机泵联驱增焓型空气源热泵用户冷暖热水三用机转让专利
申请号 : CN202110545763.4
文献号 : CN113154514B
文献日 : 2022-05-13
发明人 : 张吉礼 , 郭晓超 , 马志先
申请人 : 大连理工大学
摘要 :
权利要求 :
1.一种机泵联驱增焓型空气源热泵用户冷暖热水三用机,其特征在于,该机泵联驱增焓型空气源热泵用户冷暖热水三用机包括制冷剂系统、供暖/冷水系统和生活热水系统;
所述的制冷剂系统包括压缩机驱动增焓型空气源热泵系统和泵驱动空气源系统;
所述的压缩机驱动增焓型空气源热泵系统主要由补气型压缩机(1)、油分离器(2)、生活热水换热器(3)、四通阀(4)、供暖/冷换热器(5)、干燥过滤器(6)、储液器(7)、氟泵(8)、气液分离/回热器(9)、中间冷却器(11)、翅片式换热器(13)、多个电子膨胀阀、多个电磁阀和多个单向阀组成,补气型压缩机(1)排气管依次连接油分离器(2)、单向阀一(18)、生活热水换热器(3)和四通阀(4),经四通阀(4)分出两路,一路依次连接供暖/冷换热器(5)、单向阀三(20)、干燥过滤器(6)、储液器(7)、氟泵(8)和气液分离/回热器(9),经气液分离/回热器(9)又分出两路,一路依次连接电子膨胀阀一(10)、中间冷却器(11)和补气型压缩机(1)补气口,而另一路依次连接中间冷却器(11)、电子膨胀阀二(12)、单向阀六(23)、翅片式换热器(13)、四通阀(4)、电磁阀四(17)、气液分离/回热器(9)和补气型压缩机(1)吸气口;经四通阀(4)分出的另一路依次连接翅片式换热器(13)、电磁阀三(16)、单向阀五(22)、干燥过滤器(6)、储液器(7)、氟泵(8)和气液分离/回热器(9),经气液分离/回热器(9)又分出两路,一路依次连接电子膨胀阀一(10)、中间冷却器(11)和补气型压缩机(1)补气口,而另一路依次连接中间冷却器(11)、电子膨胀阀二(12)、电磁阀二(15)、单向阀四(21)、供暖/冷换热器(5)、四通阀(4)、电磁阀四(17)、气液分离/回热器(9)和补气型压缩机(1)吸气口;
所述的泵驱动空气源系统主要由氟泵(8)、翅片式换热器(13)、四通阀(4)、生活热水换热器(3)、供暖/冷换热器(5)、干燥过滤器(6)、储液器(7)、电磁阀一(14)和多个单向阀组成,氟泵(8)出口依次连接电磁阀一(14)、单向阀六(23)、翅片式换热器(13)、四通阀(4)、单向阀二(19)、生活热水换热器(3)、四通阀(4)、供暖/冷换热器(5)、单向阀三(20)、干燥过滤器(6)、储液器(7)和氟泵(8)进口;
所述的制冷剂系统的运行模式,具体包括以下三种:模式一、补气型压缩机(1)与氟泵(8)联合驱动、生活热水换热器(3)和供暖/冷换热器(5)作为冷凝器、翅片式换热器(13)作为蒸发器,补气型压缩机(1)、氟泵(8)、电子膨胀阀一(10)和电子膨胀阀二(12)启动,电磁阀四(17)开启;
模式二、补气型压缩机(1)与氟泵(8)联合驱动、生活热水换热器(3)和翅片式换热器(13)作为冷凝器、供暖/冷换热器(5)作为蒸发器,补气型压缩机(1)、氟泵(8)、四通阀(4)、电子膨胀阀一(10)和电子膨胀阀二(12)启动,电磁阀二(15)、电磁阀三(16)和电磁阀四(17)开启;
模式三、氟泵(8)驱动、生活热水换热器(3)作为冷凝器、翅片式换热器(13)作为蒸发器,氟泵(8)和四通阀(4)启动,电磁阀一(14)开启;
所述的生活热水系统主要由水泵一(24)、生活热水换热器(3)和电动阀一(26)经水管路相连接组成;
所述的供暖/冷水系统主要由水泵二(25)、供暖/冷换热器(5)和电动阀二(27)经水管路相连接组成;
所述的生活热水系统和供暖/冷水系统的运行模式,具体包括以下三种:模式一、当系统供生活热水时,水泵一(24)和电动阀一(26)开启;
