CN109690198B - 一种具有节能装置的中央空调热泵系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种空调热泵系统，包括一主热换系统，一热布系统和一节能装置。节能装置包括一连接到主热换系统的第一主热换器和第二主热换器的第一节能热换器，一连接到第一节能热换器的第二泵送装置，和一支撑在支架中并位于通风热换单元和通风装置的进气口之间的预热热换器。预热热换器连接到第二泵送装置和第一节能热换器。

Description

一种具有节能装置的中央空调热泵系统

技术领域

本发明涉及一种中央空调热泵系统，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，其中热交换介质(通常是水)会用来加热或冷却室内空间中的空气。如图1和图2所示，中央空调和热泵系统包括主热换系统10P和热送系统20P。主热换系统10P包括外壳11P，压缩机12P，至少一个热换器13P，气-液热换装置14P和风扇组件15P。主热换系统10P通常安装在建筑物的屋顶上，使得它可以从环境空气吸收热能或将热能排放到环境空气中。预定量的制冷剂可以通过压缩机12P，热换器13P，气-液热换装置14P循环，以进行多个热交换过程。

另一方面，热送系统20P包括水泵21P和连接到水泵21P的水管系统22P。水管系统22P的设置是将水输送到建筑物中的不同指定室内空间。在热送系统20P中循环的水布置成与主热换系统10P的气-液热换装置14P中的制冷剂进行热交换。此外，热送系统20P还可包括连接到水管系统22P的新鲜空气供应装置23P。如图1所示，新鲜空气供应装置23P通常包括支撑框架231P，容纳在支撑框架231P中的离心式风扇232P，以及也容纳在支撑框架231P中的新鲜空气热换器233P。支撑框架231P具有空气入口2311P，其中环境空气可以通过空气入口2311P被吸入新鲜空气供应装置23P。

在主热换系统10中循环的制冷剂布置成从环境空气吸收热量并将热量释放到通过气-液热换装置14P循环的水中。然后，水从制冷剂吸收热量后被泵送到各种终端设备，例如新鲜空气供应装置23P。终端设备的目的是调节进出指定室内空间的空气和通风。在热送系统20P内，可存在多个终端设备，其可包括上述新鲜空气供应设备23P或其他空气处理设备。

输送到新鲜空气供应装置23P的水布置成与新鲜空气热换器233P中的环境空气进行热交换。水被布置成向空气释放热量。加热的空气可以输送到指定的室内空间，向室内环境供应新鲜空气。环境空气的加热是必要的，因为环境空气的温度通常非常低，而这正是中央空调热泵系统用于在室内空间中产生热量的原因。

当环境空气的温度非常低时，向室内空间供应所需温度的新鲜空气意味着需要大量的能量来加热新鲜空气供应装置23P中的环境空气。加热在热送系统20P中循环的水所需的能量取决于通过气-液热换装置14P的制冷剂的温度。这温度最终取决于压缩机12P产生的功和效率。

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的空调热泵系统。

发明内容

本发明的某些变型提供了一种空调热泵系统，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热泵系统，其包括节能装置，将环境空气输送到通风热换单元之前预热。

本发明的某些变型提供了一种空调热泵系统，对于指定的完成工作，本发明的系统与如上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，提供了一种空调热泵系统，它包括：多条连接管；一主热换系统，它包括：一主壳体；一压缩机，支撑于主壳体中，压缩机具有一压缩机出口和一压缩机进口；一第一主热换器，支撑于主壳体中，并通过至少一条连接管连接到压缩机；和一第二主热换器，支撑于主壳体中，并通过至少一条连接管连接到压缩机和第一主热换器，一热布系统，它包括：一第一泵送装置，通过至少一连接管连接到主热换系统的第一主热换器；和至少一终端装置，通过至少一连接管连接到第一泵送装置和第一主热换器，并包括：一通风装置，它包括：一支架，其具有一进气口，与环境空气接通并通过进气口吸入空气；一通风热换单元，支撑在支架中并连接到第一泵送装置和第一主热换器，用于预热由进气口抽进后的环境空气；和一离心风扇单元，支撑在支架中，用于通过进气口吸入环境空气，并将空气输送到预定的室内空间；和一节能装置，它包括：一第一节能热换器，通过至少一连接管连接第一主热换器和第二主热换器；一第二泵送装置，通过至少一连接管连接到第一节能热换器；和一预热热换器，支撑于支架并位于通风热换单元和进气口之间，预热热换器连接到第二泵送装置和第一节能热换器，空调热泵系统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第二主热换器并释放热能，制冷剂离开第二主热换器后导流入第一主热换器，制冷剂离开第一主热换器后导流回到压缩机，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第一主热换器，释放热能到通过第一主热换器循环的预定量的水，制冷剂离开第一主热换器后导流入第一节能热换器，用于释放热能到通过第一节能热换器循环的水，制冷剂离开第一节能热换器后导流入第二主热换器并吸收热能，制冷剂离开第二主热换器并导流回到压缩机，即完成一个热泵循环，通过第一节能热换器循环的水吸收来自制冷剂的热量，离开第一节能热换器的水引导流入预热热换器，释放热能到流过进气口的环境空气。

