CN203274348U - 一种超低温双回路热泵空调热水机 - Google Patents

一种超低温双回路热泵空调热水机 Download PDF

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Abstract

本实用新型公开了一种超低温双回路热泵空调热水机,包括至少有一级第一制冷压缩循环回路和至少有一级第二制冷压缩循环回路,所述第一制冷压缩循环回路通过管路依次连接有第一制冷压缩机、第一四通换向阀、耦合换热装置、第一膨胀阀和第一室外空气换热装置,所述第二制冷压缩循环回路通过管路依次连接有第二制冷压缩机、热水换热装置、第二四通换向阀、室内换热装置、第二膨胀阀、第二室外空气换热装置和耦合换热装置。本实用新型在冬季超低温或夏季酷热环境下利用双回路实现高效采暖或制冷、供热水,还可以在冬季较高气温或夏季通常气温时由第二制冷压缩循环回路单回路节能运行,提高了制冷制热效率,适合独立或分散式集中制冷或制热及供热水。

Description

一种超低温双回路热泵空调热水机
技术领域
[0001] 本实用新型涉及一种空调热水机,尤其涉及一种超低温双回路热泵空调热水机。背景技术
[0002] 现有技术的超低温空气源热泵,为了提高在冬季严寒气温下的制热效果,采用两级制冷压缩循环技术,为了进一步提高其经济性,根据室外气温需要将两级制冷压缩循环改变为单级制冷压缩循环运行,这就需要配置复杂的空调末端风机盘管与两级制冷压缩循环和单级制冷压缩循环输出的转换器件与回路,不但使系统运行转换变得复杂与麻烦,而且降低其可靠性。空调与生活热水是现代居家生活的必备需求,因此安装空调又要安装诸如空气源、太阳能或电热水器,特别是空气能热水器就是一台空气源热泵空调器的结构,不但重复增加设备的投资,还造成材料设备的重复生产制造,是一种社会性浪费且导致环境污染加重。
实用新型内容
[0003] 针对上述问题,本实用新型的目的是提供一种超低温双回路热泵空调热水机,它能在3 - 35°C的冬季超低温环境下由至少有一级第一制冷压缩循环回路和至少有一级第二制冷压缩循环回路双回路联合制冷压缩循环,实现在冬季超低温环境下高效地制热采暖并提供生活热水供热运行,在冬季气温较高时可以由第二制冷压缩循环回路单回路独立采暖、供生活热水;在夏季特高温酷热环境下由双回路高效制冷空调运行,也可以在夏季通常气温下单回路独立高效节能制冷运行。上述双回路与单回路交替运行,无需配置任何空调末端风机盘管与两级制冷压缩循环和单级制冷压缩循环输出的转换器件与回路。夏季制冷空调运行时,冷凝热量属于余热,通过生活热水换热器免费加热提供生活热水,既节能又经济。
[0004] 为达此目的,本实用新型采用以下技术方案:
[0005] 一种超低温双回路热泵空调热水机,包括至少有一级第一制冷压缩循环回路和至少有一级第二制冷压缩循环回路,所述第一制冷压缩循环回路通过管路依次连接有第一制冷压缩机、第一四通换向阀、耦合换热装置、第一膨胀阀和第一室外空气换热装置,所述第一室外空气换热装置包括第一室外空气换热器和设于所述第一室外空气换热器一侧的第一室外风机;所述第二制冷压缩循环回路通过管路依次连接有第二制冷压缩机、热水换热装置、第二四通换向阀、室内换热装置、第二膨胀阀、第二室外空气换热装置和耦合换热装置,所述第二室外空气换热装置包括第二室外换热器和设于所述第二室外换热器一侧的第二室外风机。所述第一制冷压缩机和第二制冷压缩机由变频自动控制运行。
[0006] 进一步的,所述耦合换热装置由壳体及设于壳体内的钎焊板式换热器构成或者由壳体及设于壳体内的螺旋盘管构成壳式螺旋盘管换热器,所述壳式螺旋盘管换热器包括一次侧换热盘管和二次侧换热盘管,所述钎焊板式换热器、所述一次侧换热盘管、二次侧换热盘管与壳体之间填充有换热、阻尼、缓冲介质,所述换热、阻尼、缓冲介质是制冷剂或导热油或防冻液或水。
