一种余冷回收型辐射式供冷供热热泵系统的制作方法

本实用新型涉及一种供冷供热系统，具体涉及一种余冷回收型辐射式供冷供热热泵系统。

背景技术：

随着我国经济技术发展，能源的需求与消耗逐渐增加，研究发现建筑领域是能源消耗的重要主体之一，在建筑能耗中，供冷供热系统与生活热水系统所占比例接近60％，随着人们生活水平的提高，建筑供冷供热系统的能耗将呈持续上升趋势，实现其高效节能显得尤为重要。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是提供一种余冷回收型辐射式供冷供热热泵系统，余冷回收冷量利用率高，辐射制冷与新风除湿联合运行有效防止辐射制冷的结露问题。

为解决上述技术问题，本实用新型的实施例提供一种余冷回收型辐射式供冷供热热泵系统，包括换热装置、辐射制热装置和新风装置，所述换热装置包括第一压缩机、气液分离器、四通阀、第一换热器、第一膨胀阀、过滤器、储液器、第二换热器和第三换热器，所述第一压缩机的高温制冷剂出口通过四通阀与第三换热器的管程进口相连，所述第三换热器的管程出口与储液器的进口相连，所述储液器的出口通过过第一膨胀阀和滤器连接第一换热器，所述第一换热器的低温制冷剂出口依次通过四通阀和气液分离器与第一压缩机的回流口相连；所述第二换热器并联于第三换热器和储液器之间的管路上；

所述辐射制热装置包括地板辐射板、吊顶辐射板和墙体辐射板，所述地板辐射板、吊顶辐射板和墙体辐射板并联于第三换热器的壳程进、出水口之间；

所述新风装置包括新风预冷装置、新风除湿装置、新风再热装置、湿膜加湿装置和送风装置，所述新风预冷装置的出风口依次连接有新风除湿装置、新风再热装置、湿膜加湿装置和送风装置。

其中，所述地板辐射板、吊顶辐射板和墙体辐射板分别通过各自的分集水器与第三换热器的壳程进、出水口相连。

其中，所述第二换热器的进、出水口分别通过供水管和回水管与供水装置相连。

其中，所述新风装置还包括第二压缩机和第二膨胀阀，所述第二压缩机、新风再热装置、第二膨胀阀和新风除湿装置循环连接。

优选的，所述新风再热装置选用翅片再热器，所述新风除湿装置选用翅片蒸发器，所述新风预冷装置选用翅片预冷器，所述湿膜加湿装置选用湿膜加湿器。

优选的，所述第一换热器选用翅片式换热器，所述第二换热器选用套管式换热器，所述第三换热器选用壳管式换热器。

上述的余冷回收型辐射式供冷供热热泵系统的控制方法包括如下步骤：

(1)室外环境温度t0<10℃时，开启冬季地板辐射采暖模式：

(1-1)第一压缩机排出的高温制冷剂经过四通阀进入第三换热器的管程内，与第三换热器壳程内待降温的水换热后产生35℃热水，经过管道进入地板辐射板供暖；

(1-2)第三换热器管程内的制冷剂流经储液器、第一膨胀阀节流减压、过滤器过滤后进入第一换热器，经第一换热器换热成低压低温制冷剂蒸汽，流经四通阀和气液分离器后返回第一压缩机；

(1-3)基于步骤(1-1)和(1-2)循环制热；

(2)室外环境温度t0>30℃时，开启夏季吊顶辐射和墙体辐射制冷模式：

(2-1)第一压缩机排出的高温制冷剂经过四通阀进入第一换热器换热后经第一膨胀阀节流减压，然后经由过滤器和储液器后流入第二换热器进行初级换热，再然后进入第三换热器的管程内，与第三换热器壳程内待降温的水换热后产生18℃高温冷水，经过管道进入吊顶辐射板和墙体辐射板供冷；

(2-2)第三换热器管程内的制冷剂流经四通阀和气液分离器后返回第一压缩机；

(2-3)基于步骤(2-1)和(2-2)循环制冷；

(3)室外环境温度t0<30℃时，相对湿度>80％时，开启新风处理模式：

新风预冷装置内预冷后的新风依次经由新风除湿装置除湿、新风再热装置再加热、湿膜加湿装置加湿后，由送风装置向室内吹送新风。

其中，步骤(2-1)包括如下具体步骤：

(2-1-1)室外环境温度t0>30℃、相对湿度>60％时，开启夏季吊顶辐射和墙体辐射制冷模式、以及新风处理模式，包括如下步骤：

(2-1-1-1)余冷回收过程：第一压缩机排出的高温制冷剂蒸汽，经过四通阀与第一换热器换热后经第一膨胀阀节流降压后依次流经过滤器和储液器，然后先与第二换热器初级换热产生冷水为新风预冷装置内的新风预冷；

