專利名稱：拓展工況熱泵機組的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬熱泵范疇，主要涉及冷凍、空調(diào)、采暖、衛(wèi)生熱水 等領(lǐng)域，具體地說是一種拓展工況熱泵機組。
背景技術(shù)：
一般情況下，以空氣作為低溫?zé)嵩椿蚋邷責(zé)釁R的普通單級壓縮熱 泵機組，在規(guī)定的制冷溫度或供熱溫度下，空氣溫度超過一定范圍時
該熱泵機組就無法正常工作。例如當(dāng)制冷蒸發(fā)溫度為-20 -15°C， 空氣溫高于30 35。C時；或當(dāng)供熱冷凝溫度為60℃，空氣溫度低于5 10℃時，上述普通單級壓縮熱泵機組基于制冷壓縮機壓縮比及工作溫 度限制，就無法正常運行。
發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的則是針對現(xiàn)有普通單級壓縮熱泵機組的上述不 足，提供一種在空氣溫度較高或較低時均可安全可靠制冷或供熱的單 級壓縮的拓展工況熱泵機組。
本實用新型的目的可以通過以下措施來實現(xiàn)
一種制冷制熱拓展工況熱泵機組，其特征是它包括有制冷壓縮機
1，制冷壓縮機1的出口通過排氣電磁閥2、 3、 4分別連接需求側(cè)換熱 器8、蓄能器9和空氣側(cè)換熱器10的一端，需求側(cè)換熱器8、蓄能器 9和空氣側(cè)換熱器10的另一端分別通過單向閥11、單向閥13和單向 閥15與儲液器17連接，排氣電磁閥2、 3、 4分別與需求側(cè)換熱器8、 蓄能器9和空氣側(cè)換熱器IO連接的那一端還分別通過吸氣電磁閥5、 6、 7和壓縮機1的入口相連接，在需求側(cè)換熱器8、蓄能器9和空氣 側(cè)換熱器10與儲液器17之間還分別設(shè)有與單向閥11、單向閥13和 單向閥15呈并聯(lián)連接的節(jié)流閥12、節(jié)流閥14、節(jié)流閥16。
一種單制冷拓展工況熱泵機組，其特征是它包括有制冷壓縮機1，
制冷壓縮機1的出口通過排氣電磁3、 4分別連接蓄能器9和空氣側(cè)換 熱器10的一端，蓄能器9的另一端通過并接的單向閥13和節(jié)流閥14 與儲液器17相連，空氣側(cè)換熱器10的另一端直接與儲液器17對應(yīng)接 口相連，儲液器17的一個出口通過節(jié)流閥12與需求側(cè)換熱器8的一 端相連，需求側(cè)換熱器8另一端則通過吸氣電磁閥5與制冷壓縮機1 的入口相連，制冷壓縮機1的入口還通過吸氣電磁閥6與蓄能器9對 應(yīng)連接排氣電磁閥3的一端相連。
一種單制熱拓展工況熱泵機組，其特征是它包括有制冷壓縮機1， 制冷壓縮機1的出口通過排氣電磁閥2、 3、 4分別連接需求側(cè)換熱器 8、蓄能器9和空氣側(cè)換熱器10的一端，需求側(cè)換熱器8的另一端直 接與儲液器17相連，蓄能器9和空氣側(cè)換熱器10的另一端則通過單 向閥13、 15與儲液器17上的對應(yīng)接口相連，蓄能器9和空氣側(cè)換熱 器10與儲液器17之間還設(shè)有分別與單向閥13、 15呈并聯(lián)的節(jié)流閥 14、 16。
上述三種形式的拓展工況熱泵機組均設(shè)有蓄能器9，在機組拓展 工況運行中蓄能器9間或充當(dāng)冷凝器和蒸發(fā)器使用。
上述三種形式的拓展工況熱泵機組中的空氣側(cè)換熱器10附近均 設(shè)有風(fēng)機18。
本實用新型大大拓寬了以空氣為高溫?zé)釁R或低溫?zé)嵩吹膯渭墘嚎s 熱泵機組使用范圍，比普通單級壓縮熱泵機組適用大氣溫度范圍拓寬 10°C 25°C，且系統(tǒng)運行工況始終比較平和，不必接近惡劣工況，從 而提高了系統(tǒng)的安全性和可靠性，使用壽命也大大提高。

