CN102767876B9 - 热泵热回收空调机组 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种热泵热回收空调机组，它是由送风箱、排风箱、热泵系统、配电控制系统组成，送风箱把室外新风处理后送到室内，排风箱把室内污浊的空气排向室外，热泵系统的蒸发器装在送风箱中，制冷时，用于冷却空气，制热时，转换成冷凝器，用于加热空气，热泵系统的冷凝器装在排风箱中，制冷时，吸收室内空气和室外空气中的冷量，制热时，转换成蒸发器，吸收室内空气和室外空气中的热量，因此，室内排风中的冷热量得到回收利用，达到节能的目的。

Description

热泵热回收空调机组

技术领域

本发明属于暖通空调领域，具体涉及采用热泵进行热能回收的空调机组。

背景技术

目前，空调排风热能的回收通常采用转轮式、板翅式，换热效率低，排风与新风之间有渗透和接触，对新风造成污染，不卫生，另外，这类空调机组不具备冷热源，要增加换热设备，由外部提供冷热源。

发明内容

本发明的目的在于提供一种结构合理，卫生清洁，充分节能的热回收空调机组。

本发明的解决方案是：热泵热回收空调机组是由送风箱、排风箱、热泵系统、配电控制系统组成。送风箱由新风口、回风口、过滤器、送风机、蒸发器、送风口、附加功能段组成。排风箱由进风口、新风口、过滤器、冷凝器、排风机、排风口、附加功能段组成。热泵系统由压缩机、冷凝器、膨胀节流器、蒸发器、辅助装置组成。配电控制系统是由配电设备和自动控制设备组成。

当设备运行时，室外新风和回风被送风机吸入送风箱内，经过热泵系统蒸发器的冷却（夏季）或加热（冬季），空气被处理到设定的参数，通过送风系统送到各个空调区域。室内排风和室外新风被排风机吸入排风箱，经过热泵系统冷凝器的加热（夏季）或冷却（冬季）后排出室外。

热泵系统夏季工作时，因室内空气温度比室外低，利用室内排风和室外新风冷却排风箱中热泵系统的冷凝器，冷量被冷凝器吸收。在送风箱中，室外新风和室内回风被热泵系统的蒸发器冷却降温后送到空调房间。这样，通过热泵系统的制冷循环，回收利用了室内排风中的冷量。

热泵系统冬季工作时，排风箱中热泵系统的冷凝器转换成了蒸发器，因室内空气温度比室外高，利用室内排风和室外新风加热排风箱中热泵系统的蒸发器，热量被蒸发器吸收。在送风箱中，热泵系统的蒸发器转换成了冷凝器，室外新风和室内回风被冷凝器加热升温后送到空调房间。这样，通过热泵系统的制热循环，回收利用了室内排风中的热量。

配电控制系统的配电设备为热泵系统、送风机、排风机、电动风量调节风口、自动控制设备提供电源，自动控制设备根据室内外空气参数的变化，自动调节热泵系统、送风机、排风机、电动风量调节风口的运行状态，保证空调机组的高效和稳定运行。

