CN208588108U - 一种空气源制冷制热装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种空气源制冷制热装置,属于制冷制热技术领域,包括主机组、末端机组、控制机组,主机组包括设置有主风机的主换热器,主换热器的第一接口通过三位四通阀与压缩机连接;主换热器的第二接口连接有主制热制冷切换通道,主制热制冷切换通道通过第二管路连接有至少一个末端机组;相邻的末端机组并联设置,末端机组包括设置有末风机的末换热器,末换热器连接有末制热制冷切换通道,末端机组通过第一管路和三位四通阀与压缩机连接;第二管路并联有出口与压缩机的补气口连接的低温制热通道。本实用新型具有利用一台室外主机即可为不同的室内末端机提供热风或冷风,且设置有单独的低温制热路径,可降低改造后的整体能耗的优点。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种空气源制冷制热装置,属于制冷制热技术领域。
背景技术
近年来,北方冬季雾霾较为严重,有分析认为与冬季燃煤锅炉供暖有关,因此有提出将煤改电,利用电驱动的制冷技术从环境大气中采集热量来供暖,以减少由于燃煤锅炉取暖造成的雾霾。
目前,用于煤改电的空气源制热装置主要有两种 ,一种是空气源热水机组,另外一种是空气源热风机组。其中,空气源热水机组是利用制冷原理通过制冷剂从环境大气中采集热量,并利用制冷剂作为介质将热量传递给水,再将热水输送到采暖房间,该种机组具有一机可以同时为多个房间供暖的优点,但是由于增加了制冷剂与水的换热温差以及热水泵的电机功率,因此,空气源热水机组在用于煤改电采暖时,性能系数相对较低,不论在使用费用上还是长期节能减排上都是不利的。
空气源热风机组也是采用制冷的原理从环境大气中采集热量,所不同的是该种机组通过制冷剂直接与室内空气热交换,因此就节能减排和使用费用来说,比空气源热水机组具有显著的优势。但是,现有的空气源热风机组仍存在以下问题:一、仍然停留在一套机组只能为一个房间提供采暖需要,也就是说一个用户拥有几个房间就需要安装几套空气源热风机组,投资费用相对较高;二、当室外温度较低时,制热效果差,难以满足室内的取暖要求;三、仅停留在用于冬季制热功能,夏季需要制冷使用时,仍然需要再安装用于夏季制冷的空调机组,需要两套系统分别进行取暖和制冷,整体费用较高且不利于节能减排。因此,如何在低费用的基础上提高煤改电中的制热效果、以及综合改善改造后的整体能耗成为亟需解决的问题。
发明内容
为解决以上技术上的不足,本实用新型提供了一种空气源制冷制热装置,利用一台室外主机即可为不同的室内末端机提供热风或冷风,且设置有单独的低温制热路径,使用较低的费用可实现整体煤改电,避免燃煤采暖造成的雾霾,以及可降低改造后的整体能耗。
本实用新型的技术方案如下:一种空气源制冷制热装置,包括主机组、末端机组、以及与主机组和末端机组电连接的控制机组,
所述主机组包括主换热器,主换热器上设置有主风机,主换热器的第一接口通过三位四通阀与压缩机连接;
主换热器的第二接口连接有主制热制冷切换通道,所述主制热制冷切换通道通过第二管路连接有至少一个末端机组;
相邻的末端机组并联设置,所述末端机组包括设置有末风机的末换热器,末换热器连接有末制热制冷切换通道,末端机组通过第一管路和三位四通阀与压缩机连接;
所述第二管路并联有低温制热通道,所述低温制热通道的出口与压缩机的补气口连接。
本实用新型的技术方案还包括:所述低温制热通道包括经济器,经济器的第一入口与第二管路连接,经济器的第二入口连接有主第二节流阀和电磁阀,经济器的第一出口与主制热制冷切换通道连接,经济器的第二出口与压缩机的补气口连接。
本实用新型的技术方案还包括:所述主制热制冷切换通道包括并联设置的主第一单向阀和主第二单向阀,所述主第二单向阀串联有主第一节流阀,主第二单向阀的流向与主第一单向阀的流向相反;
所述末制热制冷切换通道包括并联设置的末第一单向阀和末第二单向阀,所述末第二单向阀串联有末节流阀,末第二单向阀的流向和末第一单向阀的流向相反。
本实用新型的技术方案还包括:所述末换热器、末风机、末第一单向阀、末第二单向阀和末节流阀安装在同一壳体内,所述壳体的相对侧分别设置有送风格栅和回风格栅。
