CN104676961B - 复合式冷热共生热泵设备 - Google Patents
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Abstract
一种复合式冷热共生热泵设备，包含压缩机、冷/热排放热交换器、热排放热交换器、制热交换器及制冷交换器，通过以冷媒循环管线连接，而形成一冷媒循环系统，该冷媒循环系统可提供一供应热流冷媒回路、一供应冷流冷媒回路、一同时供应冷热流冷媒回路及一除霜冷媒回路，其中该供应冷流冷媒回路可选择地以两种方式散热，该除霜冷媒回路利用该制热交换器作为除霜热源，且在冷媒最终返回压缩机前，冷媒可选择地经由一分歧回路流经该制热交换器以提高过热度来防止液压缩。
Description
技术领域
本发明涉及一种复合式冷热共生热泵设备，特别是一种在供应冷流冷媒回路可选择地使用两种热交换器来进行散热，且利用该制热交换器作为除霜热源，并进一步提供防止压缩机液压缩的分歧回路的复合式冷热共生热泵设备。
背景技术
热泵制热设备是一种高效能且安全集热并转移热量的节能装置，可以把消耗的电力变为2～3倍的热能。热泵制热设备包含数种形式，例如气源式热泵、水源式热泵、地源式热泵及复合式热泵，可应用在家用冷暖气机、商业用单元式热泵空调主机和热泵冷热水主机。
气源式热泵以空气作为热源，通过压缩机的输入功及吸收环境的热能，亦即空气中的低温热能，转化为高温热能，来进行制热，例如将水或空气加热，以提供热水或暖气。气源式热泵亦可将水或空气降温，以提供冰水或冷气，以进行制冷用途。此种型式热泵于冬季制热循环时，会随外气温度下降而使得吸热能力减少，在低外气温度(约5℃以下)条件下长时间运转时，室外管排会有结霜产生，使热交换效果变差，而须经常维持除霜的功能，不仅加热时间增加，亦造成压缩机频繁地开启及关闭，此为冷媒系统设计必须考虑运转时所面临的问题。
通常采用的除霜方式有：停机除霜、热气旁通除霜、逆循环除霜与电热除霜。以上除霜方式有除霜热源温度低或无热源而导致除霜时间长与除霜不完全、或是须设置液气分离器来防止除霜运转时的液态冷媒回流至压缩机(亦即防止“液压缩”)、或是须额外设置电热器增加耗能等问题。
现有气源式热泵热水主机与冷热双效主机，经常采用热气旁通的方式来进行除霜，旁通的热气进入低温的蒸发器后会使部分冷媒冷凝成液态冷媒，因此在蒸发器出口会是含有液态冷媒的饱和冷媒气体。为防止液态冷媒回流至压缩机，在蒸发器出口与压缩机吸入口之间必须设置液气分离器，使冷媒在液气分 离器内进行液气分离后，液态冷媒留存在液气分离器底部，分离后的气态冷媒再进入压缩机。
采用液气分离器在除霜时，经常会遭遇以下的难题：
1.留存在液气分离器底部的液态冷媒，没有足够热源可以使之蒸发，仅能靠外界空气的热源使冷媒慢慢蒸发为气体，如果留存的液态冷媒过多与运转时间长，将使液气分离器外表面结霜，结果使热交换效果变差，液气分离器的冷媒更不容易蒸发。
2.由于液气分离器没有足够的热源使冷媒蒸发，可以忍受的除霜运转时间视液气分离器的大小而定。当液气分离器过小时，可以忍受除霜运转的时间短，除霜可能不完全，且液态回流压缩机的风险高。因此势必需要加大液气分离器的尺寸，以空间来换取可以忍受的除霜运转时间，使蒸发器的除霜能够完全。然而相对地，在液气分离器内留存的液态冷媒将增加，如此将遭遇上述的运转时间长，将使液气分离器外表面结霜的问题。因此液气分离器的尺寸大小很难决定，通常仅能采用较安全的设计方式，尽可能设置较大的液气分离器，如此也增加了主机的体积与成本。
3.留存在液气分离器底部的液态冷媒，必须考虑在冷媒蒸发过程中，会使无法蒸发的冷冻油残留在底部，因此必须设置回油装置使冷冻油回到压缩机，避免压缩机失油。
