專利名稱：風(fēng)冷熱泵空調(diào)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及空調(diào)領(lǐng)域，更具體而言，涉及ー種風(fēng)冷熱泵空調(diào)，該空調(diào)尤其在室外超低溫エ況下具有良好的制熱效果。
背景技術(shù)：
目前，在我國北方寒冷地區(qū)，傳統(tǒng)的集中采暖方式以燃煤為主，這種供暖方式無論在節(jié)能、環(huán)保還是安全方面都比不上風(fēng)冷熱泵空調(diào)(又稱空氣源熱泵空調(diào))。利用風(fēng)冷熱泵空調(diào)進(jìn)行供暖的優(yōu)點(diǎn)在于，只從空氣中取熱，沒有煤煙排放，不污染環(huán)境。集中使用的風(fēng)冷熱泵空調(diào)以整體式風(fēng)冷熱泵空調(diào)機(jī)組為主，其在夏季為用戶末端提供空調(diào)冷凍水，在冬季為用戶末端提供采暖熱水。但是，普通的風(fēng)冷熱泵空調(diào)機(jī)組的運(yùn)行環(huán)境的溫度范圍一般在-7V 43°C之間，在氣候寒冷的北方地區(qū)，現(xiàn)有的風(fēng)冷熱泵空調(diào)機(jī)組的制熱功能基本上 只能在過渡季節(jié)使用，一旦進(jìn)入寒冷的嚴(yán)冬季節(jié)，其幾乎無法滿足基本的供熱需求，甚至空調(diào)機(jī)組無法正常啟動(dòng)運(yùn)行。現(xiàn)有的風(fēng)冷熱泵空調(diào)機(jī)組的主要問題是，在室外低溫的エ況下，制熱量衰減十分嚴(yán)重，室外盤管凝霜和底部冰凍現(xiàn)象嚴(yán)重，而且，頻繁化霜會(huì)造成熱損失和壓縮機(jī)帶液，壓縮機(jī)大壓比運(yùn)行帶來排氣溫度過高等問題，因此在很大程度上限制了風(fēng)冷熱泵空調(diào)機(jī)組在北方市場的推廣和應(yīng)用。因此，有必要開發(fā)ー種能夠在寒冷地區(qū)的冬季可靠運(yùn)行的風(fēng)冷熱泵空調(diào)機(jī)組，使其能夠避免現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的ー個(gè)或多個(gè)缺陷，提出了一種風(fēng)冷熱泵空調(diào)，其能夠在室外低溫エ況下可靠運(yùn)行并擁有良好的制熱效果，從而可取代我國北方傳統(tǒng)的以燃煤為主的供暖方式，以實(shí)現(xiàn)環(huán)境保護(hù)和節(jié)能降耗。如這里所體現(xiàn)和概括描述的，為了實(shí)現(xiàn)這些及其它優(yōu)點(diǎn)以及根據(jù)本發(fā)明的目的，提出了ー種風(fēng)冷熱泵空調(diào)，其特征在于，所述風(fēng)冷熱泵空調(diào)包括壓縮機(jī)；室外盤管，所述室外盤管在所述風(fēng)冷熱泵空調(diào)制熱運(yùn)行時(shí)用作蒸發(fā)器，在所述風(fēng)冷熱泵空調(diào)制冷運(yùn)行時(shí)用作冷凝器；使用側(cè)熱交換器，所述使用側(cè)熱交換器在所述風(fēng)冷熱泵空調(diào)制冷運(yùn)行時(shí)用作蒸發(fā)器，在所述風(fēng)冷熱泵空調(diào)制熱運(yùn)行時(shí)用作冷凝器；主液體管路，所述主液體管路使所述壓縮機(jī)、所述室外盤管和所述使用側(cè)熱交換器流體連通，液態(tài)制冷劑在所述主液體管路中循環(huán)；過冷裝置，所述過冷裝置包括過冷盤管、經(jīng)濟(jì)器和帶過冷功能的氣液分離器中的兩個(gè)或三個(gè)，而且這些過冷裝置被設(shè)置在所述主液體管路上，在所述主液體管路中循環(huán)的液態(tài)制冷劑能夠通過所述過冷裝置實(shí)現(xiàn)多次過冷，其中，所述過冷盤管位于室外，液態(tài)制冷劑在流經(jīng)所述過冷盤管時(shí)與室外空氣進(jìn)行熱交換，由此使液態(tài)制冷劑實(shí)現(xiàn)過冷；所述經(jīng)濟(jì)器包括與所述主液體管路流體連通的補(bǔ)氣液體管路，一部分液態(tài)制冷劑流入所述補(bǔ)氣液體管路以后變?yōu)闅庖簝上嗟闹评鋭?，所產(chǎn)生的氣液兩相的制冷劑進(jìn)而與所述主液體管路中的液態(tài)制冷劑進(jìn)行熱交換，由此，使所述主液體管路中的液態(tài)制冷劑實(shí)現(xiàn)過冷；所述氣液分離器具有位于其內(nèi)部的過冷熱交換管，液態(tài)制冷劑在流經(jīng)所述過冷熱交換管時(shí)與所述氣液分離器的內(nèi)部空間中的氣態(tài)制冷劑進(jìn)行熱交換，由此使液態(tài)制冷劑實(shí)現(xiàn)過冷。優(yōu)選地，所述過冷盤管設(shè)置于所述室外盤管的底部。優(yōu)選地，在所述經(jīng)濟(jì)器的補(bǔ)氣液體管路中設(shè)有補(bǔ)氣電磁閥、補(bǔ)氣節(jié)流機(jī)構(gòu)和經(jīng)濟(jì)器熱交換部，所述補(bǔ)氣電磁閥能夠被打開，以便將在所述主液體管路中循環(huán)的液態(tài)制冷劑的一部分引入所述補(bǔ)氣液體管路中，所述補(bǔ)氣節(jié)流機(jī)構(gòu)對(duì)引入的液態(tài)制冷劑進(jìn)行節(jié)流而生成氣液兩相的制冷劑，所生成的氣液兩相的制冷劑進(jìn)而在所述經(jīng)濟(jì)器熱交換部中與所述主液體管路中的液態(tài)制冷劑進(jìn)行熱交換。優(yōu)選地，在所述壓縮機(jī)上設(shè)有補(bǔ)氣入ロ，所述經(jīng)濟(jì)器的補(bǔ)氣液體管路中的氣液兩相的制冷劑經(jīng)過熱交換后生成氣態(tài)制冷劑，所述氣態(tài)制冷劑經(jīng)由所述補(bǔ)氣入口被引入所述壓縮機(jī)，以增加所述壓縮機(jī)的吸氣量。優(yōu)選地，所述風(fēng)冷熱泵空調(diào)還包括噴液冷卻裝置，所述噴液冷卻裝置在所述壓縮 機(jī)的排氣溫度超過設(shè)定值時(shí)，將所述主液體管路中的一部分液態(tài)制冷劑引至所述壓縮機(jī)內(nèi)的電機(jī)以冷卻所述電機(jī)。優(yōu)選地，所述噴液冷卻裝置包括溫度傳感器、噴液管路、噴液電磁閥和噴液節(jié)流機(jī)構(gòu)，所述溫度傳感器感測所述壓縮機(jī)的排氣溫度，所述噴液電磁閥在感測到的排氣溫度超過設(shè)定值時(shí)被打開以將所述主液體管路中的一部分液態(tài)制冷劑引入所述噴液管路，所述噴液節(jié)流機(jī)構(gòu)對(duì)引入所述噴液管路的液態(tài)制冷劑進(jìn)行節(jié)流而生成氣液兩相的制冷劑。優(yōu)選地，所述過冷盤管和所述室外盤管的外翅片設(shè)置為ー個(gè)整體，而且共用ー個(gè)風(fēng)機(jī)。優(yōu)選地，在所述主液體管路上設(shè)有主節(jié)流機(jī)構(gòu)，所述節(jié)流機(jī)構(gòu)對(duì)經(jīng)過多次過冷的液態(tài)制冷劑進(jìn)行節(jié)流而生成氣液兩相的制冷劑。優(yōu)選地，所述主節(jié)流機(jī)構(gòu)是ー個(gè)電子膨脹閥，所述ー個(gè)電子膨脹閥借助干與所述一個(gè)電子膨脹閥流體連通的單向閥組件能夠在制冷エ況或制熱エ況下工作。優(yōu)選地，所述單向閥組件由四個(gè)單向閥和四個(gè)三通管件焊接組成，并形成四個(gè)接□。優(yōu)選地,所述主節(jié)流機(jī)構(gòu)是由第一節(jié)流機(jī)構(gòu)、第二節(jié)流機(jī)構(gòu)和第三節(jié)流機(jī)構(gòu)并聯(lián)組成，所述第一節(jié)流機(jī)構(gòu)是外平衡式熱カ膨脹閥，所述第二節(jié)流機(jī)構(gòu)由電磁閥和毛細(xì)管串聯(lián)組成，所述第三節(jié)流機(jī)構(gòu)由另ー電磁閥和另一毛細(xì)管串聯(lián)組成，而且所述主節(jié)流機(jī)構(gòu)借助干與所述主節(jié)流機(jī)構(gòu)流體連通的單向閥組件能夠在制冷エ況或制熱エ況下工作。優(yōu)選地，所述單向閥組件由四個(gè)單向閥和四個(gè)三通管件焊接組成，并形成四個(gè)接□。