雙效熱泵空調機組的製作方法
2023-06-02 12:21:56
雙效熱泵空調機組的製作方法
【專利摘要】雙效熱泵空調機組，包括壓縮機、四通閥、熱源側風冷換熱器、熱源側水冷換熱器、室內側換熱器、節流裝置，所述壓縮機通過四通閥與熱源側風冷換熱器、熱源側水冷換熱器、節流裝置、室內側換熱器依次連接後再經過四通閥與壓縮機相連；所述熱源側水冷換熱器與冷卻水泵、冷卻塔串聯連接並形成迴路；所述室內側換熱器與冷凍水泵、空調末端串聯連接並形成迴路。本實用新型的有益效果：（1）將夏季製冷效率比常規風冷熱泵空調機組的製冷效率提高36%～50%，具有顯著節能效果；（2）熱源側水冷換熱器與熱源側風冷換熱器串聯設置，不需設置切換閥門，機組製冷劑管路更簡潔、可靠性更高。
【專利說明】雙效熱泵空調機組
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及集中空調系統領域，特別適用於我國夏熱冬冷地區作為集中空調系統冷熱源的雙效熱泵空調機組。
【背景技術】
[0002]風冷熱泵空調機組是集中空調系統主機，又稱為空氣源熱泵空調機組，夏季為集中空調系統提供冷凍水製冷，冬季提供熱水供暖。其主要組成部分為壓縮機、熱源側風冷換熱器、室內側換熱器、節流裝置。夏季製冷時，機組通過熱源側風冷換熱器向室外空氣排出熱量，通過室內側換熱器從冷凍水吸取熱量，從而達到製冷功能。冬季制熱時，機組通過熱源側風冷換熱器從室外空氣吸取熱量，通過室內側換熱器向熱水排出熱量，從而達到供熱功能。現有的空氣源熱泵空調機組具有節能、冷熱兼供、無需冷卻水和鍋爐等優點，特別適用於我國夏熱冬冷地區作為集中空調系統的冷熱源。隨著技術的進步，目前應用範圍有向寒冷地區擴展的趨勢。但是由於熱源側風冷換熱器換熱效率低，風冷熱泵空調機組夏季製冷效率(製冷量與耗電量比值)較低，目前代表節能型門檻的產品夏季製冷效率在3.0?
3.2，因此，通常只在中小型建築中使用。
[0003]熱回收型風冷熱泵空調機組既是集中空調系統主機，又是集中衛生熱水供應系統主機，冬、夏季均可以作為風冷熱泵空調機組使用，或者作為空調機組使用時並製取衛生熱水。和風冷熱泵空調機組相比，其主要組成部分就是增加了熱回收換熱器。冬季熱回收換熱器與室內側換熱器串聯使用，夏季熱回收換熱器與熱源側風冷換熱器串聯使用。需要製取衛生熱水時，機組向熱回收換熱器排出熱量。該項技術具有風冷熱泵空調機組各項優點的同時，還可以提供衛生熱水。然而它只適合在夏熱冬冷地區設置集中空調及集中衛生熱水供應系統的建築，適合配置少量該型機組與風冷熱泵機組配套使用，適用範圍受到風冷熱泵機組既有缺點的制約。
[0004]申請號為200820031758.1的專利公開了一種水冷/風冷型一體式熱泵機組，其連接方式為:壓縮機出口依次連接冷媒換向閥、蒸發器、膨脹閥、風冷冷凝器、氣液分離器至壓縮機入口，此外，還設置了水冷冷凝器。與風冷熱泵空調機組相比，該實用新型增加了水冷冷凝器，水冷冷凝器和風冷冷凝器採用並聯形式連接，通過冷媒換向閥切換水冷冷凝器或風冷冷凝器工作，既保證冬季熱泵供熱，又解決了夏季風冷熱泵機組能效比低的問題，達到節約能源的目的。然而該實用新型的水冷冷凝器和風冷冷凝器採用並聯連接，冬夏季冷媒管管路不一致，且需要通過閥門轉換，增加了冷媒管系統的複雜性，降低了系統的可靠性。
【發明內容】
[0005]本實用新型要解決的技術問題是，針對現有熱泵空調機組存在的上述不足，提供一種提高製冷效率、更節能的雙效熱泵空調機組。
