CN100375873C - 双源复合式热泵机组 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于室内空调***的双源复合式热泵机组，包括有压缩机，四通转向阀，室内热交换器和室外复合式热交换器，所述的室外复合式热交换器由翅片盘管与光面管组串接而成，室外复合式热交换器通过气管和阀件与四通转向阀相连通，通过液管和阀件与室内热交换器相连通，其不同之处在于在室外复合式热交换器内设置热水散热器，构成双源室外复合式热交换器，热水散热器通过循环管路和泵与太阳能集热器装置相连通。本发明在夏季制冷时，采用喷水和风冷的复合冷却方式，这样可促使提高夏季空调制冷***的季节能效比；当冬季制热供暖时，通过太阳能集热器装置对热水散热器加热，使流经热交换器的空气温度提高，有利于节约能耗和环境保护。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于室内空调***的双源复合式热泵机组，它可适用于热泵型冷、热水机组，也适用于单元式热泵型空调机组及户式中央空调机组。
背景技术
现有的风冷式热泵机组主要由压缩机，四通转向阀，汽液分离器，贮液器，室内、室外热交换器以及一些阀件通过制冷剂气、液管路相连而构成。其中室外热交换器为风冷式翅片盘管热交换器，由于夏季室外空气的干球温度较高，冷却效果变差，使风冷式热交换器内的冷凝压力随空气干球温度的升高而增高，致使压缩机的功耗增加；而在冬季室外空气温度较低且室外空气中含湿量较高，将导致室外风冷式热交换器严重结霜，易于引起盘管翅片间空气流通的堵塞，热交换效率下降，使机组的除霜能耗增大，不利于***的供暖效果。
为解决上述存在的问题，在中国专利CN1137360C中提出了一种复合式风冷热泵机组，该机组采用由光面管组和翅片盘管串接而成的室外复合式热交换器，并在光面管一侧设置喷水冷却装置，在一定程度上解决了上述存在的问题，提高了机组制冷制热的季节性能效比。然而，该机组在冬季室外空气温度较低的情况下，如在我国长江流域以北地区的冬天季节，由于室外空气的热值低，机组的供暖效果会随温度的下降变得更差，不借助其它热源机组无法正常工作，目前，通常是采用电辅助加热的方式，但这样的制热方式不仅能耗大，而且制热的季节性能效比仍然很低。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是在于针对上述现有技术存在的问题而提供一种能利用自然资源来有效提高其冬季低温环境下制热能效比的双源复合式热泵机组。
本发明为解决上述提出的问题所采用的技术方案为：包括有压缩机1，四通转向阀2，室内热交换器8和室外复合式热交换器，所述的室外复合式热交换器由翅片盘管10与光面管组14串接而成，室外复合式热交换器通过气管和阀件与四通转向阀2相连通，通过液管和阀件与室内热交换器8相连通，其不同之处在于在室外复合式热交换器内设置热水散热器27，构成双源室外复合式热交换器，热水散热器通过循环管路和泵与太阳能集热器装置相连通，所述的热水散热器设置于双源室外复合式热交换器内翅片盘管10与光面管组14之间，
按上述方案，所述的热水散热器为翅片盘管结构。
按上述方案，在双源室外复合式热交换器中光面管组14的一侧设置喷水冷却装置，在双源室外复合式热交换器中还配设有风机，构成风和水复合冷却结构的热交换器。
本发明是通过采用双源室外复合式热交换器来替代现有技术中的室外复合式热交换器，由此而产生以下的有益效果：1、在夏季制冷时，停止太阳能热水散热器运行，采用喷水和风冷的复合冷却方式，这样可将室外空气湿球温度作为热交换器的冷却参数，从而避免夏季室外高温空气干球温度的不利影响，降低热交换器内的冷凝压力，使压缩机的能耗降低，并促使提高夏季空调制冷***的季节能效比(SEER)，进而也确保能达到正常和较好的空调效果；2、当冬季制热供暖时，喷水冷却装置停止运行，使含湿量较高的室外空气通过低温((0℃)的光面管组进行减湿预处理，可减轻盘管翅片间较严重的霜堵问题，延长除霜周期，减小除霜能耗，有利于制热季节性能系数(HSPF)的提高；同时利用太阳能，通过太阳能集热器装置对热水散热器加热，使流经室外热交换器的空气温度提高，构成空气热源和太阳能双效热源的制热模式——双源复合式热泵，使得供热季节性能系数(HSPF)有很大的提高，太阳能的自然资源得到充分的应用，有利于节约能耗和环境保护；而且可在现有空气源热泵主要仅适用于我国长江流域及其周边地区的基础上，普及应用到温度更低但太阳能资源较丰富的我国北方地区。在春、秋和夏季非供暖季节，可利用太阳能提供热水；3、在压缩机制冷能力与太阳能供热能力优化组合的条件下，可以平衡点(B.P.)温度为基准利用太阳能将进入机组的室外空气加热升温到7.0℃以上，因此，在供暖季节的绝大部分运行期间，可实现无须除霜的连续供热运行，可更进一步优化其供热季节性能系数(HSPF)，同时也能在0℃以下的低温下确保机组达到正常和较好的供暖效果。
附图说明
图1为本发明一个实施例的结构原理图，图中实线箭头表示制冷时的气、液回路，虚线箭头表示制热时的气、液回路。
图2为图1中双源室外复合式热交换器与制冷剂气、液管路及太阳能供热部分的放大图。
具体实施方式