模式二、当系统供暖/冷时,水泵二(25)和电动阀二(27)开启;
模式三、当系统供暖/冷和生活热水时,水泵一(24)、水泵二(25)、电动阀一(26)和电动阀二(27)开启;
通过控制制冷剂系统中补气型压缩机(1)、氟泵(8)、四通阀(4)、电子膨胀阀和水系统中水泵的启停以及制冷剂系统电磁阀、水系统电动阀的开闭,系统最终可实现以下六种运行模式:
模式一、机泵联驱增焓型空气源热泵用户供生活热水模式,补气型压缩机(1)、氟泵(8)、电子膨胀阀一(10)、电子膨胀阀二(12)和水泵一(24)启动,电磁阀四(17)和电动阀一(26)开启;
模式二、机泵联驱增焓型空气源热泵用户供暖模式,补气型压缩机(1)、氟泵(8)、四通阀(4)、电子膨胀阀一(10)、电子膨胀阀二(12)和水泵二(25)启动,电磁阀四(17)和电动阀二(27)开启;
模式三、机泵联驱增焓型空气源热泵用户供暖和生活热水模式,补气型压缩机(1)、氟泵(8)、电子膨胀阀一(10)、电子膨胀阀二(12)、水泵一(24)和水泵二(25)启动,电磁阀四(17)、电动阀一(26)和电动阀二(27)开启;
模式四、机泵联驱增焓型空气源热泵用户供冷模式,补气型压缩机(1)、氟泵(8)、四通阀(4)、电子膨胀阀一(10)、电子膨胀阀二(12)和水泵二(25)启动,电磁阀二(15)、电磁阀三(16)、电磁阀四(17)和电动阀二(27)开启;
模式五、机泵联驱增焓型空气源热泵用户供冷和生活热水模式,补气型压缩机(1)、氟泵(8)、四通阀(4)、电子膨胀阀一(10)、电子膨胀阀二(12)、水泵一(24)和水泵二(25)启动,电磁阀二(15)、电磁阀三(16)、电磁阀四(17)、电动阀一(26)和电动阀二(27)开启;
模式六、泵驱动空气源系统供生活热水模式,氟泵(8)和水泵一(24)启动,电磁阀一(14)和电动阀一(26)开启。
2.根据权利要求1所述的机泵联驱增焓型空气源热泵用户冷暖热水三用机,其特征在于:所述的补气型压缩机(1)的类型是转子式或涡旋式。
3.根据权利要求1所述的机泵联驱增焓型空气源热泵用户冷暖热水三用机,其特征在于:所述的翅片式换热器(13)用于以对流换热的方式吸收室外空气中的热量或向室外环境放热。
4.根据权利要求1所述的机泵联驱增焓型空气源热泵用户冷暖热水三用机,其特征在于:所述的生活热水换热器(3)主要用于供生活热水,所述生活热水换热器(3)的类型是板换式或套管式或壳管式。
5.根据权利要求1所述的机泵联驱增焓型空气源热泵用户冷暖热水三用机,其特征在于:所述的供暖/冷换热器(5)主要用于制备供暖热水和供冷冷冻水,所述供暖/冷换热器(5)的类型是板换式或套管式或壳管式。
6.根据权利要求1所述的机泵联驱增焓型空气源热泵用户冷暖热水三用机,其特征在于:所述的电子膨胀阀由热力膨胀阀替代。
说明书 :
机泵联驱增焓型空气源热泵用户冷暖热水三用机
技术领域
背景技术
关注。冬季供暖、夏季供冷、全年供生活热水已逐渐成为我国大多数单户家庭中最基本的需
求,而目前现有的空气源热泵利用技术功能单一,无法满足单户家庭中供暖、冷及生活热水
多样化的用能需求。因此,近年来,研究人员提出了许多方案。
得到充分利用。
行换热,在冬季时能够防止换热器化霜现象的产生,保证了制热效果。
时,外界高温的空气能热源能够无动力地加热自来水,不需要热泵系统即可实现制热,因
此,压缩机驱动系统在该运行模式下功耗较大。
发明内容
供暖、夏季供冷、全年提供生活热水。
器9、中间冷却器11、翅片式换热器13、多个电子膨胀阀、多个电磁阀和多个单向阀组成,补
气型压缩机1排气管依次连接油分离器2、单向阀一18、生活热水换热器3和四通阀4,经四通
阀4分出两路,一路依次连接供暖/冷换热器5、单向阀三20、干燥过滤器6、储液器7、氟泵8和
气液分离/回热器9,经气液分离/回热器9又分出两路,一路依次连接电子膨胀阀一10、中间
