CN109813008A - 一种增焓型冷热全能效回收热泵 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及热泵技术领域，尤其是一种增焓型冷热全能效回收热泵。它包括压缩机、室外换热器、热回收换热器、经济器、第一膨胀阀和第二膨胀阀；室外换热器设置于室外且与压缩机的排气口相连通；热回收换热器与压缩机的排气口相连通；经济器与热回收换热器或室外换热器相连通；第一膨胀阀和第二膨胀阀分别与经济器的主路相连通；第二膨胀阀与经济器的辅路逆向相连通，经济器的辅路与压缩机的补气口相连通以对压缩机进行补气增焓。本发明的冷热全能效回收热泵，可以在不受季节影响的情况下，即满足对制冷设备的制冷需求，也能够满足对用热设备的制热需求，同时通过补气增焓的方式，能够有效的提高设备的制冷制热全能效。
Description
技术领域
本发明涉及热泵技术领域，尤其是一种增焓型冷热全能效回收热泵。
背景技术
近年来市场上出现了一些空气源热泵，其主要利用来自室外的翅片式散热器使制冷剂与室外空气进行换热蒸发并经过四通换向阀被压缩机吸入，压缩后高温、高压的气态制冷剂则经过四通换向阀进入室内的水源热回收换热器(即制冷剂热交换器)，制冷剂气体在水源热回收换热器内释放热量冷凝成高压液态制冷剂，而液态制冷剂经过室内机节流机构降压节流，进入室内的制冷设备中蒸发并吸收热量，变成气态的制冷剂被压缩机吸走。
然而现有的空气源热泵通常存在以下缺陷：1、受季节影响较大，冬季时设备不能回收冷量，在零下10度以下的环境中，设备能效比低，室外环境温度更低的时候，压缩机回气不足，设备瘫痪，无法运转；2、在热回收端温度达到50度以上后，制冷剂气体在水源热回收换热器内无法完全冷凝成液态，导致设备制冷能力差，导致设备运行压力高，容易发生故障；3、自动化程度低，因系统在运行过程中，冷热两个回收端经常性地达不到平衡，因此需要进行专人操作；4、不能小型化，现市面产品安装配件多，对换热器的要求高，体积大，设计不合理，普遍体积较大；5、使用范围小，冷回收端只能制取7度左右的冷冻水用于空调，不能制取更低的温度用于冷冻海鲜，肉类等产品。
因此，有必要对现有的空气源热泵提出改进方案，以最大限度地提升空气源热泵的性能并满足实际应用过程中的实际需求。
发明内容
针对上述现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种增焓型冷热全能效回收热泵。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种增焓型冷热全能效回收热泵，它包括压缩机、室外换热器、热回收换热器、经济器、第一膨胀阀、第二膨胀阀、第一四通阀、第二四通阀和第三四通阀；
所述压缩机用于吸入气态低温制冷剂并将其压缩成高温高压的气态制冷剂；
所述室外换热器设置于室外且与压缩机的排气口相连通以用于使制冷剂与室外空气进行换热；
所述热回收换热器与压缩机的排气口相连通以用于使压缩后的高温高压的气态制冷剂在热回收换热器内进行冷凝液化，且所述热回收换热器用于与用热设备形成热回收循环；
所述经济器与热回收换热器或室外换热器相连通以用于使经过热回收换热器冷凝降温或经过室外换热器降温后的制冷剂进行再降温；
所述第一膨胀阀和第二膨胀阀分别与经济器的主路相连通以使经过经济器的制冷剂进行分流并分别节流降压；
所述第一膨胀阀的另一端阀用于与制冷设备和/或室外换热器相连通以使节流降压后的液态制冷剂吸热，并通过制冷设备和/或室外换热器与压缩机的吸气口相连通以形成制冷剂循环回路；
所述第二膨胀阀与经济器的辅路逆向相连通以使节流降压后的液态制冷剂对正流主路中的液态制冷剂进一步降温，所述经济器的辅路与压缩机的补气口相连通以使逆流辅路中的气态制冷剂回到压缩机内对压缩机进行补气增焓；
所述第一四通阀、第二四通阀和第三四通阀用于切换压缩机、室外换热器、热回收换热器及经济器之间的连通关系以改变制冷剂的流动方向，以实现在热回收换热器内热量单独的回收，或实现在用冷设备内冷量单独的回收，或实现在热回收换热器内热量和在用冷设备内冷量的同时回收，或实现在室外换热器内进行多余热量或多余冷量的排放。
优选地，所述经济器的辅路与压缩机的补气口之间还设置有第一单向阀，所述第一单向阀用于防止压缩机内的气态制冷剂流向经济器。
优选地，所述经济器内设置有用于探测经济器内主路温度的第一温度传感器和用于探测经济器内辅路温度的第二温度传感器，所述压缩机的吸气口设置有用于探测吸气压力的压力传感器。
优选地，所述经济器的主路与第一膨胀阀和第二膨胀阀之间设置有干燥过滤器，所述经济器的主路经过干燥过滤器后分别与第一膨胀阀和第二膨胀阀相连通。