(2-1-1-2)第二换热器流出的制冷剂进入第三换热器的管程内，与第三换热器壳程内待降温的水换热后产生18℃高温冷水，经过管道进入吊顶辐射板和墙体辐射板供冷；

(2-1-1-3)新风预冷装置内预冷后的新风依次经由新风除湿装置除湿、新风再热装置再加热、湿膜加湿装置加湿后，由送风装置向室内吹送新风；

(2-1-2)室外环境温度t0>30℃、相对湿度<40％时，开启夏季吊顶辐射和墙体辐射制冷模式、以及新风空调制冷模式，包括如下步骤：

(2-1-2-1)第一压缩机排出的高温制冷剂蒸汽，经过四通阀与第一换热器换热后经第一膨胀阀节流降压后依次流经过滤器和储液器，然后与第三换热器壳程内待降温的水换热产生18℃高温冷水，经过管道进入吊顶辐射板和墙体辐射板供冷；

(2-1-2-2)新风空调制冷：新风预冷装置内预冷后的新风依次经由新风除湿装置除湿、新风再热装置再加热、湿膜加湿装置加湿后，由送风装置向室内吹送新风；

进入新风除湿装置内的新风预先进行冷媒循环制冷：第二压缩机排出的高温制冷剂蒸汽，流经第二换热器换热，经由第二膨胀阀节流降压后在新风除湿装置内换热给新风后再流回第二压缩机，如此冷媒循环制冷。

其中，步骤(3)中，进入新风除湿装置内的新风预先进行冷媒循环制冷：第二压缩机排出的高温制冷剂蒸汽，流经第二换热器换热，经由第二膨胀阀节流降压后在新风除湿装置内换热给新风后再流回第二压缩机，如此冷媒循环制冷。

本实用新型的上述技术方案的有益效果如下：

1、本实用新型可以针对应用季节以及使用场所的不同温度差异，通过改变不同控制逻辑方式实现机组多功能供冷供热以及房间湿度要求。

2、传统的供冷供热系统采用水温为7℃冷水和50℃热水，本实用新型提供的余冷回收型辐射式供冷供热热泵系统中供冷冷水温度为18℃高温冷水，供热热水温度为35℃低温热水，大大降低能源消耗与浪费，同时辐射制冷无吹风感，满足人们生活舒适性要求。

3、本实用新型创新提出空气源热泵余冷回收用于处理新风湿度并配备整套新风处理模式，用于解决易结露问题。

附图说明

图1为本实用新型的系统原理图；

图2为图1中换热装置处的放大图；

图3为图1中辐射制热装置处的放大图；

图4为图1中新风装置处的放大图；

图5为本实用新型中冬季地板辐射采暖模式的控制流程图；

图6为本实用新型中双冷模式与新风处理模式相结合的控制流程图；

图7为本实用新型中双冷模式与新风空调模式相结合的控制流程图；

图8为本实用新型中新风处理模式的控制流程图。

附图标记说明：

1-1、第一压缩机；1-2、气液分离器；1-3、四通阀；1-4、第一换热器；1-5、第一膨胀阀；1-6、过滤器；1-7、储液器；1-8、第二换热器；1-9、第三换热器；1-10、墙体辐射板；1-11、吊顶辐射板；1-12、地板辐射板；

2-1、第二压缩机；2-2、第二膨胀阀；2-3、新风再热装置；2-4、新风除湿装置；2-5、新风预冷装置；2-6、湿膜加湿装置；2-7、送风装置；

1、1号电磁阀；2、2号电磁阀；3、3号电磁阀；4、4号电磁阀；5、5号电磁阀；6、6号电磁阀；7、7号电磁阀；8、8号电磁阀；9、9号电磁阀；10、10号电磁阀；11、11号电磁阀；12、12号电磁阀；13、13号电磁阀；14、14号电磁阀；15、15号电磁阀；16、16号电磁阀；17、17号电磁阀；18、18号电磁阀；19、19号电磁阀；20、20号电磁阀。

具体实施方式

为使本实用新型要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

如图1-图4所示，本实用新型提供一种余冷回收型辐射式供冷供热热泵系统，包括换热装置、辐射制热装置和新风装置，所述换热装置包括第一压缩机1-1、气液分离器1-2、四通阀1-3、第一换热器1-4、第一膨胀阀1-5、过滤器1-6、储液器1-7、第二换热器1-8和第三换热器1-9，优选的，所述第一换热器1-4选用翅片式换热器，所述第二换热器1-8选用套管式换热器，所述第三换热器1-9选用壳管式换热器。所述第一压缩机1-1的高温制冷剂出口通过四通阀1-3与第三换热器1-9的管程进口相连，所述第三换热器1-9的管程出口与储液器1-7的进口相连，所述储液器1-7的出口通过第一膨胀阀1-5和过滤器1-6连接第一换热器1-4，第一膨胀阀1-5的前后侧各设有一个过滤器1-6，所述第一换热器1-4的低温制冷剂出口依次通过四通阀1-3和气液分离器1-2与第一压缩机1-1的回流口相连；所述第二换热器1-8并联于第三换热器1-9和储液器1-7之间的管路上。所述第二换热器1-8的进、出水口分别通过供水管和回水管与供水装置相连。

