CN109564037A - 一种具有节能装置的空调热泵塔机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种空调热泵塔机，包括主壳体、多条连接管、压缩机、前热换器、后热换器、风扇单元和节能装置。节能装置包括第一预热热换器，支撑在主壳体的前隔室中，并且定位在前热换器的室外进气口和室外热换部之间。空调热泵塔机可以在用于从室内空间吸收热能的空调模式和用于向室内空间产生热能的热泵模式之间操作。预定量的环境空气可以通过室外进气口抽入，并且可以在输送到室内空间之前通过节能装置预热。

Description

一种具有节能装置的空调热泵塔机

技术领域

本发明涉及一种空调热泵系统，它包括一个节能装置，当空调热泵系统在热泵模式中运行时，节省大量能量。

背景技术

传统的空调和热泵系统可大致分为两种主要类型。第一种类型是空调和热泵系统，其布置成直接加热或冷却室内空间的空气。第一种类型的例子是窗式空调和/或热泵单元，其可控制从室内空间吸入空气并直接加热或冷却空气。空气加热或冷却后，便送回室内空间。第二种类型是中央空调热泵系统，系统使用热交换介质(通常是水)来加热或冷却室内空间中的空气。

如图1所示，是传统空调和热泵系统的制冷剂流动路径的示意图。传统的空调和热泵系统1P通常包括压缩机11P，前热换器12P，后热换器13P，四通阀14P，第一单向阀151P，第二单向阀152P，第一膨胀阀161P，第二膨胀阀162P，第一过滤器171P和第二过滤器172P。

第一单向阀151P，第一膨胀阀161P和第一过滤器171P在路径1中串联连接。第二单向阀152P，第二膨胀阀162P和第二过滤器172P在路径2中串联连接。路径1和路径2中的组件并联连接。这些部件在前热换器12P和后热换器13P之间连接。

四通阀14P具有第一至第四连通口141P，142P，143P，144P，并且可以在空调切换模式和热泵切换模式下操作，其中在空调切换模式中，第一连通口141P连接到第二连通口142P，而第三连通口143P连接到第四连通口144P。在热泵切换模式中，第一连通口141P可以连接到第三连通口143P，而第二连通口142P连接到第四连通口144P。

在传统的空调和热泵系统中循环的制冷剂是布置成从环境空气吸收热能并将热能直接释放到室内空间。当空调和热泵系统作为空调系统操作时，过热或蒸汽制冷剂离开压缩机11P并通过第一连通口141P，第二连通口142P和后热换器13P(用于将热能释放到环境空气中)，在路径2中连接的部件，前热换器12P(用于从室内空间吸收热能)，第三连通口143P，第四连通口144P，并返回到压缩机11P。

当空调和热泵系统作为热泵系统操作时，过热或蒸汽制冷剂离开压缩机11P并通过第一连通口141P，第三连通口143P和前热换器12P(用于释放热能至室内空间)，连接在路径1中的部件，后热换器13P(用于吸收来自环境空气的热能)，第二连通口142P，第四连通口144P，并返回压缩机11P。

尽管上述空调和热泵系统已在全世界广泛使用多年，但这些系统仍然存在相对较低的性能系数(COP)的普遍缺陷，性能系数可被定义为：供应到储存器或从储存器移除的热能与所需工作的比率。