附图说明

图1是传统中央空调热泵系统的示意图。

图2是传统中央空调热泵系统的供热系统的示意图。

图3是根据本发明第一优选实施例的空调热泵系统的示意图。

图4是根据本发明第一优选实施例的空调热泵系统的示意图，示出了制冷剂的流动路径。

图5是根据本发明第二优选实施例的空调热泵系统的示意图。

图6是根据本发明第二优选实施例的空调热泵系统的示意图，示出了制冷剂的流动路径。

图7是根据本发明第二优选实施例的空调热泵系统的简化示意图，示出了节能装置中的水流动路径。

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3至图4所示，是根据本发明的第一优选实施例的一种空调热泵系统。大体来说，本发明一种空调热泵系统可包括一主热换系统1和连接到主热换系统1的热布系统2。预定量的制冷剂可以循环通过主热换系统1的各种部件(如下说明)，同时预定量的水可以循环通过热布系统2的各种部件(如下说明)。制冷剂和水可以通过多条连接管4循环于各种部件。

主热换系统1可包括一主壳体11，一压缩机12，一第一主热换器13和至少一第二主热换器14。压缩机12可支撑在主壳体11中，并且具有一压缩机出口121和压缩机进口122。

第一主热换器13支撑于主壳体11中，并通过至少一条连接管4连接到压缩机12。第二主热换器14也可支撑于主壳体11中，并通过至少一条连接管4连接到压缩机12和第一热换器13。

热布系统2可包括一第一泵送装置21和一终端装置200，终端装置200包括通风装置22。第一泵送装置21可以通过至少一条连接管4连接到主热换系统1的第一主热换器13。通风装置22可以通过至少一条连接管4连接到第一泵送装置21和第一主热换器13，并包括一支架221、一通风热换单元222、和一离心风扇单元223。支架221可具有一进气口2211，与环境空气接通并通过进气口吸入空气。

通风热换单元222可支撑于支架221中并连接到第一泵送装置21和第一主热换器13，用于加热由进气口2211抽进的环境空气，使输送到室内空间的新鲜空气具有一定的温暖温度。

离心风扇单元223可支撑在支架221中，用于通过进气口2211吸入环境空气，并将空气输送到预定的室内空间。

节能装置3可包括一第一节能热换器31、一第二泵送装置32，和一预热热换器33。第一节能热换器31可通过至少一条连接管连接第一主热换器13和第二主热换器14。

第二泵送装置32可通过至少一条连接管连接到第一节能热换器31。预热热换器33可支撑于支架221并位于通风热换单元222和进气口2211之间。此外，预热热换器33可连接到第二泵送装置32和第一节能热换器31。

本发明空调热泵系统可在空调模式和热泵模式之间选择性操作。在空调模式中，预定量的蒸汽制冷剂设置离开压缩机12并导流进入第二主热换器14并释放热能。制冷剂离开第二主热换器14后可导流入第一主热换器13并吸收热能。制冷剂离开第一主热换器13后可导流回到压缩机12，即完成一个空调循环。

另一方面，当空调热泵系统在热泵模式时，预定量的蒸汽制冷剂可设置离开压缩机12并导流进入第一主热换器13，释放热能到通过第一主热换器循环的预定量的水。制冷剂离开第一主热换器13后可导流入第一节能热换器31，用于释放热能到通过第一节能热换器31循环的水。制冷剂离开第一节能热换器31后可导流入第二主热换器14并吸收热能。制冷剂离开第二主热换器14并可导流回到压缩机12，即完成一个热泵循环。

同时，通过第一节能热换器31循环的水可设置吸收来自制冷剂的热能。水离开第一节能热换器31后引导流入预热热换器33，释放热能给流过进气口2211的环境空气。

根据本发明的第一优选实施例，主壳体11可以安装在建筑物的屋顶上并且可以具有腔体111。本发明的空调热泵系统可以布置成为建筑物内指定的室内空间提供空调和暖气。如图3所示，压缩机12，第一主热换器13和第一节能热换器31可以支撑在主壳体11的下部。第二主热换器14可以支撑在主壳体11的上部。

