CN217876526U - 一种具有三联供功能的空气源热泵系统 - Google Patents

一种具有三联供功能的空气源热泵系统 Download PDF

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Abstract

本实用新型公开了一种具有三联供功能的空气源热泵系统，主要包括四通换向结构和制冷剂调节结构；所述四通换向结构主要包括：压缩机、热回收器、四通换向阀、空气源换热器、节流件、储液器、使用侧换热器以及气液分离器；所述热回收器的进口安装于压缩机的排气口上，所述四通换向阀安装于热回收器的出口上，本实用新型涉及热泵机组技术领域,具有制冷、采暖、制热水、制冷兼顾热水、采暖兼热水等五种功能模式，实现了冷、暖、热水三联供一体机，能很好地解决公知类似技术中功能少，需要预先设定某个功能优先级别，使用起来非常不方便，可靠性较差等技术问题，提高空气源热泵系统的功能多样性、使用方便性、机组可靠性等效果。

Description

一种具有三联供功能的空气源热泵系统
技术领域
本实用新型涉及热泵机组技术领域，具体为一种具有三联供功能的空气源热泵系统。
背景技术
公知的具有热回收功能的空气源热泵或具有三联供功能的空气源热泵系统主要存在如下的问题：
1、常见的空气源热泵系统功能少，通常只有制冷、采暖或单独制取卫生热水功能。
2、常见空气源全热回收热泵系统，需要人工预先设置功能优先级，使用非常不方便。
常见的空气源全热回收热泵系统通常具有制冷、采暖、热回收等功能模式，为了实现上述几种工作模式，通常在系统中安装有冷凝器、蒸发器、全热回收器三个换热器，并设置有二个四通换向阀，全热回收器与冷凝器二者并联安装后连接在制冷剂管路上，工作中依靠其中一个四通换向阀进行全热回收器与冷凝器之间的功能切换，全热回收器与冷凝器并联后再与蒸发器串联在制冷剂管路，工作中依靠另一个四通换向阀进行蒸发器与冷凝器之间或蒸发器与热回收器的功能切换，这种常见全热回收空气源热泵系统结构决定了其模式之间的转换会非常困难，需要人工预先设定某个功能优先级别，系统仅能满足设定为优先级别的功能条件，而另一个功能条件则无法得到满足，从而导致用户使用起来非常不方便，影响客户的使用效果。
3、常见空气源全热回收热泵系统可靠性差。
常见的热回收热泵系统在运行制冷、采暖、制冷兼制取卫生热水或采暖兼制取卫生热水功能模式时，由于上述几种模式的工作状况差异很大，因而相应的系统内制冷剂匹配的循环流量差异也很大，如果系统设计不当，极易导致压缩机在不同的模式下工作时吸入液态制冷剂而被液击损毁，因而系统的可靠性较差。
由于上述几方面的问题，公知类似技术中的空气源热泵系统，由于功能少、需要设置功能优先级，使用非常不方便、可靠性低等问题，导致其在一些热泵领域上的推广应用上还存在许多技术障碍。
实用新型内容
为实现以上目的，本实用新型通过以下技术方案予以实现：一种具有三联供功能的空气源热泵系统，主要包括四通换向结构和制冷剂调节结构；
所述四通换向结构主要包括：压缩机、热回收器、四通换向阀、空气源换热器、节流件、储液器、使用侧换热器以及气液分离器；所述四通换向阀上有D、C、S、E四个接口，通过管路件，将热回收器的进口与压缩机的排气口相连，四通换向阀D接口与热回收器的出口相连接，所述空气源换热器的进口与四通换向阀C接口(或E接口)相连接(需要说明的是四通换向阀的C 接口与E接口根据设计者习惯可对换使用)，所述节流件进口与空气源换热器的出管相连，所述储液器的进口与节流件出口连接，所述使用侧换热器的进口与储液器的出口相连接，所述使用侧换热器的出口与四通换向阀(2)E 接口(或C接口)相连接上，所述气液分离器的进口与四通换向阀的S接口相连接，所述气液分离器的出口与压缩机(1)吸气口相连接。
