複合冷暖系統的製作方法
2023-12-10 08:06:57 1
專利名稱：複合冷暖系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及熱動技術領域，具體而言，涉及一種在寒冷地區或冬季的超低溫外氣狀態下取暖或製備溫水時，能夠以較低的費用實現良好性能且能夠實現壓縮機的穩定運行的複合冷暖系統。
背景技術：
目前已開發出利用化石燃料或利用電氣負荷將金屬燒熱並利用其取暖或製備溫水的方法，藉助於有關應用，作為新再生能源的太陽熱(太陽光)、地熱、潮力、風力、空氣熱等的新再生能源，正成為研究的熱點，並正在研究如何應用這些新再生能源以實現節能的方法。作為其中一個，目前被大量生產並普及的有利用熱泵系統設備取暖、製冷以及製備溫水的設備，其中，熱泵系統設備利用自然清潔能源，即空氣熱(大氣潛熱)或水熱源(地熱)。利用空氣(大氣潛熱)的冷暖系統具有製造以及安裝較為簡單且費用較低的優點，但在低溫下其性能急劇下降，冷媒以液體狀流入壓縮機導致壓縮機產生故障，從而導致在設備的使用過程中存在較多問題。為了解決上述問題，利用低效率的電熱線(輔助加熱器)補充不足的熱量，或者同時使用利用化石燃料的鍋爐，或者正在努力開發較為複雜並且在SEER上的省電功能未能得到驗證、低溫下的工作效率不明確、價格較高的變頻壓縮機等。並且，還沒有辦法解決在低溫驅動時冷媒以液體狀流入壓縮機使壓縮機頻繁發生故障的問題。上述的冷暖系統在取暖時，從室外機流出的低溫冷媒直接流入壓縮機，因此為了在壓縮機將其壓縮成高溫高壓的冷媒，需要較多熱量，並且機械結構上存在問題。用於解決上述問題的現有的冷暖系統包括:將冷媒壓縮成高溫高壓的壓縮機，設置在室內，使從壓縮機輸入的冷媒與室內空氣相互之間進行熱交換的室內機，設置在室內，用於使輸入的冷媒與外氣相互之間進行熱交換的室外機，以及取暖時，使室內機排出的冷媒與室外機排出的冷媒進行熱交換加熱室外機排出的冷媒後供給壓縮機的熱交換部。但是，現有的冷暖系統在寒冷地區或冬季的超低溫外氣狀態下供給壓縮機的冷媒的溫度較低，在壓縮機將其壓縮成高溫高壓需要較多的熱量，並且機械性結構上也存在一些問題。
發明內容
考慮到上述背景技術，本發明的一個目的是提供一種冷媒加熱裝置，其可以為循環回主壓縮機的冷媒加熱，本發明的另一個目的是提供一種複合冷暖系統，不僅可以解決液狀冷媒流入主壓縮機造成主壓縮機故障的問題，還可以解決主壓縮機將降溫的冷媒進行重新壓縮時需要大量熱量的問題。根據本發明的一個方面，提供了一種複合冷暖系統，包括:冷暖裝置，連接至冷媒加熱裝置，所述冷暖裝置包括主壓縮機，在取暖時，將所述主壓縮機產生的高溫高壓的第一冷媒與室內空氣或水箱的流入水進行熱交換，將經過熱交換後的第一冷媒流經冷媒加熱裝置，以及在製冷時，將所述主壓縮機產生的高溫高壓的第一冷媒與外氣進行熱交換，然後使經過熱交換後的第一冷媒與室內空氣或水箱的流入水進行再次熱交換後傳輸至所述主壓縮機；所述冷媒加熱裝置，在取暖時，在經過熱交換後的第一冷媒循環回冷暖裝置的主壓縮機之前，為所述經過熱交換後的第一冷媒加熱。在上述技術方案中，優選地，所述冷暖裝置還可以包括:凝縮器，用於在取暖時，接收來自所述主壓縮機的所述高溫高壓的第一冷媒，使其與室內空氣或來自水箱的流入水進行熱交換以及在製冷時，接收來自主膨脹部的第一冷媒，使其與室內空氣或來自水箱的流入水進行熱交換；所述主膨脹部，設置在凝縮蒸發加熱熱交換器與主蒸發器之間，在取暖時，接收從所述凝縮蒸發加熱熱交換器排出的第一冷媒並將其進行膨脹，在製冷時，接收來自所述主蒸發器的第一冷媒並將其進行膨脹後傳輸至所述凝縮器；所述主蒸發器，連接至所述主膨脹部和所述