另外，该两现有技术在制冷运转时，各仅使用气冷或水冷的单一方式，以对高温高压的冷媒进行热排放。就仅使用水冷方式制冷以提供空调与冷却需求时，可以有效降低压缩机的吐出压力，亦即系统的冷凝压力降低，如此可以使系统制冷效率(亦即性能系数COP)提高，达到省能的效果。虽然以水冷方式可以提高系统运转效能，然而当冷却水水温过低时，因为冷凝压力过低对系统运转将产生不利的影响，一是因冷凝压力过低，膨胀阀前后的压差不足，因此使得经过膨胀阀的冷媒流量不足，造成蒸发压力过低，系统因蒸发压力过低而跳机保护，无法正常运转；另一则是压缩机因冷凝压力过低，使得油压过低，压缩机轴承因此无法得到正常的润滑与冷却，超出压缩机容许的运转范围，必须停机保护。除了冷却水温过低将造成系统无法正常运转之外，当冷却水的循环中断(缺水或冷却水循环泵故障时)，系统无法得到正常的散热，制冷作用也将停止。相对地，仅使用气冷时，虽然COP较水冷方式为低，但没有水冷 方式的缺点。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种复合式冷热共生热泵设备，对于其制冷运转提供了例如水冷及气冷的两种散热方式，并以制热交换器来作为除霜热源并防止液压缩，改善了除霜运转的取热源，且毋须在压缩机吸入口前设置液气分离器。
为了实现上述目的，本发明提供了一种复合式冷热共生热泵设备，该设备包含：
压缩机，其用于压缩并输送冷媒，
冷/热排放热交换器，其用于通过冷媒对空气进行吸热或放热的热交换，
热排放热交换，其用于通过冷媒对冷却水进行放热的热交换，
制热交换器，其用于通过冷媒对欲加热的第一流体提供热能，或使冷媒自被加热的该第一流体吸收热能，
制冷交换器，其用于通过冷媒自欲冷却的第二流体吸收热能，
冷媒循环管线，其包含用于流体传递的多个管件，
通过以该冷媒循环管线的该多个管件连接该压缩机、该冷/热排放热交换器、该热排放热交换器、该制热交换器及该制冷交换器，形成冷媒可选择地在其中流动的冷媒循环系统，该冷媒循环系统可提供供应热流冷媒回路、供应冷流冷媒回路、同时供应冷热流冷媒回路及除霜冷媒回路，
其中：
该供应热流冷媒回路包含压缩机、制热交换器、空气侧热交换器；
该供应冷流冷媒回路包含第一供应冷流冷媒回路及第二供应冷流冷媒回路，以供自其中之一选择地使用，该第一供应冷流冷媒回路包含压缩机、热排放热交换器及制冷交换器，且该第二供应冷流冷媒回路包含压缩机、冷/热排放热交换器及制冷交换器；
该同时供应冷热流冷媒回路包含压缩机、制热交换器及制冷交换器；且
该除霜冷媒回路包含压缩机、冷/热排放热交换器及制热交换器。
在一实施例中，该热排放热交换器为水冷式热交换器，且该冷/热排放热交换器为气冷式热交换器。
其次，根据另一实施例的复合式冷热共生热泵设备，该设备除具有上述的技术特征外，该冷媒循环系统还包括分歧回路，其至少连接至该供应热流、供应冷流、同时供应冷热流及除霜冷媒回路的其中之一，该分歧回路在冷媒最终返回压缩机前，使冷媒可选择地流经该制热交换器，以吸收被加热的第一流体的热能，来避免液态的冷媒回流至压缩机。
本发明的技术效果在于：
本发明的复合式冷热共生热泵设备，可在制冷运转时，因应运转操作条件的限制，选择地采用两种散热方式，例如水冷或气冷方式，使得制冷运转不至于中断，亦同时解决现有冷热双效热泵设备在除霜运转时的取热方式，以及为了防止压缩机液态冷媒回流，必须在压缩机吸入口前设置大型液气分离器的问题。以鳍片盘管式热交换器作为冷/热排放热交换器、水冷壳管式热交换器作为热排放热交换器、以及热水热交换器作为制热交换器为例，本发明所能达成的功效为：在单纯制冷运转时，可选择地采用水冷或气冷模式，使得制冷运转不至于中断；在单纯制热运转时，利用热水热交换器的部分或全部热水，作为系统除霜运转时的热源，使蒸发器进行除霜运转时，除霜速度快且除霜效果完全；利用热水热交换器的部分热水，作为回流至压缩机的冷媒过热度不足时的热源，以防止液压缩来保护压缩机；以及免设置液气分离器可以排除并防止压缩机发生液压缩，达到缩减主机的设置空间与尺寸的功效。