因此，需要开发一种具有显着改善的COP的空调和热泵系统。

发明内容

本发明的某些变型提供了一种空调和热泵塔机，其包括节能装置的设置，当空调热泵系统以热泵模式操作时，该节能装置能节省大量能量。

本发明的某些变型提供了一种空调和热泵塔机，其包括节能装置，将环境空气输送到室内空间之前预热。

本发明的某些变型提供了一种空调和热泵塔机，对于指定的完成工作，本发明的系统与如上所述的传统空调和热泵系统相比，能够产生更多的热能给室内空间。

在本发明的一个方面，提供了一种一种空调热泵塔机，安装于墙壁的开口处，在墙壁的两侧构成室内空间和室外空间，空调热泵塔机包括：一主壳体，包括一分隔壁，并具有：置于室内空间的室内部；置于室外空间的室外部；一设置在主壳体中的腔体，分隔壁将腔体分隔成前隔室和后隔室；一室内进气口设置在主壳体的室内部，并使前隔室与室内空间连通；一室内出气口设置在主壳体的室内部，并使前隔室与室内空间连通；一室外进气口设置在主壳体的室外部，并使后隔室与室外空间连通；一室外出气口设置在主壳体的室外部，并使后隔室与室外空间连通；至少一个室外气进口设置在主壳体的室外部，并将前隔室与室外空间连通；多条连接管设置在主壳体的腔体中；一压缩机支撑于室主壳体中，压缩机具有一压缩机出口和一压缩机进口；一前热换器，支撑于主壳体的前隔室中，并通过至少一条连接管连接到压缩机，前热换器具有一室内热换部于主壳体的室内部延伸，以及一室外热换部于主壳体的室外部延伸；和一后热换器，支撑于主壳体的后隔室中，并通过至少一条连接管连接到压缩机和前热换器；一个风扇单元，支撑于主壳体中，用于吸入空气，让空气在室内空间和室外空间之间流动；和一节能装置，它包括：一第一预热热换器，支撑于腔体的前隔室中并位于主壳体的室外部，第一预热热换器位于气进口和前热换器的室外热换部之间，并连接在前热换器和后热换器之间，空调热泵塔机在空调模式和热泵模式之间选择性操作，其中在空调模式中，预定量的蒸汽制冷剂设置离开压缩机并导流进入后热换器，释放热能到环境大气，制冷剂离开后热换器后导流入前热换器，由室内空间吸收热能，制冷剂离开前热换器导流回流到压缩机，即完成一个空调循环，其中在热泵模式中，预定量的蒸汽制冷剂设置离开压缩机并导流进入前热换器，将热能释放到室内空间，制冷剂离开第一主热换器后导流入第一预热热换器，释放热能到由室外气进口抽进的环境空气中，制冷剂离开第一预热热换器后导流到后热换器，由室外进气口抽进的环境空气中吸收热能，冷剂离开后热换器并导流回流到压缩机，即完成一个热泵循环。

附图说明

图1是传统空调和热泵系统的制冷剂流动路径的示意图。

图2是根据本发明第一优选实施例的空调热泵塔机的示意图。

图3是根据本发明第一优选实施例的空调热泵塔机的示意性透视图，示出了主壳体内的内部结构。

图4示出图2中的空调热泵塔机沿平面A-A的剖视图。

图5是根据本发明第一优选实施例的空调热泵塔机的节能装置的示意图。

图6是根据本发明第一优选实施例的空调热泵塔机的示意图，示出了制冷剂的整体流动路径。

图7是根据本发明第一优选实施例的空调热泵塔机的示意图，示出了主壳体可包括外壳和支撑壳体。

图8是根据本发明第二优选实施例的空调热泵塔机的节能装置的示意图。

图9是根据本发明第二优选实施例的空调热泵塔机的节能装置的简化原理图，示出了环境空气的流动路径。

图10是根据本发明第二优选实施例的空调热泵塔机的示意图，示出了制冷剂的整体流动路径。

具体实施方式

以下对优选实施例的详细描述是实施本发明的优选模式。描述不应以任何限制意义来理解。其出于说明本发明的一般原理的目的而呈现。

如图2至图6所示，是根据本发明的第一优选实施例的一种空调热泵塔机。大体来说，本发明一种空调热泵塔机可包括一主壳体10，多条连接管20，压缩机30，前热换器40，至少一个后热换器50，风扇单元60和节能装置70。预定量的制冷剂可以通过连接管20循环通过空调热泵塔机的各种部件(如下述)。空调热泵塔机位于墙壁100的开口处，分别在墙壁100的两侧构成室内空间101和室外空间102。

主壳体10可包括一分隔壁11，并具有一室内部12置于室内空间101；一室外部13置于室外空间102(即环境大气)；一腔体14设置在主壳体10中。分隔壁11可将腔体14分隔成前隔室141和后隔室142。

主壳体10可进一步包括一室内进气口15、一室内出气口16、一室外进气口17、一室外出气口18和至少一室内气进口19。室内进气口15设置在主壳体10的室内部12，并连通前隔室141和室内空间101。室内出气口16也可设置在主壳体10的室内部12，并连通前隔室141到室内空间101。

室外进气口17可设置在主壳体10的室外部13的两侧，并连通后隔室142到室外空间102。室外出气口18可设置在主壳体10的室外部13的后侧，并连通后隔室142和室外空间102。室外气进口19设置在主壳体10的室外部13。如图4所示，主壳体10可以具有设置在室外部13的两侧的两个室外进气口17，使得环境空气可以通过室外进气口17被吸进腔体14的后隔室142。

