專利名稱：一種熱泵新風集成空調系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及制冷系統(tǒng)，尤其涉及一種熱泵新風集成空調系統(tǒng)。
背景技術：
在一密閉空間，如在炎熱的夏季和冬季的室內，CO2的含量隨時間的增加而增加。因此在密閉空間通風是必須的。通?？梢圆捎眯嘛L系統(tǒng)解決這個問題。與此同時，在寒冷的冬季室內取暖及在炎熱的夏季室內空調在大部分地區(qū)也是必須的。對家居來講，熱損失主要由于窗戶和通風廢氣流動帶出室外。因此，對家居節(jié)能熱回收新風系統(tǒng)將是非常重要的。熱回收系統(tǒng)的熱效率在天氣不是太冷的條件下可達80%，但如在寒冷的條件下(-20° C)效率將降到45%或更少。熱泵式冷暖壓縮系統(tǒng)提供取暖和空·調功能已被廣泛應用。但并未與新風系統(tǒng)集成提供附加的熱回收能力。原因是在室外機和新風機的串聯(lián)的分體蒸發(fā)器將會降低整機的能效比。
發(fā)明內容有鑒于此，本實用新型的目的是克服上述現(xiàn)有技術中存在問題，提出一種熱泵新風集成空調系統(tǒng)。本實用新型集成熱泵式冷暖壓縮系統(tǒng)和新風換氣系統(tǒng)為用戶提供更有效的取暖，熱水和新風通風。此系統(tǒng)可廣泛用于樓房和小型別墅。它利用渦輪補氣增晗壓縮機的補氣回路吸收空氣廢氣中的殘余熱量，進一步提高新風系統(tǒng)的熱回收效率，并提供高度的系統(tǒng)集成。本實用新型提出的熱泵新風集成空調系統(tǒng)包括熱泵單元、新風單元和控制單元，所述的熱泵單元包括用管道連接的壓縮機、四通閥、冷凝器、膨脹閥和蒸發(fā)器；所述的新風單元包括用于室內排出廢氣與室外引入新鮮空氣換熱的第一熱交換器、第二熱交換器和第三熱交換器；所述的冷凝器與膨脹閥之間設有一個第四熱交換器，所述冷凝器流出的制冷流體分成兩條支路，一路經第四熱交換器進入膨脹閥，另一路經電磁閥、膨脹閥進入第四熱交換器，然后進入新風單元的第三熱交換器，吸收排出廢氣中的余熱后返回至壓縮機的蒸汽注入口 ；所述冷凝器釋放的熱量經由分流器后分為兩路，一路進入第二熱交換器與室外引入的新鮮空氣換熱，另一路作為加熱輸出端。本實用新型還包括一個與加熱輸出端連接的分流器，該分流器用于與熱水水箱、地板加熱裝置和/或暖氣片連接。本實用新型提出的熱泵新風集成空調系統(tǒng)可分成室內機和室外機，所述的室內機包括熱泵單元中除蒸發(fā)器外的部件、新風單元，熱水水箱和控制單元；所述的室外機包括蒸發(fā)器和風扇。所述的控制單元用于空調系統(tǒng)在制冷模式和加熱模式之間轉換。與現(xiàn)有技術相比，本實用新型引出一部分冷媒去降低室外蒸發(fā)器的冷媒溫度，然后再降低新風機中排出廢氣的溫度，最后注入壓縮機的蒸汽注入口進入壓縮循環(huán)。這將大大提高熱泵在寒冷條件下的熱效率COP (-20° C條件下C0P>2. 0)，同時提供新風機的二次熱回收。這將大大提高整機的熱效率和家居的節(jié)能性能。
下面結合具體實施例和附圖對本實用新型進行詳細的說明，其中圖I是本實用新型加熱模式示意圖；圖2是本實用新型制冷模式示意圖；圖3是本實用新型室內室外機的示意圖。
具體實施方式