优选地，它还包括第二单向阀及第三单向阀，所述压缩机的排气口与第一四通阀主接口相连通，所述第一四通阀的另外三个接口分别与室外换热器的一个进出口、热回收换热器的主路以及压缩机的吸气口相连通，所述热回收换热器的主路与经济器的主路相连通，所述热回收换热器的辅路通过一水泵与用热设备形成热回收循环，所述第一膨胀阀与第二四通阀的主接口相连通，所述第二四通阀的另外三个接口分别与制冷设备的入口、制冷设备的出口以及第三四通阀的主接口相连通，所述第三四通阀的另外三个接口分别与室外换热器的另一个进出口、热回收换热器的主路以及压缩机的吸气口相连通，所述第二单向阀设置于第一四通阀与热回收换热器的主路之间，所述第三单向阀设置于第三四通阀与热回收换热器的主路之间。
优选地，它还包括第二单向阀及第三单向阀，所述压缩机的排气口与热回收换热器的主路相连通，所述热回收换热器的主路与第一四通阀主接口相连通，所述热回收换热器的辅路通过一水泵与用热设备形成热回收循环，所述第一四通阀的另外三个接口分别与室外换热器的一个进出口、经济器的主路以及压缩机的吸气口相连通，所述第一膨胀阀与第二四通阀的主接口相连通，所述第二四通阀的另外三个接口分别与制冷设备的入口、制冷设备的出口以及第三四通阀的主接口相连通，所述第三四通阀的另外三个接口分别与室外换热器的另一个进出口、热回收换热器的主路以及压缩机的吸气口相连通，所述第二单向阀设置于第一四通阀与经济器的主路之间，所述第三单向阀设置于第三四通阀与经济器的主路之间。
优选地，所述压缩机的吸气口处设置有气液分离器，所述第一四通阀的接口和第三四通阀的接口均通过气液分离器后与压缩机的吸气口相连通。
优选地，所述压缩机设置于室外，所述热回收换热器、经济器和水泵设置于室内。
优选地，所述压缩机、热回收换热器、水泵及经济器均设置于室内。
优选地，所述压缩机、热回收换热器和水泵设置于室外，所述经济器设置于室内。
由于采用了上述方案，本发明的冷热全能效回收热泵，可以在不受季节影响的情况下，即满足对制冷设备的制冷需求，也能够满足对用热设备的制热需求，同时通过补气增焓的方式，能够有效的提高设备的制冷制热全能效。相比于现有的空气源热泵，具备以下优点：
1、不受季节影响，在冬季低温下，本方案增焓补气，增加压缩机排气量，提高热效率，更适应低温运行，水泵安装于室内，不会有冻结的危险，在夏季高温期，室外温度高，室外冷凝器冷凝不彻底时，经济器内氟利昂过冷再降温，提高制冷效率，降低系统压力；
2、本方案当热回收端温度高时，经济器内氟利昂过冷再降温，提高制冷效率；
3、本方案通过三个四通阀可以自由控制和切换使用模式，而不受季节影响，模式切换后膨胀阀则会根据吸气压力、吸气温度、经济器主路辅路的温度自动进行调节开度，以适应不同使用模式，有效地保证了设备的正常运行，自动化程度高；
4、本方案维护费用低，易损件少，低温回收端氟利昂在室外换热器内直接蒸发，和空气换热，没有冻结危险，热端只有一个水泵，只需一年清理一次过滤器即可；
5、本方案结构简单，安装配件少，室外换热器和热回收换热器体积类型要求很小，可选择范围宽，因此整个系统的体积可以做的更小；
6、本方案使用范围大，制冷能效高，冷回收端与空气换热能够制取零下15度的低温，也可用于冷冻库，低温冷冻海鲜及肉等。
附图说明
图1是本发明第一实施例的全能回收模式的循环示意图；
图2是本发明第一实施例的单制热模式的循环示意图；
图3是本发明第一实施例的单制冷模式的循环示意图；
图4是本发明第一实施例的冷负荷过小模式的循环示意图；
图5是本发明第二实施例的第1种结构的全能回收模式的循环示意图；
图6是本发明第二实施例的第1种结构的单制热模式的循环示意图；
图7是本发明第二实施例的第1种结构的单制冷模式的循环示意图；
图8是本发明第二实施例的第1种结构的冷负荷过小模式的循环示意图；
图9是本发明第二实施例的第1种结构的热负荷过小模式的循环示意图
图10是本发明第二实施例的第2种结构的循环系统结构图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
如图1至图10所示，本发明实施例提供的一种增焓型冷热全能效回收热泵，它包括压缩机1、室外换热器2、热回收换热器3、经济器4、第一膨胀阀5、第二膨胀阀6、第一四通阀7、第二四通阀8和第三四通阀9；
压缩机1主要用于吸入气态低温制冷剂并将其压缩成高温高压的气态制冷剂；
室外换热器2设置于室外且与压缩机1的排气口相连通，室外换热器2主要用于使制冷剂与室外空气进行换热；室外换热器2可根据需要采用翅片式换热器，配合轴流风机运转，与室外空气换热；
热回收换热器3与压缩机1的排气口相连通，热回收换热器3主要用于使压缩后的高温高压的气态制冷剂在热回收换热器3内进行冷凝液化，且热回收换热器3用于与用热设备(如储热水箱、地暖等)形成热回收循环(热回收换热器3即为热回收端)；热回收换热器3可根据现场安装需要设置为板式换热器、壳管式换热器等；
