CN2442140Y - 节能型空气热源热泵式恒温恒湿空调机 - Google Patents

Abstract

节能型空气热源热泵式恒温恒湿空调机,涉及采用空气热源热泵原理制造恒温恒湿空调机技术。主要是在室内热交换器前面增设辅助换热器和蒸汽加湿器。恒湿要求由湿度传感器按需控制:恒温是通过压缩机出口并联的两只供冷、供暖电磁阀或一只四通阀,及其两组单向阀将压缩冷凝废热由三通调节阀自动调节分配一小股给辅助换热器,代替电加热器进行二次加热,节省0.4—0.6电耗外还降低了运行费用,且结构简单合理,运行可靠安全,具有普及应用前景。

Description

节能型空气热源热泵式恒温恒湿空调机

本实用新型涉及采用空气热源热泵原理制造恒温恒湿空调机技术。

现有的空气热源热泵式空调机主要由压缩机和室内、外热交换器等组成，不管供冷还是供暖，温度的控制均通过开或停压缩机来完成。具体如下：供冷时，压缩机将高压高温气态工质送到室外热交换器，在此，工质经空气冷却液化后进入贮液器，然后经毛细管或膨胀阀减压后，到达室内热交换器，根据汽化吸热原理就在室内热交换器处产生降温现象。汽化后工质进入压缩机。室内温度降到了设定温度时，压缩机停止工作，室内温度超过设定温度时，压缩机再次启动，如此循环能使夏天的室内温度保持在24-28度左右。供热时，工质的流向正好倒过来，压缩机将高压高温气态工质送到室内热交换器，然后到室外热交换器，同样，室内温度升到了设定温度时，压缩机停止工作，室内温度低于设定温度时，压缩机再次启动，如此循环完成供暖任务，使冬天的室内温度保持在16-23度左右。总之，这种空调机因为温度控制是靠开、停压缩机完成的，也就是，不管是供冷还是供暖，设定温度一到，压缩机就停止工作，等到温度不够了再启动压缩机，这样室内温度就会有较大的波动，也就是说这种空调机只能起到供暖或供冷作用，不具备恒温功能，特别是没有恒湿功能。

为了获得恒温恒湿环境，人们发明了恒温恒湿空调机。夏季(也包括春秋季在内)供冷时，采用在室内热交换器前增设电加热器，用电加热器的开大或关小来调节室内温度恒定不变，一般可保持20±1℃。这种恒温恒湿空调机供冷时压缩机不停止工作，由于压缩机常开不停，所以在制冷同时也去了湿。冬季供暖时，根本不采用压缩机，而是全部靠电加热器加热把室内温度控制在20±1℃的设定温度内，并增设蒸汽加湿器，使冬季室内的湿度保持在40-60％。因此，这种空调机可被称为电加热型恒温恒湿空调机。虽然它也能为工业生产和实验研究创造适当的恒温恒湿环境，但是能耗大、运行费用高，不经济实用。

本实用新型的目的是设计一种能耗低、结构简单、可大大降低运行费用的恒温恒湿型空调机。

为了达到上述目的，本实用新型是通过以下方案来实现的。节能型空气热源热泵式恒温恒湿空调机，包括压缩机、储液器、气液分离器、室内热交换器、室外热交换器。压缩机出口分别与室内热交换器、室外热交换器相连接，运行时按供冷或供暖的不同需要，让高压高温气态工质流到室外热交换器或室内热交换器，在那里放出热量后实现制冷或供热。其结构要点是：室内热交换器的前面增设辅助换热器和蒸汽加湿器，蒸汽加湿器与加湿调节阀连接，按需进行加湿控制，以满足恒湿要求。压缩机的出口通过分油器并联两只电磁阀：一只是供冷电磁阀，一只是供暖电磁阀。供冷时，供冷电磁阀出口与两个单向阀相连接，其中一只单向阀与室外热交换器相连接，室外热交换器与三通调节阀连接；另一只单向阀与辅助换热器相连接，辅助换热器出口也与三通调节阀连接，通过三通调节阀按负荷情况自动分配去室外热交换器和辅助换热器不同数量的高压高温气态工质来达到恒定的供冷温度。三通调节阀的出口与贮液器和室内热交换器连接，室内热交换器出口通过气液分离器与压缩机的进口连接，依次完成恒温恒湿供冷循环。供暖时，供暖电磁阀与室内热交换器连接，室内热交换器与储液器进口连接，储液器出口通过过滤器与两个单向阀相连接，其中一个单向阀与室外热交换器相连接，室外热交换器与三通调节阀连接；另一只单向阀与辅助换热器连接，辅助换热器出口也与三通调节阀连接，通过三通调节阀按负荷情况自动分配去室外热交换器和辅助换热器的不同液态工质数量来达到设定的恒定供暖温度。三通调节阀的出口通过气液分离器与压缩机的进口连接，依次完成恒温恒湿供暖循环。