冷却器11和补气型压缩机1补气口,而另一路依次连接中间冷却器11、电子膨胀阀二12、单
向阀六23、翅片式换热器13、四通阀4、电磁阀四17、气液分离/回热器9和补气型压缩机1吸
气口;经四通阀4分出的另一路依次连接翅片式换热器13、电磁阀三16、单向阀五22、干燥过
滤器6、储液器7、氟泵8和气液分离/回热器9;
次连接电磁阀一14、单向阀六23、翅片式换热器13、四通阀4、单向阀二19、生活热水换热器
3、四通阀4、供暖/冷换热器5、单向阀三20、干燥过滤器6、储液器7和氟泵8进口。
胀阀二12启动,电磁阀四17开启;
电子膨胀阀二12启动,电磁阀二15、电磁阀三16和电磁阀四17开启;
是转子式或涡旋式;
模式:
一26和电动阀二27开启;
四17和电动阀二27开启;
15、电磁阀三16、电磁阀四17、电动阀一26和电动阀二27开启;
附图说明
却器,12‑电子膨胀阀二,13‑翅片式换热器,14‑电磁阀一,15‑电磁阀二,16‑电磁阀三,17‑
电磁阀四,18‑单向阀一,19‑单向阀二,20‑单向阀三,21‑单向阀四,22‑单向阀五,23‑单向
阀六,24‑水泵一,25‑水泵二,26‑电动阀一,27‑电动阀二。
具体实施方式
发明中的实施例,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,都属于本发明保护的范围。
11、电子膨胀阀12、翅片式换热器13、电磁阀一14、电磁阀二15、电磁阀三16、电磁阀四17、单
向阀一18、单向阀二19、单向阀三20、单向阀四21、单向阀五22和单向阀六23经制冷剂管路
相连接组成;
和电动阀一26、电动阀二27的开闭,可实现供暖/冷、生活热水的功能,达到一机多用。
时,如图2所示,其运行原理如下:低温低压气态制冷剂被补气型压缩机1压缩为高温高压的
气态制冷剂,经油分离器2、单向阀一18进入生活热水换热器3将热量释放到生活热水系统
中,高温高压气态制冷剂进而被冷凝为中温高压液态制冷剂,后依次经四通阀4、供暖/冷换
热器5、单向阀三20、干燥过滤器6、储液器7进入氟泵8增压后质量流量增大,接着经气液分
离/回热器9后分两路:一路经电子膨胀阀10节流为中低温中压气液两相态制冷剂,其中液
态制冷剂经中间冷却器11吸热蒸发为气态,纯气态制冷剂进入补气型压缩机1补气口;另一
路经中间冷却器11冷却后进入电子膨胀阀二12节流为低温低压气液两相态制冷剂,接着经
单向阀六23进入翅片式换热器13吸收室外空气中的热能后被蒸发为气态制冷剂,最后经四
通阀4、电磁阀四17、气液分离/回热器9进入补气型压缩机1吸气口。生活热水在水泵一24的
驱动下进入生活热水换热器3吸热,并以此循环,生活热水不断被加热。
此时,如图3所示,其运行原理如下:低温低压气态制冷剂被补气型压缩机1压缩为高温高压
的气态制冷剂,经油分离器2、单向阀一18、生活热水换热器3、四通阀4进入供暖/冷换热器5
将热量释放到供暖水系统中,高温高压气态制冷剂进而被冷凝为中温高压液态制冷剂,后
依次经单向阀三20、干燥过滤器6、储液器7进入氟泵8增压后质量流量增大,接着经气液分
离/回热器9后分两路:一路经电子膨胀阀10节流为中低温中压气液两相态制冷剂,其中液
态制冷剂经中间冷却器11吸热蒸发为气态,纯气态制冷剂进入补气型压缩机1补气口;另一
路经中间冷却器11冷却后进入电子膨胀阀二12节流为低温低压气液两相态制冷剂,接着经
单向阀六23进入翅片式换热器13吸收空气中的热能后被蒸发为气态制冷剂,最后经四通阀
4、电磁阀四17、气液分离/回热器9进入补气型压缩机1吸气口。供暖热水在水泵二25的驱动
下进入供暖/冷换热器5吸热,以此循环,供暖热水不断被加热。
阀一26和电动阀二27开启。此时,如图4所示,其运行原理如下:低温低压气态制冷剂被补气