经济器4与热回收换热器3或室外换热器2相连通，经济器4主要用于使经过热回收换热器3冷凝降温或经过室外换热器2降温后的制冷剂进行再降温；
第一膨胀阀5和第二膨胀阀6分别与经济器4的主路相连通以使经过经济器4的制冷剂进行分流并分别节流降压；
第一膨胀阀5的另一端用于与制冷设备和/或室外换热器2相连通以使节流降压后的液态制冷剂吸热，并通过制冷设备(如冷库、冰柜、冰箱、空调等，制冷设备即冷回收端)和/或室外换热器2与压缩机1的吸气口相连通以形成制冷剂循环回路；
第二膨胀阀6与经济器4的辅路逆向相连通以使节流降压后的液态制冷剂对正流主路中的液态制冷剂进一步降温，经济器4的辅路与压缩机1的补气口相连通以使逆流辅路中的气态制冷剂回到压缩机1内对压缩机1进行补气增焓；
第一四通阀7、第二四通阀8和第三四通阀9用于切换压缩机1、室外换热器2、热回收换热器3及经济器4之间的连通关系以改变制冷剂的流动方向以实现在热回收换热器3内热量单独的回收，或实现在用冷设备内冷量单独的回收，或实现在热回收换热器3内热量和在用冷设备内冷量的同时回收，或实现在室外换热器2内进行多余热量或多余冷量的排放。
由此，本装置在使用过程中，可利用热回收换热器3与高温高压的气态制冷剂进行热交换从而实现热量回收，利用第一膨胀阀5与制冷设备配合制冷进行冷量回收；而在热量回收和/或冷量回收的过程中，利用第一膨胀阀5和第二膨胀阀6配合使制冷剂分流，一路通过第一膨胀阀5进入制冷设备中蒸发制冷，另一路通过第二膨胀阀6逆向回流到经济器4中，并通过经济器4回到压缩机1的补气口进行补气增焓，这样不管在热回收模式还是冷回收模式下均可以对压缩机1进行补气增焓，提高压缩机1的回气量，有效地保证设备的正常运行；同时制冷剂在经济器4的辅路逆流的过程中，由于第二膨胀阀6的作用使得经济器4中辅路逆流的温度比经济器4中主路的正流温度低，使得逆流辅路可以为正流主路进行进一步地降温，提高了制冷剂的冷凝程度和制冷能力，从而提高了装置的能效。现有的冷热回收热泵制冷制热能效低，且安装配件多，对室外换热器2和热回收换热器3类型要求和限制多，体积较大，而本发明所提供的热泵，对室外换热器2和热回收换热器3的要求和限制低，因此整个系统的体积可以做到很小。现有的冷热回收热泵的冷回收端与水进行换热，只能制取7度左右的冷冻水，因此只适用于空调制冷，而本申请的制冷能效高，冷回收端与空气换热能够制取零下15度的低温，因此也可用于冷冻库，低温冷冻海鲜及肉等。通过第一四通阀7、第二四通阀8和第三四通阀9的切换，可以实现改变压缩机1、室外换热器2、热回收换热器3及经济器4之间的连通关系，以改变制冷剂的流动方向并实现在室外换热器2内进行多余热量或多余冷量的排放，从而可以实现单独进行热回收，或单独进行冷回收，或者同时进行热回收和冷回收模式，实现这些模式之间的自动选择和切换。
第一实施例
如图1-图4所示，本发明实施例提供的第一种增焓型冷热全能效回收热泵，它包括压缩机1、室外换热器2、热回收换热器3、经济器4、第一膨胀阀5、第二膨胀阀6、第一四通阀7、第二四通阀8、第三四通阀9、第一单向阀10、第二单向阀11及第三单向阀12，压缩机1的排气口与第一四通阀7主接口相连通，第一四通阀7的另外三个接口分别与室外换热器2的一个进出口、热回收换热器3的主路以及压缩机1的吸气口相连通，热回收换热器3的主路与经济器4的主路相连通，热回收换热器3的辅路通过一水泵13与用热设备形成热回收循环(即热回收端)，第一膨胀阀5与第二四通阀8的主接口相连通，第二四通阀8的另外三个接口分别与制冷设备的入口、制冷设备的出口以及第三四通阀9的主接口相连通，第三四通阀9的另外三个接口分别与室外换热器2的另一个进出口、热回收换热器3的主路以及压缩机1的吸气口相连通；第一单向阀10设置于第三四通阀9与热回收换热器3的主路之间以用于防止压缩机1内的气态制冷剂回流向经济器4，第二单向阀11设置于第一四通阀7与热回收换热器3的主路之间，第三单向阀12设置于第三四通阀9与热回收换热器3的主路之间；经济器4内设置有用于探测经济器4内主路温度的第一温度传感器和用于探测经济器4内辅路温度的第二温度传感器，压缩机1的吸气口设置有用于探测吸气压力的气压传感器；经济器4的主路与第一膨胀阀5和第二膨胀阀6之间设置有干燥过滤器14，经济器4的主路经过干燥过滤器14后分别与第一膨胀阀5和第二膨胀阀6相连通；压缩机1的吸气口处设置有汽液分离器15，第一四通阀7的接口和第三四通阀9的接口均通过汽液分离器15后与压缩机1的吸气口相连通；压缩机1设置于室外，热回收换热器3、经济器4和水泵13设置于室内。
基于以上结构设置，本实施例的回收热泵存在全能回收模式、单制热模式、单制冷模式及冷负荷过小模式四种使用模式。
