本實(shí)用新型屬于空調(diào)熱泵技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種風(fēng)管式CO₂空調(diào)熱泵機(jī)組。

背景技術(shù)：

風(fēng)管機(jī)組是將一個(gè)室外機(jī)和一個(gè)室內(nèi)機(jī)之間用銅管相連，從室內(nèi)機(jī)產(chǎn)生的冷風(fēng)(暖風(fēng))引出送風(fēng)管通向各個(gè)房間，再經(jīng)過(guò)回風(fēng)管送回室內(nèi)機(jī)，經(jīng)冷卻(加熱)并混合部分新風(fēng)后再送出，是一種全新空氣系統(tǒng)的中央空調(diào)。節(jié)能效果明顯，風(fēng)管空調(diào)熱泵機(jī)組屬于直冷式系統(tǒng)，蒸發(fā)溫度較高，在其他條件一定的情況下，提高蒸發(fā)溫度可以提高機(jī)組的效率和能效比。風(fēng)管式單元空調(diào)機(jī)組容量較大，能夠滿足一戶多居室的制冷(熱)要求，補(bǔ)充新風(fēng)很方便，送回風(fēng)口的布置可以根據(jù)裝修需要靈活進(jìn)行，室內(nèi)冷熱風(fēng)的分布均勻，空氣環(huán)境舒適度較高。風(fēng)管式單元空調(diào)機(jī)組的送風(fēng)系統(tǒng)的使用在美國(guó)極為普遍，適合于美國(guó)居室高大寬敞、粗放的個(gè)性化需求。近些年，此種空調(diào)機(jī)組在一些經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的大城市如北京、上海等也有不少的使用實(shí)例，特別是一些高檔的別墅建筑。但其缺點(diǎn)主要是噪音較大，有時(shí)需要考慮消音措施。系統(tǒng)安裝較復(fù)雜，送回風(fēng)管的布置既要占用一定的室內(nèi)空間，又要室內(nèi)吊項(xiàng)與之相配合，室內(nèi)機(jī)也需要占用一定的室內(nèi)面積或空間來(lái)放置，不大適合于中國(guó)的國(guó)情。各個(gè)房間送回風(fēng)在提高室內(nèi)環(huán)境舒適度的同時(shí)，也帶來(lái)了各房間室內(nèi)溫、濕度不易調(diào)節(jié)的問(wèn)題，當(dāng)然也可以采用電動(dòng)調(diào)節(jié)風(fēng)閥，這又一方面增加了系統(tǒng)造價(jià)，另外也增加了系統(tǒng)調(diào)節(jié)和控制的難度和復(fù)雜性，對(duì)家庭使用來(lái)說(shuō)終歸是多花錢(qián)而又不便。

風(fēng)管式單元空調(diào)機(jī)組根據(jù)其制熱方式的不同主要有兩種典型的安裝方式：一種方式是采用風(fēng)冷熱泵型分體柜式空調(diào)機(jī)組，室內(nèi)機(jī)箱輔助以插進(jìn)式加熱裝置，可提供5kw-20kw的電熱增量，通過(guò)四通閥的換向來(lái)實(shí)現(xiàn)冬夏工況的轉(zhuǎn)換；另一種典型的安裝方式是室內(nèi)機(jī)組合進(jìn)高效燃?xì)饧訜釥t、系統(tǒng)加濕器和電子過(guò)濾器，室外機(jī)則為風(fēng)冷單冷型，隨冬夏季節(jié)的轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)供冷或供熱。電子過(guò)濾器安裝在回風(fēng)總管上，而加濕器安裝于送風(fēng)總管上，用來(lái)在供熱模式時(shí)向送風(fēng)空氣中添加水蒸汽，提高室內(nèi)空氣的濕度。