圖1為本實用新型設(shè)置成制冷制熱型時的原理圖。 圖2為本實用新型設(shè)置成單制冷型時原理圖。 圖3為本實用新型設(shè)置成單制熱型時原理圖。
具體實施方式

以下結(jié)合附圖對本實用新型作進(jìn)一步地說明
本實用新型主要包括制冷壓縮機1、需求側(cè)換熱器8、儲能器9、
空氣側(cè)換熱器10和儲液器17。需求側(cè)換熱器8用于加熱或冷卻用戶 端的工作介質(zhì)，該工作介質(zhì)可以是液體介質(zhì)或氣體介質(zhì)。所述的用戶 端的液體介質(zhì)例如為中央空調(diào)用戶末端的循環(huán)水，此時用戶末端的循 環(huán)水可以通過管道經(jīng)過需求側(cè)換熱器8，由需求側(cè)換熱器8對管道內(nèi) 的用戶末端循環(huán)水進(jìn)行制冷或制熱，實現(xiàn)對用戶端工作介質(zhì)的制冷或 制熱；當(dāng)用戶端的工作介質(zhì)為氣體介質(zhì)例如用戶房間的循環(huán)空氣時， 此時可以在需求側(cè)換熱器8上設(shè)置相應(yīng)的進(jìn)、出氣口和循環(huán)風(fēng)機，用
戶房間內(nèi)的空氣通過需求側(cè)換熱器8上的進(jìn)氣口進(jìn)入到需求側(cè)換熱器 8內(nèi)，被需求側(cè)換熱器8制冷或制熱后再從需求側(cè)換熱器8上的出氣 口進(jìn)入到用戶房間內(nèi)，實現(xiàn)對用戶房間循環(huán)空氣的制冷或制熱。所述 的蓄能器9是一個盛有蓄能介質(zhì)并在蓄能介質(zhì)中沉浸安裝有換熱器的 容器，所述蓄能介質(zhì)是水或相變溫度高于水的介質(zhì)。在系統(tǒng)運行過程 中通過對蓄能介質(zhì)加熱或制冷使其吸收或放出顯熱或潛熱實現(xiàn)蓄能器 9蓄能或釋放能量的功能。本實用新型的各部件均采用現(xiàn)有產(chǎn)品。
如附圖1所示，本實用新型設(shè)置成冷暖二用型，此時制冷壓縮機1 的出口通過排氣電磁閥2、 3、 4分別連接需求側(cè)換熱器8、蓄能器9、 空氣側(cè)換熱器10的一端；需求側(cè)換熱器8、蓄能器9、空氣側(cè)換熱器 IO分別通過單向閥11 (并聯(lián)有節(jié)流閥12)、單向閥13 (并聯(lián)有節(jié)流閥 14)、單向閥15 (并聯(lián)有節(jié)流閥16)與儲液器17連接；排氣電磁閥2、 3、 4分別與需求側(cè)換熱器8、蓄能器9、空氣側(cè)換熱器IO連接的那一 端同時還分別通過吸氣電磁閥5、 6、 7與壓縮機1的入口相連接。在 空氣側(cè)換熱器10的附近還設(shè)有風(fēng)機18，用于加強換熱。
本實用新型的工作過程如下(參照附圖1):
1.以空氣作為高溫?zé)釁R制冷
當(dāng)制冷蒸發(fā)溫度一定(如-2CTC)，空氣溫度較低時(如《+20。C)
采用為普通制冷流程，制冷劑運行回路如下
制冷壓縮機1 一排氣電磁閥4 一空氣側(cè)換熱器10 —單向閥15 —儲液器17—節(jié)流閥12—需求側(cè)換熱器8—吸氣電磁閥5 — 制冷壓縮機1
當(dāng)制冷蒸發(fā)溫度仍為-20℃，空氣溫度較高時(如>35℃)，由于 工況超出規(guī)定范圍，普通制冷流程無法工作，此時啟動制冷拓展工況 工作流程。根據(jù)空氣溫度和蓄能器溫度使制冷制熱拓展工況熱泵機組 在工作流程①和②中分時工作，工作流程①、②均設(shè)定在普通單級壓 縮熱泵機組允許的工況范圍內(nèi)，因而本拓展工況熱泵機組可比普通單 級壓縮熱泵機組在更寬的工況范圍內(nèi)安全可靠地制冷。
工作流程①蓄能器9作為蒸發(fā)器降溫蓄冷流程，制冷劑運行回路 如下