以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。
附图说明
图1为本发明第一实施例的冷热水双效主机的示意图；
图2为本发明第一实施例的冷热水双效主机于单纯供应热水的系统流程的简化示意图，其中仅显示所使用的冷媒回路；
图3为本发明第一实施例的冷热水双效主机于单纯供应冷水的系统流程的简化示意图，其中仅显示所使用的水冷式散热的冷媒回路；
图4为本发明第一实施例的冷热水双效主机于单纯供应冷水的系统流程的简化示意图，其中仅显示所使用的气冷式散热的冷媒回路；
图5为本发明第一实施例的冷热水双效主机于同时供应冷热水的系统流 程的简化示意图，其中仅显示所使用的冷媒回路；
图6为本发明第一实施例的冷热水双效主机于除霜运转的系统流程的简化示意图，其中仅显示所使用的冷媒回路；
图7为本发明第二实施例的冷热水双效主机的示意图，其还包含防止液压缩的一分歧回路；
图8为本发明第二实施例的冷热水双效主机于单纯供应热水的系统流程的简化示意图，其中仅显示所使用的冷媒回路；
图9为本发明第二实施例的冷热水双效主机于单纯供应冷水的系统流程的简化示意图，其中仅显示所使用的水冷式散热的冷媒回路；
图10为本发明第二实施例的冷热水双效主机于单纯供应冷水的系统流程的简化示意图，其中仅显示所使用的气冷式散热的冷媒回路；
图11为本发明第二实施例的冷热水双效主机于同时供应冷热水的系统流程的简化示意图，其中仅显示所使用的冷媒回路；
图12为本发明第二实施例的冷热水双效主机于除霜运转的系统流程的简化示意图，其中仅显示所使用的冷媒回路。
其中，附图标记
6：第一四方阀
6A：第一端
6B：第二端
6C：第三端
6D：第四端
7：第一膨胀阀
8：第二膨胀阀
9：第三膨胀阀
10：第一电磁阀
11：第二电磁阀
12：第三电磁阀
13：第四电磁阀
14：第五电磁阀
15：第六电磁阀
16：第七电磁阀
18：第一单向阀
19：第二单向阀
20：第三单向阀
21：第二四方阀
21A：第一端
21B：第二端
21C：第三端
21D：第四端
100、100’：冷热水双效主机
110：压缩机
110A：吐出口
110B：吸入口
120：空气侧热交换器
121：变速风扇
130：热水热交换器
131：第一冷媒通路
132：第二冷媒通路
133：热水通路
140：冰水器
141：冷媒通路
142：冷水通路
150：水冷式冷凝器
151:冷媒通路
152:冷却水通路
170：汇流器
A、B、...、S：管件
具体实施方式
下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作具体的描述：
根据本发明的复合式冷热共生热泵设备，其实施方式以冷热水双效主机为例，参照图式及随后说明详加叙述。图1至6为显示冷热水双效主机的第一实施例，图7至12为显示冷热水双效主机的第二实施例，其中图2至6以及图8至12为仅显示所使用的冷媒回路的简化示意图。
第一实施例的整体构成
参照图1，冷热水双效主机100主要由压缩机110、空气侧热交换器120、热水热交换器130、冰水器140及水冷式冷凝器150所构成。空气侧热交换器120可运作为蒸发器或冷凝器的冷/热排放热交换器。当空气侧热交换器120作为蒸发器时，流经过空气侧热交换器的冷媒对空气进行吸热，而当空气侧热交换器120作为冷凝器时，系通过冷媒对空气进行放热。水冷式冷凝器150作为冷凝器的热排放热交换器，以水冷方式使冷媒从冷媒通路151排热至冷却水通路152。