[0007] 进一步的,所述耦合换热装置由冷凝、蒸发、储液、气液分离式耦合换热器构成或者由间壁式换热器直接接触换热形式的板式换热器、螺旋板式热交换器构成或者由冷热水输出耦合换热器、蒸发器和耦合水泵构成,所述冷热水输出耦合换热器的水侧换热端和所述蒸发器的水侧换热端经由耦合水泵和管道串联连接构成耦合换热回路。
[0008] 进一步的,所述热水换热装置由热水储水罐与置于所述热水储水罐内的热水换热盘管构成。
[0009] 进一步的,所述热水换热装置包括热水换热器和位于所述热水换热器一侧的热水储水罐,所述热水储水罐的安装位置高于所述热水换热器的安装位置。
[0010] 进一步的,所述热水换热装置包括热水换热器、位于所述热水换热器一侧的热水储水罐和加热水泵,所述热水储水罐、加热水泵和热水换热器依次通过管道连接构成。
[0011] 进一步的,所述室内换热装置至少由一台风机盘管构成。
[0012] 进一步的,所述室内换热装置由冷热水输出换热器、蓄能水泵、蓄能水箱和风机盘管依次通过管道连接构成。
[0013] 进一步的,所述室内换热装置包括由冷热水输出换热器、蓄能水泵和蓄能水箱通过管道连接构成的蓄能回路以及由蓄能水箱、放能水泵、隔离换热器、空调循环水泵和风机盘管通过管道连接构成的空调隔离输出回路。
[0014] 进一步的,所述室内换热装置由冷热水输出换热器、空调循环水泵和风机盘管依次通过管道连接构成。
[0015] 本实用新型的有益效果在于:通过设置第一制冷压缩循环回路和第二制冷压缩循环回路双回路的超低温双回路热泵空调热水机,根据室外气温情况自动控制工作模式,既可以实现在冬季超低气温环境下双回路高效地制热采暖并提供生活热水供热运行,也可以在冬季室外气温较高时利用第二制冷压缩循环回路单回路独立采暖供热;在夏季酷热特高温环境下双回路高效地制冷运行,还可以在夏季通常气温下利用第二制冷压缩循环回路单回路独立制冷空调节能运行,夏季制冷空调运行时,生活热水加热由冷凝余热免费提供,使系统达到更高的制冷、制热效率,不仅节能且经济,进一步增强了运行稳定性和可靠性。
附图说明
[0016] 图1为本实用新型实施例1提供的超低温双回路热泵空调热水机的结构示意图;
[0017] 图2为本实用新型实施例2提供的超低温双回路热泵空调热水机的结构示意图;
[0018] 图3为本实用新型实施例3提供的超低温双回路热泵空调热水机的结构示意图;
[0019] 图4为本实用新型实施例4提供的超低温双回路热泵空调热水机的结构示意图;
[0020] 图5为本实用新型实施例5提供的超低温双回路热泵空调热水机的结构示意图;
[0021] 图中:
[0022] 1、第一制冷压缩机;2、第一四通换向阀;3、一次侧换热器或一次侧换热盘管;4、换热、阻尼、缓冲介质;5、稱合换热装置;6、第一膨胀阀;7、第一室外空气换热器;8、第一室外风机;9、第二制冷压缩机;10、热水换热器或热水换热盘管;11、第二四通换向阀;12、风机盘管;13、第二膨胀阀;14、第二室外空气换热器;15、第二室外风机;16、热水储水罐;17、二次侧换热器或二次侧换热盘管;18、风机盘管;19、风机盘管;20、第二膨胀阀;21、第二膨胀阀;22、水侧换热端;23、制冷剂侧换热器;24、制冷剂侧换热器;25、制冷剂侧换热器;26、水侧换热端;27、冷热水输出换热器;28、蓄能水泵;29、加热水泵;30、蓄能水箱;31、一次换热端;32、二次换热端;33隔离换热器;34、放能水泵;35、空调循环水泵;36、水侧换热端;37、水侧换热端;38、冷热水输出耦合换热器;39、蒸发器;40、耦合水泵;41、热水出口 ;42、自来水入口 ;43、第一室外空气换热装置;44、第二室外空气换热装置;50、热水换热装置;60、室内换热装置。