所述制冷调节结构包括：包括制冷剂调节管以及单向阀；所述制冷剂调节管的其中一端安装在空气源换热器的进管上，另一端安装在储液器的进管上，所述单向阀安装于制冷剂调节管上。
优选的,所述制冷调节结构包括：包括制冷剂调节管以及电磁阀；
所述制冷剂调节管的其中一端安装在空气源换热器的进管上，所述制冷剂调节管的另一端安装在储液器的进管上，所述电磁阀安装于制冷剂调节管上。
优选的，所述单向阀的流通方向朝向储液器。
优选的，所述热回收器及使用侧换热器的换热介质为水或其他水溶液。
优选的，所述空气源换热器的换热介质为空气。
有益效果
本实用新型提供了一种具有三联供功能的空气源热泵系统，具备以下有益效果：具有制冷、采暖、制热水、制冷兼顾热水、采暖兼热水等五种功能模式，实现了冷、暖、热水三联供一体机，能很好地解决公知类似技术中存在的功能少、需要预先设定某个功能优先级别、使用起来非常不方便、可靠性较差等技术问题，提高空气源热泵系统的功能多样性、使用方便性、机组可靠性等效果。
主要由以下几个方面得以实现：
1、具有制冷、采暖、制热水、制冷兼顾热水、采暖兼热水等五种功能模式，实现了冷、暖、热水三联供一体机；常见的空气源热泵系统中，通常只有二种换热器，分别为蒸发器、冷凝器，故常见的空气源热泵只有制冷、采暖中的一种或二种功能；本发明中包含有三种换热器，分别为空气源换热器、使用侧换热器、热回收器，通过四通阀对系统制冷剂流向的改变，并配合上述三种换热器的灵活应用实现机组的制冷、采暖、制卫生热水、制冷兼制卫生热水、采暖兼制卫生热水等五种功能模式；
2、无需预先设定某个功能优先级别，使用起来非常方便。
公知的类似技术全热回收空气源热泵系统中通常安装有二个四通换向阀，全热回收器与冷凝器二者并联安装后连接在制冷剂管路上，工作中依靠其中一个四通换向阀进行全热回收器与冷凝器之间的功能切换，全热回收器与冷凝器并联后再与蒸发器串联在制冷剂管路，工作中依靠另一个四通换向阀进行蒸发器与冷凝器之间或蒸发器与热回收器的功能切换，因此这种常见全热回收空气源热泵系统结构决定了其模式之间的转换会非常困难，需要人工预先设定某个功能优先级别，系统仅能满足设定为优先级别的功能条件，而另一个功能条件则无法得到满足，从而导致用户使用起来非常不方便，影响客户的使用效果；本发明中只设有一个四通换向阀，而且包含了三种换热器，其中热回收器安装在压缩机排气管与四通换向阀之间，系统工作时，任一工作模式下，压缩机排出的气态制冷剂均需要流过热回收器后再进入四通阀，因此，热泵系统制取热水与否只需要对热回收器水路上的水泵启动或停止就能实现，无需预先设定某个功能优先级别，使用起来非常方便。
3、提高了机组的可靠性；
常见的热回收热泵系统需要满足制冷、采暖、制冷兼制取卫生热水、采暖兼制取卫生热水等不同功能的需求，但由于上述几种的工作状况差异大，因而相应模式系统内匹配的制冷剂循环流量差异也很大，由于公知常见的热回收热泵系统中没有很好制冷剂循环量的调节结构，极易导致压缩机在不同的模式下工作时吸入过多的液态制冷剂而被损毁，因而系统的可靠性较差；本发明中设计有制冷调节结构，包括制冷剂调节管、单向阀或电磁阀，通过上述三者的调节作用，可实现热泵系统在不同的工作模式下，调节储液器内储存的液态制冷剂的数量，以使热泵系统在不同的工作模式下，均能获得更为匹配的制冷剂循环量,减少压缩机回液损毁的隐患，提高热泵系统的可靠性。
附图说明
图1为本实用新型的结构爆炸示意图。
图2为本实用新型的结构示意图。
图3为本实用新型(包括电磁阀)的结构示意图。
图中：1-压缩机；2-四通换向阀；3-节流件；4-储液器；5-气液分离器； 6-热回收器；7-空气源换热器；8-使用侧换热器；9-单向阀；10-制冷剂调节管；11-电磁阀。
具体实施方式