热水热交换器130为制热交换器，其具有第一冷媒通路131、第二冷媒通路132及热水通路133。热水热交换器130的第一冷媒通路131用于制作热水的系统流程，且第二冷媒通路132用于除霜的系统流程。冰水器140为制冷交换器，其具有冷媒通路141及冷水通路142。冷热水双效主机100通过包括管件A～O的冷媒循环管线，用以连接各元件，以使冷媒在各元件中循环流动。
在热水热交换器130中，流经第一冷媒通路131的冷媒自气态转变成液态，而提供热量给热水通路133，以制作热水，而流经第二冷媒通路132的冷媒可自热水通路133吸收热能，使其成为气态的高温冷媒。在冰水器140中，流经冷媒通路141的冷媒从冷水通路142吸收热能，自液态转变成气态，以制作冷水。须知热水通路133、冷水通路142亦可供作其他类型的流体加热或冷却的热流通路、冷流通路，亦即，例如欲加热或欲冷却的流体可为气体或液体，以使设备成为提供暖气或热水、与冷气或冷水的各种组合，例如热水与冷气、暖气与冷水等，以适用于不同环境需求。
空气侧热交换器120为具有风扇调速的鳍片盘管式热交换器，配合一变速风扇121来协助热交换。热水热交换器130为板式热交换器，其亦可为其他形式的热交换器。上述各热交换器可根据工作流体的种类而选用不同的形式，例如冷媒对空气的鳍片盘管式热交换器，或冷媒对水的壳管式热交换器
于一管线连接实施例中，冷热水双效主机100包含汇流器170及多个控制 阀，此多个控制阀包含第一四方阀6、第一膨胀阀7、第二膨胀阀8、第三膨胀阀9、第一电磁阀10、第二电磁阀11、第三电磁阀12、第四电磁阀13、第五电磁阀14、第六电磁阀15、第七电磁阀16、第一单向阀18及第二单向阀19所构成。该等控制阀以如图1所示的方式分别装设于管件A～O上。该等控制阀的作用为视需求用于切换冷媒流向、阻断冷媒或调节冷媒流量与压力。
在此管线连接实施例中，通过将管件A～O与其他各元件连接，可形成冷媒循环系统。详细言之，管件A连接压缩机110的吐出口110A与第一四方阀6的第一端6A；管件B连接第一四方阀6的第二端6B与管件C与管件D；管件C连接管件B与热水热交换器130的第一冷媒通路131；管件D连接管件B与水冷式冷凝器150的冷媒通路151；管件E连接热水热交换器130的第一冷媒通路131与管件G；管件F连接水冷式冷凝器150的冷媒通路151与管件G；管件G连接管件H、管件I、管件J、管件K；管件H连接热水热交换器130的第二冷媒通路132与管件G；管件I连接空气侧热交换器120与管件G；管件J连接管件I与管件G；管件K连接冰水器140的冷媒通路141与管件G；管件L连接冰水器140的冷媒通路141与汇流器170；管件M连接空气侧热交换器120与第一四方阀6的第四端6D；管件N连接热水热交换器130的第二冷媒通路132与第一四方阀6的第三端6C与汇流器170；管件O连接压缩机110的吸入口110B与汇流器170。
藉此，所形成的冷媒循环系统提供了供应热流冷媒回路、供应冷流冷媒回路、同时供应冷热流冷媒回路及除霜冷媒回路。在冷媒循环系统中，第一四方阀6可切换成6A-6B与6C-6D的通路或是6A-6D与6B-6C的通路，而使冷媒能选择地流动于上述各冷媒回路中，且第四电磁阀13可在冰水器停止运转时(冰水没有循环时)，隔离冰水器140中的冷媒，避免冷媒压力降低，温度不致于降低至0℃以下，防止冰水冻结导致冰水器140的管路破裂。
关于这些冷媒回路的运转流程将进一步参照附图于稍后进行说明。通过控制阀的流向切换及开启/关闭，冷媒可选择地在该等回路中流动，以用于提供热水及/或冷水，且在供应冷流冷媒回路中，可因应运转需求，选择地采用水冷或气冷模式。
第一实施例的运转操作模式与系统流程
现在，以下将针对冷热水双效主机100的运转操作模式与系统流程进一步 说明。