制冷壓縮機1 —排氣電磁閥4 —空氣側(cè)換熱器10 —單向閥15 —儲液器17 _節(jié)流閥14 —蓄能器9 一吸氣電磁閥6 —制冷壓 縮機1。
工作流程②蓄能器9作為冷凝器制冷流程，制冷劑運行回路如下
制冷壓縮機1 一排氣電磁閥3 —蓄能器9 一單向閥13 —儲 液器17 —節(jié)流閥12 —需求側(cè)換熱器8 —吸氣電磁閥5 —制冷 壓縮機1。
2.以空氣作為低溫?zé)嵩垂?br> 供熱冷凝溫度一定(如+60℃)。當(dāng)空氣溫度較高時(如≥+15℃) 為普通制熱流程，制冷劑運行回路如下
制冷壓縮機l 一排氣電磁閥2 —需求側(cè)換熱器8 —單向閥ll 一儲液器17 —節(jié)流閥16 —空氣側(cè)換熱器10 —吸氣電磁閥7 — 制冷壓縮機1。
當(dāng)供熱冷凝溫度不變(如+60℃)，空氣溫度較低時(如<0℃)， 由于工況超出規(guī)定范圍，普通供熱流程無法工作。啟動供熱拓展工況 流程，使系統(tǒng)在工作流程③和④中分時工作。工作流程③、④均設(shè)定 在普通單級壓縮熱泵機組允許的工況范圍內(nèi)，因而拓展工況熱泵機組可比普通熱泵機組在更寬的工況范圍內(nèi)安全可靠地供熱。
工作流程(D:蓄能器9作為冷凝器升溫蓄熱，制冷劑運行回路 制冷壓縮機1 一排氣電磁閥3 —蓄能器9 一單向閥13 —儲液
器17 —節(jié)流閥16 —空氣側(cè)換熱器10 —吸氣電磁閥7 —制冷壓 縮機1。
工作流程④蓄能器9作為蒸發(fā)器制熱流程，制冷劑運行回路
制冷壓縮機l —排氣電磁閥2 —需求側(cè)換熱器8 —單向閥ll 一儲液器17 _節(jié)流閥14 一蓄能器9 —吸氣電磁閥6 —制冷壓 縮機1。
當(dāng)空氣側(cè)換熱器IO表面結(jié)霜需清除時啟動除霜流程。除霜流程制 冷回路制冷壓縮機1 一排氣電磁閥4 一空氣側(cè)換熱器10 —單向 閥15 —儲液器17 —節(jié)流閥14 一蓄能器9 _吸氣電磁閥6 —制 冷壓縮機l。在此制冷回路中蓄能器9作為蒸發(fā)器。
附圖2所示，本實用新型也可以設(shè)置成單制冷型，此時其主體結(jié) 構(gòu)包括制冷壓縮機l，制冷壓縮機1的出口通過排氣電磁3、 4分別連 接蓄能器9和空氣側(cè)換熱器10的一端，蓄能器9的另一端通過并接的 單向閥13和節(jié)流閥14與儲液器17相連，空氣側(cè)換熱器10的另一端 直接與儲液器17對應(yīng)接口相連，儲液器17的一個出口通過節(jié)流閥12 與需求側(cè)換熱器8的一端相連，需求側(cè)換熱器8另一端則通過吸氣電 磁閥5與制冷壓縮機1的入口相連，制冷壓縮機1的入口還通過吸氣 電磁閥6與蓄能器9對應(yīng)連接排氣電磁閥3的一端相連，在空氣側(cè)換 熱器10的附近還設(shè)有風(fēng)機18，用于加強換熱。
該單制冷型拓展工況熱泵機組以空氣作為高溫?zé)釁R制冷的工作過 程如下
當(dāng)制冷蒸發(fā)溫度一定(如-20°C)，空氣溫度較低時(如≤+20℃) 采用為普通制冷流程，制冷劑運行回路如下
制冷壓縮機1 一排氣電磁閥4 一空氣側(cè)換熱器10 —儲液器17 一節(jié)流閥12 —需求側(cè)換熱器8 —吸氣電磁閥5 —制冷壓縮機1
當(dāng)制冷蒸發(fā)溫度仍為-20℃，空氣溫度較高時(如>35℃)，由于 工況超出規(guī)定范圍，普通制冷流程無法工作，啟動制冷拓展工況流程。 根據(jù)空氣溫度和蓄能器溫度使拓展工況熱泵機組在工作流程⑤和⑥中 分時工作，工作流程⑤、⑥均設(shè)定在普通單級壓縮拓展工況熱泵機組 允許的工況范圍內(nèi)，因而本單制冷拓展工況熱泵機組可比普通單級壓 縮制冷機組在更寬的工況范圍內(nèi)安全可靠地制冷。
