CN103148628A - 双热源热泵空调设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种双热源热泵空调设备,包括高压压缩机、四通阀、第一换热器、第二换热器、第三换热器、第一节流机构,第二节流机构、单向阀和低压压缩机;所述四通阀的高压节点通过第六十管道与高压压缩机出口端相连,所述高压压缩机入口端依次通过所述低压压缩机出口端、低压压缩机入口端、第六十五管道、第一换热器、第二节流机构、第五十八管道、第一节流机构、第二换热器、第六十四管道与所述四通阀二个换向节点中的任意一个节点相连。结构简单,工作可靠,成本低廉,在冬季运行过程中,能够分别以不同蒸发温度同时从两个不同低温热源中吸取热量、并实现双级压缩运行。

Description

双热源热泵空调设备
技术领域
[0001] 本发明涉及一种双热源热泵空调设备,属于制冷技术领域。
背景技术
[0002]目前由压缩机、四通阀、节流阀、用户侧换热器、热源侧换热器所组成的常规热泵空调设备,夏季工作时,利用用户侧换热器为用户供冷,而制冷所产生的冷凝热通过热源侧换热器排入低温热源中,冬季工作时,用户侧换热器为用户供暖,而通过热源侧换热器从低温热源中吸取热量,众所周知,对于具体工程而言,上述常规热泵空调设备在工作过程中,低温热源都只能是单一的,例如:使用室外空气,或者是土壤,或水等。由于室外空气、土壤、水等作为低温热源时,具有不同的工作特性,因此,分别以它们作为低温热源的热泵空调设备的使用地域就不可避免地受到限制。
[0003] 例如:在严寒地区和寒冷地区,由于室外空气太低,同时也存在着用户的需热量与设备供热量的矛盾,因此,以室外空气作为低温热源的常规热泵空调设备就无法正常工作。而以土壤作为低温热源的常规热泵空调设备,由于夏季土壤必须吸收常规热泵空调设备制冷所产生的冷凝热,而冬季作为低温热源,又必须释放出热量,为了保证在长期运行过程中,常规热泵空调设备能够正常工作,土壤在夏季吸收的热量,与冬季所释放的热量必须维持平衡,而这一使用要求就限制了以土壤作为低温热源的常规热泵空调设备的使用范围。具体而言,在我国福建、广东、广西等沿海地区,夏季冷负荷大,而冬季热负荷小,在长期运行过程中,土壤温度将上升,故导致以土壤作为低温热源的常规热泵空调设备在夏季无法稳定运行;在我国东北、内蒙、新疆等严寒地区或其它寒冷地区,由于夏季冷负荷小,而冬季热负荷大,在长期运行过程中,土壤温度将下降,故导致以土壤作为低温热源的常规热泵空调设备在冬季无法稳定运行。
[0004] 由此可见,常规热泵空调设备由于依靠单一低温热源进行工作时所存在的缺陷,已严重影响了它的推广应用。
发明内容
[0005] 本发明的目的是提供一种在冬季运行过程中,能够分别以不同蒸发温度同时从两个不同低温热源中吸取热量、并实现双级压缩运行的双热源热泵空调设备。
[0006] 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:
[0007] —种双热源热泵空调设备,包括高压压缩机(I)、四通阀(70)、第二换热器(6)、第三换热器(8)和第一节流机构(4),其特征是:该双热源热泵空调设备还包括低压压缩机
(2)、第一换热器(3)、第二节流机构(5)和单向阀(21);所述四通阀(70)的高压节点(71)通过第六十管道¢0)与高压压缩机(I)出口端相连,所述高压压缩机(I)入口端依次通过所述低压压缩机⑵出口端、低压压缩机⑵入口端、第六十五管道(65)、第一换热器(3)、第二节流机构(5)、第五十八管道(58) 、第一节流机构(4)、第二换热器¢)、第六十四管道
(64)与所述四通阀(70) 二个换向节点中的任意一个节点(74)相连;[0008] 所述四通阀(70)的另一个换向节点(72)依次通过第六十一管道(61)、第三换热器(8)、第五十二管道(52)与所述第二节流机构(5)和第一节流机构(4)之间的第五十八管道(58)相连;