傳統(tǒng)的風(fēng)管式空調(diào)熱泵機(jī)組，大多使用R22，R134a等傳統(tǒng)工質(zhì)，環(huán)保性較差，面臨逐漸被淘汰的趨勢(shì)。系統(tǒng)在運(yùn)行除濕模式時(shí)，需要開(kāi)啟輔助加熱裝置，對(duì)除濕后的空氣進(jìn)行加熱，以達(dá)到舒適的溫度。這樣的輔助加熱裝置一方面使系統(tǒng)變得復(fù)雜，增加了設(shè)備成本，另一方面，提高了系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)的能耗，使系統(tǒng)制熱效率降低。另外，傳統(tǒng)的風(fēng)管式空調(diào)熱泵機(jī)組工作壓力較低，使用噴射器的節(jié)能效果不明顯，大量的膨脹功被浪費(fèi)，系統(tǒng)性能較低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型專利的目的在于提供一種風(fēng)管式CO₂空調(diào)熱泵機(jī)組，利用CO₂熱泵型式進(jìn)行制熱，通過(guò)改變氣體四通換向閥和液體四通換向閥，可以直接轉(zhuǎn)變?yōu)橹评淠Ｊ?。除濕模式下不需要電加熱，風(fēng)閥打開(kāi)，第二氣體冷卻器接入室內(nèi)風(fēng)路，對(duì)除濕后的空氣進(jìn)行加熱，使其達(dá)到適宜的溫度。系統(tǒng)利用噴射器作為增壓泵，系統(tǒng)性能較高。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是：

一種風(fēng)管式CO₂空調(diào)熱泵機(jī)組，包括第一氣體冷卻器、第二氣體冷卻器、液體四通換向閥、氣液分離器、回?zé)崞鳌嚎s機(jī)、噴射器，氣體四通換向閥、蒸發(fā)器和風(fēng)閥；液體四通換向閥包括m端口、n端口、p端口和q端口四個(gè)端口；氣體四通換向閥包括a端口、b端口、c端口和d端口四個(gè)端口；壓縮機(jī)的出口連接氣體四通換向閥的c端口，a端口連接第二氣體冷卻器的入口；第二氣體冷卻器的出口連接第一氣體冷卻器的入口，第一氣體冷卻器的出口連接液體四通換向閥的p端口；q端口連接回?zé)崞鞯牡诙肟?，然后連接到噴射器的噴嘴；噴射器的出口連接氣液分離器的入口，氣液分離器的液體出口連接液體四通換向閥的m端口，液體四通換向閥的n端口連接蒸發(fā)器的入口，蒸發(fā)器的出口連接氣體四通換向閥的b端口，氣體四通換向閥的d端口連接噴射器的引射口；氣液分離器的氣體出口連接回?zé)崞鞯牡谝蝗肟?，然后連接到壓縮機(jī)的入口；風(fēng)閥用于控制第二氣體冷卻器是否接入風(fēng)管中。

進(jìn)一步的，風(fēng)閥、蒸發(fā)器和第二氣體冷卻器設(shè)置于風(fēng)管中，風(fēng)閥用于控制第二氣體冷卻器是否接入風(fēng)管中。

進(jìn)一步的，風(fēng)閥能夠左右撥動(dòng)，在左邊時(shí)為關(guān)閉，在右邊時(shí)為打開(kāi)；風(fēng)閥打開(kāi)，第二氣體冷卻器接入風(fēng)管中；風(fēng)閥關(guān)閉，第二氣體冷卻器不接入風(fēng)管中。

進(jìn)一步的，制冷模式時(shí)，氣體四通換向閥的c端口接通a端口，b端口接通d端口；液體四通換向閥的p端口接通q端口，m端口接通n端口；風(fēng)閥處于左邊。

進(jìn)一步的，制熱模式時(shí)，氣體四通換向閥的a端口連接d端口，c端口連接b端口；液體四通換向閥的m端口連接p端口，n端口連接q端口；風(fēng)閥處于左邊。

進(jìn)一步的，除濕模式時(shí)，氣體四通換向閥的c端口接通a端口，b端口接通d端口；液體四通換向閥的p端口接通q端口，m端口接通n端口；風(fēng)閥處于右邊。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型有以下有益效果：

高壓工作流體進(jìn)入噴射器噴嘴，膨脹降壓加速，將壓力能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能。同時(shí)，低壓飽和蒸氣作為被引射流體通過(guò)噴射器引射口，和工作流體一起在混合室內(nèi)混合，降壓加速，然后在擴(kuò)壓室內(nèi)升壓減速，動(dòng)能轉(zhuǎn)化為壓力能，從而提升壓力，提高機(jī)組性能的同時(shí)更加節(jié)能。

進(jìn)一步的，利用風(fēng)閥和第二氣體冷卻器組合，代替了傳統(tǒng)系統(tǒng)中的電加熱器，減少了電加熱這一能耗，節(jié)約了系統(tǒng)造價(jià)，提升了系統(tǒng)的性能；通過(guò)對(duì)風(fēng)閥開(kāi)度的調(diào)節(jié)，可以更好的調(diào)節(jié)室溫，使環(huán)境更加舒適。