優(yōu)選地，所述主節(jié)流機(jī)構(gòu)的運(yùn)行方式是當(dāng)制冷運(yùn)行時(shí)，所述電磁閥和所述另ー電磁閥均為打開狀態(tài)，所述第一節(jié)流機(jī)構(gòu)、所述第二節(jié)流機(jī)構(gòu)和所述第三節(jié)流機(jī)構(gòu)均有制冷劑流過；當(dāng)制熱運(yùn)行且室外環(huán)境溫度高于或等于-7°C時(shí)，所述電磁閥為打開狀態(tài)，所述另ー電磁閥為關(guān)閉狀態(tài)，只有所述第一節(jié)流機(jī)構(gòu)和所述第二節(jié)流機(jī)構(gòu)有制冷劑流過；當(dāng)制熱運(yùn)行且室外環(huán)境溫度低于-7°C時(shí)，所述電磁閥和所述另ー電磁閥均為關(guān)閉狀態(tài)，只有所述第一節(jié)流機(jī)構(gòu)有制冷劑流過。優(yōu)選地，所述主節(jié)流機(jī)構(gòu)是制冷電子膨脹閥和制熱電子膨脹閥，所述制冷電子膨脹閥與所述使用側(cè)熱交換器流體連通，所述制熱電子膨脹閥與所述室外盤管流體連通。優(yōu)選地，所述主節(jié)流機(jī)構(gòu)的運(yùn)行方式是當(dāng)制冷運(yùn)行時(shí)，所述制熱電子膨脹閥處于全開狀態(tài)，所述制冷電子膨脹閥能夠通過調(diào)節(jié)自身的閥ロ的開度以調(diào)節(jié)所述使用側(cè)熱交換器的制冷劑供液量；當(dāng)制熱運(yùn)行時(shí)，所述制冷電子膨脹閥處于全開狀態(tài)，所述制熱電子膨脹閥能夠通過調(diào)節(jié)自身的閥ロ的開度以調(diào)節(jié)所述室外盤管的制冷劑供液量。優(yōu)選地，所述主節(jié)流機(jī)構(gòu)是第四節(jié)流機(jī)構(gòu)和第五節(jié)流機(jī)構(gòu)，所述第四節(jié)流機(jī)構(gòu)是制冷熱カ膨脹閥與單向閥并聯(lián)的組合裝置，所述第五節(jié)流機(jī)構(gòu)是制熱熱カ膨脹閥、電磁閥與毛細(xì)管的串聯(lián)組件、另ー單向閥這三個(gè)裝置并聯(lián)的組合裝置，所述第四節(jié)流機(jī)構(gòu)與所述使用側(cè)熱交換器流體連通，所述第五節(jié)流機(jī)構(gòu)與所述室外盤管流體連通。優(yōu)選地，所述主節(jié)流機(jī)構(gòu)的運(yùn)行方式是當(dāng)制熱運(yùn)行時(shí)，所述第四節(jié)流機(jī)構(gòu)的單向閥被正向?qū)?，所述第五?jié)流機(jī)構(gòu)的另ー單向閥被反向截止，液態(tài)制冷劑通過所述第五節(jié)流機(jī)構(gòu)的制熱熱カ膨脹閥和毛細(xì)管節(jié)流后供到所述室外盤管；當(dāng)制熱運(yùn)行且室外環(huán)境溫度 高于或等于_7°C時(shí)，所述第五節(jié)流機(jī)構(gòu)的電磁閥為打開狀態(tài)，所述第五節(jié)流機(jī)構(gòu)的制熱熱力膨脹閥和毛細(xì)管均有制冷劑流過；當(dāng)制熱運(yùn)行且室外環(huán)境溫度低于_7°C時(shí)，所述第五節(jié)流機(jī)構(gòu)的電磁閥為關(guān)閉狀態(tài)，所述第五節(jié)流機(jī)構(gòu)的制熱熱カ膨脹閥有制冷劑流過；當(dāng)制冷運(yùn)行時(shí)，所述第五節(jié)流機(jī)構(gòu)的另ー單向閥被正向?qū)ǎ龅谒墓?jié)流機(jī)構(gòu)的單向閥被反向截止，液態(tài)制冷劑通過所述第四節(jié)流機(jī)構(gòu)的制冷熱カ膨脹閥節(jié)流后供到所述使用側(cè)熱交換器。優(yōu)選地,所述主節(jié)流機(jī)構(gòu)是第六節(jié)流機(jī)構(gòu)和第七節(jié)流機(jī)構(gòu),所述第六節(jié)流機(jī)構(gòu)是第一毛細(xì)管與單向閥并聯(lián)的組合裝置，所述第七節(jié)流機(jī)構(gòu)是第二毛細(xì)管、電磁閥與第三毛細(xì)管的串聯(lián)組件、另ー單向閥這三個(gè)裝置并聯(lián)的組合裝置，所述第六節(jié)流機(jī)構(gòu)與所述使用側(cè)熱交換器流體連通，所述第七節(jié)流機(jī)構(gòu)與所述室外盤管流體連通。優(yōu)選地，所述壓縮機(jī)上設(shè)有油加熱器。本發(fā)明的有益效果在于，多級(jí)過冷增焓使得節(jié)流前的制冷劑過冷度大為提升，進(jìn)而使蒸發(fā)器進(jìn)、出口之間的焓差増大，從而提高制冷量和制熱量；在低溫エ況制熱時(shí)經(jīng)濟(jì)器使壓縮機(jī)能吸入更多的制冷劑，實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)雙級(jí)壓縮，使制熱量明顯提高，同時(shí)又保持較低排氣溫度；帶過冷功能的氣液分離器利用了氣液分離器中較大的空間，既實(shí)現(xiàn)了回?zé)峁δ?，又沒有増加壓縮機(jī)的回氣阻カ有效避免了壓縮機(jī)的帶液并實(shí)現(xiàn)了回?zé)?，帶來過冷度的提高；過冷盤管實(shí)現(xiàn)了液態(tài)制冷劑過冷的功能，在制熱エ況下又起到防止室外底部盤管結(jié)霜或冰凍的功能；噴液冷卻裝置有效避免在超低溫エ況下壓縮機(jī)在大壓比運(yùn)行時(shí)排氣溫度超高的情況出現(xiàn)，從而使機(jī)組在超低溫環(huán)境下安全可靠運(yùn)行。從以下結(jié)合附圖的本發(fā)明的詳細(xì)描述中，本發(fā)明的前述及其它的目的、特征、方面和優(yōu)點(diǎn)將變得更為明顯。


附圖被包含于本文以提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)ー步的理解，并且被并入本說明書中，構(gòu)成本說明書的一部分，附圖示出了本發(fā)明的實(shí)施例，并與下面的描述一起用于說明本發(fā)明的理念。在附圖中
圖I是根據(jù)本發(fā)明的風(fēng)冷熱泵空調(diào)的第一實(shí)施例的原理示意圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明的風(fēng)冷熱泵空調(diào)的制熱循環(huán)壓焓圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明的風(fēng)冷熱泵空調(diào)的第二實(shí)施例的原理示意圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明的風(fēng)冷熱泵空調(diào)的第三實(shí)施例的原理示意
圖5是根據(jù)本發(fā)明的風(fēng)冷熱泵空調(diào)的第四實(shí)施例的原理示意圖；圖6是根據(jù)本發(fā)明的風(fēng)冷熱泵空調(diào)的第五實(shí)施例的原理示意圖。