主热换系统1进一步可包括设置在主壳体11顶部的主风扇单元15，用于提供通风并允许腔体111与环境大气之间的气通和热交换。

压缩机12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。

第一主热换器13可具有一第一连通口131和一第二连通口132，并且设置制冷剂和另一种工作流体如水进行热交换。当该空调热泵系统在该空调模式下操作时，该第一主热换器13可构设为蒸发器(即将制冷剂转化为气态或蒸气态)。在第一优选实施例中，第一主热换器13可以构成允许制冷剂和流过热布系统2的水热交换(如图3和图4所示)，以便从水中提取热能。这提取的热能将被制冷剂吸收，制冷剂将被加热并变成蒸气态或气态。第一连通口131和第二连通口132可作为制冷剂通过第一主热换器13的的入口或出口。

此外，第一主热换器13进一步可以具有第三连通口133和第四连通口134。第三连通口133和第四连通口134可以连接到热布系统2并且分别用作通过热布系统2循环的水的入口和出口。

另一方面，当空调热泵系统在热泵模式下操作时，第一主热换器13构设为冷凝器(即将制冷剂转化为液态)。因此，第一主热换器13可以让制冷剂和流过热布系统2的水进行热交换，以便从制冷剂中提取热能。这提取的热能将被水吸收，而水将被加热到一定温度。

第二主热换器14可具有一第一连通口141和一第二连通口142，并且设置制冷剂和另一种工作流体如空气进行热交换。当该空调热泵系统在该空调模式下操作时，该第二主热换器14可构设为冷凝器(即将制冷剂转化为液态)。在第一优选实施例中，第二主热换器14可以构成允许制冷剂和由主风扇单元15吸入的环境空气进行热交换，以便从制冷剂中提取热能。第一连通口141和第二连通口142可作为制冷剂通过第二主热换器14的的入口或出口。

另一方面，当空调热泵系统在热泵模式下操作时，第二主热换器14构设为蒸发器(即将制冷剂转化为气态或蒸气态)。因此，第二主热换器14可以让制冷剂和环境空气进行热交换，以便从环境空气中提取热能。

重要的是，压缩机12、主热换系统1的第一主热换器13和第二主热换器14、和热布系统2的通风热换单元222，可在某些配置中通过多条连接管4布置和连接。图4中示出了一种示例性设置。

主热换系统1可进一步包括一切换装置16，连接于第一主热换器13和第二主热换器14之间，用于改变制冷剂的流动路径。具体来说，切换装置16具有第一至第四连接口161、162、163、164，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，在空调切换模式中，第一连接口161可连接到第二连接口162，使制冷剂可以由第一连接口161流到第二连接口162，而第三连接口163可连接到第四连接口164，使制冷剂可以由第三连接口163流到第四连接口164。

在热泵切换模式中，切换装置16可以切换，使第一连接口161可连接到第三连接口163，让制冷剂可以由第一连接口161流到第三连接口163，而第二连接口162可连接到第四连接口164，让制冷剂可以由第二连接口162流到第四连接口164。

如图4所示，第一连接口161可以连接到压缩机12的压缩机出口121。第二连接口162可以连接到第二主热换器14的第二通口142。第三连接口163可以连接到第一主热换器13的第二连通口132。第四连接口164可以连接到压缩机12的压缩机进口122。

每个第二主热换器14的第一通口141可以通过各种部件并联连接到第一主热换器13的第一连通口131。图4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4中指定为路径1和路径2。“路径”指的是制冷剂的流动路径。

主热换系统1可进一步包括一第一单向阀171和一第二单向阀172，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171、172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171可以构设成允许制冷剂通过路径1由第二主热换器14流向第一主热换器13。第二单向阀172可以设置成允许制冷剂通过路径2由第一主热换器13流向第二主热换器14。

主热换系统1可进一步包括分别与路径1中的第一过滤器181和路径2中的第一节能热换器31连接的第一膨胀阀191和第二膨胀阀192。第一膨胀阀191和第二膨胀阀192可以设置成控制和调节通过它们的制冷剂的流动。所以，第一节能热换器31可连接于路径2中的第二膨胀阀191和第二过滤器182之间。

