D出口端之间的管道任意一根相连,第六流向控制阀7-6的另一端可以与第四十一管道41、第六十二管道62、第六十二管道62和第一流向控制阀7-1之间的管道、第二单向阀92入口端和第三单向阀93入口端之间的管道任意一根相连;当系统中采用了图5所示的第一三通阀 13布置方案,第六流向控制阀7-6的另一端还可以与第四十九管道49相连。

[0156] 在实现夏季按用户需要同时制冷和生产生活热水工况时,第一节流机构4、第二节流机构5、第三节流机构8都正常工作,第一流向控制阀7-1、第二流向控制阀7-2关闭,第六流向控制阀7-6、第八流向控制阀7-8、第九流向控制阀7-9全开,低压压缩机1-1、高压压缩机1-2正常工作。当设置有第五流向控制阀7-5时,第五流向控制阀7-5关闭。

[0157] 工作时,压缩机构1的排气口 B依次通过第六十管道60、四通阀100第一节点101、 第四节点104、第六十一管道61、第一单向阀91、第三十一管道31、第二换热器6、第四十二管道42、第五单向阀95与第四十六管道46相连;再分成二路,一路通过第三节流机构8、经济器11低压侧入口、经济器11低压侧出口、第六十五管道65、压缩机构1的第二吸气口 C 与压缩机构1的补气口 D相连,另一路通过经济器11高压侧入口、经济器11高压侧出口与第四十七管道47相连,再次被分成二路,一路通过第二节流机构5、第四十五管道45、热源侧换热器2、第四十一管道41、第三单向阀93、第六十二管道62、第六流向控制阀7-6也与压缩机构1的补气口 D相连,另一路通过第八单向阀98、第九流向控制阀7-9、第一节流机构4、用户侧换热器3、第六十四管道64、四通阀100第三节点102、第二节点103、第六十三管道63与压缩机构1的第一吸气口 A相连,构成夏季按用户需要同时制冷和生产生活热水循环。

[0158] 第三节流机构8在系统中的作用与实施例1夏季制冷同时回收冷凝热生产生活热水工况的方案三相同,用于使冷凝压力下的制冷剂液体过冷,实现两级压缩过程的中间补气,降低压缩机构1的排气温度,避免压缩机构1的排气温度超过最高限值,提高整个系统的工作性能。

[0159] 增设第六流向控制阀7-6后,在夏季按用户需要同时制冷和生产生活热水工况下,由于减少了低压压缩机1-1入口端低温低压制冷剂蒸气流量,因此可以提高整个装置的运行效率;在系统实现其它工况时,第六流向控制阀7-6关闭,其它工况的工作流程与不设第六流向控制阀7-6时完全相同。

[0160] 在实际应用中,第六流向控制阀7-6能够使用电磁阀,也能够使用节流装置。所述节流装置可根据需要用于控制低压压缩机1-1出口端和高压压缩机1-2入口端之间的中间压力,该节流装置能够使用电子膨胀阀,也能够使用由固定节流元件和电磁阀串联而成的组合式节流装置。

[0161] 在本实施例中,当低压压缩机1-1和高压压缩机1-2是可变容量的压缩机时,在实现夏季按用户需要同时制冷和生产生活热水工况时,低压压缩机1-1能够根据需要对制冷量或者是被冷却介质的温度实施控制,同时,高压压缩机1-2能够根据需要对制热量或者是被加热介质的温度实施控制,因此,不但可以使制冷量和制热量互不制约,还可以提高整个装置的工作效率。

[0162] 当本实施例所述方案用于实施例1时,第六流向控制阀7-6的连接方案如下:第六流向控制阀7-6的一端与低压压缩机1-1出口端和高压压缩机1-2入口端之间的管道相连,第六流向控制阀7-6的另一端能够与第四十一管道41、第六十二管道62、第六十二管道 62和第一流向控制阀7-1之间的管道、第二单向阀92入口端和第三单向阀93入口端之间的管道任意一根相连;当系统中采用了图5所示的第一三通阀13布置方案,第六流向控制阀7-6的另一端还能够选择与第四十九管道49相连。

[0163] 当本实施例所述方案用于实施例2时,有以下方案:

