專利名稱：兩級壓縮式熱泵空調與冰箱系統(tǒng)的復合方法及裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于可提供房間冷、熱量同時實現冰箱制冷的，將分體式熱泵空調系統(tǒng) 與冰箱系統(tǒng)整合的復合系統(tǒng)，系統(tǒng)通過控制閥改變串并聯運行來切換不同工作模式，可以滿 足夏季供冷、冬季供暖同時一年四季冰箱制冷的需求。系統(tǒng)基于兩級壓縮式循環(huán)制冷原理。
背景技術：
分體式熱泵空調器以其外形美觀、式樣多、占地小、噪聲低、使用靈活而日益受到用戶 青睞，分體式空調器具有室內機組安裝位置靈活，可以由一個室外機托多個室內機組配套使 用，室外機組的外形尺寸不受限制，安裝檢修方便等諸多優(yōu)點；但空調器耗能問題進一步明 顯，隨著用戶對生活品質要求的提高，家庭、賓館、酒店、別墅等場所需同時設有熱泵空調 系統(tǒng)及冰箱， 一般需同時安裝熱泵空調及冰箱系統(tǒng)來實現，這就導致機組較多，投資大，耗 材耗能大，資源浪費；尤其是冰箱系統(tǒng)冷凝器熱量不能有效利用，制冷劑在較低蒸發(fā)溫度工 況下，壓縮機壓比增大，尤其耗功能源浪費。發(fā)明內容本發(fā)明公開一種兩級壓縮式空調與冰箱系統(tǒng)的復合方法及裝置，其目的在于將空調機組 及冰箱機組整合，使其共用一室外機，克服現有的家庭、酒店、賓館、商場等場所需同時安 裝空調系統(tǒng)及冰箱系統(tǒng)所造成的能源的極大浪費，利用空調機組部分冷量可使冰箱制冷劑進 一步達到過冷，節(jié)約能源，機組可通過控制閥控制系統(tǒng)聯合運行或部分機組運行，壓縮冷凝 機組置于室外，可有效降低噪音；系統(tǒng)室內部分由于無冷凝器、壓縮機等部件，均可做成嵌 入式，可節(jié)約空間、美化環(huán)境。兩級壓縮式熱泵空調與冰箱系統(tǒng)的復合方法，其特征在于將分體式空調與分體式冰箱 室外機系統(tǒng)合二為一，使用一套機組兩種不同壓力等級的壓縮機，系統(tǒng)設置兩條制冷劑回路， 即空調制冷劑循環(huán)回路與冰箱制冷劑循環(huán)回路，通過對制冷劑回路的串、并聯和控制閥控制， 以及中間換熱器冷、熱交換對系統(tǒng)的輔助作用，實現空氣調節(jié)及冰箱制冷。所述的空調制冷劑循環(huán)回路與冰箱制冷劑循環(huán)回路，并聯逆向運行時提供房間供暖、冰 箱供冷；所述的空調制冷劑循環(huán)回路與冰箱制冷劑循環(huán)回路，串、并聯聯合運行時提供房間供冷、冰箱供冷。兩級壓縮式熱泵空調與冰箱系統(tǒng)的復合裝置，其特點是所述的空調制冷劑循環(huán)回路從 室外機的一端，通過管路依次經節(jié)流閥一、節(jié)流閥二、與空調室內機、四通換向閥、高壓級 壓縮機與室外機的另一端串聯連接；所述的冰箱制冷劑循環(huán)回路從室外機的一端，通過另一 條管路依次經節(jié)流閥三、冰箱室內機、低壓級壓縮機與室外機的另一端串聯連接。在兩條制冷劑循環(huán)回路的A、 C處連接一條管路，管路上設置控制閥一；在兩條制冷劑循 環(huán)回路的B、 D處連接一條管路，管路上設置控制閥二；在冰箱制冷劑循環(huán)回路的冰箱低壓級 壓縮機與室外機連接的管路上設置控制閥三。在空調制冷劑循環(huán)回路的節(jié)流閥一、節(jié)流閥二之間與冰箱制冷劑循環(huán)回路的對應位置設 置中間換熱器。所述的A點設在空調制冷劑循環(huán)回路上室外機與節(jié)流閥之間；所述的B點設在空調室內 機與四通換向閥之間的管路上；所述的C點設在冰箱制冷劑循環(huán)回路上與A點相鄰的位置； 所述的D點設在冰箱制冷劑循環(huán)回路的冰箱低壓級壓縮機與室外機之間。本發(fā)明的優(yōu)點和積極效果是兩級壓縮式熱泵空調與冰箱系統(tǒng)的復合方法及裝置，通過 改變系統(tǒng)制冷劑的循環(huán)流向及制冷劑流量分配來實現系統(tǒng)不同工作模式的轉換。具有明顯的 節(jié)能、降噪效果，尤其是當空調、冰箱共同使用時，能量互為利用，冬季可防止室外機結霜。 由于分為兩級壓縮，與普通的分體式冰箱相比，可減小低壓級壓縮機壓比，有利于保護壓縮 機提高壓縮機壽命。由于系統(tǒng)采用分體式，空調室內機及冰箱室內機均可做成嵌入式，節(jié)約 空間，美化環(huán)境。適用于家庭用戶、別墅、酒店及賓館等場所使用。