压缩机30可支撑于主壳体10中，并具有一压缩机出口31和一压缩机进口32。

前热换器40可支撑于主壳体10的腔体14的前隔室141中，并通过至少一条连接管20连接到压缩机30。前热换器40可具有一室内热换部41于主壳体10的室内部12延伸，以及一室外热换部42于主壳体10的室外部13延伸。

后热换器50可支撑于主壳体10的腔体14的后隔室142中，并可通过至少一条连接管20连接到压缩机30和前热换器40。

风扇单元50可支撑于主壳体10中，用于抽取空气流动，让空气由室内空间101流到室外空间102，或者或相反亦然。

节能装置70可包括一第一预热热换器71，其支撑于腔体14的前隔室141中并位于主壳体10的室外部13。第一预热热换器71可位于室外气进口19和前热换器40的室外热换部42之间，并可连接在前热换器40和后热换器50之间。

空调热泵塔机可在空调模式和热泵模式之一选择性操作。在空调模式中，预定量的蒸汽制冷剂可设置离开压缩机30并导流进入后热换器50，释放热能到环境大气，制冷剂离开后热换器50后导流入前热换器40，由室内空间101吸收热能。制冷剂离开前热换器40后导流回到压缩机30，即完成一个空调循环。

当空调热泵塔机在热泵模式中，预定量的蒸汽制冷剂可设置离开压缩机30并导流进入前热换器40，释放热能到室内空间101。制冷剂离开前热换器40后导流入节能装置70的第一预热热换器71，释放热能给由室外气进口19抽进的环境空气中。制冷剂离开第一预热热换器71后可导流到后热换器50，由室外进气口17抽进的环境空气中吸收热能。制冷剂离开后热换器50并可导流回到压缩机30，即完成一个热泵循环。在热泵模式中，空调热泵塔机可以配置成产生热能并将热能传递到室内空间101，以增加其温度。

根据第一优选实施例，空调热泵塔机可以安装在墙壁100的开口处，使得主壳体10热连通室内空间101与室外空间102。空调热泵塔机可以直接输送热能到室内空间101或直接从室内空间101提取热能。不需要诸如水的中间热交换媒介。

压缩机30可构设成对流过其中的制冷剂加压。它设置成典型空调循环或热泵循环的制冷剂循环的起点。压缩机30可以安装在腔体14的前隔室141中。

前热换器40可具有一第一连通口43和一第二连通口44，并可设置为制冷剂和流过前热换器40的空气之间进行热交换。当空调热泵塔机在空调模式下操作时，前热换器40可构设为蒸发器(即将制冷剂转化为气态或蒸气态)。反过来说，当空调热泵塔机在热泵模式下操作时，前热换器40可构设为冷凝器(即将制冷剂转化为液态)。

如图3至图4所示，前热换器40的室内热换部41可沿主壳体10于室内部12的横向延伸，并相邻于室内进气口15。来自室内空间101的空气可被吸入腔体14，并引导通过前热换器40的室内热换部41。空气通过室内热换部41后可通过室内出气口16再次输送回室内空间101。室内进气口15可设于室内出气口16的下方，如图2所示。

前热换器40的室外热换部42可以至少由室内热换部的一端部向后延伸到室外气进口19相邻的位置，室外热换部42可设置在主壳体10的室外部13中，使得它可以与从室外气进口19抽进的环境空气热连通。前热换器40的这种结构如图4和图5所示。

在这本发明的优选实施例中，空调热泵塔机可包括两个(但至少一个)后热换器50，其设置在后隔室142的两侧，其中每个后热换器50可以分别与室外进气口17热连通。当使用两个后热换器50时，它们可以并联连接。

每个后热换器50具有第一通口和第二通口，并设置制冷剂和由两个室外进气口17抽进的环境空气进行热交换。当空调热泵塔机在空调模式下操作时，后热换器50可构设为冷凝器，(即将制冷剂转化为液态)。反过来说，当空调热泵塔机在热泵模式下操作时，后热换器50可构设为蒸发器(即将制冷剂转化为气态或蒸气态)。第一通道口51和第二通道口52可以设置为通过后热换器50的制冷剂的入口或出口。