本实用新型的技术方案还包括:所述壳体上设置有室内温度传感器、冷凝器温度传感器、信号接收器和末控制器。
本实用新型的技术方案还包括:所述三位四通阀包括第一接口A、第二接口B、第三接口C和第四接口D,所述第一接口A与压缩机的出口连接,第二接口B与主换热器的第一接口连接,第三接口C连接有气液分离器,气液分离器的出口与压缩机的入口连接,第四接口D通过第一管路与末端机组连接。
本实用新型的技术方案还包括:所述第一管路上靠近末端机组的位置设置有第一截止阀,第二管路上靠近末端机组的位置设置有第二截止阀,第二管路上位于第二截止阀和低温制热通道之间设置有贮液器。
本实用新型的技术方案还包括:所述控制机组包括电控箱,电控箱上设置有显示屏,压缩机的入口处设置有吸气压力传感器、压缩机的出口处设置有排气压力传感器和排气温度传感器,主换热器上设置有环境温度传感器和翅片温度传感器。
本实用新型还提供了一种空气源制冷制热方法,主要包括以下步骤:
步骤一,用户按下末端机组的任意一台或者几台的启动键后,选择制冷或制热模式,设定需求的室内温度值且该温度值存储在信号接收器内,室内温度传感器检测室内温度并与存储在信号接收器内的设定温度值比较,制冷模式中检测室内温度值高于设定温度值时,进入制冷开机,制热模式中检测室内温度值低于设定温度值时,进入制热开机;
步骤二,制冷开机中,首先启动主风机和末风机,之后再使压缩机和三位四通阀通电运行,进入自动制冷运行;
制热开机中,开启动主风机,再使压缩机和三位四通阀通电运行,待排气压力传感器或排气温度传感器的检测值达到设定值后,再启动末风机运行,进入自动制热运行;
步骤三,自动制冷或制热运行中,室内温度传感器继续检测室内温度并与设定温度值比较,当检测的室内温度值达到设定温度值要求时,制冷模式中,压缩机和三位四通阀停电运行后再停止主风机和末风机运行;
制热模式中,压缩机、末风机停止运行且三位四通阀断电后再停止主风机运行,之后进入自动控制停机;
步骤四,进入自动控制停机后,室内温度传感器继续检测室内温度并与设定温度值比较,当检测的室内温度未达到设定温度值要求时,重复步骤二、三;
步骤五,用户按下末端机组的任意一台或者几台的关闭键后,主机组、末端机组和控制机组均停止运行。
本实用新型的技术方案还包括:所述制热模式中,当环境温度传感器检测的环境温度低于0℃时,电磁阀通电运行,来自末端机组的制冷剂一部分经过电磁阀和主第二节流阀进入经济器后变为低压制冷剂气体经压缩机补气口进入压缩机;
所述制热模式中,当翅片温度传感器检测的温度值达到设定的融霜条件时,进入融霜模式。
本实用新型的有益效果是:通过在主机组上设置三位四通阀,并将该三位四通阀设置在压缩机的前后连接通道上,且在主换热器和末换热器均连接了主、末制冷制热切换通道,由此可实现制冷剂的顺向与逆向循环,满足制冷和制热的需求,避免了制冷、制热采用不同设备造成的费用高的问题,同时,并联设置了一组末端机组,由此利用一套室外主机即可带动不同的室内末端机进行制冷或制热,可降低煤改电的整体费用,尤其对于室内房间多的场所更为明显,此外,在主换热器与末端机组相连的管路上设置有低温制热通道,当冬季室外温度较低时,可对制冷剂进行分流处理,提高装置整体的压缩制热效率,进而改善低温制热效果。
附图说明
图1是本实用新型的制冷运行示意图。
图2是本实用新型的制热运行示意图。
图3是本实用新型的制冷运行控制流程图。
图4是本实用新型的制热运行控制流程图。
10、主机组,101、主换热器,102、主风机,103、主第一单向阀,104、主第二单向阀,105、主第一节流阀,106、经济器,107、主第二节流阀,108、电磁阀,109、贮液器,110、第二截止阀,111、第一截止阀,112、三位四通阀,113、气液分离器,114、压缩机;
20、末端机组,201、末换热器,202、末风机,203、送风格栅,204、回风格栅,205、末第一单向阀,206、末第二单向阀,207、末节流阀;
30、控制机组,301、电控箱,302、显示屏,303、环境温度传感器,304、翅片温度传感器,305、吸气压力传感器,306、排气温度传感器,307、排气压力传感器,308、室内温度传感器,309、冷凝器温度传感器,310、信号接收器,311、末控制器。