以下结合附图进一步说明本发明的实施例。包括有压缩机1和四通转向阀2，压缩机的排气口与四通转向阀相连，压缩机的吸气口经汽液分离器3与四通转向阀另一接口相接，四通转向阀的第三个接口通过制冷剂气管21分两路，一路经气用逆止阀13与室外复合式热交换器输入端连通，另一路经气用逆止阀16与室外复合式热交换器的输出端连通，四通转向阀的第四个接口经气管与室内热交换器8相连通，室内热交换器的另一个端口经热力膨胀阀5和电磁阀6与制冷剂液管相接，在热力膨胀阀和电磁阀的两端并接有液用逆止阀7；制冷剂液管22分成三路，一路与贮液器4相接，另一路经液用逆止阀15、电磁阀12及热力膨胀阀11与室外复合式热交换器的输入端相接，第三路串接液用逆止阀17后与室外复合式热交换器的输出端相连通；室内热交换器8可为壳管式、板式或套管式水热交换器，也可为空气热交换器。室外复合式制冷剂热交换器由翅片盘管10与光面管组14串接而成，在光面管组的上方或一侧设置喷水冷却装置，喷水冷却装置包括有喷水管25和水泵19，水泵的进水口与箱壳26底部的水箱相接，水箱的进水口连接有浮球式水阀18，由此构成一个循环式喷水冷却装置。在室外复合式热交换器中还设置热水散热器27，热水散热器设置于翅片盘管10与光面管组14之间，热水散热器也为翅片盘管结构，通过导热连接筋与翅片盘管10相接成一体，由此构成双源室外复合式热交换器；热水散热器27通过循环管路和泵与太阳能集热器装置相连通；所述的太阳能集热器装置包括太阳能集热器32和水箱30，太阳能集热器经循环水管和泵31与水箱连通，对水箱中的水进行循环加热，水箱通过循环水管、泵29及辅助电加热器28与热水散热器27的输入、输出口连通，构成一热水循环供热环路，向热水散热器提供太阳能热源；此外，水箱通过阀34与供水管接通，通过阀33与热水供水管连通，用于冬季外其它季节的热水供应。翅片盘管10和光面管组14及热水散热器27均设在箱壳26内，箱壳的中部两侧设有进风口20，进风口为过滤夹层结构，其内设有挡板24，使进入箱壳内的空气经光面管组，热水散热器和翅片盘管后流出，在箱壳的上部设有排风口，并配有风机9，此外在制冷剂翅片盘管与光面管组的一侧还设有排液连通管23与室外复合式热交换器的输出端相连通。
本发明实施例夏季制冷的工作过程为：由压缩机1产生高温高压的制冷剂气体，该气体经四通转向阀2通过气体管路21和气用逆止阀13与双源室外复合式热交换器的制冷剂输入端连通，经翅片盘管10和喷水冷却的光面管组冷却，冷凝成液体，该液体从输出端经液用逆止阀17与液管相通，通过液管与贮液器4相接，并经电磁阀6和热力膨胀阀5进入室内热交换器8，在室内热交换器中吸热后蒸发成气体，该气体从室内热交换器排出通过四通转向阀2再经汽液分离器3进入压缩机压缩，再变成高温高压的制冷剂气体，由此而循环运行。此时，太阳能的热水散热器停止工作。
本发明实施例冬季制热的工作过程为：喷水冷却装置停止运行，而与太阳能集热器装置导通的热水散热器开始工作；来自贮液器4的制冷剂液体经液用逆止阀15、电磁阀12和热力膨胀阀11进入双源室外复合式热交换器，经过吸收室外空气中的热量和太阳能热水散热器供给的热量后而汽化，该气体经气用逆止阀16与四通转向阀2连通，再经汽液分离器3进入压缩机1被压缩成高温高压气体，经四通转向阀2和气管进入室内热交换器8，在室内热交换器中放出热量并冷凝成液体，该液体流经液用逆止阀7进入贮液器4，由此而重复循环上述过程，向室内持续制热供暖。
Claims (6)
1.一种双源复合式热泵机组，包括有压缩机(1)，四通转向阀(2)，室内热交换器(8)和室外复合式热交换器，所述的室外复合式热交换器由翅片盘管(10)与光面管组(14)串接而成，室外复合式热交换器通过气管和阀件与四通转向阀相连通，通过液管和阀件与室内热交换器相连通，其特征在于在室外复合式热交换器内设置热水散热器(27)，构成双源室外复合式热交换器，热水散热器通过循环管路和泵与太阳能集热器装置相连通，所述的热水散热器(27)设置于双源室外复合式热交换器内翅片盘管(10)与光面管组(14)之间。
2.按权利要求1所述的双源复合式热泵机组，其特征在于在双源室外复合式热交换器中光面管组(14)的一侧设置喷水冷却装置，在双源室外复合式热交换器中还配设有风机，构成风和水复合冷却结构的热交换器。
3.按权利要求1或2所述的双源复合式热泵机组，其特征在于所述的太阳能集热器装置包括太阳能集热器(32)和水箱(30)，太阳能集热器经循环水管和泵(31)与水箱连通，对水箱中的水进行循环加热，水箱通过循环水管、泵(29)与热水散热器(27)的输入、输出口连通，构成一热水循环供热环路。
4.按权利要求3所述的双源复合式热泵机组，其特征在于在水箱、泵(29)和热水散热器(27)连通的循环管路中还连接辅助电加热器(28)。
5.按权利要求1或2所述的双源复合式热泵机组，其特征在于热水散热器为翅片盘管结构，通过导热连接筋与翅片盘管(10)相接成一体。
6.按权利要求2所述的双源复合式热泵机组，其特征在于所述的喷水冷却装置包括有喷水管(25)和水泵(19)，水泵的进水口与箱壳(26)底部的水箱相接，水箱的进水口连接有浮球式水阀(18)，由此构成一个循环式喷水冷却装置。
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