專利名稱：復(fù)合式超低溫?zé)岜脵C(jī)組的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及熱泵技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種由風(fēng)冷熱泵和水源熱泵復(fù)合 而成的熱泵機(jī)組。
背景技術(shù)：
風(fēng)冷熱泵冷(熱)水機(jī)組夏季制冷，具有系統(tǒng)簡單，環(huán)保節(jié)能，不消耗地 下水資源的特點(diǎn)，但冬季制熱性能極不穩(wěn)定。室外氣溫越低，制熱量越小，能 效比越低，制熱出水溫度也隨之下降，同時(shí)，機(jī)組運(yùn)行工況己超過壓縮機(jī)的安
全運(yùn)行范圍，所以在北方寒冷地區(qū)(通常在室外氣溫低于-5"C時(shí))風(fēng)冷熱泵冷 (熱)水機(jī)組很難安全、高效運(yùn)轉(zhuǎn)。
水源熱泵機(jī)組雖然夏季制冷，冬季制熱性能穩(wěn)定，不隨室外氣溫的變化而 變化，且能效比高，但打井、回灌工藝復(fù)雜，投資大，在大城市被禁用，埋管 取熱方式又占地面積大，投資大，且換熱效果有逐年衰減的傾向。 發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種復(fù)合式超低溫?zé)岜脵C(jī)組，該 熱泵機(jī)組不僅能夠在低溫條件下正常使用，而且不消耗地下水資源。
為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是復(fù)合式超低溫?zé)岜脵C(jī)組， 它包括風(fēng)冷熱泵裝置，和水源熱泵裝置；所述風(fēng)冷熱泵裝置包括一個(gè)可與室外 空氣進(jìn)行熱交換的第一換熱器，和一個(gè)可與用戶循環(huán)水進(jìn)行熱交換的第二換熱 器，所述水源熱泵裝置包括一個(gè)冷凝器和一個(gè)蒸發(fā)器；它還包括一個(gè)可為用戶 提供循環(huán)水的外部水循環(huán)裝置，和一個(gè)可在風(fēng)冷熱泵裝置的第二換熱器與水源 熱泵裝置的蒸發(fā)器之間形成水循環(huán)的內(nèi)部水循環(huán)裝置，所述的外部水循環(huán)裝置 與所述水源熱泵裝置的冷凝器管路連接。
作為一種改進(jìn)，所述的外部水循環(huán)裝置與所述風(fēng)冷熱泵裝置的第二換熱器 管路連接，所述外部水循環(huán)裝置設(shè)有可將用戶循環(huán)水擇一引入風(fēng)冷熱泵裝置的 第二換熱器或水源熱泵裝置的冷凝器的控制閥。
由于采用了上述技術(shù)方案，當(dāng)室外溫度低于-5-C時(shí)，調(diào)整風(fēng)冷熱泵裝置的
四通閥，使之處于制熱狀態(tài)，此時(shí)，風(fēng)冷熱泵裝置的第一換熱器起到蒸發(fā)器的 作用，第二換熱器起到冷凝器的作用，啟動(dòng)內(nèi)部水循環(huán)裝置，使風(fēng)冷熱泵裝置 的第二換熱器和水源熱泵裝置的蒸發(fā)器兩者之間形成內(nèi)部水循環(huán)，并啟動(dòng)風(fēng)冷 熱泵裝置和水源熱泵裝置，這樣室外空氣的低品位熱能從第一換熱器通過換熱
