CN206145862U - 一种电热双重制冷空调机 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种电热双重制冷空调机，属于空调机技术领域，它由蒸汽压缩式热泵和吸收式热泵联合组成，包括压缩机、蒸发器、冷凝器、第一发生器、第一热交换器和第一吸收器，所述压缩机依次经第一发生器和第一热交换器后与冷凝器相连，所述冷凝器通过节流阀与蒸发器相连，所述蒸发器与所述压缩机相连；还包括第二发生器和第二热交换器；所述第一热交换器依次经第一发生器、第一微型压力泵与所述第二发生器连接，所述第二发生器与所述第一吸收器连接，所述第二发生器与所述第一吸收器之间依次连接有第二热交换器、冷凝器、节流阀和蒸发器。该空调机对压缩机产生的大量热能进行了充分利用，用来再制冷或改善压缩机的工作环境，能效比可达4‑6。

Description

一种电热双重制冷空调机

技术领域

本实用新型属于空调技术领域，进一步涉及一种电热双重制冷空调机。

背景技术

大众常见的空调器多为蒸汽压缩式空调器，由室内机和室外机两部分组成。这种蒸汽压缩式空调器，它的工作原理是：压缩机将低压低温的气态冷媒压缩为高温高压的气态冷媒，然后送到冷凝器(室外机)散热后成为中温中压的液态冷媒，所以室外机吹出来的是热风。液态的冷媒经毛细管，减压进入蒸发器(室内机)，空间突然增大，压力减小，液态的冷媒就会汽化，(从液态到气态是个吸热的过程)，吸收大量的热量，蒸发器就会变冷，室内机的风扇将室内的空气从蒸发器中吹过，所以室内机吹出来的就是冷风；这种制冷模式理论上可以有相对高的能效，cop可达3-7。然而常用的这种空调能效约在3左右，影响其能效无法提高的原因在于：夏季制冷时需要向外放热，而最热天时室外环境温度常达37--40多度，其冷凝器冷凝效率不高；相反冬天制热时需要吸收室外空气的热量，而冬天室外环境温度大多在0度或0度以下，其蒸发器蒸发效率不高，亦即这种空调工作模式和环境温度的匹配性很差，所以限制了这种空调器能效的提高。

由于压缩式热泵制热效率远高于一般电热器制热效率，于是人们发展了空气能热水器。近年又有了空气能空调热水一体机，它将空调的室外蒸发器改为水冷式蒸发器，通过压缩式热泵对环境气体制冷，并将发热量储存在水箱中得到热水，可以在制冷的同时产生60-75℃左右的热水，节能效果显著。

但实际使用中有几个问题存在：□

1.当水温已经很高时，压缩机再持续工作它的冷凝效率就很低下了，而且还影响压缩机的寿命，甚至压缩机会保护停机。要想继续制冷就必须先把热水用了或放掉换成冷水，这样节能的意思就失效了。

