CN1325006A - 热泵系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种热泵系统,它包括制冷机的基本回路,还设有一个第3热交换机,它通过第2管道设置在上述的回路及回路管道上;再设有一个第四热交换机,它与上述的管道和第2管道相连,并设置在一个装有膨胀阀的第2回路管道上;设有一个第3管道,它跟上述的管道和第2回流管相连;还设有第4及第5管道,他们与第3管道,第2管道及第2回流管相连;能有效地利用第1及第2热交换机的热源,节约能源,而且占地少费用低。

Description

热泵系统
本发明涉及一种热泵系统的一项技术，更详细的说是涉及一种用一个系统来同时发挥加热功能及冷却功能，或者有选择地发挥其中一个功能的热泵系统。
众所周知，热泵系统是用一个管道依次去连接压缩机、四通阀、第1热交换机(室内热交换机)、膨胀阀、第2热交换机(室外热交换机)以及上述的四通阀，而且用一个吸入管道去连接四通阀和压缩机。在加热器运行时，要去调节四通阀，使制冷剂向第1热交换机方向流动。让在压缩机中被压缩的高温高压制冷剂气体，流入到一个起冷凝作用的第1热交换机中，再让冷凝热跟流体进行热交换，生成温水或者去加热室内空气，去实行供暖或者干燥物品的功能。在第1热交换机中冷凝的高温高压制冷剂液体，在膨胀阀中膨胀之后，在一个起蒸发器作用的第2热交换机中，借助于室外大气的热源蒸发，变为低温低压的气体状态之后，吸入到压缩机中，将反复进行这种循环。在进行冷却运行时，调节四通阀，让制冷剂向第2热交换机的方向流动，在压缩机中，被压缩的高温高压制冷剂气体，使其在一个起冷凝的作用的第2热交换机中冷凝。这一被冷凝的高温高压制冷剂液体，在膨胀阀中膨胀之后，在一个起蒸发器作用的第1热交换机中，跟流体进行热交换，生成凉水或者去冷却室内的空气，去实行冷房或者冷藏的功能。蒸发的低温低压制冷剂气体，将被吸入到压缩机中，将反复进行这种循环。但是，上述的热泵系统是在只去利用第1热交换机的冷凝热或者蒸发热，而废弃第2热交换机的蒸发热或者冷凝热状态下，去完成对流体的加热或者冷却，因而不能有效地去利用热源。另外，在对流体同时进行加热和冷却的情况下，需要安装两台热泵系统，使得结构复杂，占地面积大，所需的费用也大。
本发明的目的是提供一种热泵系统，在解决上述问题的基础上，利用一台热泵系统同时发挥加热功能和冷却功能，或者有选择地发挥其中的一个功能，借以提高热源的利用效能，简化结构，减少安装面积。
本发明的目的是这样实现的，它包括一个制冷机的基本回路，用一个管道依次去连接压缩机、四通阀、第1热交换机、膨胀阀、第2热交换器及上述的四通阀，而且，用一个吸入管道去连接四通阀与压缩机，其特征在于它还设有一个第3热交换机，它通过第2管道设置在上述的回路及回路管道上；再设有一个第四热交换机，它与上述的管道和第2管道相连，并设置在一个装有膨胀阀的第2回路管道上；设有一个第3管道，它跟上述的管道和第2回流管相连；还设有第4及第5管道，他们与第3管道，第2管道及第2回流管相连。
本发明的优点是，由于在一个热泵的基本制冷剂回路中设置了第3及第4热交换机，使得在一台系统中，同时发挥加热功能及冷却功能，或者有选择性地发挥其中的一种功能，因此能有效地利用第1热交换机及第2热交换机的热源，节约能源，而且在简化结构的同时，占地少、费用也少。
图1是本发明的一实例的制冷剂回路。