工質(zhì)被收集到第二換熱器，經(jīng)過第二換熱器后，內(nèi)部循環(huán)水的溫度可以升至20 °C 25°C，這樣的溫度可以使水源熱泵裝置內(nèi)的換熱工質(zhì)在蒸發(fā)器內(nèi)充分蒸發(fā)， 通過水源熱泵裝置，這些熱量又被收集到冷凝器，換熱工質(zhì)在冷凝器釋放的熱 量使用戶循環(huán)水提高到更高的溫度。該復(fù)合熱泵機(jī)組在整個(gè)運(yùn)行過程中不消耗 地下水資源，試驗(yàn)表明，在室外溫度低于-l(TC的情況下，仍可以正常穩(wěn)定運(yùn)行。 由于在不低于-5""C的冬季使用時(shí)，風(fēng)冷熱泵裝置可以正常運(yùn)行，而所述的 外部水循環(huán)裝置與所述風(fēng)冷熱泵裝置的第二換熱器管路連接，所述外部水循環(huán) 裝置設(shè)有可將用戶循環(huán)水擇一引入風(fēng)冷熱泵裝置的第二換熱器或水源熱泵裝置 的冷凝器的控制閥，所以，此時(shí)關(guān)閉水源熱泵裝置和內(nèi)部水循環(huán)裝置，通過控 制閥將用戶循環(huán)水引入風(fēng)冷熱泵裝置的第二換熱器，只需通過風(fēng)冷熱泵裝置即 可滿足用戶的需要。當(dāng)夏季運(yùn)行時(shí)，調(diào)整風(fēng)冷熱泵裝置的四通閥使之處于制冷 狀態(tài)，此時(shí)，第一換熱器起到冷凝器的作用，而第二換熱器起到蒸發(fā)器的作用， 同樣關(guān)閉水源熱泵裝置和內(nèi)部水循環(huán)裝置，通過控制閥將用戶循環(huán)水弓I入風(fēng)冷 熱泵裝置的第二換熱器，從而將外界低品位的冷量收集到第二換熱器，使用戶 循環(huán)水溫度降低，達(dá)到制冷效果。以下結(jié)合附圖
和實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。 附圖是本實(shí)用新型實(shí)施例的結(jié)構(gòu)原理圖。
具體實(shí)施方式

復(fù)合式超低溫?zé)岜脵C(jī)組，如附圖所示，它包括風(fēng)冷熱泵裝置1,水源熱泵 裝置2， 一個(gè)可為用戶提供循環(huán)水的外部水循環(huán)裝置3，和一個(gè)內(nèi)部水循環(huán)裝置 4。
風(fēng)冷熱泵裝置1由第一壓縮機(jī)11、四通閥12、第二換熱器13、第一干燥
過濾器14、第一視液鏡15、第一膨脹閥16a、第二膨脹閥16b、第一換熱器17、 風(fēng)機(jī)18、汽液分離器19、及第一單向閥la、第二單向閥lb、貯液器lc等部件 組成。第一換熱器17由翅片換熱器構(gòu)成，用于與室外空氣進(jìn)行熱交換，第二換 熱器13用于與用戶循環(huán)水進(jìn)行熱交換。四通閥12具有A、 B、 C、 D四個(gè)進(jìn)出口 ， 調(diào)整四通閥12可以使風(fēng)冷熱泵裝置1處于制冷和制熱兩種狀態(tài)。各部件間的連 接關(guān)系是第一壓縮機(jī)11的排氣口與四通閥12的接口 A相連，四通閥12的接 口 D與翅片換熱器的氣體匯總管相連，風(fēng)機(jī)18安裝在翅片換熱器內(nèi)，翅片換熱 器的液體口通過多根分液毛細(xì)管匯總到分液頭后再分兩路 一路接第一膨脹閥 16a的出口， 一路接第一單向閥la的進(jìn)口，第一單向閥la的出口又分兩路 一路接第一干燥過濾器14的進(jìn)口， 一路接第二單向閥lb的出口，第一干燥過 濾器14的出口與第一視液鏡15的進(jìn)口相連，第一視液鏡15的出口與第一膨脹 閥16a的進(jìn)口并聯(lián)后與第二膨脹閥16b的進(jìn)口相連，第二膨脹閥16b的出口與 第二單向閥lb的進(jìn)口和貯液器lc的接口并聯(lián)后與第二換熱器13的液體口相 連，第二換熱器13的氣體口與四通閥12的接口B相連，四通閥的接口C與汽 液分離器19的進(jìn)汽口相連，汽液分離器19的出汽口與第一壓縮機(jī)11的吸氣口 相連。
