CN107421039A - 一种组合式热泵系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种组合式热泵系统,包括室外机;还包括设置在室内侧的第一换热器和第二换热器,所述室外机通过第一冷媒支路连接第一换热器,通过第二冷媒支路连接第二换热器;制冷工况下,所述第一冷媒支路引导制冷剂流入第一换热器并在所述第一换热器中与空气热交换;制热工况下,所述第二冷媒支路引导制冷剂流入第二换热器并在所述第二换热器中与水热交换。本发明所提供的组合式热泵系统,避免了在室内侧安装风机盘管设备,同时在制热状态和制冷状态下均能达到良好的空气调节效果,以及良好的用户舒适度,具有换热管路设计合理,系统安全可靠的优点。

Description

一种组合式热泵系统
技术领域
本发明涉及一种组合式热泵系统。
背景技术
实验表明,在制热时,利用地暖、暖气散热片等设备实现空气和水之间的自然对流换热所达到的供热舒适度要优于以普通空调为代表的强制对流换热方式所达到的供热舒适度。而在制冷时,现有技术只能采用强制对流换热方式。因此,在普通的民用场所,制热和制冷通常会采用两套不同的换热系统。
现有技术长期致力于开发一套换热系统,在达到自然对流换热的制热效果的同时保持强制对流换热的制冷功能,类似的产品如在售的热泵(冷水)机组等。热泵(冷水)机组包括室外机和设置在室内侧的换热器,一方面,在室内侧的换热器中,制冷剂和水热交换,将热量传递给水或从水中吸收热量,制热时,热水通过水泵进入与换热器相连的采暖散热片或者地暖管道中,达到自然对流换热的制热效果。另一方面,制冷时,冷水进入风机盘管进行强制对流制冷。对于热泵(冷水)机组 来说,由于风机盘管终端通常仅安装在宾馆客房、办公楼、工业建筑和商业建筑中,且安装工艺复杂,在用户室内安装时受到装修风格、建筑布局等硬件限制,使用安装成本高,所以热泵(冷水)机组制冷在民用领域很难普及推广使用。
综上所述,现有技术中缺少一套换热系统,既可以保证自然对流换热方式所达到的供热舒适度,也可以提供良好的制冷效果。
发明内容
本发明旨在提供一种组合式热泵系统,在保证自然对流换热方式所达到的供热舒适度的同时,提供良好的制冷效果。
本发明提供一种组合式热泵系统,包括室外机;还包括设置在室内侧的第一换热器和第二换热器,所述室外机通过第一冷媒支路连接第一换热器,通过第二冷媒支路连接第二换热器;制冷工况下,所述第一冷媒支路引导制冷剂流入第一换热器并在所述第一换热器中与空气热交换;制热工况下,所述第二冷媒支路引导制冷剂流入第二换热器并在所述第二换热器中与水热交换。
进一步的,所述第一冷媒支路包括第一单向阀,制冷工况下所述第一单向阀截断所述室外机和第二换热器之间的制冷剂通路。
更进一步的,所述第一单向阀的入口连接所述第二换热器制热工况下的冷媒出口,所述第一单向阀的出口连接所述室外机的液管。
进一步的,所述第二冷媒支路包括第二单向阀,制热工况下所述第二单向阀截断所述室外机和第一换热器之间的制冷剂通路。
更进一步的,所述第二单向阀的入口连接所述第一换热器制冷工况下的冷媒出口,所述第一单向阀的出口连接所述室外机的气管。
优选的,所述第二换热器包括水路支管,所述水路支管的出水口通过依次连接的安全阀、排气阀、膨胀水箱、水泵和开关连接地暖或散热片。
优选的,所述第二换热器为板式换热器。
进一步的,还包括设置在室内侧的壳体,所述第一换热器和第二换热器设置在壳体中。
优选的,所述第一换热器和第二换热器由上向下依次布设。
优选的,所述壳体中对应第一换热器设置有风扇。
本发明所提供的组合式热泵系统,在制热状态和制冷状态下均能达到良好的空气调节效果,以及良好的用户舒适度,优选采用的单向阀,可以避免在空调系统中增加控制系统,换热管路设计合理,系统安全可靠。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明所公开的组合式热泵系统的原理图;