[0009] 所述四通阀(70)的低压节点(73)通过第六十三管道¢3)与所述高压压缩机(I)入口端和低压压缩机⑵出口端之间的管道相连;
[0010] 所述单向阀(21)出口端与所述高压压缩机(I)入口端和低压压缩机(2)出口端之间的管道相连,所述单向阀(21)入口端与第六十五管道¢5)相连。
[0011] 本发明与现有技术相 比,其有益效果是:
[0012] 1.在夏季运行过程中,两个低温热源可以根据需要,使用多种方式吸收制冷所产生的冷凝热;
[0013] 2.在冬季运行过程中,可以根据需要,使用多种方式从两个低温热源中提取热量,最特别的是:能够分别以不同蒸发温度同时从两个不同低温热源中吸取热量,同时实现双级压缩运行;
[0014] 3.结构简单,工作可靠,成本低廉;
[0015] 4.本发明适用于工业和民用的热泵空调设备,特别适用于严寒和寒冷地区有制冷和供暖需求的场合。
附图说明
[0016] 图1是本发明实施例1结构示意图;
[0017] 图2是本发明实施例2结构示意图。
具体实施方式
[0018] 下面结合附图对本发明内容作进一步详细说明。
[0019] 实施例1
[0020] 如图1所示,本实施例是一种双热源热泵空调设备。整个设备包括以下组成部分:高压压缩机1、低压压缩机2、四通阀70、第一节流机构4、第二节流机构5、第一换热器3、第二换热器6、第三换热器8、单向阀21。
[0021] 第一节流机构4、第二节流机构5为电子膨胀阀。
[0022] 工作时,第三换热器8为用户侧换热器,通常为制冷剂-空气换热器,夏季作为蒸发器,为用户制冷,用于冷却空气,冬季作为冷凝器,为用户供暖,用于加热空气。
[0023] 第一换热器3为室外空气换热器,过渡季节和冬季作为蒸发器,从室外空气中吸收热量。
[0024] 第二换热器6为土壤侧的换热器,通常它是制冷剂-水换热器,水在第二换热器6以及埋在土壤中的埋地换热器之间形成一个闭式的循环回路。第二换热器6在夏季作为冷凝器使用时,水先与制冷剂进行热交换,吸收制冷剂为用户制冷所产生的冷凝热、水温升高后,水再通过埋在土壤中的埋地换热器与土壤进行热交换,向土壤放出所吸收的冷凝热;第二换热器6冬季作为蒸发器使用时,水先通过埋在土壤中的埋地换热器从土壤中吸收热量,水温升高后,水再通过第二换热器6与制冷剂进行热交换,制冷剂吸收水的热量后再通过第三换热器8为用户供暖。[0025] 该双热源热泵空调设备冬夏季在各运行方案下的工作流程分别如下所述。
[0026] (I)夏季制冷
[0027] 单级压缩,第一换热器3不工作
[0028] 在此方案中,制冷所产生的冷凝热全部通过第二换热器6排入土壤中,第三换热器8为用户供冷,低压压缩机2不工作,高压压缩机I正常运行。工作时,第一节流机构4正常工作,第二节流机构5关闭。
[0029] 其工作流程是:制冷剂从高压压缩机I出口端排出后,依次经过第六十管道60、四通阀70高压节点71、四通阀70换向节点74、第六十四管道64、第二换热器6、第一节流机构4、第五十八管道58、第五十二管道52、第三换热器8、第六十一管道61、四通阀70的换向节点72、四通阀70的低压节点73、第六十三管道63,回到高压压缩机I入口端。
[0030] (2)冬季供暖
[0031] I)方案一:单级压缩,第一换热器3不工作
[0032] 在此方案中,第二换热器6从土壤中吸取热量,第三换热器8为用户供暖,低压压缩机2不工作,高压压缩机I正常运行。工作时,第一节流机构4正常工作,第二节流机构5关闭。
[0033] 其工作流程是:制冷剂从高压压缩机I出口端排出后,依次经过第六十管道60、四通阀70高压节点71、四通阀70换向节点72、第六i^一管道61、第三换热器8、第五十二管道52、第五十八管道58、第一节流机构4、第二换热器6、第六十四管道64、四通阀70的换向节点74、四通阀70的低压节点73、第六十三管道63,回到高压压缩机I入口端。