具體實(shí)施例方式下面將參照附圖詳細(xì)描述本發(fā)明。第一實(shí)施例圖I示出了根據(jù)本發(fā)明的風(fēng)冷熱泵空調(diào)的第一實(shí)施例，其包括壓縮機(jī)I、室外盤管3、使用側(cè)熱交換器4、主液體管路和過冷裝置，其中，室外盤管3在空調(diào)制熱運(yùn)行時(shí)用作蒸發(fā)器，在空調(diào)制冷運(yùn)行時(shí)用作冷凝器；使用側(cè)熱交換器4在空調(diào)制冷運(yùn)行時(shí)用作蒸發(fā)器，在空調(diào)制熱運(yùn)行時(shí)用作冷凝器；主液體管路使壓縮機(jī)I、室外盤管3和使用側(cè)熱交換器4流體連通，液態(tài)制冷劑在主液體管路中循環(huán)；過冷裝置被設(shè)置在主液體管路上，在主液體管路中循環(huán)的液態(tài)制冷劑能夠通過過冷裝置實(shí)現(xiàn)多次過冷。在該實(shí)施例中，過冷裝置包括過冷盤管7、經(jīng)濟(jì)器、帶過冷功能的氣液分離器5。雖然本發(fā)明的第一實(shí)施例和其它實(shí)施例中都采用了全部三個(gè)過冷裝置，但這是優(yōu)選方案，本發(fā)明不局限于此，顯而易見，采取其中的至少兩個(gè)過冷裝置同樣能夠使得在風(fēng)冷熱泵空調(diào)的主液體管路中循環(huán)的液態(tài)制冷劑實(shí)現(xiàn)多次過冷。另ー方面，盡管圖I中示出了空調(diào)內(nèi)的各個(gè)部件之間的連接關(guān)系，但這些部件及其連接關(guān)系僅是示例性的，本發(fā)明并不局限于此，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整各個(gè)部件的取舍及其連接關(guān)系。如圖I所示，空調(diào)的壓縮機(jī)I上設(shè)有補(bǔ)氣入口 V，壓縮機(jī)I優(yōu)選為帶有中間補(bǔ)氣ロ的渦旋式或螺桿式壓縮機(jī)，壓縮機(jī)I上可以設(shè)有油加熱器19，空調(diào)長時(shí)間斷電停機(jī)后再開機(jī)前需使油加熱器19通電來預(yù)熱壓縮機(jī)I內(nèi)的冷凍油，當(dāng)空調(diào)處于待機(jī)狀態(tài)時(shí)，也需使油加熱器19通電，以防止停機(jī)時(shí)冷凍油內(nèi)溶解大量液態(tài)制冷劑，從而避免再次開機(jī)后發(fā)生液壓縮。經(jīng)濟(jì)器可以經(jīng)由單向閥17連接到壓縮機(jī)I的補(bǔ)氣入口 V，其包括與主液體管路連通的補(bǔ)氣液體管路，如圖I所示，在主液體管路的點(diǎn)F2至點(diǎn)G2之間的點(diǎn)L處，設(shè)有與其連通的補(bǔ)氣液體管路，在補(bǔ)氣液體管路中，可以順序地設(shè)有補(bǔ)氣電磁閥15 (常閉型電磁閥)、補(bǔ)氣節(jié)流機(jī)構(gòu)16和經(jīng)濟(jì)器熱交換部8 (板式熱交換器或套管熱交換器)。補(bǔ)氣節(jié)流機(jī)構(gòu)16優(yōu)選為外平衡式熱カ膨脹閥，該外平衡式熱カ膨脹閥的外平衡管連接到單向閥17之前的補(bǔ)氣管路上的點(diǎn)N處，膨脹閥的感溫包緊貼于補(bǔ)氣液體管路上的點(diǎn)N附近，外平衡式熱カ膨脹閥對(duì)補(bǔ)氣的過熱度進(jìn)行控制，具有一定的調(diào)節(jié)作用，從而避免補(bǔ)氣帶液。過冷盤管7位于室外，優(yōu)選地設(shè)置于室外盤管3的底部，在這種情況下，過冷盤管7和室外盤管3的外翅片可以設(shè)置為ー個(gè)整體，而且可以共用一個(gè)風(fēng)機(jī)18，但是這兩個(gè)盤管內(nèi)部的循環(huán)回路彼此獨(dú)立。過冷盤管7的下接ロ Fl可以與儲(chǔ)液器6的一個(gè)接ロ J2相連。儲(chǔ)液器6的另ー個(gè)接ロ Jl與單向閥組件的接ロ Wl相連。儲(chǔ)液器6可以是雙向儲(chǔ)液器，也就是說，儲(chǔ)液的兩個(gè)接ロ位置對(duì)稱，大小相等。單向閥組件由單向閥11、12、13和14以及四個(gè)三通管件焊接組成，并形成四個(gè)接ロ W1、W2、W3和W4。單向閥的安裝方向可以如圖I所示，也可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行調(diào)整。制冷運(yùn)行時(shí)，單向閥11和單向閥14被正向?qū)ǎ瑔蜗蜷y12和單向閥13被反向截止；制熱運(yùn)行時(shí)，單向閥12和單向閥13被正向?qū)?，單向閥11和單向閥14被反向截止。單向閥組件的接ロ W2與使用側(cè)熱交換器4的液體連接ロ K2相連。使用側(cè)熱交換器4可以是板式熱交換器、殼管式熱交換器或套管式熱交換器，其水側(cè)通路設(shè)有進(jìn)水ロ Q2、出水ロ Ql，優(yōu)選地可以設(shè)有進(jìn)水口溫度傳感器28和出水ロ溫度傳感器26，而且進(jìn)水口附近還可以設(shè)有水過濾器29，在進(jìn)水口 Q2與出水ロ Ql之間設(shè)有水壓差開關(guān)控制器27。使用側(cè)熱交換器4的制冷劑側(cè)設(shè)有氣體連接ロ Kl和液體連接ロ K2，氣體連接ロ Kl與四通換向閥2的接ロ C2相連。 四通換向閥2有四個(gè)連接ロ，分別為接ロ Cl、C2、C3和C4。四通換向閥的接ロ Cl與壓縮機(jī)I的排氣ロ B相連；四通換向閥的接ロ C4與室外盤管3的氣體接ロ H2相連；四通換向閥的接ロ C3與帶過冷功能的氣液分離器5的氣體入口 M2相連。帶過冷功能的氣液分離器5內(nèi)設(shè)有點(diǎn)Rl至點(diǎn)R2的過冷熱交換管，溫度較高的液態(tài)制冷劑在流經(jīng)過冷熱交換管時(shí)與氣液分離器5的內(nèi)部空間中的溫度較低的氣態(tài)制冷劑進(jìn)行熱交換，氣態(tài)制冷劑的溫度上升，使得過熱度増加，液態(tài)制冷劑的溫度下降，從而實(shí)現(xiàn)液態(tài)制冷劑的過冷。帶過冷功能的氣液分離器5設(shè)有氣體入口 M2、氣體出ロ Ml、液體上接ロ R1、液體下接ロ R2，其中氣體出口 Ml與壓縮機(jī)I的吸氣ロ A相連，液體上接ロ Rl與經(jīng)濟(jì)器的接ロ Gl相連，經(jīng)濟(jì)器的接ロ G2與過冷盤管7的上接ロ F2相連，帶過冷功能的氣液分離器5的液體下接ロ R2與過濾器10的入口相連。在主液體管路上還設(shè)有主節(jié)流機(jī)構(gòu)，主節(jié)流機(jī)構(gòu)用于對(duì)經(jīng)過多次過冷的液態(tài)制冷劑進(jìn)行節(jié)流而生成氣液兩相的制冷劑。在根據(jù)本發(fā)明的風(fēng)冷熱泵空調(diào)的第一實(shí)施例中，主節(jié)流機(jī)構(gòu)為ー個(gè)電子膨脹閥9，其入口 El與過濾器10的出口相連，其出口 E2與單向閥組件的接ロ W3相連，單向閥組件的接ロ W4與室外盤管3的液體接ロ Hl相連。電子膨脹閥9根據(jù)吸氣過熱度來進(jìn)行控制，壓縮機(jī)I的吸氣管上設(shè)有吸氣溫度傳感器23和壓カ傳感器22，分別用于感測吸氣溫度和吸氣壓力，控制器根據(jù)感測到的吸氣溫度和吸氣壓カ來計(jì)算實(shí)際過熱度，并與設(shè)定的過熱度進(jìn)行比較，進(jìn)行PID運(yùn)算以調(diào)節(jié)和控制電子膨脹閥9的閥ロ開度，從而使吸氣過熱度始終控制在一定范圍內(nèi)，對(duì)于采用干式蒸發(fā)器的空調(diào)系統(tǒng)而言，一般設(shè)定的過熱度范圍為4 10°C之間。電子膨脹閥9采用吸氣過熱度控制，調(diào)節(jié)范圍寬，精準(zhǔn)度高，可適用于具有定容量和變?nèi)萘繅嚎s機(jī)(如帶中間補(bǔ)氣ロ的渦旋或螺桿壓縮機(jī))的空調(diào)系統(tǒng)，可以在最低環(huán)境溫度為-30°C的エ況下實(shí)現(xiàn)正常的制熱運(yùn)行。另外，容量較大的空調(diào)系統(tǒng)需要設(shè)置儲(chǔ)液器6，名義制冷量小于30KW的空調(diào)系統(tǒng)可以不設(shè)置儲(chǔ)液器6，不設(shè)置儲(chǔ)液器6的空調(diào)系統(tǒng)的氣液分離器的容積需設(shè)計(jì)成稍大些。下面，參照?qǐng)DI來分別描述根據(jù)本發(fā)明的風(fēng)冷熱泵空調(diào)中的制冷劑在制冷エ況和制熱エ況下的循環(huán)回路。在制冷エ況時(shí)，四通換向閥2的接ロ Cl與C4相通、C2與C3相通，制冷劑依次流經(jīng)的部件是，壓縮機(jī)I的排氣ロ B、四通換向閥2的Cl至C4通路、室外盤管3、單向閥14、儲(chǔ)液器6、過冷盤管7、經(jīng)濟(jì)器的G2至Gl通路、帶過冷功能的氣液分離器5的Rl至R2通路、過濾器10、電子膨脹閥9、單向閥11、使用側(cè)熱交換器4、四通換向閥2的C2至C3通路、帶過冷功能的氣液分離器5的M2至Ml通路、壓縮機(jī)吸氣ロ A。在制熱エ況時(shí)，四通換向閥2的接ロ Cl與C2相通、C3與C4相通，制冷劑依次流經(jīng)的部件是，壓縮機(jī)I的排氣ロ B、四通換向閥2的Cl至C2通路、使用側(cè)熱交換器4、單向閥12、儲(chǔ)液器6、過冷盤管7、經(jīng)濟(jì)器的G2至Gl通路、帶過冷功能的氣液分離器5的Rl至R2通路、過濾器10、電子膨脹閥9、單向閥13、室外盤管3、四通換向閥2的C4至C3通路、帶過冷功能的氣液分離器5的M2至Ml通路、壓縮機(jī)吸氣ロ A。