压缩机30，前热换器40和后热换器50可在某些配置中通过连接管40布置和连接。图6中示出了一种示例性设置。

空调热泵塔机可进一步包括连接于压缩机22，第一主热换器40和第二主热换器50之间的切换装置80，用于改变制冷剂的流动路径。具体来说，切换装置80可具有第一至第四连接口81、82、83、84，并且可在空调切换模式和热泵切换模式之间切换。其中，在空调切换模式中，第一连接口81可连接到第二连接口82，使制冷剂可以由第一连接口81流到第二连接口82，而第三连接口83可连接到第四连接口84，使制冷剂可以由第三连接口83流到第四连接口84。

在热泵切换模式中，切换装置8可以切换，使第一连接口81可连接到第三连接口83，让制冷剂可以由第一连接口81流到第三连接口83，而第二连接口82可连接到第四连接口84，让制冷剂可以由第二连接口82流到第四连接口84。

如图6所示，第一连接口81可以连接到压缩机30的压缩机出口31。第二连接口82可以并联连接到后热换器50的第二通口52。第三连接口83可以连接到前热换器40的第二连通口44。第四连接口84可以连接到压缩机30的压缩机进口32。

每个第二主热换器50的第一通口51可以通过各种部件并联连接到前热换器40的第一连通口43。图6示出了一种示例性设置。为了清楚和易于说明，两个平行路径在图6中指定为路径1和路径2。“路径”指的是制冷剂的流动路径。

空调热泵塔机进一步包括一第一单向阀851和一第二单向阀852，第一单向阀和第二单向阀分别连接于路径1和路径2。第一单向阀和第二单向阀851、852的设置可以是限制制冷剂在一个预定方向上的流动，而不是相反。在第一优选实施例中，第一单向阀851可以构设成允许制冷剂通过路径1由前热换器40流向后热换器50。第二单向阀852可以设置成允许制冷剂通过路径2由后热换器50流向前热换器40。

空调热泵塔机进一步可包括第一过滤器861和第二过滤器862，第一过滤器861和第二过滤器862分别与路径1中的第一单向阀851和路径2中的第二单向阀852串联连接。第一过滤器861和第二过滤器862可以配置成由流经的制冷剂中过滤从中通过不需要的物质。

空调热泵塔机进一步可包括分别与路径1中的可包括一第一预热热换器71和路径2中的第二过滤器862串联连接的第一膨胀阀871和第二膨胀阀872。第一膨胀阀871和第二膨胀阀872可以设置成控制和调节通过它们的制冷剂的流动。所以，第一预热热换器71可连接于路径1中的第一膨胀阀871和第一过滤器861之间。

空调热泵塔机进一步可包括第一流量调节阀881，其连接在路径1中的第一预热热换器71和第一过滤器861之间。第一流量调节阀881的设置为降低通过它的制冷剂的压力。

节能装置70的第一预热热换器71可安装在其主壳体11的室外部13。第一预热热换器71可位于室外气进口19和前热换器40的室外热换部42之间的空间中。第一预热热换器71可串联连接在和路径1中的第一膨胀阀871和第一流量调节器881之间。进入主壳体10的环境空气可以布置成首先通过第一预热热换器71，然后通过前热换器40的室外热换部42。第一预热热换器71可具有第一制冷剂进口711和第一制冷剂出口712。

本发明的操作如下：本发明空调热泵塔机包括制冷剂流动循环，其可以流过上述部件以进行热交换过程。

当空调热泵塔机处于空调模式时，其设置为产生冷空气到室内空间101。制冷剂的循环从压缩机30开始。过热或蒸汽制冷剂可布置成通过压缩机出口31离开压缩机30。切换装置80可以切换到空调切换模式。制冷剂离开压缩机30可以通过第一连接口81、第二连接口82，并通过对应第二通口52分流进入后热换器50。然后，制冷剂可以与诸如由室外进气口17抽进的环境空气的冷却剂进行热交换，以便将热能释放到环境空气中。环境空气可以通过室外出气口18排出室外隔室142。制冷剂可以在释放热能后转换成液态。制冷剂然后可以引导通过第一通口51离开后热换器50。制冷剂离开后热换器50后合流并引导流过连接在路径2中的第二单向阀852、第二过滤器862和第二膨胀阀872。此时，制冷剂可以通过第一单向阀851防止进入路径1。然后，制冷剂可以被引导通过第一连通口43进入前热换器40，然后，进入前热换器40的制冷剂可以布置成与通过室内进气口15从室内空间吸入的空气和从室外气进口19吸入的空气进行热交换，以便从空气中吸收热能和转换回蒸汽或过热状态。然后制冷剂可以引通过第二连通口44离开前热换器40。制冷剂然后可以引导流过切换装置80的第三连接口83和第四连接口84，并最终通过压缩机进口32流回到压缩机30。这完成了空调模式的一个制冷剂循环。

