CN109341157A - 一种实现空调、地暖、生活热水三联供的热泵*** - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种实现空调、地暖、生活热水三联供的热泵***，直流变频压缩机与油分离器连通，油分离器依次与第一三通换向阀、第二三通换向阀、四通换向阀、室外换热器、制热主电子膨胀阀、储液器连通；第一三通换向阀与四通阀之间还设有水箱；储液器经液管截止阀分别与水侧换热器、第一空调换热器、第二空调换热器连通；水侧换热器、第一空调换热器以及第二空调换热器的出口均与四通换向阀连通，四通换相阀经由气液分离器与直流变频压缩机的回气口连通。本发明公开的一种实现空调、地暖、生活热水三联供的热泵***，实现空调、地暖及生活热水的三联供，提高设备的能源利用率。

Description

一种实现空调、地暖、生活热水三联供的热泵***
技术领域
本发明涉及热泵技术领域，具体地说是一种实现空调、地暖、生活热水三联供的热泵***。
背景技术
热泵技术近年来备受关注，在提倡环保节能的时代，利用热泵技术设计开发的高能效且环保的制冷或制热***、生活热水***等越来越受到人们的关注。
目前我国的热泵空调装置及热泵热水装置，基本上是两种相互独立的不同设备，常规的热泵空调装置只提供制冷或制热，而常规的热泵热水装置仅提供生活热水；二者基本原理相同，但热泵空调装置一般只用于空调，过渡季节设备处于闲置状态，而热泵热水装置只用于产生生活热水，设备的功能及能源利用率都未得到充分的利用。需对热泵***进行优化设计，使其能同时满足空调、地暖与生活热水的使用需求，提高设备及能源利用率。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种实现空调、地暖、生活热水三联供的热泵***，能够解决传统热泵空调装置与热泵热水装置功能单一、能源利用率低等问题，实现空调、地暖及生活热水的三联供，提高设备的能源利用率。
本发明所采取的技术方案是：提供一种实现空调、地暖、生活热水三联供的热泵***，包括直流变频压缩机、油分离器、第一三通换向阀、第二三通换向阀、四通换向阀、室外换热器、制热主电子膨胀阀、储液器、水侧换热器、第一单向阀、第二单向阀、气液分离器、空调换热器组件；
直流变频压缩机的出口与油分离器入口连通，油分离器的出口与第一三通换向阀入口连通，第一三通换向阀的第一出口与水箱入口连通，第一三通换向阀的第二出口与第二三通换向阀的入口连通，水箱的出口经第一单向阀与第二三通换向阀入口连通；
第二三通换向阀的第一出口与四通换向阀的入口连通，四通换向阀的第一出口与室外换热器入口连通，室外换热器的出口经由制热主电子膨胀阀与储液器入口连通，第二三通换向阀的第二出口经由第二单向阀与储液器出口连通；储液器的出口首先经过液管截止阀，然后分别经由第一电磁阀与水侧换热器入口连通，经由第一室内电子膨胀阀与第一空调换热器入口连通，经由第二室内电子膨胀阀与第二空调换热器入口连通；
水侧换热器、第一空调换热器以及第二空调换热器的出口均与四通换向阀的第三出口连通，四通换相阀的第二出口经由气液分离器与直流变频压缩机的回气口连通，其中，水侧换热器出口与气管截止阀之间设有第二电磁阀。
本发明的热泵***：解决了传统热泵空调装置与热泵热水装置功能单一、能源利用率低等问题，实现空调、地暖及生活热水的三联供，可以实现六种不同模式的转换使用，适用多种不同场合，提高设备的能源利用率。
进一步的，所述的空调换热器组件包括至少一个空调换热器和室内电子膨胀阀，所述的室内电子膨胀阀设在空调换热器的入口端与液管截止阀之间的管路上。
优选的，所述的空调换热器为两个相互并联的第一空调换热器和第二空调换热器；相对应的室内电子膨胀阀也有两个，分别为第一室内电子膨胀阀和第二室内电子膨胀阀。两组并联的空调换热器结构的设置，进一步提高的其制冷、制热的效果。
附图说明
