CN101949615B - 空调制冷设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种空调制冷设备,包括压缩机构、四通阀、用户侧换热器、热源侧换热器、热水加热器、第一节流机构、第二节流机构、第一单向阀、第二单向阀、第三单向阀、第一流向控制阀和第二流向控制阀;四通阀的高压节点通过第六十管道与压缩机构出口端相连,四通阀的低压节点通过第六十三管道与压缩机构入口端相连,四通阀二个换向节点中的任意一个节点依次通过第六十四管道、用户侧换热器、第一节流机构、第六十五管道、第三单向阀出口端、第三单向阀入口端、第六十六管道、第二单向阀入口端、第二单向阀出口端、第六十一管道与四通阀的另一个换向节点相连。结构简单,工作可靠,成本低廉,能实现制冷、供暖和生产热水等多种功能。
Description
技术领域
本发明涉及一种具有多种功能的空调制冷设备,属于制冷技术领域。
背景技术
一直以来由压缩机构、四通换向机构、热源侧换热器、用户侧换热器和节流机构所组成的冬夏季两用空调制冷设备,在用于制冷时,利用用户侧换热器对室内空气进行冷却或生产冷冻水,制冷所产生的冷凝热通过热源侧换热器排入环境(如:室外空气、地表水、地下水或土壤等);用于制热时,利用热源侧换热器从环境处吸取热量,再通过用户侧换热器生产热水或对室内空气进行加热。众所周知,上述空调制冷设备在工作时,只能满足制冷或加热的单一需求,无法在全年运行过程中,满足用户的制冷、供暖、生活热水需求。
发明内容
本发明的目的是提供一种能在全年运行过程中,满足用户的制冷、供暖、生活热水需求的空调制冷设备。
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:
1、一种空调制冷设备,包括压缩机构、四通阀、用户侧换热器、热源侧换热器和第一节流机构,其特征是:该空调制冷设备还包括第二节流机构、热水加热器、第一单向阀、第二单向阀、第三单向阀、第一流向控制阀和第二流向控制阀;所述四通阀的高压节点通过第六十管道与压缩机构出口端相连,四通阀的低压节点通过第六十三管道与压缩机构入口端相连,四通阀二个换向节点中的任意一个节点依次通过第六十四管道、用户侧换热器、第一节流机构、第六十五管道、第三单向阀出口端、第三单向阀入口端、第六十六管道、第二单向阀入口端、第二单向阀出口端、第六十一管道与四通阀的另一个换向节点相连,所述第一单向阀入口端与第六十一管道相连,第一单向阀出口端依次通过第六十九管道、热水加热器、第六十八管道、第二节流机构、热源侧换热器、第七十管道与所述第三单向阀入口端和第二单向阀入口端之间的第六十六管道相连,所述第一流向控制阀一端与第一单向阀出口端和热水加热器之间的第六十九管道相连,第一流向控制阀另一端通过第六十二管道与第六十四管道相连,所述第二流向控制阀一端与第二节流机构和热水加热器之间的第六十八管道相连,第二流向控制阀另一端与第一节流机构和第三单向阀出口端之间的第六十五管道相连。
2、一种空调制冷设备,包括压缩机构、四通阀、用户侧换热器、热源侧换热器和第一节流机构,其特征是:该空调制冷设备还包括第二节流机构、第三节流机构、热水加热器、 第一单向阀、第二单向阀、第三单向阀、第一流向控制阀和第二流向控制阀;所述四通阀的高压节点通过第六十管道与压缩机构出口端相连,四通阀的低压节点通过第六十三管道与压缩机构入口端相连,四通阀二个换向节点中的任意一个节点依次通过第六十四管道、用户侧换热器、第一节流机构、第六十五管道、第三单向阀出口端、第三单向阀入口端、第六十六管道、第二单向阀入口端、第二单向阀出口端、第六十一管道与四通阀的另一个换向节点相连,所述第一单向阀入口端与第六十一管道相连,第一单向阀出口端依次通过第六十九管道、热水加热器、第三节流机构、第六十八管道、第二节流机构、热源侧换热器、第七十管道与所述第三单向阀入口端和第二单向阀入口端之间的第六十六管道相连,所述第一流向控制阀一端与第一单向阀出口端和热水加热器之间的第六十九管道相连,第一流向控制阀另一端通过第六十二管道与第六十四管道相连,所述第二流向控制阀一端与第二节流机构和第三节流机构之间的第六十八管道相连,第二流向控制阀另一端与第一节流机构和第三单向阀出口端之间的第六十五管道相连。
3、一种空调制冷设备,包括压缩机构、四通阀、用户侧换热器、热源侧换热器和第一节流机构,其特征是:该空调制冷设备还包括第二节流机构、第三节流机构、热水加热器、第二单向阀、第三单向阀和第二流向控制阀;所述四通阀的高压节点通过第六十管道与压缩机构出口端相连,四通阀的低压节点通过第六十三管道与压缩机构入口端相连,四通阀二个换向节点中的任意一个节点依次通过第六十四管道、用户侧换热器、第一节流机构、第六十五管道、第三单向阀出口端、第三单向阀入口端、第六十六管道、第二单向阀入口端、第二单向阀出口端、第六十一管道与四通阀的另一个换向节点相连,所述热水加热器一端通过第五十九管道与四通阀的高压节点和压缩机构出口端之间的第六十管道相连,所述热水加热器另一端依次通过第三节流机构、第六十八管道、第二节流机构、热源侧换热器、第七十管道与所述第三单向阀入口端和第二单向阀入口端之间的第六十六管道相连,所述第二流向控制阀一端与第二节流机构和第三节流机构之间的第六十八管道相连,第二流向控制阀另一端与第一节流机构和第三单向阀出口端之间的第六十五管道相连。