注意的是，当空调热泵塔处机在空调模式时，节能装置70可以停用。

当空调热泵塔处机处于热泵模式时，其设置为产生热空气到室内空间101。制冷剂循环也可以从压缩机30开始。过热或蒸汽制冷剂可以布置成通过压缩机出口31离开压缩机30。切换装置80可以切换到热泵切换模式。离开压缩机30的制冷剂可以通过第一连接口81、第三连接口83，并通过第二连通口44进入前热换器40。然后制冷剂可以与从室内空间101抽入的空气进行热交换，释放热能到室内空气中。制冷剂在释放热能后可转换成液态。制冷剂然后可以引导通过第一连通口43离开前热换器40。然后，离开前热换器40的制冷剂可以引导流过连接在路径1中的第一单向阀851，第一过滤器861和第一流量调节阀881。注意的是，此时可以通过第二单向阀852防止制冷剂进入路径2。

制冷剂然后可以引导通过第一制冷剂进口711进入节能装置70的第一预热换热器71，热能释放到从室外气进口19抽进的空气。然后制冷剂可以布置成通过第一制冷剂出口712流出第一预热热换器71，并被引导流过路径1中的第一膨胀阀871。第二单向阀852可以防止制冷剂进入路径2。结果，制冷剂然后可以分流并被引导通过相应的第一通口51进入后热换器50。制冷剂可以布置成进行热交换并从后热换器50的环境空气中吸收热能。环境空气可以从主壳体10的室外进气口17抽入，并通过室外出气口18排出。制冷剂然后可以蒸发成为蒸汽或过热状态。制冷剂然后可引导通过相应的第二通口52离开后热换器50。然后制冷剂可导流过切换装置80的第二连接口82和第四连接口84，并最终通过压缩机进口32回流到压缩机30。这完成了热泵模式的一个制冷剂循环。

在热泵模式中，节能装置70可启动以预热从环境大气抽取的环境空气。通过预热热换器71的制冷剂可以将预定量的热能传递给环境空气。然后空气可引导通过前热换器40的室外热换部42以进一步加热。新鲜环境空气在经由预热热换器70和前热换器40的室外热换部42预热后，可以通过室内出气口16输送到室内空间101。

另一方面，通过节能装置70预热环境空气，整个空调热泵塔机的整体性能系数(C.O.P)可以显着增加。通过利用路径1中的制冷剂的热能，环境空气可以预热，使得在将环境空气输送到室内空间101之前可以使用较少的能量来将环境空气的温度升高到预定的目标温度。

此外，与传统的热泵系统相比，通过传递流过路径1的制冷剂的一些热量，进入第二主热换器50的制冷剂的温度可以降低。对于给定的压缩性能，进入后热换器50的制冷剂的温度越低，制冷剂可从环境空气吸收的热能越多。因此，对于压缩机30完成的给定工作，空调热泵塔机可以产生更多的热能。

如图7所示，本发明的空调热泵塔机可以安装在墙壁100上。主壳体10还可以包括外壳1001和支撑壳体1002，用于支撑所有上述空调热泵塔机的部件，以及连接到支撑壳体1002的底部的多个轮子1003。支撑壳体1002可滑动连接到外壳1001。当它滑出外壳1001时，空调热泵塔机的所有部件都可以方便且容易地维护或修理。

可以理解的是，本发明的一个特征是空调热泵塔机可以容易地安装在房屋内。空调热泵塔机不需要任何用于将主壳体10安装到墙壁100上的安装配置。本发明的使用者只需要在墙壁1001上形成开口然后放入空调热泵塔机在墙壁100的适当位置。

如图8至图10所示，是根据本发明第二优选实施例的空调热泵塔机。第二优选实施例在结构上类似于上述第一优选实施例，除了是节能装置70还可包括连接在第一预热热换器71和第一流量调节阀881之间的第二预热热换器72。根据第二优选实施例，第二预热热换器72可以与路径1中的第一预热热换器71串联连接。第二流量调节阀882可以连接在第一预热热换器71和第二预热热换器72之间。离开前热换器40的制冷剂在到达第一预热热换器71之前可先通过第二预热热换器72。