主热换系统1进一步可包括一减压阀193，减压阀193连接在路径2中的第一节能热换器31和第二过滤器182之间。减压阀193的设置可以是降低通过它的制冷剂的压力。

热布系统2可以布置成回收主热换系统1产生的热能和通过至少一个终端装置200将热能分配到指定的室内空间。其中之一个这种终端装置200可以是如上述的通风装置22。

第一节能热换器31可以安装在主热换系统1的主壳体11中。第一节能热换器31可以具有一连接到减压阀193的第一制冷剂进口311和制冷剂，和一连接到路径2中的第二膨胀阀192的制冷剂出口312。另一方面，第一节能热换器31可进一步具有通过第二泵送装置连接到预热热换器33的第一进水口，和经连接到预热热换器33至其他终端装置200的第一出水口314。因此，终端装置200相对于热布系统2和节能装置3并联连接。

本发明的操作如下：本发明空调热泵系统包括一制冷剂流动循环和两个水流循环。制冷剂可以流过主热换系统1的各个部件而水可以流过热布系统2和节能装置3的各个部件。

当空调热泵系统处于空调模式时，其设置为产生冷空气到室内空间。制冷剂的循环从压缩机12开始。过热或蒸汽制冷剂可布置成通过压缩机出口121离开压缩机12。切换装置16可以切换到空调切换模式。制冷剂离开压缩机12可以通过第一连接口161、第二连接口162，并通过第二通口142流进第二主热换器14。然后，制冷剂可以与诸如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。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141离开第二主热换器14。制冷剂离开第二主热换器14后引导流过连接在路径1中的第一单向阀171、第一过滤器181和第一膨胀阀191。此时，制冷剂可以通过第二单向阀172防止进入路径2。然后，制冷剂可以被引导通过第一连通口131进入第一主热换器13。然后，进入第一主热换器13的制冷剂可以布置成与在热布系统2中循环的水进行热交换，以便从水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132离开第一主热换器13。制冷剂然后可以引导流过切换装置16的第三连接口163和第四连接口164，并最终通过压缩机进口122回流到压缩机12。这完成了空调模式的一个制冷剂循环。

另一方面，预定量的水可以通过第一泵送装置21在终端装置200和第一主热换器13之间循环。水的设置目的是将热能从水传递到制冷剂，冷量传递到终端装置200，然后将冷量传递到各个室内空间。如图3所示，第一主热换器13中的制冷剂可以布置成从也在第一主热换器13中循环的水中吸收热能。然后水可以离开第一主热换器13并且流入可以并联连接的终端装置200。

终端装置200作为通风装置22的示例如图3所示的。通风装置22可以布置成向指定的室内空间提供新鲜空气。来自第一主热换器13的水(具有比环境空气相对更低的温度)可以引导流过通风热换单元222，以降低从进气口2211回收的空气的温度，这是因为水可以布置成与具有相对较高温度的环境空气进行热交换。水从环境空气吸收热能可以具有升高的温度，然后可以由第一泵送装置21泵送回流到第一主热换器13，以和制冷剂进行另一个热交换循环。

注意的是，当空调热泵系统在空调模式时，节能装置3可以停用。

当空调热泵系统处于热泵模式时，其设置为产生热空气到室内空间。相应制冷剂循环也可以从压缩机12开始。过热或蒸汽制冷剂可以布置成通过压缩机出口121离开压缩机12。切换装置16可以切换到热泵切换模式。离开压缩机12的制冷剂可以通过第一连接口161、第三连接口163，并通过第二连通口132进入第一主热换器13。然后制冷剂可以与水进行热交换，释放热能到于第一主热换器13中循环的水中。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131离开第一主热换器13。然后，离开第一主热换器13的制冷剂可以引导流过连接在路径2中的第二单向阀172，第二过滤器182和减压阀193。注意的是，此时制冷剂可以通过第一单向阀171防止进入路径1。

制冷剂然后可以引导通过第一制冷剂进口311进入节能装置3的第一节能热换器31，释放热能到流过第一节能热换器31的水。然后制冷剂可以布置成通过第一制冷剂出口312流出第一节能热换器31，并被引导流过路径2中的第二膨胀阀192。第一单向阀171可以防止制冷剂进入路径1。结果，制冷剂然后可以引导通过第一通口141进入第二主热换器14。制冷剂可以布置成进行热交换并从第二主热换器14的环境空气中吸收热能。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第二通口142离开第二主热换器14。然后制冷剂可导流过切换装置16的第二连接口162和第四连接口164，并最终通过压缩机进口122回流到压缩机12。这完成了热泵模式的一个制冷剂循环。