附图说明

图1是连体式热泵热回收空调机组构造图（1）

图2是分体式热泵热回收空调机组构造图

图3是热泵系统图（1）

图4是热泵系统图（2）

图5是热泵系统图（3）

图6是连体式热泵热回收空调机组构造图（2）

图7是热泵系统图（4）

图8是热泵系统图（5）

图9是热泵系统图（6）

图10是热泵系统图（7）

图11是连体式热泵热回收空调机组构造图（3）

图12是热泵系统图（8）

图13是热泵系统图（9）

图14是多联式热泵热回收空调机组构造图（1）

图15是热泵系统图（10）

图16是多联式热泵热回收空调机组构造图（2）

图17是多联式热泵热回收空调机组构造图（3）

图18是热泵系统图（11）

图19是连体式热泵热回收空调机组构造图（4）

图20是热泵系统图（12）

图21是热泵系统图（13）

图22是热泵系统图（14）

图23是热泵系统图（15）

图24是热泵系统图（16）

图25是热泵系统图（17）

图26是热泵系统图（18）

图27是气缸活塞式储液器构造图

图28是气囊式储液器构造图（1）

图29是气囊式储液器构造图（2）

图30是隔膜式储液器构造图

图31是共用储液器与双向膨胀节流阀在热泵系统中的连接方式（1）

图32是共用储液器与双向膨胀节流阀在热泵系统中的连接方式（2）

图33是共用储液器与双向膨胀节流阀在热泵系统中的连接方式（3）

图34是共用储液器与双向膨胀节流阀在热泵系统中的连接方式（4）

附图标记说明：

1、送风箱，2、59、排风箱，3、14、新风口，4、回风口，5、15、过滤器，6、送风机，7、隔板，8、蒸发器，9、119、120、121、122、制冷剂循环管，10、加湿器，11、挡水板，12、送风口，13、进风口，16、冷凝器，17、压缩机，18、63、64、电控箱，19、排风机，20、排风口，21、22、旁通风口，23、回油毛细管，24、油分离器，25、98、101、水冷器，26、27、四通换向阀，28、113、138、储液器，29、干燥过滤器，30、视液镜，31、52、53、54、67、72、77、85、86、87、91、92、93、97、105、106、膨胀节流器，32、96、气液分离器，33、34、35、36、57、58、65、66、68、69、70、71、73、74、75、76、89、90、99、100、102、103、104、139、140、141、142、电磁阀，39、40、41、42、56、81、82、83、84、94、95、136、137、143、单向阀，43、再热器，37、38、44、45、电动调节阀，46、47、48、49、50、51、108、109、110、111、112、阀门，55、房间空调器，60、低压气管，61、高压气管，62、高压（或中压）液管，78、模式转换器，79、室外机，80、排风扇，88、换向器，107、换热器，114、气缸外壳，115、活塞，116、节流孔管，117、保温层，118、123、气缸端盖，124、中间体，125、126、气囊，127、128、托板，129、130、压板、131、132、传动机构，133、罐体，134、隔膜

具体实施办法

图1是一种连体式热泵热回收空调机组构造图，该设备由送风箱1、排风箱2、热泵系统、配电控制系统四大部分组成。

箱体采用钢板等材料制成，用聚氨酯等保温材料保温。箱体上设有检查门，便于人员进入箱内检修和维护。送风箱1与排风箱2之间由隔板7断开，贴保温材料，防止新风与排风之间窜风和热交换。送风箱1、排风箱2可以做成整体式的，把所需的设备安装在一个完整的箱体内，整体式的空调机组不便于运输、安装和检修，但节省材料；也可以做成分段组合式的，把不同功能的设备放在若干个功能段内，做成若干个小箱体，到现场后再拼装成一个整体。例如：送风箱1中，把新风口3、回风口4、过滤器5做成进风混合过滤段，以此类推，可做成送风机段、蒸发器段、加湿送风段。排风箱2可做成进风混合过滤段、冷凝器段、热泵主机和电控箱段、排风机段。每段可以拆卸组装，便于运输、安装和检修。送风箱1、排风箱2可根据需要附加其它功能段，如附加电加热段、空气消毒段、消声段、检修段等。

热泵系统主机部分（压缩机17等设备）可放在箱体内，也可放在箱体外，蒸发器8、冷凝器16、制冷剂循环管9等设备位于箱体内。蒸发器8、冷凝器16采用直膨式结构盘管等形式的换热器，保证制冷剂在其中蒸发和冷凝，换热器用铜管和铝翅片制作。

配电控制系统的电控箱18装有控制器、显示器、配电设备等，可挂在箱体外，也可嵌入箱体内，或与箱体分体设置，各种配电和控制设备及管线分布于箱体内。穿越隔板7的各种管线应做密封处理，防止漏风。

夏季设备工作时，在送风箱1中，室外高温高湿的新风和室内回风在送风机6的作用下，从新风口3和回风口4进入箱内，混合后被过滤器5除尘过滤，经过送风机6，通过蒸发器8，被冷却降温除湿，达到设定的温湿度后，从送风口12送到空调区域；在排风箱2中，室外新风和室内排风在排风机19的作用下，从进风口13、新风口14进入箱内，混合后被过滤器15除尘过滤，通过冷凝器16，被加热升温，再通过排风机19、排风口20排至室外。此时，热泵系统进行制冷循环，在送风箱1中，蒸发器8蒸发吸热，送风被降温除湿，在排风箱2中，冷凝器16被室内外空气冷却降温，室内排风中的冷量被回收利用。

冬季设备工作时，在送风箱1中，室外低温的新风和室内回风在送风机6的作用下，从新风口3和回风口4进入箱内，混合后被过滤器5除尘过滤，经过送风机6，通过蒸发器8，被加热升温，如果湿度低，还需加湿器10加湿，达到设定的温湿度后，经过挡水板11从送风口12送到空调区域；在排风箱2中，室外新风和室内排风在排风机19的作用下，从进风口13、新风口14进入箱内，混合后被过滤器15除尘过滤，通过冷凝器16，被冷却降温，再通过排风机19、排风口20排至室外。此时，热泵系统进行制热循环，系统进行了转换，在送风箱1中，蒸发器8转换成了冷凝器，送风被加热升温，在排风箱2中，冷凝器16转换成蒸发器蒸发吸热，室内排风中的热量被回收利用。

过渡季节设备工作时，热泵系统停止运行，送风箱1中回风口4关闭，新风口3、送风口12打开，送风机6运行；排风箱2中新风口14关闭，进风口13、旁通风口21、排风口20打开，排风机19运行，空调机组进行全新风运行。旁通风口21同进风口13一样接室内排风，它可以减少冷凝器16引起的排风阻力，降低排风机19的耗电量。