具体实施方式
[0023] 下面结合附图,并通过具体实施例来进一步说明本实用新型的技术方案。
[0024] 图1-5为本实用新型实施例1-5提供的超低温双回路热泵空调热水机的结构示意图。本实用新型可生产制造小型家用空调,增加双回路数量与容量和风机盘管数量,也可以构建大型中央空调系统。
[0025] 实施例1
[0026] 如图1所示,一种超低温双回路热泵空调热水机,包括第一制冷压缩循环回路和第二制冷压缩循环回路,所述第一制冷压缩循环回路通过管路依次连接有第一制冷压缩机
1、第一四通换向阀2、耦合换热装置5、第一膨胀阀6和第一室外空气换热装置43,其中,所述耦合换热装置5是由壳体及设于壳体内的钎焊板式换热器构成,钎焊板式换热器与壳体之间填充有缓冲介质4 ;所述钎焊板式换热器的一次侧换热器3的制冷剂气体进出口端a端与所述第一四通换向阀2的f端连接,所述一次侧换热器3的制冷剂进出口端b端与所述第一膨胀阀6连接;所述钎焊板式换热器的二次侧换热器17的制冷剂气体出口端c端与所述第二制冷压缩机9吸气端连接,所述二次侧换热器17的制冷剂液体进口端d端与所述第二四通换向阀11的k端连接。所述第一室外空气换热装置43包括第一室外空气换热器7和设于所述第一室外空气换热器7 —侧的第一室外风机8,所述第一室外空气换热器7 —端与第一膨胀阀6连接,另一端与第一四通换向阀2的h端连接,所述第一制冷压缩机I吸气端与第一四通换向阀2的g端连接,排气端与第一四通换向阀2的e端连接。
[0027] 所述第二制冷压缩循环回路通过管路依次连接有第二制冷压缩机9、热水换热装置50、第二四通换向阀11、室内换热装置60、第二膨胀阀13、第二室外空气换热装置44和耦合换热装置5,其中,所述热水换热装置50包括热水储水罐16与置于所述热水储水罐16内的热水换热盘管10,所述热水换热盘管10的一侧与所述第二制冷压缩机9排气端连接,其另一侧与第二四通换向阀11的i端连接,热水储水罐16设置热水出口 41,自来水入口42。所述室内换热装置60由单台风机盘管12构成,所述风机盘管12的一端与所述第二四通换向阀11的j端连接,所述风机盘管12的另一端与所述第二膨胀阀13连接。所述第二室外空气换热装置44包括第二室外空气换热器14和设于所述第二室外空气换热器14 一侧的第二室外风机15,所述第二室外空气换热器14 一端与第二四通换向阀11的I端连接,另一端与所述第二膨胀阀13连接。所述第一制冷压缩机I和第二制冷压缩机9可以采用变频自动控制,所述第一膨胀阀6和第二膨胀阀13采用的是电子膨胀阀。
[0028] 冬季当室外气温较低时,第一制冷压缩循环回路和第二制冷压缩循环回路双回路同时运行,超低温双回路热泵空调热水机采暖供热的工作过程具体如下:
[0029] 第一制冷压缩机I运转,其高温排出气体由第一四通换向阀2的e端进入至f端,经a端进入耦合换热装置5内的一次侧换热器3中通过间壁传热对二次侧换热器17进行冷凝放热,同时也对换热、阻尼、缓冲介质4加热,本实施例介质4为导热油,在这里介质4起阻尼、缓冲作用,冷凝后的液态制冷剂由b端经第一膨胀阀6节流降压后进入第一室外空气换热器7,蒸发吸收室外空气中的热量,吸热蒸发成制冷剂气体再经过第一四通换向阀2的h端至g端送入第一制冷压缩机I的吸气端,被第一制冷压缩机I重复压缩后继续排出高温制冷剂气体,重复上述第一制冷压缩循环过程。
