CN102759220B - 基于二氧化碳压缩机并可用于恶劣环境的三联供系统 - Google Patents

Abstract

基于二氧化碳压缩机并可用于恶劣环境的三联供系统，包括室外系统、室内系统及保温蓄水系统，室外系统包括室外空气换热器、二氧化碳压缩机、四通换向阀、第一旁通阀及第二旁通阀；室内系统包括室内空气换热器及水过滤装置；保温蓄水系统包括保温蓄水箱及设置于保温蓄水箱内的浸泡式换热盘管；本发明可实现制冷、制暖、制热水等功能，且以二氧化碳作为介质，安全、无毒、环保，适合于应用在家庭、宾馆、酒楼的厨房等既需要制冷、制暖、又需要生活用热水的场所，同时需要考虑空气影响的场合，本发明通过水对空气进行过滤，减少了油烟、粉尘进入设备的概率，适合于厨房、厂房等空气环境恶劣的场所。

Description

基于二氧化碳压缩机并可用于恶劣环境的三联供系统

技术领域

本发明涉及一种三联供系统，尤其是一种基于二氧化碳压缩机并可用于恶劣环境的三联供系统。

背景技术

目前对于厨房、厂房等烟尘较多室内环境或其他空气条件较为恶劣的环境，在温度过冷或过热的情况下，一般较难通过空调设备进行制冷或制热，否则在空调设备对环境换热过程中，换热器很容易被环境内的油烟、粉尘覆盖，使得换热器受污染或被堵死，达不到工作效果，目前各厂家对于这些问题，虽然推出了一系列过滤器，以求达到对空气过滤，减小换热器污染的效果，然而实际使用中，过滤器仍容易因沾上大料油污粉尘而失效。此外，由于二氧化碳的特性，可作为一种较为理想的制冷工质，其无毒，不易燃，对环境的副作用小且价格低廉，非常适合普及使用，目前业内也较为少见专用于于厨房或其他烟尘较大室内环境，基于二氧化碳压缩机并能够解决空气温度及调节所需热水的综合性设备产品。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种专用于厨房、厂房等烟尘较多的室内环境，能够很好的调节环境温度，并能够供应低耗能热水的基于二氧化碳压缩机并可用于恶劣环境的三联供系统。

本发明为解决其技术问题所采用的技术方案是：

基于二氧化碳压缩机并可用于恶劣环境的三联供系统，包括室外系统、室内系统及保温蓄水系统，其特征在于：

所述室外系统包括室外空气换热器、二氧化碳压缩机、四通换向阀、第一旁通阀及第二旁通阀；

所述室内系统包括室内空气换热器，及设置于室内空气换热器的回风口处的水过滤装置；

所述保温蓄水系统包括保温蓄水箱及设置于保温蓄水箱内的浸泡式换热盘管，保温蓄水箱设有冷水进口和热水出口；

其中，室外空气换热器的室外第一端口通过第一旁通阀连接室内空气换热器的室内第一端口，室外空气换热器的室外第二端口连接四通换向阀的第一管口，四通换向阀的第二管口连接二氧化碳压缩机的压缩输入端，第三管口连接室内空气换热器的室内第二端口，二氧化碳压缩机的压缩输出端通过第二旁通阀分别连接四通换向阀的第四管口及换热盘管的换热输入端，换热盘管的换热输出端连接四通换向阀的第四管口；四通换向阀的第一、第三管口能够与第二、第四管口连通。