图1是本发明涉及的一种空调、生活热水、地暖三联供热泵***的原理图。
图2是本发明涉及的一种空调、生活热水、地暖三联供热泵***单制冷模式的***流程图。
图3是本发明涉及的一种空调、生活热水、地暖三联供热泵***制冷+生活热水模式的***流程图。
图4是本发明涉及的一种空调、生活热水、地暖三联供热泵***单制热模式的***流程图。
图5是本发明涉及的一种空调、生活热水、地暖三联供热泵***制热+生活热水模式的***流程图。
图6是本发明涉及的一种空调、生活热水、地暖三联供热泵***制热+地暖+生活热水模式的***流程图。
图7是本发明涉及的一种空调、生活热水、地暖三联供热泵***单生活热水模式的***流程图。
图中所示，其中：1-直流变频压缩机；2-油分离器；3-第一三通换向阀；4-水箱；5-第一单向阀；6-第二三通换向阀；7-四通换向阀；8-室外换热器；9-制热主电子膨胀阀；10-储液器；11-第二单向阀，12-第一电磁阀；13-水侧换热器；14-第二电磁阀；15-液管截止阀；16-第一室内电子膨胀阀；17-第二室内电子膨胀阀；18-第一空调换热器；19-第二空调换热器；20-气管截止阀；21-气液分离器；22-低压开关；23-高压开关；24-高压压力传感器；25-回油毛细管；26-卸荷阀；27—吸气温度传感器；28—排气温度传感器；29—水箱温度传感器；30—外环温传感器；31—除霜温度传感器；32—出水温度传感器；33—进水温度传感。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。
如图1～7所示，本发明提供了一种实现空调、地暖、生活热水三联供的热泵***，包括直流变频压缩机1、油分离器2、第一三通换向阀3、水箱4、第二三通换向阀6、四通换向阀7、室外换热器8、制热主电子膨胀阀9、储液器10、水侧换热器13、第一单向阀5、第二单向阀11、气液分离器21、空调换热器组件100。
本实施例中，空调换热器组件100包括至少一个空调换热器和室内电子膨胀阀，所述的室内电子膨胀阀设在空调换热器的入口端与液管截止阀15之间的管路上。并且，优选的，空调换热器为两个相互并联的第一空调换热器18和第二空调换热器19；相对应的室内电子膨胀阀也有两个，分别为第一室内电子膨胀阀16和第二室内电子膨胀阀17，具体的，第一电子膨胀阀16设在靠近第一空调换热器18入口端管路上，第二电子膨胀阀17设在靠近第二空调换热器19入口端管路上。
直流变频压缩机1的出口与油分离器2入口连通，油分离器2的出口与第一三通换向阀3入口连通，第一三通换向阀3的第一出口与水箱4入口连通，第一三通换向阀3的第二出口与第二三通换向阀6的入口连通，水箱4的出口经第一单向阀5与第二三通换向阀6入口连通。其中，在水箱4上设有用于检测水箱内水温的水箱温度传感器29。
第二三通换向阀6的第一出口与四通换向阀6的入口连通，四通换向阀7的第一出口与室外换热器8入口连通，室外换热器8的出口经由制热主电子膨胀阀9与储液器10入口连通，第二三通换向阀6的第二出口经由第二单向阀11与储液器10出口连通。在室外换热器8上还设有外环温传感器30，用于检测室外环境温度；除霜温度传感器31，用于检测除霜温度，该温度作为判定机组进入、退出除霜的条件之一。
储液器10的出口首先经过液管截止阀15，然后分别经由第一电磁阀12与水侧换热器13入口连通，经由第一室内电子膨胀阀16与第一空调换热器18入口连通，经由第二室内电子膨胀阀17与第二空调换热器19入口连通。
水侧换热器13、第一空调换热器18、第二空调换热器19的出口均经由气管截止阀20与四通换向阀7的第三出口连通，且水侧换热器13出口与气管截止阀20之间设有第二电磁阀14；四通换相阀7的第二出口经由气液分离器21与直流变频压缩机1的回气口连通。具体的，在油分离器2与直流变频压缩机1的回气口之间还设有回油毛细管25。