设备运行时，配电控制系统的配电设备为热泵系统、送风机6、排风机19、电动风量调节风口、自动控制系统提供电源。热泵系统为变容量系统，压缩机17为变容量压缩机，送风机6、排风机19为变频调速风机，新风口3、14、回风口4、进风口13为电动风量调节风口，也可采用手动、电动两用风量调节风口，旁通风口21不常用，可设为手动风口，也可设为手动、电动两用风量调节风口。自动控制设备根据室内外空气参数的变化，控制压缩机17的排气量，自动调节热泵系统的制冷量或制热量，控制送风机6和排风机19的转速、各个风口的开度，自动调节风量，保证空调机组的高效和稳定运行。自动控制系统中有控制器、显示器、传感器、执行器等设备，通常采用微机控制（如PLC控制器），具有自主设定参数、故障检测、自动报警等功能，能够通过触摸屏现场控制，也可以通过计算机键盘、鼠标远程控制，以及通过局域网、互联网实现网络控制。

在冬季，当室外气温较低、室内新风需求量较小、没有室内排风时，热泵系统工作效率低，甚至无法启动，可在送风箱1中设电加热器，直接加热新风，而不启动热泵系统，或者在排风箱2中设电加热器，加热新风，再启动热泵系统，电加热器可用于融霜。

图1所示，送风箱1位于排风箱2的下面，也可把送风箱1放在排风箱2的上面。夏季运行时，蒸发器8会产生大量的低温冷凝水，为了节能，可以通过重力自流或水泵加压的办法，把这部分低温冷凝水喷洒到排风箱2中，用于冷却排风或冷凝器16。在蒸发器8和冷凝器16的下面装有冷凝水集水盘，收集冷凝水，并排到箱体外。送风箱1、排风箱2可以放在室内，也可以放在室外，如放在屋顶上，可减少占地面积。另外，进、排风的方向和风口的位置也可以根据需要进行调整。

上述设备中，送风箱1中带有回风口4，可以处理室内回风，该机组适用于全空气空调系统、变风量空调系统，如大型商场、写字楼。当不带有回风口4时，该设备为全新风空调机组，送风为全新风，清洁卫生，适用于空气卫生标准较高的宾馆、医院。

图2是一种分体式热泵热回收空调机组构造图，送风箱1与排风箱2是分开的，设备出厂时，蒸发器8或冷凝器16与热泵系统主机连接的制冷剂循环管9是断开并密封的，与电控箱18连接的各类线路也是断开的，现场安装时，制冷剂循环管9通过快速接头连接，各类线路接入电控箱18，虽然管路和线路增加了，但仍然可以保证机组正常运行。两个箱体可以根据用户的需要放在不同的位置，布置更加灵活，例如可以把排风箱2放在屋顶上，节省占地面积，减少机组噪音的影响。送风箱1上可增加一个送风旁通风口22，能够减少送风阻力。

图3为上述热泵热回收空调机组的热泵系统图，所进行的是制冷循环。制冷剂循环过程是这样的：压缩机17→油分离器24→水冷器25→四通换向阀26→冷凝器16→四通换向阀27→储液器28→干燥过滤器29→视液镜30→膨胀节流器31→四通换向阀27→蒸发器8→四通换向阀26→气液分离器32→压缩机17。从压缩机17排出的高压高温气态制冷剂在油分离器24中与润滑油分离，通过回油毛细管23，润滑油回流到压缩机17，也可以通过其它方式回流润滑油。在夏季，自来水进入水冷器25，吸收高温制冷剂的热量，成为热水，可以为客户提供生活热水，也节省了燃料费。同时由于制冷剂的热量被自来水吸收，用于冷凝制冷剂的新风量就可以减少，排风机19耗电量降低。当客户不需要生活热水时，可取消或关掉水冷器25，制冷剂的热量被室内排风和室外新风排走。水冷器25可采用螺旋管式、壳管式、套管式等结构形式，使用闭式有压容器或开式无压容器，它离压缩机17排气口越近，热回收效果越好。图3中水冷器25串联在制冷剂管道上，由于制冷剂不可控，水冷器25中的水温也难以控制，它最好作为建筑内热水系统的补水预热器使用。膨胀节流器31通常采用电子膨胀阀，调节制冷剂流量比较快速准确，也可采用其它膨胀节流器，如毛细管，适用于小型系统。压缩机17采用变容量压缩机，如：变频转子式、涡旋式、螺杆式压缩机。当系统制冷量、制热量变化时，压缩机17也适时变容量输出，实现节能运行。当热泵系统中有多台压缩机17并联运行时，压缩机17全部采用定容量压缩机，或全部采用变容量压缩机，或者采用变容量压缩机与定容量压缩机的组合，上述组合方式都可以实现变容量运行，达到节能的目的。另外，热泵系统中除了回油毛细管23、油分离器24、四通换向阀26、27、储液器28、干燥过滤器29、视液镜30、气液分离器32等辅助设备外，还设有其它辅助设备，如：回热器、再冷器、温度、压力传感器等。自控系统根据系统温度、压力的变化，自动调节系统的运行状况，保持热泵系统高效率的运行。