[0030] 第一制冷压缩循环回路的冷凝热量经耦合换热装置5的一次侧换热器3,耦合传递给第二制冷压缩循环回路耦合换热装置5的二次侧换热器17,再通过二次侧换热器17将第一制冷压缩循环回路的冷凝热量耦合换热给二次侧换热器17内的制冷剂,该制冷剂受热后其蒸发气体通过二次侧换热器17的c端送入第二制冷压缩循环回路的第二制冷压缩机9的吸气端,经压缩后的高温制冷剂气体进入热水换热盘管10,对热水储水罐16内的自来水进行冷凝加热,冷凝后的制冷剂气液混合物由第二四通换向阀11的i端至j端,经风机盘管12继续冷凝放热,通过风机盘管12向室内采暖供热,冷凝后的液体经第二膨胀阀13节流降压后进入第二室外空气换热器14,再由第二四通换向阀11的I端至k端,此时由于第二室外风机15处于关闭状态,第二室外空气换热器14蒸发量微小,只起到一个制冷剂通道的作用,液体由k端经d端进入耦合换热装置5的二次侧换热器17继续蒸发吸收一次侧换热器3,的热量后,气体由二次侧换热器17的c端被第二制冷压缩机9吸入后,继续压缩排出高温制冷剂气体,重复上述双回路热泵空调热水机在超低气温下双回路高效采暖供热运行。
[0031] 冬季当室外气温较高时,第一制冷压缩循环回路的全部器件停止运行,此时由第二制冷压缩循环回路独立运行,第二制冷压缩机9运转后,被压缩成高温高压状态的制冷剂气体经热水换热盘管10对自来水加热,放热后的制冷剂经第二四通换向阀11的i端至j端,进入风机盘管12继续冷凝放热,通过风机盘管12向室内采暖供热,冷凝后的液态制冷剂经第二膨胀阀13节流降压后至第二室外空气换热器14,此时第二室外风机15运行,空气强迫运动形成风,风吹过第二室外空气换热器14表面形成温差构成风能,第二室外空气换热器14内的制冷剂蒸发吸收外表面流过的风能之热量,吸收风能后蒸发的制冷剂气体由第二四通换向阀11的I端至k端,再经d端进入耦合换热装置5的二次侧换热器17内,这时因第一制冷压缩循环回路停止运行,所以换热介质无热量,此时二次侧换热器17只起到一个制冷剂通道作用,气态制冷剂由二次侧换热器17的c端排出送入第二制冷压缩机9的吸气端,经第二制冷压缩机9压缩后再次排出高温制冷剂气体,重复上述第二制冷压缩循环回路独立采暖供热节能运行。
[0032] 夏季通常气温环境下制冷空调运行时,其工作过程是:此时第一制冷压缩循环回路停止运行,由第二制冷压缩循环回路独立制冷空调运行,其过程是:第二四通换向阀11换向转为制冷状态,第二制冷压缩机9运转后,高温排气经生活热水换热盘管10对生活热水加热,冷凝放热后的制冷剂经第二四通换向阀11的i端至I端,进入第二室外空气换热器14再次冷凝放热,此时由于第二室外风机15开启,空气运动形成风,对流经第二室外空气换热器14的制冷剂进行冷凝放热,经冷凝放热后的制冷剂液体通过第二膨胀阀13节流降压后,进入风机盘管12蒸发吸收流过风机盘管12的室内空气热量,逐渐吸热降低室内空气温度,达到制冷空调的目的,蒸发后的制冷剂气体经第二四通换向阀11的j端至k端进入耦合换热装置5的二次侧换热器17的d端,此时二次侧换热器17担当通道作用,由c端流出进入第二制冷压缩机9的吸气端,经压缩后的排气再次进入热水换热盘管10,重复上述制冷空调运行。本实用新型中夏季生活热水加热由冷凝余热免费提供,既节能又经济。
[0033] 当夏季室外气温酷热时第一制冷压缩循环回路和第二制冷压缩循环回路双回路同时运行:这时第一四通换向阀2换向为制冷状态,第一制冷压缩机I运转后,排气由第一四通换向阀2的e端至h端,进入第一室外空气换热器7经第一室外风机8,将冷凝热排入大气,冷凝后的制冷剂液体经第一膨胀阀6节流降压后,由制冷剂进口 b经由耦合换热装置5的一次侧换热器3蒸发吸收耦合换热装置5的二次侧换热器17内的制冷剂的热量与换热、阻尼、缓冲介质4的热量,经一次侧换热器3冷却后的二次侧换热器17内的制冷剂获得进一步过冷,制冷剂过冷后进一步增加了第二制冷压缩循环回路的制冷量,从而大大提高了夏季酷热环境下的制冷效率,其中,第二制冷压缩循环回路的运行过程与上述夏季通常气温环境下制冷空调的运行过程相同,不再重复讲述。
[0034] 实施例2
