專利名稱：并聯(lián)式模塊化熱泵機組的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種熱泵機組，尤其涉及一種一機多用的并聯(lián)式模塊化熱泵機組。
背景技術：
過去人們對熱泵機組主要運用的是單蒸發(fā)器系統(tǒng)，如

圖1所示，制冷工作
時，壓縮機100吸入在蒸發(fā)器101內(nèi)產(chǎn)生的低壓低溫制冷劑蒸汽，保持蒸發(fā)器 101內(nèi)的低壓狀態(tài)，以創(chuàng)造蒸發(fā)器101內(nèi)制冷劑液體在低溫下沸騰的條件。壓 縮機100所吸入的蒸汽經(jīng)過壓縮，壓力和溫度都升高，以創(chuàng)造制冷劑能在常溫 下液化的條件。高壓高溫的制冷劑蒸汽從壓縮機100排入冷凝器102后，在壓
力不變的情況下被冷卻介質(zhì)冷卻，放出熱量，溫度降低，最后凝結(jié)成液體從冷 凝器102排出。高壓制冷劑液體經(jīng)過膨脹閥103節(jié)流降壓，導致部分制冷劑液
體汽化，吸收汽化潛熱，使其本身的溫度也相應降低，成為低壓低溫下的濕蒸 汽，進入蒸發(fā)器101;而蒸發(fā)器IOI中的制冷劑液體在壓力不變的情況下，吸 收被冷卻介質(zhì)的熱量而汽化，形成的低壓低溫蒸汽再被壓縮機100吸走，如此 不斷循環(huán)。
近年來出現(xiàn)了一些同時供冷供熱的熱回收系統(tǒng)，如專利號為 ZL200610085333. 4的實用新型專利所公開的一種雙冷凝器機組，包括壓縮機、 熱回收冷凝器、四通閥、冷凝器、膨脹閥、蒸發(fā)器，它和傳統(tǒng)熱泵機組的區(qū)別 是，其設置有一個熱回收冷凝器，熱回收冷凝器吸收中間介質(zhì)的熱量加熱生活 熱水。再如專利號為ZL200720053653. 1的實用新型專利所公開的一種雙冷凝 器的空調(diào)熱水器系統(tǒng)，包括壓縮機、熱水器、四通閥、室外換熱器和室內(nèi)換熱 器。上述兩種機組或系統(tǒng)均是將用于熱水器的冷凝器與另兩個換熱器串聯(lián)，通 過對制冷工質(zhì)的過冷而降低了冷凝溫度，以此來提高制冷效率。但是功能都較小，不能實現(xiàn)任意一個換熱器均可制冷或制熱的功能，也不能回收冷量，只能
回收熱量；而且也不能像多聯(lián)機一樣達到模塊化的效果，限制了其的運用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種模塊化熱泵機組，該熱泵機組可同時供冷供熱。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的并聯(lián)式模塊化熱泵機組，包括第一干 管、第二干管、第三干管以及兩端分別與第二干管和第三干管連接的壓縮機； 在該第一干管、第二干管及第三干管上并聯(lián)有至少兩個相同的模塊，該模塊包 括第一換熱器、第一單向閥、第一電子膨脹閥、第一四通閥以及第一三通閥； 第一單向閥與第一電子膨脹閥并聯(lián)連接，該第一三通閥的三個端口分別連接在
第一四通閥的一端、第二干管及第三干管上；該第一四通閥的四個端口分別連 接在第一干管、第一換熱器的一端、第一三通閥的一端和第一單向閥與第一電 子膨脹閥的一并聯(lián)端上；第一換熱器的另一端連接在第一單向閥與第一電子膨 脹閥的另一并聯(lián)端。
由以上可見，本發(fā)明通過各模塊中三通閥、四通閥的調(diào)節(jié)，改變環(huán)路中元 件的連接狀態(tài)，實現(xiàn)換熱器的功能轉(zhuǎn)換，使每一個換熱器都既可以是冷凝器又 可以是蒸發(fā)器，不需要改變其他換熱器制冷或制熱的運行工況，就可以實現(xiàn)換 熱器由制冷/制熱工況變?yōu)橹茻峄蛑评涔r，同時供冷供熱。這樣將使得整個 熱泵機組系統(tǒng)靈活多用，而且成為一種能量回收裝置，將由制冷功能區(qū)間取來 的熱用于供熱，提高了系統(tǒng)的綜合制冷效率(COP)，節(jié)約了能源，滿足不同用 戶的需求。
