CN210425616U - 一种带热量回收的热泵空调系统及热泵空调设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种带热量回收的热泵空调系统及热泵空调设备，涉及热泵设备技术领域，带热量回收的热泵空调系统包括热泵组件和气体换热器，所述冷媒循环中布置有四通阀，所述气体换热器包括第一介质通道和第二介质通道，所述第一介质通道一端布置第三入风口，所述第一介质通道另一端安装有第三风机，该第三风机与所述第一换热件之间布置有第一调节通道，该第一调节通道还设有第一入风口，所述第二介质通道一端布置第二入风口，所述第二介质通道另一端安装有第四风机，该第四风机与所述第二换热件之间布置有第二调节通道，该第二调节通道还设有第四入风口。本实用新型能够实现至少两种运行模式以上的切换。

Description

一种带热量回收的热泵空调系统及热泵空调设备

技术领域

本实用新型涉及热泵设备技术领域，特别涉及一种带热量回收的热泵空调系统，还涉及一种热泵空调设备。

背景技术

在实现本实用新型过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题。

我国大部分地区气候为冬季寒冷夏季炎热，若要保持空间内气温常年适中，通常需要热泵空调设备。外界大气温度变化幅度大，所以空间内保持相对恒温，就必须减少空间内外气体间的对流。但这样一来，空间内的气体质量会慢慢变差。比如，商场、教室人员较多的场所；又比如，养殖场等场所，必须定期不定期地通风换气，即换新风。

但是，换新风过程，往往伴随着热量的流动，是一个能量损耗的过程。若不进行干预，空间内温度会向外界空气温度靠拢，空间内的舒适度下降，甚至引起大的伤害和损失。为此需要对空间内气体继续进行加热或制冷。为了减少换新风时空间内热量(或冷量)的损失，通常增设气体热交换器，对进入空间内的新风进行预热(或预冷)。

热泵空调是一种热搬运装置，能够通过消耗一部分电能，使热能从低品位热源向高品位热源传递。通过四通阀切换，实现对空间内气体的加热或制冷。热泵空调具有高效节能、低成本、无污染和易操作的特点。热泵空调与气体热交换器相结合，既能加热制冷，又能在换新风时减少热量(冷量)损耗。

市场上较常见一些气体换热器，与空调热泵分别设置，是两个独立的产品。比如申请号为201721148262.8的专利文件，其发明名称为一种热泵干燥机的余热二级回收结构,通过在热泵干燥机增加了余热回收装置后，一方面回收利用了湿热空气的余热，减少能源的浪费，另一方面大大降低热泵干燥机的整体能耗，节约能源，更环保节能。再例如，申请号为201721148285.9的专利文件，其发明名称为一种热泵干燥机的余热回收装置，亦采用相同的原理。

然而，这些结构并无法根据内部和外部的气体温度和换新风的要求，至少实现加热、制冷、换气、热量回收等多种模式的切换，

发明内容

本实用新型旨在至少在一定程度上解决现有技术中的上述技术问题之一。为此，本实用新型实施例提供一种带热量回收的热泵空调系统，能够实现至少两种运行模式以上的切换。

本实用新型实施例还提供一种使用所述带热量回收的热泵空调系统的热泵空调设备。

根据本实用新型第一方面实施例，提供一种带热量回收的热泵空调系统，包括热泵组件和气体换热器，所述热泵组件包括形成冷媒循环的第一换热件、压缩机、以及第二换热件，所述冷媒循环中布置有四通阀，所述气体换热器包括第一介质通道和第二介质通道，所述第一介质通道一端布置第三入风口，所述第一介质通道另一端安装有第三风机，该第三风机与所述第一换热件之间布置有第一调节通道，该第一调节通道还设有第一入风口，所述第二介质通道一端布置第二入风口，所述第二介质通道另一端安装有第四风机，该第四风机与所述第二换热件之间布置有第二调节通道，该第二调节通道还设有第四入风口。