圖I是本實用新型中補氣增晗熱泵系統(tǒng)與熱量回收新風系統(tǒng)集成于一體的加熱模式。本實用新型提出的熱泵新風集成空調系統(tǒng)包括熱泵單元I、新風單元2和控制單元。熱泵單元I包括用管道連接的壓縮機11、四通閥12、冷凝器13、膨脹閥15和蒸發(fā)器16。新風單元2包括用于室內排出廢氣與室外引入新鮮空氣換熱的第一熱交換器21、第二熱交換器22和第三熱交換器23。冷凝器13與膨脹閥15之間設有一個第四熱交換器14，冷凝器13流出的制冷流體分成兩條支路，一路經第四熱交換器14進入膨脹閥15，另一路經電磁閥17、膨脹閥18進入第四熱交換器14，然后進入新風單元的第三熱交換器，吸收排出廢氣中的余熱后返回至壓縮機11的蒸汽注入口 19。冷凝器13釋放的熱量經由分流器3后分為兩路，一路進入第二熱交換器22與室外引入的新鮮空氣換熱，另一路作為加熱輸出端
4。蒸發(fā)器16設有風扇10，第二熱交換器和第三熱交換器均設有風扇，壓縮機11采用渦輪式壓縮機。在新風單元2中，室外的冷空氣(-10° C)進入系統(tǒng)，經過第一熱交換器21加熱(5 ° C)。系統(tǒng)中第二熱交換器22進一步加熱進入室內的新風至室溫(20 ° C)。同時室內的廢氣經過第一交換器21變冷(5 ° C)。仍然有大量的熱量在這待排出的廢氣中有待進一步回收。在本實用新型系統(tǒng)中，第三熱交換器23進一步回收這些可用的熱量，使排出的空氣溫度進一步降低(-5 ° C)，而不用系統(tǒng)消耗任何能量。本實用新型在寒冷條件下，熱回收效率可達75%。在圖I中，由壓縮機11壓縮后的高壓高溫液態(tài)制冷劑經由冷凝器13后成為高壓常溫液態(tài)。然后分為兩部分一部分經第四熱交換器14和膨脹閥15后進入蒸發(fā)器16，吸收室外空氣中的熱量返回經四通閥12進入壓縮機11。另一路經電磁閥17，膨脹閥18進入第四熱交換器14進一步冷卻制冷劑，然后進入新風單元中第三熱交換器23吸收廢氣中的余熱后返回至壓縮機的蒸汽注入口 19進入壓縮循環(huán)。經由冷凝器13釋放的熱量經由分流器3后分為兩路，一路加熱后的制冷劑經由熱交換器第二熱交換器22加熱新風機的輸入新鮮空氣，另一路則經由分流器3輸出作為加熱輸出端4。加熱輸出端4可以與一分流器25連接，用于與熱水水箱5、地板加熱裝置和/或暖氣片連接。圖2是本實用新型制冷模式的系統(tǒng)示意圖。在系統(tǒng)工作于制冷模式時，室外的熱空氣(30° C)進入新風單元2，經過第一熱交換器21降溫(25 ° C)。系統(tǒng)中第二熱交換器22進一步冷卻進入室內的新風至遠低于室溫(10 ° C)。同時室內的廢氣經過第一熱交換器21變冷(25 ° C)排出室外。在該模式中，第三熱交換器23關閉。[0019]在制冷模式，壓縮機11輸出的制冷劑經由四通閥12進入蒸發(fā)器16 (此時作為冷凝器用)與室外釋放熱量，然后經由膨脹閥15和第四熱交換器14返回冷凝器13 (此時為蒸發(fā)器)吸收熱量后返回至壓縮機11。在制冷模式，電磁閥17是關閉的，所以補氣增晗功能被屏蔽。制冷劑冷卻輸入的新風實現(xiàn)空調功能，同時加熱輸出端4關閉。當熱水加熱啟動，熱泵進入加熱模式，電磁閥17關閉。分流閥3關閉新風機的制冷回路，而開通加熱熱水水箱。在除霜模式，見圖2，壓縮機11輸出的制冷劑經由四通閥12進入蒸發(fā)器16 (此時為冷凝器用)與室外釋放熱量，然后經由膨脹閥15和第四熱交換器14返回冷凝器13 (此時為蒸發(fā)器)吸收熱量后返回至壓縮機11。在除霜模式，電磁閥17是關閉的，所以補氣增晗功能被屏蔽。同時分流器3置于加熱輸出端，吸收熱水水箱的熱量消除蒸發(fā)器16的霜凍，系統(tǒng)制冷回路關閉。如圖3所示，本實用新型提出的空調系統(tǒng)可以分成兩部分室內機6和室外機7。室內機含熱水水箱5，熱泵單元的主要部分和新風單元2?？刂茊卧舶惭b在室內機，控制空調系統(tǒng)在制冷模式和加熱模式之間轉換?？刂茊卧€可以調整控制加熱輸出端4的熱水輸出溫度，例如，當給地板加熱裝置供水時，溫度為35° C，當連接暖氣片時，熱水溫度為 55° C。