[0034] 2)方案二:单级压缩,第二换热器6不工作
[0035] 在此方案中,第一换热器3从室外空气中吸取热量,第三换热器8为用户供暖,低压压缩机2不工作,高压压缩机I正常运行。工作时,第一节流机构4关闭,第二节流机构5正常工作。
[0036] 其工作流程是:制冷剂从高压压缩机I出口端排出后,依次经过第六十管道60、四通阀70高压节点71、四通阀70换向节点72、第六i^一管道61、第三换热器8、第五十二管道52、第五十八管道58、第二节流机构5、第一换热器3、第六十五管道65、单向阀21入口端、、单向阀21出口端,回到高压压缩机I入口端。
[0037] 3)方案三:双级压缩,第二换热器6不工作
[0038] 在此方案中,第一换热器3从室外空气中吸取热量,第三换热器8为用户供暖,低压压缩机2、高压压缩机I都正常运行。工作时,第二节流机构5正常工作;第二换热器6虽然不工作(即:使通过第二换热器6的水停止流动。),但中间压力下的制冷剂通过第二换热器6补入高压压缩机构I入口端与低压压缩机2出口端之间的管道中,补入的制冷剂量利用第一节流机构4进行控制。其具体的控制方法如下。
[0039]方法一:
[0040] 当低压压缩机2、高压压缩机I都为变频压缩机时,在工作过程中,高压压缩机I通过改变运行频率对第三换热器8中被加热空气的出口温度进行控制;即在第三换热器8空气侧出口端设置一个空气出口温度传感器 ,用于检测第三换热器8空气侧的实际出口温度,在实际工作过程中,当空气出口温度传感器所检测的第三换热器8空气侧实际出口温度低于第三换热器8空气侧出口温度期望值时,则控制器90发出控制命令,使高压压缩机I的运行频率增加,当空气出口温度传感器所检测的第三换热器8空气侧实际出口温度高于第三换热器8空气侧出口温度期望值时,则控制器90发出控制命令,使高压压缩机I的运行频率减小。
[0041] 工作时,低压压缩机2通过改变运行频率对高压压缩机I入口端与低压压缩机2出口端之间管道中的中间压力进行控制;即在高压压缩机I入口端与低压压缩机2出口端之间的管道上设置一个中间压力传感器41 (如图1所示),用于检测实际的中间压力,在实际工作过程中,当中间压力传感器41所检测的实际中间压力低于中间压力期望值时,则控制器90发出控制命令,使低压压缩机2的运行频率增加,当中间压力传感器41所检测的实际中间压力高于中间压力期望值时,则控制器90发出控制命令,使低压压缩机2的运行频率减小。
[0042] 运行时,中间压力期望值取决于第三换热器8空气侧出口温度期望值,以及第一换热器3空气侧的入口温度。即在实际工作过程中,在第三换热器8空气侧出口温度期望值上,附加一个制冷剂和被加热空气之间的传热温差A,所获得的温度值作为制冷剂在第三换热器8中的冷凝温度,该冷凝温度所对应的饱和压力作为高压压缩机I出口端的排气压力P。;在第一换热器3空气侧的入口温度值上,减去一个制冷剂和被加热空气之间的传热温差B,所获得的温度值作为制冷剂在第一换热器3中的蒸发温度,该蒸发温度所对应的饱和压力作为低压压缩机I入口端的吸气压力Pe ;中间压力期望值Pm通常取值为V乃X巧。
[0043] 工作时,第一节流机构4用于控制高压压缩机I入口端的制冷剂的过热度,即在高压压缩机I入口端的管道上设置一个制冷剂温度传感器42 (如图1所示),用于检测高压压缩机I入口端的实际吸气温度,在实际工作过程中,利用中间压力传感器41所检测的实际中间压力,确定出实际中间压力所对应的制冷剂饱和温度,再利用该制冷剂饱和温度,以及制冷剂温度传感器42所检测的高压压缩机I入口端的实际吸气温度,计算出高压压缩机I入口端制冷剂的实际过热度,当高压压缩机I入口端制冷剂的实际过热度低于过热度的期望值时,则控制器90发出控制命令,使第一节流机构4的开度减小,当高压压缩机I入口端制冷剂的实际过热度高于过热度的期望值时,则控制器90发出控制命令,使第一节流机构4的开度增大。