4、一种空调制冷设备,包括压缩机构、四通阀、用户侧换热器、热源侧换热器和第一节流机构,其特征是:该空调制冷设备还包括第二节流机构、第三节流机构、热水加热器、第二单向阀、第三单向阀和第二流向控制阀;所述四通阀的高压节点通过第六十管道与压缩机构出口端相连,四通阀的低压节点通过第六十三管道与压缩机构入口端相连,四通阀二个换向节点中的任意一个节点依次通过第六十四管道、用户侧换热器、第一节流机构、第六十五管道、第三单向阀出口端、第三单向阀入口端、第六十六管道、第二单向阀入口端、第二单向阀出口端、第六十一管道与四通阀的另一个换向节点相连,所述第三节流机构一端通过第五十九管道与四通阀的高压节点和压缩机构出口端之间的第六十管道相连,所述第三节流机构另一端依次通过热水加热器、第六十八管道、第二节流机构、热源侧换热器、第七十管道与所述第三单向阀入口端和第二单向阀入口端之间的第六十六管道相连,所述第二流向控制阀一端与第二节流机构和热水加热器之间的第六十八管道相连,第二流向控制阀另一端与第一节流机构和第三单向阀出口端之间的第六十五管道相连。
本发明与现有技术相比,其有益效果是:
1.在运行过程中,可以根据需要实现多种功能,生产热水、制冷、供暖;
2.可以回收利用空调制冷设备在运行过程中所产生的低温余热;
3.结构简单,工作可靠,成本低廉;
4.本发明适用于工业和民用的空调制冷设备,特别适用于有制冷、供暖和生活热水需求的场合。
附图说明
图1是本发明实施例1结构示意图;
图2是本发明实施例2结构示意图;
图3是本发明实施例3结构示意图;
图4是本发明实施例4结构示意图;
图5是本发明实施例5结构示意图;
图6是本发明实施例6结构示意图;
图7是本发明实施例7结构示意图;
图8是本发明实施例8结构示意图;
图9是本发明实施例9结构示意图;
图10是本发明实施例10结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明内容作进一步详细说明。
实施例1
如图1所示,本实施例是一种空调热水器,用于全年有制冷、供暖和热水需求的场合。整个设备包括以下组成部分:压缩机构1、四通阀2、第一节流机构5、第二节流机构6、第一单向阀21、第二单向阀22、第三单向阀23、第一流向控制阀41、第二流向控制阀42、用户侧换热器3、热源侧换热器4和热水加热器8;第一节流机构5、第二节流机构6、第一流向控制阀41为电子膨胀阀;第二流向控制阀42为电磁阀;用户侧换热器3夏天作为蒸发器,为用户制冷,冬天作为冷凝器,为用户供暖;热源侧换热器4既可以作为冷凝器,向环境散发制冷所产生的冷凝热,也可以作为蒸发器,从环境中吸收热量,为用户供暖或生产热水;热水加热器8全年为用户生产热水。该空调热泵设备可以实现多种功能,各功能下的工作流程分别如下所述。
(1)制冷兼全热回收
在此功能下,热水加热器8利用制冷所产生的全部冷凝热生产热水;用户侧换热器3为用户供冷。
工作时,第一节流机构5正常工作,第二节流机构6、第一流向控制阀41关闭,第二流向控制阀42全开。其工作流程是:制冷剂从压缩机构1出口端排出后,依次经过第六十管道60、四通阀2高压节点71、换向节点72、第六十一管道61、第一单向阀21、第六十九管道69、热水加热器8、第六十八管道68、第二流向控制阀42、第六十五管道65、第一节流机构5、用户侧换热器3、第六十四管道64、换向节点74、四通阀2低压节点73、第六十三管道63,回到压缩机构1入口端。
(2)制冷兼部份热回收
在此功能下,热水加热器8利用制冷所产生的部份冷凝热生产热水,另一部份冷凝热通过热源侧换热器4排入环境,用户侧换热器3为用户供冷。
工作时,第一节流机构5正常工作,第二节流机构6全开;第一流向控制阀41、第二流向控制阀42关闭。其工作流程是:制冷剂从压缩机构1出口端排出后,依次经过第六十管道60、四通阀2高压节点71、换向节点72、第六十一管道61、第一单向阀21、第六十九管道69、热水加热器8、第六十八管道68、第二节流机构6、热源侧换热器4、第七十管道70、第六十六管道66、第三单向阀23、第六十五管道65、第一节流机构5、用户侧换热器3、第六十四管道64、换向节点74、四通阀2低压节点73、第六十三管道63,回到压缩机构1入口端。
(3)单独生产热水
在此功能下,热源侧换热器4从环境中吸取热量,利用吸取的热量,在热水加热器8中生产热水。
工作时,第一节流机构5关闭,第二节流机构6正常工作;第一流向控制阀41和第二流向控制阀42全开。其工作流程是:制冷剂从压缩机构1出口端排出后,依次经过第六十管道60、四通阀2高压节点71、换向节点74、第六十四管道64、第六十二管道62、第一流向控制阀41、第六十九管道69、热水加热器8、第六十八管道68、第二节流机构6、热源侧换热器4、第七十管道70、第六十六管道66、第二单向阀22、第六十一管道61、换向节点72、四通阀2低压节点73、第六十三管道63,回到压缩机构1入口端。
(4)单独供暖
在此功能下,热源侧换热器4从环境中吸取热量,利用吸取的热量,在用户侧换热器3中为用户供暖。
工作时,第一节流机构5全开,第二节流机构6正常工作;第一流向控制阀41关闭,第二流向控制阀42全开。其工作流程是:制冷剂从压缩机构1出口端排出后,依次经过第六十管道60、四通阀2高压节点71、换向节点74、第六十四管道64、用户侧换热器3、第一节流机构5、第六十五管道65、第二流向控制阀42、第六十八管道68、第二节流机构6、热源侧换热器4、第七十管道70、第六十六管道66、第二单向阀22、第六十一管道61、换 向节点72、四通阀2低压节点73、第六十三管道63,回到压缩机构1入口端。