圖1是本發(fā)明兩級壓縮式熱泵空調與冰箱系統(tǒng)的復合裝置結構原理圖。1.室外機，2.節(jié)流閥一，3.節(jié)流閥二， 4.空調室內機，5.四通換向閥，6.高壓級壓縮機，7.節(jié)流閥三，8.冰箱室內機，9.低壓級壓縮機，10.控制閥一，11.控制閥二，12.控制閥三，13.中間換熱器。
具體實施方式
以下結合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步詳細說明，但本實施例并不用于限制本發(fā)明， 凡是采用本發(fā)明的相似結構及其相似變化，均應列入本發(fā)明的保護范圍。兩級壓縮式熱泵空調與冰箱系統(tǒng)的復合裝置如圖1所示。將分體式空調與分體式冰箱室 外機系統(tǒng)合二為一，使用一套機組兩種不同壓力等級的壓縮機，系統(tǒng)設置兩條制冷劑回路， 通過兩條制冷回路的串、并聯和控制閥控制，以及中間換熱器冷、熱交換對系統(tǒng)的輔助作用， 實現空氣調節(jié)及冰箱制冷；空調制冷劑循環(huán)回路與冰箱制冷劑循環(huán)回路，并聯逆向運行時提 供房間供暖、冰箱供冷；空調制冷劑循環(huán)回路與冰箱制冷劑循環(huán)回路，串、并聯聯合運行時 提供房間供冷、冰箱供冷。系統(tǒng)設置兩條制冷劑回路，其中空調制冷劑循環(huán)回路從室外機1的一端，通過管路依次 經節(jié)流閥一 2、節(jié)流閥二 3、與空調室內機4、四通換向閥5、高壓級壓縮機6與室外機1的 另一端串聯連接；冰箱制冷劑循環(huán)回路從室外機1的一端，通過另一條管路依次經節(jié)流閥三7、 冰箱室內機8、低壓級壓縮機9與室外機]的另一端串聯連接；在空調與冰箱兩條制冷劑循環(huán) 回路的A、 C處連接一條管路，管路上設置控制閥一 10;在空調與冰箱兩條制冷劑循環(huán)回路 的B、 D處連接一條管路，管路上設置控制閥二ll;在冰箱制冷劑循環(huán)回路的冰箱低壓級壓 縮機9與室外機1連接的管路上設置控制閥三12。在空調制冷劑循環(huán)回路的節(jié)流閥一2、節(jié)流閥二 3之間與冰箱制冷劑循環(huán)回路的對應位置 設置中間換熱器。A點設在空調制冷劑循環(huán)回路上室外機1與節(jié)流閥一 2之間；B點設在空調 室內機4與四通換向閥5之間的管路上；C點設在冰箱制冷劑循環(huán)回路上與A點相鄰的位置； D點設在冰箱制冷劑循環(huán)回路的冰箱低壓級壓縮機9與室外機1之間。下面分別通過冬、夏季及春秋季三種不同工況來說明本發(fā)明兩級壓縮式熱泵空調與冰箱 的復合方法及裝置具體工作過程。夏季工況下，打開控制閥一、控制閥二，關閉控制閥三，系統(tǒng)實現串聯、并聯聯合運行。 從高壓級壓縮機排出的高溫高壓制冷劑蒸汽進入室外機放熱冷凝，制冷劑冷凝后在A點分流， 一部分進入節(jié)流閥一，然后在中間換熱器中提供部分冷量使冰箱循環(huán)制冷劑進一步產生過冷， 之后進入空調室內機向房間提供冷量，最后與低壓級壓縮機排氣在B點混合，被吸往高壓級 壓縮機繼續(xù)循環(huán)；從A點分流后的另一部分制冷劑進入冰箱制冷劑循環(huán)回路，在中間換熱器 進一步過冷后經過節(jié)流閥三進入冰箱室內機向冰箱內提供冷量，之后進入低壓級壓縮機，提 高壓力后與高壓級制冷劑蒸氣在B點混合，被吸往高壓級壓縮機繼續(xù)循環(huán)。冬季工況下，打開控制閥三，關閉控制閥一、控制閥二，空調制冷劑循環(huán)回路與冰箱制 冷劑循環(huán)回路逆向并聯運行?？照{制冷劑循環(huán)回路中，從高壓級壓縮機出來的高溫高壓制冷 劑蒸汽進入空調室內機，在房間內放熱冷凝后經節(jié)流閥二減壓進入中間換熱器使冰箱制冷劑 循環(huán)回路進一步過冷，然后進入室外機蒸發(fā)吸熱，最后被吸入高壓級壓縮機繼續(xù)循環(huán)；冰箱制冷劑循環(huán)回路中，制冷劑從低壓級壓縮機出來后，在室外機放出熱量，經過節(jié)流閥三降壓 后進入冰箱室內機，放出冷量后被吸入低壓級壓縮機繼續(xù)參與循環(huán)。這種工況下，冰箱循環(huán) 制冷劑在室外機放熱而熱泵空調循環(huán)制冷劑在室外機吸熱，能量可以互為利用，且可有效防 止室外機結霜。春秋季工況下，空調制冷劑循環(huán)回路與冰箱制冷劑循環(huán)回路，既可按照冬季模式，也可按照 夏季模式運行，不需要空氣調節(jié)時，冰箱系統(tǒng)按照分體式冰箱制冷循環(huán)單獨運行。