1、全能回收模式：如图1所示，在本模式下，通过第一四通阀7、第二四通阀8和第三四通阀9的换向控制，使得制冷剂(氟利昂)从压缩机1的排气口流出，经过第一四通阀7(和第二单向阀11)流向热回收换热器3主路，此时水泵13开启，热回收循环在热回收换热器3的辅路中进行热量回收；而制冷剂从热回收换热器3主路中出来后流向经济器4主路，从经济器4主路出来并经过干燥过滤器14之后分成两路，一路通过第二膨胀阀6回到经济器4辅路，并通过经济器4辅路(和第一单向阀10)回到压缩机1的补气口中进行补气增焓，形成补气循环，以提高压缩机1的压缩量；另一路通过第一膨胀阀5和第二四通阀8流向制冷设备，在制冷设备内蒸发吸热，进行冷量回收；而制冷剂从制冷设备出来后，又依次通过第二四通阀8、第三四通阀9及汽液分离器15回到压缩机1的吸气口中进行重新压缩。此时的室外换热器2不通过制冷剂，不需要和室外的空气进行热交换，使制冷设备中吸收的热量可以全部用来在热回收循环中制备热水。
在水泵13和热回收换热器3辅路所形成的热回收循环被不断加热的过程中(或者用热设备没有及时使用掉热回收循环中的热水时)，换热器辅路的温度会逐渐升高，容易导致制冷剂在热回收换热器3中冷凝、液化不够彻底，容易导致系统制冷能效变差，这时就可以通过第二膨胀阀6节流降压降温使经济器4的辅路中的制冷剂对经济器4的主路中的制冷剂进一步降温，从而在经济器4的辅路逆流的过程中，可以对正流主路的制冷剂进行降温，而辅路中制冷剂本身则升温汽化，回到压缩机1中对压缩机1进行补气增焓，提高压缩机1的压缩量，从而提高设备的制冷和制热全能效。因此，本装置可以不受季节性的高温影响。
2、单制热模式：如图2所示，在本模式下，通过第一四通阀7、第二四通阀8和第三四通阀9的换向控制，使得制冷剂(氟利昂)从压缩机1的排气口流出，经过第一四通阀7(和第二单向阀11)流向热回收换热器3主路，此时水泵13开启，热回收循环在热回收换热器3的辅路中进行热量回收；而制冷剂从热回收换热器3主路中出来后流向经济器4主路，从经济器4主路出来并经过干燥过滤器14之后分成两路，一路通过第二膨胀阀6回到经济器4辅路，并通过经济器4辅路(和第一单向阀10)回到压缩机1的补气口中进行补气增焓，形成补气循环；另一路依次通过第一膨胀阀5、第二四通阀8及第三四通阀9流向室外换热器2，在室外换热器2中与室外空气换热，把冷量散到空气中，而制冷剂本身则吸热汽化后经过第一四通阀7和汽液分离器15回到压缩机1的吸气口中进行重新压缩。此时制冷设备不使用，室内不回收制冷量。
若外界温度过低，室外换热器2与室外空气换热过程中制冷剂吸收不到热量，则容易导致液态制冷剂留存在室外换热器2中，容易导致回到压缩机1内的气量不足，系统制热能效变差，这时就可以通过调节第二膨胀阀6的开度，增大经济器4的辅路中的制冷剂量，从而增大辅路中回到压缩机1补气口中的制冷剂，对压缩机1进行补气增焓，有效地保证压缩机1内的压缩量，增强系统的制热能力，提高和保证设备的制热能效。因此，本装置也可以不受季节性的低温影响。
3、单制冷模式：如图3所示，在本模式下，通过第一四通阀7、第二四通阀8和第三四通阀9的换向控制，使得制冷剂(氟利昂)从压缩机1的排气口流出，经过第一四通阀7流向室外换热器2，在室外换热器2中与室外空气换热，把热量散发到空气中，而制冷剂本身则冷凝液化并通过第三四通阀9留到热回收换热器3主路，此时水泵13关闭，热回收循环停止工作，室内不回收制热量；而制冷剂从热回收换热器3主路中出来后流向经济器4主路，从经济器4主路出来并经过干燥过滤器14之后分成两路，一路通过第二膨胀阀6和经济器4辅路，回到压缩机1内进行补气增焓；另一路通过第一膨胀阀5和第二四通阀8流向制冷设备，在制冷设备内吸热制冷，进行冷量回收；而制冷剂从制冷设备出来后，又依次通过第二四通阀8、第三四通阀9及汽液分离器15回到压缩机1的吸气口中进行重新压缩。
4、冷负荷过小模式:如图4所示，在本模式下，通过第一四通阀7、第二四通阀8和第三四通阀9的换向控制，使得制冷剂(氟利昂)从压缩机1的排气口流出，经过第一四通阀7(和第二单向阀11)流向热回收换热器3主路，此时水泵13开启，热回收循环在热回收换热器3的辅路中进行热量回收；而制冷剂从热回收换热器3主路中出来后流向经济器4主路，从经济器4主路出来并经过干燥过滤器14之后分成两路，一路通过第二膨胀阀6回到经济器4辅路回到压缩机1的补气口中进行补气增焓；另一路通过第一膨胀阀5和第二四通阀8流向制冷设备，在制冷设备内蒸发吸热，进行冷量回收；在冷负荷过小的情况下，从制冷设备出来的制冷剂中多余的冷量，又依次通过第二四通阀8、第三四通阀9流到室外换热器2中，在室外换热器2内与室外空气换热，把多余的冷量散发到空气中，而制冷剂本身则吸热汽化后经过第一四通阀7和汽液分离器15回到压缩机1的吸气口中进行重新压缩。此时，室外换热器2可以把多余的冷量散发到室外空气中，保证有足够多的制冷剂汽化后回到压缩机1内，确保系统的制冷制热能效。
