CN202853186U

CN202853186U - 双向回热高效热泵空调器

Info

Publication number: CN202853186U
Application number: CN 201220460287
Authority: CN
Inventors: 黄明佳
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-09-11
Filing date: 2012-09-11
Publication date: 2013-04-03
Anticipated expiration: 2022-09-11

Abstract

一种双向回热高效热泵空调器，包括压缩机、电磁四通阀、换热器A、换热器B、压缩机吸气管，电磁四通阀有四个接口，其中一个接口与压缩机吸气管的一端连接，压缩机吸气管的另一端与压缩机的入口相连。其特征在于：所述换热器A与换热器B之间设置有可实现节流和双向回热功能的回热节流装置，回热节流装置与压缩机吸气管传热连接。本实用新型的有益效果是：通过设置可实现节流和双向回热功能的回热节流装置，使得热泵空调器无论在制冷还是制热时，均可以存节流前或节流时进行回热，提高冷媒的过冷度，减少蒸发器出口的过热度，减少节流损失生产工艺，能够节约成本。

Description

双向回热高效热泵空调器

技术领域

本发明涉及空气能技术领域，具体是一种双向回热高效热泵空调器。

背景技术

现有的热泵空调器包括压缩机、电磁四通阀、换热器A(制冷时作冷凝器，制热时作蒸发器)、换热器B(制热时作冷凝器，制冷时作蒸发器)、节流元件，电磁四通阀与压缩机、换热器A、换热器B通过气管连通，换热器A与换热器B通过气管连通，节流元件设置在换热器A与换热器B之间。目前，为了提高冷媒在节流前的过冷度，减少蒸发器出口的过热度，让节流前后的冷媒温差尽量减小，减少节流损失，提高空调器性能，一种方案是采用较大的换热器，让冷媒在经过换热器换热后达到较高的过冷度，这种方案要求增加换热器成本，使得热泵空调器成本大大增加；另一种方案是采用回热的方式，让蒸发器出口的低温气态冷媒和冷凝器出口的高温液态冷媒进行热交换，使高温液态冷媒温度降低从而提高冷媒过冷度，具体的做法是：在换热器A与换热器B之间设置一个回热器，回热器与节流元件串联设置，回热器通过压缩机吸气管与压缩机、电磁四通阀连通，由于回热只有在节流前或节流时进行才能提高冷媒在节流前的过冷度，减少蒸发器出口的过热度，让节流前后的冷媒温差尽量减小，减少节流损失，提高空调器性能，这种回热方式只能满足单向回热，也就是说只能提高热泵空调器制冷或制热的性能，无法实现双向回热。

实用新型内容

本实用新型的目的在于解决上述技术缺陷，提供一种双向回热高效热泵空调器。

为实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：一种双向回热高效热泵空调器，包括压缩机、电磁四通阀、换热器A、换热器B、压缩机吸气管，电磁四通阀有四个接口，其中一个接口与压缩机吸气管的一端连接，压缩机吸气管的另一端与压缩机的入口相连，电磁四通阀的另外三个接口分别与压缩机的出口、换热器A、换热器B通过气管连通，换热器A与换热器B通过气管连通，其特征在于：所述换热器A与换热器B之间设置有可实现节流和双向回热功能的回热节流装置，回热节流装置与压缩机吸气管5传热连接。

所述的回热节流装置包括节流元件、制冷回热器与制热回热器，节流元件设置在制冷回热器与制热回热器之间，制冷回热器与压缩机吸气管传热连接，制热回热器与压缩机吸气管传热连接。

所述回热节流装置还包括气管A、气管B、阀门A、阀门B、阀门C、阀门D，阀门A与制冷回热器串联设置，气管A与制冷回热器、阀门A并联设置，阀门B与制热回热器串联设置，气管B与制热回热器、阀门B并联设置，在气管A上设置有阀门C，在气管B上设置有阀门D，制冷时，冷媒依次通过压缩机、电磁四通阀、换热器A、制冷回热器、节流元件、换热器B、电磁四通阀、压缩机吸气管、压缩机形成制冷回路，制热时，冷媒依次通过压缩机、电磁四通阀、换热器B、制热同热器、节流元件、换热器A、电磁四通阀、压缩机吸气管、压缩机形成制热回路。

