CN103512270B - 具有四种功能的辐射制冷暖风源热泵装置 - Google Patents

Abstract

一种四种功能的辐射制冷暖风源热泵装置，压缩机I通过管路与四通阀I连接，四通阀I分别与室外风机及表冷器、盘管管束连接，压缩机II与四通阀II连接，四通阀II与室外风机及表冷器连接、新风机组、水加热盘管连接，安装于热水罐上的水温设定及控制器、室内温感探头及控制盒、压缩机I、压缩机II、室外风机及表冷器、四通阀I、四通阀II、新风机组通过电力及控制线连接。设备输入功率小、制热量大、能效比高、噪音低、便于安装、供热效果与人体的生理需求相适应。供热节能60%左右，具有较高的推广价值。

Description

具有四种功能的辐射制冷暖风源热泵装置

技术领域

本发明属于制冷技术领域，尤其涉及一种供冷供暖供热水装置。

背景技术

目前，随着科技创新、制造技术的快速发展，在热泵压缩机领域，数码涡旋压缩机、双级压缩压缩机的问世，使得热泵系统能够在-30℃以下的室外温度下稳定运行，并且具有较高的运行能效比和运行稳定性，为风源热泵在供暖领域的使用开辟了新路。风源空调机供冷时由于风能随处存在，开启灵活，使用方便，为广大用户接受。我国已成为世界最大的小型风源热泵制造商和最大的使用国，风源热泵安全、可靠、稳定、节能的特点为大家所认识、接受。近年来人们采用大型水源热泵系统解决冷暖问题，但是我国的大部分地区由于地质条件的限制，地下水存量有限，而且抽取的地下水回灌困难，大型水源热泵的应用受到很大的限制，因此大型水源热泵系统不是解决问题的合理方案。而采用传统的风源热泵提供热量或冷量，应用风机盘管或风管系统供暖，在寒冷的季节如果不采用电辅加热必会吹出冷风，无法满足供暖需要，采用电辅加热电网负荷又无法全部满足。况且，传统的风源热泵运行费用太高，消费者根本无法接受；而当应用风机盘管或风管系统供冷时，又因系统蒸发温度低，运行能效比低供冷时并不十分节能。同时风源热泵可以独立安装，用户随时起停，完全解决了分户计量问题；风源热泵氟系统无水的输送要求，省去了庞大的水的输送管网和水的输送时的动力消耗，避免了水路冻裂及维护费用大的问题

为了解决上述问题，ZL200820071027.X、ZL201010502398.0、ZL201220275353.9、ZL201220275358.1和ZL200820071026.5等专利中，进行了深入的研究，取得了相应的系统成果，供冷供暖能够实现。但是在以往的专利中只是将热泵装置的室内机系统更改为：在室内风机盘管的两端设置三通，并设置电动三通阀或安装电磁阀，一个通路通往室内风机盘管、另一个通路通往埋设于墙板或天花板或地板或吊挂板内的盘管，供暖时压缩蒸气直接进入埋设于墙板或天花板或地板或吊挂板内的盘管内，压缩蒸汽、埋设于墙板或天花板或地板或吊挂板内的盘管和墙板或天花板或吊挂板一起组成室内辐射传热的热源体；供冷时压缩介质进入风机盘管。通过压缩蒸汽在压缩机驱动下持续循环维持稳定的进行冷、暖能量供给，满足室内供冷供暖的需求。供暖时采用压缩蒸汽、埋设于墙板或天花板或地板或吊挂板内的盘管和墙板或天花板或吊挂板一起组成室内辐射传热的热源体传递热量，供暖时热泵系统的冷凝温度降低10℃以上，设备输入功率小、能效比高（制热运行的COP最高时可达到6.3以上，供暖季节综合能效比可达到3.2以上）、噪音低，地板辐射供热与人体的生理需求相适应。这是一种十分先进的方法，具有：节能、环保、可以实现分户计量等优点，该发明由于大大降低了冷凝温度因此供暖能效比很高，而其热泵系统利用的能量是从随处可见、十分易得的风中提取，具有广阔的实用推广价值。但其供冷没有特点，供冷时采用风机盘管传递冷量，系统转换控制阀门容易泄漏，增加风盘的费用，造成不必要的浪费。