(5)同时供暖和生产热水
在此功能下,热源侧换热器4从环境中吸取热量,所吸取的热量,一部份在用户侧换热器3中为用户供暖,另一部份在热水加热器8中生产热水。
工作时,第一节流机构5、第二节流机构6、第一流向控制阀41正常工作,第二流向控制阀42全开;利用第一节流机构5和第一流向控制阀41分别调节通过用户侧换热器3和热水加热器8的制冷剂流量。其工作流程是:制冷剂从压缩机构1出口端排出后,依次经过第六十管道60、四通阀2高压节点71、换向节点74,进入第六十四管道64被分成两路,一路依次经过用户侧换热器3、第一节流机构5、第六十五管道65、第二流向控制阀42进入第六十八管道68,另一路依次经过第六十二管道62、第一流向控制阀41、第六十九管道69、热水加热器8,也进入第六十八管道68,两路在第六十八管道68混合后,再依次经过第二节流机构6、热源侧换热器4、第七十管道70、第六十六管道66、第二单向阀22、第六十一管道61、换向节点72、四通阀2低压节点73、第六十三管道63,回到压缩机构1入口端。
(6)冬季除霜
采用逆循环热气除霜时,其工作流程与制冷兼部份热回收功能相同。
实施例2
如图2所示,本实施例与实施例1的区别是系统中增加了第三流向控制阀43。它的连接方式是:第三流向控制阀43一端与第六十六管道66或第七十管道70相连,第三流向控制阀43另一端通过第六十七管道67有四种连接方式:1)与第六十二管道62相连(图2所示),2)与压缩机构1入口端和四通阀2低压节点73之间的第六十三管道63相连,3)与压缩机构1的中间补气口A相连(图3所示),4)与用户侧换热器3和四通阀2换向节点74之间的第六十四管道64相连,在实际应用时,上述四种连接方式可任意选择其中一种。
图2所示是选择第一种连接方式,即:第三流向控制阀43另一端通过第六十七管道67与第六十二管道62相连。此时,工作过程中,当第三流向控制阀43关闭时,可实现实施例1所述的所有功能;
当第三流向控制阀43全开,且第一流向控制阀41关闭,第二流向控制阀42也全开,第一节流机构5、第二节流机构6正常工作时,还能够实现按用户需要同时制冷和生产热水功能,在此功能下,制冷量和热水量可以根据用户的需要同时独立调节。此时,热源侧换热器4从环境中吸取热量,用户侧换热器3为用户供冷,制冷所产生的冷凝热以及从环境中吸取的热量,在热水加热器8中都用于生产热水。
其工作流程是:制冷剂从压缩机构1出口端排出后,依次经过第六十管道60、四通阀2高压节点71、换向节点72、第六十一管道61、第一单向阀21、第六十九管道69、热水 加热器8,进入第六十八管道68被分成两路,一路依次经过第二流向控制阀42、第六十五管道65、第一节流机构5、用户侧换热器3,进入第六十四管道64,另一路依次经过第二节流机构6、热源侧换热器4、第七十管道70、第六十六管道66、第三流向控制阀43、第六十七管道67、第六十二管道62,也进入第六十四管道64,两路在第六十四管道64混合后,依次经过四通阀2换向节点74、低压节点73、第六十三管道63,再回到压缩机构1入口端。
本实施例以上所述方案适用于本发明的实施例1至7。
实施例3
图3所示,本实施例与实施例1的区别是系统中增加了第三流向控制阀43。它的连接方式是:第三流向控制阀43一端与第六十六管道66或第七十管道70相连,第三流向控制阀43另一端通过第六十七管道67是选择第三种连接方式,即:第三流向控制阀43另一端通过第六十七管道67与压缩机构1的中间补气口A相连。压缩机构1由低压压缩机1-1和高压压缩机1-2组成,此时,低压压缩机1-1入口端通过第六十三管道63与四通阀2低压节点73相连,低压压缩机1-1出口端依次通过中间补气口A、高压压缩机1-2入口端、高压压缩机1-2出口端、第六十管道60与四通阀2的高压节点71相连。
图3所示方案,当第三流向控制阀43关闭时,同样可以实现实施例1所述的所有功能;当第三流向控制阀43全开,且第一流向控制阀41关闭,第二流向控制阀42也全开,第一节流机构5、第二节流机构6正常工作时,与实施例2图2所示方案类似,也能够实现按用户需要同时制冷和生产热水功能。但与实施例2图2所示方案不同的是:本实施例图3所示方案在按用户需要同时制冷和生产热水功能下工作时,能够实现双级压缩制冷热泵循环。图3所示方案在此循环下工作时,一方面,利用中温中压的制冷剂在热源侧换热器4中从环境中吸取热量,另一方面,利用低温低压制冷剂在用户侧换热器3中为用户制冷,为用户制冷所产生的冷凝热以及从环境中吸取的热量,在热水加热器8中都用于生产热水。
双级压缩制冷热泵循环工作时,第一流向控制阀41关闭,第二流向控制阀42、第三流向控制阀43全开,第一节流机构5、第二节流机构6正常工作时。
其工作流程是:制冷剂从高压压缩机1-2出口端排出后,依次经过第六十管道60、四通阀2高压节点71、换向节点72、第六十一管道61、第一单向阀21、第六十九管道69、热水加热器8,进入第六十八管道68被分成两路,一路依次经过第二流向控制阀42、第六十五管道65、第一节流机构5、用户侧换热器3、第六十四管道64、换向节点74、低压节点73、第六十三管道63、低压压缩机1-1,回到压缩机构1的中间补气口A,另一路依次经过第二节流机构6、热源侧换热器4、第七十管道70、第六十六管道66、第三流向控制阀43、第六十七管道67,也回到压缩机构1的中间补气口A,两路混合后,再经过高压压缩机1-2入口端,回到高压压缩机1-2被压缩。