凝縮蒸發加熱熱交換器，在取暖時，接收來自所述主膨脹部的第一冷媒，使接收的第一冷媒與外氣進行熱交換後傳輸至所述凝縮蒸發加熱熱交換器，以及在製冷時，接收來自所述凝縮蒸發加熱熱交換器的第一冷媒，使接收的第一冷媒與外氣進行熱交換後傳輸至所述主膨脹部；所述凝縮蒸發加熱熱交換器，設置在所述凝縮器與所述主蒸發器之間，用於在取暖時，接收來自所述凝縮器的第一冷媒、接收來自所述冷媒加熱裝置的第二冷媒以及接收來自所述主蒸發器的第一冷媒並使三者進行熱交換，將經過熱交換後的來自所述主蒸發器的第一冷媒輸入至所述主壓縮機，以及在製冷時，將來自所述主壓縮機的第一冷媒傳輸至所述主膨脹部；以及旁通水管，設置在所述凝縮器和所述主膨脹部之間，用於在製冷時，將來自所述主膨脹部的第一冷媒供給所述凝縮器。在上述技術方案中，優選地，所述冷媒加熱裝置可以包括:從動壓縮機，連接至所述凝縮蒸發加熱熱交換器和從動熱交換器，接收來自所述從動熱交互器的第二冷媒以及將所述第二冷媒壓縮成高溫高壓的第二冷媒並將其輸入至所述凝縮蒸發加熱熱交換器；所述從動熱交換器，接收來自所述凝縮蒸發加熱熱交換器的第二冷媒和來自從動蒸發器的第二冷媒，使二者進行熱交換，將經過熱交換後的來自所述凝縮蒸發加熱熱交換器的第二冷媒輸入至從動膨脹部，以及將經過熱交換後的來自所述從動蒸發器的第二冷媒輸入至所述從動壓縮機；所述從動膨脹部，連接至所述從動熱交換器和所述從動蒸發器，將所述經過熱交換後的來自所述凝縮蒸發加熱熱交換器的第二冷媒進行膨脹處理後傳輸至所述從動蒸發器；以及所述從動蒸發器，接收來自所述從動膨脹部的第二冷媒並使接收的第二冷媒與外氣進行熱交換後傳輸至所述從動熱交換器。在上述技術方案中，優選地，所述冷媒加熱裝置還可以包括:第一空氣扇，用於促進在所述從動蒸發器中的第二冷媒與所述外氣的熱交換。在上述技術方案中，優選地，所述冷媒加熱裝置還可以包括:第一開關閥、第二開關閥、第三開關閥和第四開關閥，所述第一開關閥設置在所述從動膨脹部與所從動蒸發器之間的排管上，所述第二開關閥設置在所述從動蒸發器和所述從動熱交換器之間的排管上，所述第三開關閥設置在所述從動蒸發器和所述主蒸發器之間的第一排管上，所述第四開關閥設置在所述從動蒸發器和所述主蒸發器之間的第二排管上，在製冷時，打開所述第一開關閥和所述第二開關閥，切斷所述從動蒸發器與所述從動熱交換器之間的通路，閉合所述第三開關閥和所述第四開關閥，打開所述從動蒸發器和所述主蒸發器之間的通路，使流入所述主蒸發器的第一冷媒同時傳輸到所述從動蒸發器進行蒸發，以及在取暖時，閉合所述第一開關閥和所述第二開關閥，打開所述從動蒸發器與所述從動熱交換器之間的通路，打開所述第三開關閥和所述第四開關閥，切斷所述從動蒸發器和所述主蒸發器之間的通路。在上述技術方案中，優選地，所述凝縮蒸發加熱熱交換器還可以包括:上端結構和下端結構，從所述凝縮器排出的第一冷媒流經所述下端結構後輸入至所述主膨脹部，從所述從動壓縮機排出的第二冷媒流經所述上端結構後輸入至所述從動熱熱交換器，從所述主蒸發器排出的第一冷媒依次通過所述下端結構和所述上端結構後輸入至所述主壓縮機。在上述技術方案中，優選地，所述上端結構和下端結構之間設置有熱交換板，在所述熱交換板上設置有通孔，從所述主蒸發器排出的第一冷媒流經所述下端結構後，穿過所述通孔流向所述上端結構。在上述技術方案中，優選地，所述冷暖裝置還可以包括:第二空氣扇，用於促進在所述主蒸發器中的第一冷媒與所述外氣的熱交換。在上述技術方案中，優選地，所述冷暖裝置還可以包括:第五開關閥，設置在連接於所述凝縮蒸發加熱熱交換器的兩側的排管上，用於調節以使在製冷時，將來自所述主膨脹部的第一冷媒輸入至所述旁通水管。