本实施例中的第一单向阀10用于防止压缩机1内的气态制冷剂流向经济器4。防止因气态制冷剂回到经济器4辅路中，导致经济器4辅路中制冷剂逆流降温的效果失效。第二单向阀11和第三单向阀12可以有效地防止制冷剂回流，防止第一四通阀7和第三四通阀9之间相互串气。
本实施例中的用于探测经济器4内主路温度的第一温度传感器、用于探测经济器4内辅路温度的第二温度传感器及用于探测吸气压力的气压传感器都是为了便于自动调节第二膨胀阀6的开度。
本实施例中干燥过滤器14主要用于过滤系统中的杂质和水分，防止杂质在节流口中堵塞，同时防止水分在节流口结冰堵塞。
本实施例中的汽液分离器15用于防止制冷剂液体直接回到压缩机1中，导致压缩机1损坏。
本实施例中的热回收换热器3和水泵13设置于室内，可有效地防止其在冬季时被冻坏。
第二实施例
如图5-图10所示，本发明实施例提供的第一种增焓型冷热全能效回收热泵，它包括压缩机1、室外换热器2、热回收换热器3、经济器4、第一膨胀阀5、第二膨胀阀6、第一四通阀7、第二四通阀8、第三四通阀9、第一单向阀10、第二单向阀11及第三单向阀12；压缩机1的排气口与热回收换热器3的主路相连通，热回收换热器3的主路与第一四通阀7主接口相连通，热回收换热器3的辅路通过一水泵13与用热设备形成热回收循环(即热回收端)，第一四通阀7的另外三个接口分别与室外换热器2的一个进出口、经济器4的主路以及压缩机1的吸气口相连通，第一膨胀阀5与第二四通阀8的主接口相连通，第二四通阀8的另外三个接口分别与制冷设备的入口、制冷设备的出口以及第三四通阀9的主接口相连通，第三四通阀9的另外三个接口分别与室外换热器2的另一个进出口、热回收换热器3的主路以及压缩机1的吸气口相连通；第一单向阀10设置于第三四通阀9与热回收换热器3的主路之间以用于防止压缩机1内的气态制冷剂回流向经济器4，第二单向阀11设置于第一四通阀7与经济器4的主路之间，第三单向阀12设置于第三四通阀9与经济器4的主路之间；经济器4内设置有用于探测经济器4内主路温度的第一温度传感器和用于探测经济器4内辅路温度的第二温度传感器，压缩机1的吸气口设置有用于探测吸气压力的压力传感器；经济器4的主路与第一膨胀阀5和第二膨胀阀6之间设置有干燥过滤器14，经济器4的主路经过干燥过滤器14后分别与第一膨胀阀5和第二膨胀阀6相连通；压缩机1的吸气口处设置有汽液分离器15，第一四通阀7的接口和第三四通阀9的接口均通过汽液分离器15后与压缩机1的吸气口相连通。
基于以上结构设置，本实施例的回收热泵的布局方式与第一实施例布局的不同之处在于压缩机的排气口出来的制冷剂可以先通过热回收换热器再通过室外换热器，这使得本实施例的回收热泵存在全能回收模式、单制热模式、单制冷模式、冷负荷过小模式及热负荷过小模式五种使用模式。
1、全能回收模式：如图5所示，在本模式下，通过第一四通阀7、第二四通阀8和第三四通阀9的换向控制，使得制冷剂(氟利昂)从压缩机1的排气口流出后直接流入热回收换热器3主路，此时水泵13开启，热回收循环在热回收换热器3的辅路中进行热量回收；而制冷剂从热回收换热器3主路中出来后经过第一四通阀7(和第二单向阀11)流向经济器4主路，从经济器4主路出来并经过干燥过滤器14之后分成两路，一路通过第二膨胀阀6回到经济器4辅路，并通过经济器4辅路(和第一单向阀10)回到压缩机1中进行补气增焓；另一路通过第一膨胀阀5和第二四通阀8流向制冷设备，在制冷设备内蒸发吸热，进行冷量回收；而制冷剂从制冷设备出来后，又依次通过第二四通阀8、第三四通阀9及汽液分离器15回到压缩机1的吸气口中进行重新压缩。此时的室外室外换热器2不通过制冷剂，不需要和室外的空气进行热交换，使制冷设备中吸收的热量可以全部用来在热回收循环中制备热水。其提高设备的制冷和制热全能效的原理与第一实施例中的全能回收模式基本相同。
2、单制热模式：如图6所示，在本模式下，通过第一四通阀7、第二四通阀8和第三四通阀9的换向控制，使得制冷剂(氟利昂)从压缩机1的排气口流出直接流入热回收换热器3主路，此时水泵13开启，热回收循环在热回收换热器3的辅路中进行热量回收；而制冷剂从热回收换热器3主路中出来后经过第一四通阀7(和第二单向阀11)流向经济器4主路，从经济器4主路出来并经过干燥过滤器14之后分成两路，一路通过第二膨胀阀6回到经济器4辅路，并通过经济器4辅路(和第一单向阀10)回到压缩机1中进行补气增焓；另一路依次通过第一膨胀阀5、第二四通阀8及第三四通阀9流向室外换热器2，在室外换热器2中与室外空气换热，把冷量散到空气中，而制冷剂本身则吸热汽化后经过第一四通阀7和汽液分离器15回到压缩机1的吸气口中进行重新压缩。此时制冷设备不使用，室内不回收制冷量。其增强系统的制热能力，提高和保证设备的制热能效的原理与第一实施例中的单制热模式基本相同。
