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一种空气能制冷制热循环系统及其制冷制热方法与流程

2023-01-15 06:42:16 来源:中国专利 TAG:


1.本发明涉及制冷制热系统技术领域,具体是涉及一种空气能制冷制热循环系统及其制冷制热方法。


背景技术:

2.人工制冷方式主要相变制冷、气体膨胀制冷、涡流管制冷和热电制冷,每种制冷方法各有其特点。同时,人工制热方式主要有相变制热、涡流管制热和热电制热,每种制热方式也各有其特点。
3.在制冷制热过程中需要的是冷媒可循环使用的一个过程,冷媒吸热是制冷过程,冷媒向载冷剂释放热量是制热过程。
4.现有技术中也有不少制冷和制热循环的空调系统,但是,现有的这些循环系统很多还存在改进的空间,例如:1、现有的制冷制热循环系统很多都是在使用过程中不能让冷媒在封闭运行时根据不同工况实现质量流量的变化的,例如室内机的使用数量增加或减少时不能实现冷媒质量的自适应调节,从而出现不能保持高能效比的情况,亦即不够省电;2、在制热模式中,由于循环系统的室外机的冷媒空气能蒸发器是用于从室外环境中吸收热量的,自身温度较低,室外环境中的水汽会逐渐凝结在冷媒空气能蒸发器的表面并形成冰霜,而冰霜不去除的话会逐渐增厚,当其增厚到一定程度时会让制热能力下降,这不仅影响使用体验,也需要系统制热更长的时间才能达到想要的温度,耗电量因此也会加大,而且,目前的系统一般是采用逆除霜方式来进行除霜的,亦即将系统直接转换为制冷模式,从而让室外机的冷媒空气能蒸发器处于放热状态,以使冰霜吸热后融化,但这种利用逆除霜的方式会让室内机没有暖风吹出,伸至会吹出冷风,从而又会产生降低了室内温度的问题,让循环系统在北方地区等较冷的地方使用时,如果没有暖风吹出会非常影响使用体验。
5.因此,需要对现有技术进行改进。


技术实现要素:

6.针对以上现有技术所存在的问题,本发明的目的是提供一种空气能制冷制热循环系统及其制冷制热方法,其通过改进,让冷媒在封闭运行时可根据不同工况实现质量流量的变化,从而保持了高能效比,实现省电;而且,其不需要采用逆除霜的方式除霜,但又可以保证有效除霜,且在除霜过程中不会出现没有暖风吹出的情况,使用体验好。
7.为了实现上述目的,本发明的技术方案是:
8.一种空气能制冷制热循环系统,包括:
9.贮存罐、增压机、第一空气能蒸发器、第二空气能蒸发器和载冷剂换热器;
10.所述贮存罐的出口通过管道并联连接所述第一空气能蒸发器的第一端口和所述第二空气能蒸发器的第一端口,以用于输出冷媒,并由所述第一空气能蒸发器或所述第二空气能蒸发器将冷媒汽化为气态低温冷媒;
11.所述第一空气能蒸发器的第二端口和所述第二空气能蒸发器的第二端口通过管
道与所述增压机的低压进口端并联连接,以用于所述第一空气能蒸发器或所述第二空气能蒸发器在制热模式下将汽化后的气态低温冷媒输入至所述增压机增压;
12.在所述第一空气能蒸发器的第二端口的管道上与所述第二空气能蒸发器的第一端口的管道上连通有第一回流管道,以用于在制热模式下将所述第一空气能蒸发器输出的冷媒输送至所述第二空气能蒸发器;在所述第二空气能蒸发器的第二端口的管道上与所述第一空气能蒸发器的第一端口的管道上连通有第二回流管道,以用于在制热模式下将所述第一空气能蒸发器输出的冷媒输送至所述第一空气能蒸发器;
13.所述增压机的高压出口端通过管道与所述贮存罐的入口和所述载冷剂换热器的第一端口并联连接;所述贮存罐的入口用于输入冷媒;在制热模式下,冷媒经所述增压机的增压转变为气态或超临界态高压高温冷媒后可输入到所述载冷剂换热器内进行热交换;
14.所述载冷剂换热器的第二端口通过分别设置有第一膨胀阀和第二膨胀阀的管道与所述第一空气能换热器的第一端口和所述第二空气能换热器的第一端口并联连接;在所述载冷剂换热器的第二端口还设置有第十膨胀阀;在制冷模式下,所述载冷剂换热器的第二端口用于输入经所述第一空气能蒸发器降温和所述第十膨胀阀节流膨胀后的气态低温冷媒;在制热模式下,所述载冷剂换热器的第二端口可用于输出与所述载冷剂换热器换热后形成的液态高压常温冷媒至所述第一空气能蒸发器或所述第二空气能蒸发器中;
