CN1641294A - 加热和冷却系统 - Google Patents

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Abstract

一种加热和冷却系统，用于防止由用来增加冷却效率的辅助热交换器引起的加热效率的降低。所述加热和冷却系统包括：用于压缩制冷剂的压缩机；室内热交换器，用于使制冷剂与室内空气进行热交换；室外热交换器，用于使制冷剂与室外空气进行热交换；设置在压缩机出口处的四通阀，用于根据加热和冷却模式有选择地将制冷剂排放至室内和室外热交换器中的一个热交换器；用于使制冷剂解压和膨胀的膨胀阀；入口制冷剂管，用于引导被吸入压缩机中的制冷剂；设置在入口制冷剂管中的辅助热交换器，在冷却模式下用于使经过入口制冷剂管的制冷剂和经过连接制冷剂管的制冷剂之间进行热交换，以便控制吸入压缩机中的制冷剂的温度；以及旁路制冷剂管，该旁路制冷剂管允许吸入压缩机的制冷剂旁路经过辅助热交换器，然后被引入压缩机中。从而，所述加热和冷却系统防止在吸入压缩机中的制冷剂和从室内热交换器排出的制冷剂在加热模式下进行热交换时引起的加热效率的降低。

Description

加热和冷却系统
技术领域
本发明涉及加热和冷却系统，尤其涉及能阻止加热效率降低的加热和冷却系统。
背景技术
一般，加热和冷却系统包括用于将制冷剂压缩成高温高压状态的压缩机、置于室内的室内热交换、置于室外的室外热交换器、用于使制冷剂解压和膨胀的膨胀阀以及位于压缩机出口处用于将制冷剂引导至室内或室外热交换器以便使加热和冷却模式相互转换的四通阀。在这种加热和冷却系统中，高温高压状态下的制冷剂被引导至室内或室外热交换器，从而获得室内空间的冷却或加热。
以上加热和冷却系统还包括辅助热交换器，冷却模式下该辅助热交换器用于在室外热交换器排出的制冷剂和被吸入压缩机中的制冷剂之间进行热交换，以便冷却被引入室内热交换器的制冷剂和加热被吸入压缩机的制冷剂，从而增加冷却效率。
在加热模式下，当吸入压缩机的制冷剂经过室外热交换器时，制冷剂被蒸发并且被室外空气加热，这样与从室内热交换器传送至室外热交换器的制冷剂相比，所述制冷剂被保持在比较高的温度下。这里，以与冷却模式相同的方式，当制冷剂经过辅助热交换器时，对制冷剂进行热交换并且制冷剂从室内热交换器传送至室外热交换器，从而破坏了加热效率。
发明内容
因此，本发明一方面提供了一种加热和冷却系统，它能够防止由辅助热交换器引起的加热效率的降低，其中所述辅助热交换器用于增加加热模式下的冷却效率。
根据一方面，本发明提供一种加热和冷却系统，包括：用于压缩制冷剂的压缩机；室内热交换器，用于使制冷剂与室内空气进行热交换；室外热交换器，用于使制冷剂与室外空气进行热交换；用于使制冷剂解压和膨胀的膨胀阀；入口制冷剂管，用于引导被吸入压缩机的制冷剂；设置在入口制冷剂管中的辅助热交换器，用于使经过入口制冷剂管的制冷剂和经过连接制冷剂管的制冷剂之间进行热交换，以便控制吸入压缩机的制冷剂的温度；以及旁路制冷剂管，该旁路制冷剂管允许吸入压缩机的制冷剂绕过辅助热交换器、然后被引入压缩机。
入口制冷剂管和连接制冷剂管的用于引导室外和室内热交换器之间的制冷剂传送的部分可以设置在辅助热交换器中，以便经过入口制冷剂管的制冷剂和经过连接制冷剂管的制冷剂进行热交换。