在上述技術方案中，優選地，所述冷暖裝置還可以包括:四通閥，連接至所述主壓縮機，用於調節第一冷媒在取暖時或在製冷時的循環通路。在上述技術方案中，優選地，所述冷媒加熱裝置可以為多個。對循環回主壓縮機的第一冷媒進行多級加熱。根據本發明的技術方案，解決了相關技術中壓縮機需要大量熱量來將冷媒壓縮成高溫高壓狀態的問題以及液狀冷媒進入壓縮機造成壓縮機故障的問題，並且還提高了蒸發器的熱交換效率，在寒冷地區或冬季的超低溫外氣狀態下取暖或製備溫水時能夠以較低的費用實現良好性能且實現壓縮機的穩定運行。
圖1示出了根據本發明的實施例的複合冷暖系統的示意圖；圖2示出了根據本發明的另一實施例的複合冷暖系統的示意圖；圖3示出了根據本發明的另一實施例的複合冷暖系統的示意圖；圖4示出了根據本發明的又一實施例的複合冷暖系統的示意圖；圖5示出了根據本發明的又一實施例的複合冷暖系統的示意圖；以及圖6示出了根據本發明的又一實施例的複合冷暖系統的示意圖。
具體實施例方式為了能夠更清楚地理解本發明的上述目的、特徵和優點，下面結合附圖和具體實施方式
對本發明進行進一步的詳細描述。在下面的描述中闡述了很多具體細節以便於充分理解本發明，但是，本發明還可以採用其他不同於在此描述的其他方式來實施，因此，本發明並不限於下面公開的具體實施例的限制。圖1示出了根據本發明的實施例的複合冷暖系統的示意圖。如圖1所示，根據本發明的實施例的複合冷暖系統，包括:冷暖裝置100，連接至冷媒加熱裝置80，冷暖裝置100包括主壓縮機10，在取暖時，將主壓縮機10產生的高溫高壓的第一冷媒與室內空氣或水箱的流入水進行熱交換，將經過熱交換後的第一冷媒流經冷媒加熱裝置80，以及在製冷時，將主壓縮機10產生的高溫高壓的第一冷媒與外氣進行熱交換，然後使經過熱交換後的第一冷媒與室內空氣或水箱的流入水進行再次熱交換後傳輸至主壓縮機10 ;冷媒加熱裝置80，在取暖時，在經過熱交換後的第一冷媒循環回冷暖裝置100的主壓縮機10之前，為經過熱交換後的第一冷媒加熱。利用冷媒加熱裝置80可以提高循環回主壓縮機10的第一冷媒的溫度，大幅度減少主壓縮機10將第一冷媒壓縮成高溫高壓狀態時所需的熱量。圖2示出了根據本發明的另一實施例的複合冷暖系統的示意圖。如圖2所示，根據本發明的實施例的複合冷暖系統包括主壓縮機10、凝縮器20、主蒸發器30、凝縮蒸發加熱熱交換器40、主膨脹部50、旁通水管60以及冷媒加熱裝置80 (可以理解為圖1中冷暖裝置100除了主壓縮機10之外，還可以包括凝縮器20、主蒸發器30、凝縮蒸發加熱熱交換器40、主膨脹部50、旁通水管60)。主壓縮機10將第一冷媒壓縮成高溫高壓後通過四通閥11排出。其中，四通閥11連接於主壓縮機10、凝縮器20、凝縮蒸發加熱熱交換器40，調節第一冷媒的循環方向，以便能夠用於取暖或者製冷，在圖2中的實線箭頭表示在取暖時第一冷媒和第二冷媒的循環方向。凝縮器20配置成能夠與室內空氣或者從冷水/溫水箱70流入的流入水進行熱交換狀，在取暖時，其接收來自主壓縮機10排出的高溫高壓的第一冷媒，使在凝縮器20內部流通的第一冷媒與室內空氣或者從冷水/溫水箱70流出的流入水之間進行熱交換。這樣，凝縮器20使從主壓縮機10排出的高溫高壓的第一冷媒與室內空氣或者從冷水/溫水箱70流出的流入水進行熱交換，提高室內溫度，以實現取暖，或者提高水箱70中的冷水/溫水，以實現製備熱水。在製冷時，其接收來自主蒸發器30的第一冷媒，接收的該第一冷媒從室內空氣或者水箱70的溫水中吸收潛熱，降低室內溫度，實現空氣製冷或者降低流入水的溫度，實現製備冷水。