15.在所述载冷剂换热器的第一端口的管道上还并联设置有一与所述增压机的低压进口端连接的第三回流管道;在制冷模式下,经过与所述载冷剂换热器换热后的气态冷媒通过所述载冷剂换热器的第一端口输出,并通过所述第三回流管道输送至所述增压机的低压进口端由所述增压机增压;
16.在所述增压机的高压出口端还连接有一与所述第一空气能蒸发器的第二端口连接的第四回流管道;在制冷模式下,经过所述增压机增压后形成的气态或超临界态高压高温冷媒经过所述第四回流管道输入至所述第一空气能蒸发器内并降温;
17.所述载冷剂换热器设有并联设置的一台以上;
18.在该空气能制冷制热循环系统由于所需制冷或制热量降低而需减少冷媒的质量时,多余质量的冷媒通过所述贮存罐的入口回流至所述贮存罐内;
19.在制冷模式下,在该空气能制冷制热循环系统由于所需制冷量增加而需增加冷媒的质量时,所述贮存罐往所述第二空气能蒸发器输出冷媒,由所述第二空气能蒸发器汽化后的冷媒输入至所述增压机增压,以用于补充控制系统所需质量的冷媒;在制热模式下,在该空气能制冷制热循环系统由于所需制热量增加而需增加冷媒的质量时,所述贮存罐往对应的所述第一空气能蒸发器或所述第二空气能蒸发器输出冷媒,并经所对应的所述第一回流管道或所述第二回流管道输入至另一空气能蒸发器内进行汽化,汽化后的冷媒输入至所述增压机增压,以用于补充控制系统所需质量的冷媒。
20.对于以上技术方案的附加结构,还包括以下方案:
21.作为一种具体的实施例,在所述第二空气能蒸发器的第二端口的管道上还分别与一导流管道的进口端和出口端连接;在所述导流管道上设置有第三膨胀阀和第一电磁阀;在制冷模式或制热模式下,该空气能制冷制热循环系统启动时,所述载冷剂换热器内的及相应管道内所存留的冷媒经管道流至所述第二空气能蒸发器内并在汽化后经所述第三膨胀阀和所述第一电磁阀进行节流调压并输入至所述增压机的低压进口端。
22.进一步地,在所述第一空气能蒸发器的第二端口的管道和所述第二空气能蒸发器的第二端口的管道上还分别设置有用于控制冷媒流通的第二电磁阀和第三电磁阀;所述第三电磁阀位于所述导流管道进口与出口之间。
23.作为一种具体的实施例,在所述贮存罐的出口与所述第一空气能蒸发器的第一端口之间的管道上设置有第四膨胀阀;在所述贮存罐的出口与所述第二空气能蒸发器的第一端口之间的管道上设置有第五膨胀阀;在所述贮存罐的入口设置有第六膨胀阀。
24.作为一种具体的实施例,在所述第一回流管道和所述第二回流管道上分别设置有用于节流调压的第七膨胀阀和第八膨胀阀。
25.作为一种具体的实施例,在所述第三回流管道上和所述第四回流管道上分别设置有用于作为控制开关的第四电磁阀和第五电磁阀。
26.作为一种具体的实施例,在所述载冷剂换热器的第一端口设置有第九膨胀阀。
27.作为一种具体的实施例,当所述载冷剂换热器的第一端口用于输入冷媒而所述载冷剂换热器的第二端口用于输出冷媒时为制热模式;当所述载冷剂换热器的第二端口用于输入冷媒而所述载冷剂换热器的第一端口用于输出冷媒时为制冷模式。
28.本发明还提供一种空气能制冷制热方法,其采用上述的空气能制冷制热循环系统,包括如下步骤:
29.(一)制冷模式:
30.s1、启动制冷模式后,在增压机的高压出口端的压力未达到设定值时,通过所述贮存罐往所述第二空气能蒸发器输出冷媒并汽化为气态低温冷媒,再输入所述增压机,以使所述增压机的高压出口端的压力值达到并保持在设定值;当高压出口端的压力高于设定值时由所述贮存罐回收冷媒,以使所述增压机的高压出口端的压力不大于设定值;
31.s2、冷媒补充完成后,气态低温冷媒经过所述增压机增压后转变为气态或超临界态高压高温冷媒,且该气态或超临界态高压高温冷媒通过第四回流管道输入至第一空气能蒸发器的第二端口;
32.s3、由所述第一空气能蒸发器的第二端口进入所述第一空气能蒸发器的气态或超临界态高压高温冷媒通过向环境中的空气释放热量而转变为高压常温冷媒,打开第一膨胀阀和关闭第二膨胀阀,高压常温冷媒在第一空气能蒸发器的第一端口输出后进入到所述第十膨胀阀;
33.s4、高压常温冷媒进入所述第十膨胀阀后由于jt效应转换为气态低温冷媒,并由所述载冷剂换热器的第二端口进入到所述载冷剂换热器;
34.s5、气态低温冷媒进入到所述载冷剂换热器之后,与所述载冷剂换热器外表面的载冷剂进行热交换,载冷剂向冷媒释放热量实现载冷剂的降温制冷,且气态低温冷媒吸收载冷剂热量后复热升温;
