CN101839588A - 高温出水全热回收三联供机组 - Google Patents

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顾卫平
吕尚彪
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Abstract

本发明涉及一种提供满足国家生活用水标准的高温出水全热回收三联供机组，包括压缩机、生活用水换热器、环境侧换热器、空调侧换热器、储液器、经济器、节流器与气液分离器，本发明可在制冷、制热、制热水与制冷制热水四种运行模式下高效运行，并在制热或制热水时均可提供可达65℃的高温热水，制热时提供高温热水主要用于辐射采暖，制热水时提供高温热水主要用于提供符合国家卫生标准的生活用水，是一款真正意义上的三联供机组。

Description

高温出水全热回收三联供机组
技术领域
本发明涉及一种提供满足国家生活用水标准的高温出水全热回收三联供机组，属于中央空调及热泵热水器技术领域。
背景技术
中央空调利用热泵原理制取空调冷冻水或热水，再通过水泵送到各末端。实现室内温度的恒定。热泵热水机组利用了空调热泵运行的原理，制取的卫生用水。
由于中央空调在夏天制取空调冷冻水时，排放出大量的热量；而热泵热水机组在制热水时排放出的冷量。如能将二者高效结合是业界近年来研究的课题，并已有部分热回收和全热回收两大类产品出现。
部分热回收机组结构如附图1，它能实现制冷时部分热回收，制热时分走一部分制热量，不能实现单制热水。无需热水时，由于冷凝器上串联了一个附加换热器，增加了冷凝器阻力，仅作空调运行时，会比一般空调能效低。所以虽然做到了热回收，但用作户式机其综合能效不一定会提高，且用户还需配其他热水器用于不用空调季节制热水。
普通全热回收目前种类较多，如水源热泵机组采用水路切换，但阀件太多，对小型机来说成本太高，且不能制取65℃以上的热水。另外还有一些制冷剂回路切换的机组，大部分是采用简单得电磁阀与单向阀组合来实现制冷剂气液路切换，系统的可靠性有待提高，且不能制取65℃以上的热水。
如何能提供一种全热回收三联供机组，既可用作空调，制冷时能同时制热水，实现全热回收，同时全年可提供65℃符合国家卫生标准生活用水，又确保全工况高能效可靠运行。是业内迫切需要解决的问题。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种可在制冷、制热、制热水、制冷制热水四种运行模式下高能效运行并能全年提供65℃符合国家卫生标准生活用水的高温出水全热回收三联供机组。
按照本发明提供的技术方案，所述高温出水全热回收三联供机组，包括压缩机、四通阀、生活用水换热器、环境侧换热器、空调侧换热器、储液器、经济器、电子膨胀阀、节流器与气液分离器。压缩机的排气口通过管道连接第一四通阀的D端口，第一四通阀的C端口通过管道连接第二四通阀的D端口，第一四通阀的S端口通过管道与第二四通阀的S端口并接后接到气液分离器的进口端，气液分离器的出口端通过管道连接压缩机的吸气口端，第一四通阀的E端口通过管道连接空调侧换热器的气口端，第二四通阀的C端口通过管道连接环境侧换热器的气口端，第二四通阀的E端口通过管道连接生活用水换热器的气口端；
空调侧换热器的液口端通过管道分两路：一路通过管道连接第四单向阀的进口，另一路通过管道连接第五单向阀的出口；环境侧换热器的液口端通过管道分两路：一路通过管道连接第二单向阀的进口端，另一路通过管道连接第三单向阀的出口端；生活用水换热器的液口端通过管道连接第一单向阀的进口；
第一、二、四单向阀的出口端通过管道并接后连接储液器的进口端，储液器的出口端上连接的管道一分为二后形成主路管道与辅路管道，储液器出口端上的辅路管道连接电子膨胀阀的进口端，电子膨胀阀的出口端通过管道连接经济器的第一进口端，经济器的第一出口端通过管道连接压缩机的补气口；
储液器出口端上的主路管道连接经济器的第二进口端，经济器的第二出口端通过管道连接节流器的进口端，节流器的出口端通过管道分两路：一路通过管道连接第一电磁阀的进口端，第一电磁阀的出口端通过管道连接第三单向阀的进口端；另一路通过管道连接第二电磁阀的进口端，第二电磁阀的出口端通过管道连接第五单向阀的进口端。
所述压缩机为补气增焓全封闭涡旋压缩机。
所述节流器是热力膨胀阀或电子膨胀阀。
所述经济器为板式换热器或套管换热器。
所述环境侧换热器为空气-氟换热器中的翅片换热器、或水-氟换热器中的板式换热器或套管换热器。
所述空调换热器为板式换热器或套管换热器。
所述生活用水换热器为板式换热器或为套管换热器。
本发明可在制冷、制热、制热水与制冷制热水四种运行模式下高效运行，并在制热或制热水时均可提供可达65℃的高温热水，制热时提供高温热水主要用于辐射采暖，制热水时提供高温热水主要用于提供符合国家卫生标准的生活用水，是一款真正意义上的三联供机组。
附图说明
图1是现有技术描述的部分热回收机组结构示意图。
图2是本发明的整体结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体附图和实施例对本发明作进一步说明。