在所述压缩机吸气管的外壁上缠绕制冷毛细管与制热毛细管或在所述压缩机吸气管的管腔内设置制冷毛细管与制热毛细管形成所述的回热节流装置，制冷毛细管与制热毛细管串联设置，制冷毛细管的一端与换热器A相连，另一端与制热毛细管一端相连，制热毛细管的另一端与换热器B相连。

所述回热节流装置还包括气管A、气管B、阀门C、阀门D，气管A与制冷毛细管并联设置，气管B与制热毛细管并联设置，在气管A上设置有阀门C，在气管B上设置有阀门D，制冷时，冷媒依次通过压缩机、电磁四通阀、换热器A、制冷毛细管、换热器B、电磁四通阀、压缩机吸气管、压缩机形成制冷回路，制热时，冷媒依次通过压缩机、电磁四通阀、换热器B、制热毛细管、换热器A、电磁四通阀、压缩机吸气管、压缩机形成制热同路。

所述阀门A、阀门B、阀门C、阀门D为单向导通阀或是电磁阀。

本实用新型的有益效果是：通过设置可实现节流和双向回热功能的回热节流装置，使得热泵空调器无论在制冷还是制热时，均可以存节流前或节流时进行回热，提高冷媒的过冷度，减少蒸发器出口的过热度，减少节流损失，由试验得到的“p—h(压—焓)"图证明，这种可实现节流和双向回热功能的回热节流装置可使热泵空调器的制冷和制热性能及能效均得到提高。由节流元件、制冷回热器与制热回热器组成的回热节流装置，结构简单，在现有的热泵空调器基础上增加一个回热器即可，无需花费人量的成本改造生产工艺，能够节约成本。在所述压缩机吸气管的外壁上缠绕制冷毛细管与制热毛细管或是在压缩机吸气管的管腔内设置制冷毛细管与制热毛细管形成所述的回热节流装置，由于没有采用回热器，能够大大降低成本，而且在节流的同时进行同热，能够提高同热效率。通过设置气管和阀门，可使得冷媒在经过一次回热节流后就可以直接进入换热器，避免一次回热节流后的冷媒在二次回热时热量方向传递，降低回热效果。所述阀门A、阀门B、阀门C、阀门D为单向导通阀或是电磁阀，在空调运行过程中，不用手动控制阀门的导通和关闭即可实现预定的功能，方便快捷。