上述技术中虽然能够供冷、供暖，但是系统造价高，控制复杂，而且地板内埋管氟系统和风盘氟系统通过电子阀或电动三通阀转换，密封性较差，长时间运行后容易造成另外一个系统缺氟或缺油，降低了系统运行的可靠性；在供冷时，与传统风源空调器没有差别；上述系统不能供应热水，事实上，居民住宅必须供应热水，风源热泵在春夏秋三个季节可以通过热回收免费或者花费很低的费用供应热水，在冬季供应热水需要加大热泵机组的输入功率；随着居民生活水平的提高家居、办公等场所需要供应新风，尽管有新风机组售卖、供应，但是建立新的体系，增加设备多有不方便之处，而且费用较高；在夏季通过制冷运行对室内除湿，这样经常为了达到室内温度造成过分除湿，人的生存状态不舒服，过分除湿又造成能源浪费。而在阴冷潮湿季节室内需要除湿但不需要制冷，怎样利用现有系统而不需要增加专用除湿机，达到比专卖一台或多台除湿机更好的除湿效果等，是目前的任何一个机组或系统都不能很好解决的。

上述情况说明，上述的供热（暖）、供冷形式、供（热）暖、供冷设备仍存在进一步完善、提高的空间。

发明内容

本发明所要解决技术问题在于克服现有技术中的不足之处，提供一种具有四种功能的辐射制冷暖风源热泵装置。能够稳定工作、输入功率小、能效比高、环保、噪音低、造价低、便于安装的既能够依靠压缩蒸汽辐射供暖、又能供冷、同时又能够供热水、供新风。特别在夏季等季节依靠热回收制取热水。

为了解决上述问题采用以下技术方案：一种四种功能的辐射制冷暖风源热泵装置，压缩机I通过管路与四通阀I连接，四通阀I通过管路与室外风机及表冷器连接、通过管路与盘管管束连接，盘管管束通过管路与室外风机及表冷器连接、在管路上连接有毛细管；压缩机II通过管路与四通阀II连接，四通阀II通过管路与室外风机及表冷器连接、通过管路与新风机组连接，新风机组通过管路与室外风机及表冷器连接、在管路上连接有毛细管，四通阀II通过管路与安装于热水罐上的水加热盘管连接，水加热盘管通过管路与压缩机II连接，水温设定及控制器安装于热水罐上，热水罐进水管、出水管分别安装于热水罐的下部和上部，用水设备与热水罐出水管连接；安装于热水罐上的水温设定及控制器、室内温感探头及控制盒、压缩机I、压缩机II、室外风机及表冷器、四通阀I、四通阀II、新风机组通过电力及控制线连接。

新风机组及其相对应的压缩机和管道组成新风系统，盘管管束及其相对应的压缩机和管道组成辐射供冷暖系统，电力及控制线组成控制系统，新风系统与辐射供冷暖系统共用一个控制系统、室外风机及表冷器。

热水罐及其相对应的压缩机和管道组成热水系统，热水系统只针对新风系统的压缩机功率进行热回收。

在冬季或需要大量制取热水时经过控制切换，为一台独立运行的热泵热水系统，热水系统的储水罐保温后放置于室内，通过管路和控制系统与室外主机相联系。

新风系统的压缩机及其管道自成体系，夏季将室外引入的新风过滤冷却除湿后送入室内，冬季将引入新风过滤加热后送入室内。

地板埋设的毛细盘管管束为一组、两组或两组以上。

室外表冷器内装有电加热辅助除霜设备。

由于采用上述方案，供冷时系统蒸发温度提高10~12℃与传统方式相比能效比高出30%；室内温度比风机盘管形式高出3℃左右而人的感觉一样又可节能20%；同时湿度控制在50%左右，与氟风盘系统相比不会过度除湿，人的生存环境舒适，又可节能5%，因此采用这种方式制冷时可节能55%左右，节能效果显著。更重要的是人的舒适度大大提高；供暖时热泵系统的冷凝温度降低15℃以上，设备输入功率小、制热量大、能效比高（制热运行的COP最高时可达到6.0以上，供暖季节综合能效比可达到3.2以上）、噪音低、便于安装、供热效果与人体的生理需求相适应。供热节能60%左右，具有较高的推广价值。