因此，第二预热热换器72可具有与路径1中的第一流量调节阀881串联连接的第二制冷剂进口721，以及与第二流量调节阀882串联连接的第二制冷剂出口722，其可以串联连接到第一预热热换器71的第一制冷剂进口711。第一预热热换器71的第一制冷剂出口712可以串联连接到第一膨胀阀871。

如图7至图8所示，第一预热热换器71和第二预热热换器72可位于前热换器40的室外热换部42和室外气进口19之间，使由室外气进口19抽进的环境空气可依次通过第一预热热换器71、第二预热热换器72和室外热换部42。

本发明第二优选实施例的操作如下：本发明空调热泵塔机如上述包括制冷剂流动循环。当空调热泵塔机处于空调模式时，其设置为产生冷空气到室内空间101。制冷剂的循环从压缩机30开始。过热或蒸汽制冷剂可布置成通过压缩机出口31离开压缩机30。切换装置80可以切换到空调切换模式。制冷剂离开压缩机30可以通过第一连接口81、第二连接口82，并通过对应第二通口52分流进入后热换器50。然后，制冷剂可以与由室外进气口17抽进的环境空气进行热交换，释放热能到环境空气。环境空气可以通过室外出气口18排出室外隔室142。制冷剂可以在释放热能后转换成液态。制冷剂然后可以引导通过第一通口51离开后热换器50。制冷剂离开后热换器50后合流并引导流过连接在路径2中的第二单向阀852、第二过滤器862和第二膨胀阀872。此时，制冷剂可以通过第一单向阀851防止进入路径1。然后，制冷剂可以被引导通过第一连通口43进入前热换器40，然后，进入前热换器40的制冷剂可以布置成与通过室内进气口15吸入的空气进行热交换，从空气中吸收热能。制冷剂转换回蒸汽或过热状态。然后制冷剂可以引通过第二连通口44离开前热换器40。制冷剂然后可以引导流过切换装置80的第三连接口83和第四连接口84，并最终通过压缩机进口32流回到压缩机30。这完成了空调模式的一个制冷剂循环。

当空调热泵塔处在空调模式时，节能装置70可以停用。

当空调热泵塔处机处于热泵模式时，其设置为产生热空气到室内空间101。对应的制冷剂循环也可从压缩机30开始。过热或蒸汽制冷剂可以布置成通过压缩机出口31离开压缩机30。切换装置80可以切换到热泵切换模式。离开压缩机30的制冷剂可以通过第一连接口81、第三连接口83，并通过第二连通口44进入前热换器40。然后制冷剂可以与从室内空间101抽入的空气进行热交换，释放热能到室内空气中。然后，室内空气可以通过室内出气口18被输送回室内空间101。制冷剂在释放热能后可转换成液态。制冷剂然后可以引导通过第一连通口43离开前热换器40。然后，离开前热换器40的制冷剂可以引导流过连接在路径1中的第一单向阀851，第一过滤器861和第一流量调节阀881。此时可以通过第二单向阀852防止制冷剂进入路径2。

制冷剂然后被引导通过第二制冷剂进口721进入节能装置70的第二预热换热器72，以将热量释放到流过第二预热热换器72的环境空气中(通过第一预热热换器71之后)。然后制冷剂可以通过第二制冷剂出口722离开第二预热热换器72，通过第二流量调节阀882，并通过第一制冷剂进口711进入第一预热热换器71。制冷剂可以将热量释放到从室外气进口19吸入的环境空气中。然后，制冷剂可以通过第一制冷剂出口712离开第一预热换热器71，并且可以被引导流过路径1中的第一膨胀阀871。第二单向阀852可以防止制冷剂进入路径2。结果，制冷剂可以分流并被引导通过第一通口51进入后热换器50。制冷剂可以布置成进行热交换并从后热换器50中的环境空气吸收热能。然后，制冷剂可以蒸发成蒸气状态或过热状态。制冷剂然后可以引导通过第二通口52离开第二主热换器50。然后制冷剂可导流过切换装置80的第二连接口82和第四连接口84，并最终通过压缩机进口32回流到压缩机30。这完成了热泵模式的一个制冷剂循环。

以上可以节省能量的原理在第一优选实施例中已说明。注意的是，通过再通过一个预热热换器，进入后热换器50的制冷剂的温度将低于第一优选实施例的温度。预热热换器的数量也可以增加或改变。上述第一优选实施例和第二优选实施例仅是实现本发明的示例性配置。