如图所示：所述高温出水全热回收三联供机组，包括压缩机1、四通阀2、四通阀3、生活用水换热器4、环境侧换热器5、空调侧换热器6、储液器12、经济器14、电子膨胀阀13、节流器15与气液分离器18。压缩机的排气口通过管道连接第一四通阀2的D端口，第一四通阀2的C端口通过管道连接第二四通阀3的D端口，第一四通阀2的S端口通过管道与第二四通阀3的S端口并接后接到气液分离器18的进口端，气液分离器18的出口端通过管道连接压缩机1的吸气口端，第一四通阀2的E端口通过管道连接空调侧换热器6的气口端，第二四通阀3的C端口通过管道连接环境侧换热器5的气口端，第二四通阀3的E端口通过管道连接生活用水换热器4的气口端；
空调侧换热器6的液口端通过管道分两路：一路通过管道连接第四单向阀10的进口，另一路通过管道连接第五单向阀11的出口；环境侧换热器5的液口端通过管道分两路：一路通过管道连接第二单向阀8的进口端，另一路通过管道连接第三单向阀9的出口端；生活用水换热器4的液口端通过管道连接第一单向阀7的进口；
第一单向阀7、第二单向阀8、第四单向阀10的出口端通过管道并接后连接储液器12的进口端，储液器12的出口端上连接的管道一分为二后形成主路管道与辅路管道，储液器12出口端上的辅路管道连接电子膨胀阀13的进口端，电子膨胀阀13的出口端通过管道连接经济器14的第一进口端，经济器14的第一出口端通过管道连接压缩机1的补气口；
储液器12出口端上的主路管道连接经济器12的第二进口端，经济器14的第二出口端通过管道连接节流器15的进口端，节流器15的出口端通过管道分两路：一路通过管道连接第一电磁阀16的进口端，第一电磁阀16的出口端通过管道连接第三单向阀9的进口端；另一路通过管道连接第二电磁阀17的进口端，第二电磁阀17的出口端通过管道连接第五单向阀11的进口端。
所述压缩机1为补气增焓全封闭涡旋压缩机。
所述节流器15是热力膨胀阀或电子膨胀阀。
所述经济器14为板式换热器或套管换热器。
所述环境侧换热器5为空气-氟换热器中的翅片换热器、或水-氟换热器中的板式换热器或套管换热器。
所述空调换热器6为板式换热器或套管换热器。
所述生活用水换热器4为板式换热器或为套管换热器。
本发明的工作过程如下：
制冷时，压缩机1排出的气体经过第一四通阀2的D端口、第一四通阀2的C端口、第二四通阀3的D端口、第二四通阀3的C端口进入环境侧换热器5冷凝后通过第二单向阀8进入储液器12，储液器12的出口管道分成二路：一路为主路，另一路为辅路。
辅路制冷剂经电子膨胀阀13节流后进入经济器14蒸发冷却主路液态制冷剂后进入压缩机1的补气口；
主路制冷剂经经济器14过冷后再经节流器15节流后通过第二电磁阀17、第五单向阀11进入空调换热器6蒸发后经第一四通阀2的E端口、第一四通阀2的S端口、汽液分离器18回到压缩机1进气口，如此循环。同时生活用水换热器4如有制冷剂也通过第二四通阀3的E端口、第二四通阀3的S端口进入汽液分离器18回到压缩机1进气口。保证系统制冷剂量的稳定。
制热时，压缩机1排出的气体经过第一四通阀2的D端口、第一四通阀2的E端口进入空调侧换热器6冷凝后通过第四单向阀10、储液器12分成二路：一路为主路，另一路为辅路。辅路制冷剂经电子膨胀阀13节流后进入经济器14蒸发冷却主路液态制冷剂后进入压缩机1补气口；主路制冷剂经经济器14过冷后再经节流器15节流后通过第一电磁阀16、第三单向阀9进入环境侧换热器5蒸发后经第二四通阀2的C端口、第二四通阀2的S端口、汽液分离器18回到压缩机1进气口，如此循环。同时生活用水换热器4如有制冷剂也通过第二四通阀3的E端口、第二四通阀3的D端口、第一四通阀2的C端口、第一四通阀2的S端口进入汽液分离器18回到压缩机1进气口。保证系统制冷剂量的稳定。
制热水时，压缩机1排出的气体经过第一四通阀2的D端口、第一四通阀2的C端口、第二四通阀3的D端口、第二四通阀3的E端口进入生活用水换热器4冷凝后通过第一单向阀7、储液器12分成二路：一路为主路，另一路为辅路。辅路制冷剂经电子膨胀阀13节流后进入经济器14蒸发冷却主路液态制冷剂后进入压缩机1补气口；主路制冷剂经经济器14过冷后再经节流器15节流后通过第一电磁阀16、第三单向阀9进入环境侧换热器5蒸发后经第二四通阀3的C端口、第二四通阀3的S端口、汽液分离器18回到压缩机1进气口，如此循环。同时空调换热器6如有制冷剂也通过第一四通阀2的E端口、第一四通阀2的S端口进入汽液分离器18回到压缩机1进气口。保证系统制冷剂量的稳定。
制冷制热水时，压缩机1排出的气体经过第一四通阀2的D端口、第一四通阀2的C端口、第二四通阀3的D端口、第二四通阀3的E端口进入生活用水换热器4冷凝后通过第一单向阀7、储液器12分成二路：一路为主路，另一路为辅路。辅路制冷剂经电子膨胀阀13节流后进入经济器14蒸发冷却主路液态制冷剂后进入压缩机1的补气口；主路制冷剂经经济器14过冷后再经节流器15节流后通过第二电磁阀17、第五单向阀11进入空调换热器6蒸发后经第一四通阀2的E端口、第一四通阀2的S端口、汽液分离器18回到压缩机1的进气口，如此循环。同时环境侧换热器5如有制冷剂也通过第二四通阀3的C端口、第二四通阀3的S端口进入汽液分离器18回到压缩机1进气口。保证系统制冷剂量的稳定。
本发明通过补气增焓压缩机1，搭建准二级蒸汽压缩循环，通过控制电子膨胀阀13调节补气量：在排气温度不高时，由过热度控制电子膨胀阀13调节补气量，确保最大限度提高能效；在排气温度较高时，由排气温度控制第一电子膨胀阀13调节补气量，确保排气温度在一个安全的范围内，实现全年、全天候制取高温热水；利用换向阀制冷剂气路切换、电磁阀液路切换实现能量回收三联供。