35.s6、经所述载冷剂换热器排出后的气态冷媒由所述载冷剂换热器的第一端口排出,接着再经所述第三回流管道输入至所述增压机的低压进口端,并由所述增压机增压成为高压高温冷媒,高压高温冷媒再经所述第四回流管道输入至所述第一空气能蒸发器的第二端口;
36.s7、重复s3-s6步骤;
37.s8、当所述载冷剂换热器的使用数量增加时,使得所述增压机的高压出口端压力
未达设定值,打开所述第五膨胀阀,并将所述贮存罐内的冷媒输入至所述第二空气能蒸发器的第一端口,并由所述第二空气能蒸发器汽化后继续输送至所述增压机进行增压,接着经所述第四回流管道输入至所述第一空气能蒸发器;当所述增压机的高压出口端压力达到设定值时,关闭所述第五膨胀阀,则多余的冷媒回流至所述贮存罐内;
38.s9、当所述载冷剂换热器的使用数量减少时,使得所述增压机的高压出口端的压力超过设定值,多余的冷媒回流至所述贮存罐内;
39.制热模式:
40.s11、启动制热模式后,在所述增压机的高压出口端的压力未达到设定值时,通过所述贮存罐往所述第二空气能蒸发器输出冷媒并汽化为气态低温冷媒,再输入到所述增压机,以使所述增压机的高压出口端的压力值达到并保持在设定值;当高压出口端的压力高于设定值时由所述贮存罐回收冷媒,以使所述增压机的高压出口端的压力不大于设定值;
41.s12、冷媒补充完成后,打开第二电磁阀,关闭第三电磁阀,并打开第二膨胀阀、关闭第一膨胀阀以及关闭所述第二空气能蒸发器内的风机和打开所述第一空气能蒸发器内的风机;
42.s13、经过所述第二空气能蒸发器汽化后的气态低温冷媒输入所述增压机增压后转变为气态或超临界态高压高温冷媒,并经过第九膨胀阀后进入到所述载冷剂换热器的第一端口;
43.s14、进入到所述载冷剂换热器内的气态或超临界态高压高温冷媒,与所述载冷剂换热器外表面的载冷剂进行热交换,载冷剂吸收该高压高温冷媒的热量实现载冷剂的升温制热,而该高压高温冷媒释放了热量而成为液态高压常温冷媒并在所述载冷剂换热器的第二端口排出;
44.s15、经所述载冷剂换热器排出后的液态高压常温冷媒首先经过已停止运行风机的所述第二空气能蒸发器内并利用该液态高压常温冷媒的余热对所述第二空气能蒸发器除霜,接着冷媒经第二回流管道流至所述第一空气能蒸发器内,并经所述第一空气能蒸发器汽化;
45.s16、重复上述s13-s15步骤;
46.s17、切换空气能蒸发器时,关闭第二电磁阀,打开第三电磁阀,关闭第二膨胀阀,打开第一膨胀阀以及打开所述第二空气能蒸发器的风机和关闭所述第一空气能蒸发器的风机;
47.s18、经所述载冷剂换热器的第二端口排出后的液态高压常温冷媒首先经过已停止运行风机的所述第一空气能蒸发器内并利用该液态高压常温冷媒的余热对所述第一空气能蒸发器除霜,接着冷媒经所述第一回流管道流至所述第二空气能蒸发器内,并经所述第二空气能蒸发器汽化;
48.s19、汽化后的冷媒转变为气态低温冷媒,再经过所述增压机增压后转变为气态或超临界态高压高温冷媒并通过所述第九膨胀阀输入到所述载冷剂换热器内进行热交换,完成热交换的液态高压常温冷媒在所述载冷剂换热器的第二端口排出;
49.s20、重复上述s18-s19的步骤;
50.s21、当所述载冷剂换热器的使用数量增加时,使得所述增压机的高压出口端压力未达设定值,打开相对应的所述第四膨胀阀或所述第五膨胀阀,并使将所述贮存罐内的冷
媒首先经过未开启风机的空气能蒸发器,接着通过相对应的所述第一回流通道或第二回流通道输送至已开启风机的空气能蒸发器内进行汽化,汽化后输送至所述增压机,以用于补充冷媒,直至所述增压机的高压出口端的压力达到设定值时停止;当所述增压机的高压出口端压力达到设定值时,关闭相对应的所述第四膨胀阀或所述第五膨胀阀,多余的冷媒则回流至所述贮存罐;
51.s22、当所述载冷剂换热器的使用数量减少时,使得所述增压机的高压出口端的压力超过设定值,则多余的冷媒回流至所述贮存罐。
52.作为一种具体的实施例,制冷模式:
53.在s1步骤中,首先,在刚刚启动制冷模式时,第二空气能蒸发器的第二端口的压力值为小于设定值的,载冷剂换热器内的及相应管道内的冷媒往所述第二空气能蒸发器输送;当第二空气能蒸发器的第二端口的压力值达到设定值时,第一电磁阀和第三膨胀阀打开进行节流调压,使得经过所述第二空气能蒸发器汽化后的气态低温冷媒经所述第一电磁阀和所述第三膨胀阀输入到增压机补充压力并同时保持第二空气能蒸发器的第二端口的压力值;在所述增压机的高压出口端的压力未达到设定值时,则打开所述贮存罐;