[0035] 如图2所示,与实施例1基本相同,所不同之处在于:本实施例中,耦合换热装置5是由壳体及设于壳体内的螺旋盘管构成壳式螺旋盘管换热器,壳式螺旋盘管换热器的一次侧换热盘管3、位于所述一次侧换热盘管3 —侧的二次侧换热盘管17与壳体之间填充有缓冲介质4,在这里缓冲介质4为制冷剂,本实施例中所述一次侧换热盘管3与二次侧换热盘管17之间耦合换热完全由换热、阻尼、缓冲介质4完成,具体工作是:冬季第一制冷压缩循环回路的冷凝热量,经耦合换热装置5内的一次侧换热盘管3对缓冲介质4加热,被加热的缓冲介质4再对二次侧换热盘管17加热,至于其它运行过程与图1完全相同,就不再重复介绍了。
[0036] 热水换热装置50包括热水换热器10和位于所述热水换热器10 —侧的热水储水罐16,所述热水储水罐16的安装位置高于所述热水换热器10的安装位置。
[0037] 所述热水换热器10的制冷剂侧换热器23的制冷剂气体入口端m端与第二制冷压缩机9连接,热水换热器10的制冷剂侧换热器23的制冷剂冷凝液出口端η端与第二四通换向阀11的i端连接;所述热水换热器10的水侧换热端22出口端ο与热水储水罐16的入口端连接,热水储水罐16的出口与热水换热器10的水侧换热端22的入口端P端连接,所述热水储水罐16的底部一侧设置自来水入口 42 ;热水储水罐16的上部设置热水出口。
[0038] 所述室内换热装置60由多台风机盘管12、18和19分别与第二膨胀阀13、20、21串联后,再并联连接在第二室外空气换热器14的一端与第二四通换向阀11的j端之间,其工作过程与图1单台风机盘管12完全一样,分别独立运行。
[0039] 下面只对热水加热过程进行介绍,其它工作过程与实施例1的工作过程相同,不再重复讲述。第二制冷压缩机9高温排气进入热水换热器10的制冷剂侧换热器23冷凝放热、对水侧换热端22流经的生活热水加热,本实施例的热水储水罐16安装在热水换热器10 —侧且高于所述热水换热器10的安装位置,依靠生活热水罐内自来水水位差形成重力对流换热,受热的自来水向上流动,冷水自下而上循环完成生活热水加热过程,与实施例1相对比,本实施例增加了风机盘管18、19和第二膨胀阀20、21,可以构成一拖多式空调系统,每条支路的制冷与制热运行时,制冷剂的蒸发与放热由各条支路独立完成,其运行过程与图1中的风机盘管12和第二膨胀阀13完全相同。[0040] 实施例3
[0041] 如图3所示,与实施例2不同之处在于:本实施例中,耦合换热装置5为冷凝、蒸发、储液、气液式耦合换热器,其结构与图1和图2的耦合换热装置5有所不同。室内换热装置60为蓄能系统,它依次由冷热水输出换热器27、风机盘管12、蓄能水箱30、蓄能水泵28构成。热水换热装置50与图2所不同的是在热水换热器10的水侧换热端22的p端与热水储水罐16之间配置了加热水泵29。下面针对上述与图2不同部分的工作过程加以说明。
[0042] 本实施例中的换热、阻尼、缓冲介质4为第二制冷压缩循环回路的制冷剂。当冬季双回路采暖供热运行时,被冷凝热加热的制冷剂蒸气,经c端输入第二制冷压缩机9,压缩后高温排气由m端至热水换热器10的制冷剂侧换热器23冷凝放热后,再经η端由第二四通换向阀11的i端至j端经冷热水输出换热器27的制冷剂侧换热器25,继续冷凝放热对水侧换热端26由蓄能水泵28循环流经的采暖水加热,采暖水经风机盘管12对室内放热采暖运行,放热后的采暖水送入蓄能水箱30并蓄存在蓄能水箱30之中,蓄能水箱30中的采暖水经蓄能水泵28继续循环加热,重复上述蓄热运行。室内达到设置的温度后,风机盘管12的风机停止运行,采暖水的热量将全部蓄存在蓄能水箱30之中,完成采暖与蓄热运行过程。冷凝放热后的制冷剂经第二膨胀阀13节流后至第二室外空气换热器14,此时第二室外风机15停止运行,因此第二室外空气换热器14基本不换热,只当作制冷剂的通道,制冷剂经第二四通换向阀11的I端至k端,由d端进入冷凝、蒸发、储液、气液式耦合换热器,蒸发吸收第一制冷压缩循环回路由一次侧换热盘管3释放的冷凝热,被加热的制冷剂蒸气继续被第二制冷压缩机9压缩,重复上述双回路采暖运行。夏季蓄冷运行由第二膨胀阀13节流后的制冷剂进入冷热水输出换热器27的制冷剂侧换热器25,蒸发吸收冷热水输出换热器27的水侧换热端26的冷媒水中热量,将冷媒水制冷为4°C的冷冻冰水并蓄存在蓄能水箱30之中,蓄冷过程与蓄热完全一样,不再重复介绍。