水源熱泵裝置2由第二壓縮機(jī)21、冷凝器22、第二干燥過濾器23、第二 視液鏡24、第三膨脹閥25和蒸發(fā)器26等部件組成。各部件間的連接關(guān)系是 第二壓縮機(jī)21的排氣口與冷凝器22的氣體口相連，冷凝器22的液體口與第二 干燥過濾器23的進(jìn)口相連，第二干燥過濾器23的出口與第二視液鏡24的進(jìn)口 相連，第二視液鏡24的出口與第三膨膨脹閥25的進(jìn)口相連，第三膨脹閥25 的出口與蒸發(fā)器26的液體口相連,蒸發(fā)器26的氣體口與第二壓縮機(jī)21的吸氣 口相連。
外部水循環(huán)裝置3包括與用戶循環(huán)水管路連接的第一水閥32、第二水閥32 和第一單向閥26。各部件間的連接方式是用戶循環(huán)水進(jìn)機(jī)組后分兩路 一路 接第一水閥32的進(jìn)口， 一路接第二水閥32的進(jìn)口；第一水閥32的出口與水源 熱泵裝置的冷凝器22的進(jìn)水口相連，冷凝器22的出水口與用戶循環(huán)水出管相
連；第二水閥32的出口與風(fēng)冷熱泵裝置的第二換熱器13的進(jìn)水口相連，第二 換熱器13的出水口與第一單向閥33的進(jìn)口相連，第一單向閥33的出口與用戶 循環(huán)水出管相連。
內(nèi)部水循環(huán)裝置4包括水泵41、第二單向閥42和一個(gè)補(bǔ)水旁路43。水泵 41的出口與第二單向閥42的進(jìn)口相連，第二單向閥42的出口與水源熱泵裝置 的蒸發(fā)器26的進(jìn)水口相連，蒸發(fā)器26的出水口接在第二水閥32與風(fēng)冷熱泵裝 置的第二換熱器13進(jìn)水口相連接的管道上，第二換熱器13的出水口與水泵41 的進(jìn)水口連接。補(bǔ)水旁路43包括與水泵41的入口連接的膨脹水管，膨脹水管 通過一個(gè)單向閥與膨脹水箱的膨脹接口相連。
上述復(fù)合熱泵機(jī)組的制冷運(yùn)行模式如下
水源熱泵裝置2和內(nèi)部水循環(huán)裝置4關(guān)閉，風(fēng)冷熱泵裝置1和外部水循環(huán) 裝置3運(yùn)行。
風(fēng)冷熱泵裝置的換熱工質(zhì)循環(huán)第一壓縮機(jī)11排氣口 (排出高溫高壓的氣
態(tài)制冷工質(zhì)) 一四通閥12接口 A—四通閥12接口 1>~第一換熱器17 (室外空 氣通過風(fēng)機(jī)18強(qiáng)制與制冷工質(zhì)進(jìn)行熱交換，制冷工質(zhì)被冷卻冷凝成髙壓中溫液 體)一第一單向閥la—第一干燥過濾器14一第一視液鏡15—第二膨脹閥16b (制冷工質(zhì)節(jié)流降壓由高壓中溫的液體變成低溫低壓的液體) 一第二換熱器13 (低溫低壓的液體制冷工質(zhì)蒸發(fā)吸收空調(diào)循環(huán)水的熱量使其溫度降低而達(dá)到制 冷的目的，同時(shí)低溫低壓的液體制冷工質(zhì)通過蒸發(fā)變成低溫低壓的氣體) 一四 通閥12接口 B—四通閥12接口 C一汽液分離器19一第一壓縮機(jī)11吸氣口。
外部水循環(huán)由外置循環(huán)水泵送來的水經(jīng)第二水閥32 (電磁閥或電動(dòng)閥或 手動(dòng)閥) 一風(fēng)冷熱泵裝置1的第二換熱器13 (水中的熱量被低溫低壓制冷工質(zhì) 蒸發(fā)吸收，溫度降低，達(dá)到制冷的目的) 一第一單向閥33，最后被送至空調(diào)末 端制冷。此時(shí)第一水閥31 (電磁閥或電動(dòng)閥或手動(dòng)閥)關(guān)閉。 上述復(fù)合熱泵機(jī)組的制熱運(yùn)行模式如下
冬季制熱分兩種情況 一種是室外氣溫較高(一般髙于-5°C)時(shí)，另一種 是室外氣溫較低(一般低于-5°C)時(shí)。 第一種情況室外氣溫較高(一般高于-5'C)時(shí)