主蒸發器30配置成能夠與外氣(室外空氣)接觸狀，連接至主膨脹部50和凝縮蒸發加熱熱交換器40，在取暖時，其接收來自主膨脹部50的第一冷媒，該第一冷媒從外氣吸收熱，使第一冷媒蒸發然後傳輸至凝縮蒸發加熱熱交換器40。在製冷時，接收來自凝縮蒸發加熱熱交換器40的高溫高壓的第一冷媒，在主蒸發器30內的第一冷媒向外氣散熱。主蒸發器30的附近還可以設置第二風扇31，用於促進主蒸發器30內的第一冷媒與外氣之間的熱交換。凝縮蒸發加熱熱交換器40設置在凝縮器20與主蒸發器30之間，在取暖時，接收凝縮器20排出的第一冷媒、接收後述的從動壓縮機81排出的第二冷媒以及接收主蒸發器30排出的第一冷媒，使三者進行熱交換。這樣，主蒸發器30排出的第一冷媒經過凝縮蒸發加熱熱交換器40後溫度上升，然後將溫度上升的第一冷媒輸入主壓縮機10，來自凝縮器20的第一冷媒和來自從動壓縮機81的第二冷媒與主蒸發器30排出的第一冷媒進行熱交換後，溫度均下降。在製冷時，從動壓縮機81不運行，主壓縮機10排出的第一冷媒通過凝縮蒸發加熱熱交換器40後流入主蒸發器30，由於從動壓縮機81不運行，因此，在凝縮蒸發加熱熱交換器40中不會流入第二冷媒，而主蒸發器30排出的第一冷媒被分流(不經過凝縮蒸發加熱熱交換器40)，因此，在凝縮蒸發加熱熱交換器40中就不會發生熱交換。主膨脹部50設置在凝縮蒸發加熱熱交換器40與主蒸發器30之間，在取暖時，主膨脹部50接收來自凝縮蒸發加熱熱交換器40的第一冷媒並將其進行膨脹，以降低輸入的第一冷媒的溫度和壓力，並將降低溫度後的第一冷媒傳輸至凝縮蒸發加熱熱交換器40進行熱交換。在製冷時，接收主蒸發器30排出的第一冷媒並將其進行膨脹，以降低輸入的第一冷媒的溫度，然後將溫度降低的第一冷媒傳輸至凝縮器20。旁通水管60設置在主膨脹部50與凝縮器20之間，在製冷時，將經過主膨脹部50膨脹處理的第一冷媒供給凝縮器20。在與凝縮蒸發加熱熱交換器40連接的排管上形成有轉換閥61，該轉換閥61可用於進行調節，以便只有在製冷時，切斷通向凝縮蒸發加熱熱交換器40的通路，使來自主膨脹部50的第一冷媒可以通過旁通水管60供給凝縮器20。冷媒加熱裝置80，在取暖時，通過熱交換來對取暖時將要輸入至主壓縮機10的第一冷媒進行加熱，也就是說該冷媒加熱裝置80可以包括從動壓縮機81、從動熱交換器82、從動膨脹部83以及從動蒸發器84。這樣的冷媒加熱裝置80優選在製冷時不運作。上述冷媒加熱裝置80用於在寒冷地區或者超低溫外氣狀態下實現順利且穩定的主循環運作以及低費用高效率地取暖或製備熱水。關於冷媒加熱裝置80的具體介紹如下所述。從動壓縮機81連接至凝縮蒸發加熱熱交換器40和從動熱交換器82，其接收來自從動熱交換器82的第二冷媒，將從動熱交換器82排出的第二冷媒壓縮成高溫高壓的第二冷媒後輸入至凝縮蒸發加熱熱交換器40。從動熱交換器82設置在凝縮蒸發加熱熱交換器40與從動蒸發器84之間，接收從凝縮蒸發加熱器40中排出的第二冷媒和從動蒸發器84排出的第二冷媒，將兩者進行熱交換，降低從凝縮蒸發加熱器40中排出的第二冷媒的溫度，提高從動蒸發器84排出的第二冷媒的溫度。從從動熱交換器82中升溫的、從從動蒸發器中84中排出的第二冷媒重新供給從動壓縮機81，依靠這種從動交換器82，將在從動蒸發器82中未能完全蒸發的液態的第二冷媒進行強制蒸發，凝縮蒸發加熱器40排出的第二冷媒的潛熱經過熱交換回收，從而降低了凝縮蒸發加熱器40排出的第二冷媒的溫度。這樣起到了防止液狀第二冷媒流入從動壓縮機81,保護從動壓縮機81,提聞從動壓縮機81的吐出熱量。從動膨脹部83設置在從動熱交換器82與從動蒸發器84之間，接收從動熱交換器82排出的第二冷媒並將其進行膨脹，以降低來自從動熱交換器82的第二冷媒的溫度和壓力。