上述供冷电磁阀和供暖电磁阀可以用一只传统的四通阀替代。

本实用新型的优点是：

1.由于本实用新型不仅供冷采用压缩机，供暖也采用压缩机作热泵运行，取消了电加热器，所以，仅此一项就可节省40％-60％的电耗；另外，由于本实用新型的恒温是利用压缩废热引入辅助换热器代替电加热器进行二次加热，废热综合利用进一步又节省了大量的能耗，从而使本实用新型的运行费用也大大降低。

2.由于本实用新型采用三通调节阀控制去辅助换热器和室内、外热交换器的工质数量比例，达到精确控制室内温度恒定在20±1℃，所以本实用新型结构简单合理，运行可靠。

附图说明

图1为本实用新型的供冷供暖恒温恒湿详细结构示意图

图2为本实用新型的供冷恒温恒湿原理示意图

图3为本实用新型的供暖恒温恒湿原理示意图

结合附图详述如下：请参阅附图1，本实用新型分室外机部分I和室内机部分II。它是由压缩机1、分油器2、气液分离器3、电磁阀4、供冷电磁阀5、供热电磁阀6、室内热交换器7、辅助换热器8、加湿调节阀9、蒸汽加湿器10、外平衡式热力膨胀阀11、12、22、电磁阀13、14、15、17、21、23、28、29和30、三通调节阀24、室外热交换器25、过滤器26、贮液器27、单向阀16、18、19、20组成。室内热交换器7前增设辅助换热器8和蒸汽加湿器10。蒸汽加湿器10通过湿度传感器按需由加湿调节阀9对其加以控制满足恒湿要求。

压缩机1的出口并联两只电磁阀：一只供冷电磁阀5和一只供暖电磁阀6。供冷电磁阀5出口与两个单向阀19和20相连接。其中一只单向阀20与室外热交换器25相连接，室外热交换器25出口与三通调节阀24连接；另一只单向阀19与辅助换热器8相连接，辅助换热器8出口也与三通调节阀24连接。通过三通调节阀24按负荷情况自动分配去室外热交换器25和辅助换热器8的不同数量的高压高温气态工质。辅助换热器8对室内送风空气进行二次加热来达到恒定的供冷温度。三通调节阀24的出口通过电磁阀28、贮液器27、过滤器26、电磁阀13、膨胀阀12与室内热交换器7连接，室内热交换器7出口通过电磁阀4、气液分离器3与压缩机1的进口连接，依次完成供冷循环。

供暖电磁阀6与室内热交换器7连接，室内热交换器7出口通过电磁阀30与贮液器27进口连接，贮液器27出口通过过滤器26、电磁阀15与两个单向阀16和18相连接。其中一个单向阀18通过膨胀阀22与室外热交换器25相连接，室外热交换器25通过电磁阀21与三通调节阀24连接；另一只单向阀16通过膨胀阀11与辅助换热器8相连接，辅助换热器8出口通过电磁阀17也与三通调节阀24连接，通过三通调节阀24按负荷情况自动分配去室外热交换器25和辅助换热器8不同数量的液态工质来达到设定的恒定供暖温度。三通调节阀24的出口通过电磁阀29、气液分离器3与压缩机1的进口连接，依次完成供暖循环。

为简明起见还可参阅附图2和3。本实用新型的供冷工况如下：压缩机1出口分两路，一路是通过室外热交换25到达三通调节阀24，另一路是通过辅助换热器8也到达三通调节阀24，通过三通调节阀24将高温高压气态工质分配一小股给辅助换热器8用于室内送风的二次加热达到室内恒温恒湿目的。冷凝后的工质经三通调节阀24回到贮液器27。来自贮液器27的液态工质经减压后进入室内热交换器7。工质在室内热交换器7中吸热汽化后回到压缩机1，完成供冷循环。