在实际应用时,本实施例的第三流向控制阀43还有以下连接方式,即:第三流向控制 阀43一端与第七十管道70相连,第三流向控制阀43另一端通过第六十七管道67与压缩机构1的中间补气口A相连。
本实施例以上所述方案适用于本发明的所有实施例。
实施例4
如图4所示,本实施例也是一种空调热水器,用于全年有制冷、供暖和热水需求的场合。与实施例1的区别是系统中增加了一个贮液器50,其连接方式是:第一节流机构5一端与用户侧换热器3相连,第一节流机构5另一端通过第六十五管道65与贮液器50相连,第三单向阀23入口端与第六十六管道66相连,第三单向阀23出口端与贮液器50相连,第二流向控制阀42一端与第六十八管道68相连,第二流向控制阀42另一端与贮液器50、第六十五管道65或第三单向阀23出口端和贮液器50之间的管道任意一处相连。图4所示,本实施例第二流向控制阀42另一端是直接与贮液器50相连。
图4所示,当本实施例用于多联式中央空调系统时,系统中至少有二组用户侧换热器3,它们的连接方式是:所述用户侧换热器3的一端分别与第六十四管道64相连,所述用户侧换热器3的另一端分别通过第二节流机构5与第六十五管道65相连。
本实施例以上所述方案适用于本发明的所有实施例。
实施例5
如图5所示,本实施例还是一种空调热水器,用于全年有制冷、供暖和热水需求的场合。与实施例1的区别是系统中增加了一个第三节流机构7,其连接方式是:第三节流机构7一端与热水加热器8相连,第三节流机构7另一端通过第六十八管道68同时与第二节流机构6和第二流向控制阀42相连。如图5所示,此时,第一流向控制阀41可以被第四单向阀24所替代。
第四单向阀24的连接方式是:第四单向阀24入口端与第六十二管道62相连,第四单向阀24出口端与第一单向阀21出口端和热水加热器8之间的第六十九管道69相连。
本实施例图5所示方案也可以实现实施例1图1所示方案的功能,其工作流程与实施例1相应功能的工作流程相同。工作过程中,第三节流机构7用于控制和调节通过热水加热器8的制冷剂流量。在各功能下,本实施例图5所示方案三个节流机构和第二流向控制阀42的工作状态如下。
1)制冷兼全热回收生产热水
第一节流机构5正常工作,第二节流机构6关闭,第三节流机构7和第二流向控制阀42全开。
2)制冷兼部份热回收生产热水
第一节流机构5正常工作,第二节流机构6和第三节流机构7全开,第二流向控制阀 42关闭。
3)单独生产热水
第一节流机构5关闭,第二节流机构6正常工作,第三节流机构7和第二流向控制阀42全开。
4)单独供暖
第一节流机构5全开,第二节流机构6正常工作,第三节流机构7关闭,第二流向控制阀42全开。
5)同时供暖和生产热水
第一节流机构5、第二节流机构6、第三节流机构7都正常工作,第二流向控制阀42全开。
6)冬季除霜(利用用户侧换热器3从室内吸取热量化霜)
第一节流机构5正常工作,第二节流机构6和第三节流机构7全开,第二流向控制阀42关闭。
本实施例以上所述方案适用于本发明的实施例1至7。
实施例6
如图6所示,本实施例仍然是一种空调热水器,用于全年有制冷、供暖和热水需求的场合。与实施例1的区别是:压缩机构1由低压压缩机1-1、高压压缩机1-2、第七单向阀27、第八单向阀28和第六流向控制阀46组成。它们的连接方式是:低压压缩机1-1入口端通过第六十三管道63与四通阀2低压节点73相连,低压压缩机1-1出口端通过第七单向阀27入口端、第七单向阀27出口端、第六十管道60与四通阀2高压节点71相连,高压压缩机1-2出口端与第七单向阀27出口端的第六十管道60相连,高压压缩机1-2入口端通过第八单向阀28出口端、第八单向阀28入口端与低压压缩机1-1入口端的第六十三管道63相连,第六流向控制阀46一端与低压压缩机1-1出口端和第七单向阀27入口端之间的管道相连,第六流向控制阀46另一端与高压压缩机1-2入口端和第八单向阀28出口端之间的管道相连。
工作过程中,当第六流向控制阀46关闭时,压缩机构1为单级压缩运行;当第六流向控制阀46全开,且低压压缩机1-1、高压压缩机1-2同时运行时,压缩机构1为双级压缩运行,其工作流程为:低温低压制冷剂依次经过第六十三管道63、低压压缩机1-1入口端、低压压缩机1-1出口端、第六流向控制阀46、高压压缩机1-2入口端、高压压缩机1-2出口端、第六十管道60,被压缩成高温高压制冷剂;故在工作时,通过开关第六流向控制阀46,可使压缩机构1实现单双级压缩的自由切换。压缩机构1的上述组成方案适用于本发明的所有实施例。
实施例7
如图7所示,本实施例仍然是一种空调热水器,用于全年有制冷、供暖和热水需求的场合。与实施例6的区别是:增设了一个第三流向控制阀43。其连接方式是:第三流向控制阀43一端与第六十六管道66或第七十管道70相连,第三流向控制阀43另一端通过第六十七管道67与压缩机构1的中间补气口A相连。
压缩机构1的中间补气口A有以下四种设置方案:1)设置在第六流向控制阀46与第七单向阀27入口端之间的管道上;2)设置在第六流向控制阀46与低压压缩机1-1出口端之间的管道上;3)设置在第六流向控制阀46与高压压缩机1-2入口端之间的管道上;4)设置在第六流向控制阀46与第八单向阀28出口端之间的管道上。