上述水过滤装置包括设置于室内空气换热器的回风口处的水幕墙，水幕墙置于接水盘内，接水盘上设置有补水装置及溢流装置，以及将接水盘内的水提升至水幕墙上部的水泵。

上述水幕墙倾斜设置于回风口处。

上述补水口端部朝下，在补水口端部通过水位杠杆连接有浮球。

上述回风口设置于室内空气换热器的下部。

进一步，四通换向阀的第二管口与第四管口之间通过一增焓管道连接，该增焓管道上设置有增焓阀、增焓开关和电辅。

进一步，保温蓄水箱内设置有地暖换热盘管，地暖换热盘管设有的地暖供水管和地暖回水管及地暖供水泵。

进一步，室外空气换热器与室内空气换热器的连接管道上设置有节流装置。

上述二氧化碳压缩机连接第一旁通阀的管道上设有高压开关及排气温度传感器；所述二氧化碳压缩机连接四通换向阀的第二管口的管道上设置有低压开关及吸气温度传感器；所述换热盘管连接四通换向阀的第四管口的管道上设置有回气温度传感器。

上述冷水进口设置于保温蓄水箱下部，所述热水出口设置于保温蓄水箱上部。

本发明的有益效果是：本发明可实现制冷、制暖、制热水等功能，且采用二氧化碳作为工作介质，安全、无毒、环保，适合于应用在家庭、宾馆、酒楼的厨房等既需要制冷、制暖、又需要生活用热水，同时需要考虑空气影响的场合，本发明可实现制冷、制暖、送风、制冷同时制生活热水、制暖同时制生活热水、制生活热水等功能，其在制冷时将排放到室外的废热全部回收，将热能转移到水中，因此热水成本为零，同时因水吸收冷媒中的热量，将风冷变成水冷，使系统排气压力下降，压缩机负荷减轻，因此制冷效果更好，可节能20%左右；且在冬天不使用制冷时，可将室外系统转换成热泵热水器制热水，其能耗仅相当于电热水器的1/3-1/4；此外本还可以采用地暖升温，保证了制暖效果。本发明通过水对空气进行过滤，既可回收了废弃的冷量，提高了制冷效果，节省能源及水的消耗，又能够出色的过滤了油烟，并且容易清洁，此外还可以采用下置式进风口设计，减少了油烟、粉尘进入设备的概率。可见，本发明通过输入少量电能，能够获得更大的使用效果，其消耗能量少，节能环保，效果十分出色，且由其适合于厨房、厂房等空气环境恶劣的场所。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式进行进一步的说明：

图1为本发明制冷、产生热水模式的结构状态示意图；

图2为本发明制热、产生热水模式的结构状态示意图；

图3为本发明制冷模式的结构状态示意图；

图4为本发明制热模式的结构状态示意图；

图5为本发明产热水模式的结构状态示意图；

图6为本发明送风模式的结构状态示意图；

图7为本发明中水过滤装置的结构示意图。

具体实施方式

如图1~图6所示，本发明所提供的基于二氧化碳压缩机并可用于恶劣环境的三联供系统，包括室外系统1、室内系统2及保温蓄水系统3，其中：室外系统1包括室外空气换热器110、二氧化碳压缩机120、四通换向阀130、第一旁通阀140及第二旁通阀150；室内系统2包括室内空气换热器210，室内空气换热器210内设置有风机213，并设置有回风口211及送风口212，回风口211用于吸取室内空气，送风口212用于向室内吹风，在回风口211处设置有水过滤装置220，使得回风口211在吸取的空气，必须经过水过滤装置220，由水过滤装置220的水将粉尘、油污或其他杂质过滤，仅给空气通过，这样就能够达到很好的过滤效果；所述保温蓄水系统3包括保温蓄水箱310及设置于保温蓄水箱310内的浸泡式换热盘管320，保温蓄水箱310设有冷水进口311和热水出口312，由冷水进口311输入冷水进行加热，并将加热后的热水从热水出口312送出供用户使用。此外，优选回风口211设置于室内空气换热器210的下部，可减少油烟、粉尘进入设备的几率。

   在保温蓄水箱310内设置有地暖换热盘管330，用于保温蓄水箱310的热量，此外地暖换热盘管330设有的地暖供水管331和地暖回水管332接到室内的管道形成一供暖回路，并在回路上设置提供动力的地暖供水泵333，如此通过回路内的工质流动，可通过将保温蓄水箱310内热水的热量吸收，通过地暖供水管331传输到室内辐射出来，对室内供暖，再通过地暖回水管332流回，实现循环。

