專利名稱：一種蓄能復(fù)合型空調(diào)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及熱泵式空調(diào)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種蓄能復(fù)合型空調(diào)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中，風(fēng)冷熱泵式空調(diào)系統(tǒng)在制熱運(yùn)行一段時間之后，室外換熱器在室外氣溫比較低的情況下，尤其是濕度比較大的環(huán)境下，其表面將會出現(xiàn)比較嚴(yán)重的結(jié)霜現(xiàn)象，需要經(jīng)常除霜。目前關(guān)于風(fēng)冷熱泵系統(tǒng)的除霜方法主要有(1)室外機(jī)冷凝器翅片表面光潔處理和涂疏水涂層等辦法；(2)采用機(jī)組逆運(yùn)行——即機(jī)組間歇、短時間改為制冷運(yùn)行，利用熱冷劑加熱室外機(jī)冷凝器使之外表面霜層脫落；(3)采用在室外機(jī)換熱器設(shè)置電加熱裝置進(jìn)行除霜(除霜的時候可能需要停機(jī)或者熱泵機(jī)組短時間轉(zhuǎn)換為制冷工況)。采用上述方法均未能很好的解決除霜問題，不但會導(dǎo)致系統(tǒng)熱效率下降，而且在除霜的過程中，空調(diào)室內(nèi)機(jī)組需要停止送風(fēng)，若控制不好還可能會吹冷風(fēng)，使室內(nèi)氣溫下降，影響空調(diào)房間的舒適性。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種夏季能蓄冷供冷、冬季能蓄熱供熱的蓄能復(fù)合型空調(diào)系統(tǒng)，在冬季除霜過程中可繼續(xù)向房間供熱、提高空調(diào)房間的舒適性。
為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型的技術(shù)方案在于采用了一種蓄能復(fù)合型空調(diào)系統(tǒng)，該空調(diào)系統(tǒng)由壓縮機(jī)、四通換向閥、室外換熱器、能實(shí)現(xiàn)節(jié)流和打開狀態(tài)轉(zhuǎn)換的節(jié)流裝置8、截止閥15、能實(shí)現(xiàn)節(jié)流和打開狀態(tài)轉(zhuǎn)換的節(jié)流裝置6、室內(nèi)換熱器、截止閥4通過管路依次順序連接構(gòu)成閉合循環(huán)回路，其中，所述截止閥15的兩端并聯(lián)設(shè)置有截止閥14、蓄能裝置、截止閥17串接的管路，由另一截止閥10構(gòu)成的管路與節(jié)流裝置、室內(nèi)換熱器和截止閥4串接的管路并聯(lián)。
作為第一種技術(shù)方案的改進(jìn)，所述截止閥10與所述節(jié)流裝置連接的管路中還設(shè)有截止閥21，截止閥21和截止閥10之間接口與所述節(jié)流裝置8和截止閥15之間接口跨接有截止閥20、熱水器內(nèi)的換熱管和截止閥13依序串接的管路；所述四通換向閥與室外換熱器之間設(shè)有截止閥18，室外換熱器與截止閥18串聯(lián)的管路兩端并聯(lián)設(shè)有截止閥1，所述截止閥18和四通換向閥之間接口與截止閥20和換熱管之間接口跨接截止閥16，室外換熱器和節(jié)流裝置8之間接口與截止閥13和換熱管之間接口跨接截止閥12。
所述熱水器采用套管式熱水器、盤管式熱水器、管殼式熱水器或采用熱水箱，所述蓄能裝置是相變材料、非相變材料或是建筑墻體。
所述節(jié)流裝置6和節(jié)流裝置8是熱力膨脹閥、電子膨脹閥或毛細(xì)管。