型压缩机1压缩为高温高压的气态制冷剂,经油分离器2、单向阀一18进入生活热水换热器3
和供暖/冷换热器5将热量分别释放到生活热水和供暖热水系统中,高温高压气态制冷剂进
而被冷凝为中温高压液态制冷剂,后依次经单向阀三20、干燥过滤器6、储液器7进入氟泵8
增压后质量流量增大,接着经气液分离/回热器9后分两路:一路经电子膨胀阀10节流为中
低温中压气液两相态制冷剂,其中液态制冷剂经中间冷却器11吸热蒸发为气态,纯气态制
冷剂进入补气型压缩机1补气口;另一路经中间冷却器11冷却后进入电子膨胀阀二12节流
为低温低压气液两相态制冷剂,接着经单向阀六23进入翅片式换热器13吸收空气中的热能
后被蒸发为气态制冷剂,最后经四通阀4、电磁阀四17、气液分离/回热器9进入补气型压缩
机1吸气口。生活热水在水泵一24的驱动下进入生活热水换热器3吸热,并以此循环,生活热
水不断被加热;供暖热水在水泵二25的驱动下进入供暖/冷换热器5吸热,并以此循环,供暖
热水不断被加热。
阀四17和电动阀二27开启。此时,如图5所示,其运行原理如下:低温低压气态制冷剂被补气
型压缩机1压缩为高温高压的气态制冷剂,经油分离器2、单向阀一18、四通阀4和生活热水
换热器3进入翅片式换热器将热量释放到外界空气中,高温高压气态制冷剂进而被冷凝为
中温高压液态制冷剂,后依次经电磁阀三16、单向阀五22、干燥过滤器6、储液器7进入氟泵8
增压后质量流量增大,接着经气液分离/回热器9后分两路:一路经电子膨胀阀10节流为中
低温中压气液两相态制冷剂,其中液态制冷剂经中间冷却器11吸热蒸发为气态,纯气态制
冷剂进入补气型压缩机1补气口;另一路经中间冷却器11冷却后进入电子膨胀阀二12节流
为低温低压气液两相态制冷剂,接着经电磁阀二15、单向阀四21、进入供暖/冷换热器5吸热
蒸发为气态制冷剂,最后经四通阀4、电磁阀四17、气液分离/回热器9进入补气型压缩机1吸
气口。供冷冷冻水在水泵二25的驱动下进入供暖/冷换热器5放热,并以此循环,供冷冷冻水
不断被冷却。
15、电磁阀三16、电磁阀四17、电动阀一26和电动阀二27开启。此时,如图6所示,其运行原理
如下:低温低压气态制冷剂被补气型压缩机1压缩为高温高压的气态制冷剂,后依次经油分
离器2、单向阀一18进入生活热水换热器3和翅片式换热器13中,分别将热量释放到生活热
水系统和外界空气中,高温高压气态制冷剂进而被冷凝为中温高压液态制冷剂,后依次经
电磁阀三16、单向阀五22、干燥过滤器6、储液器7进入氟泵8增压后质量流量增大,接着经气
液分离/回热器9后分两路:一路经电子膨胀阀10节流为中低温中压气液两相态制冷剂,其
中液态制冷剂经中间冷却器11吸热蒸发为气态,纯气态制冷剂进入补气型压缩机1补气口;
另一路经中间冷却器11冷却后进入电子膨胀阀二12节流为低温低压气液两相态制冷剂,接
着经电磁阀二15、单向阀四21、进入供暖/冷换热器5吸热蒸发为气态制冷剂,最后经四通阀
4、电磁阀四17、气液分离/回热器9进入补气型压缩机1吸气口。生活热水在水泵一24的驱动
下进入生活热水换热器3吸热,并以此循环,生活热水不断被加热;供冷冷冻水在水泵二25
的驱动下进入供暖/冷换热器5放热,并以此循环,供冷冷冻水不断被冷却。
冷剂经氟泵8增压后经电磁阀一14、单向阀23进入翅片式换热器13吸收空气中的热能后被
蒸发为气态制冷剂,后依次经四通阀4、单向阀二19进入生活热水换热器3将热量释放到生
活热水系统中,气态制冷剂进而被冷凝为液态制冷剂,接着依次经四通阀4、供暖/冷换热器
5、单向阀三20、干燥过滤器6、储液器7进入氟泵8进口。生活热水在水泵一24的驱动下进入
生活热水换热器3吸热,并以此循环,生活热水不断被加热。
型,本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。