在下文中，將結(jié)合圖I進(jìn)ー步來說明各個(gè)過冷裝置的工作原理。首先，說明過冷盤管7的工作原理。在制冷エ況時(shí)，室外盤管3為冷凝器，使用側(cè)熱交換器4為蒸發(fā)器，從室外盤管3出來的液態(tài)制冷劑經(jīng)過單向閥14、儲(chǔ)液器6后進(jìn)入過冷盤管7，溫度較高的液態(tài)制冷劑在流經(jīng)過冷盤管7時(shí)與溫度相對(duì)較低的室外空氣進(jìn)行熱交換，從而液態(tài)制冷劑的溫度下降，實(shí)現(xiàn)液態(tài)制冷劑的過冷。在制熱エ況時(shí)，使用側(cè)熱交換器4為冷凝器，室外盤管3為蒸發(fā)器，從使用側(cè)熱交換器4出來的液態(tài)制冷劑經(jīng)過單向閥12、儲(chǔ)液器6后進(jìn)入過冷盤管7，溫度較高的液態(tài)制冷劑在流經(jīng)過冷盤管7時(shí)與溫度較低的室外空氣進(jìn)行熱交換，從而液態(tài)制冷劑溫度下降，實(shí)現(xiàn)液態(tài)制冷劑的過冷；在寒冷地區(qū)，優(yōu)選地將過冷盤管7設(shè)置于室外盤管3的底部，這樣上述熱交換過程就能夠有效地防止室外盤管3的底部發(fā)生凝霜和出現(xiàn)冰凍的現(xiàn)象。其次，說明經(jīng)濟(jì)器的工作原理。空調(diào)在啟動(dòng)過程、停機(jī)狀態(tài)、變?nèi)萘繅嚎s機(jī)處于部分負(fù)載狀態(tài)、除霜過程等情況下，補(bǔ)氣電磁閥15都處于關(guān)閉狀態(tài)。除這些情況外，制冷エ況中當(dāng)環(huán)境溫度大于30°C吋，以及制熱エ況中當(dāng)環(huán)境溫度低于5°C吋，均需打開補(bǔ)氣電磁閥15。補(bǔ)氣電磁閥15打開后，在主液體管路上的點(diǎn)L處，會(huì)有ー小部分液態(tài)制冷劑通過補(bǔ)氣電磁閥15進(jìn)入補(bǔ)氣液體管路而到達(dá)補(bǔ)氣節(jié)流機(jī)構(gòu)16的入口點(diǎn)M處，液態(tài)制冷劑經(jīng)過補(bǔ)氣節(jié)流機(jī)構(gòu)16節(jié)流后壓カ下降且溫度降低，變?yōu)闅庖簝上嗟闹评鋭┻M(jìn)入經(jīng)濟(jì)器熱交換部8的G3至G4管路，并在經(jīng)濟(jì)器熱交換部8中與G2至Gl的主液體管路中的液態(tài)制冷劑進(jìn)行熱交換，經(jīng)過熱交換后，一方面，G3至G4管路里的制冷劑變?yōu)榫哂幸欢ㄟ^熱度的氣態(tài)制冷劑，隨后經(jīng)由單向閥17進(jìn)入壓縮機(jī)補(bǔ)氣入口 V，從而增加了壓縮機(jī)的吸氣量；另ー方面，G2至Gl的主液體管路中的液態(tài)制冷劑的溫度下降，實(shí)現(xiàn)了液態(tài)制冷劑的過冷。最后，說明帶過冷功能的氣液分離器5的工作原理。液態(tài)制冷劑進(jìn)入帶過冷功能的氣液分離器5的Rl至R2通路，Rl至R2通路為位于氣液分離器5內(nèi)的過冷熱交換管，溫度較高的液態(tài)制冷劑在流經(jīng)過冷熱交換管時(shí)與氣液分離器的內(nèi)部空間中的溫度較低的氣態(tài)制冷劑進(jìn)行熱交換，從而使氣態(tài)制冷劑的溫度上升，過熱度增加，同時(shí)使過冷熱交換管中的液態(tài)制冷劑的溫度下降，實(shí)現(xiàn)液態(tài)制冷劑的過冷。在根據(jù)本發(fā)明的風(fēng)冷熱泵空調(diào)中，優(yōu)選地還可以設(shè)置噴液冷卻裝置，當(dāng)風(fēng)冷熱泵空調(diào)的壓縮機(jī)的排氣溫度超過設(shè)定值時(shí)，噴液冷卻裝置將在主液體管路中循環(huán)的液態(tài)制冷劑的一部分引向壓縮機(jī)內(nèi)的電機(jī)(未圖示)以冷卻所述電機(jī)。噴液冷卻裝置包括噴液管路、噴液電磁閥41 (常閉型電磁閥)、噴液節(jié)流機(jī)構(gòu)(例如，噴液熱力膨脹閥)40組成，在主液體管路的點(diǎn)G2至點(diǎn)Rl之間的點(diǎn)P3處，設(shè)有與其連通的噴液管路，噴液電磁閥41和噴液節(jié)流機(jī)構(gòu)40都設(shè)置在噴液管路上，噴液電磁閥41的出ロ與噴液節(jié)流機(jī)構(gòu)40的入ロ P2相連，該噴液管路的另一端在點(diǎn)Pi處與壓縮機(jī)I的回氣管連通。接下來，參照?qǐng)DI對(duì)噴液冷卻裝置的工作原理進(jìn)行說明。在壓縮機(jī)I的排氣管上設(shè)置溫度傳感器21，用來感測排氣溫度數(shù)據(jù)，控制器根據(jù)感測到的排氣溫度控制噴液電磁閥41的開啟和關(guān)閉，當(dāng)排氣溫度大于預(yù)警設(shè)定值時(shí)，打開噴液電磁閥41，以將主液體管路中的一小部分的液態(tài)制冷劑引入噴液管路而到達(dá)噴液節(jié)流機(jī)構(gòu)40的入口 P2，液態(tài)制冷劑經(jīng)過噴液節(jié)流機(jī)構(gòu)節(jié)流后壓カ下降溫度 降低，變?yōu)闅庖簝上嗟闹评鋭┎⒃邳c(diǎn)Pl處進(jìn)入壓縮機(jī)I的回氣管，然后經(jīng)由壓縮機(jī)I的吸氣ロ A到達(dá)壓縮機(jī)I內(nèi)的電機(jī)端以冷卻電機(jī)，從而降低排氣溫度，當(dāng)排氣溫度降低到噴液設(shè)定退出值時(shí)則關(guān)閉噴液電磁閥41。噴液節(jié)流機(jī)構(gòu)優(yōu)選為高溫型外平衡式熱カ膨脹閥，該膨脹閥的外平衡管連接到壓縮機(jī)的排氣管路上(即點(diǎn)D處)，膨脹閥的感溫包緊貼于排氣管路上的點(diǎn)D附近，當(dāng)感溫包感受到的溫度到達(dá)一定值時(shí)，膨脹閥的閥口才會(huì)被打開，因而外平衡式熱カ膨脹閥能夠?qū)娨毫窟M(jìn)行控制，具有一定的調(diào)節(jié)作用，避免噴液量過大造成壓縮機(jī)液擊。在圖I所示的第一實(shí)施例中，根據(jù)本發(fā)明的風(fēng)冷熱泵空調(diào)設(shè)有多個(gè)控制感應(yīng)器件排氣溫度傳感器21、排氣壓力傳感器20、吸氣溫度傳感器23、吸氣壓カ傳感器22、進(jìn)水ロ溫度傳感器28、出水ロ溫度傳感器26、水壓差開關(guān)控制器27、室外環(huán)境溫度傳感器24、室外盤管溫度傳感器25，這些控制感應(yīng)器件參與空調(diào)系統(tǒng)的控制與保護(hù)，實(shí)現(xiàn)本空調(diào)系統(tǒng)的有效控制和可靠運(yùn)行，其中，排氣溫度傳感器21感測壓縮機(jī)I的排氣溫度，用于排氣溫度過高的報(bào)警保護(hù)和噴液電磁閥41的控制；排氣壓力傳感器20感測排氣壓力，用于排氣壓カ過高的報(bào)警保護(hù)并參與除霜控制；吸氣溫度傳感器23感測壓縮機(jī)的吸氣溫度，參與電子膨脹閥9的控制；吸氣壓カ傳感器22感測壓縮機(jī)的吸氣壓力，用于吸氣壓カ過低保護(hù)并參與電子膨脹閥9的控制及除霜控制；進(jìn)水口溫度傳感器28感測進(jìn)水溫度，用于顯示進(jìn)水溫度及防凍保護(hù)；出水口溫度傳感器26感測出水溫度，用于控制壓縮機(jī)啟停及能量調(diào)節(jié)、顯示出水溫度及防凍保護(hù)；水壓差開關(guān)控制器27感測使用側(cè)熱交換器4的進(jìn)、出水之間的壓差，用于使用側(cè)熱交換器4的水流量過低保護(hù)；室外環(huán)境溫度傳感器24感測室外環(huán)境的溫度，用于補(bǔ)氣電磁閥15的控制和參與除霜控制；室外盤管溫度傳感器25感測室外盤管的溫度,參與除霜控制。圖2是根據(jù)本發(fā)明的風(fēng)冷熱泵空調(diào)的制熱循環(huán)壓焓圖，其中，標(biāo)識(shí)的各狀態(tài)點(diǎn)與圖I中標(biāo)識(shí)的各點(diǎn)相對(duì)應(yīng)。