[0043] 上述蓄能运行模式:利用夜间谷电时段廉价电力蓄热水、蓄冷水,在白天高峰电时段停止制冷压缩机运行,依靠蓄能水泵放热、放冷水廉价空调运行,供生活热水。
[0044] 本实施例与实施例2的生活热水加热不同,其是由加热水泵29强迫循环加热,加热过程:生活热水由加热水泵29经热水换热器10的水侧换热端22加热后,由ο端至热水储水罐16,将热水蓄存在热水储水罐16之中,其中,自来水由自来水入口 42进入,生活热水经热水出口 41输出。
[0045] 实施例4
[0046] 如图4所示,与实施例1〜3不同之处在于:本实施例中,所述耦合换热装置5由间壁式换热器直接接触换热形式的钎焊板式换热器构成,本实施例中钎焊板式换热器不浸泡在介质4之中,由板式换热器直接耦合换热,但是耦合换热过程与图1完全一样,故工作过程不再叙述。
[0047] 所述室内换热装置60包括由冷热水输出换热器27、蓄能水泵28和蓄能水箱30通过管道连接构成蓄能回路;由蓄能水箱30、放能水泵34、隔离换热器33、空调循环水泵35和风机盘管12通过管道连接构成空调隔离输出回路。所述冷热水输出换热器27的制冷剂侧换热器25的一端与第二四通换向阀11的j端连接,冷热水输出换热器27的制冷剂侧换热器25的另一端与第二膨胀阀13连接;所述冷热水输出换热器27的水侧换热端26的一端与蓄能水箱30的一侧连接,冷热水输出换热器27的水侧换热端26的另一端通过蓄能水泵28与蓄能水箱30的另一侧连接构成空调蓄能循环回路;所述隔离换热器33的一次换热端31的一端与所述蓄能水箱30的一侧连接,隔离换热器33的一次换热端31的另一端通过放能水泵34与所述蓄能水箱30的另一侧连接构成空调放能循环回路;所述隔离换热器33的二次换热端32的一端与所述风机盘管12的一侧连接,隔离换热器33的二次换热端32的另一端通过空调循环水泵35与所述风机盘管12的另一侧连接构成空调末端隔离输出循环回路。本实施例所述的室内换热装置60,与实施例3的蓄能方式不同,下面详细介绍其工作过程:
[0048] 冬季谷电时段蓄热采暖供热时的工作过程如下:第二制冷压缩机9的排气先经生活热水换热盘管10加热生活热水,放热后的制冷剂再经第二四通换向阀11的i端接通j端进入冷热水输出换热器27的制冷剂侧换热器25将冷疑热传至水侧换热端26对采暖水加热,此时采暖水经蓄能水泵28经水侧换热端26加热后,将热量以水的方式蓄存在蓄能水箱30之中,达到蓄热设定水温后,停止蓄热运行;峰电时段放热运行是由与蓄能水箱30并联的输出隔离换热器33完成的,放能水泵34将蓄能水箱30内蓄存的热水经隔离换热器33的一次换热端31将热量传至二次换热端32,由空调循环水泵35循环的采暖水经隔离换热器的二次换热端32释放热量对采暖水加热,被加热的采暖水经风机盘管12向室内吹出热风采暖供热运行。
[0049] 夏季制冷时,当供电时段在谷电时,经第二室外空气换热器14冷凝放热后的制冷剂液体经第二膨胀阀13节流后进入冷热水输出换热器27内的制冷剂侧换热器25,蒸发吸收水侧换热端26流过的冷媒水中热量,冷媒水被冷却至4°C左右的冰水蓄存在蓄能水箱30之中;当处于峰电或平电时段,由放能水泵34将蓄存在蓄能箱30内的冷媒水经隔离换热器33的一次换热端31对二次换热端32的空调冷媒水制冷,冷冻水经风机盘管12吹冷风向室内制冷空调运行。经风机盘管12放冷后的冷冻水由空调循环水泵35循环,继续被二次换热端32冷却制冷,重复上述放冷空调运行。该隔离输出循环系统的优点是蓄能水箱30不承压,可以由开启式保温水箱构成。另外,风机盘管12空调末端系统由隔离换热器33隔离输出,因此,系统具有较强的安全稳定性和可靠性,适合大型中央空调系统。