在冬季热泵系统进行制热循环，四通换向阀26、27转向后，蒸发器8变成冷凝器，而冷凝器16变成了蒸发器，制冷剂循环过程是这样的：压缩机17→油分离器24→水冷器25→四通换向阀26→蒸发器8→四通换向阀27→储液器28→干燥过滤器29→视液镜30→膨胀节流器31→四通换向阀27→冷凝器16→四通换向阀26→气液分离器32→压缩机17。在冬季，水冷器25停止工作，不生产热水，制冷剂在蒸发器8中散热，用于加热室外新风，而在冷凝器16中是吸热，吸收室内排风和室外新风的热量，回收利用了室内排风的热能。如果水冷器25在冬季也能生产热水，需要加大系统容量，提高产热量，如：增大压缩机17的功率，增大排风箱2中室外新风量和排风机19的排风量。在冬季，水冷器25适合在南方使用，而在北方，室外温度低，水冷器25工作时，热泵系统效率低。以上所述的带水冷器25的设备也可称为热水型热泵热回收空调机组。

图4所示的热泵系统中，电磁阀33、34、35、36代替了上述热泵系统中的四通换向阀27。当电磁阀33、34开启，电磁阀35、36关闭时，系统进行的是制冷循环；当电磁阀33、34关闭，电磁阀35、36开启时，系统进行的是制热循环。当冬季室外温度低、室内排风量小时，热泵系统进行制热循环，冷凝器16作为蒸发器容易结霜，为了融霜，水冷器25停止输出热水，而是由外部热源（锅炉、电热等）向水冷器25输入热水，水冷器25变成了水热器，为制冷剂蒸发提供热量。融霜时，打开排风箱2的进风口13，关闭新风口14，打开电动调节阀37，关闭电动调节阀38，利用室内排风融霜，此时并不影响空调系统的正常运行。

图5所示的热泵系统中，单向阀39、40、41、42代替了上述热泵系统中的四通换向阀27和电磁阀33、34、35、36。系统进行制冷循环时，单向阀39、40开启，单向阀41、42关闭；系统进行制热循环时，单向阀39、40关闭，单向阀41、42开启。融霜时，向水冷器25输入热水，打开排风箱2的进风口13，关闭新风口14，打开电动调节阀37，关闭电动调节阀38，利用室内排风融霜。水冷器25可做成蓄热式容器，加注蓄热材料，把建筑的余热储存其中，用于融霜和加热热水。

图6是另一种连体式热泵热回收空调机组构造图，它与上述空调机组不同之处是在送风箱1中增加了再热器43，当空气被蒸发器8降温冷却后，再被再热器43加热，可以提高送风温度，减少送风温差，改善空调舒适度，适用于空调精度高、湿度大的空调场合。该设备也可以做成图2所示的分体式热泵热回收空调机组。

图7是图6所示设备的热泵系统图，再热器43与冷凝器16并联在系统中，电动调节阀44、45根据负荷变化情况，调节进入再热器43、冷凝器16的制冷剂流量，当冬季制热循环时，电动调节阀44关闭，再热器43不工作。电动调节阀44、45其中一个改为电磁阀也可以分配制冷剂流量。再热器43的结构形式同蒸发器8和冷凝器16。以上所述的带再热器43的设备也可称为再热型热泵热回收空调机组。

图8是另一种再热型热泵热回收空调机组的热泵系统图，图中所示在进行制冷循环，阀门46、49、50打开，阀门47、48、51关闭。它与图7不同的是，再热器43可以转换成蒸发器，当蒸发器8不能工作时，关闭阀门46、49、50、电动调节阀44，用再热器43做备用。制冷时，关闭阀门48，打开阀门47、51，再热器43转换成蒸发器；制热时，关闭阀门47，打开阀门48、51，再热器43转换成冷凝器。

图9所示的热泵系统中，电磁阀33、34、35、36代替了图8中热泵系统的四通换向阀27。

图10所示的热泵系统中，单向阀39、40、41、42代替了图8中热泵系统的四通换向阀27。

图11是另一种连体式热泵热回收空调机组构造图，它与上述空调机组不同之处是有两套制冷系统。其中一套是热泵系统，用于冷却或加热空气；另一套为单冷系统，用于再热被冷却的空气，该系统也可做成热泵系统，既可用于再热，也可用于冷却，与前者互为备用，虽然增加了设备，但可靠性提高。该设备也可以做成图2所示的分体式热泵热回收空调机组。上述设备也可称为双机型热泵热回收空调机组。