這里，參照?qǐng)DI和圖2簡要說明根據(jù)本發(fā)明的風(fēng)冷熱泵空調(diào)在室外低溫環(huán)境下的制熱運(yùn)行過程及三級(jí)過冷增焓的原理。經(jīng)壓縮機(jī)I壓縮為高溫高壓的氣態(tài)制冷劑依次通過排氣ロ B、四通換向閥2的Cl至C2通路進(jìn)入使用側(cè)熱交換器4，在使用側(cè)熱交換器4中，制冷劑被冷凝為高壓飽和的液態(tài)制冷劑，冷凝過程向供暖熱水里釋放熱量使熱水溫度升高，高壓飽和的液態(tài)制冷劑從使用側(cè)熱交換器4的液體連接ロ K2流出后依次經(jīng)過單向閥12、儲(chǔ)液器6進(jìn)入位于室外的過冷盤管7，溫度較高的高壓飽和液態(tài)制冷劑在流經(jīng)過冷盤管7時(shí)與過冷盤管7外的溫度較低的環(huán)境空氣進(jìn)行熱交換，使液態(tài)制冷劑的溫度下降，從而實(shí)現(xiàn)液態(tài)制冷劑過冷度的増加，此為第一級(jí)過冷增焓。具有一定過冷度的高壓液態(tài)制冷劑流出過冷盤管7后，大部分液態(tài)制冷劑(質(zhì)量流量ml)進(jìn)入經(jīng)濟(jì)器的G2至Gl通路，一小部分液態(tài)制冷劑(質(zhì)量流量m2)通過經(jīng)濟(jì)器的補(bǔ)氣電磁閥15進(jìn)入補(bǔ)氣液體管路并經(jīng)過補(bǔ)氣節(jié)流機(jī)構(gòu)16節(jié)流后壓カ下降溫度降低，變?yōu)闅庖簝上嗟闹评鋭┻M(jìn)入經(jīng)濟(jì)器熱交換部8的G3至G4管路，并與G2至Gl的主液體管路中的液態(tài)制冷劑進(jìn)行熱交換，經(jīng)過熱交換后，G3至G4管路中的制冷劑變?yōu)榫哂幸欢ㄟ^熱度的氣態(tài)制冷劑而經(jīng)由單向閥17進(jìn)入壓縮機(jī)補(bǔ)氣入口 V，G2至Gl的主液體管路中的液態(tài)制冷劑的溫度繼續(xù)下降，實(shí)現(xiàn)了液態(tài)制冷劑過冷度的再次増加，同時(shí)補(bǔ)氣増加了壓縮機(jī)的輸氣量，此為第二級(jí)過冷增焓。具有較大過冷度的液態(tài)制冷劑流出經(jīng)濟(jì)器熱交換部8的Gl出ロ后進(jìn)入帶過冷功能的氣液分離器5的Rl至R2通路，Rl至R2通路為位于氣液分離器5內(nèi)的過冷熱交換管，溫度較高的液態(tài)制冷劑在流經(jīng)過冷熱交換管時(shí)與氣液分離器的內(nèi)部空間中溫度較低的氣態(tài)制冷劑進(jìn)行熱交換，氣態(tài)制冷劑的溫度上升，過熱度增加，過冷熱交換管中的液態(tài)制冷劑溫度再次下降，從而實(shí)現(xiàn)液態(tài)制冷劑過冷度的再次増加，此為第三級(jí)過冷增焓，此時(shí)液態(tài)制冷劑具有最大過冷度。
液態(tài)制冷劑流出帶過冷功能的氣液分離器5的R2接ロ后經(jīng)過過濾器10到達(dá)電子膨脹閥9的入口 El處，經(jīng)電子膨脹閥9節(jié)流后變?yōu)榈蛪?、低溫的氣液兩相的制冷劑，?jīng)過單向閥13進(jìn)入室外盤管3，低壓、低溫的氣液兩相的制冷劑流經(jīng)室外盤管3時(shí)向盤管外的低溫環(huán)境空氣中吸取熱量進(jìn)而蒸發(fā)變?yōu)榈蛪?、低溫的飽和氣態(tài)制冷劑，飽和氣態(tài)制冷劑流出室外盤管3的氣體接ロ H2后經(jīng)過四通換向閥2的C4至C3通路進(jìn)入帶過冷功能的氣液分離器5的M2至Ml通路，M2至Ml通路里的飽和氣態(tài)制冷劑與Rl至R2通路的過冷熱交換管中的液態(tài)制冷劑熱交換，使飽和氣態(tài)制冷劑變?yōu)榫哂幸欢ㄟ^熱度的氣態(tài)制冷劑，然后流出氣液分離器5的Ml接ロ進(jìn)入壓縮機(jī)吸氣ロ A，從壓縮機(jī)吸氣ロ A進(jìn)入的氣態(tài)制冷劑(質(zhì)量流量ml)經(jīng)過一段壓縮后與從壓縮機(jī)補(bǔ)氣ロ V進(jìn)入的氣態(tài)制冷劑(質(zhì)量流量m2)混合，混合后的氣態(tài)制冷劑(質(zhì)量流量ml+m2)被繼續(xù)壓縮，壓縮完成后最終變?yōu)楦邏?、高溫的氣態(tài)制冷劑經(jīng)排氣ロ B排出，從而完成一個(gè)制熱循環(huán)。應(yīng)理解，雖然在本說明書中，在主液體管路中循環(huán)的制冷劑是通過過冷盤管7、經(jīng)濟(jì)器、帶過冷功能的氣液分離器5全部三個(gè)過冷裝置實(shí)現(xiàn)三級(jí)過冷，而且限定了這三個(gè)過冷裝置在主液體管路上的設(shè)置順序，但是本發(fā)明并不局限于此。對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見的是，采用其中任意兩個(gè)過冷裝置同樣能夠?qū)崿F(xiàn)本發(fā)明的發(fā)明目的。另外，各個(gè)過冷裝置的連接順序并非固定不變的，可以根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)整，例如，可以通過帶過冷功能的氣液分離器5實(shí)現(xiàn)第一級(jí)過冷增焓，通過經(jīng)濟(jì)器實(shí)現(xiàn)第二級(jí)過冷增焓，通過過冷盤管7實(shí)現(xiàn)第三級(jí)過冷增焓，在此情況下，可以調(diào)整各個(gè)過冷裝置的設(shè)置順序使制冷劑依次流經(jīng)帶過冷功能的氣液分離器5、經(jīng)濟(jì)器和過冷盤管7來實(shí)現(xiàn)三級(jí)過冷。參照?qǐng)D2可以看出，與現(xiàn)有技術(shù)的空調(diào)比較，根據(jù)本發(fā)明的風(fēng)冷熱泵空調(diào)的優(yōu)點(diǎn)包括I、通過使制冷劑實(shí)現(xiàn)三級(jí)過冷，使制冷劑在節(jié)流前的過冷度大為提高，增大了制冷劑在蒸發(fā)器(室外盤管3)的進(jìn)ロ與出口之間的焓差，使蒸發(fā)器的吸熱量大為提高；2、經(jīng)濟(jì)器補(bǔ)氣增加了壓縮機(jī)的輸氣量，從而增加了冷凝器(使用側(cè)熱交換器4)中放熱過程的制冷劑循環(huán)量，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了準(zhǔn)ニ級(jí)壓縮循環(huán)，有效降低排氣溫度；3、通過設(shè)置噴液冷卻裝置，徹底解決了低溫環(huán)境造成大壓比運(yùn)行エ況會(huì)帶來排氣溫度超高的問題。由于空調(diào)系統(tǒng)的制熱量約等于制冷劑通過室外盤管從環(huán)境空氣中吸收的熱量加上壓縮機(jī)耗功，所以根據(jù)本發(fā)明的風(fēng)冷熱泵空調(diào)有效地提高了制熱量，而且改善了低溫大壓比運(yùn)行エ況的可靠性，使空調(diào)系統(tǒng)在低溫環(huán)境中也具有良好的制熱效果和高可靠性。
第二實(shí)施例圖3是根據(jù)本發(fā)明的風(fēng)冷熱泵空調(diào)的第二實(shí)施例的原理示意圖。從圖3中可見，根據(jù)本發(fā)明的風(fēng)冷熱泵空調(diào)的第二實(shí)施例與第一實(shí)施例的區(qū)別在于在第二實(shí)施例中，用三個(gè)并聯(lián)的節(jié)流機(jī)構(gòu)組件代替了第一實(shí)施例中的一個(gè)電子膨脹閥9。第二實(shí)施例的主節(jié)流機(jī)構(gòu)由三個(gè)節(jié)流機(jī)構(gòu)并聯(lián)組成第一節(jié)流機(jī)構(gòu)為外平衡式熱カ膨脹閥，其外平衡管連接到壓縮機(jī)吸氣管路上(即點(diǎn)S處)，感溫包緊貼于吸氣管路上的點(diǎn)S附近；第二節(jié)流機(jī)構(gòu)由電磁閥30和毛細(xì)管32串聯(lián)組成；第三節(jié)流機(jī)構(gòu)由另一電磁閥31和另一毛細(xì)管33串聯(lián)組成。