2.为了延长空调制冷的时间，储水量就不能太小，这样体积势必较大。加之水箱保温与换水的麻烦，功能与美观很难兼顾。

3.人们享用制冷与享用热水的需求不是都能得到平衡的，所以节能也是无法保证的。

为了寻找更好的技术，国内外大量的研究机构、众多的研究人员在太阳能空调方面展开了大量的研究。较为有效的办法是：利用太阳能加热热水到80度以上，再由这种低温热水做能源驱动吸收式热泵进行制冷，在节能效果上有了很大的进步。其在一些屋顶中央空调上有成功的应用。与压缩式空调不同，吸收式制冷使用的工质通常是一种二元溶液，由沸点不同的两种物质所组成。其中低沸点的物质为制冷剂，高沸点的物质为吸收剂。因此，二元溶液又称为制冷剂——吸收剂工质对。所谓二元溶液，是指两种互不起化学作用的物质组成的混合物。这种均匀混合物的各种物理性质(如压力、温度、浓度等)在整个混合物中各处都完全一致，不能用纯机械的沉淀或离心方式将它们分离成原组成物质。其制冷原理分为两部分：1、二元溶液在发生器内被热源加热沸腾，产生出制冷剂蒸汽在冷凝器中被冷凝为冷剂液体。液态冷剂经U形管节流后进入蒸发器，经蒸发器在低压条件下喷淋，液态冷剂蒸发，吸收冷媒热量，产生制冷效果。2、发生器流出的浓溶液，经热交换器降温、降压后自流进入吸收器，与吸收器原溶液混合成为中间浓度的浓溶液。中间浓度溶液被吸收器泵输送并喷淋，吸收从蒸发器出来的制冷剂蒸汽变为稀溶液。稀溶液由发生器泵送达发生器，重新被热源产生制冷剂蒸汽再次形成浓溶液，进入下一个循环周期。这种吸收式制冷技术不用压缩机，主要以热源做为动力。

但由于太阳能集热器、系统冷却水系统的体积大和投资高，且太阳能的不稳定性(阴雨天、夜晚无法使用)致使其推广应用受限。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种能与环境高度匹配的空调技术，称之为电热双重制冷空调技术。她不同于普通空调和空气能空调热水一体机的是，这种电热双重制冷空调机由一组蒸汽压缩式热泵和两组吸收式热泵组合而成。在环境温度很高亟需制冷时，其吸收室内或室外的空气中的热量，在制冷的同时产生大量的中高温热能，采用分段式冷凝的方式，高温部分推动一级吸收式热泵工作，一级吸收式热泵可以利用压缩机排放的95℃-75℃，75℃-50℃的大部分热能工作，低温部分50℃-20℃由一个室外冷凝器降温冷凝，再对水箱蒸发器制冷，水箱蒸发器储存的冷量通过一种防冻液介质由泵送入室内机实现对室内空气的制冷。一级吸收式热泵工作时也产生热能，其高中温部分再推动二级吸收式热泵，低温部分也由室外冷凝器降温冷凝，再对水箱蒸发器制冷；二级吸收式热泵产生的高中温返馈给二级系统再利用，低温部分通过室外冷凝器冷却降温，最后亦对水箱蒸发器制冷。这样一种复合式结构由于采用分段冷却，保证了压缩机工作在较理想的环境条件下，压缩机的效率可以较高，加上二级制冷的附加，其系统的总能效可望达到4-6，将优于常规的制冷技术。并且这种技术由于减少了太阳能集热器和冷却器部分，又不受阴雨天和夜晚的影响，其体积可以很大程度的缩小，成本也大大的减少，由于其热能大部分取自于空气中，且其运行中所发生的热能大部分也得到了利用，而且能效高于普通空调，所以这种电热双重制冷空调技术将会对传统空调技术进行革命性的更新换代，并作为一种最理想的室内一体化空调器或移动式空调器得到推广，它亦可作为一种大中型中央空调的优化技术得到应用。

为了实现上述目的，本实用新型通过以下技术方案予以实现：

一种电热双重制冷空调机，包括压缩机、冷凝器、第一发生器、第一热交换器和第一吸收器，所述压缩机依次经第一发生器和第一热交换器后与冷凝器相连，所述冷凝器通过节流阀与蒸发器相连，所述蒸发器与所述压缩机相连；

还包括第二发生器和第二热交换器；所述第一热交换器依次经第一发生器、第一微型压力泵与所述第二发生器连接，所述第二发生器与所述第一吸收器连接，所述第二发生器与所述第一吸收器之间依次连接有第二热交换器、冷凝器、节流阀和蒸发器。