另一方面，预定量的水可以在终端装置200和第一主热换器13之间循环。水的设置目的是从制冷剂吸收热能并传递到终端装置200，终端装置200然后将热能传递到各个室内空间。如图3所示，第一主热换器13中的制冷剂可以布置成从也在第一主热换器13中循环的水吸收热能。水可以通过第三连通口133进入第一主热换器13，并通过第四连通口134离开第一主热换器13，并且流入可以彼此并联连接的终端装置200。

再次，终端装置200作为通风装置22的示例如图3所示的。通风装置22可以布置成向指定的室内空间提供新鲜空气。来自第一主热换器13的水(具有比环境空气相对更高的温度)可以引导流过通风热换单元222，以增加从进气口2211回收的空气的温度，这是因为水可以布置成与具有相对较低温度的环境空气进行热交换。水释放热量给环境空气后可以具有降低的温度，然后可以由第一泵送装置21泵送回流到第一主热换器13，以和制冷剂进行另一个热交换循环。

在热泵模式中，节能装置3可以启用，并且预定量的水可以通过节能装置3的各种部件循环。水可以从如上所述在路径2中连接的第一节能热换器31吸收热能，然后水可以引导流过预热热换器33，释放热能到环境空气中。然后环境空气在与通风热换单元222进行热交换之前会预先加热。然后流过预热热换器33的水可以引导流过第二泵送装置32，并最终回流到第一节能热换器31，并再次吸收热能。这完成了节能装置3的一个热交换循环。

本领域技术人员可以理解，通过节能装置3预热环境空气，整个空调热泵系统的整体性能系数(COP)可以大大增加，因为通风热换单元222可以使用较少的能量来加热环境空气。然而，环境空气必须在被送到室内空间之前被加热。通过利用路径2中的制冷剂的热能，可以预热环境空气，这样可以使用较少的能量将环境空气的温度升高到预定的温度目标，以便输送到室内空间。而且，通过传递流过路径2的制冷剂的一些热量，与传统的热泵系统相比，进入第二主热换器14的制冷剂的温度可以降低。对于给定的压缩性能，进入第二主热换器14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，对于由压缩机12完成的给定工作，空调热泵系统可以产生更多的热量。

如图5至图7所示，是根据本发明第二优选实施例的空调热泵系统。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3还可包括连接在第一节能热换器31和第二和第二膨胀阀192之间的第二节能热换器34。根据第二优选实施例，第二节能热换器34可以串联连接第一节能热换器31并于如上述的路径2中。因此，第二节能热换器34可具有一连接到第一节能热换器31的第一制冷剂出口312的第二制冷剂进口341，以及一连接到路径2中的第二膨胀阀192的第二制冷剂出口342。另一方面，第二节能热换器34还可以具有一连接到终端装置200的第二进水口343，以及一连接到第一节能热换器31的第一进水口313的第二出水口344。第一节能热换器31的第一出水口314可以连接到终端装置200，以提供水的返回路径。

此外，主热换系统1还可包括连接在第一制冷剂出口312和第二制冷剂进口341之间的附加减压阀193，用于调节进入第二节能热换器34的制冷剂的压力。

另一方面，第一节能热换器31的第一进水口313可以连接到第二节能热换器34的第二出水口344，使得离开第二节能热换器34的水可以引导流入第一节能热换器31，以从第一节能热换器31吸收额外的热能。

本发明第二优选实施例的操作如下：本发明空调热泵系统如上述包括制冷剂流动循环和两个独立的水流循环。制冷剂流过主热换系统1的各个部件，同时水流过热布系统2和节能装置3的各个部件。

当空调热泵系统处于空调模式时，其设置为产生冷空气到室内空间。制冷剂的循环从压缩机12开始。过热或蒸汽制冷剂可布置成通过压缩机出口121离开压缩机12。切换装置16可以切换到空调切换模式。制冷剂离开压缩机12可以通过第一连接口161、第二连接口162，并通过第二通口142流进第二主热换器14。然后，制冷剂可以与环境空气进行热交换，释放热能到环境空气中。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141离开第二主热换器14。制冷剂离开第二主热换器14后引导流过连接在路径1中的第一单向阀171、第一过滤器181和第一膨胀阀191。此时，制冷剂可以通过第二单向阀172防止进入路径2。然后，制冷剂可以被引导通过第一连通口131进入第一主热换器13。然后，进入第一主热换器13的制冷剂可以布置成与在热布系统2中循环的水进行热交换，以便从水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132离开第一主热换器13。制冷剂然后可以引导流过切换装置16的第三连接口163和第四连接口164，并最终通过压缩机进口122回流到压缩机12。这完成了空调模式的一个制冷剂循环。注意，这制冷剂循环与第一优选实施例中的相同。