以上三個(gè)節(jié)流機(jī)構(gòu)并聯(lián)組成空調(diào)系統(tǒng)的主節(jié)流機(jī)構(gòu)，其運(yùn)行方式是當(dāng)制冷運(yùn)行吋，電磁閥30、另ー電磁閥31均為打開狀態(tài)，這三個(gè)節(jié)流機(jī)構(gòu)均有制冷劑流過；當(dāng)制熱運(yùn)行且室外環(huán)境溫度高于或等于_7°C吋，電磁閥30為打開狀態(tài)，另ー電磁閥31為關(guān)閉狀態(tài)，此時(shí)只有第一和第二節(jié)流機(jī)構(gòu)有制冷劑流過；當(dāng)制熱運(yùn)行且室外環(huán)境溫度低于_7°C吋，電磁閥30、另ー電磁閥31均為關(guān)閉狀態(tài)，此時(shí)只有第一節(jié)流機(jī)構(gòu)有制冷劑流過。 第二實(shí)施例的主要特點(diǎn)在干，相對(duì)于第一實(shí)施例中的作為主節(jié)流機(jī)構(gòu)的電子膨脹閥，第二實(shí)施例的節(jié)流機(jī)構(gòu)控制更為簡單，井能夠根據(jù)運(yùn)行模式和室外環(huán)境溫度來自動(dòng)調(diào)節(jié)蒸發(fā)器的制冷劑供液量。第二實(shí)施例的空調(diào)系統(tǒng)的制冷和制熱循環(huán)中的制冷劑流動(dòng)方向與第一實(shí)施例相同，在此不作贅述。第二實(shí)施例也具有較寬的能量調(diào)節(jié)范圍，可適用于具有定容量或變?nèi)萘康膲嚎s機(jī)(如帶中間補(bǔ)氣ロ的渦旋或螺桿壓縮機(jī))的空調(diào)系統(tǒng)，可以在最低環(huán)境溫度為_25°C的エ況下實(shí)現(xiàn)正常的制熱運(yùn)行。另外，容量較大的空調(diào)系統(tǒng)需要設(shè)置儲(chǔ)液器6，名義制冷量小于30KW的空調(diào)系統(tǒng)可以不設(shè)置儲(chǔ)液器6，不設(shè)置儲(chǔ)液器6的空調(diào)系統(tǒng)的氣液分離器容積需設(shè)計(jì)成稍大些。第三實(shí)施例圖4是根據(jù)本發(fā)明的風(fēng)冷熱泵空調(diào)的第三實(shí)施例的原理示意圖。從圖4中可見，第三實(shí)施例與第一實(shí)施例、第二實(shí)施例的區(qū)別在于在第三實(shí)施例中，制冷和制熱運(yùn)行分別獨(dú)立地使用各自的主節(jié)流機(jī)構(gòu)，并省去了第一實(shí)施例和第二實(shí)施例中的單向閥組件。如圖4所示，當(dāng)制冷運(yùn)行時(shí)，主節(jié)流機(jī)構(gòu)為制冷電子膨脹閥91，其設(shè)置于點(diǎn)K2與點(diǎn)Rl之間，并盡量靠近點(diǎn)K2 ;當(dāng)制熱運(yùn)行吋，主節(jié)流機(jī)構(gòu)采用制熱電子膨脹閥92，其設(shè)置于點(diǎn)Hl與點(diǎn)Gl之間，并盡量靠近點(diǎn)Hl。當(dāng)制冷運(yùn)行吋，制熱電子膨脹閥92處于全開狀態(tài)，制冷電子膨脹閥91根據(jù)吸氣過熱度來調(diào)節(jié)自身閥ロ開度以調(diào)節(jié)蒸發(fā)器(使用側(cè)熱交換器4)的制冷劑供液量。當(dāng)制熱運(yùn)行吋，制冷電子膨脹閥91處于全開狀態(tài)，制熱電子膨脹閥92根據(jù)吸氣過熱度來調(diào)節(jié)自身閥ロ開度以調(diào)節(jié)蒸發(fā)器(室外盤管2)的制冷劑供液量。參照?qǐng)D4，第三實(shí)施例的空調(diào)系統(tǒng)在制冷或除霜循環(huán)時(shí)，制冷劑依次流經(jīng)的部件是壓縮機(jī)I的排氣ロ B、四通換向閥2的Cl至C4通路、室外盤管3、制熱電子膨脹閥92、經(jīng)濟(jì)器的Gl至G2通路、過冷盤管7、過濾器10、帶過冷功能的氣液分離器5的R2至Rl通路、制冷電子膨脹閥91、使用側(cè)熱交換器4、四通換向閥2的C2至C3通路、帶過冷功能的氣液分離器5的M2至Ml通路、壓縮機(jī)吸氣ロ A。第三實(shí)施例的空調(diào)系統(tǒng)在制熱循環(huán)時(shí)，制冷劑依次流經(jīng)的部件是壓縮機(jī)I的排氣ロ B、四通換向閥2的Cl至C2通路、使用側(cè)熱交換器4、制冷電子膨脹閥91、帶過冷功能的氣液分離器5的Rl至R2通路、過濾器10、過冷盤管7、經(jīng)濟(jì)器的G2至Gl通路、制熱電子膨脹閥92、室外盤管3、四通換向閥2的C4至C3通路、帶過冷功能的氣液分離器5的M2至Ml通路、壓縮機(jī)吸氣ロ A。在第三實(shí)施例中，由于制冷循環(huán)和制熱循環(huán)分別采用不同的電子膨脹閥調(diào)節(jié)供液量，并采用吸氣過熱度來控制，所以調(diào)節(jié)范圍寬，精準(zhǔn)度高，可適用于具有定容量或變?nèi)萘繅嚎s機(jī)(如帶中間補(bǔ)氣ロ的渦旋或螺桿壓縮機(jī))的空調(diào)系統(tǒng)，可以在最低環(huán)境溫度為-30°C的エ況下實(shí)現(xiàn)正常的制熱運(yùn)行。另外，容量較大的空調(diào)系統(tǒng)可以在過冷盤管7與過濾器10之間設(shè)置儲(chǔ)液器，盡管圖4中未顯示。名義制冷量小于30KW的空調(diào)系統(tǒng)可以不設(shè)置儲(chǔ)液器6，不設(shè)置儲(chǔ)液器的空調(diào)系統(tǒng)的氣液分離器的容積需設(shè)計(jì)成稍大些。第四實(shí)施例圖5是根據(jù)本發(fā)明的風(fēng)冷熱泵空調(diào)的第四實(shí)施例的原理示意圖。從圖5中可見，第四實(shí)施例與第三實(shí)施例相似，但區(qū)別在于1、在第四實(shí)施例中，用制冷熱カ膨脹閥93與單向閥36并聯(lián)的第四節(jié)流機(jī)構(gòu)代替第三實(shí)施例中的制冷電子膨脹閥91，其中，制冷熱カ膨 脹閥93的外平衡管連接到壓縮機(jī)I的吸氣管路上(即點(diǎn)SI處)，膨脹閥的感溫包緊貼于吸氣管路上的點(diǎn)S I附近；2、在第四實(shí)施例中，用制熱熱カ膨脹閥94、電磁閥35與毛細(xì)管34的串聯(lián)組件、另ー單向閥37這三個(gè)裝置并聯(lián)的第五節(jié)流機(jī)構(gòu)代替第三實(shí)施例中的制熱電子膨脹閥92，其中，制熱熱カ膨脹閥94的外平衡管連接到壓縮機(jī)I的吸氣管路上(即點(diǎn)S2處)，膨脹閥的感溫包緊貼于吸氣管路上的點(diǎn)S2附近。參照?qǐng)D5，當(dāng)制熱運(yùn)行吋，單向閥36被正向?qū)?，?jīng)由點(diǎn)K2的液態(tài)制冷劑沒有經(jīng)過制冷熱カ膨脹93節(jié)流，直接通過單向閥36旁通到了點(diǎn)Rl，相當(dāng)于第三實(shí)施例中的制冷電子膨脹閥91處于完全打開狀態(tài)；另一單向閥37被反向截止，經(jīng)由點(diǎn)Gl的液態(tài)制冷劑通過制熱熱カ膨脹94和毛細(xì)管34節(jié)流后供到蒸發(fā)器(室外盤管3)中。當(dāng)制熱運(yùn)行且室外環(huán)境溫度高于或等于_7°C吋，電磁閥35為打開狀態(tài)，此時(shí)制熱熱カ膨脹閥94和毛細(xì)管34均有制冷劑流過；當(dāng)制熱運(yùn)行且室外環(huán)境溫度低于_7°C吋，電磁閥35為關(guān)閉狀態(tài)，此時(shí)只有制熱熱カ膨脹閥94有制冷劑流過。當(dāng)制冷運(yùn)行時(shí)，另ー單向閥37被正向?qū)?，?jīng)由Hl點(diǎn)的液態(tài)制冷劑沒有經(jīng)過制熱熱カ膨脹閥94和毛細(xì)管34節(jié)流，直接通過另一單向閥37旁通到了點(diǎn)G1，相當(dāng)于第三實(shí)施例中的制熱電子膨脹閥92處于完全打開狀態(tài)；單向閥36被反向截止，經(jīng)由點(diǎn)Rl的液態(tài)制冷劑通過制冷熱カ膨脹閥93節(jié)流后供到蒸發(fā)器(使用側(cè)熱交換器4)中。第四實(shí)施例的主要特點(diǎn)在干，相對(duì)于第三實(shí)施例的電子膨脹閥節(jié)流機(jī)構(gòu)而言，第四實(shí)施例的節(jié)流機(jī)構(gòu)控制更為簡單，可以根據(jù)運(yùn)行模式和室外環(huán)境溫度來自動(dòng)調(diào)節(jié)蒸發(fā)器的制冷劑供液量。第四實(shí)施例的空調(diào)系統(tǒng)的制冷循環(huán)和制熱循環(huán)中的制冷劑流動(dòng)方向與第三實(shí)施例相同，在此不作贅述。第四實(shí)施例同樣具有較寬的能量調(diào)節(jié)范圍，可適用于具有定容量或變?nèi)萘繅嚎s機(jī)(如帶中間補(bǔ)氣ロ的渦旋或螺桿壓縮機(jī))的空調(diào)系統(tǒng)，可以在最低環(huán)境溫度為_25°C的エ況下實(shí)現(xiàn)正常的制熱運(yùn)行。容量較大的空調(diào)系統(tǒng)可以在過冷盤管7與過濾器10之間設(shè)置儲(chǔ)液器，盡管圖5中未顯示。名義制冷量小于30KW的空調(diào)系統(tǒng)可以不設(shè)置儲(chǔ)液器6，不設(shè)置儲(chǔ)液器的空調(diào)系統(tǒng)的氣液分離器的容積需設(shè)計(jì)成稍大些。第五實(shí)施例