具体实施方式
以下结合附图,通过实施例对本实用新型作进一步说明。
如图1至图4所示,本实用新型的空气源制冷制热装置包括主机组10、末端机组20和控制机组30,其中,主机组10安装在室外,包括压缩机114、三位四通阀112、主换热器101与主风机102,用于改变制冷剂压力的主第一节流阀105和主第二节流阀107,用于控制制冷剂走向的主第一单向阀103和主第二单向阀104,便于安装、维修所使用的第一截止阀111和第二截止阀110,用于控制低温制热通道是否开启的电磁阀108,经济器106、贮液器109和气液分离器113,上述部件均安装在同一框架内。
末端机组20安装在不同的室内房间中,包括末换热器210和末风机202、用于控制制冷剂走向的末第一单向阀205和末第二单向阀206,用于改变制冷剂压力的末节流阀207,上述部件均安装在同一框架壳体内,且在该壳体的相对侧分别设置有送风格栅203和回风格栅204,以提高换热效率。
控制机组30包括电控箱301、显示屏302、温度传感器、压力传感器和信号接收器310、末控制器311,以及电线、电缆等,其中,电控箱310安装在主机组框架内,温度传感器包括用于检测室外温度的环境温度传感器303,该传感器与翅片温度传感器304安装在主机组框架内,用于检测室内温度的室内温度传感器308和冷凝器温度传感器309、以及信号接收器310和末控制器311安装在末端机组框架内,用于检测压缩机的温度、压力,以确保其安装可靠工作的吸气压力传感器305、排气温度传感器306和排气压力传感器307安装在主机组框架内。
如图1和图3所示,当处于夏季需要制冷时,工作过程如下:
首先,如图1所示,制冷剂的循环路径如箭头所示,具体为:
制冷运行时,电磁阀108断电不工作。
低压制冷剂液体通过空调末端机组20的末换热器201吸收室内环境的热量蒸发成低压制冷剂气体,通过第一管路先后经过第一截止阀111、三位四通阀112的第四接口D和第三接口C进入气液分离器113进行气液分离后进入压缩机114,由此可确保进入压缩机114的制冷剂均为气体状态,以避免液体进入压缩机114中对其造成伤害,压缩机114通过消耗电能将制冷剂压缩成高压制冷剂气体通过三位四通阀112的第一接口A和第二接口B进入主换热器101中,在主风机102的带动下将热量传递给环境大气,高压制冷剂气体冷凝成高压制冷剂液体后,经过主第一单向阀103进入高压贮液器109,而后通过第二管路经第二截止阀110进入不同的末端机组20,分别通过各自的末第二单向阀206,经过末节流阀207节流成低压制冷剂液体进入末换热器201,通过末风机202将带动的室内空气掠过末换热器201,使之室内温度降低,低压制冷剂本身蒸发成低压制冷剂气体,再经过第一截止阀111、三位四通阀112、气液分离器113后被压缩机114吸入,如此不断循环从而达到夏季连续给空调房间降温的目的。
如图3所示,夏季制冷的控制流程如下:
首先需要说明的时,本实用新型的空气源制冷制热装置的启动、停止均通过安装在室内空调末端机组的信号接收器上的触摸屏或者置于室内的遥控器进行控制,就是说,无论是夏季需要制冷运行,还是冬季需要制热运行,用户只需要按下信号接收器上的触摸屏或者置于室内的遥控器的启动键,则装置进入自动检索、启动、控制的运行程序;当用户需要停止装置运行时,用户只需要按下信号接收器上的触摸屏或者置于室内的遥控器的停止键,则装置自动进入停机程序,且运行过程中无需值守。
步骤一,当用户按下空调末端机组20的信号接收器310任意一台或者几台的启动键时,则装置通过设定在回风口的室内温度传感器308自动检测室内温度并与用户在信号接收器310上设定的室内温度值比较,当任意一台空调末端机组的室内温度传感器308通过数据线反馈的温度值大于信号接收器310上用户设定值时,则控制机组30的即刻指令装置按照下列程序自动进入开机程序:启动空调主机组10的主风机102和所被启动的空调空调末端机组20的末风机202正常运行后,自动控制机组30指令压缩机114、三位四通阀112通电运行,则装置完成启动,进入自动制冷运行状态。