由于在保温蓄水箱310内较冷的水一般沉积较热的水下方，可将冷水进口311设置于保温蓄水箱310下部，热水出口312设置于保温蓄水箱310上部，配合设置于保温蓄水箱310下部的浸泡式换热盘管320，达到热水的合理供应。

如图7所示，作为优选方案，水过滤装置220包括设置于室内空气换热器210的回风口211外侧或内侧的水幕墙221，水幕墙221置于接水盘222内，接水盘222上设置有补水口223及溢流口224，以及一水泵225，水泵225可设置于室内空气换热器110内，用于将接水盘222内的水提升至水幕墙221上部，水幕墙221在工作时，水从上往下落，形成水幕，为保证水幕的连续性，可以将水幕墙211倾斜设置，水可顺着倾斜角度流下，保证速度合适，以及不会因落下过快而形成水幕断代；经过回风口211的空气，必须先穿过水幕，由水即可带走空气的粉尘油污，落下的水积蓄入接水盘222内，可沉积粉尘油污，这样便于清洁更换，使用十分方便，而且积蓄的水还可以再次利用，通过水泵225可再次提升到水幕墙221的上部，再落下，如此反复循环；由于水在使用过程中会有所损耗，可通过补水口223进行及时补水，如果水过多，则可通过溢流口224排出多余的水。此外作为优选实施方式，补水口223端部朝下以对水面，且补水口223端部通过水位杠杆226连接有浮球227，当接水盘222的水过少时，液面下降，浮球227随之下降，由于水位杠杆226的作用，补水口223被抬起，离开水面，大气压即会压迫水流出，对接水盘222进行补水，而当接水盘222内的水足够时，液面上升，浮球227随之上升，补水口223因杠杆作用下降伸入液面下方，即会停止供水。

本发明中，压缩机是采用二氧化碳压缩机120，该二氧化碳压缩机120的工作介质为二氧化碳，由于二氧化碳的特性，可作为一种较为理想的制冷工质，其无毒，不易燃，对环境的副作用小且价格低廉，非常适合普及使用。

   本发明中，室外空气换热器110传输介质的室外第一端口110a通过第一旁通阀140连接室内空气换热器210的第一端口210a，并在室外空气换热器110与室内空气换热器210的连接管道上设置节流装置111，室外空气换热器110的室外第二端口110b连接四通换向阀130的第一管口131，四通换向阀130的第二管口132连接二氧化碳压缩机120的压缩输入端120a，第三管口133连接室内空气换热器210的换热第二端口210b，二氧化碳压缩机120的压缩输出端120b通过第二旁通阀150分别连接四通换向阀130的第四管口134及换热盘管320的换热输入端320a，换热盘管320的换热输出端320b连接四通换向阀130的第四管口134；四通换向阀130的第二管口132与第四管口134之间通过一增焓管道连接，该增焓管道上设置有增焓阀117、增焓开关118和电辅119，通过该增焓管道使得二氧化碳压缩机120在低温环境下仍能保证良好的压缩制热能力。此外二氧化碳压缩机120连接第二旁通阀150的管道上设有高压开关112及排气温度传感器113；二氧化碳压缩机120连接四通换向阀130的第二管口132的管道上设置有低压开关114及吸气温度传感器115，换热盘管320连接四通换向阀130的第四管口134的管道上设置有回气温度传感器116，保护系统回路的安全运行。

本发明的四通换向阀130的第一管口131或第三管口133能够与第二管口132或第四管口134连通，通过控制四通换向阀130的各工位不同，令各管口之间连通或不连通，再配合第一旁通阀140及第二旁通阀150的工位，即可实现本发明的各种工作功能模式，具体的可分为：