图12是一种多联式热泵热回收空调机组的热泵系统图，图中所示为制冷循环，有两台压缩机17并联运行，制冷剂在膨胀节流器52、53、54中可以双向流动，冷凝器16装在排风箱2中，蒸发器8装在送风箱1中。它有一个排风箱2和冷凝器16，可以连接两个及数个送风箱1和蒸发器8，以及其它设备，图12中仅示意连接两个送风箱1和蒸发器8、一个房间空调器55、一个水冷器25。房间空调器55放在空调房间内，它采用直膨式结构盘管等形式的换热器，用铜管和铝翅片制作，它依靠制冷剂的直接蒸发或冷凝，循环冷却或加热房间内的空气，它与送风箱1、排风箱2有所不同，可称为系统的附加设备，或末端设备，还有其它利用制冷剂冷却或加热的附加设备，如：卫生间的烘手器，可利用制冷剂的冷凝热；利用建筑的污水，夏天冷却制冷剂、冬天加热制冷剂的设备；利用厨房油烟、洗涤废水的废热加热制冷剂的设备；利用太阳能热水或热风加热制冷剂的设备。在送风箱1所服务的空调区域中，房间空调器55这类附加设备足够多时，送风箱1不带回风口4，或关闭回风口4，只送新风。水冷器25并联在系统内，当水温达到设定温度时，电磁阀57关闭，切断高温制冷剂，电磁阀58打开，高温制冷剂通过，电磁阀57、58也可改成电动调节阀，让制冷剂按比例通过两阀门。排风箱2通常放在室外，称为室外机组（因排风箱2可以放在室内，也可称为室内机组），室内排风集中送到排风箱2中。对于大型机组，可做成两个及数个排风箱2和冷凝器16，连接数个送风箱1和蒸发器8、附加设备、水冷器25等室内机组，水冷器25也可放在室外，称为室外机组。上述设备中，若干个蒸发器8的工况是相同的，要么都是制冷，要么都是制热，因此，可称为同工况型热泵系统。

图13是另一种多联式热泵热回收空调机组的热泵系统图，它在送风箱1中增加了再热器43，并设有水冷器25，与冷凝器16并联在系统内，依靠电动调节阀44调节制冷剂流量。该设备中，两台送风箱1中的蒸发器8和房间空调器55可以同时制冷、同时制热，两台送风箱1也可以一台制热，同时另一台制冷，其中制冷的送风箱1中的再热器43转换成了蒸发器，用于制冷，同箱内的蒸发器8不工作。

图14是一种多联式热泵热回收空调机组构造图。排风箱2放在室外，进风口13、旁通风口21接室内排风，冷凝器16也可转换成蒸发器，吸收室内排风和室外新风中的冷热量，压缩机17放在箱体内，也可放在箱体外，对于大容量空调系统，可设多台排风箱2并联使用；排风箱59与上述排风箱2有所不同，它不装压缩机17、新风口14，只处理室内排风，冷凝器16也可转换成蒸发器，回收室内排风中的冷热量，它装在室内，与服务于相同空调区域的送风箱1可以做成整体式，也可以做成分体式，图14中是分体式，这样布置更加灵活方便；送风箱1中，蒸发器8也可转换成冷凝器，再热器43也可转换成蒸发器或冷凝器。排风箱2、59、送风箱1、房间空调器55、水冷器25连接到低压气管60、高压气管61、高压（或中压）液管62上。水冷器25放在室外，它是一个保温的有压容器，装有制冷剂散热器。该多联式热泵热回收空调机组可称为再热型、水冷型。图中热泵系统仅示意连接三台室内机组（送风箱1、排风箱59、房间空调器55）、两台室外机（排风箱2、水冷器25），它可以连接数台室内外机组。当空调区域有足够大的排风道排向室外时，可不设排风箱59，室内排风全部接入排风箱2中。

图15是图14所示多联式热泵热回收空调机组的热泵系统图。排风箱2中电磁阀65打开，电磁阀66关闭，冷凝器16制热；电磁阀65关闭，电磁阀66打开，冷凝器16制冷。电磁阀68打开，高温制冷剂通过水冷器25，给水加热，当水温达到设定温度，电磁阀68关闭。当冷凝器16需要融霜时，电磁阀68关闭，电磁阀69打开，水冷器25转换成水热器，由外部向其提供热源。排风箱59中电磁阀70打开，电磁阀71关闭，冷凝器16制热；电磁阀71打开，电磁阀70关闭，冷凝器16制冷。送风箱1中有再热器43，膨胀节流器77控制制冷剂的流量，通过控制电磁阀73、74，再热器43也可以转换成蒸发器或冷凝器使用，与蒸发器8互为备用。如果不需要转换成蒸发器，仅做再热器使用，可以取消电磁阀73、74、膨胀节流器77、干燥过滤器29，采取图7的做法，设电动调节阀44，再热器43与高压气管61、高压（或中压）液管62连接。电磁阀73打开，电磁阀74关闭，再热器43制热；电磁阀73关闭，电磁阀74打开，再热器43制冷。电磁阀76打开，电磁阀75关闭，蒸发器8制冷；电磁阀76关闭，电磁阀75打开，蒸发器8制热。模式转换器78控制房间空调器55制冷与制热工况的转换。

图15所示系统是三管制系统，蒸发器8、再热器43、冷凝器16、房间空调器55、水冷器25与低压气管60、高压气管61、高压（或中压）液管62相连，该系统有三种工况：同时制冷、同时制热、或一部分箱体在制冷的同时，其它箱体在制热。假设该系统在冬季进行制热循环，送风箱1送冷风，蒸发器8制冷、再热器43制热；房间空调器55制热，它与送风箱1不在一个空调区域；排风箱59吸热，其中的冷凝器16制冷；水冷器25制热；排风箱2吸热，其中的冷凝器16制冷（它是制冷还是制热，需要通过自动控制系统的运算和判断后执行）。因此在上述的制冷剂循环过程中，房间空调器55、水冷器25、再热器43所吸收的冷量传给了蒸发器8、冷凝器16，蒸发器8、冷凝器16所吸收的热量传给了房间空调器55、水冷器25、再热器43。