所述辐射制热装置包括地板辐射板1-12、吊顶辐射板1-11和墙体辐射板1-10，所述地板辐射板1-12、吊顶辐射板1-11和墙体辐射板1-10并联于第三换热器1-9的壳程进、出水口之间。其中，所述地板辐射板1-12、吊顶辐射板1-11和墙体辐射板1-10分别通过各自的分集水器与第三换热器1-9的壳程进、出水口相连。

所述新风装置包括新风预冷装置2-5、新风除湿装置2-4、新风再热装置2-3、湿膜加湿装置2-6和送风装置2-7，所述新风预冷装置2-5的出风口依次连接有新风除湿装置2-4、新风再热装置2-3、湿膜加湿装置2-6和送风装置2-7。

所述新风装置还包括第二压缩机2-1和第二膨胀阀2-2，所述第二压缩机2-1、新风再热装置2-3、第二膨胀阀2-2和新风除湿装置2-4循环连接。

优选的，所述新风再热装置2-3选用翅片再热器，所述新风除湿装置2-4选用翅片蒸发器，所述新风预冷装置2-5选用翅片预冷器，所述湿膜加湿装置2-6选用湿膜加湿器。

本实用新型中，第三换热器1-9和储液器1-7之间的管路上设有20号电磁阀20，20号电磁阀20前侧与第二换热器1-8之间的管路上设有2号电磁阀2，20号电磁阀20后侧与第二换热器1-8之间的管路上设有1号电磁阀1。

第二换热器1-8的出口与新风预冷装置2-5的进口之间的管路上设有3号电磁阀3，新风预冷装置2-5的出口与第二换热器1-8的进口之间的管路上设有4号电磁阀4。第二换热器1-8的回水管上设有18号电磁阀18，供水管上设有19号电磁阀19。

第二压缩机2-1的出口与新风再热装置2-3的进口之间的管路上设有6号电磁阀6，6号电磁阀6的前侧与第二换热器1-8的进口之间的管路上设有5号电磁阀5。新风再热装置2-3的出口与新风除湿装置2-4的进口之间的管路上设有8号电磁阀8，8号电磁阀8的前侧与第二换热器1-8的出口之间的管路上设有7号电磁阀7。

所述湿膜加湿装置2-6的供水管上设有9号电磁阀9。

第三换热器1-9的出水管上设有10号电磁阀10，回水管上设有11号电磁阀11。10号电磁阀10的前侧与墙体辐射板1-10的进水之间的管路上设有13号电磁阀13，墙体辐射板1-10的出水与11号电磁阀11的前侧之间的管路上设有12号电磁阀12。10号电磁阀10的前侧与吊顶辐射板1-11的进水之间的管路上设有15号电磁阀15，吊顶辐射板1-11的出水与11号电磁阀11的前侧之间的管路上设有14号电磁阀14。10号电磁阀10的前侧与地板辐射板1-12的进水之间的管路上设有17号电磁阀17，地板辐射板1-12的出水与11号电磁阀11的前侧之间的管路上设有16号电磁阀16。

上述的余冷回收型辐射式供冷供热热泵系统的控制方法包括如下步骤：

(1)室外环境温度t0<10℃时，经过设定程序开启冬季地板辐射采暖模式，较为适合新造且保温性能较好的用热场所，需要用于地板辐射采暖，水温的要求在35℃左右：

(1-1)第一压缩机1-1排出的高温制冷剂经过四通阀1-3进入第三换热器1-9的管程内，与第三换热器1-9壳程内待降温的水换热后产生35℃热水，经过管道进入地板辐射板1-12供暖；

(1-2)第三换热器1-9管程内的制冷剂流经储液器1-7、第一膨胀阀1-5节流减压、过滤器1-6过滤后进入第一换热器1-4，经第一换热器1-4换热成低压低温制冷剂蒸汽，流经四通阀1-3和气液分离器1-2后返回第一压缩机1-1；