圖1是現(xiàn)有的單冷凝器系統(tǒng)的原理圖2a是本發(fā)明的第一換熱器為蒸發(fā)器，第二、第三換熱器為冷凝器的工 作原理示意圖2b是本發(fā)明的第一、第二換熱器為蒸發(fā)器，第三換熱器為冷凝器的工 作原理示意圖。
以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式
作進一步詳細地說明。
具體實施例方式
一種并聯(lián)模塊化熱泵機組，包括壓縮機7及第一干管61、第二干管62、 第三干管63，還包括并聯(lián)在三根干管上的至少兩個相同的模塊，壓縮機7的兩 端分別與第二干管62和第三干管63連接。其中，該模塊包括第一換熱器11、 第一單向閥21、第一電子膨脹閥31、第一四通閥41以及第一三通閥51。第一 單向閥21與第一電子膨脹闊31并聯(lián)連接，第一三通閥51中的三個端口分別 連接在第一四通閥41 一端、第二干管62及第三干管63上；第一四通閥41中 的三個端口分別連接在第一干管61、第一換熱器11的一端、第一三通閥51的 一端和第一單向閥21與第一電子膨脹閥31的并聯(lián)端上；第一換熱器11的另 一端連接第一單向閥21與第一電子膨脹閥31的另一并聯(lián)端。
以下通過舉例對本發(fā)明作進一步的說明，其中，為了便于說明，將并聯(lián)在 壓縮機7與干管的連接管路之間的三通閥、四通閥、換熱器、單向閥、電子膨 脹閥順序命名及標號，如第一模塊A中的三通閥命名為第一三通閥，第二模塊 B中的三通閥命名為第二三通閥，其余部件以此類推。
參照圖2a，在本實施例中，將該熱泵機組運用于辦公樓中。并聯(lián)式模塊化 熱泵機組，包括壓縮機7、第一干管61、第二干管62、第三干管63、第一換 熱器ll、第二換熱器12、第三換熱器13、第一四通閥4K第二四通閥42、第 三四通閥43、第一三通閥51、第二三通閥52、第三三通閥53、第一單向閥 21、第二單向閥22、第三單向閥23、第一電子膨脹閥31、第二電子膨脹閥 32、第三電子膨脹閥33。
其中，第一三通閥51、第一四通閥41、第一換熱器ll、第一單向閥21、 第一電子膨脹閥31組成第一模塊A，在第一模塊A中，第一單向閥21與第一 電子膨脹閥31并聯(lián)連接，第一三通閥51中的三個端口分別連接在第一四通閥 41 一端、第二干管62及第三干管63上，第一四通閥41的四個端口分別連接 在第一干管61、第一換熱器11的一端、第一三通閥51的一端和第一單向閥 21與第一電子膨脹閥31的并聯(lián)端上；第一換熱器11的另一端連接第一單向閥 21與第一電子膨脹閥31的另一并聯(lián)端。同樣的，第二三通閥52、第二四通閥42、第二換熱器12、第二單向閥 22、第二電子膨脹閥32組成第二模塊B，在第二模塊B中，第二單向閥22與 第二電子膨脹閥32并聯(lián)連接，兩個并聯(lián)連接端口分別連接在第二換熱器12及 所述第二四通闊42 —端；第二三通閥52中的三個端口分別連接在第二四通閥 42的一端、第二干管62及第三干管63上，第二換熱器12的另一端連接在第 二四通閥42的一端，第二四通閥42的另一端連接在第一干管61上。
第三三通閥53、第三四通閥43、第三換熱器13、第三單向閥23、第三電 子膨脹閥33組成第三模塊C，在第三模塊C中，第三單向閥23與第三電子膨 脹閥33并聯(lián)連接，兩個并聯(lián)連接端口分別連接在第三換熱器13及第三四通閥 43的一端；第三三通閥53中的三個端口分別連接在第三四通閥43的一端、第 二干管62及第三干管63上，第三換熱器13的另一端連接在第三四通閥43的 一端，第三四通閥43的另一端連接在第一干管61上。