特别指出的是:当压缩机构1的中间补气口A设置位置是采用上述的第一和第二方案时,第三流向控制阀43可采用第六单向阀26替代(如图7所示);此时,第六单向阀26的连接方式是:第六单向阀26出口端通过第六十七管道67与压缩机构1的中间补气口A相连,第六单向阀26入口端与第六十六管道66或第七十管道70相连。
在本实施例图7所示方案中,压缩机构1的中间补气口A是设置于在第六流向控制阀46与第七单向阀27入口端之间的管道上,第三流向控制阀43的具体连接方式是:第三流向控制阀43一端与第六十六管道66相连,第三流向控制阀43另一端通过第六十七管道67与第六流向控制阀46和第七单向阀27入口端之间的管道相连。
本实施例图7所示方案,当第六流向控制阀46关闭时,不论低压压缩机1-1、高压压缩机1-2是单台运行,还是并联运行,都可以实现实施例1图1所示方案所述的功能;当第六流向控制阀46全开,且低压压缩机1-1、高压压缩机1-2同时运行时,图7所示方案在夏季按用户需要同时制冷和生产热水功能下工作时,可以实现实施例3所述的双级压缩制冷热泵循环。
图7所示方案在双级压缩制冷热泵循环下工作时,第一流向控制阀41关闭,第二流向控制阀42全开,第一节流机构5、第二节流机构6正常工作。
其工作流程是:制冷剂从高压压缩机1-2出口端排出后,依次经过第六十管道60、四通阀2高压节点71、换向节点72、第六十一管道61、第一单向阀21、第六十九管道69、热水加热器8,进入第六十八管道68被分成两路,一路依次经过第二流向控制阀42、第六十五管道65、第一节流机构5、用户侧换热器3、第六十四管道64、换向节点74、低压节点73、第六十三管道63、低压压缩机1-1,回到压缩机构1的中间补气口A,另一路依次经过第二节流机构6、热源侧换热器4、第七十管道70、第六十六管道66、第六单向阀26、第六十七管道67,也回到压缩机构1的中间补气口A,两路混合后,再经过第六流向控制阀46、高压压缩机1-2入口端,回到高压压缩机1-2再次被压缩。
本实施例以上所述方案适用于本发明的所有实施例。不过对于实施例8、9和10,工作流程与本实施例略有不同。
实施例8
如图8所示,本实施例也是一种空调热水器,用于全年有制冷、供暖和热水需求的场合。整个设备包括以下组成部分:压缩机构1、四通阀2、第一节流机构5、第二节流机构6、第三节流机构7、第二单向阀22、第三单向阀23、第二流向控制阀42、用户侧换热器3、热源侧换热器4和热水加热器8;第一节流机构5、第二节流机构6、第三节流机构7为电子膨胀阀;第二流向控制阀42为电磁阀;用户侧换热器3夏天作为蒸发器,为用户制冷,冬天作为冷凝器,为用户供暖;热源侧换热器4既可以作为冷凝器,向环境散发制冷所产生的冷凝热,也可以作为蒸发器,从环境中吸收热量,为用户供暖或生产热水;热水加热器8全年为用户生产热水。该空调热泵设备可以实现多种功能,各功能下的工作流程分别如下所述。
(1)制冷兼全热回收
在此功能下,热水加热器8利用制冷所产生的全部冷凝热生产热水;用户侧换热器3为用户供冷。
工作时,第一节流机构5正常工作,第二节流机构6关闭,第三节流机构7和第二流向控制阀42全开。其工作流程是:制冷剂从压缩机构1出口端排出后,依次经过第六十管道60、第五十九管道59、热水加热器8、第三节流机构7、第六十八管道68、第二流向控制阀42、第六十五管道65、第一节流机构5、用户侧换热器3、第六十四管道64、换向节点74、四通阀2低压节点73、第六十三管道63,回到压缩机构1入口端。
(2)制冷兼部份热回收
在此功能下,热水加热器8利用制冷所产生的部份冷凝热生产热水,另一部份冷凝热通过热源侧换热器4排入环境,用户侧换热器3为用户供冷。
工作时,第一节流机构5正常工作,第二节流机构6和第三节流机构7全开;第二流向控制阀42关闭。其工作流程是:制冷剂从压缩机构1出口端排出后,依次经过第六十管道60、第五十九管道59、热水加热器8、第三节流机构7、第六十八管道68、第二节流机构6、热源侧换热器4、第七十管道70、第六十六管道66、第三单向阀23、第六十五管道65、第一节流机构5、用户侧换热器3、第六十四管道64、换向节点74、四通阀2低压节点73、第六十三管道63,回到压缩机构1入口端。
(3)单独生产热水
在此功能下,热源侧换热器4从环境中吸取热量,利用吸取的热量,在热水加热器8中生产热水。
工作时,第一节流机构5关闭,第二节流机构6正常工作;第三节流机构7和第二流向控制阀42全开。其工作流程是:制冷剂从压缩机构1出口端排出后,依次经过第六十管道60、第五十九管道59、热水加热器8、第三节流机构7、第六十八管道68、第二节流机构6、热源侧换热器4、第七十管道70、第六十六管道66、第二单向阀22、第六十一管道 61、换向节点72、四通阀2低压节点73、第六十三管道63,回到压缩机构1入口端。
(4)单独供暖
在此功能下,热源侧换热器4从环境中吸取热量,利用吸取的热量,在用户侧换热器3中为用户供暖。
工作时,第一节流机构5全开,第二节流机构6正常工作;第三节流机构7关闭,第二流向控制阀42全开。其工作流程是:制冷剂从压缩机构1出口端排出后,依次经过第六十管道60、四通阀2高压节点71、换向节点74、第六十四管道64、用户侧换热器3、第一节流机构5、第六十五管道65、第二流向控制阀42、第六十八管道68、第二节流机构6、热源侧换热器4、第七十管道70、第六十六管道66、第二单向阀22、第六十一管道61、换向节点72、四通阀2低压节点73、第六十三管道63,回到压缩机构1入口端。
(5)同时供暖和生产热水