圖6是根據(jù)本發(fā)明的風(fēng)冷熱泵空調(diào)的第五實(shí)施例的原理示意圖。從圖6中可見，第五實(shí)施例與第四實(shí)施例相似，但區(qū)別在于在第五實(shí)施例中，用第一毛細(xì)管95代替第四實(shí)施例中的制冷熱カ膨脹閥93，用第二毛細(xì)管96代替第四實(shí)施例中的制熱熱カ膨脹閥94，其它部件與第四實(shí)施例的部件相同，從而形成與第四實(shí)施例中的第四節(jié)流機(jī)構(gòu)相對(duì)應(yīng)的第六節(jié)流機(jī)構(gòu)以及與第四實(shí)施例中的第五節(jié)流機(jī)構(gòu)相對(duì)應(yīng)的第七節(jié)流機(jī)構(gòu)。第五實(shí)施例的空調(diào)系統(tǒng)的制冷循環(huán)和制熱循環(huán)中的制冷劑流動(dòng)方向與第四實(shí)施例相同，在此不作贅述。根據(jù)第五實(shí)施例，優(yōu)選地，還可以用毛細(xì)管38代替第四實(shí)施例中的補(bǔ)氣熱カ膨脹閥16，用毛細(xì)管39代替第四實(shí)施例中的噴液熱力膨脹閥40，也就是說，可以將所有的節(jié)流機(jī)構(gòu)均采用毛細(xì)管的方式，在這種情況下，能量調(diào)節(jié)范圍與前四個(gè)實(shí)施例相比較窄，僅適用于具有定容量壓縮機(jī)(如帶中間補(bǔ)氣ロ的定速渦旋壓縮機(jī))且容量較小的空調(diào)系統(tǒng)(名義制冷量小于30KW)，可以在最低環(huán)境溫度為-20°C的エ況下實(shí)現(xiàn)正常的制熱運(yùn)行。但是，對(duì)于容量較小的空調(diào)機(jī)組而言，這種方案可以大大節(jié)省機(jī)組成本，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品最優(yōu)的性價(jià)比。以上參照具體實(shí)施例對(duì)根據(jù)本發(fā)明的風(fēng)冷熱泵空調(diào)進(jìn)行了詳細(xì)描述，但應(yīng)當(dāng)理解的是，前述的實(shí)施例和優(yōu)點(diǎn)僅是示例性的，而不能視為對(duì)本發(fā)明的限制。本文的描述g在示·例，而不是限制權(quán)利要求的范圍。對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，多種替換方案、改型和修改都是顯而易見的。本文所描述的示例性實(shí)施例的特征、結(jié)構(gòu)、方法以及其它特性可以多種方式組合，從而得到其它的和/或可替換的示例性實(shí)施例。
權(quán)利要求
1.一種風(fēng)冷熱泵空調(diào)，其特征在于，所述風(fēng)冷熱泵空調(diào)包括 壓縮機(jī)； 室外盤管，所述室外盤管在所述風(fēng)冷熱泵空調(diào)制熱運(yùn)行時(shí)用作蒸發(fā)器，在所述風(fēng)冷熱泵空調(diào)制冷運(yùn)行時(shí)用作冷凝器； 使用側(cè)熱交換器，所述使用側(cè)熱交換器在所述風(fēng)冷熱泵空調(diào)制冷運(yùn)行時(shí)用作蒸發(fā)器，在所述風(fēng)冷熱泵空調(diào)制熱運(yùn)行時(shí)用作冷凝器； 主液體管路，所述主液體管路使所述壓縮機(jī)、所述室外盤管和所述使用側(cè)熱交換器流體連通，液態(tài)制冷劑在所述主液體管路中循環(huán)； 過冷裝置，所述過冷裝置包括過冷盤管、經(jīng)濟(jì)器和帶過冷功能的氣液分離器中的兩個(gè)或三個(gè)，而且這些過冷裝置被設(shè)置在所述主液體管路上，在所述主液體管路中循環(huán)的液態(tài)制冷劑能夠通過所述過冷裝置實(shí)現(xiàn)多次過冷，其中， 所述過冷盤管位于室外，液態(tài)制冷劑在流經(jīng)所述過冷盤管時(shí)與室外空氣進(jìn)行熱交換，由此使液態(tài)制冷劑實(shí)現(xiàn)過冷； 所述經(jīng)濟(jì)器包括與所述主液體管路流體連通的補(bǔ)氣液體管路，一部分液態(tài)制冷劑流入所述補(bǔ)氣液體管路以后變?yōu)闅庖簝上嗟闹评鋭?，所產(chǎn)生的氣液兩相的制冷劑進(jìn)而與所述主液體管路中的液態(tài)制冷劑進(jìn)行熱交換，由此，使所述主液體管路中的液態(tài)制冷劑實(shí)現(xiàn)過冷; 所述氣液分離器具有位于其內(nèi)部的過冷熱交換管，液態(tài)制冷劑在流經(jīng)所述過冷熱交換管時(shí)與所述氣液分離器的內(nèi)部空間中的氣態(tài)制冷劑進(jìn)行熱交換，由此使液態(tài)制冷劑實(shí)現(xiàn)過冷。
2.如權(quán)利要求I所述的風(fēng)冷熱泵空調(diào)，其特征在于，所述過冷盤管設(shè)置于所述室外盤管的底部。
3.如權(quán)利要求I所述的風(fēng)冷熱泵空調(diào)，其特征在于，在所述經(jīng)濟(jì)器的補(bǔ)氣液體管路中設(shè)有補(bǔ)氣電磁閥、補(bǔ)氣節(jié)流機(jī)構(gòu)和經(jīng)濟(jì)器熱交換部，所述補(bǔ)氣電磁閥能夠被打開，以便將在所述主液體管路中循環(huán)的液態(tài)制冷劑的一部分引入所述補(bǔ)氣液體管路中，所述補(bǔ)氣節(jié)流機(jī)構(gòu)對(duì)引入的液態(tài)制冷劑進(jìn)行節(jié)流而生成氣液兩相的制冷劑，所生成的氣液兩相的制冷劑進(jìn)而在所述經(jīng)濟(jì)器熱交換部中與所述主液體管路中的液態(tài)制冷劑進(jìn)行熱交換。
4.如權(quán)利要求I所述的風(fēng)冷熱泵空調(diào)，其特征在于，在所述壓縮機(jī)上設(shè)有補(bǔ)氣入口，所述經(jīng)濟(jì)器的補(bǔ)氣液體管路中的氣液兩相的制冷劑經(jīng)過熱交換后生成氣態(tài)制冷劑，所述氣態(tài)制冷劑經(jīng)由所述補(bǔ)氣入口被引入所述壓縮機(jī)，以增加所述壓縮機(jī)的吸氣量。
5.如權(quán)利要求I所述的風(fēng)冷熱泵空調(diào)，其特征在于，所述風(fēng)冷熱泵空調(diào)還包括噴液冷卻裝置，所述噴液冷卻裝置在所述壓縮機(jī)的排氣溫度超過設(shè)定值時(shí)，將所述主液體管路中的一部分液態(tài)制冷劑引至所述壓縮機(jī)內(nèi)的電機(jī)以冷卻所述電機(jī)。
6.如權(quán)利要求5所述的風(fēng)冷熱泵空調(diào)，其特征在于，所述噴液冷卻裝置包括溫度傳感器、噴液管路、噴液電磁閥和噴液節(jié)流機(jī)構(gòu)，所述溫度傳感器感測所述壓縮機(jī)的排氣溫度，所述噴液電磁閥在感測到的排氣溫度超過設(shè)定值時(shí)被打開以將所述主液體管路中的一部分液態(tài)制冷劑引入所述噴液管路，所述噴液節(jié)流機(jī)構(gòu)對(duì)引入所述噴液管路的液態(tài)制冷劑進(jìn)行節(jié)流而生成氣液兩相的制冷劑。
7.如權(quán)利要求2所述的風(fēng)冷熱泵空調(diào)，其特征在于，所述過冷盤管和所述室外盤管的外翅片設(shè)置為一個(gè)整體，而且共用一個(gè)風(fēng)機(jī)。