54.在s2步骤中,在冷媒补充完成后,关闭所述第一电磁阀和所述第三膨胀阀;
55.制热模式:
56.在s11步骤中,首先,在刚刚启动制热模式时,第二空气能蒸发器的第二端口的压力值为小于设定值的,载冷剂换热器内的及相应管道内的冷媒往所述第二空气能蒸发器输入;当第二空气能蒸发器的第二端口的压力值达到设定值时,第一电磁阀和第三膨胀阀打开进行节流调压,使得经过所述第二空气能蒸发器汽化后的气态低温冷媒经所述第一电磁阀和所述第三膨胀阀输入到增压机补充压力并同时保持第二空气能蒸发器的第二端口的压力值;在所述增压机的高压出口端的压力未达到设定值时,则打开所述贮存罐;
57.在s12步骤中,在冷媒补充完成后,关闭所述第一电磁阀和所述第三膨胀阀。
58.本发明的有益效果为:
59.(一)本发明中的冷媒通过两台空气能蒸发器、增压机、载冷剂换热器之间的循环流动并进行气化、增压和换热等过程,可以实现冷媒的循环利用,有效降低制冷制热循环系统的运行成本。
60.(二)本发明在制冷模式下,循环系统开始时利用了第二空气能蒸发器将贮存罐输出的冷媒进行汽化,再利用增压机将冷媒增压,接着再利用第一空气能蒸发器进行降温,紧接着再通过第十膨胀阀将降温后的冷媒进行降压、绝热膨胀,提高了冷媒在制冷时的焓变值来得到更高的能效比,冷媒进入到载冷剂换热器后,从而能够通过载冷剂换热器最终实现载冷剂的制冷目的。
61.(三)本发明在制热模式下,循环系统开始时利用了第二空气能蒸发器将贮存罐输出的冷媒进行汽化,再利用增压机将冷媒增压,接着再将冷媒输入到载冷剂换热器内进行换热,而被载冷剂换热器排出的冷媒又会利用第一回流管道或第二回流管道首先进入到未开启风机的空气能蒸发器中,从而能够利用该循环回液过程中的常温冷媒的余热加快该台空气能蒸发器上的冰霜融化速度,提高除霜效率,接着冷媒再进入到另一台正常工作的空气能蒸发器中汽化,汽化完成再进入到增压机中增压,进而完成循环。所以,通过上述说明可知,本发明在使用时不需要使用逆除霜的操作进行除霜,从而不会在除霜的时候让室内
机吹出冷风,其具体是利用了两台交替使用的空气能蒸发器,在一台空气能蒸发器制热供暖的同时对另一台进行除霜,进而能够让室内温度维持在用户舒适的温度范围内,提高了用户的使用体验,而且,两台空气能蒸发器中,一台工作若干分钟后就会交替至另一台使用,从而可以让工作中的该台空气能蒸发器不会凝结出太多的冰霜,不仅方便了除霜,也保证了系统的制热效果;
62.同时,由于本发明的除霜效果好,所以也能保证系统的制热效果,避免系统需要长时间制热才能达到人们想要的温度,从而使其也在一定程度上节省了电源,保证了能效比。
63.(四)本发明在制冷或制热过程中通过增压机与贮存罐的配合,使得增压机的高压出口端的压力低于设定值时(例如载冷剂换热器的使用数量增多时),贮存罐持续输出冷媒,以进行压力的补偿,直至增压机的高压出口端的压力达到设定值时停止放出冷媒,而当增压机的高压出口端的压力高于设定值时(例如载冷剂换热器的使用数量减少时),则利用压差将多余质量的冷媒流入到贮存罐内,以降低增压机的高压出口端的压力,直至增压机的高压出口端的压力达到设定值时,贮存罐停止输入冷媒;如果增压机的高压出口端的压力一直处于设定值,则贮存罐不需要输出冷媒,也不需要输入冷媒。因此,本发明能够根据实时的使用情况来实时调整冷媒的流量,例如用于载冷剂换热器的使用数量增加或减少时的情况,实现了冷媒在封闭运行中可根据不同工况实现质量流量的变化(即增加或减少流动过程中的冷媒的数量),实现自适应调节,同时使得增压机在其高压侧压力设定值不变的状态下,基本能够保持控制系统的高能效比,实现省电的目的。
附图说明
64.图1是本发明的一种空气能制冷制热循环系统的框架原理图;
65.图2是本发明的一种空气能循环制冷方法的工艺流程图;
66.图3是本发明的一种空气能循环制热方法的工艺流程图。
67.附图标记:
68.1、贮存罐;2、增压机;3、第一空气能蒸发器;31、第一空气能蒸发器的第一端口;32、第一空气能蒸发器的第二端口;33、第一回流管道;4、第二空气能蒸发器;41、第二空气能蒸发器的第一端口;42、第二空气能蒸发器的第二端口;43、第二回流管道;5、载冷剂换热器;51、载冷剂换热器的第一端口;52、载冷剂换热器的第二端口;6、第一膨胀阀;7、第二膨胀阀;8、第三回流管道;9、第四回流管道;10、第三膨胀阀;11、第一电磁阀;12、第二电磁阀;13、第三电磁阀;14、第四膨胀阀;15、第五膨胀阀;16、第六膨胀阀;17、第七膨胀阀;18、第八膨胀阀;19、第四电磁阀;20、第五电磁阀;21、第九膨胀阀;22、第十膨胀阀;23、导流管道;24、双向电磁阀。
具体实施方式
69.下面结合附图和具体实施例对发明做进一步阐述,下述说明仅是示例性的,不限定发明的保护范围。
70.实施例一:
71.参考图1,一种空气能制冷制热循环系统,包括:贮存罐1、增压机2、第一空气能蒸发器3、第二空气能蒸发器4和载冷剂换热器5。
72.其中,该贮存罐1用于为控制系统提供冷媒,例如用于为系统提供二氧化碳冷媒,而且,下文中所述的冷媒是以采用二氧化碳冷媒为例进行举例说明的。增压机2可以用于将冷媒增压增温。在该控制系统中,第一空气能蒸发器3、第二空气能蒸发器4是作为室外机部分的,而载冷剂换热器5是作为室内机部分的。第一空气能蒸发器3和第二空气能蒸发器4均包括有风量可调节的风机、冷媒空气能蒸发器、分别安装在空气能蒸发器的两端口的两个环境空气测温探头、安装在冷媒空气能蒸发器管内的冷媒压力传感器以及分别安装在冷媒两端口处的温度传感器。载冷剂换热器5为密封结构,内部设置有热交换器、压力传感器及温度传感器,载冷剂通过热交换器的管壁传递冷热量。增压机2进出口端也设置有压力传感器。
73.二氧化碳是一种新兴的自然工质,从对环境的影响来看,除水和空气以外,是与环境最为友善的制冷和制热工质,此外,二氧化碳还具有良好的安全性和化学稳定性等。
74.贮存罐1的出口通过管道并联连接第一空气能蒸发器的第一端口31和第二空气能蒸发器的第一端口41,以用于输出冷媒,其中,贮存罐1可以将冷媒输送出至第一空气能蒸发器3或第二空气能蒸发器4。第一空气能蒸发器3和第二空气能蒸发器4可用于将贮存罐1输出的冷媒汽化为具有一定过热度的气态低温冷媒,具体的做法是,冷媒输入到第一空气能蒸发器3或第二空气能蒸发器4中,通过吸收室外环境热量后而汽化,最终成为气态低温冷媒;
75.第一空气能蒸发器的第二端口23和第二空气能蒸发器的第二端口32通过管道与增压机2的低压进口端并联连接,以用于第一空气能蒸发器3或第二空气能蒸发器4在制热模式下将汽化后的气态低温冷媒输入至增压机2增压;
76.在第一空气能蒸发器的第二端口32的管道上与第二空气能蒸发器的第一端口41的管道上连通有第一回流管道33,以用于在制热模式下将第一空气能蒸发器3输出的冷媒输送至第二空气能蒸发器4;在第二空气能蒸发器的第二端口42的管道上与第一空气能蒸发器的第一端口31的管道上连通有第二回流通道43,以用于在制热模式下将第二空气能蒸发器4输出的冷媒输送至第一空气能蒸发器3;因此,第一回流管道33和第二回流管道43的设置主要用于冷媒在两台空气能蒸发器之间进行相互流动,从而可以利用冷媒的余热来除霜的效果;
77.增压机2的高压出口端通过管道分别与贮存罐1的入口和载冷剂换热器5第一端口51并联连接;贮存罐1的入口可用于输入冷媒;在制热模式下,冷媒经增压机2的增压转变为气态或超临界态高压高温冷媒后可输入到载冷剂换热器5内进行热交换;
78.载冷剂换热器的第二端口52通过分别设置有第一膨胀阀6和第二膨胀阀7的管道与第一空气能换热器的第一端口31和第二空气能换热器的第一端口41并联连接;同时,在载冷剂换热器的第二端口52还设置有第十膨胀阀22;在制冷模式下,载冷剂换热器的第二端口52用于输入经第一空气能换热器3降温和第十膨胀阀22节流膨胀后的气态低温冷媒;在制热模式下,载冷剂换热器的第二端口52可用于输出与载冷剂换热器5换热后形成的液态高压高温冷媒至第一空气能蒸发器3或第二空气能蒸发器4中;因此,由上述说明可知,在不同模式下,载冷剂换热器5的两端口用于进出冷媒的方向不同;
79.在载冷剂换热器的第一端口51的管道上还并联设置有一与增压机2的低压进口端连接的第三回流管道8;在制冷模式下,经过与载冷剂换热器5换热后的气态冷媒通过载冷