本實(shí)用新型在風(fēng)冷熱泵系統(tǒng)中增設(shè)蓄能裝置及相應(yīng)的控制管路，使得夏季可以蓄冷供冷，尤其在夏天夜間房內(nèi)所需冷量相對減少，在夜間利用蓄能裝置蓄冷，供白天中午用電高峰時對空調(diào)房間供冷，或白天氣溫高時用以增大冷凝器出口的過冷度，以提高系統(tǒng)的COP值，節(jié)約電能，減少電網(wǎng)負(fù)荷，對夏季電網(wǎng)削峰填谷很有好處，同時有些城市夜間電價又相對低廉，利用夜間蓄能供白天使用也比較經(jīng)濟(jì)；冬季則利用蓄能裝置蓄熱，可在除霜期間對空調(diào)房間繼續(xù)供熱，防止室內(nèi)機(jī)吹冷風(fēng)，以保持房間溫度，提高熱泵系統(tǒng)的熱效率和空調(diào)房間的舒適性；若蓄熱功率足夠大，還可對室外機(jī)加溫，以避免除霜或延長除霜周期；另外，蓄能裝置中設(shè)置的熱水器還能在四季供應(yīng)生活熱水，為消費(fèi)者生活提供便利條件。本系統(tǒng)中熱水器采用套管式熱水器或熱水箱，蓄能裝置采用相變材料、非相變材料或是建筑墻體，即能實(shí)現(xiàn)夏季蓄冷供冷、冬季蓄熱供熱，四季供應(yīng)生活熱水，結(jié)構(gòu)簡單實(shí)用、安裝方便。本實(shí)用新型特別適用于冬季寒冷的中部和北方地區(qū)使用。


圖1為本實(shí)用新型一種蓄能復(fù)合型空調(diào)系統(tǒng)的組成及管路連接關(guān)系以及制冷運(yùn)行時的制冷劑流向示意圖；圖2為本實(shí)用新型在制熱運(yùn)行時的制冷劑流向示意圖。
具體實(shí)施方式
圖1中所示的一種蓄能復(fù)合型空調(diào)系統(tǒng)，由壓縮機(jī)3、四通換向閥2、截止閥18、室外換熱器9、熱力膨脹閥8、截止閥15、熱力膨脹閥6、室內(nèi)換熱器5、截止閥4通過管路依次順序連接構(gòu)成閉合循環(huán)回路，其中，室外換熱器9與截止閥18串接的管路兩端并聯(lián)設(shè)有截止閥1，截止閥15的兩端與截止閥14、蓄能裝置7和截止閥17依序串接構(gòu)成的管路兩端并聯(lián)，由截至閥15、熱力膨脹閥6、室內(nèi)換熱器5和截止閥4串接的管路兩端與截至閥13、換熱管11、截至閥20和截止閥10依序串接的管路兩端并聯(lián)，換熱管11置于熱水器19內(nèi)；截至閥20和截止閥10之間接口與截至閥15和熱力膨脹閥6之間接口跨接有截至閥21，截至閥18和四通換向閥2之間接口與換熱管11和截至閥20之間接口跨接有截至閥16，室外換熱器9和熱力膨脹閥8之間接口與截止閥13和換熱管11之間接口跨接有截至閥12。熱水器19和蓄能裝置7為分體單獨(dú)設(shè)置，二者也可以組合成一體連接在上述系統(tǒng)中。
所述熱水器19采用套管式熱水器，還可以采用盤管式熱水器、管殼式熱水器乃至其它形式熱水器或水箱；所述蓄能裝置7采用相變材料蓄能，還可以采用非相變材料或建筑墻體來實(shí)現(xiàn)蓄能；所述熱力膨脹閥6和8也可以由電子膨脹閥或毛細(xì)管等節(jié)流裝置替代。
本實(shí)用新型所提供的蓄能復(fù)合型空調(diào)系統(tǒng)包括制冷、制熱兩大工作循環(huán)，
以下結(jié)合附圖分別說明其工作原理。
制冷運(yùn)行圖1所示為夏季正常制冷運(yùn)行流程，圖中管路上的箭頭表示制冷劑的流向。系統(tǒng)工作時，熱力膨脹閥8和截止閥4、15、18全開，熱力膨脹閥6處于節(jié)流狀態(tài)，截止閥1、10、12、13、14、16、17、20、21關(guān)閉，此時蓄能裝置7與系統(tǒng)斷開不蓄冷，換熱管11與系統(tǒng)斷開不制備熱水。由壓縮機(jī)3排出的高溫高壓制冷劑蒸汽流經(jīng)四通換向閥2、截止閥18至室外換熱器9(制冷時為冷凝器)，制冷劑在此與室外環(huán)境強(qiáng)制換熱轉(zhuǎn)變成過冷液體，再經(jīng)熱力膨脹閥8(為打開狀態(tài))、截止閥15流向熱力膨脹閥6，經(jīng)熱力膨脹閥6節(jié)流后變?yōu)榈蜏氐蛪阂合嗷蚱簝上嗷旌衔?，進(jìn)入室內(nèi)換熱器5(制冷時為蒸發(fā)器)，在室內(nèi)換熱器5內(nèi)與室內(nèi)空氣進(jìn)行熱交換，制冷劑吸熱使室內(nèi)氣溫不斷下降，同時制冷劑也轉(zhuǎn)變?yōu)檎羝麪顟B(tài)，再經(jīng)截止閥4流入四通換向閥2返回壓縮機(jī)3，完成制冷循環(huán)。