工作流程⑤蓄能器9作為蒸發(fā)器降溫蓄冷流程，制冷劑運行回
路如下
制冷壓縮機l一排氣電磁閥4一空氣側(cè)換熱器IO—儲液器17 — 節(jié)流閥14 一蓄能器9 一吸氣電磁閥6 —制冷壓縮機1。
工作流程⑥蓄能器9作為冷凝器制冷流程，制冷劑運行回路如下
制冷壓縮機1 一排氣電磁閥3 _蓄能器9 一單向閥13 —儲 液器17 —節(jié)流閥12 —需求側(cè)換熱器8 —吸氣電磁閥5 —制冷 壓縮機1。
附圖3所示，本實用新型還可以設(shè)置成單制熱型，其結(jié)構(gòu)包括有 制冷壓縮機1，制冷壓縮機1的出口通過排氣電磁閥2、 3、 4分別連 接需求側(cè)換熱器8、蓄能器9和空氣側(cè)換熱器10的一端，需求側(cè)換熱 器8的另一端直接與儲液器17相連，蓄能器9和空氣側(cè)換熱器10的 另一端則通過單向閥13、 15與儲液器17上的對應(yīng)接口相連，蓄能器 9和空氣側(cè)換熱器IO與儲液器17之間還設(shè)有分別與單向閥13、 15呈 并聯(lián)的節(jié)流閥14、 16，在空氣側(cè)換熱器10的附近還設(shè)有風(fēng)機18，用 于加強換熱。
該單制熱型拓展工況熱泵機組以空氣作為低溫?zé)嵩垂岬墓ぷ鬟^ 程如下
供熱冷凝溫度一定(如+60℃.當(dāng)空氣溫度較高時(如》+ 15℃) 為普通制熱流程，制冷劑運行回路如下
制冷壓縮機1 一排氣電磁閥2 —需求側(cè)換熱器8 —儲液器17 一節(jié)流閥16—空氣側(cè)換熱器10 —吸氣電磁閥7 —制冷壓縮機1。
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當(dāng)供熱冷凝溫度不變(如+60℃)，空氣溫度較低時(如<0℃， 由于工況超出規(guī)定范圍，普通制熱無法工作，啟動制熱拓展工況流。 此時使系統(tǒng)在工作流程⑦和⑧中分時工作。工作流程⑦、⑧均設(shè)定在 單級壓縮熱泵機組允許的工況范圍內(nèi)，因而本單熱拓展工況熱泵機組 可比普通單級壓縮熱泵機組在更寬的工況范圍內(nèi)安全可靠地供熱。
工作流程⑦蓄能器9作為冷凝器升溫蓄熱，制冷劑運行回路-
制冷壓縮機1 —排氣電磁閥3 —蓄能器9 一單向閥13 —儲 液器17 —節(jié)流閥16 —空氣側(cè)換熱器10 —吸氣電磁閥7 一制冷 壓縮機1。
工作流程⑧蓄能器9作為蒸發(fā)器制熱流程，制冷劑運行回路
制冷壓縮機1 _排氣電磁閥2 —需求側(cè)換熱器8 —儲液器 17 —節(jié)流閥14 一蓄能器9 —吸氣電磁閥6 —制冷壓縮機1。 當(dāng)空氣側(cè)換熱器IO表面結(jié)霜需清除時，啟動除霜流程。
除霜流程制冷回路
制冷壓縮機1 一排氣電磁闊4 一空氣側(cè)換熱器10 —單向閥 15 —儲液器17 —節(jié)流閥14 一蓄能器9 —吸氣電磁閥6 —制 冷壓縮機1。在上述除霜流程制冷回路中蓄能器9作為蒸發(fā)器。
本實用新型涉及的其它未說明部分與現(xiàn)有技術(shù)相同或采用現(xiàn)有技 術(shù)加以實現(xiàn)。
權(quán)利要求1、一種制冷制熱拓展工況熱泵機組，其特征是它包括有制冷壓縮機(1)，制冷壓縮機(1)的出口通過排氣電磁閥(2，3，4)分別連接需求側(cè)換熱器(8)、蓄能器(9)和空氣側(cè)換熱器(10)的一端，需求側(cè)換熱器(8)、蓄能器(9)和空氣側(cè)換熱器(10)的另一端分別通過單向閥(11)、單向閥(13)和單向閥(15)與儲液器(17)連接，排氣電磁閥(2，3，4)分別與需求側(cè)換熱器(8)、蓄能器(9)和空氣側(cè)換熱器(10)連接的那一端還分別通過吸氣電磁閥(5，6，7)和壓縮機(1)的入口相連接，在需求側(cè)換熱器(8)、蓄能器(9)和空氣側(cè)換熱器(10)與儲液器(17)之間還設(shè)有分別與單向閥(11)、單向閥(13)和單向閥(15)呈并聯(lián)的節(jié)流閥(12)、節(jié)流閥(14)、節(jié)流閥(16)，需求側(cè)換熱器(8)用于加熱或冷卻用戶端的工作介質(zhì)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制冷制熱拓展工況熱泵機組，其特征是 