在此功能下,热源侧换热器4从环境中吸取热量,所吸取的热量,一部份在用户侧换热器3中为用户供暖,另一部份在热水加热器8中生产热水。
工作时,第一节流机构5、第二节流机构6、第三节流机构7正常工作,第二流向控制阀42全开;利用第一节流机构5和第三节流机构7分别调节通过用户侧换热器3和热水加热器8的制冷剂流量。其工作流程是:制冷剂从压缩机构1出口端排出后,进入第六十管道60被分成两路,一路依次经过四通阀2高压节点71、换向节点74、第六十四管道64、用户侧换热器3、第一节流机构5、第六十五管道65、第二流向控制阀42,进入第六十八管道68,另一路依次经过第五十九管道59、热水加热器8、第三节流机构7,也进入第六十八管道68,两路在第六十八管道68混合后,再依次经过第二节流机构6、热源侧换热器4、第七十管道70、第六十六管道66、第二单向阀22、第六十一管道61、换向节点72、四通阀2低压节点73、第六十三管道63,回到压缩机构1入口端。
(6)冬季除霜
采用逆循环热气除霜时,其工作流程与制冷兼部份热回收功能相同。
实施例9
如图9所示,本实施例也是一种空调热水器,用于全年有制冷、供暖和热水需求的场合。与实施例8的区别是:第三节流机构7在系统中的设置不同。在本实施例图9所示方案中,第三节流机构7是设置于热水加热器8的入口端,即:第三节流机构7一端与第五十九管道59相连,第三节流机构7另一端与热水加热器8相连。而实施例8图8所示方案,第三节流机构7是设置于热水加热器8的出口端,即:第三节流机构7一端与热水加热器8相连,第三节流机构7另一端与第六十八管道68相连。
本实施例图9所示方案也可以实现实施例8图8所示方案的功能,其工作流程与实施例8相应功能的工作流程相同。
实施例10
如图10所示,本实施例也是一种空调热水器,用于全年有制冷、供暖和热水需求的场合。与实施例8的区别是:系统中增加了一个第三流向控制阀43,其连接方式是:第三流向控制阀43一端与第六十六管道66或第七十管道70相连,第三流向控制阀43另一端通过第六十七管道67有三种连接方式:1)与压缩机构1入口端和四通阀2低压节点73之间的第六十三管道63相连,2)与压缩机构1的中间补气口A相连,3)与用户侧换热器3和四通阀2换向节点74之间的第六十四管道64相连,在实际应用时,上述三种连接方式可任意选择其中一种。
图10所示是选择第三种连接方式,即:第三流向控制阀43另一端通过第六十七管道67与用户侧换热器3和四通阀2换向节点74之间的第六十四管道64相连。此时,工作过程中,当第三流向控制阀43关闭时,可实现实施例8所述的所有功能;当第三流向控制阀43全开,且第二流向控制阀42和第三节流机构7也全开,第一节流机构5、第二节流机构6正常工作时,还能够实现按用户需要同时制冷和生产热水功能,在此功能下,制冷量和热水量可以根据用户的需要同时独立调节。此时,热源侧换热器4从环境中吸取热量,用户侧换热器3为用户供冷,制冷所产生的冷凝热以及从环境中吸取的热量,在热水加热器8中都用于生产热水。
其工作流程是:制冷剂从压缩机构1出口端排出后,依次经过第六十管道60、第五十九管道59、热水加热器8、第三节流机构7,进入第六十八管道68被分成两路,一路依次经过第二流向控制阀42、第六十五管道65、第一节流机构5、用户侧换热器3,进入第六十四管道64,另一路依次经过第二节流机构6、热源侧换热器4、第七十管道70、第六十六管道66、第三流向控制阀43、第六十七管道67,也进入第六十四管道64,两路在第六十四管道64混合后,再依次经过四通阀2换向节点74、低压节点73、第六十三管道63,再回到压缩机构1入口端。
本实施例所述方案适用于本发明的实施例8和9。
上述所有实施例的方案中,所述流向控制阀的一个或多个、甚至所有流向控制阀都能够采用电磁阀、具有关断功能的节流机构或流量调节机构中的任意一种替代;
压缩机构1除了可以采用由至少一台压缩机组成的单级压缩以外,也可以采用图1至5和8至10中所示的、由至少一台低压压缩机1-1和至少一台高压压缩机1-2组成的双级压缩,此时,低压压缩机1-1入口端通过第六十三管道63与四通阀2低压节点73相连,低压压缩机1-1出口端依次通过中间补气口A、高压压缩机1-2入口端、高压压缩机1-2出口端、第六十管道60与四通阀2的高压节点71相连,当然也可以采用由至少一台压缩机组成的单机双级压缩方式。以上所述的压缩机可以使用涡旋压缩机,或螺杆压缩机,或其它种类压缩机。
上述所有方案中,也可以采用电磁阀、具有关断功能的节流机构或流量调节机构中的任意一种替代本发明所述所有单向阀中的一个或多个、甚至所有单向阀。
上述所有实施例的方案中,用户侧换热器3除了可以是制冷剂-空气换热器以外,也可以是制冷剂-水换热器或其它种类的换热器;作为制冷剂-水换热器时,用户侧换热器3通常采用板式换热器或套管式换热器。热源侧换热器4除了可以是制冷剂-空气换热器以外,也可以是制冷剂-土壤换热器、制冷剂-水换热器、也可以是蒸发式换热器、还可以是太阳能集热器,另外,也可以是其它种类的换热器。热水加热器8除了可以是制冷剂-水换热器以外,热水加热器8也可以是制冷剂-空气换热器、溶液加热器或溶液再生器或根据使用需要的其它种类的换热器;作为制冷剂-水换热器时,热水加热器8通常采用容积式换热器、板式换热器或套管式换热器中的任意一个,或根据需要的其它种类的换热器。
Claims (10)