旁路制冷剂管可以设有两个末端，所述两个末端分别连接至设置在辅助热交换器两侧处的入口制冷剂管的所在位置，旁路阀可以设置在入口制冷剂管和旁路制冷剂管连接的区域处，用于将制冷剂引导至辅助热交换器和旁路制冷剂管中的一个。
加热和冷却系统还可以包括：平行连接至出口制冷剂管的热水供给热交换器，其中所述出口制冷剂管用于引导从压缩机排出的制冷剂；以及热水供给阀，在加热和冷却系统需要热水的情况下所述热水供给阀用于将制冷剂供至热水供给热交换器。
根据另一方面，本发明提供一种加热和冷却系统，包括：用于压缩制冷剂的压缩机；室内热交换器，用于使制冷剂与室内空气进行热交换；室外热交换器，用于使制冷剂与室外空气进行热交换；设置在压缩机出口处的四通阀，用于根据加热和冷却模式有选择地将制冷剂排放至室内和室外热交换器中的一个；用于使制冷剂解压和膨胀的膨胀阀；入口制冷剂管，用于引导被吸入压缩机中的制冷剂；设置在入口制冷剂管中的辅助热交换器，在冷却模式下用于使经过入口制冷剂管的制冷剂和经过连接制冷剂管的制冷剂进行热交换，以便控制被吸入压缩机中的制冷剂的温度；以及旁路制冷剂管，所述旁路制冷剂管允许吸入压缩机中的制冷剂绕过辅助热交换器并被引入压缩机中。
入口制冷剂管和连接制冷剂管的用于引导室外和室内热交换器之间的制冷剂传送的部分可以设置在辅助热交换器中，以便经过入口制冷剂管的制冷剂和经过连接制冷剂管的制冷剂进行热交换。
旁路制冷剂管可以设有两个末端，所述两个末端分别连接至设置在辅助热交换器两侧处的入口制冷剂管的所在位置，旁路阀可以设置在入口制冷剂管和旁路制冷剂管连接的区域处，用于将制冷剂引导至辅助热交换器和旁路制冷剂管中的一个。
加热和冷却系统还可以包括：平行连接至出口制冷剂管的热水供给热交换器，其中所述出口制冷剂管用于引导从压缩机排出的制冷剂；以及热水供给阀，在加热和冷却系统需要热水的情况下所述热水供给阀用于将制冷剂供至热水供给热交换器。
在加热模式下吸入压缩机中的制冷剂的温度高于指定值的情况下，旁路阀可以将制冷剂引至辅助热交换器。
附图说明
在参照附图阅读以下的详细描述之后，本发明的以上目的、其他特征和优点将变得更加清楚，其中：
图1是示出在根据本发明所述加热和冷却系统的冷却模式下的制冷剂流的示意性视图；
图2是示出在根据本发明所述加热和冷却系统的加热模式下的制冷剂流的示意性视图；以及
图3是示出在根据本发明所述加热和冷却系统的加热模式下的制冷剂流的示意性视图，其中通过辅助热交换器实现热交换。
具体实施方式
现在将参考附图详细描述本发明的优选实施例。
如图1所示，根据本发明的加热和冷却系统包括：用于将制冷剂压缩成高温高压状态的压缩机1；设置在压缩机1出口处的四通阀2，用于根据操作模式，即加热和冷却模式，有选择地转换制冷剂流；设置在室内的室内热交换器4，用于使制冷剂与室内空气进行热交换；设置在室外的室外热交换器3，用于使制冷剂与室外空气进行热交换；以及使制冷剂解压和膨胀的膨胀阀5。二氧化碳(CO2)用作本发明的加热和冷却系统中的制冷剂。