因此，通过控制电磁阀开闭、模式转换器的转换，实现了各个机组运行工况的转变，可以满足不同空调场所同时制冷和制热的需求，而且不同空调场所的冷热量又可以互相回收利用，回收总量提高，节能显著，这种多联式热泵系统也称为热回收型热泵系统。例如进深较大的写字楼，在冬季，外区需要送热风，而内区需要送冷风，采用本设备可以满足要求。

图16是另一种多联式热泵热回收空调机组构造图，一组放在室外（也可放在室内）的送风箱1、排风箱2、热泵系统带三台以上的房间空调器55，它是三管制热回收型的热泵系统。

图17是另一种多联式热泵热回收空调机组构造图，它把图14中的室外机组排风箱2换成了室外机79。它是由冷凝器16、排风扇80、压缩机17、制冷剂循环管9、制冷系统辅助装置、电控箱18等组成，室外机79不接室内排风，室外空气在排风扇80的作用下，冷却或加热冷凝器16，室内排风的热能回收由室内机组排风箱59负责，该机组适用于室内排风道向室外引出不方便，或没有室内排风可利用的场合。

图18是一种多联式热泵热回收空调机组的热泵系统图，包含有室外排风箱2的冷凝器16、室内排风箱59的冷凝器16、送风箱1的蒸发器8和再热器43、房间空调器55、水冷器25。该系统在进行制热循环，再热器43、房间空调器55、水冷器25在制热，冷凝器16、蒸发器8在制冷，通过循环，蒸发器8将所服务的空调区域的热量，传递到房间空调器55所服务的空调区域，内部的热量得到回收利用。该系统也称为热回收型热泵系统，与上述三管制系统不同之处，它是两管制，通过一根气体管和一根高压液体管，将多个机组连接起来。

图19是一种连体式热泵热回收空调机组构造图，送风箱1放在排风箱2上面。

图20所示的热泵系统正在进行制冷循环，电子膨胀节流阀91打开、92关闭，当进行制热循环时，电子膨胀节流阀91关闭、92打开，在气液分离器96中，高压液态制冷剂与低温气态制冷剂热交换，可以节能，压缩机17为螺杆式压缩机，一部分高压液态制冷剂经过电子膨胀节流阀93节流后，降为低压低温液体，喷入压缩机17腔内进行冷却。

图21所示的热泵系统正在进行制热循环，膨胀节流阀97采用双向阀，取消了储液器28，水冷器98可作为储液器使用，高温高压气态制冷剂在其中被冷却水（或冷风）冷却成液态制冷剂，当需要储存或使用制冷剂时，电磁阀99打开、100关闭，反之，则电磁阀99关闭、100打开，电磁阀99、100可采用电动调节阀或电动三通调节阀，水冷器98宜采用螺旋管式、壳管式换热器。如果取消专用的储液器，多余的制冷剂可储存在蒸发器8、冷凝器16或管道中，加大蒸发器8、冷凝器16底部盘管管径或集液箱的尺寸，为冷凝后的液态制冷剂预留储存空间，这样系统得到简化。

图22所示的热泵系统正在进行制热循环，在水冷器101后面连接有储液器28，高温高压气态制冷剂在水冷器101中被冷却水（或冷风）冷却成液态制冷剂，再流进储液器28中，来自蒸发器8或冷凝器16的低温气态制冷剂通过电磁阀102进入到水冷器101中，也可以冷却高温高压气态制冷剂，水冷器101宜采用双螺旋管式换热器，电磁阀102、103可采用电动调节阀或电动三通调节阀。

图23所示的热泵系统正在进行制冷循环，膨胀节流阀97采用双向阀，压缩机17为螺杆式压缩机，打开电磁阀104，一部分高压液态制冷剂经过毛细管膨胀节流阀105节流后，降为低压低温液体，喷入压缩机17腔内进行冷却。

图24所示的热泵系统正在进行制热循环，压缩机17为补气式涡旋压缩机，在室外低温环境下，打开补气膨胀节流阀106，一部分高压液态制冷剂节流为低压低温液体制冷剂，再经过换热器107蒸发气化，进入压缩机17补气腔内，使压缩机17的运行状况得到改善，制热量提高。

图25所示的热泵系统正在进行制冷循环，它同图8、图9、图10所示的热泵系统功能相同，但由于采用双向膨胀节流阀97，使系统得到简化，再热器43不仅可以作为冷凝器、蒸发器使用，也可以作为储液器，阀门108、109、110、111、112可采用电磁阀。