步骤二,装置进入夏季制冷运行状态后,控制机组30通过设置在空调末端机组20的室内温度传感器30自动检测被启动的室内温度,当运行一段时间后,室内温度达到信号接收器310上的设定温度值时,则控制机组30指令装置进入自动停机程序:停止压缩机114运行、三位四通阀112断电,30S后停止空调主机组10的主风机102和空调末端组20的末风机202运行,以对整个装置及在装置中运行的制冷剂提供有效的保护。
步骤三,装置在控制机组30自动控制停机后,当被启动的空调末端机组20中的任意一台室内温度传感器308监测到的温度值大于该空调末端机组20信号接收器310设定的温度值时,则装置按照步骤一自动启动程序启动装置的运行。
步骤四,只有用户将装置的所有空调末端机组20停止运行时,则装置按照步骤二的自动停机程序停止运行,并不再自动启动,此后必须人工按照步骤一启动装置制冷运行,则装置在控制机组30的控制下自动启动、运行、停机状态。
如图2和图4所示,当处于冬季需要制热时,工作过程如下:
首先,如图2所示,制冷剂的循环路径如箭头所示,具体为:
冬季制热根据环境温度的不同分为两种不同的运行状态:
(一)环境温度≥0℃时制热运行
当环境温度≥0℃时,电磁阀108断电不工作。
在此条件下制热运行时,空调主机组10的主风机102运转使之环境大气连续不断地掠过空调主机组10中的主换热器101,这时从主第一节流阀105节流降压后的低压制冷剂液体经过主第二单向阀104进入空调主机组10中的主换热器101吸收环境大气的热量,蒸发成低压的制冷剂气体经过三位四通阀112的第二接口B和第三接口C,进入气液分离器113将可能存在的制冷剂液体分离下来,低压制冷剂气体被压缩机114吸入,通过消耗电能将低压的制冷剂气体压缩成高压过热的制冷剂气体,连同压缩机114的电机所消耗的功率所产生的热量一起被制冷剂带走,经过三位四通阀112的第一接口A和第四接口D,再通过第一管路的第一截止阀111进入不同的空调末端机组20的末换热器201中,并通过空调末端机组20的末风机202将热量传递给室内空气,这时室内的温度会不断提高,末换热器201内的高压过热的制冷剂气体被冷凝成高压液体,而后经过末第一单向阀205通过第二管路经第二截止阀110进入高压贮液器109将多余的制冷剂液体贮存下来,参与制热循环的制冷剂液体进入经济器106后,经过主第一节流阀105节流降压变成低压的制冷剂液体进入主换热器101继续吸收环境大气的热量,蒸发成低压的制冷剂气体再次被压缩机114吸入,如此不断地循环从而实现了连续制热的目的。
(二)环境温度﹤0℃时制热运行
与环境温度高于0℃时不同的是,当环境温度﹤0℃时,电磁阀108通电工作。
由此制冷剂的循环路径的不同之处在于,自末端机组20经第二管路和第二截止阀110进入贮液器109后的制冷剂被分为两路,其中一部分制冷剂液体经过电磁阀108进入主第二节流阀107节流降压变成低压制冷剂液体进入经济器106,吸收另一部分进入经济器106的高压制冷剂液体的热量后变成低压制冷剂气体,直接通过压缩机114补气口被压缩机114吸入;另外一部分未经主第二节流阀107节流降压的高压制冷剂液体在经济器106冷却成高压过冷的制冷剂液体后,与高于0℃时制冷剂循环路径相同,再通过主第一节流阀105节流降压后,通过主第二单向阀104进入主换热器101中与大气进行换热升温蒸发成低压制冷剂气体后再进入压缩机114。
如图4所示,冬季制热的控制流程如下:
步骤一,当用户按下空调末端机组20的信号接收器310任意一台或者几台的启动键时,则装置通过设定在回风口的室内温度传感器308自动检测室内温度并与用户在信号接收器310上设定的室内温度值比较,当任意一台空调末端机组20的室内温度传感器308通过数据线反馈的温度值﹤信号接收器310上的用户设定值时,则控制机组30的即刻指令装置按照下列程序自动进入开机程序:启动空调主机组10的主风机102正常运行后,自动控制机组30指令压缩机114、三位四通阀112通电运行,当排气压力传感器307检测到的压力值、或者排气温度传感器306检测到的温度值达到控制机组30中设定的默认值后,则控制机组30自动指令所被启动的空调空调末端机组20的末风机202投入运行,装置完成启动,进入自动制热运行状态。