如果在制冷的同時需要制備生活熱水，打開截止閥12、16即可，其它閥工作狀態(tài)不變。此時從四通換向閥2流出的高溫高壓制冷劑蒸汽在經(jīng)截止閥18流至室外換熱器9時，會在室外換熱器9內(nèi)部受到較大的流動阻力，所以大部分制冷劑經(jīng)截止閥16進(jìn)入熱水器19內(nèi)的換熱管11，在換熱管11內(nèi)與外界水進(jìn)行熱交換，制冷劑散熱使水溫升高后，再從截止閥12流出至熱力膨脹閥8。如果熱水器19熱水需要量比較大，則可以把截止閥18關(guān)閉，由換熱管11單獨(dú)承擔(dān)冷凝負(fù)荷，這樣也可適度提高系統(tǒng)的制冷能力和系統(tǒng)COP值。
在夏天夜間房內(nèi)所需冷量相對減少或者不需要供冷，則可以利用蓄能裝置7蓄冷供白天使用。蓄冷時，在正常制冷工況下，開啟截止閥10、14、17、21和熱力膨脹閥6，關(guān)閉截止閥4、15，調(diào)節(jié)熱力膨脹閥8使其處于節(jié)流狀態(tài)，此時從室外換熱器9排出的過冷液體經(jīng)熱力膨脹閥8節(jié)流后變?yōu)榈蜏氐蛪阂合嗷蚱簝上嗷旌衔铮?jīng)截止閥14進(jìn)入蓄能裝置7，實(shí)現(xiàn)蓄冷，再經(jīng)截止閥17、21和10流入四通換向閥2返回壓縮機(jī)3。蓄冷的同時，房間如果需要部分供冷，可以關(guān)閉截止閥10、21，打開截止閥4和熱力膨脹閥6即可。若白天用電高峰或中午氣溫高需供冷時，則在正常制冷工況下，打開截止閥14、17，關(guān)閉截止閥15，由室外換熱器9排出的過冷液體經(jīng)熱力膨脹閥8、截止閥14進(jìn)入蓄能裝置7，利用蓄能裝置儲存的冷量對過冷液體進(jìn)一步冷卻后，再經(jīng)截止閥17、熱力膨脹閥6(為節(jié)流狀態(tài))至室內(nèi)換熱器5。這樣利用所蓄冷量增大制冷劑的過冷度，提高了系統(tǒng)的COP值，同時達(dá)到了節(jié)約電能，減少電網(wǎng)負(fù)荷的效果。當(dāng)然供冷時也可以利用風(fēng)機(jī)盤管由蓄能裝置7中的冷量直接對空調(diào)房間供冷。
制熱運(yùn)行圖2所示為冬季正常制熱且制備生活熱水運(yùn)行流程，圖中管路上的箭頭表示制冷劑的流向。系統(tǒng)工作時，熱力膨脹閥6和截止閥4、13、18、20、21全開，截止閥1、10、12、14、15、16、17關(guān)閉，熱力膨脹閥8處于節(jié)流狀態(tài)，此時蓄能裝置7與系統(tǒng)斷開不蓄熱。由壓縮機(jī)3排出的高溫高壓制冷劑蒸汽流經(jīng)四通換向閥2、截止閥4至室內(nèi)換熱器5(制熱時為冷凝器)，在室內(nèi)換熱器5內(nèi)與室內(nèi)空氣進(jìn)行第一次熱交換，制冷劑散熱使室內(nèi)氣溫不斷上升，同時制冷劑也轉(zhuǎn)變成過冷液體，此過冷液體一般還具有較高的溫度，所以經(jīng)過膨脹閥6(為全開狀態(tài))、截止閥21、20到達(dá)換熱管11后，還可以與外界水進(jìn)行第二次熱交換，制冷劑繼續(xù)散熱使水溫升高。與水換熱后的制冷劑從截至閥13進(jìn)入熱力膨脹閥8(為節(jié)流狀態(tài))，節(jié)流后變?yōu)榈蜏氐蛪阂合嗷蚱簝上嗷旌衔?，再?jīng)室外換熱器9(制熱時為蒸發(fā)器)與室外環(huán)境進(jìn)行熱交換，制冷劑吸熱轉(zhuǎn)變?yōu)榈蜏氐蛪赫羝?，最后通過四通換向閥2返回壓縮機(jī)3，完成房間制熱和供熱水工作循環(huán)。