另外的，在直流变频压缩机1的出气口与油分离器2之间的管路上设有高压开关23、高压压力传感器24以及排气温度传感器28。在四通换向阀7的第二出口与气液分离器21之间设有低压开关22以及吸气温度传感器27。在油分离器2与直流变频压缩机1的回气管路之间还设有卸荷阀26，用于降低高压或者平衡高、低压。
在水侧换热器13的进水口、出水口上还分别设有进水温度传感器33和出水温度传感器32。以检测进、出水温度，判定是否达到用户设定目标。
该热泵***的工作原理分六个工作模式阐述：
1、单制冷模式
经直流变频压缩机1压缩后的高温高压气态冷媒，经过油分离器2、第一三通换向阀3、第二三通换向阀6、四通换向阀7，进入室外换热器8中与室外空气进行对流换热，冷凝放热后变成中温中压的液态冷媒，然后经过制热主电子膨胀阀9、储液器10、液管截止阀15，经第一、第二室内电子膨胀阀16、17节流后，进入第一、第二空调换热器18、19中与室内空气进行对流换热，蒸发吸热后变成低温低压的气液两相冷媒，经气管截止阀20、四通换向阀7进入气液分离器21，液态冷媒沉积在气液分离器底部，气态冷媒回到直流变频压缩机1中进行压缩，完成单制冷模式。
2、制冷+生活热水模式
经直流变频压缩机1压缩后的高温高压气态冷媒，经过油分离器2、第一三通换向阀3进入水箱4中冷凝放热产生生活热水，然后经过第一单向阀5、第二三通换向阀6、四通换向阀7，进入室外换热器8中与室外空气进行对流换热，进一步冷凝放热后变成中温中压的液态冷媒，然后经过制热主电子膨胀阀9、储液器10、液管截止阀15，经第一、第二室内电子膨胀阀16、17节流后，进入第一、第二空调换热器18、19中与室内空气进行对流换热，蒸发吸热后变成低温低压的气液两相冷媒，经气管截止阀20、四通换向阀7进入气液分离器21，液态冷媒沉积在气液分离器底部，气态冷媒回到直流变频压缩机1中进行压缩，完成制冷+生活热水模式。
3、单制热模式
经直流变频压缩机1压缩后的高温高压气态冷媒，经过油分离器2、第一三通换向阀3、第二三通换向阀6、四通换向阀7、气管截止阀20，进入第一、第二空调换热器18、19中与室内空气进行对流换热，冷凝放热后变成中温中压的液态冷媒，然后经过室内电子膨胀阀16、17，经液管截止阀15、储液器10，经制热主电子膨胀阀9节流后，进入室外换热器8中与室外空气进行对流换热，蒸发吸热后变成低温低压的气液两相冷媒，经四通换向阀7进入气液分离器21，液态冷媒沉积在气液分离器底部，气态冷媒回到直流变频压缩机1中进行压缩，完成单制热模式。
4、制热+生活热水模式
经直流变频压缩机1压缩后的高温高压气态冷媒，经过油分离器2、第一三通换向阀3进入水箱4中冷凝放热产生生活热水，再经第一单向阀5、第二三通换向阀6、四通换向阀7、气管截止阀20，进入第一、第二空调换热器18、19中与室内空气进行对流换热，冷凝放热后变成中温中压的液态冷媒，然后经过第一、第二室内电子膨胀阀16、17，经液管截止阀15、储液器10，经制热主电子膨胀阀9节流后，进入室外换热器8中与室外空气进行对流换热，蒸发吸热后变成低温低压的气液两相冷媒，经四通换向阀7进入气液分离器21，液态冷媒沉积在气液分离器底部，气态冷媒回到直流变频压缩机1中进行压缩，完成制热+生活热水模式。
5、制热+地暖+生活热水模式
经直流变频压缩机1压缩后的高温高压气态冷媒，经过油分离器2、第一三通换向阀3进入水箱4中冷凝放热产生生活热水，再经第一单向阀5、第二三通换向阀6、四通换向阀7、气管截止阀20，一部分冷媒进入第一、第二空调换热器18、19中与室内空气进行对流换热，冷凝放热后变成中温中压的液态冷媒，然后经过第一、第二室内电子膨胀阀16、17，一部分冷媒经过第二电磁阀14进入水侧换热器13中，与水对流换热产生地暖用热水，经液管截止阀15，与空调侧换热的冷媒汇合后经过、第一电磁阀12、液管截止阀15、储液器10，经制热主电子膨胀阀9节流后，进入室外换热器8中与室外空气进行对流换热，蒸发吸热后变成低温低压的气液两相冷媒，经四通换向阀7进入气液分离器21，液态冷媒沉积在气液分离器底部，气态冷媒回到直流变频压缩机1中进行压缩，完成制热+地暖+生活热水模式。