3、单制冷模式：如图7所示，在本模式下，通过第一四通阀7、第二四通阀8和第三四通阀9的换向控制，使得制冷剂(氟利昂)从压缩机1的排气口流出后，依次经过热回收换热器3主路和第一四通阀7流向室外换热器2，此时水泵13关闭，热回收循环停止工作，热回收换热器3不回收制热量，在室外换热器2中与室外空气换热，把热量散发到空气中，而制冷剂本身则冷凝液化并通过第三四通阀9留到经济器4主路，从经济器4主路出来并经过干燥过滤器14之后分成两路，一路通过第二膨胀阀6和经济器4辅路，回到压缩机1内进行补气增焓；另一路通过第一膨胀阀5和第二四通阀8流向制冷设备，在制冷设备内吸热制冷，进行冷量回收；而制冷剂从制冷设备出来后，又依次通过第二四通阀8、第三四通阀9及汽液分离器15回到压缩机1的吸气口中进行重新压缩。其制冷原理与第一实施例中的单制冷模式基本相同。
4、冷负荷过小模式:如图8所示，在本模式下，通过第一四通阀7、第二四通阀8和第三四通阀9的换向控制，使得制冷剂(氟利昂)从压缩机1的排气口流出直接流入热回收换热器3主路，此时水泵13开启，热回收循环在热回收换热器3的辅路中进行热量回收；而制冷剂从热回收换热器3主路中出来后通过第一四通阀7(和第二单向阀11)流向经济器4主路，从经济器4主路出来并经过干燥过滤器14之后分成两路，一路通过第二膨胀阀6回到经济器4辅路回到压缩机1的补气口中进行补气增焓；另一路通过第一膨胀阀5和第二四通阀8流向制冷设备，在制冷设备内蒸发吸热，进行冷量回收；在冷负荷过小的情况下，从制冷设备出来的制冷剂中多余的冷量，又依次通过第二四通阀8、第三四通阀9流到室外换热器2中，在室外换热器2内与室外空气换热，把冷量散发到空气中，而制冷剂本身则吸热汽化后经过第一四通阀7和汽液分离器15回到压缩机1的吸气口中进行重新压缩。此时，室外换热器2可以把多余的冷量散发到室外空气中，保证有足够多的制冷剂汽化后回到压缩机1内，确保系统的制冷制热能效。
5、热负荷过小模式:如图9所示，在本模式下，通过第一四通阀7、第二四通阀8和第三四通阀9的换向控制，使得制冷剂(氟利昂)从压缩机1的排气口流出直接流入热回收换热器3主路，此时水泵13开启，热回收循环在热回收换热器3的辅路中进行热量回收,热负荷过小模式中，制冷剂中多余的热量随着制冷剂从热回收换热器3主路中流出，经过第一四通阀7流到室外换热器2中，在室外换热器2中与室外空气换热，把多余的热量散发到空气中，而制冷剂本身则冷凝液化并通过第三四通阀9留到经济器4主路；从经济器4主路出来并经过干燥过滤器14之后分成两路，一路通过第二膨胀阀6回到经济器4辅路回到压缩机1的补气口中进行补气增焓；另一路通过第一膨胀阀5和第二四通阀8流向制冷设备，在制冷设备内蒸发吸热，进行冷量回收；而制冷剂从制冷设备出来后，又依次通过第二四通阀8、第三四通阀9及汽液分离器15回到压缩机1的吸气口中进行重新压缩。
进一步地，作为另一种优选方案，如图5-图9所示，压缩机1、热回收换热器3、水泵13及经济器4均设置于室内。这样的设置有利于冬天时，防止热回收换热器3和水泵13被冻坏。
进一步地，作为其中一种优选方案，如图10所示，压缩机1、热回收换热器3和水泵13设置于室外，经济器4设置于室内。这样的设置有利于减小室内的噪音。
通过上述两种实施例，可以看出本发明的冷热全能效回收热泵，可以在不受季节影响的情况下，即满足对制冷设备的制冷需求，也能够满足对用热设备的制热需求，同时通过补气增焓的方式，能够有效的提高设备的能效。相比于现有的空气源热泵，具备以下优点：
1、不受季节影响，在冬季低温下，本方案增焓补气，增加压缩机1排气量，提高热效率，更适应低温运行，水泵13安装于室内，不会有冻结的危险，在夏季高温期，室外温度高，室外冷凝器冷凝不彻底时，经济器4内氟利昂过冷再降温，提高制冷效率，降低系统压力；
2、本方案当热回收端温度高时，经济器4内氟利昂过冷再降温，提高制冷效率；
3、本方案通过三个四通阀可以自由控制和切换使用模式，而不受季节影响，模式切换后膨胀阀则会根据吸气压力、吸气温度、经济器主路辅路的温度自动进行调节开度，以适应不同使用模式，有效地保证了设备的正常运行，自动化程度高；
4、本方案维护费用低，易损件少，低温回收端氟利昂在室外换热器2内直接蒸发，和空气换热，没有冻结危险，热端只有一个水泵13，只需一年清理一次过滤器即可；
5、本方案结构简单，安装配件少，室外换热器和热回收换热器体积类型要求很小，可选择范围款，因此整个系统的体积可以做的更小；
6、本方案使用范围大，冷回收端与空气换热能够制取零下15度的低温，因此也可用于冷冻库，低温冷冻海鲜及肉等。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种增焓型冷热全能效回收热泵，其特征在于：它包括压缩机、室外换热器、热回收换热器、经济器、第一膨胀阀、第二膨胀阀、第一四通阀、第二四通阀和第三四通阀；
所述压缩机用于吸入气态低温制冷剂并将其压缩成高温高压的气态制冷剂；