制熱供熱水運(yùn)行時，如果熱水需要量比較大，可以開啟截止閥10，關(guān)閉截止閥4，此時由壓縮機(jī)3排出的高溫高壓制冷劑蒸汽直接通過截至閥10，再經(jīng)截至閥20進(jìn)入換熱管11，在換熱管11內(nèi)與水進(jìn)行第一次熱交換，保證所需熱水量及水溫。如果需要熱水量不大但是溫度比較高，則可以采取熱水器19與室內(nèi)換熱器5并聯(lián)的辦法，即打開截止閥10和15，關(guān)閉截止閥21。
風(fēng)冷熱泵式空調(diào)系統(tǒng)在制熱運(yùn)行一段時間之后，室外換熱器受室外溫度、濕度的影響，其表面將會出現(xiàn)結(jié)霜現(xiàn)象，需要經(jīng)常除霜，本實(shí)施方式利用蓄能裝置7蓄熱或室外換熱器9設(shè)置電加熱裝置來解決除霜問題。需要蓄熱時，在正常制熱供熱水運(yùn)行狀態(tài)下，開啟截止閥10、14和17，關(guān)閉截止閥15和21，從壓縮機(jī)3排出的高溫高壓制冷劑蒸汽在通過截至閥10、20進(jìn)入換熱管11的同時，也有一部分先進(jìn)入室內(nèi)換熱器5與室內(nèi)空氣換熱后，再進(jìn)入蓄能裝置7，并與蓄能裝置7內(nèi)的蓄能材料進(jìn)行熱交換，蓄能材料吸熱并蓄熱，制冷劑散熱后經(jīng)截止閥14和來自截止閥13的制冷劑匯合后流入膨脹閥8；如果夜間僅需要蓄熱，不需要房間供熱和熱水，此時關(guān)閉截止閥4和20，打開截止閥10和21即可。需要除霜時，在制熱供熱水工況下，開啟截止閥14、17，并使熱力膨脹閥8全開，熱力膨脹閥6轉(zhuǎn)換為節(jié)流狀態(tài)，利用熱水器19和蓄能裝置7中所存熱量加熱系統(tǒng)中的冷劑，對室外換熱器9進(jìn)行化霜，此時系統(tǒng)仍然制熱運(yùn)行，對室內(nèi)空調(diào)房間送熱風(fēng)，使得室內(nèi)舒適性不降低?；戤叄匦罗D(zhuǎn)換為熱力膨脹閥6全開，熱力膨脹閥8為節(jié)流狀態(tài)，并同時關(guān)閉截至閥14、17，系統(tǒng)恢復(fù)正常制熱且制備生活熱水工作循環(huán)。傳統(tǒng)的風(fēng)冷熱泵系統(tǒng)是采用停機(jī)并短時間(幾分鐘)的逆運(yùn)行(換為制冷循環(huán))或停機(jī)幾分鐘并用室外換熱器所設(shè)置的電加熱器進(jìn)行除霜，這種情況下均可能產(chǎn)生是室內(nèi)換熱器吹冷風(fēng)，造成影響室內(nèi)舒適性的后果。
本實(shí)施方式除了上述工作循環(huán)外，春秋兩季還可以單獨(dú)制備生活熱水，成為熱泵熱水器工作模式。機(jī)組轉(zhuǎn)換為熱泵模式，開啟截止閥10、13、18和20，使熱力膨脹閥8處于節(jié)流狀態(tài)，截止閥1、4、12、14、15、16、21關(guān)閉，這時由壓縮機(jī)3、四通換向閥2、截止閥10、截至閥20、換熱管11、截至閥13、熱力膨脹閥8和室外換熱器9、截至閥18組成閉合循環(huán)回路，為消費(fèi)者提供足夠的熱水。
最后所應(yīng)說明的是以上實(shí)施例僅用以說明而非限制本實(shí)用新型的技術(shù)方案，盡管參照上述實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解依然可以對本實(shí)用新型進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍的任何修改或局部替換，其均應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求1.