进一步地，还包括第二微型压力泵，所述第二发生器输出的高温蒸汽经第二微型压力泵加压后返回第二发生器流入第二热交换器。

进一步地，还包括第二吸收器，所述蒸发器依次经第二吸收器、第二热交换器后与第二发生器连接。

进一步地，所述蒸发器为水冷蒸发器。

进一步地，所述冷凝器为室外冷凝器。

进一步地，还包括一室内机，所述室内机通过循环泵与所述蒸发器连接。

更进一步地，所述第一热交换器经U型管与第一吸收器连接。

更进一步地，所述第一吸收器为喷淋式吸收器。

本实用新型的有益效果如下：

1.本实用新型可用于常用空调机，比如：分体式电热双重制冷高能效空调机、一体化空调或移动式空调机和大中型屋顶中央空调。

2.本实用新型中第一发生器和第一热交换器、第一吸收器为一级吸收式热泵，第二发生器和第二热交换器、第二吸收器为二级吸收热泵。在环境温度很高亟需制冷时，压缩机吸收室内或室外的空气中的热量，在制冷的同时产生大量的中高温热能，采用分段式冷凝的方式，高温部分推动一级吸收式热泵工作，一级吸收式热泵可以利用压缩机排放的95℃-75℃，75℃-50℃的大部分热能工作，低温部分50℃-20℃由一个室外冷凝器降温冷凝，再对水箱蒸发器制冷，水箱蒸发器储存的冷量通过一种防冻液介质由泵送入室内机实现对室内空气的制冷。

3.一级吸收式热泵工作时也产生热能，其高中温部分再推动二级吸收式热泵，低温部分也由室外冷凝器降温冷凝，再对水箱蒸发器制冷；二级吸收式热泵产生的高中温返馈给二级系统再利用，低温部分通过室外冷凝器冷却降温，最后亦对水箱蒸发器制冷。这样一种复合式结构保证了压缩机工作在较理想的环境条件下，所以压缩机的效率可以较高，加上二级制冷的附加，其系统的总能效可望达到4-6，将优于常规的制冷技术。并且这种技术由于减少了太阳能集热器和冷却器部分，又不受阴雨天和夜晚的影响，其体积可以很大程度的缩小，成本也大大的减少，由于其热能大部分取自于空气中，且其运行中所发生的热能大部分也得到了利用，而且能效高于普通空调，所以这种电热双重制冷空调技术将会对传统空调技术进行革命性的更新换代，并作为一种最理想的室内一体化空调器或移动式空调器得到推广，它亦可作为一种大中型中央空调的优化技术得到应用。

附图说明

图1为本实用新型提出的一种具体实施例的结构示意图；

图2为本实用新型提出的另一个具体实施例的结构示意图；

图中：

1、压缩机；2、水冷蒸发器；3、室外冷凝器；4、节流阀；5、第一发生器；6、第一热交换器，7、第一吸收器，8、第一微型压力泵；9、第二发生器；10、第二热交换器；11、第二吸收器；12、第二微型压力泵；13、循环泵；14、室内机，15.水箱冷凝器，16.风冷蒸发器。

具体实施方式

为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。

参照附图1，本实用新型应用于分体式空调机，具体包括其需要室内机14，具体包括一蒸汽压缩式热泵和两组吸收式热泵及室内机14，所述蒸汽压缩式热泵包括压缩机1、室外冷凝器3、节流阀4和水冷蒸发器2，两组吸收式热泵分别包括一级吸收式热泵和二级吸收式热泵，一级吸收式热泵又包括第一发生器5、第一热交换器6和第一吸收器7，二级吸收式热泵包括第二发生器9、第二热交换器10和第二吸收器11；

所述压缩机1依次经第一发生器5和第一热交换器6后与室外冷凝器3相连，所述室外冷凝器3通过节流阀4与水冷蒸发器2相连，所述水冷蒸发器2与所述压缩机1相连；所述第一热交换器6依次经第一发生器5、第一微型压力泵8与所述第二发生器9连接，所述第二发生器9与所述第一吸收器7连接，所述第二发生器9与所述第一吸收器7之间依次连接有第二热交换器10、室外冷凝器3、节流阀4和水冷蒸发器2。