1.一种空调制冷设备,包括压缩机构(1)、四通阀(2)、用户侧换热器(3)、热源侧换热器(4)和第一节流机构(5),其特征是:该空调制冷设备还包括第二节流机构(6)、热水加热器(8)、第一单向阀(21)、第二单向阀(22)、第三单向阀(23)、第一流向控制阀(41)和第二流向控制阀(42);所述四通阀(2)的高压节点(71)通过第六十管道(60)与压缩机构(1)出口端相连,四通阀(2)的低压节点(73)通过第六十三管道(63)与压缩机构(1)入口端相连,四通阀(2)二个换向节点中的任意一个节点(74)依次通过第六十四管道(64)、用户侧换热器(3)、第一节流机构(5)、第六十五管道(65)、第三单向阀(23)出口端、第三单向阀(23)入口端、第六十六管道(66)、第二单向阀(22)入口端、第二单向阀(22)出口端、第六十一管道(61)与四通阀(2)的另一个换向节点(72)相连,所述第一单向阀(21)入口端与第六十一管道(61)相连,第一单向阀(21)出口端依次通过第六十九管道(69)、热水加热器(8)、第六十八管道(68)、第二节流机构(6)、热源侧换热器(4)、第七十管道(70)与所述第三单向阀(23)入口端和第二单向阀(22)入口端之间的第六十六管道(66)相连,所述第一流向控制阀(41)一端与第一单向阀(21)出口端和热水加热器(8)之间的第六十九管道(69)相连,第一流向控制阀(41)另一端通过第六十二管道(62)与第六十四管道(64)相连,所述第二流向控制阀(42)一端与第二节流机构(6)和热水加热器(8)之间的第六十八管道(68)相连,第二流向控制阀(42)另一端与第一节流机构(5)和第三单向阀(23)出口端之间的第六十五管道(65)相连。
2.一种空调制冷设备,包括压缩机构(1)、四通阀(2)、用户侧换热器(3)、热源侧换热器(4)和第一节流机构(5),其特征是:该空调制冷设备还包括第二节流机构(6)、第三节流机构(7)、热水加热器(8)、第一单向阀(21)、第二单向阀(22)、第三单向阀(23)、第一流向控制阀(41)和第二流向控制阀(42);所述四通阀(2)的高压节点(71)通过第六十管道(60)与压缩机构(1)出口端相连,四通阀(2)的低压节点(73)通过第六十三管道(63)与压缩机构(1)入口端相连,四通阀(2)二个换向节点中的任意一个节点(74)依次通过第六十四管道(64)、用户侧换热器(3)、第一节流机构(5)、第六十五管道(65)、第三单向阀(23)出口端、第三单向阀(23)入口端、第六十六管道(66)、第二单向阀(22)入口端、第二单向阀(22)出口端、第六十一管道(61)与四通阀(2)的另一个换向节点(72)相连,所述第一单向阀(21)入口端与第六十一管道(61)相连,第一单向阀(21)出口端依次通过第六十九管道(69)、热水加热器(8)、第三节流机构(7)、第六十八管道(68)、第二节流机构(6)、热源侧换热器(4)、第七十管道(70)与所述第三单向阀(23)入口端和第二单向阀(22)入口端之间的第六十六管道(66)相连,所述第一流向控制阀(41)一端与第一单向阀(21)出口端和热水加热器(8)之间的第六十九管道(69)相连,第一流向控制阀(41)另一端通过第六十二管道(62)与第六十四管道(64)相连,所述第二流向控制阀(42)一端与第二节流机构(6)和第三节流机构(7)之间的第六十八管道(68)相连,第二流向控制阀(42)另一端与第一节流机构(5)和第三单向阀(23)出口端之间的第六十五管道(65)相连。
3.一种空调制冷设备,包括压缩机构(1)、四通阀(2)、用户侧换热器(3)、热源侧换热器(4)和第一节流机构(5),其特征是:该空调制冷设备还包括第二节流机构(6)、第三节流机构(7)、热水加热器(8)、第二单向阀(22)、第三单向阀(23)和第二流向控制阀(42);所述四通阀(2)的高压节点(71)通过第六十管道(60)与压缩机构(1)出口端相连,四通阀(2)的低压节点(73)通过第六十三管道(63)与压缩机构(1)入口端相连,四通阀(2)二个换向节点中的任意一个节点(74)依次通过第六十四管道(64)、用户侧换热器(3)、第一节流机构(5)、第六十五管道(65)、第三单向阀(23)出口端、第三单向阀(23)入口端、第六十六管道(66)、第二单向阀(22)入口端、第二单向阀(22)出口端、第六十一管道(61)与四通阀(2)的另一个换向节点(72)相连,所述热水加热器(8)一端通过第五十九管道(59)与四通阀(2)的高压节点(71)和压缩机构(1)出口端之间的第六十管道 (60)相连,所述热水加热器(8)另一端依次通过第三节流机构(7)、第六十八管道(68)、第二节流机构(6)、热源侧换热器(4)、第七十管道(70)与所述第三单向阀(23)入口端和第二单向阀(22)入口端之间的第六十六管道(66)相连,所述第二流向控制阀(42)一端与第二节流机构(6)和第三节流机构(7)之间的第六十八管道(68)相连,第二流向控制阀(42)另一端与第一节流机构(5)和第三单向阀(23)出口端之间的第六十五管道(65)相连。