[0164] 1)当低压压缩机1-1出口端没有设置第十单向阀9B时(如图2所示),第六流向控制阀7-6的连接方案如下:第六流向控制阀7-6的一端与低压压缩机1-1出口端和高压压缩机1-2入口端之间的管道相连,第六流向控制阀7-6的另一端能够与第四十一管道41、 第六十二管道62、第六十二管道62和第一流向控制阀7-1之间的管道、第二单向阀92入口端和第三单向阀93入口端之间的管道任意一根相连;

[0165] 2)当低压压缩机1-1出口端设置有第十单向阀9B时,第六流向控制阀7_6的连接方案为:第六流向控制阀7-6的一端能够与低压压缩机1-1出口端和第十单向阀9B入口端之间的管道、或者第十单向阀9B出口端与高压压缩机1-2入口端之间的管道相连,第六流向控制阀7-6的另一端能够与第四十一管道41、第六十二管道62、第六十二管道62和第一流向控制阀7-1之间的管道、第二单向阀92入口端和第三单向阀93入口端之间的管道任意一根相连;

[0166] 以上两个方案,当系统中采用了图5所示的第一三通阀13布置方案,第六流向控制阀7-6的另一端还能够选择与第四十九管道49相连。[0167] 当本实施例所述方案用于实施例4时,第六流向控制阀7-6的连接方案如下:第六流向控制阀7-6的一端与低压压缩机1-1出口端和高压压缩机1-2入口端之间的管道相连,第六流向控制阀7-6的另一端能够与第四十一管道41、第六十二管道62、第六十二管道 62和第一流向控制阀7-1之间的管道、第二单向阀92入口端和第三单向阀93入口端之间的管道任意一根相连;当系统中采用了图5所示的第一三通阀13布置方案,第六流向控制阀7-6的另一端还能够选择与第四十九管道49相连。

[0168] 实施例7

[0169] 如图10所示,与实施例1图1所示方案的区别是:没有设置第一节流机构4,第二流向控制阀7-2和第九流向控制阀7-9采用具有通断功能的节流机构,如电子膨胀阀。图10 所示方案也能够实现实施例1图1所示方案所述的所有工况,在每一工况下的相应方案中, 它们之间的工作流程相同,唯一的不同点是:在工作过程中,使用第二流向控制阀7-2或第九流向控制阀7-9替代了图1所示方案中第一节流机构4的节流作用,其它阀门的开关状态及在工作过程中所起的作用与图1所示方案相同。在实现实施例1图1所示方案每个工况的不同循环方案时,第二流向控制阀7-2和第九流向控制阀7-9所起的作用如下:

[0170] (1)夏季单纯制冷

[0171] 方案一、二 :第二流向控制阀7-2工作,起节流作用,第九流向控制阀7-9关闭;

[0172] (2)夏季制冷同时回收冷凝热生产生活热水

[0173] 方案一:第二流向控制阀7-2工作,起节流作用,第九流向控制阀7-9关闭;

[0174] 方案二、三:第二流向控制阀7-2关闭,第九流向控制阀7-9工作,起节流作用;

[0175] (3)快速生产生活热水

[0176] 方案一、二 :第二流向控制阀7-2、第九流向控制阀7-9关闭;

[0177] (4)夏季按用户需要同时制冷和生产生活热水

[0178] 方案一、二 :第二流向控制阀7-2关闭,第九流向控制阀7-9工作,起节流作用;

[0179] (5)冬季单纯供暖

[0180] 方案一、二 :第二流向控制阀7-2全开,第九流向控制阀7-9关闭;

[0181] 方案三、四:第二流向控制阀7-2关闭,第九流向控制阀7-9全开;

[0182] (6)冬季供暖同时回收高温制冷剂液体显热

[0183] 方案一、二 :第二流向控制阀7-2全开,第九流向控制阀7-9关闭;

[0184] (7)冬季按用户需要同时供暖和生产生活热水

[0185] 方案一、二 :第二流向控制阀7-2关闭,第九流向控制阀7-9全开;

[0186] (8)冬季逆循环热气除霜

[0187] 第二流向控制阀7-2和第九流向控制阀7-9的工作状况与上述夏季单纯制冷工况方案一、二相同,即:第二流向控制阀7-2工作,起节流作用,第九流向控制阀7-9关闭。