步骤二,装置进入冬季制热运行状态后,控制机组30通过设置在空调末端机组20的室内温度传感器308自动检测被启动的室内温度,当运行一段时间后,室内温度达到信号接收器310上的设定温度值时,则控制机组30指令装置进入自动停机程序:停止压缩机114和所被启动的空调末端20的末风机202运行运行、三位四通阀112断电,30S后停止空调主机组10的主风机102,以对整个装置及在装置中运行的制冷剂提供有效的保护。
步骤三,装置在控制机组30自动控制停机后,当被启动的空调末端机组20中的任意一台室内温度传感器308监测到的温度值﹤该空调末端机组20信号接收器310设定的温度值时,则装置按照步骤一自动启动程序启动装置的运行。
步骤四,只有用户将装置被启动的所有空调末端机组20停止运行时,则装置按照步骤二自动停机程序停止运行,并不再自动启动,必须人工按照步骤一启动装置制热运行,装置在控制机组30的控制下自动启动、运行、停机状态。
本实用新型中,装置在冬季制热状态下,无论是处于启动状态,还是运行过程中,只要设置在空调主机组10上的环境温度传感器303检测到的数值达到0℃,则控制机组30将自动指令电磁阀108通电打开,经济器106投入运行;当设置在空调主机组10上的环境温度传感器303检测到的数值﹥0℃,则控制机组30将自动指令电磁阀108断电关闭,经济器106不参与制热运行,以实现经济器106运行的无缝式切入与撤出。
本实用新型中,冬季制热运行当环境温度较低时,装置的蒸发器会结霜导致换热效率下降,当霜层达到一定厚度,安装在主换热器101上的翅片温度传感器304检测到的温度达到融霜条件时,控制机组30将指令装置将进入融霜程序。
融霜程序的具体工作为:
首先将三位四通阀112切换到制冷运行状态,同时切断主风机102、末风机202的电源停止其运行,使之压缩机114排出的高压过热制冷剂气体经过三位四通阀112的第一接口A和第二接口B进入主换热器101,高压过热的制冷剂气体在主换热器101中将热量传递给主换热器101后,主换热器101表面的霜层融化,而制冷剂本身冷凝成高压制冷剂液体,经过主第一单向阀103、第二截止阀110进入末节流阀207节流成低压的制冷剂液体,进入末换热器201,低压的制冷剂液体在末换热器201中吸收末换热器201的热量蒸发成低压制冷剂气体经过三位四通阀112的第四接口D被压缩机114吸入,直至主换热器101上的翅片温度传感器304检测到的主换热器101表面温度完全达到其霜层完全融化、脱落的条件后,融霜结束。
融霜完成后,装置再按照制热运行模式进入制热启动程序。
本实用新型中,压缩机114采用变频压缩机不仅可避免压缩机114的频繁启动,且可实现装置所产生的热量与房间的热负荷处于动态匹配,对于降低装置运行过程中的能耗非常有利。
本实用新型的空气源制冷制热装置由一台室外主机组带动多台室内末端机组,实现了无论用户拥有多少房间需要采暖制冷,只要安装一台室外机就可,不仅大幅度降低了初投资费用,且也降低了制造装置时所用零部件制造过程中的能耗。
以上所述,仅是本实用新型的较佳实施例,并非对本实用新型做任何形式上的限制,凡在本实用新型的精神和原则之内所做任何修改、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 (8)
1.一种空气源制冷制热装置,包括主机组(10)、末端机组(20)、以及与主机组(10)和末端机组(20)电连接的控制机组(30),其特征在于:
所述主机组(10)包括主换热器(101),主换热器(101)上设置有主风机(102),主换热器(101)的第一接口通过三位四通阀(112)与压缩机(114)连接;
主换热器(101)的第二接口连接有主制热制冷切换通道,所述主制热制冷切换通道通过第二管路连接有至少一个末端机组(20);
相邻的末端机组(20)并联设置,所述末端机组(20)包括设置有末风机(202)的末换热器(201),末换热器(201)连接有末制热制冷切换通道,末端机组(20)通过第一管路和三位四通阀(112)与压缩机(114)连接;
所述第二管路并联有低温制热通道,所述低温制热通道的出口与压缩机(114)的补气口连接。