剂换热器的第一端口51输出,并通过第三回流管道8输送至增压机2的低压进口端,再由增压机2增压;通过设置第三回流管道8可以用于将载冷剂换热器5输出的冷媒继续转送至增压机2中进行增压;
80.在增压机2的高压出口端还连接有一与第一空气能蒸发器的第二端口32连接的第四回流管道9;在制冷模式下,经过增压机2增压后形成的气态或超临界态高压高温冷媒可经过第四回流管道9输入至第一空气能蒸发器3内降温并转换成高压常温冷媒;
81.载冷剂换热器5设有一台以上,亦即载冷剂换热器5的数量可以为一台、两台、三台或四台等等,各台载冷剂换热器5之间为并联设置的,以用于人们可以随时增加或减少载冷剂换热器5的使用数量,实现制冷量或制热量的增多或减少,在本实施例中,载冷剂换热器5所设置的数量为两台以上;
82.在该空气能制冷制热循环系统由于所需制冷或制热量降低而需减少冷媒的质量时,即减少载冷剂换热器5的开启数量时,利用压差将多余质量的冷媒通过贮存罐1的入口回流至贮存罐1内;
83.在制冷模式下,在该空气能制冷制热循环系统由于所需制冷量增加而需增加冷媒的质量时,即增加载冷剂换热器5的开启数量时,贮存罐1往第二空气能蒸发器4输出冷媒,由第二空气能蒸发器4汽化后的冷媒输入至增压机2增压,以用于补充控制系统所需质量的冷媒;在制热模式下,在该空气能制冷制热循环系统由于所需制热量增加而需增加冷媒的质量时,即增加载冷剂换热器5的开启数量时,贮存罐1往对应的第一空气能蒸发器3或第二空气能蒸发器4输出冷媒,并经所对应的第一回流管道33或第二回流管道43输入至另一空气能蒸发器内进行汽化,汽化后的冷媒输入至增压机2增压,以用于补充控制系统所需质量的冷媒,例如,如果贮存罐1往第一空气能蒸发器3输出冷媒后,则冷媒会经过第一回流管道33输入至第二空气能蒸发器4内进行汽化,汽化后的冷媒输入至增压机2增压,又例如,如果贮存罐1往第二空气能蒸发器4输出冷媒后,则冷媒会经过第二回流管道43输入至第一空气能蒸发器3内进行汽化,汽化后的冷媒输入至增压机2增压,并且后续按正常的流程进行。
84.其中,在第二空气能蒸发器的第二端口42的管道上还分别与一导流管道23的进口端和出口端连接;在导流管道23上设置有第三膨胀阀10和第一电磁阀11;在制冷模式或制热模式下,该空气能制冷制热循环系统启动时,载冷剂换热器5内的及相对应管道内所存留的冷媒经管道流至第二空气能蒸发器4内并在汽化后经第三膨胀阀10和第一电磁阀11进行节流调压并输入至增压机2的低压进口端。通过以上设置可以在系统刚刚开启时利用第二空气能蒸发器4将贮存罐1输出的冷媒进行汽化,然后利用第一电磁阀11和第三膨胀阀10将冷媒输入到增压机2增压,从而能够用于在系统刚刚开启的时候清除载冷剂换热器5等地方的存留的如液态状的少量冷媒,避免液体和气体的冷媒在增压机2内混合而损坏了增压机2,延长了增压机2的使用寿命。
85.在第一空气能蒸发器的第二端口32的管道和第二空气能蒸发器的第二端口42的管道上还分别设置有用于控制冷媒流通的第二电磁阀12和第三电磁阀13;第三电磁阀13位于导流管道23进口和出口之间。
86.在贮存罐1的出口与第一空气能蒸发器的第一端口31之间的管道上设置有第四膨胀阀14;在贮存罐1的出口与第二空气能蒸发器的第一端口41之间的管道上设置有第五膨胀阀15;在贮存罐1的入口设置有第六膨胀阀16。第四膨胀阀14、第五膨胀阀15和第六膨胀
阀16可以起到膨胀、降压的效果。
87.在第一回流管道33和第二回流管道43上分别设置有用于节流调压的第七膨胀阀17和第八膨胀阀18。
88.在第三回流管道8上和第四回流管道9上分别设置有用于作为控制开关的第四电磁阀19和第五电磁阀20。
89.在载冷剂换热器的第一端口51还设置有第九膨胀阀21,其通过与第十膨胀阀22相配合,可以用于调节冷媒的流量来控制制冷或制热量,并且使载冷剂换热器5管内的载冷剂温度及压力保持在设定值。
90.在载冷剂换热器的第二端口52与第一膨胀阀6和第二膨胀阀7之间的管道上还设置有一双向电磁阀24,以方便冷媒的流动。
91.为了防止冷媒倒流而影响运转,该空气能制冷制热循环系统中还设置有多个单向阀,具体可参见图1所示的位置。
92.在使用过程中,当载冷剂换热器的第一端口51用于输入冷媒而载冷剂换热器的第二端口52用于输出冷媒时为制热模式;当载冷剂换热器的第二端口52用于输入冷媒而载冷剂换热器的第一端口51用于输出冷媒时为制冷模式。