附图说明

图l为本实用新型热泵空调器实施例一的结构示意图。

图2为本实用新型实施例一，所述的热泵空调器p—h(压—焓)图上的系统理论循环比较示意图。

图3为本实用新型热泵空调器实施例二的结构示意图。

图4为本实用新型实施例二，热泵空调器在p—h(压—焓)图上的系统理论循环比较示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明。如图l、3所示的双向回热高效热泵空调器，包括压缩机l、电磁四通阀2、换热器A3、换热器B4、压缩机吸气管5，电磁四通阀2有四个接口，其中一个接口与压缩机吸气管5的一端连接，压缩机吸气气管5的另一端与压缩机l的入口相连，电磁四通阀2的另外三个接口分别与压缩机l的出口、换热器A3、换热器B4通过气管l7连通，换热器A3与换热器B4通过气管l7连通，所述换热器A3与换热器B4之间设置有可实现节流和双向回热功能的回热节流装置，回热节流装置与压缩机吸气管5传热连接。通过设置可实现节流和双向同热功能的同热节流装置，使得热泵空调器无论在制冷还是制热时，均可以在节流前或节流时进行回热，提高冷媒的过冷度，减少蒸发器出口的过热度，减少节流损失，由试验得到的“p—h(压—焓)”图证明，如图2、4所示，这种可实现节流和双向回热功能的回热节流装置可使热泵空调器的制冷和制热性能及能效均得到提高。所述回热节流装置包括节流元件6、制冷回热器7与制热回热器8，节流元件6设置在制冷回热器7与制热回热器8之间，制冷回热器7与压缩机吸气管5传热连接，制热回热器8与压缩机吸气管5传热连接，还包括气管A9、气管Bl0、阀门All、阀门Bl2、阀门Cl3、阀门Dl4，阀门All与制冷回热器7串联设置，气管A9与制冷回热器7、阀门A11并联设置，阀门Bl2与制热回热器8串联设置，气管Bl0与制热回热器8、阀门Bl2并联设置，在气管A9上设置有阀门Cl3，在气管Bl0上设置有阀门Dl4，制冷时，冷媒依次通过压缩机l、电磁四通阀2、换热器A3、制冷回热器7、节流元件6、换热器B4、电磁四通阀2、压缩机吸气管5、压缩机1形成制冷回路，制热时，冷媒依次通过压缩机1、电磁四通阀2、换热器B4、制热回热器8、节流元件6、换热器A3、电磁四通阀2、压缩机口及气管5、压缩机l形成制热同路。由节流元件6、制冷同热器7与制热同热器8组成的同热节流装置，结构简单，在现有的热泵空调器基础上增加一个回热器即可，无需花费大量的成本改造生产工艺，能够节约成本，另外，通过设置气管和阀门，可使得冷媒在经过一次回热节流后就可以直接进入换热器，避免一次回热节流后的冷媒在二次回热时热量方向传递，降低回热效果。另外一种优选的回热节流装置如下：在所述压缩机吸气管5的外壁上缠绕制冷毛细管l5与制热毛细管l6或在所述压缩机吸气管5的管腔内设置制冷毛细管l5与制热毛细管l6形成所述的回热节流装置，制冷毛细管l5与制热毛细管l6串联设置，制冷毛细管l5的一端与换热器A3相连，另一端与制热毛细管l6一端相连，制热毛细管l6的另一端与换热器B4相连，还包括气管A9、气管Bl0、阀门Cl3、阀门Dl4，气管A9与制冷毛细管l5并联设置，气管Bl0与制热毛细管l6并联设置，在气管A9上设置有阀门Cl3，在气管Bl0上设置有阀门Dl4，制冷时，冷媒依次通过压缩机l、电磁四通阀2、换热器A3、制冷毛细管l5、换热器B4、电磁四通阀2、压缩机吸气管5、压缩机l形成制冷回路，制热时，冷媒依次通过压缩机l、电磁四通阀2、换热器B4、制热毛细管l6、换热器A3、电磁四通阀2、压缩机吸气管5、压缩机l形成制热同路。在所述压缩机吸气管5的外壁上缠绕制冷毛细管l5与制热毛细管16或是在压缩机吸气管5的管腔内设置制冷毛细管l5与制热毛细管l6形成所述的回热节流装置，由于没有采用回热器，能够大大降低成本，而且在节流的同时进行回热，能够提高回热效率。通过设置气管和阀门，可使得冷媒在经过一次回热节流后就可以直接进入换热器，避免一次回热节流后的冷媒在二次回热时热量方向传递，降低回热效果。所述阀门All、阀门Bl2、阀门Cl3、阀门Dl4为单向导通阀或是电磁阀，在空调运行过程中，不用手动控制阀门的导通和关闭即可实现预定的功能，方便快捷。

具体的，该热泵空调器，包括压缩机l、电磁四通阀2、换热器A3、换热器B4、压缩机吸气管5，电磁四通阀2有四个接口，其中一个接口与压缩机吸气管5的一端连接，压缩机吸气管5的另一端与压缩机l的入口相连，电磁四通阀2的另外三个接口分别与压缩机l的出口、换热器A3、换热器B4通过气管l7连通，换热器A3与换热器B4通过气管l7连通，所述换热器A3与换热器B4之间设置有可实现节流和双向回热功能的回热节流装置，回热节流装置与压缩机吸气管5传热连接。所述回热节流装置可以有多种实施方式，譬如，在所述压缩机吸气管5的外壁上缠绕节流毛细管形成所述的同热节流装置，还可以在所述压缩机吸气管5的管腔内设置节流毛细管形成所述的回热节流装置，本发明提供了两种回热节流装置作为优选的方式，下面通过如下两个实施例予以说明。