（1）制冷、产生热水模式：如图1所示，该模式中四通换向阀130的第一管口131与第四管口134连通，第二管口132与第三管口133连通，第二旁通阀150使得二氧化碳压缩机120的压缩输出端120b连接到换热盘管320的换热输入端320a，而非四通换向阀130的第四管口134；二氧化碳工质的流通路径是，室外空气换热器110流向室内空气换热器210，输送给室内空气换热器210经室外空气换热器110换热后的冷工质，由室内空气换热器210在室内吹风，达到制冷的效果；在经过室内空气换热器210换热后的较热工质，通过四通换向阀130的第三管口133、第二管口132流到二氧化碳压缩机120的压缩输入端120a，工质经二氧化碳压缩机120进行压缩处理，形成高温高压工质，并流到换热盘管320，由于换热盘管320位于保温蓄水箱310内，保温蓄水箱310内的水将吸收流入换热盘管320的高温工质，达到加热水的目的，使得系统实现供生活用热水；经过换热盘管320后的工质，会通过四通换向阀130的第四管口134、第一管口131，又回流到室外空气换热器110，完成一个循环。

（2）制热、产生热水模式：如图2所示，该模式中，四通换向阀130的第一管口131与第二管口132连通，第三管口133与第四管口134连通，第二旁通阀150使得二氧化碳压缩机120的压缩输出端120b连接到换热盘管320的换热输入端320a，而非四通换向阀130的第四管口134；工质的流通路径是，室外空气换热器110的室外第二端口110b通过四通换向阀130的第一管口131、第二管口132连接到二氧化碳压缩机120，二氧化碳工质流到二氧化碳压缩机120的压缩输入端120a，进行压缩处理形成高温高压工质，并由第二旁通阀150流到换热盘管320，对保温蓄水箱310内的水进行加热，经换热盘管320的工质，由于其仍具有高热量，通过四通换向阀130的第四管口134、第三管口133流到室内空气换热器210，可对室内送热风，达到制热目的；经热交换的较冷工质，再经由第一旁通阀140流到室外空气换热器110的室外第一端口110a，完成一个循环；此外，在保温蓄水箱310内的地暖换热盘管330，还可以为室内提供地暖，达到最优取暖效果。

（3）制冷模式：如图3所示，该模式与第一模式类似，四通换向阀130的工位与第一模式相同，但由于不需要产生热水，则用第二旁通阀150连通二氧化碳压缩机120的压缩输出端120b到四通换向阀130的第四管口134，进而使得二氧化碳压缩机120的压缩输出端120b连接到室外空气换热器110的室外第二端口110b，如此可使得保温蓄水系统3断开不工作，达到仅制冷的目的。

（4）制暖（制热）模式：如图4所示，该模式与第二模式类似，四通换向阀130的工位与第二模式相同，但由于不需要产生热水，则用第二旁通阀150连通二氧化碳压缩机120的压缩输出端120b到四通换向阀130的第四管口134，进而使得二氧化碳压缩机120的压缩输出端120b连接到室外空气换热器110的室外第二端口110b，如此可使得保温蓄水系统3断开不工作，达到仅制暖目的。

（5）热泵产热水模式：如图5所示，该模式可参照第二模式，由于不需要室内制热，通过第一旁通阀140连通四通换向阀130的第三端口133与室外空气换热器110的室外第一端口110a，使得高温高压的二氧化碳工质绕过室内系统2，即不启用室内系统2，因此整个系统仅在保温蓄水系统3内产生热水，相当于一热泵热水器。

（6）送风模式：如图6所示，该模式中，四通换向阀130、第一旁通阀140及第二旁通阀150的工位可以处于任意一位置，但是室外空气换热器110、二氧化碳压缩机120、地暖供水泵333均不启用，仅仅开启室内空气换热器210的风机即可实现室内送风。

以上对本发明的较佳实施进行了具体说明，当然，本发明还可以采用与上述实施方式不同的形式，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下所作的等同的变换或相应的改动，都应该属于本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.基于二氧化碳压缩机并可用于恶劣环境的三联供系统，包括室外系统（1）、室内系统（2）及保温蓄水系统（3），其特征在于：