基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
实施方案一，一种具有三联供功能的空气源热泵系统，如图1-2所示，主要包括四通换向结构和制冷剂调节结构；
所述四通换向结构，主要包括压缩机1、四通换向阀2、节流件3、储液器4、气液分离器5、热回收器6、空气源换热器7、使用侧换热器8；空气源换热器7的换热介质为空气，热回收器6及使用侧换热器8的换热介质为水或其他水溶液；四通换向阀2上有D、C、S、E四个接口；通过连接管道及系统配件，将压缩机1的排气口与热回收器6进口相连，热回收器6出口与四通换向阀2的D接管相连，四通换向阀2的C接口与空气源换热器7进口相连，空气源换热器7出口再依次与节流件3、储液器4相连，储液器4出口再与使用侧换热器8进口相连，使用侧换热器8进口与四通换向阀2的E接口相连，四通换向阀2的S接口与气液分流器5进口相连，气液分流器出口再与压缩机1吸气口相连；
所述的制冷剂调节结构主要包括：单向阀9、制冷剂调节管10；制冷剂调节管10的其中一端接插在空气源换热器7的进管上，一端接在储液器4进管上或接插在储液器4的进管上，单向阀9安装于制冷剂调节管10上任一位置，且单向阀9的流通方向朝向储液器4。
工作时方式如下:
当系统运行制冷功能时：气态制冷剂通过压缩机1排气管排出，并流经热回收器6后从四通换向阀2的D接管进入四通换向阀2；再通过四通换向阀 2的C接口流进入空气源换热器7，制冷剂从空气源换热器7流出后经过节流件3节流再进入储液器4，储液器4流出制冷剂再进入使用侧换热器8，液态制冷剂在使用侧换热器8中吸收用户使用端的热量后再成为气态制冷剂，气态制冷剂再依次通过四通换向阀2的E接口、S接口后进入气液分离器5，而后再经压缩机1的吸气管返回压缩机1，以此，实现了制冷剂在系统中的制冷工作循环；上述工作过程中，由于制冷剂调节管10上的单向阀9与制冷剂流向是顺向的，因此，四通换向阀2的C接口流出的气态制冷剂有部分经制冷剂调节管10直接流向将储液器4中，气态制冷剂将储液器4原储有的部分液态制冷剂挤出并参与到制冷循环中；以减少储液器4中存储液体制冷剂的数量；在上述工作模式过程中，使用侧换热器8在系统中起到蒸发器的作用，空气源换热器7作为冷凝器向外部空气散发热量。
当系统运行制冷+热水功能，机组除了能同上述制冷工作模式可获得制冷功能外，热泵系统还可以根据用户预先设定的控制要求启用热回收器6吸收压缩机1排气端气态制冷剂的冷凝热量而产生卫生热水供用户使用；在上述工作模式过程中，热回收器6在系统中起到全部或部分冷凝器的作用，空气源换热器7停止使用或只起到部分冷凝器的作用，使用侧换热器8起到蒸发器的作用。
当系统运行采暖功能时；四通换向阀2换向后，气态制冷剂通过压缩机1 排气管排出，并流经热回收器6后从四通换向阀2的D接管进入四通换向阀 2；再通过四通换向阀2的E接口流进使用侧换热器8，制冷剂在使用侧换热器8中向用户采暖端提供冷凝热后成为液态制冷剂，液态制冷剂从使用侧换热器8流出后再进入储液器4，储液器4流出的制冷剂经节流件3节流后进入空气源换热器7，液态制冷剂在空气源换热器7中吸收外部空气中的热量后再成为气态制冷剂，气态制冷剂再依次通过四通换向阀2的C接口、S接口后进入气液分离器5,而后再通过压缩机1的吸气管再返回压缩机1，以此，实现了制冷剂在系统中的采暖工作循环；上述工作过程中，由于使用侧换热器8 流出后再进入储液器4是液态制冷剂，部分液态制冷剂直接被储存在储液器4 中，以此减少采暖工作中的系统制冷剂循环量；由于制冷剂调节管10上的单向阀9与制冷剂流向是逆向的，因此，制冷剂不能在制冷剂调节管10上流通，在上述工作模式过程中，使用侧换热器8在系统中取得冷凝器的作用，而空气源换热器7作为蒸发器吸收外部空气的热量。