93.对于载冷剂的使用,载冷剂换热器5上的载冷剂可以为气态载冷剂或液态载冷剂,例如:气态载冷剂为空气、氮气或氩气,液体载冷剂为水、盐水、乙二醇或丙二醇溶液。
94.本实施例中所采用的各个电磁阀为常闭型电磁阀。
95.实施例二:
96.参考图1-图3,本发明还提供有一种空气能制冷制热方法,其采用上述的的空气能制冷制热循环系统,包括如下步骤:
97.(一)制冷模式:
98.s1、启动制冷模式后,在增压机2的高压出口端的压力未达到设定值时,通过贮存罐1往第二空气能蒸发器4输出冷媒并汽化为气态低温冷媒,再输入增压机2,以使增压机2的高压出口端的压力值达到并保持在设定值;当高压出口端的压力高于设定值时由贮存罐1回收冷媒,以使增压机2的高压出口端的压力不大于设定值;具体地说,多余的冷媒是通过第六膨胀阀16的节流调压后回流至贮存罐1的;
99.s2、冷媒补充完成后,气态低温冷媒经过增压机2增压后转变为气态或超临界态高压高温冷媒,且该气态或超临界态高压高温冷媒通过第四回流管道9输入至第一空气能蒸发器的第二端口32;
100.s3、由第一空气能蒸发器的第二端口32进入第一空气能蒸发器3的气态或超临界态高压高温冷媒通过向环境中的空气释放热量而转变为高压常温冷媒,打开第一膨胀阀6和关闭第二膨胀阀7,高压常温冷媒在第一空气能蒸发器的第一端口31输出后进入到第十膨胀阀22;
101.s4、高压常温冷媒进入第十膨胀阀22后由于jt效应转换为气态低温冷媒,并由载冷剂换热器的第二端口52进入到载冷剂换热器5;
102.s5、气态低温冷媒进入到载冷剂换热器5之后,与载冷剂换热器5外表面的载冷剂进行热交换,载冷剂向冷媒释放热量实现载冷剂的降温制冷,且气态低温冷媒吸收载冷剂热量后复热升温;
103.s6、经载冷剂换热器5排出后的气态冷媒由载冷剂换热器的第一端口51排出,接着再经第三回流管道8输入至增压机2的低压进口端,并由增压机2增压成为高压高温冷媒,高压高温冷媒再经第四回流管道9输入至第一空气能蒸发器的第二端口32;
104.s7、重复s3-s6步骤,从而实现了冷媒的循环利用;
105.s8、当载冷剂换热器的5使用数量增加时,使得增压机2的高压出口端压力未达设定值,打开第五膨胀阀15,并将贮存罐1内的冷媒输入至第二空气能蒸发器的第一端口31,并由第二空气能蒸发器4汽化后通过第三电磁阀13继续输送至增压机2进行增压,接着经第四回流管道9输入至第一空气能蒸发器3;当增压机2的高压出口端压力达到设定值时,关闭第五膨胀阀15,则多余的冷媒通过第六膨胀阀16回流至贮存罐;这时的第七膨胀阀17和第八膨胀阀18均为关闭状态的;
106.s9、当载冷剂换热器5的使用数量减少时,使得增压机2的高压出口端的压力超过设定值,利用压差将多余的冷媒通过第六膨胀阀16回流至贮存罐;
107.制热模式:
108.s11、启动制热模式后,在增压机2的高压出口端的压力未达到设定值时,通过贮存罐1往第二空气能蒸发器4输出冷媒并汽化,再输入到增压机2,以使所述增压机的高压出口端的压力值达到并保持在设定值;当高压出口端的压力高于设定值时由所述贮存罐回收冷媒,以使所述增压机的高压出口端的压力不大于设定值;具体地说,多余的冷媒是通过第六膨胀阀16的节流调压后回流至贮存罐1的;当然,在往第二空气能蒸发器4输出冷媒时,也可以同时往第一空气能蒸发器3输出冷媒,但冷媒送入第一空气能蒸发器3后会通过第一回流管道33回流至第二空气能蒸发器4中;
109.s12、冷媒补充完成后,打开第二电磁阀12,关闭第三电磁阀13,并打开第二膨胀阀7、关闭第一膨胀阀6以及关闭第二空气能蒸发器4内的风机(图中未示)和打开第一空气能蒸发器3内的风机;
110.s13、经过第二空气能蒸发器汽化后的气态低温冷媒输入增压机2增压后转变为气态或超临界态高压高温冷媒,并经过第九膨胀阀21后进入到载冷剂换热器的第一端口51;
111.s14、进入到载冷剂换热器5内的气态或超临界态高压高温冷媒,与载冷剂换热器5外表面的载冷剂进行热交换,载冷剂吸收该高压高温冷媒的热量实现载冷剂的升温制热,而该高压高温冷媒释放了热量而成为液态高压常温冷媒并在载冷剂换热器的第二端口52排出;这时的第三回流管道8和第四回流管道9均处于关闭状态;