本实用新型的供暖工况如下：高温高压的气态工质由压缩机1出口通入室内热交换7在其中放热冷凝成液态后到达贮液器27。贮液器27出口分两路，一路到达室外热交换器25吸收热量汽化后，到达三通调节阀24；另一路是通过辅助换热器8吸收热量汽化后到达三通调节阀24。通过三通调节阀24将液态工质分配一小股给辅助换热器8用于室内送风加热后再降温以达到恒温目的。气态工质由三通调节阀24出口回到压缩机1进口，完成供暖循环。

本实用新型的工作原理如下：

夏季供冷工况运行时：

开启压缩机1、打开供冷电磁阀5、以及电磁阀23、28、14、13、4，关闭供热电磁阀6，其余电磁阀30、29、21、17、15关闭。于是，高压高温气态工质经分油器2，通过电磁阀5分成两路，主要的一路通过单向阀20进入室外热交换器25，放出热量，冷凝后，经电磁阀23进入三通调节阀24，另一小股高压高温气态工质通过单向阀19进入辅助换热器8，用以加热冷却去湿后的送风空气，辅助换热器8出来的冷凝后的液态工质经电磁阀14也进入三通调节阀24，三通调节阀24根据室内温度的控制要求，分配两股气态工质的比例。三通调节阀24出口将两股冷凝后的液态工质通过电磁阀28、储液器27、过滤器26、电磁阀13和热力膨胀阀12，进入室内热交换器7，蒸发后的低压气态工质通过电磁阀4，进入气液分离器3，然后进入压缩机1的入口，完成供冷循环。

冬季供暖工况运行时：

开启压缩机1，打开供热电磁阀6、以及电磁阀30、29、21、17、15，关闭供冷电磁阀5，其余电磁阀23、28、14、13、4，关闭。高压高温气态工质经分油器2，通过供暖电磁阀6进入室内热交换器7，用以加热送风空气以供暖，冷凝后的液态工质经电磁阀30进入储液器27，然后经过过滤器26和电磁阀15分为两股，主要的一股通过单向阀18和热力膨胀阀22进入室外热交换器25，另一小股经单向阀16和热力膨胀阀11进入辅助换热器8，用以对加热后的送风空气进行适度冷却，以调节送风温度。两股气态工质分别通过电磁阀21和17一起进入三通调节阀24。三通调节阀24仍旧根据室内温度的控制要求，调节分配两股气流的比例。混合后的气态工质通过电磁阀28，进入气液分离器3，然后进入压缩机1的入口，完成供暖循环。

Claims (2)

1.节能型空气热源热泵式恒温恒湿空调机，包括压缩机(1)、气液分离器(3)、室内热交换器(7)、室外热交换器(25)、贮液器(27)，其特征在于：室内热交换器(7)前增设辅助换热器(8)和蒸汽加湿器(10)，蒸汽加湿器(10)与加湿调节阀(9)相连接，以便按需对其加以控制满足恒湿要求；压缩机(1)的出口通过分油器(2)除去油滴后并联一只供冷电磁阀(5)和一只供暖电磁阀(6)：供冷电磁阀(5)出口与两个单向阀(19)和(20)相连接，其中一只单向阀(20)与室外热交换器(25)相连接，室外热交换器(25)与三通调节阀(24)连接；另一只单向阀(19)与辅助换热器(8)相连接，辅助换热器(8)出口也与三通调节阀(24)连接，通过三通调节阀(24)按负荷情况自动分配去室外热交换器(25)和去辅助换热器(8)的不同数量的高压高温气态工质来达到恒定的供冷温度；三通调节阀(24)的出口通过贮液器(27)与室内热交换器(7)连接，室内热交换器(7)出口通过气液分离器(3)与压缩机(1)的进口连接，由此完成供冷循环；供暖电磁阀(6)与室内热交换器(7)连接，室内热交换器(7)出口与贮液器(27)进口连接，贮液器(27)出口通过过滤器(26)与两个单向阀(16)和(18)相连接，其中一个单向阀(18)与室外热交换器(25)相连接，室外热交换器(25)与三通调节阀(24)连接，另一只单向阀(16)与辅助换热器(8)相连接，辅助换热器(8)出口也与三通调节阀(24)连接，通过三通调节阀(24)按负荷情况自动分配去室外热交换器(25)和辅助换热器(8)不同数量的液态工质来达到设定的恒定供暖温度；三通调节阀(24)的出口通过气液分离器(3)与压缩机(1)的进口连接，由此完成供暖循环。

2.根据权利要求1所述的空调机，其特征在于：所述的供冷电磁阀(5)和供热电磁阀(6)可以用一只传统的四通阀替代。

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