由此，使用压缩机1排放的高温高压状态下的制冷剂，根据四通阀2的操作情况使本发明的加热和冷却系统在加热或者冷却模式下运行。即，当利用四通阀2的操作而从压缩机1排放出的制冷剂被引至室外热交换器3时，室外热交换器3用作冷凝器，室内热交换器4用作蒸发器，从而使本发明的加热和冷却系统运行在冷却模式下。另一方面，当通过四通阀2的操作而从压缩机1排放出的制冷剂被引至室内热交换器4时，室内热交换器4用作冷凝器，而室外热交换器3用作蒸发器，从而使本发明的加热和冷却系统运行在加热模式。
加热和冷却系统的以上部分通过制冷剂管6a、6b和6c构成闭合回路。制冷剂管6a、6b和6c包括：出口制冷剂管6a，用于将压缩机1排出的制冷剂引至四通阀2；入口制冷剂管6b，用于将制冷剂从四通阀2引至压缩机1，从而使制冷剂被吸入压缩机1中；以及设置在室外热交换器3与室内热交换器4之间的连接制冷剂管6c，用于将从室外和室内热交换器3和4中的一个热交换器排出的制冷剂引至室外和室内热交换器3和4中的另一个热交换器。这里，膨胀阀5设置在连接制冷剂管6c中。
在加热和冷却系统需要热水的情况下，热水供给热交换器7平行地连接至出口制冷剂管6a，以使制冷剂与被供给的热水进行热交换，从而供给热水，热水供给阀7a被设置成根据是否供给热水而将制冷剂引至热水供给热交换器7。
本发明的加热和冷却系统包括辅助热交换器8，用于在冷却模式下利用热交换加热被吸入压缩机1中的制冷剂，从而提高冷却效率。
在本发明的该实施例中，入口制冷剂管6b的一部分和连接制冷剂管6c的一部分设置在辅助热交换器8中，以便使经过入口制冷剂管6b和连接制冷剂管6c的制冷剂进行热交换，从而在冷却模式下使经过入口制冷剂管6b的制冷剂被经过连接制冷剂管6c的制冷剂加热。这里，连接制冷剂管6c的从膨胀阀5的位置靠近室外热交换器3一侧的部分被设置在辅助热交换器8中，以便在经过连接制冷剂管6c的制冷剂被膨胀阀5解压并膨胀之前，经过连接制冷剂管6c的制冷剂与经过入口制冷剂管6c的制冷剂进行热交换。
本发明的加热和冷却系统还包括旁路制冷剂管9，所述旁路制冷剂管9设有两个末端，所述两个末端分别连接至入口制冷剂管6b的设置在辅助热交换器8两侧处的位置，所述旁路制冷剂管9允许制冷剂绕过辅助热交换器8，以便在冷却模式下实施通过辅助热交换器8的制冷剂热交换，而在加热模式下抑制通过辅助热交换器8的制冷剂热交换，旁路阀9设置在入口制冷剂管6b和旁路制冷剂管9连接的区域处，用于根据冷却和加热模式将制冷剂引至辅助热交换器8或者旁路制冷剂管9。
由此，在加热模式下，通过旁路阀9a被吸入压缩机1中的制冷剂不经过辅助热交换器8，而是通过旁路制冷管9被直接引入压缩机1中。在加热模式下，由于膨胀阀5使通过连接制冷剂管6c供至室外热交换器3的制冷剂膨胀，并且所述制冷剂的温度低于室外空气的温度，因此当所述制冷剂经过室外热交换器3时，这种制冷剂被室外空气加热和蒸发。当被室外空气加热的制冷剂沿着入口制冷剂管6b经过辅助热交换器8时，这种制冷剂再次被经过连接制冷剂管6c的制冷剂冷却，从而被转化成液态。本发明的加热和冷却系统的上述结构用于防止液体制冷剂的产生。
在本发明的加热和冷却系统中，加热模式下在制冷剂的温度高于指定值的情况下，旁路阀9a将吸入压缩机1中的制冷剂引入辅助热交换器8中。旁路阀9a的以上操作使吸入压缩机1中的制冷剂经过辅助热交换器8，并被经过连接至冷剂管6c的制冷剂冷却，从而防止在制冷剂的温度高于指定值时所产生的过度压力而使压缩机1过载。