具体使用中：

压缩机循环：经压缩机1压缩后的高温高压蒸汽进入一级吸收式热泵的第一发生器5放热，再经第一热交换器6进一步降温后，最后经室外冷凝器3彻底冷凝成液态，经节流阀4减压后进入水冷蒸发器2蒸发制冷，然后回到压缩机1重新压缩。

一级吸收式热泵循环：第一发生器5和第二发生器9分别由热虹吸管和再发生器联合组成。经压缩机1管道高温蒸汽加热后，一级吸收式热泵中第一发生器5的提升管在提升溶液并发生的过程中将经第一热交换器6预热后的溶液提升到第一发生器5中进一步发生，产生的高温蒸汽由第一微型压力泵8加压升温后进入二级热泵的第二发生器9后经第二热交换器10降温，再经室外冷凝器3冷却，节流减压后对水冷蒸发器2制冷，然后回到一级热泵系统的第一吸收器7吸收；一级吸收式的第一发生器5发生后的溶液经过一级系统的第一热交换器6降温后经U型管减压进入喷淋式7一级吸收器重新吸收。

二级吸收式热泵循环：二级吸收式热泵的第二发生器9发生出来的高温蒸汽由第二微型压力泵12加压升温后返回二级热泵的第二发生器9、提升泵、第二热交换器10对热能再次利用，经室外冷凝器3冷却，节流减压后又对水冷蒸发器2制冷降温；因为其压缩机1、一级吸收式热泵、二级吸收式热泵都对水冷蒸发凝器2制冷，所以，在整个系统中，压缩机1对2水冷蒸发器制的冷，加一、二级吸收式热泵对水冷蒸发器2制的冷总量和，将远大于单一压缩机制冷系统，其能效可达4-6。水冷蒸发器2介质采用高级防冻液，比如汽车防冻液等，由循环水泵将这种低温防冻液送入室内机14对室内空气制冷。这样的结构可以很方便的实现一拖二甚至一托多。室内机14与室外机的连接仅是冷冻液循环管(常压)而不是压缩机冷媒的压力管道连接，密封要求低，安装因此更容易。

冬季制热时，通过四通阀的切换，压缩机1反方向运行，压缩蒸汽经水冷蒸发凝器2放热后，经节流阀4后在3室外冷凝器中吸热，通过一级吸收式管道回到压缩机循环。一二机吸收式系统停止工作。

参照附图2，为本实用新型用于一体空调或移动式空调机的实施例。所述空调机包括一蒸汽压缩式热泵和两组吸收式热泵及室内机14，所述蒸汽压缩式热泵包括压缩机1、风冷蒸发器16和水箱冷凝器15，两组吸收式热泵分别包括一级吸收式热泵和二级吸收式热泵，一级吸收式热泵又包括第一发生器5、第一热交换器6和第一吸收器7，二级吸收式热泵包括第二发生器9、第二热交换器10和第二吸收器11；

所述压缩机1依次经第一发生器5和第一热交换器6后与水箱冷凝器15相连，所述水箱冷凝器15通过节流阀4与风冷蒸发器16相连，所述风冷蒸发器16与所述压缩机1相连；所述第一热交换器6依次经第一发生器5、第一微型压力泵8与所述第二发生器9连接，所述第二发生器9与所述第一吸收器7连接，所述第二发生器9与所述第一吸收器7之间依次连接有第二热交换器10、水箱冷凝器15、节流阀4和风冷蒸发器16。

其工作原理如下：

压缩机循环：经压缩机1压缩后的高温高压蒸汽进入一级吸收式热泵的第一发生器5放热，再经第一热交换器6进一步降温后，最后经水箱冷凝器3彻底冷凝成液态，经节流阀4减压后进入风冷蒸发器16蒸发制冷，然后回到压缩机1重新压缩。