附图说明

图1是本发明不带遥控器的结构示意图。

图2是本发明实施例1的结构示意图。

图3是本发明实施例2的结构示意图。

图4是本发明实施例3的结构示意图。

具体实施方式

实施例1：一种具有四种功能的辐射制冷暖风源热泵装置，本实施例是由地板直接进行冷暖供应的装置。其具体结构如图1所示。

图2中：压缩机I1通过管路22与四通阀I3连接，四通阀I3通过管路13与室外风机及表冷器7连接、通过管路17与盘管管束8连接，盘管管束8通过管路14与室外风机及表冷器7连接、在管路14上连接有毛细管5；压缩机II2通过管路23与四通阀II4连接，四通阀II4通过管路12与室外风机及表冷器7连接、通过管路19与新风机组9连接，新风机组9通过管路18与室外风机及表冷器7连接、在管路18上连接有毛细管6，四通阀II4通过管路21与安装于热水罐10上的水加热盘管33连接，水加热盘管33通过管路20与压缩机II2连接，水温设定及控制器28安装于热水罐10上，热水罐进水管26、出水管24分别安装于热水罐10的下部和上部，用水设备25与热水罐出水管24连接。安装于热水罐10上的水温设定及控制器28、室内温感探头及控制盒29、压缩机I1、压缩机II2、室外风机及表冷器7、四通阀I3、四通阀II4、新风机组9等通过电力及控制线31连接。除遥控器30外其他部件全部按顺序与压缩机I1连接。

实施例2：一种具有四种功能的辐射制冷暖风源热泵装置，本实施例中将地板埋设的毛细盘管由一组增加为两组，如图3所示。

其它与实施例1相同。

实施例3：一种具有四种功能的辐射制冷暖风源热泵装置，如图4所示，在室外机上增加了一组电加热辅助除霜装置。电加热辅助除霜装置32安装于室外风机及表冷器7中并与室外风机及表冷器7中的电力及控制线连接。其它与实施例2相同。

本发明的使用方法如下：使用前，接通电源，设定运行模式、温度参数。此时整个系统就会根据设定自动工作，实现节能运行。

本发明的室内新风机组部分也可以是常规的风机盘管形式、风管机形式等，室内系统形式的改变，室外部分表冷器形状及形式的改变等，均是本发明的技术覆盖范围。

实施例4：一种具有四种功能的辐射制冷暖风源热泵装置，将利用埋设于墙板或天花板或地板或吊挂板内的盘管直接供冷供暖，供暖、供冷时压缩蒸气直接进入埋设于墙板或天花板或地板或吊挂板内的盘管内，压缩蒸汽、埋设于墙板或天花板或地板或吊挂板内的盘管和墙板或天花板或吊挂板一起组成室内辐射传热的热源体和辐射供冷的冷源体。通过压缩蒸汽在压缩机驱动下持续循环维持稳定的供冷、供暖能量供给，满足室内供冷、供暖的需求。为满足系统气相或液相流体流动顺畅，采用ZL201220275353.9的实用新型技术及产品可以完全满足冬夏转换后系统回油、回气、回液运行顺畅。管路系统的连接方式为：遇到分支必须采用裤型三通，不得采用丁字形连接方式。室外机表冷器设计时加大，公用一个机体、一个风机系统，将表冷器加大的部分抽取出来与另外一台除湿压缩机、全热回收冷暖风新风机组，等一起独立构成可自动转换为加热式除湿机的热泵式全热回收冷暖风新风机组，并在除湿压缩机出口处设置热回收接口与热水储罐上的氟管连接，实现制取热水的需要。这样的系统机能供应热水，又能实现在夏季供冷除湿、分布均匀。在夏季等季节利用热回收制取热水，在冬季室内不需要除湿时将除湿系统转化为一台完整的独立的热泵热水器，不影响供热系统的运行，不需要加大主机选型。

地板埋设的毛细盘管管束可以有一组、两组或两组以上。

室外表冷器内可以装有电加热辅助除霜设备。

将利用埋设于墙板或天花板或地板或吊挂板内的盘管直接供冷供暖，供暖、供冷时压缩蒸气直接进入埋设于墙板或天花板或地板或吊挂板内的盘管内，压缩蒸汽、埋设于墙板或天花板或地板或吊挂板内的盘管和墙板或天花板或吊挂板一起组成室内辐射传热的热源体和辐射供冷的冷源体。通过压缩蒸汽在压缩机驱动下持续循环维持稳定的供冷、供暖能量供给，满足室内供冷、供暖的需求。为满足系统气相或液相流体流动顺畅，采用ZL201220275353.9的实用新型技术及产品可以完全满足冬夏转换后系统回油、回气、回液运行顺畅。管路系统的连接方式为：遇到分支必须采用裤型三通，不得采用丁字形连接方式。室外机表冷器设计时加大，公用一个机体、一个风机系统，将表冷器加大的部分抽取出来与另外一台除湿压缩机、全热回收冷暖风新风机组，等一起独立构成可自动转换为加热式除湿机的热泵式全热回收冷暖风新风机组，并在除湿压缩机出口处设置热回收接口与热水储罐上的氟管连接，实现制取热水的需要。这样的系统机能供应热水，又能实现在夏季供冷除湿、分布均匀。在夏季等季节利用热回收制取热水，在冬季室内不需要除湿时将除湿系统转化为一台完整的独立的热泵热水器，不影响供热系统的运行，不需要加大主机选型。