尽管根据优选实施例和若干替代方案示出和描述了本发明，但本发明不限于本说明书中包含的特定描述。其他的替代或等效部件也可以用于实施本发明。

Claims (22)

1.一种空调热泵塔机，安装于墙壁的开口处，在墙壁的两侧构成室内空间和室外空间，该空调热泵塔机包括：

一主壳体，包括一分隔壁，并具有：

一室内部置于该室内空间；

一室外部置于该室外空间；

一腔体设置在该主壳体中的，该分隔壁将该腔体分隔成前隔室和后隔室；

一室内进气口设置在该主壳体的室内部，连通该前隔室与室内空间；

一室内出气口设置在该主壳体的室内部，连通该前隔室与室内空间；

一室外进气口设置在该主壳体的室外部，连通该后隔室与室外空间；

一室外出气口设置在该主壳体的室外部，连通该后隔室与室外空间；

至少一个室外气进口设置在该主壳体的室外部，连通该前隔室与室外空间；

多条连接管设置在该主壳体的腔体中；

一压缩机支撑于该主壳体中，该压缩机具有一压缩机出口和一压缩机进口；

一前热换器，支撑于该主壳体的前隔室中，并通过至少一条该连接管连接到该压缩机，该前热换器具有一室内热换部于该主壳体的室内部延伸，以及一室外热换部于该主壳体的室外部延伸；和

一后热换器，支撑于该主壳体的后隔室中，并通过至少一条该连接管连接到该压缩机和该前热换器；

一个风扇单元，支撑于该主壳体中，用于吸入空气，让空气在该室内空间和室外空间之间流动；和

一节能装置，它包括：

一第一预热热换器，支撑于该腔体的前隔室中并位于该主壳体的室外部，该第一预热热换器位于该气进口和该前热换器的室外热换部之间，并连接在该前热换器和该后热换器之间，

该空调热泵塔机在空调模式和热泵模式之间选择性操作，其中在该空调模式中，预定量的蒸汽制冷剂设置离开该压缩机并导流进入该后热换器，释放热能到环境大气，该制冷剂离开该后热换器后导流入该前热换器，由该室内空间吸收热能，制冷剂离开该前热换器后导流回到该压缩机，即完成一个空调循环，

其中在该热泵模式中，预定量的蒸汽制冷剂设置离开该压缩机并导流进入该前热换器，释放热能到该室内空间，该制冷剂离开该第一主热换器后导流入该第一预热热换器，释放热能给由室外气进口抽进的环境空气中，制冷剂离开该第一预热热换器后导流到该后热换器，由室外进气口抽进的环境空气中吸收热能，制冷剂离开该后热换器并导流回到该压缩机，即完成一个热泵循环。

2.根据权利要求1的空调热泵塔机，进一步包括一后热换器，该两个后热换器并联连接，该主壳体还具有一室外进气口，该两个室外进气口设置在该主壳体的室外部的两侧，并将该后隔室与该室外空间连通，该两个后热换器设置成分别与该两个室外进空口对齐。

3.根据权利要求2的空调热泵塔机，其中该前热换器具有一第一连通口和一第二连通口，并设置制冷剂和流过该前热换器的空气之间进行热交换，使当该空调热泵塔机在空调模式下操作时，该前热换器构设为蒸发器，而当该空调热泵塔机在热泵模式下操作时，该前热换器构设为冷凝器。

4.根据权利要求3的空调热泵塔机，其中该前热换器的室内热换部沿该主壳体于该室内部的横向延伸，并相邻于该室内进气口，使得来自该室内空间的空气能够被吸入该腔体，并引导通过该室内热换部，通过该前热换器的室内热换部和该制冷剂进行热交换，该流过该室内热换部的空气通过室内出气口再次输送回室内空间。

5.根据权利要求4的空调热泵塔机，其中，该前热换器的室外热换部由该室内热换部的一端部向后延伸到该室外气进口相邻的位置，该室外热换部设置在该主壳体的室外部中，以便与从该室外气进口抽进的环境空气热通。

6.根据权利要求5的空调热泵塔机，其中每该后热换器具有第一通口和第二通口，并设置制冷剂和由该两个室外进气口抽进的环境空气之间进行热交换，当该空调热泵塔机在空调模式下操作时，该后热换器构设为冷凝器，而当该空调热泵塔机在热泵模式下操作时，该后热换器构设为蒸发器。