所述的空氣側(cè)換熱器(10)附近設(shè)有風(fēng)機(18)。
3、 一種單制冷拓展工況熱泵機組，其特征是它包括有制冷壓縮機 (1)，制冷壓縮機(1)的出口通過排氣電磁(3， 4)分別連接蓄能器(9) 和空氣側(cè)換熱器(10)的一端，蓄能器(9)的另一端通過并接 的單向閥(13)和節(jié)流閥(14)與儲液器(17)相連，空氣側(cè)換熱器(10) 的另一端直接與儲液器(17)對應(yīng)接口相連，儲液器(17)的 一個出口通過節(jié)流閥(12)與需求側(cè)換熱器(8)的一端相連，需求側(cè) 換熱器(8)另一端則通過吸氣電磁閥(5)與制冷壓縮機(1)的入口 相連，制冷壓縮機(1)的入口還通過吸氣電磁閥(6)與蓄能器(9) 對應(yīng)連接排氣電磁閥(3)的一端相連，需求側(cè)換熱器(8)用于冷卻 用戶端的工作介質(zhì)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的單制冷拓展工況熱泵機組，其特征是所 述的空氣側(cè)換熱器(10)附近設(shè)有風(fēng)機(18)。
5、 一種單制熱拓展工況熱泵機組，其特征是它包括有制冷壓縮機(1)，制冷壓縮機(1)的出口通過排氣電磁閥(2， 3， 4)分別連接 需求側(cè)換熱器(8)、蓄能器(9)和空氣側(cè)換熱器(10)的一端，需求側(cè)換熱器(8)的另一端直接與儲液器(17)相連，蓄能器(9)和空 氣側(cè)換熱器(10)的另一端則通過單向閥(13， 15)與儲液器(17) 上的對應(yīng)接口相連，蓄能器(9)和空氣側(cè)換熱器(10)與儲液器(17) 之間還設(shè)有分別與單向閥(13， 15)呈并聯(lián)的節(jié)流閥(14， 16)，需求側(cè)換熱器(8)用于加熱用戶端的工作介質(zhì)。
6、根據(jù)權(quán)利要求5所述的單制熱拓展工況熱泵機組，其特征是所 述的空氣側(cè)換熱器(10)附近設(shè)有風(fēng)機(18)。
專利摘要本實用新型涉及一種制冷制熱拓展工況熱泵機組，其特征是它包括有制冷壓縮機(1)，其出口通過排氣電磁閥(2，3，4)分別連接需求側(cè)換熱器(8)、蓄能器(9)和空氣側(cè)換熱器(10)后再通過單向閥(11，13，15)與儲液器(17)連接，排氣電磁閥(2，3，4)分別與需求側(cè)換熱器(8)、蓄能器(9)和空氣側(cè)換熱器(10)連接的那一端還分別通過吸氣電磁閥(5，6，7)和壓縮機(1)的入口連接。本實用新型還可以根據(jù)需要設(shè)置成單冷或單熱型，大大拓寬了其使用范圍，比普通單級壓縮熱泵機組適用大氣溫度范圍拓寬10℃～25℃。且系統(tǒng)運行工況始終比較平和，不必接近嚴(yán)劣工況，從而提高了系統(tǒng)的安全性和可靠性及使用壽命。
文檔編號F25B30/00GK201181131SQ20082003276
公開日2009年1月14日 申請日期2008年3月3日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月3日
發(fā)明者周平中, 梁明坤 申請人:南京五洲制冷集團中天空調(diào)有限公司