從動蒸發器84配置成能夠與外氣接觸狀，使從動膨脹部83排出的第二冷媒從外氣吸收熱。從動蒸發器84還可以具備第一風扇(圖中未示出)，用於促進從動膨脹部83排出的第二冷媒與外氣之間的熱交換。在此，應該理解，冷媒加熱裝置80可以為多個，在取暖時，對循環回主壓縮機10的第一冷媒進行多次加熱，進一步提高第一冷媒的溫度，減輕主壓縮機10的負擔。根據本發明的技術方案，解決了相關技術中壓縮機需要大量熱量來將冷媒壓縮成高溫高壓狀態的問題以及液狀冷媒進入壓縮機造成壓縮機故障的問題，並且還提高了蒸發器的熱交換效率，在寒冷地區或冬季的超低溫外氣狀態下取暖或製備溫水時能夠以較低的費用實現良好性能且實現壓縮機的穩定運行。另外，如圖3所示，根據本發明的另一實施例的複合冷暖系統，主蒸發器30與從動蒸發器84通過第一連接排管90和第二連接排管92連接，其中，在第一連接排管90上形成有第三開關閥91，用於使流入主蒸發器30的第一冷媒也傳輸到從動蒸發器84進行同時蒸發，在第二連接排管92上形成第四開關閥93。用於向從動蒸發器84供給第二冷媒的從動膨脹部83的排管上形成第一開關閥94，用於從動蒸發器84將排出的第二冷媒供給從動熱交換器82的排管上形成第二開關閥95。從而，在製冷時，接通主蒸發器30和從動蒸發器84之間的第三開關閥91、第四開關閥93，關閉第一開關閥94、第二開關閥95，則輸入主蒸發器30的第一冷媒同時被輸入到從動蒸發器84,與外氣進行熱交換，由此擴大蒸發器整體尺寸，增強第一冷媒的熱交換效率。另外，如圖4所示，根據本發明的又一實施例的複合冷暖系統，凝縮蒸發加熱熱交換器40形成上端結構42和下端結構41，從凝縮器20排出的第一冷媒經由下端結構41，然後傳輸至主膨脹部50，從從動壓縮機81排出的第二冷媒經由上端結構42，然後傳輸至從動熱交換器82，並且主蒸發器30排出的第一冷媒依次通過下端結構41和上端結構42。因此，主蒸發器30排出的第一冷媒可以依次與凝縮器20排出的第一冷媒和從動壓縮機81排出的第二冷媒進行熱交換，這樣，主蒸發器30排出的第一冷媒經由凝縮蒸發加熱熱交換器40後能夠以更高溫的狀態傳輸至主壓縮機10，使凝縮器20排出的第一冷媒與從動壓縮機81排出的第二冷媒之間的熱交換降低為最少，並降低凝縮器20排出的第一冷媒的溫度。下面繼續參照圖5對根據本發明的又一實施例的複合冷暖系統的取暖或製備熱水的線路進行說明。取暖或製備熱水中使用主循環上的主壓縮機10產生的凝縮熱(能量)。如圖5所示，被主壓縮機10壓縮成高溫高壓的第一冷媒通過四通閥11輸入凝縮器20，輸入到凝縮器20的第一冷媒與室內空氣或者從冷水/溫水箱70流入的流入水進行熱交換，使第一冷媒的溫度降低，而與第一冷媒進行熱交換的室內空氣的溫度上升用於取暖，從冷水/溫水箱70流入的流入水的溫度上升變為熱水。之後，從凝縮器20排出的第一冷媒流入凝縮蒸發加熱熱交換器40，與主蒸發器30供給的第一冷媒以及從動壓縮機81供給的第二冷媒進行熱交換，從凝縮器20排出的第一冷媒經由凝縮蒸發加熱熱交換器40後被傳輸至主膨脹部50，主膨脹部50將其進行膨脹、凝縮，從而使第一冷媒的溫度下降。之後，經由主膨脹部50的第一冷媒被輸入至主蒸發器30，主蒸發器30使其與外氣進行熱交換，在熱交換時，第一冷媒吸收外氣的熱量後被蒸發。通過主蒸發器30的第一冷媒被輸入至凝縮蒸發加熱熱交換器40。另外，在冷媒加熱裝置80中，在從動壓縮機81被壓縮成高溫高壓的第二冷媒被輸入至凝縮蒸發加熱熱交換器40。這樣，凝縮器20排出的第一冷媒和從動壓縮機81排出的第二冷媒以及主蒸發器30排出的第一冷媒分別被輸入至凝縮蒸發加熱熱交換器40中並使三者進行熱交換。