權利要求
1. 兩級壓縮式熱泵空調與冰箱系統(tǒng)的復合方法，其特征在于將分體式空調與分體式冰箱室外機系統(tǒng)合二為一，使用一套機組兩種不同壓力等級的壓縮機，系統(tǒng)設置兩條制冷劑回路，即空調制冷劑循環(huán)回路與冰箱制冷劑循環(huán)回路，通過對制冷劑回路的串、并聯和控制閥控制，以及中間換熱器冷、熱交換對系統(tǒng)的輔助作用，實現空氣調節(jié)及冰箱制冷。
2. 根據權利要求l所述的兩級壓縮式熱泵空調與冰箱系統(tǒng)的復合方法，其特征在于所述的 空調制冷劑循環(huán)回路與冰箱制冷劑循環(huán)回路，并聯逆向運行時提供房間供暖、冰箱供冷； 所述的空調制冷劑循環(huán)回路與冰箱制冷劑循環(huán)回路串、并聯聯合運行時提供房間供冷、冰 箱供冷。
3. 兩級壓縮式熱泵空調與冰箱系統(tǒng)的復合裝置，其特征在于所述的空調制冷劑循環(huán)回路從 室外機的一端，通過管路依次經節(jié)流閥一、節(jié)流閥二、與空調室內機、四通換向閥、高壓 級壓縮機與室外機的另一端串聯連接；所述的冰箱制冷劑循環(huán)回路從室外機一端，通過另 一條管路依次經節(jié)流閥三、冰箱室內機、低壓級壓縮機與室外機的另一端串聯連接。
4. 根據權利要求3所述的兩級壓縮式熱泵空調與冰箱系統(tǒng)的復合裝置，其特征在于在兩條 制冷劑循環(huán)回路的A、 C處連接一條管路，管路上設置控制閥一；在兩條制冷劑循環(huán)回路的 B、 D處連接一條管路，管路上設置控制閥二；在冰箱制冷劑循環(huán)回路的冰箱低壓級壓縮機 與室外機連接的管路上設置控制闊三。
5. 根據權利要求3所述的兩級壓縮式熱泵空調與冰箱系統(tǒng)的復合裝置，其特征在于在空調 制冷劑循環(huán)回路的節(jié)流閥一、節(jié)流閥二之間與冰箱制冷劑循環(huán)回路的對應位置設置中間換 熱器。
6. 根據權利要求3所述的兩級壓縮式熱泵空調與冰箱系統(tǒng)的復合裝置，其特征在于所述的 A點設在空調制冷劑循環(huán)回路上室外機與節(jié)流閥之間；所述的B點設在空調室內機與四通 換向閥之間的管路上；所述的C點設在冰箱制冷劑循環(huán)回路上與A點相鄰的位置；所述的 D點設在冰箱制冷劑循環(huán)回路的冰箱低壓級壓縮機與室外機之間。
全文摘要
兩級壓縮式熱泵空調與冰箱系統(tǒng)的復合方法及裝置，其特征在于將分體式空調與分體式冰箱室外機系統(tǒng)合二為一，使用一套機組兩種不同壓力等級的壓縮機，通過制冷管路的串、并聯和控制閥控制，以及中間換熱器冷、熱交換對系統(tǒng)的輔助作用，實現空氣調節(jié)及冰箱制冷；空調制冷劑循環(huán)回路與冰箱制冷劑循環(huán)回路并聯逆向運行時提供房間供暖、冰箱供冷；空調制冷劑循環(huán)回路與冰箱制冷劑循環(huán)回路串、并聯聯合運行時提供房間供冷、冰箱供冷。本發(fā)明通過改變系統(tǒng)制冷劑的循環(huán)流向及制冷劑流量分配來實現系統(tǒng)不同工作模式的轉換。能量互為利用，節(jié)能及降噪效果顯著。室內機可做成嵌入式，節(jié)約空間、美化環(huán)境?？蓮V泛用于家庭、別墅、酒店及賓館等場所。
文檔編號F25B30/00GK101270934SQ20081003734
公開日2008年9月24日 申請日期2008年5月13日 優(yōu)先權日2008年5月13日
發(fā)明者輝 劉, 劉業(yè)鳳, 劉華凱, 偉 盛, 趙奎文 申請人:上海理工大學