[0188] 以上实施例2至实施例6所述的方案也能够用于实施例7。

[0189] 上述所有方案中,也能够采用电磁阀替代所述的一个或多个单向阀、甚至所有单向阀。如图11所示,第一单向阀91和第二单向阀92也能够被一个第二三通阀14所替代, 该第二三通阀14的常开节点A4与第六十一管道61相连,第二三通阀14 二个换向节点中的任意一个换向节点B4与第三单向阀93入口端相连,第二三通阀14的另一个换向节点C4 与第四单向阀94出口端相连,第四十一管道42与第三单向阀93入口端和第二三通阀14换向节点B4之间的管道相连,第三十一管道31与第四单向阀94出口端和第二三通阀14换向节点C4之间的管道相连。第二三通阀14能够采用三通电磁阀,或使用三通流量调节阀。

[0190] 上述所有方案中,所述流向控制阀同样能够采用电磁阀;用户侧换热器3除了能使用制冷剂-空气换热器以外,也能够采用制冷剂-水换热器或其它种类的换热器;热源侧换热器2除了能使用制冷剂-空气换热器以外,也能够采用制冷剂-土壤换热器、制冷剂-水换热器、蒸发式换热器、太阳能集热器的任意一种或多种的组合,另外,也能使用其它种类的换热器;第二换热器6除了能使用制冷剂-水换热器以外,第二换热器6也能够采用制冷剂-空气换热器、或根据使用需要的其它种类的换热器。

[0191] 压缩机构1除了能够采用以上所述的压缩机构以外,也能够使用其它的压缩机构;或者使用涡旋压缩机,或螺杆压缩机,或其它种类的压缩机。

Claims (10)

