本實(shí)用新型專利技術(shù)涉及一種風(fēng)冷熱泵機(jī)組。傳統(tǒng)的風(fēng)冷熱泵機(jī)組在低溫狀態(tài)（通常Ｔａ＜－５℃）下制熱時，機(jī)組的蒸發(fā)溫度過低，排氣溫度過高，嚴(yán)重影響軸承、轉(zhuǎn)子的潤滑和密封性能；制熱能效比很低，制熱能力嚴(yán)重不足。本實(shí)用新型專利技術(shù)的特征是使水源熱泵機(jī)組經(jīng)水循環(huán)裝置與風(fēng)冷熱泵機(jī)組形成一有機(jī)的整體，通過水循環(huán)裝置的變換而實(shí)現(xiàn)不同的功能。在夏季，風(fēng)冷熱泵機(jī)組和水源熱泵機(jī)組可分別用來制冷；而在冬季外界環(huán)境空氣溫度太低時，先用風(fēng)冷熱泵機(jī)組制取中間溫度的熱水（約２１℃左右），然后用水源熱泵機(jī)組從該熱水中吸收熱量，進(jìn)一步通過壓縮機(jī)作功來制取高溫水源（約４５℃左右），通過水－空氣盤管將熱量傳遞給建筑空調(diào)區(qū)域，達(dá)到對房間空氣加熱的目的。（*該技術(shù)在2012年保護(hù)過期，可自由使用*）
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本技術(shù)涉及一種具有制冷、制熱雙重功能的風(fēng)冷熱泵機(jī)組。
技術(shù)介紹
風(fēng)冷熱泵是以空氣為冷(熱)源，以水為供冷(熱)介質(zhì)的中央空調(diào)機(jī)組，作為冷、熱源兼用型的一體化設(shè)備，風(fēng)冷熱泵機(jī)組省略了冷卻塔、水泵、鍋爐及相應(yīng)管道系統(tǒng)等諸多輔件，其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，占據(jù)空間小，維修管理方便，節(jié)約能源，尤其適用于水源缺乏地區(qū)。因此，風(fēng)冷熱泵機(jī)組通常是許多既無供熱鍋爐，又無供熱網(wǎng)或其它穩(wěn)定可靠熱源，卻又要求一年四季進(jìn)行空氣調(diào)節(jié)的暖通工程設(shè)計時優(yōu)先選用的方案。傳統(tǒng)的風(fēng)冷熱泵機(jī)組空調(diào)系統(tǒng)如圖1所示，其中17為風(fēng)冷熱泵機(jī)組，18為空氣調(diào)節(jié)箱(也可以是風(fēng)機(jī)盤管等其它空調(diào)末端)，其內(nèi)有水-空氣盤管，19為建筑空調(diào)區(qū)域。其工作原理是1、制冷模式傳統(tǒng)風(fēng)冷熱泵機(jī)組1的制冷模式系統(tǒng)流程如實(shí)線箭頭所示壓縮機(jī)1排出的高溫高壓制冷劑蒸汽經(jīng)四通閥2進(jìn)入處于外界環(huán)境中的風(fēng)側(cè)換熱器10(此時功能為冷凝器)，通過軸流風(fēng)機(jī)通風(fēng)帶走制冷劑在冷凝過程中所產(chǎn)生的大量熱量，冷凝后的高壓過冷制冷劑液體經(jīng)逆止閥4、儲液器5、干燥過濾器6和電磁閥7進(jìn)入膨脹閥8節(jié)流膨脹，膨脹后的低溫低壓制冷劑氣液兩相混合物經(jīng)逆止閥9進(jìn)入水側(cè)換熱器3(此時功能為蒸發(fā)器)，吸收流自空氣調(diào)節(jié)箱18的空調(diào)水回水(溫度約12℃左右)熱量后變成過熱蒸汽，再經(jīng)四通閥2流至氣液分離器11進(jìn)行分離，分離出的制冷劑蒸汽回到壓縮機(jī)1后再重新被壓縮，開始新的制冷劑循環(huán)過程。