[0044]方法二
[0045] 当低压压缩机2、高压压缩机I都为变频压缩机时,在工作过程中,高压压缩机I通过改变运行频率对第三换热器8中被加热空气的入口温度进行控制;即在第三换热器8空气侧入口端设置一个空气入口温度传感器,用于检测第三换热器8空气侧的实际入口温度,在实际工作过程中,当空气入口温度传感器所检测的第三换热器8空气侧实际入口温度低于第三换热器8空气侧入口温度期望值时,则控制器90发出控制命令,使高压压缩机I的运行频率增加,当空气入口温度传感器所检测的第三换热器8空气侧实际入口温度高于第三换热器8空气侧入口温度期望值时,则控制器90发出控制命令,使高压压缩机I的运行频率减小。
[0046] 工作时,低压压缩机2通过改变运行频率对高压压缩机I入口端与低压压缩机2出口端之间管道中的中间压力进行控制;即在高压压缩机I入口端与低压压缩机2出口端之间的管道上设置一个中间压力传感器41 (如图1所示),用于检测实际的中间压力,在实际工作过程中,当中间压力传感器41所检测的实际中间压力低于中间压力期望值时,则控制器90发出控制命令,使低压压缩机2的运行频率增加,当中间压力传感器41所检测的实际中间压力高于中间压力期望值时,则控制器90发出控制命令,使低压压缩机2的运行频率减小。
[0047] 运行时,中间压力期望值取决于第三换热器8空气侧入口温度期望值,以及第一换热器3空气侧的入口温度。即在实际工作过程中,在第三换热器8空气侧入口温度期望值上,附加一个制冷剂和被加热空气之间的传热温差A,所获得的温度值作为制冷剂在第三换热器8中的冷凝温度,该冷凝温度所对应的饱和压力作为高压压缩机I出口端的排气压力P。;在第一换热器3空气侧的入口温度值上,减去一个制冷剂和被加热空气之间的传热温差B,所获得的温度值作为制冷剂在第一换热器3中的蒸发温度,该蒸发温度所对应的饱和压力作为低压压缩机I 入口端的吸气压力Pe ;中间压力期望值Pm通常取值为弋。
[0048] 工作时,第一节流机构4用于控制高压压缩机I入口端的制冷剂的过热度,即在高压压缩机I入口端的管道上设置一个制冷剂温度传感器42 (如图1所示),用于检测高压压缩机I入口端的实际吸气温度,在实际工作过程中,利用中间压力传感器41所检测的实际中间压力,确定出实际中间压力所对应的制冷剂饱和温度,再利用该制冷剂饱和温度,以及制冷剂温度传感器42所检测的高压压缩机I入口端的实际吸气温度,计算出高压压缩机I入口端制冷剂的实际过热度,当高压压缩机I入口端制冷剂的实际过热度低于过热度的期望值时,则控制器90发出控制命令,使第一节流机构4的开度减小,当高压压缩机I入口端制冷剂的实际过热度高于过热度的期望值时,则控制器90发出控制命令,使第一节流机构4的开度增大。
[0049] 在此工况下工作时,图1所示双热源热泵空调设备的工作流程是:制冷剂从高压压缩机I出口端排出后,依次经过第六十管道60、四通阀70高压节点71、四通阀70换向节点72、第六十一管道61、第三换热器8,进入第五十二管道52被分成两路;第一路依次经过第五十八管道58、第二节流机构5、第一换热器3、第六十五管道65、低压压缩机2入口端、低压压缩机2出口端,回到高压压缩机I入口端;第二路依次经过第五十八管道58、第一节流机构4、第二换热器6、第六十四管道64、四通阀70换向节点74、四通阀70低压节点73、第六十三管道63,也回到高压压缩机I入口端;两路在高压压缩机I入口端混合后,进入高压压缩机I被再次压缩。
[0050] 四)方案四:单级压缩,第一换热器3、第二换热器6都工作
[0051] 在此方案中,第一换热器3、第二换热器6以同一蒸发温度分别从室外空气和土壤中吸取热量,第三换热器8为用户供暖,低压压缩机2不工作,高压压缩机I正常运行。工作时,第一节流机构4、第二节流机构5都正常工作,分别用于调节通过第二换热器6、第一换热器3的制冷剂流量。
