專利名稱：耦合水罐式超低溫空氣源熱泵空調(diào)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及空氣源熱泵空調(diào)，具體涉及一種耦合水罐式超低溫空氣源熱 泵空調(diào)。
技術(shù)背景為了使空氣源熱泵空調(diào)在-7'C以下的超低溫環(huán)境不用輔助加熱而有效運(yùn) 行，現(xiàn)有技術(shù)采用復(fù)疊式空氣源熱泵系統(tǒng)，即由前級(jí)空氣源熱泵與后級(jí)人工 源熱泵構(gòu)成復(fù)疊的兩級(jí)熱泵系統(tǒng)。這種復(fù)疊式熱泵系統(tǒng)由于不便實(shí)現(xiàn)由雙級(jí) 熱泵運(yùn)行向單級(jí)熱泵運(yùn)行轉(zhuǎn)換，因此無(wú)論室外環(huán)境氣溫高低、冬季制熱還是 夏季制冷，均由前后兩級(jí)熱泵共同配合運(yùn)行，導(dǎo)致空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行能效比低， 而且結(jié)構(gòu)復(fù)雜，系統(tǒng)造價(jià)高，難以成為實(shí)用的空氣源熱泵空調(diào)產(chǎn)品推廣使 用。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于針對(duì)上述問(wèn)題，提供一種能夠在-7"C以下的超低溫環(huán) 境高效制熱運(yùn)行，且易于實(shí)現(xiàn)由雙級(jí)熱泵運(yùn)行向單級(jí)熱泵運(yùn)行轉(zhuǎn)換，并且結(jié) 構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)低、易于推廣應(yīng)用的耦合水罐式超低溫空氣源熱泵空調(diào)。實(shí)現(xiàn)上述目的的技術(shù)方案是 一種耦合水罐式超低溫空氣源熱泵空調(diào)， 它包括有由依次連接的前級(jí)制冷壓縮機(jī)、四通換向閥、前級(jí)輸出換熱器、前 級(jí)膨脹閥和空氣換熱器組成的空氣源熱泵回路以及由依次連接的后級(jí)制冷壓 縮機(jī)、后級(jí)輸出換熱器、后級(jí)膨脹閥和后級(jí)輸入換熱器組成的人工源熱泵回 路，所述后級(jí)輸出換熱器的二次端串聯(lián)空調(diào)輸出循環(huán)水泵和空調(diào)風(fēng)機(jī)盤管組 成人工源熱泵空調(diào)輸出回路，在空氣源熱泵與人工源熱泵之間設(shè)有耦合水 罐，該耦合水罐與前級(jí)輸出循環(huán)水泵和前級(jí)輸出換熱器的二次端串聯(lián)構(gòu)成空 氣源熱泵輸出回路，該耦合水罐又與后級(jí)輸入循環(huán)水泵和后級(jí)輸入換熱器的 一次端串聯(lián)構(gòu)成人工源熱泵輸入回路，該耦合水罐還與空調(diào)輸出循環(huán)水泵和 空調(diào)風(fēng)機(jī)盤管串聯(lián)構(gòu)成單級(jí)制熱和單級(jí)制冷空調(diào)輸出回路，在人工源熱泵空 調(diào)輸出回路中于空調(diào)輸出循環(huán)水泵與后級(jí)輸出換熱器之間設(shè)置有人工源熱泵 空調(diào)輸出回路通斷閥門，在單級(jí)制熱和單級(jí)制冷空調(diào)輸出回路中于空調(diào)輸出3循環(huán)水泵與耦合水罐之間設(shè)置有單級(jí)制熱和單級(jí)制冷空調(diào)輸出回路通斷闊 門。本發(fā)明的技術(shù)方案還包括在所述前級(jí)制冷壓縮機(jī)的吸氣端連接有太陽(yáng) 能換熱器，該太陽(yáng)能換熱器的二次端串聯(lián)在空氣源熱泵回路中，該太陽(yáng)能換 熱器的一次端串聯(lián)太陽(yáng)能循環(huán)水泵、太陽(yáng)能集熱器和太陽(yáng)能儲(chǔ)熱水罐構(gòu)成太 陽(yáng)能輔助伴熱回路。上述的人工源熱泵空調(diào)輸出回路通斷閥門、單級(jí)制熱和單級(jí)制冷空調(diào)輸 出回路通斷閥門為電動(dòng)閥門。上述的耦合水罐和太陽(yáng)能儲(chǔ)熱水罐為設(shè)置有保溫層的保溫水罐。本發(fā)明在前級(jí)熱泵與后級(jí)熱泵之間配置了一個(gè)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)低廉的耦 合水罐，通過(guò)循環(huán)水耦合換熱，使空氣源熱泵空調(diào)能夠在-7'C以下超低溫環(huán) 境高效制熱運(yùn)行，并且易于實(shí)現(xiàn)由雙級(jí)熱泵運(yùn)行轉(zhuǎn)換成單級(jí)熱泵制熱和制冷 運(yùn)行，具有運(yùn)行整體能效比高的特點(diǎn)，且系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉，便于推 廣應(yīng)用。本發(fā)明通過(guò)在前級(jí)壓縮機(jī)的吸氣端裝配太陽(yáng)能提取裝置，可進(jìn)一步提高 熱泵空調(diào)的節(jié)能效果。