在水側(cè)換熱器3中放熱降溫后的空調(diào)水(溫度降至7℃左右)則回到空氣調(diào)節(jié)箱18，通過水-空氣盤管與流經(jīng)空氣調(diào)節(jié)箱18的循環(huán)空氣進(jìn)行熱交換，吸收循環(huán)空氣的熱量后水溫上升(約12℃左右)，接著被水泵16增壓又重新回到水側(cè)換熱器3，開始新的空調(diào)水循環(huán)過程；同時，循環(huán)空氣被冷卻，并經(jīng)散流器21送至建筑空調(diào)區(qū)域19，達(dá)到冷卻房間空氣的目的。2、制熱模式傳統(tǒng)風(fēng)冷熱泵機(jī)組1的制熱模式系統(tǒng)流程如虛線箭頭所示壓縮機(jī)1排出的高溫高壓制冷劑蒸汽經(jīng)四通閥2進(jìn)入水側(cè)換熱器3(此時功能為冷凝器)，與流自空氣調(diào)節(jié)箱18的空調(diào)水回水(溫度約40℃左右)進(jìn)行熱量交換，將制冷劑蒸汽在冷凝過程中所產(chǎn)生的大量熱量傳遞給空調(diào)水，使空調(diào)水溫度升高(約45℃左右)后進(jìn)入空氣調(diào)節(jié)箱18，通過水-空氣盤管與流經(jīng)空氣調(diào)節(jié)箱中的循環(huán)空氣進(jìn)行熱交換，將熱量釋放給循環(huán)空氣后水溫下降(約40℃左右)，接著又被水泵16增壓后重新回到水側(cè)換熱器3，開始新的空調(diào)水循環(huán)；其間循環(huán)空氣在空氣調(diào)節(jié)箱中被加熱，并經(jīng)散流器21送至建筑空調(diào)區(qū)域19，達(dá)到加熱房間空氣的目的。同時，水側(cè)換熱器中被冷凝的高壓過冷制冷劑液體經(jīng)逆止閥12、儲液器5、干燥過濾器6和電磁閥15進(jìn)入膨脹閥14節(jié)流膨脹，膨脹后的低溫低壓制冷劑氣液兩相混合物經(jīng)逆止閥13進(jìn)入處于外界環(huán)境中的風(fēng)側(cè)換熱器10(此時功能為蒸發(fā)器)，通過軸流風(fēng)機(jī)通風(fēng)吸收空氣熱量后變成過熱蒸汽，接著再經(jīng)四通閥2流至氣液分離器11進(jìn)行分離，將液態(tài)制冷劑分離后的制冷劑蒸汽回到壓縮機(jī)1后再重新被壓縮，開始新的制冷劑循環(huán)過程。從前述工作流程可以看出，風(fēng)冷熱泵機(jī)組制熱模式下通過制冷劑從外界環(huán)境空氣中吸收熱量，且通過對壓縮機(jī)作功(消耗電能或機(jī)械能)而將熱量傳遞給循環(huán)的空調(diào)水以達(dá)到對建筑空調(diào)區(qū)域加熱的目的。制冷模式下機(jī)組則從循環(huán)的空調(diào)水中吸收熱量，達(dá)到冷卻建筑空調(diào)區(qū)域的目的，機(jī)組通過制冷劑所吸收的熱量則同樣須對壓縮機(jī)做功而最終將熱量散發(fā)到環(huán)境空氣。其中處于外界環(huán)境中的風(fēng)側(cè)換熱器的熱量傳遞是靠環(huán)境空氣與制冷劑的溫差來驅(qū)動的，且在相同的空調(diào)水進(jìn)水或出水溫度情況下，外界環(huán)境空氣的溫度越低，機(jī)組供熱負(fù)荷Q′越大，而機(jī)組制熱能力Q則越小，其相對關(guān)系可參照圖4其中Ta為外界環(huán)境空氣的溫度，T0為平衡點(diǎn)溫度，Ta＞T0時，Q＞Q′，機(jī)組制熱能力能夠滿足供熱負(fù)荷需求；Ta＜T0時，Q＜Q′，機(jī)組制熱能力小于供熱負(fù)荷需求，空調(diào)系統(tǒng)須增加輔助供熱設(shè)施。