[0052] 其工作流程是:制冷剂从高压压缩机I出口端排出后,依次经过第六十管道60、四通阀70高压节点71、四通阀70换向节点72、第六i^一管道61、第三换热器8,进入第五十二管道52被分成两路;第一路依次经过第五十八管道58、第二节流机构5、第一换热器3、第六十五管道65、单向阀21入口端、单向阀21出口端,进入高压压缩机I入口端;第二路依次经过第五十八管道58、第一节流机构4、第二换热器6、第六十四管道64、四通阀70的换向节点74、四通阀70的低压节点73、第六十三管道63,也进入高压压缩机I入口端;两路在高压压缩机I入口端混合后,进入高压压缩机I被再次压缩。[0053] 五)方案五:双级压缩,第一换热器3、第二换热器6都工作
[0054] 在此方案中,第一换热器3、第二换热器6分别以不同蒸发温度从室外空气和土壤中吸取热量,第三换热器8为用户供暖,低压压缩机2、高压压缩机I都正常运行。工作时,第一节流机构4、第二节流机构5都正常工作。
[0055] 工作过程中,低温低压制冷剂气液两相混合物通过第一换热器3从室外空气中吸取热量,中温中压制冷剂气液两相混合物通过第二换热器6从土壤中吸取热量。
[0056] 其工作流程是:制冷剂从高压压缩机I出口端排出后,依次经过第六十管道60、四通阀70高压节点71、四通阀70换向节点72、第六i^一管道61、第三换热器8,进入第五十二管道52被分成两路;第一路 依次经过第五十八管道58、第二节流机构5、第一换热器3、第六十五管道65、低压压缩机2入口端、低压压缩机2出口端,回到高压压缩机I入口端;第二路依次经过第五十八管道58、第一节流机构4、第二换热器6、第六十四管道64、四通阀70的换向节点74、四通阀70的低压节点73、第六十三管道63,也进入高压压缩机I入口端;两路在高压压缩机I入口端混合后,进入高压压缩机I被再次压缩。
[0057] 当低压压缩机2、高压压缩机I都为变频压缩机时,在工作过程中,为了控制分别通过第一换热器3、第二换热器6的制冷剂流量,从而对从室外空气和土壤中所吸取的热量进行控制,本发明的具体控制方法如下。
[0058] ①在工作过程中,在控制器90中预先设定好,对应于不同的室外空气温度,期望控制的分别通过第一换热器3、第二换热器6的流量比例(即分别通过第一换热器3、第二换热器6的制冷剂流量与通过第一换热器3、第二换热器6制冷剂流量之和的比例),工作时,通过所检测的第一换热器3空气侧的入口空气温度,确定出需要控制的制冷剂流量比例。
[0059] ②工作时,高压压缩机I通过改变运行频率对第三换热器8中被加热空气的出口温度或入口温度进行控制;即在第三换热器8空气侧出口端或入口端设置一个空气温度传感器,用于检测第三换热器8空气侧的实际出口温度或入口温度,在实际工作过程中,当空气温度传感器所检测的第三换热器8空气侧实际出口温度或入口温度低于第三换热器8空气侧出口温度期望值或入口温度期望值时,则控制器90发出控制命令,使高压压缩机I的运行频率增加,当空气温度传感器所检测的第三换热器8空气侧实际出口温度或入口温度高于第三换热器8空气侧出口温度或入口温度的期望值时,则控制器90发出控制命令,使高压压缩机I的运行频率减小。
[0060] ③控制器90根据高压压缩机I的实际运行频率计算出其实际转速;再根据中间压力传感器41、制冷剂温度传感器42(如图1所示)所检测的高压压缩机I入口端的制冷剂压力和温度值,计算出高压压缩机I入口端的制冷剂密度,最后,控制器90根据高压压缩机I的实际转速,以及高压压缩机I入口端的制冷剂密度,计算出工作过程中制冷剂的总循环流量(即:通过第一换热器3、第二换热器6的制冷剂流量之和)。
[0061] ④控制器90根据所检测的第一换热器3空气侧的入口温度,确定出需要控制的制冷剂流量比例,再利用上一步骤中所计算出的制冷剂总循环流量,算出通过低压压缩机2的制冷剂流量(即:通过第一换热器3的制冷剂流量。)。