[0006]本實用新型為解決上述技術問題所採用的技術方案是:[0007]雙效熱泵空調機組，包括壓縮機、四通閥、熱源側風冷換熱器、熱源側水冷換熱器、室內側換熱器、節流裝置，其特徵在於:所述壓縮機通過四通閥與熱源側風冷換熱器、熱源側水冷換熱器、節流裝置、室內側換熱器依次連接後再經過四通閥與壓縮機相連；所述熱源側水冷換熱器與冷卻水泵、冷卻塔串聯連接並形成迴路；所述室內側換熱器與冷凍水泵、空調末端串聯連接並形成迴路。
[0008]按上述方案，空調機組夏季製冷時製冷劑流向為:壓縮機出口一四通閥一熱源側風冷換熱器一熱源側水冷換熱器一節流裝置一室內側換熱器一四通閥一壓縮機入口 ；空調機組冬季制熱時製冷劑流向為:壓縮機出口一四通閥一室內側換熱器一節流裝置一熱源側水冷換熱器一熱源側風冷換熱器一四通閥一壓縮機入口(製冷劑流向通過四通閥控制)。
[0009]本實用新型的工作原理:雙效熱泵空調機組配置冷卻塔及冷卻水泵使用，熱源側水冷換熱器與冷卻水泵、冷卻塔串聯連接，室內側換熱器與冷凍水泵、空調末端串聯連接。夏季製冷時機組按水冷式冷水機組運行，熱源側水冷換熱器工作，冷卻水泵及冷卻塔運行，同時利用熱源側風冷換熱器進行免費的預冷，但不需要開啟熱源側風冷換熱器的風機；冬季制熱時機組按常規風冷熱泵機組運行，熱源側水冷換熱器不工作，冷卻水泵及冷卻塔不運行；熱源側風冷換熱器的風機運行工作。機組擺放的位置和風冷熱泵空調機組一樣，可以放置在屋面或室外地坪等開敞的區域，冷卻塔和冷卻水泵就近放置，進一步減少冷卻水泵能耗和冷卻水系統管路。
[0010]本實用新型具有以下有益效果:
[0011](I)雙效熱泵空調機組作為集中空調系統主機，夏季是一臺水冷式冷水機組，冬季是一臺空氣源熱泵機組，其繼承了風冷熱泵機組的各項優點的同時，將夏季製冷效率提高到4.7?5.6 (目前節能型門檻的2級能效的水冷式冷水機組製冷效率在4.7?5.6)，力口上冷卻塔和冷卻水泵的能耗，其綜合能效為4.1?4.8左右，夏季製冷效率比常規風冷熱泵空調機組的製冷效率(3.0?3.2)提高36%?50%，為夏熱冬冷地區提供了更節能的空調冷熱源，具有顯著的節能效果；雖然設備造價會稍有增加，且使用時需要增加冷卻塔、冷卻水泵的費用，但是由於機組較高的效率，和風冷熱泵空調機組相比，投資回收期僅為3?4年，取代風冷熱泵機組具有明顯經濟效益；
[0012](2)提出了熱源側水冷換熱器與熱源側風冷換熱器串聯設置的方案，由於兩者串聯，不需要設置切換的閥門，使機組製冷劑管路更簡潔、可靠性更高；
[0013](3)為降低熱源側水冷換熱器及熱源側風冷換熱器換熱面積、減小壓縮機最大功率提供了基準:熱源側水冷換熱器作為夏季水冷冷凝器使用，其換熱面積按夏季空調冷凝負荷計算；熱源側風冷換熱器作為冬季風冷蒸發器使用，其換熱面積按冬季供熱負荷設計；由於夏季空調冷負荷比冬季空調冷負荷大、夏季製冷效率比冬季制熱效率高，壓縮機最大功率按冬、夏季所需的最大功率設計。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0014]圖1是本實用新型空調機組的水系統原理圖；
[0015]圖2是本實用新型夏季製冷劑流程圖；
[0016]圖3是本實用新型冬季製冷劑流程圖；
[0017]圖中，1-壓縮機，2-四通閥，3-熱源側風冷換熱器，4-熱源側水冷換熱器，5-節流 裝置，6-室內側換熱器，7-冷卻塔，8-冷卻水泵，9-空調末端，10-冷凍水泵。
【具體實施方式】
[0018]下面結合附圖和實施例對本實用新型進行詳細說明。
[0019]參照圖1所示，本實用新型所述的雙效熱泵空調機組，包括壓縮機1、四通閥2、熱源側風冷換熱器3、熱源側水冷換熱器4、室內側換熱器6、節流裝置5 (其他輔助部分與風冷熱泵機組相同)，所述壓縮機I通過四通閥2與熱源側風冷換熱器3、熱源側水冷換熱器