图2为本发明所公开的组合式热泵系统室内侧部件的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
如图1所示为本发明所提供的组合式热泵系统一种具体实施方式的原理示意图。如图1所示,本实施例所提供的组合式热泵系统包括室内机2和室外机10。与现有技术中所公开的热泵系统不同,本实施例所公开的组合式热泵系统的室内机2中设置有第一换热器21和第二换热器22。如图2所示,第一换热器21和第二换热器22优选设置在室内机的壳体6中。更进一步的,壳体6的基本结构与立式空调器(又称落地式空调器)的壳体6类似,壳体6还可以是针对现有落地式空调器壳体的改进,在落地式空调器壳体中增设第二换热器22。室外机10通过第一冷媒支路31连接第一换热器21,通过第二冷媒支路32连接第二换热器22。制冷工况下,第一冷媒支路31引导制冷剂流入第一换热器21,并在第一换热器21中与空气热交换,吸收空气中的热量,达到对房间的制冷效果。制热工况下,第二冷媒支路32引导制冷剂流入第二换热器22并在第二换热器22中与水热交换,第二换热器22中的水吸收制冷剂带来的热量,达到理想的温度并进一步流入外接的散热片或地暖中为房间供暖。根据空调房间对冷量和热量的需要量不同,在室内机一侧,还可以并联设置多个第一换热器21或者通过阀组控制第一冷媒支路31和/或第二冷媒支路32中的制冷剂流量,进一步配合壳体内的风道设计达到更优的换热效果。对于不同的换热器结构设计,在室内机一侧,壳体6的尺寸、结构可以根据具体需要进行设计,如常见的立方体式的壳体、设置有单贯流风扇的圆柱形壳体,或者设置有双贯流风扇的异形壳体等等。相比于属于空气-水系统的风机盘管终端,本实施例所公开的组合式热泵系统在同时保证制冷和制热效果的同时,避免使用吊顶卧式暗装的形式,无需增加建筑高度,降低安装检修的难度,同时,无需额外提供新风供给,在冬季工作在制热状态时,可以显著地降低室内温度梯度,相对于传统热泵(冷水)机组 ,具有更好的制热效果。
参见图1所示,第一冷媒支路31和第二冷媒支路32的引导作用通过阀组的配合实现。优选的,第一冷媒支路31包括第一单向阀31-1,制冷工况下,第一单向阀31-1截断室外机10和第二换热器22之间的制冷剂通路,制冷剂在第一单向阀31-1的引导作用下仅流入第一换热器21并在第一换热器21中与空气进行热交换。制热工况下,第二单向阀32-1截断室外机10和第一换热器21之间的制冷剂通路,实现类似分体式空调器的换热效果。制冷剂在第二单向阀32-1的引导作用下仅流入第二换热器22并在第二换热器22中与水进行热交换。当然,第一单向阀31-1和第二单向阀32-1还可以用可以实现同样技术效果的电磁阀、电磁阀组或类似的节流元件实现。但是后者需要配备匹配的控制电路或进行手动控制,增加了设备成本。
进一步如图1所示,优选的,第一单向阀31-1的入口连接第二换热器22制热工况下的冷媒出口,第一单向阀31-1的出口连接室外机10的液管10-1。第二单向阀32-1的入口连接第一换热器21的制冷工况下的冷媒出口,第一单向阀31-1的出口连接所述室外机10的气管10-2。在正常的制冷工况下,第一单向阀31-1截断室外机10和第二换热器32之间的制冷剂流路。在正常的制热工况下,第二单向阀32-1截断室外机10和第一换热器31之间的制冷剂流路。从而在不同的工况下,不同状态的制冷剂会在第一冷媒支路31和第二冷媒支路32的引导作用下分别进入不同的换热器进行热交换,使得房间内的用户在制热工况和制冷工况下均能获得良好的用户舒适度。采用第一单向阀31-1和第二单向阀32-1,避免了增加额外的控制系统,在制冷工况下,可以有效地防止低温制冷剂进入第二换热器22导致换热器出现凝露、结霜甚至冻结的现象,避免对换热器及机组造成损坏。在制热工况下,可以有效地防止高温制冷剂流入第一换热器21,降低壳体6内其它功能部件,尤其是体积相对较小的,如塑料制成的线夹、支架及其它类似的功能部件由于壳体6内部温度增高而变形,从而提高的整机的使用可靠性。