当系统运行采暖+热水功能时，机组除了可获得同上述制热工作模式采暖功能外，热泵系统还可以根据用户预先设定的控制要求启用热回收器6吸收压缩机1排气端气态制冷剂的热量而产生卫生热水供用户使用；在此过程中，热回收器6与使用侧换热器8在系统中一起作冷凝器用，而空气源换热器7 作为蒸发器吸收外部空气的热量。
当系统运行热水功能时，系统的运行方式基本同采暖功能运行方式，但系统根据控制要求启用热回收器6吸收压缩机1排气端气态制冷剂的冷凝热量而产生卫生热水供用户使用，热回收器6在系统中取得起到冷凝器的作用，使用侧换热器8暂停使用，而空气源换热器7作为蒸发器吸收外部空气的热量。
实施方案二，一种具有三联供功能的空气源热泵系统，如图3所示，在实施方案一的基础上，还包括电磁阀11，并取消单向阀9；电磁阀11安装于制冷剂调节管10上任一位置；
工作方式与实施方案一基本相同，有所不同的是，以电磁阀11代替了单向阀9，工作方式中不同部分具体为：
当机组运行制冷功能或制冷+热水功能时，电磁阀11打开，部分气态制冷剂通过制冷剂调节管10直接流进储液器4，以减少储液器4内液态制冷剂的数量，使更多的制冷剂参与到制冷循环系统中；
当机组运行采暖功能、采暖+热水功能或热水功能时，电磁阀11关闭，由于使用侧换热器8流出后再进入储液器4是液态制冷剂，部分液态制冷剂会直接被储存在储液器4中，由于制冷剂调节管10上的电磁阀11是关闭的，因此，制冷剂不能在制冷剂调节管10上流通，以此实现减少采暖工作中的系统制冷剂循环量的目的，其他的工作方式与实施方案一相同。
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (5)

1.一种具有三联供功能的空气源热泵系统，其特征在于，主要包括四通换向结构和制冷剂调节结构；
所述四通换向结构主要包括：压缩机(1)、热回收器(6)、四通换向阀(2)、空气源换热器(7)、节流件(3)、储液器(4)、使用侧换热器(8)以及气液分离器(5)；所述四通换向阀上有D、C、S、E四个接口，通过管路件，将热回收器(6)的进口与压缩机(1)的排气口相连，四通换向阀(2)D接口与热回收器(6)的出口相连接，所述空气源换热器(7)的进口与四通换向阀(2)C接口(或E接口)相连接，所述节流件(3)进口与空气源换热器(7)的出管相连，所述储液器(4)的进口与节流件(3)出口连接，所述使用侧换热器(8)的进口与储液器(4)的出口相连接，所述使用侧换热器(8)的出口与四通换向阀(2)E接口或C接口相连接上，所述气液分离器(5)的进口与四通换向阀(2)的S接口相连接，所述气液分离器(5)的出口与压缩机(1)吸气口相连接；
所述制冷剂调节结构主要包括：包括制冷剂调节管(10)以及单向阀(9)；制冷剂调节管(10)的其中一端安装在空气源换热器(7)的进管上，另一端安装在储液器(4)的进管上，所述单向阀(9)安装于制冷剂调节管(10)上。
2.根据权利要求1所述的一种具有三联供功能的空气源热泵系统，其特征在于，制冷剂调节结构还包括电磁阀(11)，并取消单向阀(9)；
所述制冷剂调节管(10)的其中一端安装在空气源换热器(7)的进管上，另一端安装在储液器(4)的进管上，所述电磁阀(11)安装于制冷剂调节管(10)上。
3.根据权利要求2所述的一种具有三联供功能的空气源热泵系统，其特征在于，所述单向阀(9)的流通方向朝向储液器(4)。
4.根据权利要求1所述的一种具有三联供功能的空气源热泵系统，其特征在于，所述热回收器(6)及使用侧换热器(8)的换热介质为水或水溶液。
5.据权利要求1所述的一种具有三联供功能的空气源热泵系统，其特征在于，所述空气源换热器(7)的换热介质为空气。
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