2.如权利要求1所述的一种空气源制冷制热装置,其特征在于:所述低温制热通道包括经济器(106),经济器(106)的第一入口与第二管路连接,经济器(106)的第二入口连接有主第二节流阀(107)和电磁阀(108),经济器(106)的第一出口与主制热制冷切换通道连接,经济器(106)的第二出口与压缩机(114)的补气口连接。
3.如权利要求1或2所述的一种空气源制冷制热装置,其特征在于:所述主制热制冷切换通道包括并联设置的主第一单向阀(103)和主第二单向阀(104),所述主第二单向阀(104)串联有主第一节流阀(105),主第二单向阀(104)的流向与主第一单向阀(103)的流向相反;
所述末制热制冷切换通道包括并联设置的末第一单向阀(205)和末第二单向阀(206),所述末第二单向阀(206)串联有末节流阀(207),末第二单向阀(206)的流向和末第一单向阀(205)的流向相反。
4.如权利要求3所述的一种空气源制冷制热装置,其特征在于:所述末换热器(201)、末风机(202)、末第一单向阀(205)、末第二单向阀(206)和末节流阀(207)安装在同一壳体内,所述壳体的相对侧分别设置有送风格栅(203)和回风格栅(204)。
5.如权利要求4所述的一种空气源制冷制热装置,其特征在于:所述壳体上设置有室内温度传感器(308)、冷凝器温度传感器(309)、信号接收器(310)和末控制器(311)。
6.如权利要求3所述的一种空气源制冷制热装置,其特征在于:所述三位四通阀(112)包括第一接口A、第二接口B、第三接口C和第四接口D,所述第一接口A与压缩机(114)的出口连接,第二接口B与主换热器(101)的第一接口连接,第三接口C连接有气液分离器(113),气液分离器(113)的出口与压缩机(114)的入口连接,第四接口D通过第一管路与末端机组(20)连接。
7.如权利要求6所述的一种空气源制冷制热装置,其特征在于:所述第一管路上靠近末端机组(20)的位置设置有第一截止阀(111),第二管路上靠近末端机组(20)的位置设置有第二截止阀(110),第二管路上位于第二截止阀(110)和低温制热通道之间设置有贮液器(109)。
8.如权利要求3所述的一种空气源制冷制热装置,其特征在于:所述控制机组(30)包括电控箱(301),电控箱(301)上设置有显示屏(302),压缩机(114)的入口处设置有吸气压力传感器(305)、压缩机(114)的出口处设置有排气压力传感器(307)和排气温度传感器(306),主换热器(101)上设置有环境温度传感器(303)和翅片温度传感器(304)。
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CN201821280109.5U Active CN208588108U (zh) | 2018-08-09 | 2018-08-09 | 一种空气源制冷制热装置 |
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CN (1) | CN208588108U (zh) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN108895703A (zh) * | 2018-08-09 | 2018-11-27 | 烟台睿加节能科技有限公司 | 一种空气源制冷制热装置及方法 |
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2018
- 2018-08-09 CN CN201821280109.5U patent/CN208588108U/zh active Active
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN108895703A (zh) * | 2018-08-09 | 2018-11-27 | 烟台睿加节能科技有限公司 | 一种空气源制冷制热装置及方法 |
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GR01 | Patent grant | ||
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