[0062] ⑤在低压压缩机2入口端设置一个制冷剂压力传感器和一个制冷剂温度传感器,分别用于检测低压压缩机2入口端的制冷剂吸气压力和吸气温度;工作过程中,控制器90根据这两个传感器所检测出的压力和温度数值,计算出低压压缩机2入口端的制冷剂密度。
[0063] ⑥控制器90根据第④步骤中所计算出的通过低压压缩机2的制冷剂流量,以及第⑤步骤中所计算出的低压压缩机2入口端的制冷剂密度,算出此时所需的低压压缩机2转速,以及所对应的频率;工作过程中,低压压缩机2以该频率作为工作频率,S卩:控制器90控制低压压缩机2在该频率下工作。
[0064] ⑦工作过程中,第二节流机构5根据低压压缩机2入口端的制冷剂吸气过热度对其开度进行控制。即:第二节流机构5以低压压缩机2入口端的制冷剂吸气过热度为控制信号;当低压压缩机2入口端的制冷剂实际吸气过热度低于预设定值时,则减小第二节流机构5的开度;当低压压缩机2入口端的制冷剂实际吸气过热度高于预设定值时,则增大第二节流机构5的开度。
[0065] ⑧工作过程中,第一节流机构4根据中间压力传感器41、制冷剂温度传感器42所检测的高压压缩机I入口端的制冷剂吸气过热度对其开度进行控制。具体控制方法是:工作过程中,允许高压压缩机I入口端的制冷剂实际吸气过热度在围绕着吸气过热度期望值的一个区间内变化;当中间压力传感器41、制冷剂温度传感器42所检测的高压压缩机I入口端的制冷剂实际吸气过热度低于吸气过热度期望值变化区间的最小值时,则减小第一节流机构4的开度,直至高压压缩机I入口端的制冷剂实际吸气过热度处于吸气过热度期望值的变化区间内为止;当中间压力传感器41、制冷剂温度传感器42所检测的高压压缩机I入口端的制冷剂实际吸气过热度高于吸气过热度期望值变化区间的最大值时,则增大第一节流机构4的开度,直至高压压缩机I入口端的制冷剂实际吸气过热度处于吸气过热度期望值的变化区间内为止。
[0066] (3)冬季除霜
[0067] 在此工况下,低压压缩机2不工作,高压压缩机I工作;第一节流机构4关闭,第二换热器6不工作;第二节流机构5全开;第三换热器8的风机以开停的方式工作,将一部分热量供给室内,使吹出的风温保持在40°C左右;第一换热器3的风机停止运转。
[0068] 其工作流程是:制冷剂从高压压缩机I出口端排出后,依次经过第六十管道60、四通阀70高压节点71、四通阀70换向节点72、第六i^一管道61、第三换热器8、第五十二管道52、第五十八管道58、第二节流机构5、第一换热器3、第六十五管道65、单向阀21入口端、、单向阀21出口端,回到高压压缩机I入口端。
[0069] 本实施例中,所述的运行控制方法适用于本发明的所有实施例。
[0070] 实施例2
[0071] 如图2所示,它与实施例1图1所示方案的区别是:系统中增设了一个第三节流机构7。第三节流机构7在系统中的连接方式是:第三节流机构7的一端通过第三换热器8与第六十一管道61相连,第三节流机构7的另一端通过第五十二管道52与第二节流机构5和第一节流机构4之间的第五十八管道58相连。
[0072] 在本实施例图2所示方案中,第三节流机构7为电子膨胀阀。
[0073] 图2所示双热源热泵空调 设备也可以实现实施例1图1所示方案的所有运行功能,以及各功能下的所有运行工况;且在各运行工况下的工作流程也与图1所示方案相应工况的工作流程相同;区别仅是在工作过程中,第一节流机构4,或第二节流机构5的工作状态有所不同。
[0074] 图2所示双热源热泵空调设备在实现实施例1图1所示方案的所有运行工况时,第一节流机构4、第二节流机构5、第三节流机构7的工作状态如下所述。
[0075] (I)夏季制冷
[0076] 单级压缩,第一换热器3不工作
[0077] 在此方案中,制冷所产生的冷凝热全部通过第二换热器6排入土壤中,第三换热器8为用户供冷,低压压缩机2不工作,高压压缩机I正常运行。工作时,第一节流机构4全开,第二节流机构5关闭,第三节流机构7正常工作。