另一方面，预定量的水可以在终端装置200和第一主热换器13之间循环。水的设置目的是将热能从水传递到制冷剂，冷量传递到终端装置200，然后将冷量传递到各个室内空间。如图5所示，第一主热换器13中的制冷剂可以布置成从也在第一主热换器13中循环的水中吸收热能。然后水可以离开第一主热换器13并且流入可以并联连接的终端装置200。

如第一优选实施例，终端装置200作为通风装置22的示例如图5所示的。通风装置22可以布置成向指定的室内空间提供新鲜空气。来自第一主热换器13的水(具有比环境空气相对更低的温度)可以引导流过通风热换单元222，以降低从进气口2211回收的空气的温度，这是因为水可以布置成与具有相对较高温度的环境空气进行热交换。水从环境空气吸收热能可以具有升高的温度，然后可以由第一泵送装置21泵送回流到第一主热换器13，以和制冷剂进行另一个热交换循环。

当空调热泵系统在空调模式时，节能装置3可以停用。

当空调热泵系统处于热泵模式时，其设置为产生热空气到指定室内空间。相应制冷剂循环也可以从压缩机12开始。过热或蒸汽制冷剂可以布置成通过压缩机出口121离开压缩机12。切换装置16可以切换到热泵切换模式。离开压缩机12的制冷剂可以通过第一连接口161、第三连接口163，并通过第二连通口132进入第一主热换器13。然后制冷剂可以与水进行热交换，释放热能到于第一主热换器13中循环的水中。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131离开第一主热换器13。然后，离开第一主热换器13的制冷剂可以引导流过连接在第一节能热换器31和第二过滤器182之间的第二单向阀172，第二过滤器182和减压阀193。此时制冷剂可以通过第一单向阀171防止进入路径1。

制冷剂然后可以引导通过第一制冷剂进口311进入节能装置3的第一节能热换器31，释放热能到流过第一节能热换器31的水。然后制冷剂可以布置成通过第一制冷剂出口312流出第一节能热换器31，并引导通过第二制冷剂进口314进入节能装置3的第二节能热换器32，释放热能到流过第二节能热换器32的水。制冷剂然后离开第二节能热换器32并被引导流过路径2中的第二膨胀阀192。第一单向阀171可以防止制冷剂进入路径1。结果，制冷剂然后可以引导通过第一通口141进入第二主热换器14。制冷剂可以布置成进行热交换并从第二主热换器14的环境空气中吸收热能。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第二通口142离开第二主热换器14。然后制冷剂可导流过切换装置16的第二连接口162和第四连接口164，并最终通过压缩机进口122回流到压缩机12。这完成了热泵模式的一个制冷剂循环。

另一方面，预定量的水可以在终端装置200和第一主热换器13之间循环。水的设置目的是从制冷剂吸收热能并传递到终端装置200，终端装置200然后将热能传递到各个室内空间。如图5所示，第一主热换器13中的制冷剂可以布置成从也在第一主热换器13中循环的水吸收热能。水可以通过第三连通口133进入第一主热换器13。然后，水可以通过第四连通口134离开第一主热换器13，并且流入可以彼此并联连接的终端装置200。

终端装置200作为通风装置22的示例如图5所示的。通风装置22可以布置成向指定的室内空间提供新鲜空气。来自第一主热换器13的水(具有比环境空气相对更高的温度)可以引导流过通风热换单元222，以增加从进气口2211回收的空气的温度，这是因为水可以布置成与具有相对较低温度的环境空气进行热交换。水释放热能给环境空气后可以具有降低的温度，然后可以由第一泵送装置21泵送回流到第一主热换器13，以和制冷剂进行另一个热交换循环。

在热泵模式中，节能装置3可以启用，并且预定量的水可以通过节能装置3的各种部件循环。水可以从在路径2中串联连接的第一节能热换器31和第二节能热换器34吸收热能。然后水可以引导流过预热热换器33，释放热能到环境空气中。然后环境空气在与通风热换单元222进行热交换之前会预先加热。然后流过预热热换器33的水可以引导流过第二泵送装置32，并最终回流到第二节能热换器34和第一节能热换器31，并再次吸收热能。这完成了节能装置3的一个热交换循环。