進(jìn)一步的，通過(guò)控制機(jī)組的電磁閥，可以進(jìn)行制冷、制熱、除霜、除濕的模式轉(zhuǎn)換，使得機(jī)組功能全面，滿足了日常需要。

進(jìn)一步的，CO₂屬于惰性氣體，無(wú)毒無(wú)刺激；良好的安全性和化學(xué)穩(wěn)定性，安全無(wú)毒，不可燃，即便在高溫下也不分解產(chǎn)生有害氣體；其對(duì)全球變暖潛力指數(shù)GWP為1，CO₂不需要工業(yè)合成，只需要在大氣中提取就可以，使用方便；同時(shí)，它對(duì)大氣臭氧層無(wú)任何破環(huán)作用，ODP為0。并且，CO₂本身優(yōu)越的熱物理特性以及良好的遷移特性也適合其作為制冷工質(zhì)。

進(jìn)一步的，本實(shí)用新型制熱方式采用CO₂熱泵型式，能源利用率更高，更加節(jié)能。CO₂蒸發(fā)潛熱較大，單位容積制冷量高，具有優(yōu)良的流動(dòng)和傳熱特性，可顯著減小系統(tǒng)的尺寸，使整個(gè)系統(tǒng)非常緊湊，一定程度上解決了風(fēng)管式空調(diào)占地較大的問(wèn)題。利用噴射器作為增壓泵具有明顯的優(yōu)勢(shì)，能將高壓工質(zhì)的膨脹功轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，然后再將動(dòng)能轉(zhuǎn)成壓力能加以回收，以提高制冷系統(tǒng)性能。噴射器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、無(wú)運(yùn)動(dòng)部件、適應(yīng)兩相流工況等優(yōu)點(diǎn)。CO₂空調(diào)熱泵系統(tǒng)的工作壓力較高，噴射器節(jié)能效果更加明顯。本實(shí)用新型將CO₂熱泵的優(yōu)秀環(huán)保性能和噴射器的高效節(jié)能效果結(jié)合在一起，符合目前對(duì)風(fēng)管式空調(diào)熱泵的要求，具有重要的節(jié)能環(huán)保意義，而且應(yīng)用范圍廣。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型一種風(fēng)管式CO2空調(diào)熱泵機(jī)組的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實(shí)用新型一種風(fēng)管式CO2空調(diào)熱泵機(jī)組制冷模式下的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本實(shí)用新型一種風(fēng)管式CO2空調(diào)熱泵機(jī)組制熱模式下的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本實(shí)用新型一種風(fēng)管式CO2空調(diào)熱泵機(jī)組制除霜(除濕)模式下的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。

請(qǐng)參閱圖1，一種風(fēng)管式CO2空調(diào)熱泵機(jī)組，包括第一氣體冷卻器1、第二氣體冷卻器2、液體四通換向閥3、氣液分離器4、回?zé)崞?、壓縮機(jī)6、噴射器7，氣體四通換向閥8、蒸發(fā)器9、風(fēng)閥10和節(jié)流閥11；液體四通換向閥3包括m端口16、n端口17、p端口18和q端口19四個(gè)端口；氣體四通換向閥8包括a端口12、b端口13、c端口14和d端口15四個(gè)端口；壓縮機(jī)6的出口連接氣體四通換向閥8的c端口，a端口連接第二氣體冷卻器2的入口；第二氣體冷卻器2的出口連接第一氣體冷卻器1的入口，第一氣體冷卻器1的出口連接液體四通換向閥3的p端口；q端口連接回?zé)崞?的第二入口，回?zé)崞?的第二出口連接到噴射器7的噴嘴；噴射器7的出口連接氣液分離器4的入口，氣液分離器4的液體出口通過(guò)節(jié)流閥11連接液體四通換向閥3的m端口，液體四通換向閥的n端口連接蒸發(fā)器9的入口，蒸發(fā)器9的出口連接氣體四通換向閥8的b端口，氣體四通換向閥8的d端口連接噴射器7的引射口；氣液分離器4的氣體出口連接回?zé)崞?的第一入口，回?zé)崞?的第一出口連接到壓縮機(jī)6的入口；風(fēng)閥10、蒸發(fā)器9和第二氣體冷卻器設(shè)置于風(fēng)管20中，風(fēng)閥10用于控制第二氣體冷卻器2是否接入風(fēng)管20中。

風(fēng)閥10能夠左右撥動(dòng)，在左邊時(shí)為關(guān)閉，在右邊時(shí)為打開(kāi)；風(fēng)閥10打開(kāi)，第二氣體冷卻器2接入風(fēng)管中；風(fēng)閥10關(guān)閉，第二氣體冷卻器2不接入風(fēng)管中。