一级热泵循环：第一发生器5和第二发生器9分别由热虹吸管和再发生器联合组成。经压缩机1管道高温蒸汽加热后，一级热泵中第一发生器5的提升管在提升溶液并发生的过程中将经第一热交换器6预热后的溶液提升到第一发生器5中进一步发生，产生的高温蒸汽由第一微型压力泵8加压升温后进入二级热泵的第二发生器9后经第二热交换器10降温，再经水箱冷凝器3冷却，节流减压后又对水箱冷凝器3制冷，然后回到一级热泵系统的第一吸收器7吸收；第一发生器5发生后的溶液经过一级系统的第一热交换器6降温后经U型管减压进入喷淋式第一吸收器7重新吸收。

二级热泵循环：二级热泵的第二发生器9发生出来的高温蒸汽由第二微型压力泵12加压升温后返回二级热泵的第二发生器9、提升泵、第二热交换器10对热能再次利用，经水箱冷凝器3冷却，节流减压后又对水箱冷凝器3制冷降温；对一二级吸收式系统而言，水箱冷凝器3在这里即是冷凝器亦是蒸发器；因为其对水箱冷凝器3放出的热量远小于对其制冷的量，所以，在整个系统中，压缩机1对水箱冷凝器3放出的热，加一、二级热泵对冷却水放出的热的总量和，与一、二级热泵对水箱冷凝器制冷的总量基本平衡。因此，该系统将压缩机1产生的热能基本全部利用而不需要外排，冷却水温度也基本能保持恒定在较低温度。

为保障系统运行的稳定性，还采用了两种高、低温不同的相变蓄热材料，一方面保障系统运行参数的稳定，另一方面亦可保障即使在系统平衡发生偏移时，通过吸收式系统的继续运行使整体系统恢复到原始状态。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (8)

1.一种电热双重制冷空调机，其特征在于：包括压缩机(1)、蒸发器(2)、冷凝器(3)、第一发生器(5)、第一热交换器(6)和第一吸收器(7)，所述压缩机(1)依次经第一发生器(5)和第一热交换器(6)后与冷凝器(3)相连，所述冷凝器(3)通过节流阀(4)与蒸发器(2)相连，所述蒸发器(2)与所述压缩机(1)相连；

还包括第二发生器(9)和第二热交换器(10)；所述第一热交换器(6)依次经第一发生器(5)、第一微型压力泵(8)与所述第二发生器(9)连接，所述第二发生器(9)与所述第一吸收器(7)连接，所述第二发生器(9)与所述第一吸收器(7)之间依次连接有第二热交换器(10)、冷凝器(3)、节流阀(4)和蒸发器(2)。

2.根据权利要求1所述的一种电热双重制冷空调机，其特征在于：还包括第二微型压力泵(12)，所述第二发生器(9)输出的高温蒸汽经第二微型压力泵(12)加压后返回第二发生器(9)流入第二热交换器(10)。

3.根据权利要求1所述的一种电热双重制冷空调机，其特征在于：还包括第二吸收器(11)，所述蒸发器(2)依次经第二吸收器(11)、第二热交换器(10)后与第二发生器(9)连接。

4.根据权利要求1-3任一所述的一种电热双重制冷空调机，其特征在于：所述蒸发器(2)为水冷蒸发器。

5.根据权利要求1所述的一种电热双重制冷空调机，其特征在于：所述冷凝器(3)为室外冷凝器。

6.根据权利要求5所述的一种电热双重制冷空调机，其特征在于：还包括一室内机(14)，所述室内机(14)通过循环泵(13)与所述蒸发器(2)连接。

7.根据权利要求4所述的一种电热双重制冷空调机，其特征在于：所述第一热交换器(6)经U型管与第一吸收器(7)连接。

8.根据权利要求4所述的一种电热双重制冷空调机，其特征在于：所述第一吸收器(7)为喷淋式吸收器。