在图1中，(1)是基本制冷剂回路。这一基本制冷剂回路(1)是用管道(8a-8d)依次连接压缩机(2)、四通阀(3)、第1热交换机(4)、膨胀阀(5、6)、第2热交换机(7)以及上述的四通阀(3)所形成。第1及第2热交换机(4)和(7)将设置在生成冷温水的水槽，需要供冷暖的室内以及需要进行干燥或冷藏的仓库等处，同时用作冷凝器及蒸发器，或者选则使用其中的一种作用。(11)是第3热交换机，这一第3热交换机(11)通过回流管(10)连接到管道(8c)上。另外，通过第2管道(12)连接到回流管(10)和管道(8c)上。通过上述连接，让第3热交换机(11)暴露在大气中，使其起第2冷凝器的作用或者不起作用。(13)是第4热交换机，第4热交换机(13)是经第2回流管(14)连接到管道(8b)和第2管道(12)上，并同时设置膨胀阀(15)，让其起冷凝器和蒸发器的作用，和不起上述作用。另外，本发明是在管道(8d)和第2回流管(14)连接第3管道(16)，在第3管道(16)和第2管道(12)上连接第4管道(17)，在第3管道(16)和第2回流管(14)上连接第5管道(18)而组成的。未说明的符号(19、20、21)是检查阀门；(22-32)是阀门。
下面说明操作功能。
1、同时实行加热运行及冷却运行。
甲、第1热交换机(4)的加热运行及第2热交换机(7)的冷却运行。如果四通阀(3)调节成让制冷剂沿实线箭头方向流动，开放阀门(22、24、31、23)(其它阀门关闭)，然后，去驱动压缩机(2)，那么在压缩机(2)中被压缩的高温高压制冷剂气体，在起冷凝作用的第1热交换机(4)中冷凝起来，让冷凝热跟流体水和空气进行热交换，生成温水和加热室内空气，进行供暖或干燥作业。在第1热交换机(4)中被冷凝的高温高压制冷剂液体，经减压阀(19)和回流管道(10)，流入一个用作第2冷凝器的第3热交换机(11)，在第1热交换机(4)中未冷凝和冷凝不充分的制冷剂液体再一次被冷凝，经管道(12、8c)，在膨胀阀(6)中膨胀，然后，流入起蒸发器作用的第2热交换机(7)中蒸发，借蒸发热生成凉水，或者冷却室内空气，去实现冷房和冷藏物品的作用。被蒸发低温低压制冷剂气体，经管道(8d)，四通阀(3)吸入管道(9)，吸入到压缩机(2)。这种循环将反复进行。这时，第4热交换机(13)的功能将处于停止状态。
乙、第1热交换机(4)的冷却运行及第2热交换机(7)的加热行运。调节四通阀(3)让制冷剂沿虚线箭头方向流动，开放阀门(23、25、32、22)(关闭其它阀门)，然后，去驱动压缩机(2)，那么在压缩机(2)中被压缩的高温高压制冷剂气体，在起冷凝作用的第2热交换机(7)中冷凝，让冷凝热跟流体进行热交换，实行加热功能。该制冷剂再经检查阀门(20)和回流管(10)流入起第2冷凝器作用的第3热交换起(11)中，借大气再次冷凝，然后经管道(12、8c)，在膨胀阀(5)中膨胀，流入第1热交换机(4)中蒸发，再跟流体进行热交换，完成冷却功能。蒸发的低温低压制冷剂气体，经管道(8d)，四通阀(3)，吸入管道(9)，吸入到压缩机(2)，这种循环将反复进行。这时，第4热交换机(13)的功能将处于停止状态。
2、只让第1热交换机(4)作加热运行和冷却运行。
甲、只让第1热交换机(4)作加热运行。这时，第2热交换机(7)的功能将被停止。如果调节四通阀(3)让制冷剂沿实线箭头所指的方向流动，开放阀门(22、24、29、30、27)(关闭其它阀门)，去驱动压缩机(2)，那么在压缩机(2)中被压缩的高温高压制冷剂气体，在起冷凝器作用的第1热交换机(4)中冷凝，让冷凝热跟流体进行热交换，实行加热功能。在第1热交换机(4)中被冷凝的高温高压制冷剂液体，经检查阀门(19)及管道(8c、10)，流入起第2冷凝器的第3热交换机(11)，借大气再次冷凝。这一低温制冷剂，经第4管道(17)和第3管道(16)，在膨胀阀(15)中膨胀后，在第4热交换机(13)中，借大气蒸发，然后，经第2回流管(14)、第5管道(18)、管道(8d)，吸入到压缩机(2)中，这种循环将反复进行。在第4热交换机(13)中，当制冷剂液体进行蒸发时，第3热交换机(11)，排放的冷凝热提供到第4热交换机(13)因而能防止冬季在第4热交换机(13)中结霜，使制冷剂液体能很好地进行蒸发，在冬季也能保证良好的加热能力。