Claims (7)

1.一种高温出水全热回收三联供机组，包括压缩机(1)、四通阀(2)、四通阀(3)、生活用水换热器(4)、环境侧换热器(5)、空调侧换热器(6)、储液器(12)、经济器(14)、电子膨胀阀(13)、节流器(15)与气液分离器(18)。压缩机的排气口通过管道连接第一四通阀(2)的D端口，第一四通阀(2)的C端口通过管道连接第二四通阀(3)的D端口，第一四通阀(2)的S端口通过管道与第二四通阀(3)的S端口并接后接到气液分离器(18)的进口端，气液分离器(18)的出口端通过管道连接压缩机(1)的吸气口端，第一四通阀(2)的E端口通过管道连接空调侧换热器(6)的气口端，第二四通阀(3)的C端口通过管道连接环境侧换热器(5)的气口端，第二四通阀(3)的E端口通过管道连接生活用水换热器(4)的气口端；
空调侧换热器(6)的液口端通过管道分两路：一路通过管道连接第四单向阀(10)的进口，另一路通过管道连接第五单向阀(11)的出口；环境侧换热器(5)的液口端通过管道分两路：一路通过管道连接第二单向阀(8)的进口端，另一路通过管道连接第三单向阀(9)的出口端；生活用水换热器(4)的液口端通过管道连接第一单向阀(7)的进口；
第一单向阀(7)、第二单向阀(8)、第四单向阀(10)的出口端通过管道并接后连接储液器(12)的进口端，储液器(12)的出口端上连接的管道一分为二后形成主路管道与辅路管道，储液器(12)出口端上的辅路管道连接电子膨胀阀(13)的进口端，电子膨胀阀(13)的出口端通过管道连接经济器(14)的第一进口端，经济器(14)的第一出口端通过管道连接压缩机(1)的补气口；
储液器(12)出口端上的主路管道连接经济器(12)的第二进口端，经济器(14)的第二出口端通过管道连接节流器(15)的进口端，节流器(15)的出口端通过管道分两路：一路通过管道连接第一电磁阀(16)的进口端，第一电磁阀(16)的出口端通过管道连接第三单向阀(9)的进口端；另一路通过管道连接第二电磁阀(17)的进口端，第二电磁阀(17)的出口端通过管道连接第五单向阀(11)的进口端。
2.如权利要求1所述的高温出水全热回收三联供机组，其特征是：所述压缩机(1)为补气增焓全封闭涡旋压缩机。
3.如权利要求1所述的高温出水全热回收三联供机组，其特征是：所述节流器(15)是热力膨胀阀或电子膨胀阀。
4.如权利要求1所述的高温出水全热回收三联供机组，其特征是：所述经济器(14)为板式换热器或套管换热器。
5.如权利要求1所述的高温出水全热回收三联供机组，其特征是：所述环境侧换热器(5)为空气-氟换热器中的翅片换热器、或水-氟换热器中的板式换热器或套管换热器。
6.如权利要求1所述的高温出水全热回收三联供机组，其特征是：所述空调侧换热器(6)为板式换热器或套管换热器。
7.如权利要求1所述的高温出水全热回收三联供机组，其特征是：所述生活用水换热器(10)为板式换热器或为套管换热器。
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