機組工作時，通過各模塊中三通閥、四通閥的調(diào)節(jié)，改變環(huán)路中元件的連 接狀態(tài)，實現(xiàn)換熱器的功能轉(zhuǎn)換，使每一個換熱器都既可以是冷凝器又可以是 蒸發(fā)器，不需要改變其他換熱器制冷或制熱的運行工況，就可以實現(xiàn)換熱器由 制冷/制熱工況變?yōu)橹茻峄蛑评涔r，同時供冷供熱。
以下以兩個房間為例，其中將第一換熱器11作為室外機，第二換熱器12 和第三換熱器13作為室內(nèi)機，并且以兩個房間均先要求供熱，接著轉(zhuǎn)換為一 個房間供熱， 一個房間供冷的過程來說明其工作原理。
當兩個房間均先要求供熱時，如圖2a所示，第一換熱器ll是蒸發(fā)器，第 二換熱器12和第三換熱器13是冷凝器。第一三通閥51接通第二干管62和第 一四通閥41，第二三通閥52接通第三干管63和第二四通閥42，第三三通閥 53接通第三干管63和第三四通閥43，各模塊中工質(zhì)的流向如圖2a中箭頭所
壓縮機7吸入由第一換熱器11內(nèi)產(chǎn)生的低壓低溫制冷劑蒸汽，從而保持 第一換熱器11內(nèi)的低壓狀態(tài)，以創(chuàng)造第一換熱器11內(nèi)制冷劑液體在低溫下沸 騰的條件。吸入的蒸汽經(jīng)過壓縮，壓力和溫度都升高，創(chuàng)造制冷劑能在常溫下 液化的條件。經(jīng)壓縮的高壓高溫制冷劑蒸汽由第三干管63流入第二模塊B及第三模塊C中，在第二模塊B中，制冷工質(zhì)依次流過第二三通閥52、第二四通 閥42、第二換熱器12、第二單向閥22、第二四通閥42，最后流入第一干管 61，并在流過第二換熱器12時被冷卻介質(zhì)冷卻而放出熱量，實現(xiàn)供熱；同 理，在第三模塊C中，制冷工質(zhì)依次流過第三三通閥53、第三四通閥43、第 三換熱器13、第三單向閥23、第三四通閥43，最后流入第一干管61,并在流 過第三換熱器13時被冷卻介質(zhì)冷卻而放出熱量，實現(xiàn)供熱。工質(zhì)放出熱量 后，溫度降低，凝結(jié)成液體，由第一干管61流入第一模塊A中，在第一模塊A 中，制冷工質(zhì)依次流過第一四通閥41、第一電子膨脹閥31、第一換熱器11、 第一四通閥41、第一三通閥51，最后流入第二干管62，由第二干管62流入壓 縮機7，此過程中高壓制冷劑液體經(jīng)過第一電子膨脹閥31節(jié)流降壓，導致部分 制冷劑液體汽化，吸收汽化潛熱，使其本身的溫度也相應降低，成為低壓低溫 下的濕蒸汽，在第一換熱器11中制冷劑液體在壓力不變的情況下，吸收被冷 卻介質(zhì)的熱量而汽化，形成的低壓低溫蒸汽被壓縮機7吸走，如此不斷循環(huán)。
當一個房間供熱， 一個房間供冷時，如圖2b所示，通過控制三通閥、四 通閥轉(zhuǎn)換管路的連通方式，第一換熱器11仍是蒸發(fā)器，第二換熱器12則變?yōu)?蒸發(fā)器，第三換熱器13仍是冷凝器。此時，第一三通閥51接通第二干管62 和第一四通閥41，第二三通閥52接通第二干管62和第二四通閥42，第三三 通閥53接通第三干管63和第三四通閥43，各模塊中工質(zhì)的流向如圖2b中箭 頭所示。
壓縮機7吸入由第一換熱器11及第二換熱器12內(nèi)產(chǎn)生的低壓低溫制冷劑 蒸汽，從而保持第一換熱器11與第二換熱器12內(nèi)的低壓狀態(tài)，以創(chuàng)造第一換 熱器11與第二換熱器12內(nèi)制冷劑液體在低溫下沸騰的條件。吸入的蒸汽經(jīng)過 壓縮，壓力和溫度都升高，創(chuàng)造制冷劑能在常溫下液化的條件。經(jīng)壓縮的高壓 高溫制冷劑蒸汽由第三干管63流入第三模塊C中，在第三模塊C中，制冷工 質(zhì)依次流過第三三通閥53、第三四通閥43、第三換熱器13、第三單向閥23、 第三四通閥43，最后流入第一干管61，并在流過第三換熱器13時被冷卻介質(zhì) 冷卻而放出熱量，實現(xiàn)供熱。