[0050] 实施例5
[0051] 如5所示,与实施例1至4不同之处在于:在本实施例中,所述耦合换热装置5包括冷热水输出I禹合换热器38、位于冷热水输出f禹合换热器38 —侧的蒸发器39和I禹合水泵40构成。所述稱合水泵40的一端连接冷热水输出稱合换热器38的水侧换热端36的一端,另一端连接蒸发器39的水侧换热端37的一端,所述冷热水输出稱合换热器38的水侧换热端36的另一端与所述蒸发器39的水侧换热端37的另一端相连接;所述冷热水输出耦合换热器38的制冷剂气体进出口端a端与所述第一四通换向阀2的f端连接,所述冷热水输出耦合换热器38的制冷剂冷凝液出口端b端与所述第一膨胀阀6连接;所述蒸发器39的制冷剂气体出口端c端与所述第二制冷压缩机9吸气端相连接,所述蒸发器39的制冷剂液体进口 d端与所述第二四通换向阀11的k端连接。图5中耦合水泵40循环回路中所循环的换热、阻尼、缓冲介质4是防冻液。
[0052] 所述室内换热装置60依次由冷热水输出换热器27、空调循环水泵35和风机盘管12通过管道连接构成空调输出循环回路;所述冷热水输出换热器27的制冷剂侧换热器25的一端与所述第二四通换向阀11的j端连接,冷热水输出换热器27的制冷剂侧换热器25的另一端与第二膨胀阀13连接;冷热水输出换热器27的水侧换热端26的一端与所述风机盘管12的一侧连接,冷热水输出换热器27的水侧换热端26的另一端通过空调循环水泵35与所述风机盘管12的另一侧相连接;另外,未设置生活热水换热供水装置。
[0053] 冬季采暖供热的工作过程是:第一制冷压缩机I高温排气经第一四通换向阀2的e端至f端,经接口 a端至冷热水输出耦合换热器38的制冷剂侧换热器24,将第一制冷压缩循环回路的冷凝热释放至水侧换热端36循环的换热介质防冻液之中,被冷凝加热的防冻液由耦合水泵40送至蒸发器39的水侧换热端37,换热介质防冻液对蒸发器39的制冷剂侧换热器17内的制冷剂加热,将第一制冷压缩循环回路的冷凝热量经防冻液通过蒸发器39的二次侧换热器17耦合换热至二次侧换热器17内循环的第二制冷压缩循环回路的制冷剂之中。受热后的制冷剂蒸发变为气体被第二制冷压缩机9吸入并被压缩,其排气经第二四通换向阀11的i端至j端,进入冷热水输出换热器27的制冷剂侧换热器25并放热至水侧换热端26,对由空调循环水泵35循环流经水侧换热端26的采暖水加热,冷凝放热后的制冷剂液体经第二膨胀阀13节流降压后进入第二室外空气换热器14,此时第二室外风机15关闭,故第二室外空气换热器14只起到通路作用,制冷剂由第二四通换向阀11的I端通至k端,经蒸发器39的二次侧换热器17继续蒸发吸收水侧换热端37换热介质防冻液中的热量。而被冷凝加热的采暖水由空调循环水泵35经水侧换热端26继续加热,由风机盘管12对室内采暖供热。
[0054] 春秋季制热及夏季通常气温制冷均由第二制冷压缩循环回路单回路独立运行,其过程与上述一样,不再重复介绍。