圖1是本耦合水罐式超低溫空氣源熱泵空調(diào)結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是配置有太陽(yáng)能提取裝置的耦合水罐式超低溫空氣源熱泵空調(diào)結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
進(jìn)行說(shuō)明。如附圖1，本耦合水罐式超低溫空氣源熱泵空調(diào)包括有由依次連接的前 級(jí)制冷壓縮機(jī)1、四通換向閥2、前級(jí)輸出換熱器3、前級(jí)膨脹閥4和空氣 換熱器5組成的空氣源熱泵回路以及由依次連接的后級(jí)制冷壓縮機(jī)8、后級(jí) 輸出換熱器9、后級(jí)膨脹閥IO和后級(jí)輸入換熱器11組成的人工源熱泵回 路，所述后級(jí)輸出換熱器9的二次端串聯(lián)空調(diào)輸出循環(huán)水泵15和空調(diào)風(fēng)機(jī) 盤管16組成人工源熱泵空調(diào)輸出回路，在空氣源熱泵與人工源熱泵之間配 置有帶保溫層的耦合水罐6，耦合水罐6與前級(jí)輸出循環(huán)水泵7、前級(jí)輸出換，器3的二次端串聯(lián)構(gòu)成空氣源熱泵輸出回路，耦合水罐6與后級(jí)輸入循 環(huán)水泵12和后級(jí)輸入換熱器11的一次端串聯(lián)構(gòu)成人工源熱泵輸入回路，耦合水罐6與空調(diào)輸出循環(huán)水泵15和空調(diào)風(fēng)機(jī)盤管16串聯(lián)構(gòu)成單級(jí)制熱和單 級(jí)制冷空調(diào)輸出回路，在人工源熱泵空調(diào)輸出回路中于空調(diào)輸出循環(huán)水泵 15與后級(jí)輸出換熱器9的二次端之間設(shè)置有人工源熱泵空調(diào)輸出回路通斷閥 門13，在單級(jí)制熱和單級(jí)制冷空調(diào)輸出回路中于空調(diào)輸出循環(huán)水泵15與耦 合水罐6之間設(shè)置有單級(jí)制熱和單級(jí)制冷空調(diào)輸出回路通斷閥門14。附圖l與附圖2的區(qū)別是在系統(tǒng)中增加了太陽(yáng)能提取裝置，它是在前級(jí) 制冷壓縮機(jī)1的吸氣端連接有太陽(yáng)能換熱器17，該太陽(yáng)能換熱器17的二次 端串聯(lián)在空氣源熱泵回路中，該太陽(yáng)能換熱器17的一次端串聯(lián)太陽(yáng)能循環(huán) 水泵18、太陽(yáng)能集熱器19和太陽(yáng)能儲(chǔ)熱保溫水罐20構(gòu)成太陽(yáng)能輔助伴熱 回路。本發(fā)明在-7"C以下超低溫環(huán)境運(yùn)行時(shí)，空氣源熱泵和人工源熱泵同時(shí)啟 動(dòng)，兩級(jí)熱泵間熱能經(jīng)耦合水罐及耦合水循環(huán)回路傳遞，由人工源熱泵空調(diào) 輸出回路輸出，實(shí)現(xiàn)超低溫環(huán)境下的供暖空調(diào)運(yùn)行。在-7'C以上低溫環(huán)境運(yùn) 行時(shí)，由空氣源熱泵單獨(dú)運(yùn)行提供采暖熱水，經(jīng)耦合水罐及單級(jí)制熱空調(diào)輸 出回路輸出，實(shí)現(xiàn)單級(jí)供暖空調(diào)運(yùn)行。在夏季制冷運(yùn)行時(shí)，同樣由空氣源熱 泵單獨(dú)運(yùn)行提供冷媒水，通過(guò)耦合水罐及單級(jí)制冷空調(diào)輸出回路輸出，實(shí)現(xiàn) 單級(jí)制冷空調(diào)運(yùn)行。本發(fā)明的化霜運(yùn)行由耦合水罐與空氣源熱泵回路配合單 級(jí)制熱空調(diào)輸出回路完成。
權(quán)利要求