[0078] (2)冬季供暖
[0079] I)方案一:单级压缩,第一换热器3不工作
[0080] 在此方案中,第二换热器6从土壤中吸取热量,第三换热器8为用户供暖,低压压缩机2不工作,高压压缩机I正常运行。工作时,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7全开。
[0081] 2)方案二:单级压缩,第二换热器6不工作
[0082] 在此方案中,第一换热器3从室外空气中吸取热量,第三换热器8为用户供暖,低压压缩机2不工作,高压压缩机I正常运行。工作时,第一节流机构4关闭,第二节流机构5正常工作,第三节流机构7全开。
[0083] 3)方案三:双级压缩,第二换热器6不工作
[0084] 在此方案中,第一换热器3从室外空气中吸取热量,第三换热器8为用户供暖,低压压缩机2、高压压缩机I都正常运行。工作时,第二节流机构5正常工作;第二换热器6虽然不工作,但中间压力下的制冷剂通过第二换热器6补入高压压缩机构I入口端与低压压缩机2出口端之间的管道中,补入的制冷剂量利用第一节流机构4进行控制;第三节流机构7全开。
[0085] 四)方案四:单级压缩,第一换热器3、第二换热器6都工作
[0086] 在此方案中,第一换热器3、第二换热器6以同一蒸发温度分别从室外空气和土壤中吸取热量,第三换热器8为用户供暖,低压压缩机2不工作,高压压缩机I正常运行。工作时,第一节流机构4、第二节流机构5都正常工作,分别用于调节通过第二换热器6、第一换热器3的制冷剂流量。第三节流机构7全开。
[0087] 五)方案五:双级压缩,第一换热器3、第二换热器6都工作
[0088] 在此方案中,第一换热器3、第二换热器6分别以不同蒸发温度从室外空气和土壤中吸取热量,第三换热器8为用户供暖,低压压缩机2、高压压缩机I都正常运行。工作时,第一节流机构4、第二节流机构5都正常工作,第三节流机构7全开。
[0089] 工作过程中,低温低压制冷剂气液两相混合物通过第一换热器3从室外空气中吸取热量,中温中压制冷剂气液两相混合物通过第二换热器6从土壤中吸取热量。
[0090] (3)冬季除霜
[0091] 在此工况下,低压压缩机2不工作,高压压缩机I工作;第一节流机构4关闭,第二换热器6不工作;第二节流机构5、第三节流机构7全开;第三换热器8的风机以开停的方式工作,将一部分热量供给室内,使吹出的风温保持在40°C左右;第一换热器3的风机停止运转。[0092] 对于实施例2图2所示方案,通过在系统中增加一个贮液器100可以对其作进一步的改进,此时,贮液器100在图2所示方案中的连接方式有以下三个,如下所述:
[0093] I)贮液器100设置在第二节流机构(5)和第一节流机构(4)之间的第五十八管道(58)上。
[0094] 2)贮液器100设置在第二节流机构(5)和第一节流机构(4)之间的第五十八管道(58)上,且贮液器100通过第五十二管道52与第三节流机构7相连。
[0095] 3)贮液器100 —端通过第三节流机构7与第三换热器8相连,贮液器100另一端通过第五十二管道52与第二节流机构(5)和第一节流机构(4)之间的第五十八管道(58)相连。
[0096] 以上所述低压压缩机2、高压压缩机I中的任意一个或二个、可以采用以下压缩机中的任意一种:涡旋压缩机、螺杆压缩机、滚动转子式压缩机、滑片式压缩机、旋叶式压缩机、离心压缩机、数码涡旋压缩机;低压压缩机2、高压压缩机I中的任意一个或二个、也可以是变容量压缩机(例如:变频压缩机、数码涡旋压缩机),或定速压缩机。
[0097] 上述所有实施例方案中,也可以采用电磁阀、具有关断功能的节流机构(例如:电子膨胀阀)或流量调节机构中的任意一种替代所述的单向阀21。
[0098] 上述所有实施例的方案中,所述第一节流机构4、第二节流机构5、第三节流机构7中的任意一个或多个、甚至所有节流机构都是具有关断功能的节流机构,例如:电子膨胀阀。