一種蓄能復(fù)合型空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于該空調(diào)系統(tǒng)由壓縮機(jī)(3)、四通換向閥(2)、室外換熱器(9)、能實(shí)現(xiàn)節(jié)流和打開狀態(tài)轉(zhuǎn)換的節(jié)流裝置(8)、截止閥(15)、能實(shí)現(xiàn)節(jié)流和打開狀態(tài)轉(zhuǎn)換的節(jié)流裝置(6)、室內(nèi)換熱器(5)、截止閥(4)通過管路依次順序連接構(gòu)成閉合循環(huán)回路，其中，所述截止閥(15)的兩端并聯(lián)設(shè)置有截止閥(14)、蓄能裝置(7)、截止閥(17)串接的管路，由另一截止閥(10)構(gòu)成的管路與節(jié)流裝置(6)、室內(nèi)換熱器(5)和截止閥(4)串接的管路并聯(lián)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種蓄能復(fù)合型空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于所述截止閥(10)與所述節(jié)流裝置(6)連接的管路中還設(shè)有截止閥(21)，截止閥(21)和截止閥(10)之間接口與所述節(jié)流裝置(8)和截止閥(15)之間接口跨接有截止閥(20)、熱水器(19)內(nèi)的換熱管(11)和截止閥(13)依序串接的管路；所述四通換向閥(2)與室外換熱器(9)之間設(shè)有截止閥(18)，室外換熱器(9)與截止閥(18)串聯(lián)的管路兩端并聯(lián)設(shè)有截止閥(1)，所述截止閥(18)和四通換向閥(2)之間接口與截止閥(20)和換熱管(11)之間接口跨接截止閥(16)，室外換熱器(9)和節(jié)流裝置(8)之間接口與截止閥(13)和換熱管(11)之間接口跨接截止閥(12)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種蓄能復(fù)合型空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于所述熱水器(19)采用套管式熱水器、盤管式熱水器、管殼式熱水器或采用熱水箱，所述蓄能裝置(7)是相變材料、非相變材料或是建筑墻體。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的一種蓄能復(fù)合型空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于所述節(jié)流裝置(6)和節(jié)流裝置(8)是熱力膨脹閥、電子膨脹閥或毛細(xì)管。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種蓄能復(fù)合型空調(diào)系統(tǒng)，該空調(diào)系統(tǒng)由壓縮機(jī)(3)、四通換向閥(2)、室外換熱器(9)、能實(shí)現(xiàn)節(jié)流和打開狀態(tài)轉(zhuǎn)換的節(jié)流裝置(8)、截止閥(15)、能實(shí)現(xiàn)節(jié)流和打開狀態(tài)轉(zhuǎn)換的節(jié)流裝置(6)、室內(nèi)換熱器(5)、截止閥(4)通過管路依次順序連接構(gòu)成閉合循環(huán)回路，其中，所述截止閥(15)的兩端并聯(lián)設(shè)置有截止閥(14)、蓄能裝置(7)、截止閥(17)串接的管路，由另一截止閥(10)構(gòu)成的管路與節(jié)流裝置(6)、室內(nèi)換熱器(5)和截止閥(4)串接的管路并聯(lián)。它利用蓄能技術(shù)，實(shí)現(xiàn)夏季蓄冷供冷、冬季蓄熱供熱、四季供應(yīng)生活熱水，改善熱泵冬季供熱能力不足以及除霜時室內(nèi)吹冷風(fēng)、舒適度下降等問題，特別適用于冬季寒冷的中部和北方地區(qū)使用。
文檔編號F25D3/00GK2802328SQ20052003094
公開日2006年8月2日 申請日期2005年6月10日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月10日
發(fā)明者孫洲陽, 周澤, 肖建軍, 李偉, 趙偉 申請人:河南新飛電器有限公司