故外界環(huán)境空氣的溫度是影響風(fēng)冷熱泵機(jī)組性能的極其重要的物理量，其中平衡點(diǎn)溫度T0的高低主要取決于機(jī)組容量大小及其制熱性能。通常，機(jī)組的制冷性能是以35℃外界環(huán)境空氣溫度、12℃空調(diào)水進(jìn)水、7℃空調(diào)水出水為名義工況來標(biāo)定；而制熱性能則以7℃DB(干球溫度)/6℃WB(濕球溫度)外界環(huán)境空氣溫度、40℃空調(diào)水進(jìn)水、45℃空調(diào)水出水為名義工況來標(biāo)定。一般當(dāng)外界環(huán)境空氣的溫度低于13～15℃時就需進(jìn)行供熱，而在北方地區(qū)的秋冬季節(jié)，外界環(huán)境空氣的溫度要遠(yuǎn)低于此名義工況7℃DB/6℃WB的溫度；如前所述，要使機(jī)組制熱能力能夠滿足供熱負(fù)荷需求(即Q＞Q′)，就必須降低機(jī)組的平衡點(diǎn)溫度T0，其結(jié)果將對風(fēng)冷熱泵機(jī)組的正常制熱運(yùn)行產(chǎn)生一系列影響，而極易引發(fā)機(jī)組故障a、蒸發(fā)溫度過低。風(fēng)冷熱泵機(jī)組制熱模式下，制冷劑從外界環(huán)境空氣中吸收熱量，其蒸發(fā)溫度低于要外界環(huán)境空氣溫度，外界環(huán)境空氣溫度越低，機(jī)組的蒸發(fā)溫度越低，壓縮機(jī)用油的粘度越大，也就越容易粘附在風(fēng)側(cè)換熱器內(nèi)制冷配管內(nèi)壁，造成壓縮機(jī)失油。b、排氣溫度過高。風(fēng)冷熱泵機(jī)組設(shè)計壓縮比一般僅3.5左右，而在低溫制熱時其壓縮比超過7，甚至達(dá)到9。壓縮比越高，排氣溫度越高，壓縮機(jī)中油的粘度也就越小，極難在摩擦面形成正常油膜厚度，而嚴(yán)重影響軸承、轉(zhuǎn)子的潤滑和密封性能。同時過高的排氣溫度也會導(dǎo)致油質(zhì)的劣化。c、制熱能力嚴(yán)重不足。由于機(jī)組壓縮比很高，制冷系統(tǒng)制冷量衰減嚴(yán)重(就意味著需選用較大規(guī)格容量的機(jī)組來滿足供熱需要)，制熱能效比很低。d、電機(jī)散熱條件惡化。蒸發(fā)溫度越低，壓縮機(jī)吸氣比容越大，制冷劑質(zhì)量流量越小，電機(jī)散熱條件也就越差，電機(jī)極易燒毀。當(dāng)外界環(huán)境空氣溫度降至5℃時，風(fēng)側(cè)換熱器表面結(jié)霜加快，機(jī)組制熱量下降加劇；當(dāng)外界環(huán)境空氣溫度處在-5℃～-10℃以下時，普通風(fēng)冷熱泵機(jī)組就很難正常運(yùn)轉(zhuǎn)，而影響風(fēng)冷熱泵機(jī)組在寒冷地區(qū)(如黃河流域以北)的應(yīng)用。因此，低溫制熱性能通常成為衡量風(fēng)冷熱泵機(jī)組性能優(yōu)劣的重要技術(shù)指標(biāo)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本技術(shù)要解決的技術(shù)問題和提出的技術(shù)任務(wù)是克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，提供一種復(fù)合式風(fēng)冷熱泵機(jī)組，以在過低的外界環(huán)境空氣溫度(-5℃以下)下仍能正常運(yùn)轉(zhuǎn)，有效地對建筑空調(diào)區(qū)域進(jìn)行供熱，同時避免風(fēng)冷熱泵機(jī)組因過低的外界環(huán)境空氣溫度而引發(fā)機(jī)組故障。