8.如權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)所述的風(fēng)冷熱泵空調(diào)，其特征在于，在所述主液體管路上設(shè)有主節(jié)流機(jī)構(gòu)，所述節(jié)流機(jī)構(gòu)對(duì)經(jīng)過多次過冷的液態(tài)制冷劑進(jìn)行節(jié)流而生成氣液兩相的制冷劑。
9.如權(quán)利要求8所述的風(fēng)冷熱泵空調(diào)，其特征在于，所述主節(jié)流機(jī)構(gòu)是一個(gè)電子膨脹閥，所述一個(gè)電子膨脹閥借助于與所述一個(gè)電子膨脹閥流體連通的單向閥組件能夠在制冷工況或制熱工況下工作。
10.如權(quán)利要求9所述的風(fēng)冷熱泵空調(diào)，其特征在于，所述單向閥組件由四個(gè)單向閥和四個(gè)三通管件焊接組成，并形成四個(gè)接口。
11.如權(quán)利要求8所述的風(fēng)冷熱泵空調(diào)，其特征在于，所述主節(jié)流機(jī)構(gòu)是由第一節(jié)流機(jī)構(gòu)、第二節(jié)流機(jī)構(gòu)和第三節(jié)流機(jī)構(gòu)并聯(lián)組成，所述第一節(jié)流機(jī)構(gòu)是外平衡式熱力膨脹閥，所述第二節(jié)流機(jī)構(gòu)由電磁閥和毛細(xì)管串聯(lián)組成，所述第三節(jié)流機(jī)構(gòu)由另一電磁閥和另一毛細(xì)管串聯(lián)組成，而且所述主節(jié)流機(jī)構(gòu)借助于與所述主節(jié)流機(jī)構(gòu)流體連通的單向閥組件能夠在制冷工況或制熱工況下工作。
12.如權(quán)利要求11所述的風(fēng)冷熱泵空調(diào)，其特征在于，所述單向閥組件由四個(gè)單向閥和四個(gè)三通管件焊接組成，并形成四個(gè)接口。
13.如權(quán)利要求11所述的風(fēng)冷熱泵空調(diào)，其特征在于，所述主節(jié)流機(jī)構(gòu)的運(yùn)行方式是當(dāng)制冷運(yùn)行時(shí)，所述電磁閥和所述另一電磁閥均為打開狀態(tài)，所述第一節(jié)流機(jī)構(gòu)、所述第二節(jié)流機(jī)構(gòu)和所述第三節(jié)流機(jī)構(gòu)均有制冷劑流過；當(dāng)制熱運(yùn)行且室外環(huán)境溫度高于或等于-7°C時(shí)，所述電磁閥為打開狀態(tài)，所述另一電磁閥為關(guān)閉狀態(tài)，只有所述第一節(jié)流機(jī)構(gòu)和所述第二節(jié)流機(jī)構(gòu)有制冷劑流過；當(dāng)制熱運(yùn)行且室外環(huán)境溫度低于_7°C時(shí)，所述電磁閥和所述另一電磁閥均為關(guān)閉狀態(tài)，只有所述第一節(jié)流機(jī)構(gòu)有制冷劑流過。
14.如權(quán)利要求8所述的風(fēng)冷熱泵空調(diào)，其特征在于，所述主節(jié)流機(jī)構(gòu)是制冷電子膨脹閥和制熱電子膨脹閥，所述制冷電子膨脹閥與所述使用側(cè)熱交換器流體連通，所述制熱電子膨脹閥與所述室外盤管流體連通。
15.如權(quán)利要求14所述的風(fēng)冷熱泵空調(diào)，其特征在于，所述主節(jié)流機(jī)構(gòu)的運(yùn)行方式是當(dāng)制冷運(yùn)行時(shí)，所述制熱電子膨脹閥處于全開狀態(tài)，所述制冷電子膨脹閥能夠通過調(diào)節(jié)自身的閥口的開度以調(diào)節(jié)所述使用側(cè)熱交換器的制冷劑供液量；當(dāng)制熱運(yùn)行時(shí)，所述制冷電子膨脹閥處于全開狀態(tài)，所述制熱電子膨脹閥能夠通過調(diào)節(jié)自身的閥口的開度以調(diào)節(jié)所述室外盤管的制冷劑供液量。
16.如權(quán)利要求8所述的風(fēng)冷熱泵空調(diào)，其特征在于，所述主節(jié)流機(jī)構(gòu)是第四節(jié)流機(jī)構(gòu)和第五節(jié)流機(jī)構(gòu)，所述第四節(jié)流機(jī)構(gòu)是制冷熱力膨脹閥與單向閥并聯(lián)的組合裝置，所述第五節(jié)流機(jī)構(gòu)是制熱熱力膨脹閥、電磁閥與毛細(xì)管的串聯(lián)組件、另一單向閥這三個(gè)裝置并聯(lián)的組合裝置，所述第四節(jié)流機(jī)構(gòu)與所述使用側(cè)熱交換器流體連通，所述第五節(jié)流機(jī)構(gòu)與所述室外盤管流體連通。
17.如權(quán)利要求16所述的風(fēng)冷熱泵空調(diào)，其特征在于，所述主節(jié)流機(jī)構(gòu)的運(yùn)行方式是當(dāng)制熱運(yùn)行時(shí)，所述第四節(jié)流機(jī)構(gòu)的單向閥被正向?qū)ǎ龅谖骞?jié)流機(jī)構(gòu)的另一單向閥被反向截止，液態(tài)制冷劑通過所述第五節(jié)流機(jī)構(gòu)的制熱熱力膨脹閥和毛細(xì)管節(jié)流后供到所述室外盤管；當(dāng)制熱運(yùn)行且室外環(huán)境溫度高于或等于_7°C時(shí)，所述第五節(jié)流機(jī)構(gòu)的電磁閥為打開狀態(tài)，所述第五節(jié)流機(jī)構(gòu)的制熱熱力膨脹閥和毛細(xì)管均有制冷劑流過；當(dāng)制熱運(yùn)行且室外環(huán)境溫度低于-7°C時(shí)，所述第五節(jié)流機(jī)構(gòu)的電磁閥為關(guān)閉狀態(tài)，所述第五節(jié)流機(jī)構(gòu)的制熱熱力膨脹閥有制冷劑流過；當(dāng)制冷運(yùn)行時(shí)，所述第五節(jié)流機(jī)構(gòu)的另一單向閥被正向?qū)?，所述第四?jié)流機(jī)構(gòu)的單向閥被反向截止，液態(tài)制冷劑通過所述第四節(jié)流機(jī)構(gòu)的制冷熱力膨脹閥節(jié)流后供到所述使用側(cè)熱交換器。
18.如權(quán)利要求8所述的風(fēng)冷熱泵空調(diào)，其特征在于，所述主節(jié)流機(jī)構(gòu)是第六節(jié)流機(jī)構(gòu)和第七節(jié)流機(jī)構(gòu)，所述第六節(jié)流機(jī) 構(gòu)是第一毛細(xì)管與單向閥并聯(lián)的組合裝置，所述第七節(jié)流機(jī)構(gòu)是第二毛細(xì)管、電磁閥與第三毛細(xì)管的串聯(lián)組件、另一單向閥這三個(gè)裝置并聯(lián)的組合裝置，所述第六節(jié)流機(jī)構(gòu)與所述使用側(cè)熱交換器流體連通，所述第七節(jié)流機(jī)構(gòu)與所述室外盤管流體連通。
19.如權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)所述的風(fēng)冷熱泵空調(diào)，其特征在于，所述壓縮機(jī)上設(shè)有油加熱器。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種風(fēng)冷熱泵空調(diào)，包括壓縮機(jī)，室外盤管，使用側(cè)熱交換器，主液體管路和過冷裝置，所述過冷裝置包括過冷盤管、經(jīng)濟(jì)器和帶過冷功能的氣液分離器中的兩個(gè)或三個(gè)，而且這些過冷裝置被設(shè)置在主液體管路上，在主液體管路中循環(huán)的液態(tài)制冷劑能夠通過過冷裝置實(shí)現(xiàn)多次過冷。本發(fā)明有效地提升了風(fēng)冷熱泵空調(diào)制冷/制熱循環(huán)的性能，使風(fēng)冷熱泵空調(diào)在低溫環(huán)境下運(yùn)行更加穩(wěn)定、可靠和節(jié)能。
文檔編號(hào)F25B41/04GK102679609SQ20121018633
公開日2012年9月19日 申請(qǐng)日期2012年6月7日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月7日
發(fā)明者梁玉祥 申請(qǐng)人:四川同達(dá)博爾置業(yè)有限公司