根据本实用新型第一方面的实施例，所述第一介质通道为废气通道，所述第二介质通道为新风通道。

根据本实用新型第一方面的实施例，所述第一换热件的出风接口布置有第一出风口，所述第二换热件的出风接口布置有第二出风口。

根据本实用新型第一方面的实施例，所述第一出风口布置有第一风机，所述第二出风口布置有第二风机。

根据本实用新型第一方面的实施例，所述第一调节通道一端与所述第三风机连接，另一端与所述第一换热件连接，所述第一入风口位于第一调节通道的顶部或侧部。

根据本实用新型第一方面的实施例，所述第一入风口连接第一调节通道的一侧布置有第一风阀。

根据本实用新型第一方面的实施例，所述第二调节通道一端与所述第四风机连接，另一端与所述第二换热件连接，所述第四入风口位于第二调节通道的顶部或侧部。

根据本实用新型第一方面的实施例，所述第二入风口连接第二调节通道的一侧布置有第二风阀。

根据本实用新型第二方面的实施例，提供一种热泵空调设备，包括机壳以及本实用新型第一方面实施例所述的带热量回收的热泵空调系统，所述热泵组件和气体换热器均位于所述机壳内。

根据本实用新型第二方面的实施例，所述第一入风口和第二入风口均与室外连通，所述第三入风口和第四入风口均与室内连通，所述第一换热件的出风接口与室外连通，所述第二换热件的出风口与室内连通。

基于上述技术方案，本实用新型实施例至少具有以下有益效果：通过设计带热量回收的热泵空调系统，结合气体换热器和热泵组件，并在热泵组件形成的冷媒循环中布置四通阀，可以使热泵组件切换制冷模式和制暖模式；且在气体换热器的第一介质通道一端布置的第三风机，控制与第一调节通道连通或断开，第二介质通道一端布置的第四风机，控制与第二调节通道连通或断开，可将带热量回收的热泵空调系统切换为废气余热深度回收、废气余冷深度回收模式，能够在换气时充分利用废气中的能量；若不需要制冷或制暖，可关闭热泵组件，依靠气体换热器进行通风换气，切换为能量回收模式。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单说明。显然，所描述的附图只是本实用新型的一部分实施例，而不是全部实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它设计方案和附图。

图1是本实用新型实施例一的结构示意图；

图2是本实用新型实施例二的结构示意图；

图3是本实用新型实施例一处于制暖模式或制冷模式的气体流向图；

图4是本实用新型实施例二处于制暖模式或制冷模式的气体流向图；

图5是本实用新型实施例一处于废气余热深度回收模式或废气余冷深度回收模式的气体流向图；

图6是本实用新型实施例二处于废气余热深度回收模式或废气余冷深度回收模式的气体流向图；

图7是本实用新型实施例一处于废气余热深度回收模式或废气余冷深度回收模式的气体流向图，其中，第一入风口和第四入风口均进气；

图8是本实用新型实施例二处于废气余热深度回收模式或废气余冷深度回收模式的气体流向图，其中，第一入风口和第四入风口均进气；

图9是本实用新型实施例一处于能量回收模式的气体流向图；

图10是本实用新型实施例一处于能量回收模式的气体流向图。

具体实施方式

本部分将详细描述本实用新型的具体实施例，本实用新型之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本实用新型的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本实用新型保护范围的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，如果有描述到“第一”、“第二”，只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本实用新型的描述中，除非另有明确的限定，“设置”、“布置”、“安装”、“连接”、“相连”、“固定”等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本实用新型中的具体含义。

实施例一

参照图1，本实用新型实施例的带热量回收的热泵空调系统，包括热泵组件和气体换热器21，热泵组件包括形成冷媒循环的第一换热件13、压缩机11、以及第二换热件15，冷媒循环中具有节流器35，冷媒循环中布置有四通阀12，四通阀为现有技术，可以改变冷媒的流向，从而切换制冷模式和制暖模式，此不再赘述。冷媒循环亦是现有技术，冷媒的运作原理此不在赘述。其中，第一换热件13和第二换热件15，可以选择翅片换热器、盘管换热器、间壁式换热器的其中一种。本实施例中，压缩机11可优选变频压缩机。

气体换热器21包括第一介质通道和第二介质通道，第一介质通道一端布置第三入风口33，第一介质通道另一端安装有第三风机43，该第三风机43与第一换热件13之间布置有第一调节通道，该第一调节通道还设有第一入风口31，第二介质通道一端布置第二入风口32，第二介质通道另一端安装有第四风机44，该第四风机44与第二换热件15之间布置有第二调节通道，该第二调节通道还设有第四入风口34。具体而言，第一介质通道为废气通道，第二介质通道为新风通道。本实施例中，气体换热器，可以选择间壁式换热器、热管换热器的其中一种，还可以选择气-水换热器。

另外，第一换热件13的出风接口布置有第一出风口51，第二换热件15的出风接口布置有第二出风口52。进一步的，第一出风口51布置有第一风机41，第二出风口52布置有第二风机42。