本技術(shù)采取的技術(shù)方案是復(fù)合式風(fēng)冷熱泵機(jī)組，包括一風(fēng)冷熱泵機(jī)組，包括由制冷配管連接的A壓縮機(jī)、四通電磁閥、風(fēng)側(cè)換熱器、膨脹裝置和水側(cè)換熱器；其特征是一水源熱泵機(jī)組經(jīng)水循環(huán)裝置與所述的風(fēng)冷熱泵機(jī)組配合所述的水源熱泵機(jī)組包括由制冷配管連接的B壓縮機(jī)、冷凝器19、C膨脹閥和蒸發(fā)器；所述的水循環(huán)裝置包括經(jīng)水管串聯(lián)在水側(cè)換熱器與蒸發(fā)器之間的B水泵和V3閥，B水泵上并聯(lián)V7閥，冷凝器上串聯(lián)水管，水管的兩端設(shè)有M水口和N水口，一V2閥的一端與M水口連接，其另一端連接在V3閥與水側(cè)換熱器之間，另一V6閥的一端與N水口連接，其另一端連接在V7閥與B水泵之間，冷凝器一端的水管上設(shè)有V4閥。使用時，將V2閥、V6閥、V7閥開啟，將V3閥、V4閥、水源熱泵機(jī)組、B水泵關(guān)閉，即可使機(jī)組運(yùn)行于正常制熱模式；將V3閥、V4閥、水源熱泵機(jī)組、B水泵開啟，將V2閥、V6閥、V7閥關(guān)閉，即可使機(jī)組運(yùn)行于低溫制熱模式。由于水循環(huán)的特殊性，為了達(dá)到換熱、載熱的目的，水循環(huán)裝置元件的具體安裝位置具有多種連接方案，比如可以根本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
復(fù)合式風(fēng)冷熱泵機(jī)組，包括：一風(fēng)冷熱泵機(jī)組，包括由制冷配管連接的Ａ壓縮機(jī)（１）、四通電磁閥（２）、風(fēng)側(cè)換熱器（１０）、膨脹裝置和水側(cè)換熱器（３）；其特征是一水源熱泵機(jī)組經(jīng)水循環(huán)裝置與所述的風(fēng)冷熱泵機(jī)組配合；所述的水源熱泵機(jī)組包括由 制冷配管連接的Ｂ壓縮機(jī)（１８）、冷凝器（１９）、Ｃ膨脹閥（２０）和蒸發(fā)器（１７）；所述的水循環(huán)裝置包括經(jīng)水管串聯(lián)在水側(cè)換熱器（３）與蒸發(fā)器（１７）之間的Ｂ水泵（１６）和Ｖ３閥（３０），Ｂ水泵（１６）上并聯(lián)Ｖ７閥（３４），冷凝器（１９）上 串聯(lián)水管，水管的兩端設(shè)有Ｍ水口（３５）和Ｎ水口（３６），一Ｖ２閥（２９）的一端與Ｍ水口（３５）連接，其另一端連接在Ｖ３閥（３０）與水側(cè)換熱器（３）之間，另一Ｖ６閥（３３）的一端與Ｎ水口（３５）連接，其另一端連接在Ｖ７閥（３４）與Ｂ水泵（１６）之間，冷凝器（１９）一端的水管上設(shè)有Ｖ４閥（３１）。
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：章立標(biāo)，陳俊健，
申請(專利權(quán))人：浙江國祥制冷工業(yè)股份有限公司，
類型：實(shí)用新型
國別省市：33[中國|浙江]
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