6、单生活热水模式
经直流变频压缩机1压缩后的高温高压气态冷媒，经过油分离器2、第一三通换向阀3进入水箱4中冷凝放热产生生活热水，再经第一单向阀5、第二三通换向阀6、第二单向阀11、储液器10，再经过制热主电子膨胀阀9节流后进入室外换热器8中与室外空气进行对流换热，蒸发吸热后经过四通换向阀7，进入气液分离器21，液态冷媒沉积在气液分离器底部，气态冷媒回到直流变频压缩机1中进行压缩，完成单生活热水模式。
与现有技术相比本发明的热泵***具有以下明显优点：
1、现有技术普遍常规的三联供是水***，本发明中的是氟***；水***的换热是通过氟→水→水，存在二次换热，在实际使用过程中，特别是热水侧，效果不理想。本发明中的***是氟→空气(空调侧)和氟→水(地暖、生活热水侧)，不存在二次换热，效果好。特别是生活热水侧，在压缩机排气侧，可优先保证热水效果；
2、传统的三联供***制热和制热水不能同时进行，一般是先制热水，达到设定水温之后再转制热。本发明的***可以实现同时制热和制热水。
以上就本发明较佳的实施例作了说明，但不能理解为是对权利要求的限制。本发明不仅局限于以上实施例，其具体结构允许有变化，凡在本发明独立要求的保护范围内所作的各种变化均在本发明的保护范围内。

Claims (3)

1.一种实现空调、地暖、生活热水三联供的热泵***，其特征在于：包括直流变频压缩机(1)、油分离器(2)、第一三通换向阀(3)、第二三通换向阀(6)、四通换向阀(7)、室外换热器(8)、制热主电子膨胀阀(9)、储液器(10)、水侧换热器(13)、第一单向阀(5)、第二单向阀(11)、气液分离器(21)、空调换热器组件(100)；
直流变频压缩机(1)的出口与油分离器(2)入口连通，油分离器(2)的出口与第一三通换向阀(3)入口连通，第一三通换向阀(3)的第一出口与水箱(4)入口连通，第一三通换向阀(3)的第二出口与第二三通换向阀(6)的入口连通，水箱(4)的出口经第一单向阀(5)与第二三通换向阀(6)入口连通；
第二三通换向阀(6)的第一出口与四通换向阀(6)的入口连通，四通换向阀(7)的第一出口与室外换热器(8)入口连通，室外换热器(8)的出口经由制热主电子膨胀阀(9)与储液器(10)入口连通，第二三通换向阀(6)的第二出口经由第二单向阀(11)与储液器(10)出口连通；储液器(10)的出口经过液管截止阀(15)分别与水侧换热器(13)、空调换热器组件(100)的入口连通，且水侧换热器(13)与空调换热器组件(100)并联设置；其中，水侧换热器(13)的入口端与液管截止阀(15)之间设有第一电磁阀(12)；
水侧换热器(13)、空调换热器组件(100)的出口均经由气管截止阀(20)与四通换向阀(7)的第三出口连通，且水侧换热器(13)出口与气管截止阀(20)之间设有第二电磁阀(14)；四通换相阀(7)的第二出口经由气液分离器(21)与直流变频压缩机(1)的回气口连通。
2.根据权利要求1所述的一种实现空调、地暖、生活热水三联供的热泵***，其特征在于：所述的空调换热器组件(100)包括至少一个空调换热器和室内电子膨胀阀，所述的室内电子膨胀阀设在空调换热器的入口端与液管截止阀(15)之间的管路上。
3.根据权利要求2所述的一种实现空调、地暖、生活热水三联供的热泵***，其特征在于：所述的空调换热器为两个相互并联的第一空调换热器(18)和第二空调换热器(19)；相对应的室内电子膨胀阀也有两个，分别为第一室内电子膨胀阀(16)和第二室内电子膨胀阀(17)。
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