图26所示的热泵系统正在进行制冷循环，它带有气缸活塞式储液器113，其结构和工作原理见图28。

图27是气缸活塞式储液器构造图，该储液器是由气缸外壳114、活塞115、气缸端盖118、123、制冷剂循环管119、120、121、122等组成，它装在蒸发器8、冷凝器16之间的制冷剂循环管路上，制冷剂循环管119、122与干燥过滤器29相连，然后分别与蒸发器8、冷凝器16相连，制冷剂循环管120、121与双向膨胀节流阀97相连，制冷剂循环管119、120和121、122分别接在气缸端盖118、123上，与气缸相通，活塞115可以在气缸内滑动。当系统进行制冷循环时，来自冷凝器16的高压液态制冷剂通过制冷剂循环管122从气缸端盖123进入气缸，大部分高压液态制冷剂又通过制冷剂循环管121进入到双向膨胀节流阀97，被节流为低压液态制冷剂，通过制冷剂循环管120，从气缸端盖118流回到气缸，最后通过制冷剂循环管119又流出气缸，进入到干燥过滤器29、蒸发器8。由于气缸内一端是高压液态制冷剂，另一端是低压液态制冷剂，在活塞115两侧形成压差，从而推动活塞115从高压端向低压端移动，图中是从右向左移动，顶到气缸端盖118时为止，在活塞115左侧与气缸端盖118之间形成一个狭小的腔体空间，保证低压液态制冷剂的流通循环，这个狭小空间应保证制冷剂不会蒸发气化，而在活塞115右侧与气缸端盖123之间形成一个较大的腔体空间，保证高压液态制冷剂的流通循环和储存。活塞115带有节流孔管116，少量的高压液态制冷剂可从节流孔管116节流到低压侧，也有微量的高压液态制冷剂从活塞115与气缸壁之间的配合间隙中节流到低压侧，当系统低负荷运转时，膨胀节流阀97关闭，系统依靠节流孔管116节流运行，也可以不设节流孔管116，系统完全依靠膨胀节流阀97运行。节流孔管116两端可带有向下弯曲的小管，它伸入到液面以下，保证底部的液态制冷剂被节流，在活塞115中有保温层117，可减少传热。当系统进行制热循环时，制冷剂反向流动，活塞115的左侧变为高压侧，右侧变为低压侧，其被推向右端，顶到气缸端盖123时为止，多余的高压液态制冷剂储存在活塞115左侧的气缸内。

图28是一种气囊式储液器构造图，它是由中间体124、节流孔管116、制冷剂循环管119、120、121、122、气囊125、126等组成。气囊125、126是由高弹性、高强度的材料制作，连接在中间体124的两端。当制冷剂循环管121、122接高压端时，气囊126膨胀，高压液态制冷剂在其中流通循环，多余的部分储存其中，此时，制冷剂循环管119、120接低压端，气囊125处于收缩状态，被节流后的制冷剂在其中流通循环；反之，气囊125膨胀，气囊126处于收缩状态。

图29是另一种气囊式储液器构造图，气囊125、126分别粘接在托板127、压板129和托板128、压板130之间。当制冷剂循环管121、122接高压端时，传动机构132带动压板130上升，气囊126膨胀，高压液态制冷剂在其中流通循环，多余的部分储存其中，此时，制冷剂循环管119、120接低压端，传动机构131带动压板129下降，气囊125处于收缩状态，被节流后的制冷剂在其中流通循环；反之，气囊125膨胀，气囊126处于收缩状态。

图30是隔膜式储液器构造图，它是由罐体133、隔膜134、节流孔管116、制冷剂循环管119、120、121、122等组成。隔膜134是高弹性、高强度、不渗漏的材料，它位于罐体133的中央，将其分隔成左右两个独立的空间。当系统停机、压力平衡时，隔膜134处于任意形状的松弛状态。在罐体133的下部连接有制冷剂循环管119、120、121、122，制冷剂循环管119、120与隔膜134左侧空间相连通，制冷剂循环管121、122与隔膜134右侧空间相连通，节流孔管116将隔膜134两侧空间相连通。当制冷剂循环管121、122接高压端时，隔膜134向左伸展或膨胀，紧贴罐体133的内壁，在右侧形成较大的空间，高压液态制冷剂在其中流通循环，多余的部分储存其中，此时，制冷剂循环管119、120接低压端，被节流后的制冷剂在隔膜134底部狭小空间内流通循环，这个狭小空间应保证制冷剂不会蒸发气化；反之，制冷剂反向流动，隔膜134向右膨胀。格栅135可阻止隔膜134向下伸展，防止堵塞制冷剂循环管管口。

图31中设有两个储液器28，当双向膨胀节流阀97右侧为高压端、左侧为低压端时，使用右侧的储液器28储存高压液态制冷剂，左侧的储液器28不使用，反之，使用左侧的储液器28，右侧的不使用。

图32中共用储液器138位于双向膨胀节流阀97的上方，当右侧为高压端、左侧为低压端时，右侧电磁阀139打开、左侧的关闭，储液器138储存右侧的高压液态制冷剂，反之，左侧电磁阀139打开、右侧的关闭，储液器138储存左侧的高压液态制冷剂。