為了保證機(jī)組在環(huán)境溫度改變時(shí)滿足供冷、供熱的需求，解決了除濕和除霜的問(wèn)題，本實(shí)用新型設(shè)置了三種運(yùn)行模式：

制冷模式：請(qǐng)參閱圖2，氣體四通換向閥8的c端口14接通a端口12，b端口13接通d端口15；液體四通換向閥3的p端口18接通q端口19，m端口16接通n端口17；風(fēng)閥10處于關(guān)閉狀態(tài)，第二氣體冷卻器2不接入風(fēng)管中。工質(zhì)經(jīng)過(guò)壓縮機(jī)6的壓縮后，通過(guò)氣體四通換向閥8的c端口14到a端口12的路徑進(jìn)入第二氣體冷卻器2，然后通過(guò)第一氣體冷卻器1，經(jīng)過(guò)液體四通換向閥3的p端口18到q端口19的路徑，流向回?zé)崞?的第二入口，然后進(jìn)入噴射器7的噴嘴，在噴射器內(nèi)部和引射流體混合后進(jìn)入氣液分離器4；液體工質(zhì)從氣液分離器4的液體出口流出，經(jīng)過(guò)節(jié)流閥11，然后進(jìn)入蒸發(fā)器9，工質(zhì)經(jīng)過(guò)蒸發(fā)器9后變成引射流體，進(jìn)入噴射器7的引射口；氣體工質(zhì)從氣液分離器4的氣體出口流出，從回?zé)崞?的第一入口流入，通過(guò)回?zé)崞?，最后回到壓縮機(jī)6的入口。

制熱模式：請(qǐng)參閱圖3，氣體四通換向閥8的a端口12連接d端口15，c端口14連接b端口13；液體四通換向閥3的m端口16連接p端口18，n端口17連接q端口19；風(fēng)閥10處于關(guān)閉狀態(tài)，第二氣體冷卻器2不接入風(fēng)管中。工質(zhì)經(jīng)過(guò)壓縮機(jī)6的壓縮后，通過(guò)氣體四通換向閥8的c端口14到b端口13的路徑進(jìn)入蒸發(fā)器9，然后通過(guò)液體四通換向閥的n端口17-q端口19路徑，從回?zé)崞?的第二入口進(jìn)入回?zé)崞?，然后工質(zhì)進(jìn)入噴射器7的噴嘴，混合被引射流體，進(jìn)入氣液分離器4；液體工質(zhì)從氣液分離器4的液體出口流出，經(jīng)過(guò)節(jié)流閥11，然后依次流入第一氣體冷卻器1和第二氣體冷卻器2，工質(zhì)變成引射流體，通過(guò)氣體四通換向閥8的a端口12到d端口15的路徑進(jìn)入噴射器7的引射口；氣體工質(zhì)從氣液分離器4的氣體出口流出，從回?zé)崞?的第一入口流入，通過(guò)回?zé)崞?，最后回到壓縮機(jī)6的入口。

除濕模式：請(qǐng)參閱圖4，氣體四通換向閥8的c端口14接通a端口12，b端口13接通d端口15；液體四通換向閥3的p端口18接通q端口19，m端口16接通n端口17；風(fēng)閥處于打開(kāi)狀態(tài)，第二氣體冷卻器2接入風(fēng)管中。工質(zhì)經(jīng)過(guò)壓縮機(jī)6的壓縮后，通過(guò)氣體四通換向閥8的c端口14到a端口12的路徑進(jìn)入第二氣體冷卻器2，然后通過(guò)第一氣體冷卻器1，經(jīng)過(guò)液體四通換向閥3的p端口18到q端口19的路徑，流向回?zé)崞?的第二入口，然后進(jìn)入噴射器7的噴嘴，在噴射器內(nèi)部和引射流體混合后進(jìn)入氣液分離器4；液體工質(zhì)從氣液分離器4的液體出口流出，經(jīng)過(guò)節(jié)流閥11，然后進(jìn)入蒸發(fā)器9，工質(zhì)經(jīng)過(guò)蒸發(fā)器9后變成引射流體，進(jìn)入噴射器7的引射口；氣體工質(zhì)從氣液分離器4的氣體出口流出，從回?zé)崞?的第一入口流入，通過(guò)回?zé)崞?，最后回到壓縮機(jī)6的入口。