具体地，如图5和图7所示，预定量的水可以从预热热换器33通过第二进水口343进入第二节能热换器34。然后，水可以从通过第二节能热换器34的制冷剂吸收热能并通过第二水出口344离开。离开第二节能热换器34的水可以引导通过第一进水口313进入第一节能热换器31。然后，水可以从通过第一节能热换器31循环的制冷剂中吸收更多的热能，并通过第一水出口314离开。

离开第一节能热换器31的水可以引导流回到位于相应的终端装置200中的预热热换器33。例如，水离开第一节能热换器31后可以引导流过中预热热换器33，用于预热通过进气口2211回收的环境空气。

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，通过再通过一个节能热换器，进入第二主热换器14的制冷剂的温度将低于第一优选实施例的温度。节能热换器的数量可以增加或改变。

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 (21)

1.一种空调热泵系统，它包括：

多条连接管；

一主热换系统，它包括：

一主壳体；

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；

一第一主热换器，支撑于该主壳体中，并通过至少一条该连接管连接到该压缩机；和

一第二主热换器，支撑于该主壳体中，并通过至少一条该连接管连接到该压缩机和该第一主热换器，

一热布系统，它包括：

一第一泵送装置，通过至少一该连接管连接到该主热换系统的第一主热换器；和

至少一终端装置，通过至少一该连接管连接到该第一泵送装置和该第一主热换器，并包括：

一通风装置，它包括：

一支架，其具有一进气口，与环境空气接通并通过该进气口吸入空气；

一通风热换单元，支撑在该支架中并连接到该第一泵送装置和该第一主热换器，用于使环境空气经由该进气口抽进入内并预热；和

一离心风扇单元，支撑在该支架中，用于通过该进气口吸入环境空气，并将空气输送到预定的室内空间；和

一节能装置，它包括：

一第一节能热换器，通过至少一该连接管连接该第一主热换器和该第二主热换器；

一第二泵送装置，通过至少一该连接管连接到该第一节能热换器；和

一预热热换器，支撑于该支架并位于该通风热换单元和该进气口之间，该预热热换器连接到该第二泵送装置和该第一节能热换器，

该空调热泵系统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第二主热换器并释放热能，该制冷剂离开该第二主热换器后导流入该第一主热换器并吸收热能，制冷剂离开该第一主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第一主热换器，释放热能到通过该第一主热换器循环的预定量的水，该制冷剂离开该第一主热换器后导流入该第一节能热换器，释放热能到通过该第一节能热换器循环的水，制冷剂离开该第一节能热换器后导流入该第二主热换器并吸收热能，制冷剂离开该第二主热换器并导流回到该压缩机，即完成一个热泵循环，通过在该第一节能热换器循环的水吸收来自该制冷剂的热量，离开该第一节能热换器的水引导流入该预热热换器，释放热能到流过该进气口的环境空气。

2.根据权利要求1的空调热泵系统，其中该第一节能热换器具有连接到该第一主热换器的第一制冷剂进口、连接到该第二主热换器的制冷剂出口、连接到该预热热换器的第一进水口，以及连接到该预热热换器第一出水口。

3.根据权利要求2的空调热泵系统，其中该第一主热换器具有一第一连通口和一第二连通口，并且设置在该热布系统中循环的水和制冷剂进行热交换，当该空调热泵系统在该空调模式下操作时，该第一主热换器构设为蒸发器，当该空调热泵系统在该热泵模式下操作时，该第一主热换器构设为冷凝器。

4.根据权利要求3的空调热泵系统，其中该第一主热换器进一步具有第三连通口和第四连通口，该第三连通口和该第四连通口连接到该热布系统，并分别用作通过该热布系统循环的水的入口和出口。

5.根据权利要求4的空调热泵系统，其中该第二主热换器具有第一通口和第二通口，并且构设该制冷剂和该环境空气进行热交换，释放热能给该制冷剂，当该空调热泵系统在该空调模式下操作时，该第二主热换器构设为冷凝器，当该空调热泵系统在该热泵模式下操作时，该第二主热换器构设为蒸发器。

6.根据权利要求5的空调热泵系统，其中该主热换系统进一步包括连接该第一主热换器和该第二主热换器之间的切换装置，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使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使该第一连接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。

7.根据权利要求6的空调热泵系统，其中该第一连接口连接该压缩机的压缩机出口，该第二连接口连接该第二主热换器的第二通口，该第三连接口连接该第一主热换器的第二连通口，该第四连接口连接该压缩机的压缩机进口。