1、一種耦合水罐式超低溫空氣源熱泵空調(diào)，包括有由依次連接的前級(jí)制冷壓縮機(jī)(1)、四通換向閥(2)、前級(jí)輸出換熱器(3)、前級(jí)膨脹閥(4)和空氣換熱器(5)組成的空氣源熱泵回路以及由依次連接的后級(jí)制冷壓縮機(jī)(8)、后級(jí)輸出換熱器(9)、后級(jí)膨脹閥(10)和后級(jí)輸入換熱器(11)組成的人工源熱泵回路，所述后級(jí)輸出換熱器(9)的二次端串聯(lián)空調(diào)輸出循環(huán)水泵(15)和空調(diào)風(fēng)機(jī)盤管(16)組成人工源熱泵空調(diào)輸出回路，其特征是在空氣源熱泵與人工源熱泵之間設(shè)有耦合水罐(6)，該耦合水罐(6)與前級(jí)輸出循環(huán)水泵(7)和前級(jí)輸出換熱器(3)的二次端串聯(lián)構(gòu)成空氣源熱泵輸出回路，耦合水罐6又與后級(jí)輸入循環(huán)水泵(12)和后級(jí)輸入換熱器(11)的一次端串聯(lián)構(gòu)成人工源熱泵輸入回路，耦合水罐(6)還與空調(diào)輸出循環(huán)水泵(15)和空調(diào)風(fēng)機(jī)盤管(16)串聯(lián)構(gòu)成單級(jí)制熱和單級(jí)制冷空調(diào)輸出回路，在人工源熱泵空調(diào)輸出回路中于空調(diào)輸出循環(huán)水泵(15)與后級(jí)輸出換熱器(9)之間設(shè)置有人工源熱泵空調(diào)輸出回路通斷閥門(13)，在單級(jí)制熱和單級(jí)制冷空調(diào)輸出回路中于空調(diào)輸出循環(huán)水泵(15)與耦合水罐(6)之間設(shè)置有單級(jí)制熱和單級(jí)制冷空調(diào)輸出回路通斷閥門(14)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的耦合水罐式超低溫空氣源熱泵空調(diào)，其特征 是在前級(jí)制冷壓縮機(jī)(1)的吸氣端連接有太陽(yáng)能換熱器(17)，該太陽(yáng) 能換熱器(17)的二次端串聯(lián)在空氣源熱泵回路中，該太陽(yáng)能換熱器(17) 的一次端串聯(lián)太陽(yáng)能循環(huán)水泵(18)、太陽(yáng)能集熱器(19)和太陽(yáng)能儲(chǔ)熱水 罐(20)構(gòu)成太陽(yáng)能輔助伴熱回路。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的耦合水罐式超低溫空氣源熱泵空調(diào)，其特征 是所述的人工源熱泵空調(diào)輸出回路通斷閥門(13)、單級(jí)制熱和單級(jí)制冷 空調(diào)輸出回路通斷閥門(14)為電動(dòng)閥門。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的耦合水罐式超低溫空氣源熱泵空調(diào)，其特征 是所述的耦合水罐(6)為設(shè)置有保溫層的保溫水罐。
5、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的耦合水罐式超低溫空氣源熱泵空調(diào)，其特征 是所述的太陽(yáng)能儲(chǔ)熱水罐(20)為設(shè)置有保溫層的保溫水罐。
全文摘要
一種耦合水罐式超低溫空氣源熱泵空調(diào)，它包括有空氣源熱泵和人工源熱泵以及人工源熱泵空調(diào)輸出回路，在空氣源熱泵與人工源熱泵之間設(shè)有耦合水罐，由該耦合水罐分別串聯(lián)前級(jí)輸出循環(huán)水泵和前級(jí)輸出換熱器、后級(jí)輸入循環(huán)水泵和后級(jí)輸入換熱器、空調(diào)風(fēng)機(jī)盤管和空調(diào)輸出循環(huán)水泵組成空氣源熱泵輸出回路、人工源熱泵輸入回路、單級(jí)制熱和單級(jí)制冷空調(diào)輸出回路。本發(fā)明的空氣源熱泵與人工源熱泵同時(shí)工作，可實(shí)現(xiàn)在-7℃以下超低溫環(huán)境采暖運(yùn)行；空氣源熱泵單級(jí)工作，可用于在-7℃以上低溫環(huán)境采暖和夏季制冷運(yùn)行；通過(guò)空氣源熱泵與單級(jí)制熱空調(diào)輸出回路的配合，可進(jìn)行化霜運(yùn)行。具有能效比高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉、便于推廣應(yīng)用的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)F24F3/06GK101619877SQ20091007505
公開日2010年1月6日 申請(qǐng)日期2009年7月31日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月31日
發(fā)明者王全齡 申請(qǐng)人:王全齡