[0055] 需要声明的是,以上实施例仅用于解释本实用新型的技术原理,而不能以任何方式解释为对本实用新型保护范围的限制,凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种超低温双回路热泵空调热水机,其特征在于,包括至少有一级第一制冷压缩循环回路和至少有一级第二制冷压缩循环回路,所述第一制冷压缩循环回路通过管路依次连接有第一制冷压缩机(I)、第一四通换向阀(2)、耦合换热装置(5)、第一膨胀阀(6)和第一室外空气换热装置(43),所述第一室外空气换热装置(43)包括第一室外空气换热器(7)和设于所述第一室外空气换热器(7) —侧的第一室外风机(8);所述第二制冷压缩循环回路通过管路依次连接有第二制冷压缩机(9)、热水换热装置(50)、第二四通换向阀(11)、室内换热装置(60)、第二膨胀阀(13)、第二室外空气换热装置(44)和耦合换热装置(5),所述第二室外空气换热装置(44)包括第二室外空气换热器(14)和设于所述第二室外空气换热器(14) 一侧的第二室外风机(15),所述第一制冷压缩机(I)和第二制冷压缩机(9)由变频自动控制运行。
2.根据权利要求1所述的空调热水机,其特征在于,所述耦合换热装置(5)由壳体及设于壳体内的钎焊板式换热器构成或者由壳体及设于壳体内的螺旋盘管构成壳式螺旋盘管换热器,所述壳式螺旋盘管换热器包括一次侧换热盘管(3)和二次侧换热盘管(17),所述钎焊板式换热器、所述一次侧换热盘管(3)、二次侧换热盘管(17)与壳体之间填充有换热、阻尼、缓冲介质(4) ,所述换热、阻尼、缓冲介质(4)是制冷剂或导热油或防冻液或水。
3.根据权利要求1所述的空调热水机,其特征在于,所述耦合换热装置(5)由冷凝、蒸发、储液、气液分离式耦合换热器构成或者由间壁式换热器直接接触换热形式的板式换热器、螺旋板式热交换器构成或者由冷热水输出耦合换热器(38)、蒸发器(39)和耦合水泵(40)构成,所述冷热水输出耦合换热器(38)的水侧换热端(36)和所述蒸发器的水侧换热端(37 )经由耦合水泵(40 )和管道串联连接构成耦合换热回路。
4.根据权利要求1所述的空调热水机,其特征在于,所述热水换热装置(50)由热水储水罐(16)与置于所述热水储水罐(16)内的热水换热盘管(10)构成。
5.根据权利要求1所述的空调热水机,其特征在于,所述热水换热装置(50)包括热水换热器(10)和位于所述热水换热器(10)—侧的热水储水罐(16),所述热水储水罐(16)的安装位置高于所述热水换热器(10)的安装位置。
6.根据权利要求1所述的空调热水机,其特征在于,所述热水换热装置(50)包括热水换热器(10)、位于所述热水换热器(10)—侧的热水储水罐(16)和加热水泵(29),所述热水储水罐(16 )、加热水泵(29 )和热水换热器(10 )依次通过管道连接构成。
7.根据权利要求1所述的空调热水机,其特征在于,所述室内换热装置(60)至少由一台风机盘管构成。
8.根据权利要求1所述的空调热水机,其特征在于,所述室内换热装置¢0)由冷热水输出换热器(27 )、蓄能水泵(28 )、蓄能水箱(30 )和风机盘管(12)依次通过管道连接构成。
9.根据权利要求1所述的空调热水机,其特征在于,所述室内换热装置¢0)包括由冷热水输出换热器(27)、蓄能水泵(28)和蓄能水箱(30)通过管道连接构成蓄能回路;由蓄能水箱(30)、放能水泵(34)、隔离换热器(33)、空调循环水泵(35)和风机盘管(12)通过管道连接构成空调隔离输出回路。
10.根据权利要求1所述的空调热水机,其特征在于,所述室内换热装置¢0)由冷热水输出换热器(27 )、空调循环水泵(35 )和风机盘管(12)依次通过管道连接构成。
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CN103245122A (zh) * 2013-05-16 2013-08-14 王全龄 一种超低温双回路热泵空调热水机
CN113566451A (zh) * 2020-04-29 2021-10-29 约克广州空调冷冻设备有限公司 一种热泵系统

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