從而，經由主蒸發器30的第一冷媒與凝縮器20排出的第一冷媒和從動壓縮機81排出的第二冷媒進行熱交換後，使經由主蒸發器30的第一冷媒的溫度上升，而凝縮器20排出的第一冷媒與經由主蒸發器30的第一冷媒進行熱交換後溫度下降，從動壓縮機81排出的第二冷媒與經由主蒸發器30的第一冷媒進行熱交換後，以溫度下降的狀態通過。這時，如圖5所示，在凝縮蒸發加熱熱交換器40使主蒸發器30排出的第一冷媒與從凝縮器20排出的第一冷媒進行首次熱交換，使主蒸發器30排出的第一冷媒溫度上升，主蒸發器30排出的第一冷媒再次與從動壓縮機81排出的第二冷媒進行第二次熱交換，從而能夠進一步提高主蒸發器30排出的第一冷媒的溫度。溫度在經由凝縮蒸發加熱熱交換器40時上升的第一冷媒又經由四通閥11輸入到主壓縮機10，被再次加熱成高溫高壓。由於，輸入至主壓縮機10的第一冷媒與從凝縮器20排出的第一冷媒和從從動壓縮機81排出的第二冷媒進行了熱交換，溫度上升，因此能夠大大節約在主壓縮機10將第一冷媒壓縮成高溫高壓的所需熱量。另外，溫度在經由凝縮蒸發加熱熱交換器40時降低的、從從動壓縮機81排出的第二冷媒在經由從動熱交換器82後，被輸入至從動膨脹部83進行凝縮處理，使第二冷媒的溫度下降，之後，經由從動膨脹部83的第二冷媒被輸入至從動蒸發器84，與外氣進行熱交換的同時吸收外氣，被蒸發，再次被輸入至從動熱交換器82，與從凝縮蒸發加熱熱交換器40排出的第二冷媒進行熱交換，使從從動蒸發器84排出的第二冷媒的溫度增高。在經由從動熱交換器82時溫度上升的第二冷媒再次被輸入到從動壓縮機81，再次被加熱成高溫高壓的狀態，開始進行下一次的循環。下面參照圖6對根據本發明的又一實施例的複合冷暖系統的製冷線路進行說明。在製冷時只利用主壓縮機10產生的能量，用於製冷裝置時，停止從動壓縮機81的運作。製冷運作中利用冷凍循環原理，是取暖過程的逆循環過程，主蒸發器30與凝縮器20的作用相
互調換。如圖6所示，如果用戶選擇製冷，則在主壓縮機10壓縮成高溫高壓的第一冷媒經由四通閥11被輸入至主蒸發器30，與外氣進行熱交換，使從主壓縮機10排出的第一冷媒的溫度下降。在主蒸發器30與外氣進行熱交換後溫度下降的第一冷媒又被輸入至主膨脹部50，在經由主膨脹部50時被膨脹，冷卻為低溫低壓的水蒸氣狀態。之後，經由主膨脹部50的被冷卻的第一冷媒經由旁通水管60流入凝縮器20，與室內空氣或者從冷水/溫水箱70流入的流入水進行熱交換，冷卻室內空氣或者製備冷水，而第一冷媒本身被加熱後蒸發。如圖所示，在凝縮蒸發加熱熱交換器40的兩側的排管(凝縮器20與凝縮蒸發加熱熱交換器40之間的排管以及主膨脹部50與凝縮蒸發加熱熱交換器40之間的排管)上設置有第五開關閥61，用於在製冷時切斷凝縮器20與凝縮蒸發加熱熱交換器40之間的通路，以及切斷主膨脹部50與凝縮蒸發加熱熱交換器40之間的通路，這樣，可以使主膨脹部50排出的第一冷媒通過旁通水管60輸入至凝縮器20，不讓其進入凝縮蒸發加熱熱交換器40進行熱交換。另外，在凝縮器20加熱的第一冷媒流入主壓縮機10後再次被壓縮成高溫高壓的狀態。另外，在製冷時，接通主蒸發器30和從動蒸發器84之間的第三開關閥91、第四開關閥93，關閉從動熱交換器82和從動蒸發器84之間的第一開關閥94、第二開關閥95，則輸入主蒸發器30的第一冷媒同時被輸入到從動蒸發器84,與外氣進行熱交換後,再次輸入主蒸發器30後排出。如上，在製冷時，同時使用主蒸發器30和從動蒸發器84能夠進一步提高第一冷媒的熱交換效率。