工質(zhì)放出熱量后，溫度降低，凝結(jié)成液體，由第 一干管61流入第一模塊A及第二模塊B中；在第一模塊A中，制冷工質(zhì)依次流過第一四通閥41、第一電子膨脹閥31、第一換熱器11、第一四通閥41、第 一三通閥51，最后流入第二干管62，同理，在第二模塊B中，制冷工質(zhì)依次 流過第二四通閥42、第二電子膨脹閥32、第二換熱器12、第二四通閥42、第 二三通閥52，最后流入第二干管62，再由第二干管62流入壓縮機7，如此不 斷循環(huán)。此過程中高壓制冷劑液體經(jīng)過第一電子膨脹閥31與第二電子膨脹閥 32節(jié)流降壓，導致部分制冷劑液體汽化，吸收汽化潛熱，使其本身的溫度也相 應降低，成為低壓低溫下的濕蒸汽，在第一換熱器11與第二換熱器12中制冷 劑液體在壓力不變的情況下，吸收被冷卻介質(zhì)的熱量而汽化，達到了第二個房 間制冷的目的。
其它的工作狀態(tài)與此類似，只需要控制模塊中各閥門的開啟方向即可完成 不同的功能轉(zhuǎn)換。
本發(fā)明的模塊化并聯(lián)熱泵機組可同時供冷供熱，能夠使得每一個換熱器既 可以是冷凝器又可以是蒸發(fā)器，也就是說不需要改變其他換熱器制冷或制熱的 運行工況，就可以實現(xiàn)換熱器由制冷/制熱工況變?yōu)橹茻峄蛑评涔r。這樣將 使得整個系統(tǒng)靈活多用，而且成為一種能量回收裝置，將由制冷功能區(qū)間取來 的熱用于供熱，很大限度地提高了系統(tǒng)的綜合COP，節(jié)約了能源，滿足了不同 用戶的需求。
權利要求
1、并聯(lián)式模塊化熱泵機組，其特征在于包括第一干管(61)、第二干管(62)、第三干管(63)以及兩端分別與所述第二干管(62)和第三干管(63)連接的壓縮機(7)；在所述第一干管(61)、第二干管(62)及第三干管(63)上并聯(lián)有至少兩個相同的模塊(A，B)，所述模塊(A，B)包括第一換熱器(11)、第一單向閥(21)、第一電子膨脹閥(31)、第一四通閥(41)以及第一三通閥(51)；所述第一單向閥(21)與第一電子膨脹閥(31)并聯(lián)連接，所述第一三通閥(51)的三個端口分別連接在第一四通閥(41)的一端、第二干管(62)及第三干管(63)上；所述第一四通閥(41)的四個端口分別連接在所述第一干管(61)、第一換熱器(11)的一端、第一三通閥(51)的一端和所述第一單向閥(21)與第一電子膨脹閥(31)的一并聯(lián)端上；所述第一換熱器(11)的另一端連接在所述第一單向閥(21)與第一電子膨脹閥(31)的另一并聯(lián)端。
全文摘要
一種并聯(lián)式模塊化熱泵機組，包括第一干管、第二干管、第三干管以及兩端分別與第二干管和第三干管連接的壓縮機；在第一干管、第二干管及第三干管上并聯(lián)有至少兩個相同的模塊，該模塊包括第一換熱器、第一單向閥、第一電子膨脹閥、第一四通閥以及第一三通閥；第一單向閥與第一電子膨脹閥并聯(lián)連接，第一三通閥的三個端口分別連接在第一四通閥的一端、第二干管及第三干管上；第一四通閥的四個端口分別連接在第一干管、第一換熱器的一端、第一三通閥的一端和第一單向閥與第一電子膨脹閥的一并聯(lián)端上；第一換熱器的另一端連接在第一單向閥與第一電子膨脹閥的另一并聯(lián)端。本發(fā)明可同時供冷供熱，整個系統(tǒng)靈活多用，提高了綜合COP，節(jié)約了能源。
文檔編號F25B13/00GK101608845SQ20091002337
公開日2009年12月23日 申請日期2009年7月20日 優(yōu)先權日2009年7月20日
發(fā)明者司鵬飛, 李安桂, 樊越勝, 然 高 申請人:西安建筑科技大學