7.根据权利要求6的空调热泵塔机，进一步包括一切换装置，其连接于该压缩机，该第一主热换器和该第二主热换器之间的，该切换装置具有第一至第四连接口，并且设置为在空调切换模式和热泵切换模式之间切换，其中，在该空调切换模式中，该切换装置的设置是该第一连接口连接到该第二连接口，而该第三连接口连接到该第四连接口，其中，在该热泵切换模式中，该切换装置的设置是该第一连接端口连接到该第三连接口，而该第二连接口连接到该第四连接口。

8.根据权利要求7的空调热泵塔机，其中该切换装置的第一连接口连接该压缩机的压缩机出口，该切换装置的第二连接口连接该后热换器的第二通口，该切换装置的第三连接口连接该前热换器的第二连通口，该切换装置的第四连接口连接该压缩机的压缩机进口。

9.根据权利要求8的空调热泵塔机，进一步包括一第一单向阀和一第二单向阀，该第一单向阀和该第二单向阀彼此并联连接，该第一单向阀的设置是使制冷剂由该前热换器朝向该后热换器的方向流动，该第二单向阀的设置是使制冷剂由该后热换器朝向该前热热换器的方向流动。

10.根据权利要求9的空调热泵塔机，进一步包括一第一过滤器和一第二过滤器，分别与该第一单向阀和该第二单向阀串联连接。

11.根据权利要求10的空调热泵塔机，进一步包括一第一膨胀阀和一第二膨胀阀，分别串联连接该第一预热热换器和该第二过滤器。

12.根据权利要求11的空调热泵塔机，进一步包括一第一流量调节器，连接在该第一预热热换器和该第一过滤器之间。

13.根据权利要求12的空调热泵塔机，该第一预热热换器串联连接该第一膨胀阀和该第一流量调节器。

14.根据权利要求13的空调热泵塔机，其中在该空调模式中，空调热泵塔机设定制冷剂顺序流经该压缩机、该切换装置的该第一连接口、该切换装置的第二连接口、该后热换器、该第二单向阀、该第二过滤器、该第二膨胀阀、该前热换器、该切换装置的第三连接口、该切换装置的第四连接口、并回到该压缩机。

15.根据权利要求14的空调热泵塔机，其中在该热泵模式中，空调热泵塔机设定制冷剂顺序流经该压缩机、该切换装置的第一连接口、该切换装置的第三连接口、该前热换器、该第一单向阀、该第一滤器、该第一流量调节器、该节能装置的第一预热热换器、该后热换器、该切换装置的第二连接口，该切换装置的第四连接口，并返回该压缩机。

16.根据权利要求15的空调热泵塔机，其中该节能装置还包括一第二预热热换器，该第二预热热换器与该第一预热热换器串联连接，该制冷剂离开该前热换器后引导顺序流过该第二预热热换器和该第一预热热换器。

17.根据权利要求16的空调热泵塔机，进一步包括一第二流量调节阀，该第二流量调节阀连接于该第一预热热换器和该第二预热热换器之间。

18.根据权利要求17的空调热泵塔机，其中该第一预热热换器和该第二预热热换器位于该前热换器的室外热换部和该室外气进口之间，使由该室外气进口抽进的环境空气依次通过该第一预热热换器、该第二预热热换器和该室外热换部。

19.根据权利要求18的空调热泵塔机，其中在该热泵模式中，空调热泵塔机设定制冷剂顺序流经该压缩机、该切换装置的第一连接口、该切换装置的第三连接口、该前热换器、该第一单向阀、该第一滤器、该第一流量调节器、该节能装置的第二预热热换器、该节能装置的第一预热热换器、该后热换器、该切换装置的第二连接口，该切换装置的第四连接口，并返回该压缩机。

20.根据权利要求1的空调热泵塔机，其中该主壳体包括一外壳，一支撑壳体滑动连接该外壳的，以及多个轮子连接到该支撑壳体。

21.根据权利要求15的空调热泵塔机，其中该主壳体包括一外壳，一支撑壳体滑动连接该外壳的，以及多个轮子连接到该支撑壳体。

22.根据权利要求19的空调热泵塔机，其中该主壳体包括一外壳，一支撑壳体滑动连接该外壳的，以及多个轮子连接到该支撑壳体。