[0099] 上述所有实施例的方案中,第一换热器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,第一换热器3通常采用容积式换热器、板式换热器、壳管式换热器或套管式换热器中的任意一种。第二换热器6除了可以是制冷剂-水换热器以外,也可以是制冷剂-土壤换热器、制冷剂-空气换热器、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;作为制冷剂-水换热器时,第二换热器6通常采用容积式换热器、板式换热器、壳管式换热器或套管式换热器中的任意一种。第三换热器8除了可以是制冷剂-空气换热器以外,第三换热器8也可以是制冷剂-水换热器、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,第三换热器8通常采用容积式换热器、板式换热器、壳管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。
[0100] 第一换热器3、第二换热器6或第三换热器8中的任意一个作为制冷剂-空气换热器时,通常采用翅片式换热器,所述翅片式换热器的翅片一般为铝或铝合金材质,在一些特殊的场合也使用铜材质。

Claims (10)

1.一种双热源热泵空调设备,包括高压压缩机(I)、四通阀(70)、第二换热器¢)、第三换热器(8)和第一节流机构(4),其特征是:该双热源热泵空调设备还包括低压压缩机(2)、第一换热器(3)、第二节流机构(5)和单向阀(21);所述四通阀(70)的高压节点(71)通过第六十管道¢0)与高压压缩机(I)出口端相连,所述高压压缩机(I)入口端依次通过所述低压压缩机(2)出口端、低压压缩机(2)入口端、第六十五管道(65)、第一换热器(3)、第二节流机构(5)、第五十八管道(58)、第一节流机构(4)、第二换热器(6)、第六十四管道(64)与所述四通阀(70) 二个换向节点中的任意一个节点(74)相连; 所述四通阀(70)的另一个换向节点(72)依次通过第六十一管道(61)、第三换热器(8)、第五十二管道(52)与所述第二节流机构(5)和第一节流机构(4)之间的第五十八管道(58)相连; 所述四通阀(70)的低压节点(73)通过第六十三管道¢3)与所述高压压缩机(I)入口端和低压压缩机(2)出口端之间的管道相连; 所述单向阀(21)出口端与所述高压压缩机(I)入口端和低压压缩机(2)出口端之间的管道相连,所述单向阀(21)入口端与第六十五管道¢5)相连。
2.根据权利要求1所述的双热源热泵空调设备,其特征在于一第三节流机构(7)的一端通过所述第三换热器(8)与第六十一管道¢1)相连,所述第三节流机构(7)的另一端通过第五十二管道(52)与所述第二节流机构(5)和第一节流机构(4)之间的第五十八管道(58)相连。
3.根据权利要求1所述的双热源热泵空调设备,其特征在于所述高压压缩机(I)为变频压缩机。
4.根据权利要求1所述的双热源热泵空调设备,其特征在于所述低压压缩机(2)为变频压缩机。
5.根据权利要求1所述的双热源热泵空调设备,其特征在于所述第一换热器(3)是制冷剂-空气换热器。
6.根据权利要求1所述的双热源热泵空调设备,其特征在于所述第二换热器(6)是制冷剂-水换热器。
7.根据权利要求1所述的双热源热泵空调设备,其特征在于所述第三换热器(8)是制冷剂-空气换热器。
8.根据权利要求1或2中所述的双热源热泵空调设备,其特征在于所述第一节流机构(4)为电子膨胀阀。
9.根据权利要求1或2中所述的双热源热泵空调设备,其特征在于所述第二节流机构(5)为电子膨胀阀。
10.根据权利要求2所述的双热源热泵空调设备,其特征在于所述第三节流机构(7)为电子膨胀阀。
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