水源熱泵裝置2和內(nèi)部水循環(huán)裝置4關(guān)閉，風(fēng)冷熱泵裝置1和外部水循環(huán) 裝置3運(yùn)行。
風(fēng)冷熱泵裝置的換熱工質(zhì)循環(huán)第一壓縮機(jī)11排氣口 (排出髙溫高壓的氣 態(tài)制冷工質(zhì)) 一四通閥12接口 A—四通閥12接口 B—第二換熱器13 (高溫高
壓的氣態(tài)制冷工質(zhì)向空調(diào)循環(huán)水釋放熱量而變成高壓中溫的液體，同時(shí)水溫被 升髙達(dá)到制熱的目的) 一第二單向閥lb—第一干燥過濾器14一第一視液鏡15 一膨脹閥16a (制冷工質(zhì)節(jié)流降壓由髙壓中溫的液體變成低溫低壓的液體)— 第一換熱器17 (室外空氣通過風(fēng)機(jī)強(qiáng)制與制冷工質(zhì)進(jìn)行熱交換，低溫低壓的液 體制冷工質(zhì)蒸發(fā)吸收室外空氣的熱量，變成低溫低壓的氣體)一四通閥12接口 D"四通閥12接口 C—汽液分離器19一第一壓縮機(jī)11吸氣口。
外部水循環(huán)由外置循環(huán)水泵送來的水經(jīng)第二水閥32—風(fēng)冷熱泵裝置1的 第二換熱器13(水吸收高溫高壓制冷工質(zhì)的熱量，溫度升高，達(dá)到制熱的目的) 一第一單向閥33，最后被送至空調(diào)末端制冷。此時(shí)第一水閥31關(guān)閉。
第二種情況室外氣溫較低(一般低于-5°C)時(shí)
水源熱泵裝置2、內(nèi)部水循環(huán)裝置4、風(fēng)冷熱泵裝置1和外部水循環(huán)裝置3 同時(shí)運(yùn)行。
風(fēng)冷熱泵裝置的換熱工質(zhì)循環(huán)第一壓縮機(jī)11排氣口 (排出髙溫高壓的氣
態(tài)制冷工質(zhì))一四通閥12接口 A—四通閥接口 B—第二換熱器13 (高溫高壓的 氣態(tài)制冷工質(zhì)向由內(nèi)置水泵送來的循環(huán)水釋放熱量而變成髙壓中溫的液體，同 時(shí)水溫被升高至2CTC 25'C) —第二單向閥lb—第一干燥過濾器14一第一視 液鏡15—第一膨脹閥16a (制冷工質(zhì)節(jié)流降壓由高壓中溫的液體變成低溫低壓 的液體) 一第一換熱器17 (室外空氣通過風(fēng)機(jī)強(qiáng)制與制冷工質(zhì)進(jìn)行熱交換，低 溫低壓的液體制冷工質(zhì)蒸發(fā)吸收室外空氣的熱量，變成低溫低壓的氣體) 一四 通閥12接口 D—四通閥12接口 C一汽液分離器19一第一壓縮機(jī)11吸氣口。
水源熱泵裝置的換熱工質(zhì)循環(huán)第二壓縮機(jī)21排氣口 (排出高溫高壓的氣 態(tài)制冷工質(zhì)) 一冷凝器22 (高溫高壓的氣態(tài)制冷工質(zhì)向空調(diào)循環(huán)水釋放熱量而
變成高壓中溫的液體，同時(shí)水溫被升高，達(dá)到制熱的目的) 一第二干燥過濾器
23—第二視液鏡24—第三膨脹閥25(制冷工質(zhì)節(jié)流降壓由高壓中溫的液體變成 低溫低壓的液體) 一蒸發(fā)器26 (低溫低壓的液體制冷工質(zhì)吸收由內(nèi)置水泵送來 的循環(huán)水的熱量而蒸發(fā)成低溫低壓的氣體) 一第二壓縮機(jī)21吸氣口。
外部水循環(huán)由外置循環(huán)水泵送來的水經(jīng)第一水閥31到冷凝器22 (水吸 收高溫高壓制冷工質(zhì)的熱量，溫度升高，達(dá)到制熱的目的)，最后被送至空調(diào)末 端制冷。此時(shí)第二水閥32關(guān)閉。