其中，第一调节通道一端与第三风机43连接，另一端与第一换热件13连接，第一入风口31位于第一调节通道的顶部或侧部。第二调节通道一端与第四风机44连接，另一端与第二换热件15连接，第四入风口34位于第二调节通道的顶部或侧部。本实施例中，第一风机41、第二风机42、第三风机43以及第四风机44均优选变频风机，可根据气压气流量以及换气需求进行变速调节。

本实用新型实施例的热泵空调设备，包括机壳10以及上述的带热量回收的热泵空调系统，热泵组件和气体换热器21均位于机壳10内。具体而言，热泵空调设备在使用时，第一入风口31和第二入风口32均与室外连通，第三入风口33和第四入风口34均与室内连通，第一换热件13的出风接口与室外连通，第二换热件15的出风口与室内连通，即第一出风口51与室外连通，第二出风口52与室内连通。本实施例中，所述“连通”包括直接连通以及通过管道连接间接连通。

以下将阐述本实用新型实施例第一方面的带热量回收的热泵空调系统以及第二方面热泵空调设备各模式的运行原理。

结合图3，此为制暖模式或制冷模式的气体流向图，现以制暖模式予以阐述。当室内气体温度偏低时，启动制暖模式，具体是将第三风机3和第四风机4关闭，开启第一风机41和第二风机42，此时气体换热器21不运转，室内气体自第四入风口34流经热泵组件的第二换热件15加热，由第二风机42吹入室内；而室外气体自第一入风口31流经第一换热件13释放热量，由第一风机41排出室外。在制暖模式中，第二换热件15作为冷凝器使用，第一换热件13作为蒸发器使用。

制冷模式的原理同样参考图3，室内气体自第四入风口34流经热泵组件的第二换热件15释放热量，由第二风机42吹入室内；而室外气体自第一入风口31流经第一换热件13吸收热量后，由第一风机41排出室外。在制冷模式中，通过四通阀切换热泵组件的运行，第二换热件15作为蒸发器使用，第一换热件13作为冷凝器使用。在热泵机组的作用下，空间内热量被转移到空间外，达到空间内制冷的目的。

结合图5，此为废气余热深度回收模式或废气余冷深度回收模式的气体流向图，现以废气余热深度回收模式予以阐述。当室内气体温度偏低时，且需要进行换新风时，启动废气余热深度回收模式，具体是将第一风机41、第二风机42、第三风机43以及第四风机44均开启，此时，室内气体在第三风机43和第一风机41的作用下，自第三入风口33流经气体换热器21释放热量，然后流经热泵组件的第一换热件13进一步释放热量后，自第一出风口41排出室外；同时，室外气体在第四风机44和第二风机42作用下，自第二入风口32流经气体换热器21吸收热量，然后流经热泵组件第二换热件15进一步吸收热量后，自第二出风口42进入室内。此模式下，由于室内气体较高，室外气体能经气体换热器21预先加热，再通过热泵组件进行制热，能在对室内换气过程中，充分对室内气体进行热量回收。

在此模式下，流经气体换热器21的风阻较大，所以第三风机43和第四风机44需有一定的风压；同时第一风机41和第二风机42的风量，往往会大于流经第三风机43和第四风机44的流量，所以室外会有部分气体从第一入风口31流经第一换热件13，室内会有部分气体从第四入风口34流经第二换热件15，但并不影响换气时的余热深度回收，如图7所示。

废气余冷深度回收模式同样参考图5，通过四通阀切换热泵组件的运行，第一风机41、第二风机42、第三风机43以及第四风机44均开启。室内气体在第三风机43和第一风机41的作用下，自第三入风口33流经气体换热器21吸收热量，然后流经热泵组件的第一换热件13进一步吸收热量后，自第一出风口41排出室外；同时，室外气体在第四风机44和第二风机42作用下，自第二入风口32流经气体换热器21释放热量，然后流经热泵组件第二换热件15进一步释放热量后，自第二出风口42进入室内。在此模式下，同样，室外会有部分气体从第一入风口31流经第一换热件13，室内会有部分气体从第四入风口34流经第二换热件15，如图7所示。