因此，根據本發明的複合冷暖系統，具有單獨的冷媒加熱裝置，用於在取暖時加熱輸入至壓縮機的冷媒，可以提高輸入至主壓縮機的冷媒的溫度，從而大幅度節省將輸入至主壓縮機的冷媒壓縮成高溫高壓時的所需熱量，其次在寒冷地區或者冬季的超低溫外氣狀態下取暖或者製備溫水時能夠以較低的費用實現良好性能，並且由於輸入至主壓縮機的冷媒被完全蒸發為氣體，防止液狀冷媒輸入至主壓縮機，從而能夠實現壓縮機的穩定運作，解決了壓縮機的故障問題。並且，在製冷時，將僅用於取暖的冷媒加熱裝置中的從動蒸發器與主蒸發器一起使用進行熱交換，增加製冷時暴露於外氣的蒸發器的整體尺寸，從而提高冷媒的熱交換效率。並且，本發明利用內部具有蒸發點各不相同的冷媒(第一冷媒和第二冷媒)的主壓縮機和從動壓縮機、與其對應的主蒸發器和從動蒸發器以及基於這些部件的其他裝置等，使壓縮機排出的高溫高壓的冷媒與水(利用其他熱交換裝置與室內空氣進行熱交換的方式也可以)進行熱交換，從而即使在超低溫的室外溫度下也能夠實現大量高溫(高熱量)的取暖以及製備溫水，能夠彌補現有的熱泵方式在低溫下的取暖性能急劇下降的問題。
權利要求
1.一種複合冷暖系統，其特徵在於，包括: 冷暖裝置，連接至冷媒加熱裝置，所述冷暖裝置包括主壓縮機，在取暖時，將所述主壓縮機產生的高溫高壓的第一冷媒與室內空氣或水箱的流入水進行熱交換，將經過熱交換後的第一冷媒流經冷媒加熱裝置，以及在製冷時，將所述主壓縮機產生的高溫高壓的第一冷媒與外氣進行熱交換，然後使經過熱交換後的第一冷媒與室內空氣或水箱的流入水進行再次熱交換後傳輸至所述主壓縮機； 所述冷媒加熱裝置，在取暖時，在經過熱交換後的第一冷媒循環回冷暖裝置的主壓縮機之前，為所述經過熱交換後的第一冷媒加熱。
2.根據權利要求1所述的複合冷暖系統，其特徵在於，所述冷暖裝置還包括: 凝縮器，用於在取暖時，接收來自所述主壓縮機的所述高溫高壓的第一冷媒，使其與室內空氣或來自水箱的流入水進行熱交換以及在製冷時，接收來自主膨脹部的第一冷媒，使其與室內空氣或來自水箱的流入水進行熱交換； 所述主膨脹部，設置在凝縮蒸發加熱熱交換器與主蒸發器之間，在取暖時，接收從所述凝縮蒸發加熱熱交換器排出的第一冷媒並將其進行膨脹，在製冷時，接收來自所述主蒸發器的第一冷媒並將其進行膨脹後傳輸至所述凝縮器； 所述主蒸發器，連接至所述主膨脹部和所述凝縮蒸發加熱熱交換器，在取暖時，接收來自所述主膨脹部的第一冷媒，使接收的第一冷媒與外氣進行熱交換後傳輸至所述凝縮蒸發加熱熱交換器，以及在製冷時，接收來自所述凝縮蒸發加熱熱交換器的第一冷媒，使接收的第一冷媒與外氣進行熱交換後傳輸 至所述主膨脹部； 所述凝縮蒸發加熱熱交換器，設置在所述凝縮器與所述主蒸發器之間，用於在取暖時，接收來自所述凝縮器的第一冷媒、接收來自所述冷媒加熱裝置的第二冷媒以及接收來自所述主蒸發器的第一冷媒並使三者進行熱交換，將經過熱交換後的來自所述主蒸發器的第一冷媒輸入至所述主壓縮機，以及在製冷時，將來自所述主壓縮機的第一冷媒傳輸至所述主膨脹部；以及 旁通水管，設置在所述凝縮器和所述主膨脹部之間，用於在製冷時，將來自所述主膨脹部的第一冷媒供給所述凝縮器。
3.根據權利要求2所述的複合冷暖系統，其特徵在於，所述冷媒加熱裝置包括: 從動壓縮機，連接至所述凝縮蒸發加熱熱交換器和從動熱交換器，接收來自所述從動熱交互器的第二冷媒以及將所述第二冷媒壓縮成高溫高壓的第二冷媒並將其輸入至所述凝縮蒸發加熱熱交換器； 所述從動熱交換器，接收來自所述凝縮蒸發加熱熱交換器的第二冷媒和來自從動蒸發器的第二冷媒，使二者進行熱交換，將經過熱交換後的來自所述凝縮蒸發加熱熱交換器的第二冷媒輸入至從動膨脹部，以及將經過熱交換後的來自所述從動蒸發器的第二冷媒輸入至所述從動壓縮機； 所述從動膨脹部，連接至所述從動熱交換器和所述從動蒸發器，將所述經過熱交換後的來自所述凝縮蒸發加熱熱交換器的第二冷媒進行膨脹處理後傳輸至所述從動蒸發器；以及 所述從動蒸發器，接收來自所述從動膨脹部的第二冷媒並使接收的第二冷媒與外氣進行熱交換後傳輸至所述從動熱交換器。