实施例一：如图l所示，该热泵空调器，包括压缩机l、电磁四通阀2、换热器A3、换热器B4、压缩机吸气管5，电磁四通阀2有四个接口，其中一个接口与压缩机吸气管5的一端连接，压缩机吸气管5的另一端与压缩机l的入口相连，电磁四通阀2的另外三个接口分别与压缩机l的出口、换热器A3、换热器B4通过气管l7连通，换热器A3与换热器B4通过气管l7连通，所述换热器A3与换热器B4之间设置有可实现节流和双向回热功能的回热节流装置，回热节流装置与压缩机吸气管5传热连接。所述回热节流装置包括节流元件6、制冷回热器7与制热回热器8，节流元件6设置在制冷回热器7与制热回热器8之间，制冷回热器7与压缩机吸气管5传热连接，制热回热器8与压缩机吸气管5传热连接，还包括气管A9、气管Bl0、阀门A11、阀门Bl2、阀门Cl3、阀门Dl4，阀门A11与制冷回热器7串联设置，气管A9与制冷同热器7、阀门A11并联设置，阀门Bl2与制热同热器8串联设置，气管Bl0与制热同热器8、阀门Bl2并联设置，在气管A9上设置有阀门Cl3，在气管Bl0上设置有阀门Dl4，制冷时，冷媒依次通过压缩机l、电磁四通阀2、换热器A3、制冷回热器7、节流元件6、换热器B4、电磁四通阀2、压缩机吸气管5、压缩机l形成制冷回路，制热时，冷媒依次通过压缩机l、电磁四通阀2、换热器B4、制热回热器8、节流元件6、换热器A3、电磁四通阀2、压缩机吸气管5、压缩机l形成制热回路。由节流元件6、制冷回热器7与制热回热器8组成的回热节流装置，结构简单，在现有的热泵空调器基础上增加一个回热器即可，无需花费大量的成本改造生产工艺，能够节约成本。

热泵空调器的工作过程如下：当热泵空调器制冷时，冷媒经压缩机1压缩后，经电磁四通阀2导向后进入换热器A3进行冷凝，此时阀门Cl3关闭，阀门A导通，因此制冷节流前的高温冷媒进入制冷回热器7，与压缩机吸气管5中的低温冷媒进行回热交换，然后在经节流元件6节流，此时阀门Dl4导通，阀门Bl2关闭，因此节流后的低温冷媒不会经过制热回热器8，而是直接进入换热器B4进行蒸发换热，避免一次回热节流后的冷媒在二次回热时热量方向传递，降低同热效果，换热后的低温冷媒再经电磁四通阀2导向进入压缩机吸气管5，压缩机吸气管5中的低温冷媒在制冷回热器7中与制冷节流前的高温冷媒完成回热交换，然后回到压缩机l进行再次压缩，从而完成制冷回热循环；当热泵空调器制热时，冷媒经压缩机l压缩后，经电磁四通阀2导向后进入换热器B4进行冷凝，此时阀门Dl4关闭，阀门Bl2导通，因此制热节流前高温冷媒进入制热回热器8，与压缩机吸气管5中的低温冷媒进行回热交换，然后再经节流元件6节流，此时阀门Cl3导通，阀门A11关闭，因此节流后的低温冷媒不会经过制冷回热器7，而是直接进入换热器A3进行蒸发换热，换热后的低温冷媒再经电磁四通阀2导向进入压缩机吸气管5，压缩机吸气管5中的低温冷媒在制热回热器8中与制热节流前高温冷媒完成回热交换，然后回到压缩机l进行再次压缩，从而完成制热回热循环。

因此，通过设置上述回热节流装置，使得热泵空调器无论在制冷还是制热时，均可以在节流前进行回热，提高冷媒的过冷度，减少蒸发器出口的过热度，减少节流损失，实现双向回热，如图2所示的是本发明实施例一所描述的热泵空调器和无双向回热的热泵空调器在p-h(压-焓)图上的系统理论循环比较示意图，其中，无双向同热的热泵空调的理论循环abcda，有双向回热的热泵空调器的理论循环为a’b’c’d’a’，可以看出，有双向回热的热泵空调器冷媒的单位质量制冷量提高了△h l，即过冷部分cc’，且单位质量制热量提高了△h2，即回热部分aa’，而在蒸发压力P0，冷凝压力Pk不变的情况下，冷媒单位质量耗功保持不变，即hb’至ha’至hb至ha。因此，有双向回热的热泵空调器其系统制冷、制热性能及能效均得以提高。