8.根据权利要求7的空调热泵系统，其中该主热换系统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并联连接在该第一主热换器和该第二主热换器之间，并设置为限制制冷剂在一个预定方向上的流动，而不是反之亦然。

9.根据权利要求8的空调热泵系统，其中该主热换系统进一步包括一第一过滤器和一第二过滤器，该第一过滤器和该第二过滤器分别与该第一单向阀和该第二单向阀连接。

10.根据权利要求9的空调热泵系统，其中该主热换系统进一步包括一第一膨胀阀和一第二膨胀阀，该第一膨胀阀和该第二膨胀阀分别连接该第一过滤器和该第一节能热换器，该主热换系统进一步包括一减压阀连接在该第一节能热换器和该第二过滤器之间。

11.根据权利要求2的空调热泵系统，其中该节能装置进一步包括一第二节能热换器，其连接在该第一节能热换器和该第二主热换器之间，该第二节能热换器与该第一节能热换器串联连接，并具有一连接到该第一节能热换器的该第一制冷剂出口的第二制冷剂进口，一连接到该第二主热换器的第二制冷剂出口，一连接到该终端装置的第二进水口，以及一连接到该第一节能热换器的第一进水口的第二水出口，该第一节能热换器的第一出水口连接到该终端装置。

12.根据权利要求11的空调热泵系统，其中该第一节能热换器的第一进水口连接到该第二节能热换器的第二出水口，使得离开该第二节能热换器的水引导流入该第一节能热换器并从该第一节能热换器吸收额外热能。

13.根据权利要求12的空调热泵系统，在热泵模式中，预定量的蒸汽制冷剂可设置离开压缩机并导流进入该第一主热换器，释放热能到通过该第一主热换器循环的预定量的水，制冷剂离开第一主热换器后顺序导流入该第一节能热换器和该第二节能热换器，释放热能到通过该第一节能热换器和该第二节能热换器循环的水中，制冷剂离开第二节能热换器后导流到第二主热换器并吸收热能，制冷剂离开第二主热换器后导流回到压缩机，即完成一个热泵循环，预定量的水引导依次通过该第二节能热换器和该第一节能热换器循环并吸收制冷剂的热能，该离开该第二节能热换器的水引导流入该第一节能热换器，该离开该第一节能热换器的水引导流入该预热热换器，释放热能到流过该进气口的该环境空气，并预热该环境空气。

14.根据权利要求13的空调热泵系统，其中该第一主热换器具有一第一连通口和一第二连通口，并且设置在该热布系统中循环的水和制冷剂进行热交换，当该空调热泵系统在该空调模式下操作时，该第一主热换器构设为蒸发器，当该空调热泵系统在该热泵模式下操作时，该第一主热换器构设为冷凝器。

15.根据权利要求14的空调热泵系统，其中该第一主热换器进一步具有第三连通口和第四连通口，该第三连通口和该第四连通口连接到该热布系统，并分别用作通过该热布系统循环的水的入口和出口。

16.根据权利要求15的空调热泵系统，其中该第二主热换器具有第一通口和第二通口，并且构设该制冷剂和该环境空气进行热交换，释放热能给该制冷剂，当该空调热泵系统在该空调模式下操作时，该第二主热换器构设为冷凝器，当该空调热泵系统在该热泵模式下操作时，该第二主热换器构设为蒸发器。

17.根据权利要求16的空调热泵系统，其中该主热换系统进一步包括连接该第一主热换器和该第二主热换器之间的切换装置，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使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使该第一连接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。

18.根据权利要求17的空调热泵系统，其中该第一连接口连接该压缩机的压缩机出口，该第二连接口连接该第二主热换器的第二通口，该第三连接口连接该第一主热换器的第二连通口，该第四连接口连接该压缩机的压缩机进口。

19.根据权利要求18的空调热泵系统，其中该主热换系统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并联连接在该第一主热换器和该第二主热换器之间，并设置为限制制冷剂在一个预定方向上的流动，而不是反之亦然。

20.根据权利要求19的空调热泵系统，其中该主热换系统进一步包括一第一过滤器和一第二过滤器，该第一过滤器和该第二过滤器分别与该第一单向阀和该第二单向阀连接。

21.根据权利要求20的空调热泵系统，其中该主热换系统进一步包括一第一膨胀阀和一第二膨胀阀，该第一膨胀阀和该第二膨胀阀分别连接该第一过滤器和该第一节能热换器，该主热换系统进一步包括一减压阀连接在该第一节能热换器和该第二过滤器之间。

Images