(1-3)基于步骤(1-1)和(1-2)循环制热。

上述控制过程的流程图如图5所示，供暖过程中20号电磁阀20、11号电磁阀11、10号电磁阀10、16号电磁阀16和17号电磁阀17打开，其余全部关闭。

(2)室外环境温度t0>30℃时，开启夏季吊顶辐射和墙体辐射制冷模式：

(2-1)第一压缩机1-1排出的高温制冷剂经过四通阀1-3进入第一换热器1-4换热后经第一膨胀阀1-5节流减压，然后经由过滤器1-6和储液器1-7后流入第二换热器1-8进行初级换热，再然后进入第三换热器1-9的管程内，与第三换热器1-9壳程内待降温的水换热后产生18℃高温冷水，经过管道进入吊顶辐射板1-11和墙体辐射板1-10供冷；包括如下具体步骤：

(2-1-1)室外环境温度t0>30℃、相对湿度>60％时，开启夏季吊顶辐射和墙体辐射制冷模式、以及新风处理模式，水温的要求在18℃左右。对夏季湿度相对较高的时节里，为防止吊顶辐射和墙体辐射制冷的凝露现象，利用余冷为新风进行预冷处理以及新风除湿模式联合运行模式；此种运行模式不仅节能环保，舒适度高，更重要的是解决辐射式制冷的易结露问题，为辐射式制冷的大规模发展提供有利条件。包括如下步骤：

(2-1-1-1)余冷回收过程：第一压缩机1-1排出的高温制冷剂蒸汽，经过四通阀1-3与第一换热器1-4换热后经第一膨胀阀1-5节流降压后依次流经过滤器1-6和储液器1-7，然后先与第二换热器1-8初级换热产生冷水为新风预冷装置2-5内的新风预冷；

(2-1-1-2)第二换热器1-8流出的制冷剂进入第三换热器1-9的管程内，与第三换热器1-9壳程内待降温的水换热后产生18℃高温冷水，经过管道进入吊顶辐射板1-11和墙体辐射板1-10供冷；

(2-1-1-3)新风预冷装置2-5内预冷后的新风依次经由新风除湿装置2-4除湿、新风再热装置2-3再加热、湿膜加湿装置2-6加湿后，由送风装置2-7向室内吹送新风；本步骤中还包括由冷媒循环装置提供的冷媒循环过程，所述冷媒循环装置由新风除湿装置2-4、第二压缩机2-1、新风再热装置2-3和第二膨胀阀2-2循环连接而成。

上述控制过程的流程图如图6所示，供冷过程中20号电磁阀20、5号电磁阀5、7号电磁阀7、16号电磁阀16和17号电磁阀关闭，其余全部打开。

(2-1-2)室外环境温度t0>30℃、相对湿度<40％时，开启夏季吊顶辐射和墙体辐射制冷模式、以及新风空调制冷模式，两种冷源同时制冷，包括如下步骤：

(2-1-2-1)第一压缩机1-1排出的高温制冷剂蒸汽，经过四通阀1-3与第一换热器1-4换热后经第一膨胀阀1-5节流降压后依次流经过滤器1-6和储液器1-7，然后与第三换热器1-9壳程内待降温的水换热产生18℃高温冷水，经过管道进入吊顶辐射板1-11和墙体辐射板1-10供冷；

(2-1-2-2)新风空调制冷：新风预冷装置2-5内预冷后的新风依次经由新风除湿装置2-4除湿、新风再热装置2-3再加热、湿膜加湿装置2-6加湿后，由送风装置2-7向室内吹送新风；

进入新风除湿装置2-4内的新风预先进行冷媒循环制冷：第二压缩机2-1排出的高温制冷剂蒸汽，流经第二换热器1-8换热，经由第二膨胀阀2-2节流降压后在新风除湿装置2-4内换热给新风后再流回第二压缩机2-1，如此冷媒循环制冷。

(2-2)第三换热器1-9管程内的制冷剂流经四通阀1-3和气液分离器1-2后返回第一压缩机1-1；

(2-3)基于步骤(2-1)和(2-2)循环制冷；

上述控制过程的流程图如图7所示，供冷过程中1号电磁阀1、2号电磁阀2、3号电磁阀3、4号电磁阀4、6号电磁阀6、8号电磁阀8、16号电磁阀16和17号电磁阀17关闭，其余全部打开。

(3)室外环境温度t0<30℃时，相对湿度>80％时，开启新风处理模式：

新风预冷装置2-5内预冷后的新风依次经由新风除湿装置2-4除湿、新风再热装置2-3再加热、湿膜加湿装置2-6加湿后，由送风装置2-7向室内吹送新风。本步骤中，进入新风除湿装置2-4内的新风预先进行冷媒循环制冷：第二压缩机2-1排出的高温制冷剂蒸汽，流经第二换热器1-8换热，经由第二膨胀阀2-2节流降压后在新风除湿装置2-4内换热给新风后再流回第二压缩机2-1，如此冷媒循环制冷。

上述控制过程的流程图如图8所示，供冷过程中6号电磁阀6和8号电磁阀8打开，其余全关。

以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。