结合图9，此为能量回收模式的气体流向图，此时，第三风机43和第四风机44开启，热泵机组关闭。以余热回收为例，室内气体在第三风机43作用下，自第三入风口33流经气体换热器21吸收热量，然后自第一出风口51或第一入风口31排出室外，若第一风机41开启，则主要从第一出风口51排出；同时，室外气体在第四风机44作用下，自第二入风口32流经气体换热器21释放热量，然后自第二出风口52或第四入风口34进入室内，若第二风机42开启，则主要从第二出风口52进入室内。能量回收模式还包括余冷回收，其原理与余热回收系统，主要是根据室内气体和室外气体的温度差决定，同样是通过气体换热器实现节能以及使室内快速恒温。

实施例二

参考图2，此实施例与实施例一的不同之处在于第一入风口31连接第一调节通道的一侧布置有第一风阀61，第二入风口32连接第二调节通道的一侧布置有第二风阀62。

实施例二中，第一方面的带热量回收的热泵空调系统以及第二方面的热泵空调设备同样具有制暖模式、制冷模式、废气余热深度回收模式、废气余冷深度回收模式以及能量回收模式。

制暖模式和制冷模式如图4，气体流向亦同实施例一相同，此不再赘述，其中，第一风阀61和第二风阀62开启。

废气余热深度回收模式和废气余冷深度回收模式如图6和图8所示，与实施例一的区别在于，可通过关闭第一风阀61和第二风阀62，将第一入风口31与第一调节通道隔断，将第四入风口34与第二调节通道隔断，可使这两种模式的气体流向保持图6所示流向。

能量回收模式如图10所示，与实施例一的区别在于，可通过关闭第一风阀61和第二风阀62，确保流经气体换热器21的气流全部分别从第一出风口51排出室外，从第二出风口52流进室内。

上面结合附图对本实用新型的实施例作了详细说明，但是本实用新型不限于上述实施例，在所述技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (10)

1.一种带热量回收的热泵空调系统，其特征在于：包括热泵组件和气体换热器(21)，所述热泵组件包括形成冷媒循环的第一换热件(13)、压缩机(11)、以及第二换热件(15)，所述冷媒循环中布置有四通阀(12)，所述气体换热器(21)包括第一介质通道和第二介质通道，所述第一介质通道一端布置第三入风口(33)，所述第一介质通道另一端安装有第三风机(43)，该第三风机(43)与所述第一换热件(13)之间布置有第一调节通道，该第一调节通道还设有第一入风口(31)，所述第二介质通道一端布置第二入风口(32)，所述第二介质通道另一端安装有第四风机(44)，该第四风机(44)与所述第二换热件(15)之间布置有第二调节通道，该第二调节通道还设有第四入风口(34)。

2.根据权利要求1所述的带热量回收的热泵空调系统，其特征在于：所述第一介质通道为废气通道，所述第二介质通道为新风通道。

3.根据权利要求2所述的带热量回收的热泵空调系统，其特征在于：所述第一换热件(13)的出风接口布置有第一出风口(51)，所述第二换热件(15)的出风接口布置有第二出风口(52)。

4.根据权利要求3所述的带热量回收的热泵空调系统，其特征在于：所述第一出风口(51)布置有第一风机(41)，所述第二出风口(52)布置有第二风机(42)。

5.根据权利要求1所述的带热量回收的热泵空调系统，其特征在于：所述第一调节通道一端与所述第三风机(43)连接，另一端与所述第一换热件(13)连接，所述第一入风口(31)位于第一调节通道的顶部或侧部。

6.根据权利要求5所述的带热量回收的热泵空调系统，其特征在于：所述第一入风口(31)连接第一调节通道的一侧布置有第一风阀(61)。

7.根据权利要求1所述的带热量回收的热泵空调系统，其特征在于：所述第二调节通道一端与所述第四风机(44)连接，另一端与所述第二换热件(15)连接，所述第四入风口(34)位于第二调节通道的顶部或侧部。

8.根据权利要求7所述的带热量回收的热泵空调系统，其特征在于：所述第二入风口(32)连接第二调节通道的一侧布置有第二风阀(62)。

9.一种热泵空调设备，其特征在于：包括机壳(10)以及权利要求1至8任意一项所述的带热量回收的热泵空调系统，所述热泵组件和气体换热器(21)均位于所述机壳(10)内。

10.根据权利要求9所述的热泵空调设备，其特征在于：所述第一入风口(31)和第二入风口(32)均与室外连通，所述第三入风口(33)和第四入风口(34)均与室内连通，所述第一换热件(13)的出风接口与室外连通，所述第二换热件(15)的出风口与室内连通。

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