冷热水双效主机100可就单纯供应热水的系统流程、单纯供应冷水的系统流程、同时供应冷水与热水的系统流程及除霜的系统流程，进行运转操作模式的切换，分别说明如下。
1.单纯供应热水的系统流程
图2为第一实施例的单纯供应热水的系统流程。此时，空气侧热交换器120当作蒸发器使用，供应热流冷媒回路为：压缩机110-第一四方阀6(6A-6B)-第一电磁阀10-热水热交换器130的第一冷媒通路131-第一单向阀18-第六电磁阀15-第二膨胀阀8-空气侧热交换器120-第一四方阀6(6D-6C)-汇流器170-压缩机110(如实线箭头所示)。
2.单纯供应冷水的系统流程
在单纯供应冷水的系统流程中，可通过各控制阀的回路控制，可形成两种供应冷流冷媒回路，使冷媒选择地在其中之一流动，亦即以空气侧热交换器120或水冷式冷凝器150来使高温高压的冷媒进行热排放，此两种模式间的切换视环境需求而决定最佳化的使用。
图3为第一实施例的单纯供应冷水的系统流程，其使用水冷式冷凝器150作为冷凝器使用，以散发热能至冷却水来冷凝冷媒。水冷式供应冷流冷媒回路为：压缩机110-第一四方阀6(6A-6B)-第二电磁阀11-水冷式冷凝器150-第一单向阀18-第七电磁阀16-第三膨胀阀9-冰水器140-第四电磁阀13-汇流器170-压缩机110(如实线箭头所示)。
图4为第一实施例的单纯供应冷水的另一种系统流程，此时，空气侧热交换器120作为冷凝器使用，气冷式供应冷流冷媒回路为：压缩机110-第一四方阀6(6A-6D)-空气侧热交换器120-第二单向阀19-第七电磁阀16-第三膨胀阀9-冰水器140-第四电磁阀13-汇流器170-压缩机110(如实线箭头所示)。
3.同时供应冷热水的系统流程
图5为第一实施例的同时供应冷热水的系统流程。当热水负载等于冰水负载时，冷媒循环系统提供了同时供应冷热流冷媒回路，其为：压缩机110-第一四方阀6(6A-6B)-第一电磁阀10-热水热交换器130的第一冷媒通路131-第一单向阀18-第七电磁阀16-第三膨胀阀9-冰水器140-第四电磁阀13-汇流器170-压缩机110(如实线箭头所示)。
在此同时供应冷热水的运转模式，当冰水温度到达，而仍有热水负载需求时，系统会切换成单纯供应热水系统流程，即如上述说明及图2所示。当热水温度到达，而仍有冰水负载需求时，系统会切换成单纯供应冷水系统流程，即如上述说明及图3、4所示。
4.除霜运转的系统流程
图6为第一实施例的除霜运转的系统流程。使用热水热交换器130的热水通路133对流经第二冷媒通路132的冷媒加热，以对空气侧热交换器120的热交换鳍片及管排进行除霜，除霜冷媒回路为：压缩机110-第一四方阀6(6A-6D)-空气侧热交换器120-第二单向阀19-第五电磁阀14-第一膨胀阀7-热水热交换器130的第二冷媒通路132-第三电磁阀12-汇流器170-压缩机110(如实线箭头所示)。
第二实施例的整体构成及系统流程
第二实施例的冷热水双效主机100’所使用的元件及其间的联结关系基本上与第一实施例类似，故各元件使用相同的名称及编号，以利更清楚及简要的说明。以下仅针对第二实施例与第一实施例不同之处予以详细说明。
参照图7，在根据第二实施例的冷热水双效主机100’中，最主要不同处为，在冷媒流回压缩机110之前，提供一分歧回路，通过第二四方阀21的切换，亦即21A-21B与21C-21D、或是21A-21D与21B-21C，使得冷媒可选择地直接流回压缩机110或是经热水热交换器130的第二冷媒通路132再流回压缩机110。