所述室外换热器设置于室外且与压缩机的排气口相连通以用于使制冷剂与室外空气进行换热；
所述热回收换热器与压缩机的排气口相连通以用于使压缩后的高温高压的气态制冷剂在热回收换热器内进行冷凝液化，且所述热回收换热器用于与用热设备形成热回收循环；
所述经济器与热回收换热器或室外换热器相连通以用于使经过热回收换热器冷凝降温或经过室外换热器降温后的制冷剂进行再降温；
所述第一膨胀阀和第二膨胀阀分别与经济器的主路相连通以使经过经济器的制冷剂进行分流并分别节流降压；
所述第一膨胀阀的另一端阀用于与制冷设备和/或室外换热器相连通以使节流降压后的液态制冷剂吸热，并通过制冷设备和/或室外换热器与压缩机的吸气口相连通以形成制冷剂循环回路；
所述第二膨胀阀与经济器的辅路逆向相连通以使节流降压后的液态制冷剂对正流主路中的液态制冷剂进一步降温，所述经济器的辅路与压缩机的补气口相连通以使逆流辅路中的气态制冷剂回到压缩机内对压缩机进行补气增焓；
所述第一四通阀、第二四通阀和第三四通阀用于切换压缩机、室外换热器、热回收换热器及经济器之间的连通关系，以改变制冷剂的流动方向，以实现在热回收换热器内热量单独的回收，或实现在用冷设备内冷量单独的回收，或实现在热回收换热器内热量和在用冷设备内冷量的同时回收，或实现在室外换热器内进行多余热量或多余冷量的排放。
2.如权利要求1所述的一种增焓型冷热全能效回收热泵，其特征在于：所述经济器的辅路与压缩机的补气口之间还设置有第一单向阀，所述第一单向阀用于防止压缩机内的气态制冷剂流向经济器。
3.如权利要求1所述的一种增焓型冷热全能效回收热泵，其特征在于：所述经济器内设置有用于探测经济器内主路温度的第一温度传感器和用于探测经济器内辅路温度的第二温度传感器，所述压缩机的吸气口设置有用于探测吸气压力的压力传感器。
4.如权利要求1所述的一种增焓型冷热全能效回收热泵，其特征在于：所述经济器的主路与第一膨胀阀和第二膨胀阀之间设置有干燥过滤器，所述经济器的主路经过干燥过滤器后分别与第一膨胀阀和第二膨胀阀相连通。
5.如权利要求1所述的一种增焓型冷热全能效回收热泵，其特征在于：它还包括第二单向阀及第三单向阀，所述压缩机的排气口与第一四通阀主接口相连通，所述第一四通阀的另外三个接口分别与室外换热器的一个进出口、热回收换热器的主路以及压缩机的吸气口相连通，所述热回收换热器的主路与经济器的主路相连通，所述热回收换热器的辅路通过一水泵与用热设备形成热回收循环，所述第一膨胀阀与第二四通阀的主接口相连通，所述第二四通阀的另外三个接口分别与制冷设备的入口、制冷设备的出口以及第三四通阀的主接口相连通，所述第三四通阀的另外三个接口分别与室外换热器的另一个进出口、热回收换热器的主路以及压缩机的吸气口相连通，所述第二单向阀设置于第一四通阀与热回收换热器的主路之间，所述第三单向阀设置于第三四通阀与热回收换热器的主路之间。
6.如权利要求1所述的一种增焓型冷热全能效回收热泵，其特征在于：它还包括第二单向阀及第三单向阀，所述压缩机的排气口与热回收换热器的主路相连通，所述热回收换热器的主路与第一四通阀主接口相连通，所述热回收换热器的辅路通过一水泵与用热设备形成热回收循环，所述第一四通阀的另外三个接口分别与室外换热器的一个进出口、经济器的主路以及压缩机的吸气口相连通，所述第一膨胀阀与第二四通阀的主接口相连通，所述第二四通阀的另外三个接口分别与制冷设备的入口、制冷设备的出口以及第三四通阀的主接口相连通，所述第三四通阀的另外三个接口分别与室外换热器的另一个进出口、热回收换热器的主路以及压缩机的吸气口相连通，所述第二单向阀设置于第一四通阀与经济器的主路之间，所述第三单向阀设置于第三四通阀与经济器的主路之间。
7.如权利要求5或6所述的一种增焓型冷热全能效回收热泵，其特征在于：所述压缩机的吸气口处设置有气液分离器，所述第一四通阀的接口和第三四通阀的接口均通过气液分离器后与压缩机的吸气口相连通。
8.如权利要求5所述的一种增焓型冷热全能效回收热泵，其特征在于：所述压缩机设置于室外，所述热回收换热器、经济器和水泵设置于室内。
9.如权利要求6所述的一种增焓型冷热全能效回收热泵，其特征在于：所述压缩机、热回收换热器、水泵及经济器均设置于室内。
10.如权利要求6所述的一种增焓型冷热全能效回收热泵，其特征在于：所述压缩机、热回收换热器和水泵设置于室外，所述经济器设置于室内。
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Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101839588A (zh) * | 2010-05-27 | 2010-09-22 | 无锡同方人工环境有限公司 | 高温出水全热回收三联供机组 |