新風單元包含第一熱交換器21，二個通風風扇和二個熱交換器22和23，進出風口設在頂部。熱泵單元I包含除蒸發(fā)器和風扇外的所有元器件，以及分流器25和循環(huán)泵，用于與地板加熱裝置或暖氣片連接。熱水水箱5約200升，一額外的電加熱器亦可集成在熱水水箱中。室外機7含熱泵單元的蒸發(fā)器16和風扇10。這是因為如此可降低室內機和室外機的制冷劑連接管數(現(xiàn)僅需要兩個管道連接)。我們亦可使系統(tǒng)工作于室內溫度環(huán)境，避免熱栗的冷啟動。本實用新型大大提高了系統(tǒng)的熱效率和家居的節(jié)能性能。
權利要求1.一種熱泵新風集成空調系統(tǒng)，其特征在于包括熱泵單元(I)、新風單元(2)和控制單元，所述的熱泵單元(I)包括用管道連接的壓縮機(11)、四通閥(12)、冷凝器(13)、膨脹閥(15)和蒸發(fā)器(16);所述的新風單元(2)包括用于室內排出廢氣與室外引入新鮮空氣換熱的第一熱交換器(21)、第二熱交換器(22)和第三熱交換器(23);所述的冷凝器(13)與膨脹閥(15)之間設有一個第四熱交換器(14)，所述冷凝器(13)流出的制冷流體分成兩條支路，一路經第四熱交換器(14)進入膨脹閥(15)，另一路經電磁閥(17)、膨脹閥(18)進入第四熱交換器(14)，然后進入新風單元的第三熱交換器，吸收排出廢氣中的余熱后返回至壓縮機(11)的蒸汽注入口(19);所述冷凝器(13)釋放的熱量經由分流器(3)后分為兩路，一路進入第二熱交換器(22)與室外引入的新鮮空氣換熱，另一路作為加熱輸出端(4)。
2.如權利要求I所述的空調系統(tǒng)，其特征在于所述的蒸發(fā)器(16)設有風扇(10)。
3.如權利要求I所述的空調系統(tǒng)，其特征在于所述的第二熱交換器和第三熱交換器均設有風扇。
4.如權利要求I所述的空調系統(tǒng)，其特征在于還包括一個與加熱輸出端(4)連接的分流器(25 )，該分流器與熱水水箱(5 )、地板加熱裝置和/或暖氣片連接。
5.如權利要求I或4任一項所述的空調系統(tǒng)，其特征在于，所述的空調系統(tǒng)分成室內機(6)和室外機(7)，所述的室內機包括熱泵單元中除蒸發(fā)器外的部件、新風單元(2)，熱水水箱(5)和控制單元；所述的室外機包括蒸發(fā)器(16)和風扇(10)。
6.如權利要求I所述的空調系統(tǒng)，其特征在于所述的壓縮機采用渦輪式壓縮機。
7.如權利要求I所述的空調系統(tǒng)，其特征在于所述的控制單元用于控制空調系統(tǒng)在制冷模式和加熱模式之間轉換。
8.如權利要求7所述的空調系統(tǒng)，其特征在于所述的控制單元控制加熱輸出端(4)的熱水輸出溫度。
專利摘要本實用新型公開了一種熱泵新風集成空調系統(tǒng)，包括熱泵單元、新風單元和控制單元，所述的新風單元包括第一熱交換器、第二熱交換器和第三熱交換器；所述的冷凝器與膨脹閥之間設有一個第四熱交換器，所述冷凝器流出的制冷流體分成兩條支路，一路經第四熱交換器進入膨脹閥，另一路經電磁閥、膨脹閥進入第四熱交換器，然后進入新風單元的第三熱交換器，吸收排出廢氣中的余熱后返回至壓縮機的蒸汽注入口；所述冷凝器釋放的熱量經由分流器后分為兩路，一路進入第二熱交換器與室外引入的新鮮空氣換熱，另一路作為加熱輸出端。加熱輸出端可連接地板加熱或連接暖氣片。本實用新型大大提高了系統(tǒng)的熱效率和家居的節(jié)能性能。
文檔編號F24F11/02GK202660658SQ201220148179
公開日2013年1月9日 申請日期2012年4月10日 優(yōu)先權日2012年4月10日
發(fā)明者張錦龍 申請人:張錦龍