通过将管件A～S与其他各元件连接，可形成第二实施例的冷媒循环系统。详细言之，管件A连接压缩机110的吐出口110A与第一四方阀6的第一端6A；管件B连接第一四方阀6的第二端6B与管件C与管件D；管件C连接管件B与热水热交换器130的第一冷媒通路131；管件D连接管件B与水冷式冷凝器150的冷媒通路151；管件E连接热水热交换器130的第一冷媒通路131与管件G；管件F连接水冷式冷凝器150的冷媒通路151与管件G；管件G连接管件H、管件I、管件J、管件K；管件H连接管件G、管件P、管件S；管件I连接空气侧热交换器120与管件G；管件J连接管件I与管件G；管件K连接冰水器140的冷媒通路141与管件G；管件L连接冰水器140的冷媒通 路141与汇流器170；管件M连接空气侧热交换器120与第一四方阀6的第四端6D；管件N连接热水热交换器130的第二冷媒通路132与第二四方阀21的第一端21A；管件O连接第一四方阀6的第三端6C与汇流器170；管件P连接第二四方阀21的第四端21D与管件H、管件S；管件Q连接第二四方阀21的第三端21C与汇流器170；管件R连接第二四方阀21的第二端21B与压缩机110的吸入口110B；管件S连接热水热交换器130的第二冷媒通路132与管件H、管件P。
藉此，所形成的冷媒循环系统提供了供应热流冷媒回路(参见图8)、水冷式及气冷式供应冷流冷媒回路(参见图9及10)、同时供应冷热流冷媒回路(参见图11)及除霜冷媒回路(参见图12)，通过上述控制阀的配置，冷媒可选择地在该等回路中流动，以用于提供热水及/或冷水，并且通过一液态冷媒检测模块将液态冷媒导向分歧回路，加热成气态冷媒，而避免液压缩的发生。
第二实施例的各冷媒回路在无液压缩情况的系统流程与第一实施例相当类似，在此不再重复说明，以下仅针对防止液压缩的流程进行说明。
在冷热水双效主机100’中，在冷媒离开汇流器170且在进入第二四方阀21之前，管件Q上设有一液态冷媒检测模块，在本例中，此模块包括一压力检测器Pr及一温度感测器T。压力检测器Pr用来感测流出汇流器170的冷媒的压力值，温度感测器T则用来感测冷媒的温度值，以判断即将回流至压缩机的冷媒是否有过热度不足的情形。根据压力检测器Pr所感测的压力值计算冷媒的饱和温度值，而与温度感测器所量测到的温度值做比较，以计算冷媒的过热度。
当过热度低于设定值时(亦即过热度不足)，代表了有液态冷媒的存在，此时会有液态冷媒回流至压缩机(以下称液压缩)的情形发生。为了避免液压缩，必须将冷媒导入分歧回路，亦即经由第二四方阀21、管件P、管件S，以流经热水热交换器130的第二冷媒通路132，来与热水通路133进行热交换，提高其过热度，而使冷媒以气态回流进压缩机110，避免损坏压缩机。液态冷媒检测模块亦可由其他可测得液态冷媒存在的适合方式来实现。
由于第二实施例新增了防止液压缩的分歧回路，冷热水双效主机100’具有无液压缩及液压缩防止的两种运转回路。图8至11分别显示了具有此分歧 回路的供应热流冷媒回路、水冷式供应冷流冷媒回路、气冷式供应冷流冷媒回路及同时供应冷热流冷媒回路。冷媒循环系统所提供的经分歧回路的各冷媒回路如下：
供应热流冷媒回路(参见图8)：压缩机110-第一四方阀6(6A-6B)-第一电磁阀10-热水热交换器130的第一冷媒通路131-第一单向阀18-第六电磁阀15-第二膨胀阀8-空气侧热交换器120-第一四方阀6(6D-6C)-汇流器170-第二四方阀21(21C-21D)-第三单向阀20-热水热交换器130的第二冷媒通路132-第三电磁阀12-第二四方阀21(21A-21B)-压缩机110(如实线箭头所示)。
水冷式供应冷流冷媒回路(参见图9)：压缩机110-第一四方阀6(6A-6B)-第二电磁阀11-水冷式冷凝器150-第一单向阀18-第七电磁阀16-第三膨胀阀9-冰水器140-第四电磁阀13-汇流器170-第二四方阀21(21C-21D)-第三单向阀20-热水热交换器130的第二冷媒通路132-第三电磁阀12-第二四方阀21(21A-21B)-压缩机110(如实线箭头所示)。