实施例二：如图3所示，该热泵空调器，包括压缩机l、电磁四通阀2、换热器A3、换热器B4、压缩机吸气管5，电磁四通阀2有四个接口，其中一个接口与压缩机吸气管5的一端连接，压缩机吸气管5的另一端与压缩机l的入口相连，电磁四通阀2的另外三个接口分别与压缩机l的出口、换热器A3、换热器B4通过气管l7连通，换热器A3与换热器B4通过气管l7连通，所述换热器A3与换热器B4之间设置有可实现节流和双向回热功能的回热节流装置，回热节流装置与压缩机吸气管5传热连接。在所述压缩机吸气管5的外壁上缠绕制冷毛细管l5与制热毛细管l6或在所述压缩机吸气管5的管腔内设置制冷毛细管l5与制热毛细管l6形成所述的回热节流装置，制冷毛细管l5与制热毛细管l6串联设置，制冷毛细管l5的一端与换热器A3相连，另一端与制热毛细管l6一端相连，制热毛细管l6的另一端与换热器B4相连，还包括气管A9、气管Bl0、阀门Cl3、阀门Dl4，气管A9与制冷毛细管l5并联设置，气管Bl0与制热毛细管l6并联设置，在气管A9上设置有阀门Cl3，在气管Bl0上设置有阀门Dl4，制冷时，冷媒依次通过压缩机l、电磁四通阀2、换热器A3、制冷毛细管l5、换热器B4、电磁四通阀2、压缩机吸气管5、压缩机l形成制冷回路，制热时，冷媒依次通过压缩机l、电磁四通阀2、换热器B4、制热毛细管l6、换热器A3、电磁四通阀2、压缩机吸气管5、压缩机l形成制热回路。该回热节流装置由于没有采用回热器，能够大大降低成本，而且在节流的同时进行回热，能够提高回热效率。

热泵空调器的工作过程如下：当热泵空调器制冷时，冷媒经压缩机l压缩后，经电磁四通阀2导向后进入换热器A3进行冷凝，此时阀门Cl3关闭，因此制冷节流前的高温冷媒进入制冷毛细管l5进行节流，同时与压缩机口及气管5中的低温冷媒进行回热交换，此时阀门Dl4导通，因此节流后的低温冷媒不会经过制热毛细管l6，而是直接进入换热器B4进行蒸发换热，避免一次回热节流后的冷媒在二次回热时热量方向传递，降低回热效果，换热后的低温冷媒再经电磁四通阀2导向进入压缩机吸气管5，压缩机吸气管5中的低温冷媒在制冷毛细管l5中与制冷节流前的高温冷媒完成回热交换，然后回到压缩机1进行再次压缩，从而完成制冷回热循环；当热泵空调器制热时，冷媒经压缩机l压缩后，经电磁四通阀2导向后进入换热器B4进行冷凝，此时阀门Dl4关闭，因此制热节流前高温冷媒进入制热毛细管l6进行节流，同时与压缩机吸气管5中的低温冷媒进行回热交换，此时阀门Cl3导通，因此节流后的低温冷媒不会经过制冷回热器7，而是直接进入换热器A3进行蒸发换热，换热后的低温冷媒再经电磁四通阀2导向进入压缩机吸气管5，压缩机吸气管5中的低温冷媒在制热毛细管l6中与制热节流前高温冷媒完成回热交换，然后回到压缩机l进行再次压缩，从而完成制热回热循环。

因此，通过设置上述回热节流装置，使得热泵空调器兀论在制冷还是制热时，均可以在节流时进行回热，提高冷媒的过冷度，减少蒸发器出口的过热度，减少节流损失，实现双向同热，如图4所示的是本发明实施例二所描述的热泵空调器和无双向同热的热泵空调器在p—h(压—焓)图上的系统理论循环比较示意图，其巾，无双向回热的热泵空调的理论循环为abcda，有双向回热的热泵空调器的理论循环为a’b’c d’a’，可以看出，有双向回热的热泵空调器冷媒的单位质量制冷量提高了△hl，即过冷部分dd’，且单位质量制热量提高了△h2，即回热部分aa’，而在蒸发压力Po，冷凝压力Pk不变的情况下，冷媒单位质量耗功保持不变，即hb’—ha’ —hb—ha，因此，有双向回热的热泵空调器其系统制冷、制热性能及能效均得以提高。