其后将详细描述本发明的上述加热和冷却系统的操作过程和效果。
首先将描述本发明的加热和冷却系统的冷却模式。在冷却模式下，从压缩机1排放的高温高压状态下的制冷剂被四通阀2引至室外热交换器3。由此，在冷却模式下，室外热交换器3用作冷凝器，而室内热交换器4用作蒸发器。
供至室外热交换器3的制冷剂放出热量以冷却制冷剂，所述制冷剂经过设置在连接制冷剂管6c中的膨胀阀5以使制冷剂解压和膨胀，并且所述制冷剂被传送至室内热交换器4以使制冷剂与室内空气进行热交换，从室内空气吸收热量并冷却室内空间。制冷剂通过四通阀2和入口制冷剂管6b被连续地吸入压缩机1中。
在冷却模式下，旁路阀9a将制冷剂引至辅助热交换器8，从而允许经过连接制冷剂管6c的制冷剂和经过入口制冷剂管6b的制冷剂在辅助热交换器8中进行热交换。从而，通过连接制冷剂管6c而被引至室内热交换器4的制冷剂被冷却，而通过入口制冷剂管6b而被引至压缩机1的制冷剂被加热，从而增加加热和冷却系统的冷却效率。
接着将参考图2描述本发明的加热和冷却系统的加热模式。在加热模式中，从压缩机1排放的高温高压状态下的制冷剂被四通阀2引至室内热交换器4。由此，在加热模式中，室内热交换器4用作冷凝器，而室外热交换器3用作蒸发器。
通过与室内空气的热交换，供至室内热交换器4的制冷剂放出热量，从而加热室内空间。所述制冷剂被传送至膨胀阀5以使制冷剂解压和膨胀，并且通过连接制冷剂管6c将所述制冷剂传送至室外热交换器3以使制冷剂与室外空气进行热交换，从室外空气吸收热量并被加热。然后，所述制冷剂通过四通阀2和入口制冷剂管6b被连续地吸入压缩机1中。
在加热模式下，旁路阀9a将制冷剂引至旁路制冷剂管9，从而使制冷剂不经过辅助热交换器8，而是旁路经过旁路制冷剂管9被直接吸入压缩机1，从而防止经过连接制冷剂管6c的制冷剂和被吸入压缩机1的制冷剂之间发生热交换。
此外，在加热模式下，在被吸入压缩机1中的制冷剂的温度大于指定值时，如图3所示，经过入口制冷剂管6b的制冷剂通过旁路阀9a被引至辅助热交换器8。经过入口制冷剂管6b的制冷剂和被吸入压缩机1中的制冷剂与经过连接制冷剂管6c的制冷剂进行热交换，从而被冷却。从而使被吸入压缩机1中的制冷剂具有低温。
在本发明的加热和冷却模式中，热水供给热交换器7平行地连接至出口制冷剂管6a。在加热和冷却系统需要热水的情况下，从压缩机1排出的高温高压状态下的制冷剂被供至热水供给热交换器7，从而加热水以便产生热水。
从以上的描述可以了解，本发明提供一种加热和冷却系统，其中在加热模式下旁路制冷剂管和旁路阀允许制冷剂绕过辅助热交换器，从而防止加热模式下由辅助热交换器引起的加热效率的降低。
并且，在本发明的加热和冷却系统中，在被引入压缩机中的制冷剂的温度高于指定值的情况下，经过入口制冷剂管的制冷剂被引至辅助热交换器，并且被经过连接制冷剂管的制冷剂冷却，从而防止压缩机过载。
尽管出于解释的目的对本发明的优选实施例进行了公开，但本领域技术人员将会理解在不偏离本发明的原理和实质的情况下，可以有各种变更、附加和替代实施方式，其范围也落入本发明的权利要求及其等同物所限定的范围内。

Claims (9)

1.一种加热和冷却系统，包括：
用于压缩制冷剂的压缩机；
室内热交换器，用于使制冷剂与室内空气进行热交换；