1. 一种空调热泵装置,包括压缩机构(1)、热源侧换热器O)、用户侧换热器(3)、第二换热器(6)、第二节流机构(5)、四通阀(100)、第一流向控制阀(7-1)、第二流向控制阀 (7-2)、第九流向控制阀(7-9)、第一单向阀(91)、第二单向阀(92)、第三单向阀(93)和第四单向阀(94);其特征是:该空调热泵装置还包括经济器(11)、第三节流机构(8)、第五单向阀(95)、第六单向阀(96)、第七单向阀(97)和第八单向阀(98),所述压缩机构(1)有三个连接口,S卩:第一吸气口(A)、第二吸气口(C)、排气口⑶;所述四通阀(100)设有四个节点,四通阀(100)第一节点(101)通过第六十管道(60)与压缩机构⑴的排气口⑶相连,四通阀(100)第二节点(103)通过第六十三管道(63)与压缩机构(1)的第一吸气口 (A)相连,四通阀(100)第三节点(102)通过第六十四管道(64)与用户侧换热器(3) —端相连,四通阀(100)第四节点(104)依次通过第六十一管道(61)、第一单向阀(91)入口端、 第一单向阀(91)出口端、第四单向阀(94)出口端、第四单向阀(94)入口端、第六十二管道 (62)、第二流向控制阀(7-2)与用户侧换热器(3)另一端相连,所述第二单向阀(92)出口端与四通阀(100)和第一单向阀(91)入口端之间的第六十一管道(61)相连,第二单向阀 (92)入口端通过第三单向阀(93)入口端、第三单向阀(93)出口端与第四单向阀(94)入口端和第二流向控制阀(7-¾之间的第六十二管道(6¾相连,所述第一单向阀(91)出口端与第四单向阀(94)出口端之间的管道依次通过第三十一管道(31)、第二换热器(6)、第四十二管道(42)、第五单向阀(95)入口端、第五单向阀(95)出口端、第六单向阀(96)出口端、第六单向阀(96)入口端、第四十五管道(45)、热源侧换热器O)、第四十一管道Gl)与第二单向阀(9¾入口端和第三单向阀(9¾入口端之间的管道相连,所述第五单向阀(95) 出口端和第六单向阀(96)出口端之间的管道依次通过第四十六管道(46)、经济器(11)高压侧入口端、经济器(11)高压侧出口端、第四十七管道(47)、第二节流机构(¾与热源侧换热器(¾和第六单向阀(96)入口端之间的第四十五管道0¾相连,所述第七单向阀(97) 出口端与经济器(11)高压侧入口端的第四十六管道G6)相连,第七单向阀(97)入口端通过第九流向控制阀(7-9)与用户侧换热器C3)和第二流向控制阀(7-¾之间的管道相连, 所述第八单向阀(98)入口端与经济器(11)高压侧出口端和第二节流机构(¾之间的第四十七管道G7)相连,第八单向阀(98)出口端与第七单向阀(97)入口端和第九流向控制阀(7-9)之间的管道相连,所述第三节流机构(8) —端与经济器(11)高压侧入口端的第四十六管道G6)或经济器(11)高压侧出口端的第四十七管道G7)相连,第三节流机构 (8)另一端通过经济器(11)低压侧入口端、经济器(11)低压侧出口端、第六十五管道(65) 与所述压缩机构(1)的第二吸气口(C)相连,第一流向控制阀(7-1) —端与用户侧换热器 (3)和四通阀(100)之间的第六十四管道(64)相连,第一流向控制阀(7-1)另一端与第二流向控制阀(7-2)和第四单向阀(94)入口端之间的第六十二管道(62)或第三单向阀(93) 出口端和第四单向阀(94)入口端之间的管道相连。
2.根据权利要求1所述的空调热泵装置,其特征在于第一节流机构(4) 一端与用户侧换热器C3)相连,第一节流机构(4)另一端同时与第二流向控制阀(7-¾和第九流向控制阀(7-9)相连。
3.根据权利要求1所述的空调热泵装置,其特征在于所述第二换热器(6) —端通过第三十一管道(31)与第一单向阀(91)出口端和第四单向阀(94)出口端之间的管道相连,第二换热器(6)另一端通过第四十二管道0¾与第一三通阀(1¾的常开节点(Α;?)相连,第一三通阀(1¾ 二个换向节点中的任意一个节点(O)通过第四十八管道08)与所述第五单向阀(95)入口端相连,第一三通阀(13)另一个换向节点(B3)与第四十一管道Gl)相连。
4.根据权利要求1所述的空调热泵装置,其特征在于所述热源侧换热器(2) —端与第四十五管道0¾相连,热源侧换热器(¾另一端通过第四十九管道G9)与第一三通阀 (13)的常开节点(A3)相连,第一三通阀(13) 二个换向节点中的任意一个节点(B3)通过第四十一管道Gl)与第二单向阀(9¾入口端和第三单向阀(9¾入口端之间的管道相连,第一三通阀(13)另一个换向节点(C3)与第二换热器(6)和第五单向阀(95)之间的第四十二管道0¾相连,所述第五单向阀(%)被流向控制阀所替代。