根据设计需要，供冷时采用压缩机高压蒸汽冷凝后的液体的蒸发作用、供暖时采用压缩机压缩蒸汽的冷凝作用与埋设于墙板或天花板或地板或吊挂板内的盘管一起组成室内辐射传热（制冷）的热源体或冷源体传递热量或冷量。在供冷、供暖的房间分别设置干燥新风送风通道（风管、风口），自动控制室内湿度，人的生存空间既舒服又节能。制冷时系统的运行控制可以控制地板温度不低于露点温度确保地板不结露，同时将除湿机与主机联动，将室内的湿度、温度、辐射制冷地板的表面温度、制冷剂的蒸发量、室外温度等联系在一起进行联动，控制室内湿度、温度和辐射制冷地板的表面温度在适当范围，使得系统稳定运行，地板表面既不揭露、又不产生冷凝水、室内湿度维持在RH50%的最适宜范围，同时让人享受到足够数量的新风，新风经过过滤、消毒、降温或升温处理后送到人居空间。居住、办公环境的空气质量指标大大改善。室内除湿机、一年四季可以单独运行，又可和主机联动运行，运行可靠节能、居住舒适。

Claims (4)

1.一种具有四种功能的辐射制冷暖风源热泵装置，其特征是：压缩机I（1）通过管路（22）与四通阀I（3）连接，四通阀I（3）通过管路（13）与室外风机及表冷器（7）连接、通过管路（17）与盘管管束（8）连接，盘管管束（8）通过管路（14）与室外风机及表冷器（7）连接、在管路（14）上连接有毛细管（5）；压缩机II（2）通过管路（23）与四通阀II（4）连接，四通阀II（4）通过管路（12）与室外风机及表冷器（7）连接、通过管路（19）与新风机组（9）连接，新风机组（9）通过管路（18）与室外风机及表冷器（7）连接、在管路（18）上连接有毛细管（6），四通阀II（4）通过管路（21）与安装于热水罐（10）上的水加热盘管（33）连接，水加热盘管（33）通过管路（20）与压缩机II（2）连接，水温设定及控制器（28）安装于热水罐（10）上，热水罐进水管（26）、出水管（24）分别安装于热水罐（10）的下部和上部，用水设备（25）与热水罐出水管（24）连接；安装于热水罐（10）上的水温设定及控制器（28）、室内温感探头及控制盒（29）、压缩机I（1）、压缩机II（2）、室外风机及表冷器（7）、四通阀I（3）、四通阀II（4）、新风机组（9）通过电力及控制线（31）连接；新风机组及其相对应的压缩机和管道组成新风系统，盘管管束及其相对应的压缩机和管道组成辐射供冷暖系统，电力及控制线组成控制系统，新风系统与辐射供冷暖系统共用一个控制系统、室外风机及表冷器；其中，热水罐及其相对应的压缩机和管道组成热水系统，热水系统只针对新风系统的压缩机功率进行热回收，在冬季或需要大量制取热水时经过控制切换，为一台独立运行的热泵热水系统，热水系统的储水罐保温后放置于室内，通过管路和控制系统与室外主机相联系。

2.根据权利要求1所述的具有四种功能的辐射制冷暖风源热泵装置，其特征是：新风系统的压缩机及其管道自成体系，夏季将室外引入的新风过滤冷却除湿后送入室内，冬季将引入新风过滤加热后送入室内。

3.根据权利要求1所述的具有四种功能的辐射制冷暖风源热泵装置，其特征是：地板埋设的毛细盘管管束为一组、两组或两组以上。

4.根据权利要求1所述的具有四种功能的辐射制冷暖风源热泵装置，其特征是：室外表冷器内装有电加热辅助除霜设备。