| WO2015027573A1 (zh) * | 2013-08-30 | 2015-03-05 | 东南大学 | 利用过冷热量实现溶液低压沸腾再生的热源塔热泵装置 |
| CN204806742U (zh) * | 2015-05-11 | 2015-11-25 | 浙江商业职业技术学院 | 两级节流喷气增焓热泵装置 |
| CN105222390A (zh) * | 2014-07-02 | 2016-01-06 | 约克广州空调冷冻设备有限公司 | 一种全热回收系统 |
| CN205747565U (zh) * | 2016-01-12 | 2016-11-30 | 沈阳万力源节能设备有限公司 | 一种多功能热回收式增焓热泵机组 |
| US20170010027A1 (en) * | 2014-01-27 | 2017-01-12 | Qingdao Hisense Hitachi Air-Conditionung Systems Co., Ltd | Heat recovery variable-frequency multi-split heat pump system and control method thereof |
| WO2017148225A1 (zh) * | 2016-02-29 | 2017-09-08 | 珠海格力电器股份有限公司 | 多联机装置和系统、制冷和制热的方法及系统的控制方法 |
| CN107192159A (zh) * | 2017-07-11 | 2017-09-22 | 南京天加环境科技有限公司 | 一种改进的补气增焓冷热机组 |
| CN207999964U (zh) * | 2018-01-31 | 2018-10-23 | 深圳市安亿达制冷设备有限公司 | 一种带有自动冷热负荷平衡能力的高效冷热水机组 |
| CN210089184U (zh) * | 2019-03-14 | 2020-02-18 | 王立华 | 一种增焓型冷热全能效回收热泵 |
-
2019
- 2019-03-14 CN CN201910194849.XA patent/CN109813008A/zh active Pending
Patent Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101839588A (zh) * | 2010-05-27 | 2010-09-22 | 无锡同方人工环境有限公司 | 高温出水全热回收三联供机组 |
| WO2015027573A1 (zh) * | 2013-08-30 | 2015-03-05 | 东南大学 | 利用过冷热量实现溶液低压沸腾再生的热源塔热泵装置 |
| US20170010027A1 (en) * | 2014-01-27 | 2017-01-12 | Qingdao Hisense Hitachi Air-Conditionung Systems Co., Ltd | Heat recovery variable-frequency multi-split heat pump system and control method thereof |
| CN105222390A (zh) * | 2014-07-02 | 2016-01-06 | 约克广州空调冷冻设备有限公司 | 一种全热回收系统 |
| CN204806742U (zh) * | 2015-05-11 | 2015-11-25 | 浙江商业职业技术学院 | 两级节流喷气增焓热泵装置 |
| CN205747565U (zh) * | 2016-01-12 | 2016-11-30 | 沈阳万力源节能设备有限公司 | 一种多功能热回收式增焓热泵机组 |
| WO2017148225A1 (zh) * | 2016-02-29 | 2017-09-08 | 珠海格力电器股份有限公司 | 多联机装置和系统、制冷和制热的方法及系统的控制方法 |
| CN107192159A (zh) * | 2017-07-11 | 2017-09-22 | 南京天加环境科技有限公司 | 一种改进的补气增焓冷热机组 |
| CN207999964U (zh) * | 2018-01-31 | 2018-10-23 | 深圳市安亿达制冷设备有限公司 | 一种带有自动冷热负荷平衡能力的高效冷热水机组 |
| CN210089184U (zh) * | 2019-03-14 | 2020-02-18 | 王立华 | 一种增焓型冷热全能效回收热泵 |
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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