图33中，当双向膨胀节流阀97右侧为高压端、左侧为低压端时，右侧电磁阀141、142打开、140关闭，左侧电磁阀141、142关闭、140打开，共用储液器28储存右侧的高压液态制冷剂，反之，左侧电磁阀141、142打开、140关闭，右侧电磁阀141、142关闭、140打开，共用储液器28储存左侧的高压液态制冷剂。

图34中，当双向膨胀节流阀97右侧为高压端、左侧为低压端时，右侧电磁阀142打开、左侧电磁阀142关闭，共用储液器28储存右侧的高压液态制冷剂，反之，左侧电磁阀142打开、右侧电磁阀142关闭，共用储液器28储存左侧的高压液态制冷剂。

综上所述，送风箱、排风箱、热泵系统主机、水冷器可以放在室内，也可以放在室外；送风箱可以带回风口，也可以不带回风口；排风箱可以带新风口，也可以不带新风口；多联式机组可以带多台室内机组和室外机组；水冷器串联、并联在高压气管上，或跨接在制冷剂循环管之间，它也可以转换成水热器，为热泵系统提供热源，用于融霜运行，它也可以作为储液器，储存多余的液态制冷剂；膨胀节流阀可采用双向阀或单向阀，双向阀使热泵系统更加简化。

以上所述，仅是本发明的较佳实施办法而已，并非对本发明做任何形式上的限制。依据本发明的技术实质对以上实施办法所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.热泵热回收空调机组，它是由送风箱、排风箱、热泵系统、配电控制系统组成，送风箱带有第一新风口、回风口、送风口、送风机、第一过滤器、第一附加功能段；排风箱带有进风口、第二新风口、排风口、排风机、第二过滤器、第二附加功能段；热泵系统是由压缩机、冷凝器、膨胀节流器、蒸发器、辅助装置、制冷剂循环管、制冷剂组成；配电控制系统是由配电设备和自动控制设备组成，其特征在于：第一新风口和第二新风口接室外空气，回风口接室内回风，送风口接室内空调系统送风管道，进风口接室内排风，排风口接室外空气；室外新风和室内回风被送风机吸入送风箱，经过第一过滤器、蒸发器、第一附加功能段的处理，达到设定的空调参数后，通过送风口送到空调区域；室外新风和室内排风被排风机吸入排风箱，经过第二过滤器、冷凝器、第二附加功能段的处理后，通过排风口排到室外；送风箱、排风箱是整体式的或分段组合式的，送风箱与排风箱之间是密闭隔断的，送风箱与排风箱之间由贴有保温材料的隔板断开，防止新风与排风之间串风和热交换；排风箱与送风箱的连接是连体式、分体式、多联式的；热泵系统的蒸发器装在送风箱中，制冷时，用于对空气冷却除湿，制热时，转换成冷凝器，用于加热空气；热泵系统的冷凝器装在排风箱中，制冷时，冷凝热被室内排风和室外新风带走，制热时，转换成蒸发器，吸收室内排风和室外新风中的热量；热泵系统的连接是连体式、分体式、多联式的；热泵系统的压缩机及辅助装置装在排风箱中，或装在送风箱中，或装在送风箱、排风箱之外；当第一新风口打开，回风口关闭，送风箱只处理室外新风；当第一新风口关闭，回风口打开，送风箱只处理室内回风；当第一新风口、回风口同时打开，送风箱处理室内回风与室外新风的混合风；热泵热回收空调机组为热水型、再热型、双机型机组。

2.根据权利要求1所述的热泵热回收空调机组，其特征在于，热水型热泵热回收空调机组带有提供热水的水冷器，它串联、并联在制冷剂管道上，采用闭式有压容器或开式无压容器，它冬季转换成水热器使用，为热泵系统提供热源。

3.根据权利要求1所述的热泵热回收空调机组，其特征在于，再热型热泵热回收空调机组带再热器和控制再热器中制冷剂流量的装置，再热器装在送风箱中，当需要制冷时，它转换成蒸发器。

4.根据权利要求1所述的热泵热回收空调机组，其特征在于，双机型热泵热回收空调机组带有两套制冷系统，其中一套是热泵系统，用于空气的冷却除湿或加热；另一套是单冷或热泵系统，用于空气的再热或冷却除湿。

5.根据权利要求1所述的多联式热泵热回收空调机组，其特征在于，多联式热泵热回收空调机组包含有送风箱、排风箱、热泵系统、室外机、附加设备、水冷器、配电控制系统，一台或数台排风箱或室外机，连接两台或数台室内机组，一台或数台压缩机、冷凝器连接两台或数台蒸发器、再热器。

6.根据权利要求1所述的多联式热泵热回收空调机组，其特征在于，其热泵系统为同工况型热泵系统，或热回收型热泵系统。

7.根据权利要求1所述的多联式热泵热回收空调机组，其特征在于，多联式热泵热回收空调机组的室外机组有室外机或排风箱，室外机带冷凝器，当热泵系统制热运行时，它转换成蒸发器，室外机不与室内排风相连，只与室外空气进行热交换。

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