室外热交换器，用于使制冷剂与室外空气进行热交换；
用于使制冷剂解压和膨胀的膨胀阀；
入口制冷剂管，用于引导被吸入压缩机中的制冷剂；
设置在入口制冷剂管中的辅助热交换器，用于使经过入口制冷剂管的制冷剂和经过连接制冷剂管的制冷剂之间进行热交换，以便控制吸入压缩机中的制冷剂的温度；以及
旁路制冷剂管，该旁路制冷剂管允许吸入压缩机的制冷剂旁路经过辅助热交换器、然后被引入压缩机中。
2.根据权利要求1所述的加热和冷却系统，其特征在于，用于引导室外和室内热交换器之间的制冷剂传送的所述入口制冷剂管的一部分和连接制冷剂管的一部分设置在辅助热交换器中，以便经过入口制冷剂管的制冷剂和经过连接制冷剂管的制冷剂进行热交换。
3.根据权利要求1所述的加热和冷却系统，其特征在于，所述旁路制冷剂管设有两个末端，所述两个末端分别连接至设置在辅助热交换器两侧处的入口制冷剂管的所在位置，旁路阀设置在入口制冷剂管和旁路制冷剂管连接的区域处，所述旁路阀用于将制冷剂引导至辅助热交换器和旁路制冷剂管中的一个。
4.根据权利要求1所述的加热和冷却系统，其特征在于，还包括：
平行连接至出口制冷剂管的热水供给热交换器，其中所述出口制冷剂管用于引导从压缩机排出的制冷剂；以及
热水供给阀，在加热和冷却系统需要热水的情况下，所述热水供给阀用于将制冷剂供至热水供给热交换器。
5.一种加热和冷却系统，包括：
用于压缩制冷剂的压缩机；
室内热交换器，用于使制冷剂与室内空气进行热交换；
室外热交换器，用于使制冷剂与室外空气进行热交换；
设置在压缩机出口处的四通阀，用于根据加热和冷却模式有选择地将制冷剂排放至室内和室外热交换器中的一个热交换器；
用于使制冷剂解压和膨胀的膨胀阀；
入口制冷剂管，用于引导被吸入压缩机中的制冷剂；
设置在入口制冷剂管中的辅助热交换器，在冷却模式下所述辅助热交换器用于使经过入口制冷剂管的制冷剂和经过连接制冷剂管的制冷剂进行热交换，以便控制被吸入压缩机中的制冷剂的温度；以及
旁路制冷剂管，所述旁路制冷剂管允许吸入压缩机中的制冷剂旁路经过辅助热交换器、然后被引入压缩机中。
6.根据权利要求5所述的加热和冷却系统，其特征在于，用于引导室外和室内热交换器之间的制冷剂传送的所述入口制冷剂管的一部分和连接制冷剂管的一部分设置在辅助热交换器中，以便经过入口制冷剂管的制冷剂和经过连接制冷剂管的制冷剂进行热交换。
7.根据权利要求5所述的加热和冷却系统，其特征在于，所述旁路制冷剂管设有两个末端，所述两个末端分别连接至设置在辅助热交换器两侧处的入口制冷剂管的所在位置，旁路阀设置在入口制冷剂管和旁路制冷剂管连接的区域处，所述旁路阀用于将制冷剂引导至辅助热交换器和旁路制冷剂管中的一个。
8.根据权利要求5所述的加热和冷却系统，其特征在于，还包括：
平行连接至出口制冷剂管的热水供给热交换器，其中所述出口制冷剂管用于引导从压缩机排出的制冷剂；以及
热水供给阀，在加热和冷却系统需要热水的情况下所述热水供给阀用于将制冷剂供至热水供给热交换器。
9.根据权利要求5所述的加热和冷却系统，其特征在于，在加热模式下吸入压缩机中的制冷剂的温度高于指定值的情况下，旁路阀将制冷剂引至辅助热交换器。
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