4、節流裝置5、室內側換熱器6依次連接後再經過四通閥2與壓縮機I相連；所述熱源側水冷換熱器4與冷卻水泵8、冷卻塔7串聯連接並形成迴路；所述室內側換熱器6與冷凍水泵
10、空調末端9串聯連接並形成迴路。
[0020]參照圖2所示，空調機組夏季製冷時製冷劑流向為:壓縮機I出口一四通閥2 —熱源側風冷換熱器3 —熱源側水冷換熱器4 —節流裝置5 —室內側換熱器6 —四通閥2 —壓縮機I入口 ；參照圖3所示，空調機組冬季制熱時製冷劑流向為:壓縮機I出口一四通閥2—室內側換熱器6 —節流裝置5 —熱源側水冷換熱器4 —熱源側風冷換熱器3 —四通閥2 —壓縮機I入口(製冷劑流向通過四通閥2控制)。
[0021]本實用新型雙效熱泵空調機組配置冷卻塔7及冷卻水泵8使用，熱源側水冷換熱器4與冷卻水泵8、冷卻塔7串聯連接，室內側換熱器6與冷凍水泵10、空調末端9串聯連接。夏季製冷時機組按水冷式冷水機組運行，熱源側水冷換熱器4工作，冷卻水泵8及冷卻塔7運行，同時利用熱源側風冷換熱器3進行免費的預冷，但不需要開啟熱源側風冷換熱器3的風機；冬季制熱時機組按常規風冷熱泵機組運行，熱源側水冷換熱器4不工作，冷卻水泵及冷卻塔不運行；熱源側風冷換熱器3的風機運行工作。機組擺放的位置和風冷熱泵空調機組一樣，可以放置在屋面或室外地坪等開敞的區域，冷卻塔7和冷卻水泵8就近放置，進一步減少冷卻水泵8能耗和冷卻水系統管路。
[0022]從使用功能方面比較，雙效熱泵空調機組作為集中空調系統主機，夏季是一臺水冷式冷水機組，冬季是一臺空氣源熱泵機組；
[0023]從能源綜合利用效率方面比較，雙效熱泵空調機組繼承了風冷熱泵機組的各項優點的同時，將夏季製冷效率提高到4.7?5.6(目前節能型門檻的2級能效的水冷式冷水機組製冷效率在4.7?5.6)，加上冷卻塔和冷卻水泵的能耗，其綜合能效為4.1?4.8左右，夏季製冷效率比常規風冷熱泵空調機組的製冷效率(3.0?3.2)提高36%?50%，為夏熱冬冷地區提供了更節能的空調冷熱源。
[0024]以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，並不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本實用新型的保護範圍之內。
【權利要求】
1.雙效熱泵空調機組，包括壓縮機、四通閥、熱源側風冷換熱器、熱源側水冷換熱器、室內側換熱器、節流裝置，其特徵在於:所述壓縮機通過四通閥與熱源側風冷換熱器、熱源側水冷換熱器、節流裝置、室內側換熱器依次連接後再經過四通閥與壓縮機相連；所述熱源側水冷換熱器與冷卻水泵、冷卻塔串聯連接並形成迴路；所述室內側換熱器與冷凍水泵、空調末端串聯連接並形成迴路。
2.如權利要求1所述的雙效熱泵空調機組，其特徵在於:空調機組夏季製冷時製冷劑流向為:壓縮機出口一四通閥一熱源側風冷換熱器一熱源側水冷換熱器一節流裝置一室內側換熱器一四通閥一壓縮機入口 ；空調機組冬季制熱時製冷劑流向為:壓縮機出口一四通閥一室內側換熱器一節流裝置一熱源側水冷換熱器一熱源側風冷換熱器一四通閥一壓縮機入口。
【文檔編號】F24F5/00GK203501363SQ201320631610
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年10月14日 優先權日:2013年10月14日
【發明者】呂鐵成 申請人:呂鐵成