气冷式供应冷流冷媒回路(参见图10)：压缩机110-第一四方阀6(6A-6D)-空气侧热交换器120-第二单向阀19-第七电磁阀16-第三膨胀阀9-冰水器140-第四电磁阀13-汇流器170-第二四方阀21(21C-21D)-第三单向阀20-热水热交换器130的第二冷媒通路132-第三电磁阀12-第二四方阀21(21A-21B)-压缩机110(如实线箭头所示)。
同时供应冷热流冷媒回路(参见图11)：压缩机110-第一四方阀6(6A-6B)-第一电磁阀10-热水热交换器130的第一冷媒通路131-第一单向阀18-第七电磁阀16-第三膨胀阀9-冰水器140-第四电磁阀13-汇流器170-第二四方阀21(21C-21D)-第三单向阀20-热水热交换器130的第二冷媒通路132-第三电磁阀12-第二四方阀21(21A-21B)-压缩机110(如实线箭头所示)。
上述防止液压缩的分歧回路可视运转需求，适当地配置在各冷媒回路的至少其一。
除霜运转的系统流程
图12为第二实施例的除霜运转的系统流程。使用热水热交换器130的热水通路133对流经第二冷媒通路132的冷媒加热，以对空气侧热交换器120的热交换鳍片及管排进行除霜，除霜冷媒回路为：压缩机110-第一四方阀6(6A-6D)-空气侧热交换器120-第二单向阀19-第五电磁阀14-第一膨胀阀7-热 水热交换器130的第二冷媒通路132-第三电磁阀12-第二四方阀21(21A-21B)-压缩机110(如实线箭头所示)。
总之，本领域技术人员可根据以上第一及第二实施例，改变管件、控制阀及相关流体调节元件(例如汇流器等)的配置方式，采取不同的管线配置，及/或进行增加或删减元件，来实现能提供如上述诸回路的其他等效的冷媒循环系统。
当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
Claims (9)
1.一种复合式冷热共生热泵设备，其特征在于，包含：
压缩机，其用于压缩并输送冷媒；
冷/热排放热交换器，其用于通过冷媒进行吸热或放热的热交换；
热排放热交换器，其用于通过冷媒对冷却水进行放热的热交换；
制热交换器，包括第一冷媒通路、第二冷媒通路以及流体通路，其用于通过冷媒对欲加热的第一流体提供热能，或使冷媒自被加热的该第一流体吸收热能；
制冷交换器，其用于通过冷媒自欲冷却的第二流体吸收热能；
冷媒循环管线，其包含第一多通换向阀，具有多个端口，分别用于连接该压缩机、该冷/热排放热交换器、该热排放热交换器以及该制热交换器，
通过以该冷媒循环管线的多个管件连接该压缩机、该冷/热排放热交换器、该热排放热交换器、该制热交换器及该制冷交换器，形成冷媒可选择地在其中流动的冷媒循环系统，该冷媒循环系统可提供供应热流冷媒回路、供应冷流冷媒回路、同时供应冷热流冷媒回路及除霜冷媒回路，
其中：
该供应热流冷媒回路中的冷媒依序流经该压缩机、该第一多通换向阀、该制热交换器的该第一冷媒通路、该冷/热排放热交换器及该第一多通换向阀，再回到该压缩机；
该供应冷流冷媒回路包含第一供应冷流冷媒回路及第二供应冷流冷媒回路，以供自其中之一选择地使用，该第一供应冷流冷媒回路中的冷媒依序流经该压缩机、该第一多通换向阀、该热排放热交换器及该制冷交换器，再回到该压缩机，且该第二供应冷流冷媒回路中的冷媒依序流经该压缩机、该第一多通换向阀、该冷/热排放热交换器及该制冷交换器，再回到该压缩机；
该同时供应冷热流冷媒回路中的冷媒依序流经该压缩机、该第一多通换向阀、该制热交换器的该第一冷媒通路及该制冷交换器，再回到该压缩机；且
该除霜冷媒回路中的冷媒依序流经该压缩机、该第一多通换向阀、该冷/热排放热交换器及该制热交换器的该第二冷媒通路，再回到该压缩机。