在上述两个实施例中所述的阀门All、阀门Bl2、阀门Cl3、阀门Dl4可以是普通的阀门，在实际生产和使用过程中，作为优选的方式是：所述的阀门A11、阀门Bl2、阀门Cl3、阀门Dl4为单向导通阀或是电磁阀，在空调运行过程中，不用手动控制阀门的导通和关闭即可实现预定的功能，方便快捷。

Claims

1.一种双向回热高效热泵空调器，包括压缩机(1)、电磁四通阀(2)、换热器A(3)、换热器B(4)、压缩机吸气管(5)，电磁四通阀(2)有四个接口，其中一个接口与压缩机吸气管(5)的一端连接，压缩机吸气管(5)的另一端与压缩机(1)的入口相连，电磁四通阀(2)的另外三个接口分别与压缩机(1)的出口、换热器A(3)、换热器B(4)通过气管(17)连通，换热器A(3)与换热器B(4)通过气管(17)连通，其特征在于：所述换热器A(3)与换热器B(4)之间设置有可实现节流和双向回热功能的回热节流装置，回热节流装置与压缩机吸气管(5)传热连接。

2.如权利要求l所述的双向回热高效热泵空调器，其特征在于：所述的回热节流装置包括节流元件(6)、制冷回热器(7)与制热回热器(8)，节流元件(6)设置在制冷回热器(7)与制热回热器(8)之间，制冷回热器(7)与压缩机吸气管(5)传热连接，制热回热器(8)与压缩机吸气管(5)传热连接。

3.如权利要求2所述的双向回热高效热泵空调器，其特征在于：所述回热节流装置还包括气管A(9)、气管B(10)、阀门A(11)、阀门B(12)、阀门C(13)、阀门D(14)，阀门A(11)与制冷回热器(7)串联设置，气管A(9)与制冷回热器(7)、阀门A(11)并联设置，阀门B(12)与制热回热器(8)串联设置，气管B(10)与制热回热器(8)、阀门B(12)并联设置，在气管A(9)上设置有阀门C(13)，在气管B(10)上设置有阀门D(14)，制冷时，冷媒依次通过压缩机(1)、电磁四通阀(2)、换热器A(3)、制冷回热器(7)、节流元件(6)、换热器B(4)、电磁四通阀(2)、压缩机吸气管(5)、压缩机(1)形成制冷回路，制热时，冷媒依次通过压缩机(1)、电磁四通阀(2)、换热器B(4)、制热同热器(8)、节流元件(6)、换热器A(3)、电磁四通阀(2)、压缩机吸气管(5)、压缩机(1)形成制热回路。

4.如权利要求l所述的双向回热高效热泵空调器，其特征在于：在所述压缩机吸气管(5)的外壁上缠绕制冷毛细管(15)与制热毛细管(16)或在所述压缩机吸气管(5)的管腔内设置制冷毛细管(15)与制热毛细管(16)形成所述的回热节流装置，制冷毛细管(15)与制热毛细管(16)串联设置，制冷毛细管(15)的一端与换热器A(3)相连，另一端与制热毛细管(16)一端相连，制热毛细管(16)的另一端与换热器B(4)相连。

5.如权利要求4所述的双向回热高效热泵空调器，其特征在于：所述回热节流装置还包括气管A(9)、气管B(10)、阀门C(13)、阀门D(14)，气管A(9)与制冷毛细管(15)并联设置，气管B(10)与制热毛细管(16)并联设置，在气管A(9)上设置有阀门C(13)，在气管B(10)上设置有阀门D(14)，制冷时，冷媒依次通过压缩机(1)、电磁四通阀(2)、换热器A(3)、制冷毛细管(15)、换热器B(4)、电磁四通阀(2)、压缩机吸气管(5)、压缩机(1)形成制冷回路，制热时，冷媒依次通过压缩机(1)、电磁四通阀(2)、换热器B(4)、制热毛细管(16)、换热器A(3)、电磁四通阀(2)、压缩机吸气管(5)、压缩机(1)形成制热同路。

6.如权利要求3或5所述的双向回热高效热泵空调器，其特征在于：所述阀门A(11)、阀门B(12)、阀门C(13)、阀门D(14)为单向导通阀或是电磁阀。