所述室外系统（1）包括室外空气换热器（110）、二氧化碳压缩机（120）、四通换向阀（130）、第一旁通阀（140）及第二旁通阀（150）；

所述室内系统（2）包括室内空气换热器（210），及设置于室内空气换热器（210）的回风口（211）处的水过滤装置（220）；

所述保温蓄水系统（3）包括保温蓄水箱（310）及设置于保温蓄水箱（310）内的浸泡式换热盘管（320），保温蓄水箱（310）设有冷水进口（311）和热水出口（312）；

其中，室外空气换热器（110）的室外第一端口（110a）通过第一旁通阀（140）连接室内空气换热器（210）的室内第一端口（210a），室外空气换热器（110）的室外第二端口（110b）连接四通换向阀（130）的第一管口（131），四通换向阀（130）的第二管口（132）连接二氧化碳压缩机（120）的压缩输入端（120a），第三管口（133）连接室内空气换热器（210）的室内第二端口（210b），二氧化碳压缩机（120）的压缩输出端（120b）通过第二旁通阀（150）分别连接四通换向阀（130）的第四管口（134）及浸泡式换热盘管（320）的换热输入端（320a），浸泡式换热盘管（320）的换热输出端（320b）连接四通换向阀（130）的第四管口（134）；四通换向阀（130）的第一、第三管口（131、133）能够与第二、第四管口（132、134）连通；

所述四通换向阀（130）的第二管口（132）与第四管口（134）之间通过一增焓管道连接，该增焓管道上设置有增焓阀（117）、增焓开关（118）和电辅（119）；

所述水过滤装置（220）包括设置于室内空气换热器（210）的回风口（211）内侧或外侧的水幕墙（221），水幕墙（221）置于接水盘（222）内，接水盘（222）上设置有补水口（223）及溢流口（224），以及将接水盘（222）内的水提升至水幕墙（221）上部的水泵（225）。

2.根据权利要求1所述的基于二氧化碳压缩机并可用于恶劣环境的三联供系统，其特征在于：所述水幕墙（221）倾斜设置于回风口（211）处。

3.根据权利要求1所述的基于二氧化碳压缩机并可用于恶劣环境的三联供系统，其特征在于：所述补水口（223）端部朝下，在补水口（223）端部通过水位杠杆（226）连接有浮球（227）。

4.根据权利要求1所述的基于二氧化碳压缩机并可用于恶劣环境的三联供系统，其特征在于：所述回风口（211）设置于室内空气换热器（210）的下部。

5.根据权利要求1~4中任意一项权利要求所述的基于二氧化碳压缩机并可用于恶劣环境的三联供系统，其特征在于：所述保温蓄水箱（310）内设置有地暖换热盘管（330），地暖换热盘管（330）连接有地暖供水管（331）和地暖回水管（332），地暖供水管（331）或地暖回水管（332）上设置有地暖供水泵（333）。

6.根据权利要求1所述的基于二氧化碳压缩机并可用于恶劣环境的三联供系统，其特征在于：所述室外空气换热器（110）与室内空气换热器（210）的连接管道上设置有节流装置（111）。

7.根据权利要求1所述的基于二氧化碳压缩机并可用于恶劣环境的三联供系统，其特征在于：所述二氧化碳压缩机（120）与第一旁通阀（140）连接的管道上设有高压开关（112）及排气温度传感器（113）；所述二氧化碳压缩机（120）与四通换向阀（130）的第二管口（132）连接的管道上设置有低压开关（114）及吸气温度传感器（115）；所述浸泡式换热盘管（320）与四通换向阀（130）的第四管口（134）的连接管道上设置有回气温度传感器（116）。

8.根据权利要求1所述的基于二氧化碳压缩机并可用于恶劣环境的三联供系统，其特征在于：所述冷水进口（311）设置于保温蓄水箱（310）下部，所述热水出口（312）设置于保温蓄水箱（310）上部。