5.根据权利要求1所述的空调热泵装置,其特征在于所述压缩机构(1)由低压压缩机 (1-1)、高压压缩机(1-2)、第九单向阀(9A)、补气口 (D)组成,所述低压压缩机(1-1)入口端与第一吸气口(A)相连,低压压缩机(1-1)出口端依次通过高压压缩机(1-2)入口端、 高压压缩机(1-2)出口端与排气口⑶相连,所述第九单向阀(9A)入口端与低压压缩机 (1-1)出口端和高压压缩机(1-2)入口端之间的管道相连,第九单向阀(9A)出口端与高压压缩机(1-2)出口端和排气口(B)之间的管道相连,第二吸气口(C)与补气口(D)相连,所述补气口(D)设置于低压压缩机(1-1)出口端和高压压缩机(1-2)入口端之间的管道、低压压缩机(1-1)入口端和第一吸气口(A)之间的管道、低压压缩机(1-1)的中间补气口三者之中任意一处。
6.根据权利要求1所述的空调热泵装置,其特征在于所述压缩机构(1)由低压压缩机 (1-1)、高压压缩机(1-2)、第九单向阀(9A)、补气口 (D)组成,所述低压压缩机(1-1)入口端与第一吸气口(A)相连,低压压缩机(1-1)出口端依次通过高压压缩机(1-2)入口端、 高压压缩机(1-2)出口端与排气口⑶相连,所述第九单向阀(9A)出口端与低压压缩机 (1-1)出口端和高压压缩机(1-¾入口端之间的管道相连,第九单向阀(9A)入口端与低压压缩机(1-1)入口端和第一吸气口(A)之间的管道相连,第二吸气口(C)与补气口(D)相连,所述补气口(D)设置于低压压缩机(1-1)入口端和第一吸气口(A)之间的管道或低压压缩机(1-1)出口端和高压压缩机(1-¾入口端之间的管道上。
7.根据权利要求1所述的空调热泵装置,其特征在于所述压缩机构(1)由低压压缩机 (1-1)、高压压缩机(1-2)、第九单向阀(9A)、第十单向阀(9B)、补气口 (D)组成,所述低压压缩机(1-1)入口端与第一吸气口(A)相连,低压压缩机(1-1)出口端依次通过第十单向阀(9B)入口端、第十单向阀(9B)出口端、高压压缩机(1-2)入口端、高压压缩机(1-2)出口端与排气口(B)相连,所述第九单向阀(9A)出口端与第十单向阀(9B)出口端和高压压缩机(1-¾入口端之间的管道相连,第九单向阀(9A)入口端与低压压缩机(1-1)入口端和第一吸气口(A)之间的管道相连,第二吸气口(C)与补气口(D)相连,所述补气口(D)设置于低压压缩机(1-1)入口端和第一吸气口(A)之间的管道、低压压缩机(1-1)出口端和第十单向阀(9B)入口端之间的管道、第十单向阀(9B)出口端和高压压缩机(1-2)入口端之间的管道的任意一根上。
8.根据权利要求1所述的空调热泵装置,其特征在于所述压缩机构(1)由低压压缩机 (1-1)、高压压缩机(1-2)、第十一单向阀(9C)、第十二单向阀(9D)、补气口 (D)、第八流向控制阀(7-8)组成,所述低压压缩机(1-1)入口端与第一吸气口(A)相连,低压压缩机(1-1)出口端通过第十一单向阀(9C)入口端、第十一单向阀(9C)出口端与排气口(B)相连,第十二单向阀(9D)入口端与低压压缩机(1-1)入口端和第一吸气口(A)之间的管道相连,第十二单向阀(9D)出口端通过高压压缩机(1-¾入口端、高压压缩机(1-2)出口端与第十一单向阀(9C)出口端和排气口(B)之间的管道相连,第八流向控制阀(7-8) —端与低压压缩机(1-1)出口端和第十一单向阀(9C)入口端之间的管道相连,第八流向控制阀(7-8)另一端与第十二单向阀(9D)出口端和高压压缩机(1-¾入口端之间的管道相连,第二吸气口 (C)与补气口(D)相连,所述补气口(D)设置于第十二单向阀(9D)出口端和第八流向控制阀(7-8)之间的管道或第十二单向阀(9D)出口端和高压压缩机(1-¾入口端之间的管道上。
9.根据权利要求1所述的空调热泵装置,其特征在于所述压缩机构(1)由低压压缩机 (1-1)、高压压缩机(1-2)、补气口(D)组成,所述低压压缩机(1-1)入口端与第一吸气口 (A)相连,低压压缩机(1-1)出口端依次通过高压压缩机(1-¾入口端、高压压缩机(1-2) 出口端与排气口(B)相连,第二吸气口(C)与补气口(D)相连,所述补气口(D)设置于低压压缩机(1-1)出口端和高压压缩机(1-¾入口端之间的管道、低压压缩机(1-1)入口端和第一吸气口(A)之间的管道、低压压缩机(1-1)的中间补气口三者之中任意一处。
10.根据权利要求1所述的空调热泵装置,其特征在于所述第一单向阀(91)、第二单向阀(9¾被第二三通阀(14)所替代,所述第二三通阀(14)常开节点(A4)与第六十一管道(61)相连,第二三通阀(14) 二个换向节点中的任意一个换向节点(B4)与第三单向阀 (93)入口端相连,第二三通阀(14)另一个换向节点(C4)与第四单向阀(94)出口端相连, 第四十一管道G2)与第三单向阀(93)入口端和第二三通阀(14)换向节点(B4)之间的管道相连,第三十一管道(31)与第四单向阀(94)出口端和第二三通阀(14)换向节点(C4) 之间的管道相连。
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