內(nèi)部水循環(huán)水泵41打出的水經(jīng)第二單向閥42被送入水源熱泵裝置的蒸 發(fā)器26 (低溫低壓的制冷工質(zhì)吸收水的熱量，水溫降低)，再進(jìn)入風(fēng)冷熱泵的 第二換熱器13 (水吸收高溫高壓制冷工質(zhì)的熱量，溫度升至20'C 25r:)，再 被水泵41吸入。如此在第二換熱器13與蒸發(fā)器26之間循環(huán)升溫、降溫。
除霜作業(yè)
當(dāng)室外氣溫較低時(shí)，翅片換熱器有可能結(jié)霜，機(jī)組融霜運(yùn)行過程是四通 閥12換向，機(jī)組由制熱運(yùn)行轉(zhuǎn)入制冷運(yùn)行，此時(shí)風(fēng)機(jī)18、水泵41、第二壓縮 機(jī)21均停止運(yùn)行，第一壓縮機(jī)11和外部水循環(huán)裝置繼續(xù)運(yùn)行。
權(quán)利要求1、復(fù)合式超低溫?zé)岜脵C(jī)組，其特征在于它包括風(fēng)冷熱泵裝置(1)，和水源熱泵裝置(2)；所述風(fēng)冷熱泵裝置(1)包括一個(gè)可與室外空氣進(jìn)行熱交換的第一換熱器(17)，和一個(gè)可與用戶循環(huán)水進(jìn)行熱交換的第二換熱器(13)，所述水源熱泵裝置(2)包括一個(gè)冷凝器(22)和一個(gè)蒸發(fā)器(26)；它還包括一個(gè)可為用戶提供循環(huán)水的外部水循環(huán)裝置(3)，和一個(gè)可在風(fēng)冷熱泵裝置的第二換熱器(13)與水源熱泵裝置的蒸發(fā)器(26)之間形成水循環(huán)的內(nèi)部水循環(huán)裝置(4)，所述的外部水循環(huán)裝置(3)與所述水源熱泵裝置的冷凝器(22)管路連接。
2、 如權(quán)利要求1所述的復(fù)合式超低溫?zé)岜脵C(jī)組，其特征在于所述的外部 水循環(huán)裝置(3)與所述風(fēng)冷熱泵裝置的第二換熱器(13)管路連接，所述外部 水循環(huán)裝置(3 )設(shè)有可將用戶循環(huán)水擇一引入風(fēng)冷熱泵裝置的第二換熱器(13) 或水源熱泵裝置的冷凝器(22)的控制閥。
3、 如權(quán)利要求2所述的復(fù)合式超低溫?zé)岜脵C(jī)組，其特征在于所述的內(nèi)部 水循環(huán)裝置(4)設(shè)有一個(gè)補(bǔ)水旁路(43)。
4、 如權(quán)利要求1所述的復(fù)合式超低溫?zé)岜脵C(jī)組，其特征在于所述的第一 換熱器(17)由翅片換熱器構(gòu)成。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種復(fù)合式超低溫?zé)岜脵C(jī)組，它包括風(fēng)冷熱泵裝置，和水源熱泵裝置，和一個(gè)可為用戶提供循環(huán)水的外部水循環(huán)裝置，和一個(gè)可在風(fēng)冷熱泵裝置的第二換熱器與水源熱泵裝置的蒸發(fā)器之間形成水循環(huán)的內(nèi)部水循環(huán)裝置，所述的外部水循環(huán)裝置與所述水源熱泵裝置的冷凝器管路連接。所述的外部水循環(huán)裝置與所述風(fēng)冷熱泵裝置的第二換熱器管路連接，所述外部水循環(huán)裝置設(shè)有可將用戶循環(huán)水擇一引入風(fēng)冷熱泵裝置的第二換熱器或水源熱泵裝置的冷凝器的控制閥。該復(fù)合熱泵機(jī)組在整個(gè)運(yùn)行過程中不消耗地下水資源，不僅能夠制冷，而且在室外溫度低于-10℃的情況下，仍可以正常穩(wěn)定運(yùn)行。
文檔編號F25B30/00GK201003882SQ20072001724
公開日2008年1月9日 申請日期2007年1月8日 優(yōu)先權(quán)日2007年1月8日
發(fā)明者沙鳳歧, 葛建民, 趙鐵軍 申請人:葛建民