2.如权利要求1所述的复合式冷热共生热泵设备，其特征在于，该热排放热交换器为水冷式热交换器，且该冷/热排放热交换器为气冷式热交换器。
3.如权利要求2所述的复合式冷热共生热泵设备，其特征在于，还包含设于该冷媒循环管线上的至少一控制阀，其用于切换冷媒流向、阻断冷媒及/或调节冷媒流量与压力，以使冷媒选择地在该冷媒循环系统中流动。
4.如权利要求3所述的复合式冷热共生热泵设备，其特征在于，该至少一控制阀为单向阀、电磁阀或膨胀阀。
5.如权利要求3所述的复合式冷热共生热泵设备，其特征在于，该至少一控制阀包含设置在冷媒离开该制冷交换器的一端的控制阀，其用于阻断冷媒以避免该制冷交换器冻结损坏。
6.如权利要求1至5中任一项所述的复合式冷热共生热泵设备，其特征在于，该冷媒循环管线还包括第二多通换向阀，具有多个端口，分别用于连接该压缩机、该制冷交换器以及该制热交换器，该冷媒循环系统还包括冷媒可选择地流经的分歧回路，其至少连接至该供应热流、供应冷流及同时供应冷热流冷媒回路的其中之一，该分歧回路在冷媒最终返回压缩机前，使冷媒流经该制热交换器，以吸收被加热的第一流体的热能。
7.如权利要求6所述的复合式冷热共生热泵设备，其特征在于，还包含设于该分歧回路前的液态冷媒检测模块，以判断是否有液态的冷媒的存在并将液态的冷媒导入该分歧回路。
8.如权利要求7所述的复合式冷热共生热泵设备，其特征在于，该液态冷媒检测模块包含压力检测器及温度感测器。
9.如权利要求8所述的复合式冷热共生热泵设备，其特征在于，通过该压力检测器及该温度感测器来测量冷媒的压力值及温度值，以计算冷媒的过热度，而判断冷媒是否含有液态。
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Citations (7)
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|---|---|---|---|---|
| JPS59180228A (ja) * | 1983-03-30 | 1984-10-13 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | ヒ−トポンプ給湯暖冷房機 |
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Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59180228A (ja) * | 1983-03-30 | 1984-10-13 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | ヒ−トポンプ給湯暖冷房機 |
| CN201032307Y (zh) * | 2007-04-11 | 2008-03-05 | 严清波 | 热泵装置 |
| CN101482342A (zh) * | 2008-01-09 | 2009-07-15 | 财团法人工业技术研究院 | 固体吸附式热泵装置 |
| CN201181094Y (zh) * | 2008-02-03 | 2009-01-14 | 珠海天济能源科技有限公司 | 空气源热泵热水机组 |
| CN102450954A (zh) * | 2010-10-15 | 2012-05-16 | 财团法人工业技术研究院 | 热电式饮用装置及热电式热泵 |
| WO2012159475A1 (zh) * | 2011-05-24 | 2012-11-29 | 宁波奥克斯电气有限公司 | 热泵型螺杆式压缩多联中央空调装置 |
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