4.一种空调制冷设备,包括压缩机构(1)、四通阀(2)、用户侧换热器(3)、热源侧换热器(4)和第一节流机构(5),其特征是:该空调制冷设备还包括第二节流机构(6)、第三节流机构(7)、热水加热器(8)、第二单向阀(22)、第三单向阀(23)和第二流向控制阀(42);所述四通阀(2)的高压节点(71)通过第六十管道(60)与压缩机构(1)出口端相连,四通阀(2)的低压节点(73)通过第六十三管道(63)与压缩机构(1)入口端相连,四通阀(2)二个换向节点中的任意一个节点(74)依次通过第六十四管道(64)、用户侧换热器(3)、第一节流机构(5)、第六十五管道(65)、第三单向阀(23)出口端、第三单向阀(23)入口端、第六十六管道(66)、第二单向阀(22)入口端、第二单向阀(22)出口端、第六十一管道(61)与四通阀(2)的另一个换向节点(72)相连,所述第三节流机构(7)一端通过第五十九管道(59)与四通阀(2)的高压节点(71)和压缩机构(1)出口端之间的第六十管道(60)相连,所述第三节流机构(7)另一端依次通过热水加热器(8)、第六十八管道(68)、第二节流机构(6)、热源侧换热器(4)、第七十管道(70)与所述第三单向阀(23)入口端和第二单向阀(22)入口端之间的第六十六管道(66)相连,所述第二流向控制阀(42)一端与第二节流机构(6)和热水加热器(8)之间的第六十八管道(68)相连,第二流向控制阀(42)另一端与第一节流机构(5)和第三单向阀(23)出口端之间的第六十五管道(65)相连。
5.根据权利要求1至4中任一权利要求所述的空调制冷设备,其特征在于系统中增设有一贮液器(50),所述第一节流机构(5)一端与用户侧换热器(3)相连,第一节流机构(5)另一端通过第六十五管道(65)与贮液器(50)相连,第三单向阀(23)入口端与第六十六管道(66)相连,第三单向阀(23)出口端与贮液器(50)相连,第二流向控制阀(42)一端与第六十八管道(68)相连,第二流向控制阀(42)另一端与贮液器(50)、第六十五管道(65)或第三单向阀(23)出口端和贮液器(50)之间的管道任意一处相连。
6.根据权利要求1至4中任一权利要求所述的空调制冷设备,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)、第七单向阀(27)、第八单向阀(28)和第六流向控制阀(46)组成,所述低压压缩机(1-1)入口端通过第六十三管道(63)与四通阀(2)的低压节点(73)相连,低压压缩机(1-1)出口端依次通过第七单向阀(27)入口端、第七单向阀(27)出口端、第六十管道(60)与四通阀(2)的高压节点(71)相连,所述高压压缩机(1-2)出口端与第七单向阀(27)出口端的第六十管道(60)相连,高压压缩机(1-2)入口端通过第八单向阀(28)出口端、第八单向阀(28)入口端与低压压缩机(1-1)入口端的第六十三管道(63)相连,所述第六流向控制阀(46)一端与低压压缩机(1-1)出口端和第七单向阀(27)入口端之间的管道相连,第六流向控制阀(46)另一端与高压压缩机(1-2)入口端和第八单向阀(28)出口端之间的管道相连。
7.根据权利要求1至4中任一权利要求所述的空调制冷设备,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)、第七单向阀(27)、第八单向阀(28)和第六流向控制阀(46)组成,所述低压压缩机(1-1)入口端通过第六十三管道(63)与四通阀(2)的低压节点(73)相连,低压压缩机(1-1)出口端依次通过第七单向阀(27)入口端、第七单向阀(27)出口端、第六十管道(60)与四通阀(2)的高压节点(71)相连,所述高压压缩机(1-2)出口端与第七单向阀(27)出口端的第六十管道(60)相连,高压压缩机(1-2) 入口端通过第八单向阀(28)出口端、第八单向阀(28)入口端与低压压缩机(1-1)入口端的第六十三管道(63)相连,所述第六流向控制阀(46)一端与低压压缩机(1-1)出口端和第七单向阀(27)入口端之间的管道相连,第六流向控制阀(46)另一端与高压压缩机(1-2)入口端和第八单向阀(28)出口端之间的管道相连,一第三流向控制阀(43)一端与第六十六管道(66)或第七十管道(70)相连,所述第三流向控制阀(43)另一端通过第六十七管道(67)与第六流向控制阀(46)和第七单向阀(27)入口端之间的管道或第六流向控制阀(46)与低压压缩机(1-1)出口端之间的管道相连。
8.根据权利要求1至2中任一权利要求所述的空调制冷设备,其特征在于一第三流向控制阀(43)一端与第六十六管道(66)或第七十管道(70)相连,所述第三流向控制阀(43)另一端通过第六十七管道(67)与第六十二管道(62)、第六十三管道(63)、压缩机构(1)的中间补气口(A)或第六十四管道(64)任意一处相连。
9.根据权利要求3至4中任一权利要求所述的空调制冷设备,其特征在于一第三流向控制阀(43)一端与第六十六管道(66)或第七十管道(70)相连,所述第三流向控制阀(43)另一端通过第六十七管道(67)与第六十三管道(63)、压缩机构(1)的中间补气口(A)或第六十四管道(64)任意一处相连。
10.根据权利要求2所述的空调制冷设备,其特征在于所述第一流向控制阀(41)被第四单向阀(24)所替代,所述第四单向阀(24)入口端与第六十二管道(62)相连,第四单向阀(24)出口端与第一单向阀(21)出口端和热水加热器(8)之间的第六十九管道(69)相连。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20120523 Termination date: 20171002 |
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