乙、只让第1热交换机(4)做冷却运行。这时将停止第2热交换机(7)及第3热交换机(11)的功能。调节四通阀(3)，让制冷剂沿虚线箭头所指的方向流动，开放阀门(27、30、28、32、22)(关闭其它阀门)，驱动压缩机(2)，那么在压缩机(2)中被压缩的高温高压制冷剂气体，经第5管道(18)及第2回流管(14)，在起冷凝器作用的第4热交换机中，借大气作用而冷凝，其冷凝液体经检查阀(21)、第2管道(12)、管道(8c)，在膨胀阀(5)中膨胀，然后，在起蒸发器作用的第1热交换机(4)中，同流体进行热交换实行冷却功能。低温低压的制冷剂气体吸入到压缩机(2)中，反复进行这种循环。
3、只让第2热交换机(7)作加热运行和冷却运行。
甲、只有第2热交换机(7)作加热运行。这一运行时，将停止第1热交换机(4)的功能。调节四通阀(3)，让制冷剂沿虚线箭头所指的方向流动，开放阀门(23、25、29、26)(关闭其它阀门)，然后驱动压缩机(2)，那么被压缩机(2)压缩的高温高压制冷剂气体，在起冷凝器作用的第2热交换机(7)中冷凝，让冷凝热同流体进行热交换，实行加热功能。在第2热交换机(7)中冷凝的制冷剂液体，经检查阀(20)和回流管(10)，流入起第2冷凝器作用的第3热交换机(11)中借大气作用而冷凝，经第2管道(12)，第4管道(17)，第3回流管(16)，在膨胀阀门(15)中膨胀之后，在第4热交换机(13)中借大气作用蒸发，然后，经管道(14、8d)吸入到压缩机(2)中，将反复进行这种循环。如上所述，在第4热交换机(13)中，制冷剂液体借大气作用进行蒸发时，在第3热交换机(11)中排放出来的冷凝热将提供到第4热交换机(13)中，因而在冬季能防止在第4热交换机中出现结霜，从而制冷剂液体能很好地蒸发，保证冬季良好的加热能力。
乙、只让第2热交换机(7)作冷却运行。在这一行中，将停止第1热交换机(4)及以第3热交换机(11)的功能。如果调节四通阀(3)，让制冷剂沿实线箭头所指的方向流动，开放阀门(26、28、31、23)(关闭其它阀门)，驱动压缩机(2)，那么被压缩机(2)压缩的高温高压制冷剂气体，经管道(8b)和第2回流管(14)，在起冷凝器作用的第4热交换机(13)中借大气作用而冷凝，高温高压制冷剂液体经检查阀(21)、第2管道(12)、管道(8c)，在膨胀阀(6)中膨胀后，流入第2热交换机(7)中蒸发，跟流体进行热交换，实行冷却功能，低温低压的制冷剂气体，经管道(8c)吸入到压缩机(2)中。

Claims (1)

1、一种热泵系统，它包括一个制冷机的基本回路，用一个管道依次去连接压缩机、四通阀、第1热交换机、膨胀阀、第2热交换器及上述的四通阀，而且，用一个吸入管道去连接四通阀与压缩机，其特征在于它还设有一个第3热交换机，它通过第2管道设置在上述的回路及回路管道上；再设有一个第四热交换机，它与上述的管道和第2管道相连，并设置在一个装有膨胀阀的第2回路管道上；设有一个第3管道，它跟上述的管道和第2回流管相连；还设有第4及第5管道，他们与第3管道，第2管道及第2回流管相连。
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