4.根據權利要求3所述的複合冷暖系統，其特徵在於，所述冷媒加熱裝置還包括: 第一空氣扇，用於促進在所述從動蒸發器中的第二冷媒與所述外氣的熱交換。
5.根據權利要求3所述的複合冷暖系統，其特徵在於，所述冷媒加熱裝置還包括: 第一開關閥、第二開關閥、第三開關閥和第四開關閥，所述第一開關閥設置在所述從動膨脹部與所從動蒸發器之間的排管上，所述第二開關閥設置在所述從動蒸發器和所述從動熱交換器之間的排管上，所述第三開關閥設置在所述從動蒸發器和所述主蒸發器之間的第一排管上，所述第四開關閥設置在所述從動蒸發器和所述主蒸發器之間的第二排管上，在製冷時，打開所述第一開關閥和所述第二開關閥，切斷所述從動蒸發器與所述從動熱交換器之間的通路，閉合所述第三開關閥和所述第四開關閥，打開所述從動蒸發器和所述主蒸發器之間的通路，使流入所述主蒸發器的第一冷媒同時傳輸到所述從動蒸發器進行蒸發，以及在取暖時，閉合所述第一開關閥和所述第二開關閥，打開所述從動蒸發器與所述從動熱交換器之間的通路，打開所述第三開關閥和所述第四開關閥，切斷所述從動蒸發器和所述主蒸發器之間的通路。
6.根據權利要求3至5中任一項所述的複合冷暖系統，其特徵在於，所述凝縮蒸發加熱熱交換器包括:上端結構和下端結構，從所述凝縮器排出的第一冷媒流經所述下端結構後輸入至所述主膨脹部，從所述從動壓縮機排出的第二冷媒流經所述上端結構後輸入至所述從動熱熱交換器，從所述主蒸發器排出的第一冷媒依次通過所述下端結構和所述上端結構後輸入至所述主壓縮機。
7.根據權利要求6所述的複合冷暖系統，其特徵在於，所述上端結構和下端結構之間設置有熱交換板，在所述熱交換板上設置有通孔，從所述主蒸發器排出的第一冷媒流經所述下端結構後，穿過所述通孔流向所述上端結構。
8.根據權利要求2所述的複合冷暖系統，其特徵在於，所述冷暖裝置還包括: 第二空氣扇，用於促進在所`述主蒸發器中的第一冷媒與所述外氣的熱交換。
9.根據權利要求2所述的複合冷暖系統，其特徵在於，所述冷暖裝置還包括: 第五開關閥，設置在連接於所述凝縮蒸發加熱熱交換器的兩側的排管上，用於調節以使在製冷時，將來自所述主膨脹部的第一冷媒輸入至所述旁通水管。
10.根據權利要求2所述的複合冷暖系統，其特徵在於，所述冷暖裝置還包括: 四通閥，連接至所述主壓縮機，用於調節第一冷媒在取暖時或在製冷時的循環通路。
11.根據權利要求1至5、7至10中任一項所述的複合冷暖系統，其特徵在於，所述冷媒加熱裝置為多個。
全文摘要
本發明提供了一種複合冷暖系統包括冷暖裝置，連接至冷媒加熱裝置，冷暖裝置包括主壓縮機，在取暖時，將主壓縮機產生的高溫高壓的第一冷媒與室內空氣或水箱的流入水進行熱交換，將經過熱交換後的第一冷媒流經冷媒加熱裝置，以及在製冷時，將主壓縮機產生的高溫高壓的第一冷媒與外氣進行熱交換，然後使經過熱交換後的第一冷媒與室內空氣或水箱的流入水進行再次熱交換後傳輸至主壓縮機；冷媒加熱裝置，在取暖時，在經過熱交換後的第一冷媒循環回冷暖裝置的主壓縮機之前，為經過熱交換後的第一冷媒加熱。根據本發明的技術方案，不僅減少了主壓縮機將冷媒壓縮成高溫高壓狀態的所需熱量，還能夠不使液狀冷媒進入主壓縮機，保證主壓縮機的正常運行。
文檔編號F25B41/04GK103115456SQ20111036271
公開日2013年5月22日 申請日期2011年11月16日 優先權日2011年11月16日
發明者王化植, 朱寅燦 申請人:山東天寶空氣能熱泵技術有限公司, 朱寅燦