第二换热器22优选为板式换热器。板式换热器结构紧凑,换热效果好,可以进一步降低壳体所占空间,确保组合式热泵系统更适合在民用场所中使用。第二换热器22中间隔设置有制冷剂流动的制冷剂支管以及水流动的水路支管22-1。水路支管22-1的出水口22-10通过设置在壳体6外侧,并依次连接的安全阀41、排气阀42、膨胀水箱43、水泵44和开关45连接地暖或散热片4。在第二换热器22中与高温制冷剂热交换后的热水,在水泵的作用下,依次流过安全阀41、排气阀42、膨胀水箱43、水泵44和开关45流入地暖或散热片4,通过自然对流的形式为室内的用户供暖。
如图2所示,在室内一侧的壳体6中,第一换热器21优选设置在第二换热器22的上方。第一换热器21对应设置风扇5,风扇5引导形成在壳体6中的风道中的空气流动,在制冷工况下,壳体6中的空气与第一换热器21中的低温制冷剂热交换,并在风扇5的引导作用下流入房间内,达到良好的制冷效果。为平衡制冷效果和制热效果,第一换热器21的热交换面积大于第二换热器22的热交换面积,优选的,设置第一换热器21的热交换面积为第二换热器22的热交换面积的三倍。第一换热器21优选为翅片式换热器。风扇5优选为贯流风扇5。
本发明所提供的组合式热泵系统,在制热状态和制冷状态下均能达到良好的空气调节效果,以及良好的用户舒适度,优选采用的单向阀,可以避免在空调系统中增加控制系统,换热管路设计合理,系统安全可靠。
最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种组合式热泵系统,包括室外机;其特征在于,还包括设置在室内侧的第一换热器和第二换热器,所述室外机通过第一冷媒支路连接第一换热器,通过第二冷媒支路连接第二换热器;制冷工况下,所述第一冷媒支路引导制冷剂流入第一换热器并在所述第一换热器中与空气热交换;制热工况下,所述第二冷媒支路引导制冷剂流入第二换热器并在所述第二换热器中与水热交换。
2.根据权利要求1所述的组合式热泵系统,其特征在于,所述第一冷媒支路包括第一单向阀,制冷工况下所述第一单向阀截断所述室外机和第二换热器之间的制冷剂通路。
3.根据权利要求2所述的组合式热泵系统,其特征在于,所述第一单向阀的入口连接所述第二换热器制热工况下的冷媒出口,所述第一单向阀的出口连接所述室外机的液管。
4.根据权利要求2所述的组合式热泵系统,其特征在于,所述第二冷媒支路包括第二单向阀,制热工况下所述第二单向阀截断所述室外机和第一换热器之间的制冷剂通路。
5.根据权利要求4所述的组合式热泵系统,其特征在于,所述第二单向阀的入口连接所述第一换热器制冷工况下的冷媒出口,所述第一单向阀的出口连接所述室外机的气管。
6.根据权利要求5所述的组合式热泵系统,其特征在于,所述第二换热器包括水路支管,所述水路支管的出水口通过依次连接的安全阀、排气阀、膨胀水箱、水泵和开关连接地暖或散热片。
7.根据权利要求6所述的组合式热泵系统,其特征在于,所述第二换热器为板式换热器。
8.根据权利要求1至7任一项所述的组合式热泵系统,其特征在于,还包括设置在室内侧的壳体,所述第一换热器和第二换热器设置在壳体中。
9.根据权利要求8所述的组合式热泵系统,其特征在于,所述第一换热器和第二换热器由上向下依次布设。
10.根据权利要求9所述的组合式热泵系统,其特征在于,所述壳体中对应第一换热器设置有风扇。
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