112.s15、经载冷剂换热器5排出后的液态高压常温冷媒首先经过已停止运行风机的第二空气能蒸发器4(即进入冷媒空气能蒸发器)内并利用该液态高压常温冷媒的余热对第二空气能蒸发器4除霜,接着冷媒经第二回流管道43流至第一空气能蒸发器3内,并经第一空气能蒸发器3汽化;具体地说,液态高压常温冷媒进入第二空气能蒸发器4前首先通过第二膨胀阀7,接着再进入第二空气能蒸发器4;
113.s16、重复上述s13-s15步骤,从而实现了冷媒的循环利用;
114.s17、切换空气能蒸发器时,一般空气能蒸发器在使用30分钟-60分钟左右就需要进行切换,从而避免该台空气能蒸发器凝结冰霜太多而影响到制热效果,切换时,关闭第二电磁阀12,打开第三电磁阀13,关闭第二膨胀阀7,打开第一膨胀阀6以及打开第二空气能蒸发器4的风机(图中未示)和关闭第一空气能蒸发器3的风机(图中未示);
115.s18、经载冷剂换热器的第二端口52排出后的液态高压常温冷媒首先经过已停止运行风机的第一空气能蒸发器3内并利用该液态高压常温冷媒的余热对第一空气能蒸发器3除霜,接着冷媒经第一回流管道33流至第二空气能蒸发器4内,并经第二空气能蒸发器3汽化;同样地,液态高压常温冷媒进入第一空气能蒸发器3前首先通过第一膨胀阀6,接着再进入第一空气能蒸发器3;
116.s19、汽化后的冷媒转变为气态低温冷媒,再经过增压机2增压后转变为气态或超临界态高压高温冷媒并通过第九膨胀阀21输入到载冷剂换热器5内进行热交换,完成热交换的液态高压常温冷媒在载冷剂换热器的第二端口52排出;
117.s20、重复上述s18-s19的步骤,从而实现了冷媒的循环利用;
118.s21、当载冷剂换热器5的使用数量增加时,使得增压机2的高压出口端压力未达设定值,打开相对应的第四膨胀阀19或第五膨胀阀20,并使将贮存罐1内的冷媒首先经过未开启风机的空气能蒸发器,接着通过相对应的第一回流通道33或第二回流通道43输送至已开启风机的空气能蒸发器内进行汽化,汽化后输送至增压机2,以用于补充冷媒,直至增压机2的高压出口端的压力达到设定值时停止;当增压机2的高压出口端压力达到设定值时,关闭相对应的第四膨胀阀19或第五膨胀阀20,利用压差将多余的冷媒通过第六膨胀阀16回流至贮存罐;
119.s22、当载冷剂换热器的使用数量减少时,使得增压机2的高压出口端的压力超过设定值,则多余的冷媒通过第六膨胀阀16回流至贮存罐1。
120.当然,如果需要再次切换空气能蒸发器时,则再次参照s17-s19步骤即可,其原理是一致的,这里不再作具体赘述。
121.优选的,还包括有以下步骤,
122.制冷模式:
123.在s1步骤中,首先,在刚刚启动制冷模式时,第二空气能蒸发器的第二端口42的压力值为小于设定值的,载冷剂换热器5内的及相应管道内的冷媒往第二空气能蒸发器4输送;当第二空气能蒸发器的第二端口42的压力值达到设定值时,第一电磁阀11和第三膨胀阀13打开进行节流调压,使得经过第二空气能蒸发器4汽化后的气态低温冷媒经第一电磁阀11和第三膨胀阀13输入到增压机2补充压力并同时保持第二空气能蒸发器的第二端口42的压力值;在增压机2的高压出口端的压力未达到设定值时,则打开贮存罐1;
124.在s2步骤中,在冷媒补充完成后,关闭第一电磁阀11和第三膨胀阀13;
125.制热模式:
126.在s11步骤中,首先,在刚刚启动制热模式时,第二空气能蒸发器的第二端口42的压力值为小于设定值的,载冷剂换热器5内的及相应管道内的冷媒往第二空气能蒸发器4输入;同理,冷媒也可以同时往第一空气能蒸发器3输入,然后第一空气能蒸发器3的冷媒再通过第一回流管道33回流至第二空气能蒸发器4中;当第二空气能蒸发器的第二端口42的压力值达到设定值时,第一电磁阀11和第三膨胀阀10打开进行节流调压,使得经过第二空气能蒸发器4汽化后的气态低温冷媒经第一电磁阀11和第三膨胀阀13输入到增压机2补充压力并同时保持第二空气能蒸发器的第二端口42的压力值;在增压机2的高压出口端的压力未达到设定值时,则打开贮存罐1;
127.在s12步骤中,在冷媒补充完成后,关闭第一电磁阀11和第三电磁阀13。
128.在本实施例中,增压机2的高压出口端的压力设定值可以设定在3.5mpa-18mpa之间,在检测增压机2的高压出口端的压力时使用压力传感器进行检测。
129.对于载冷剂的使用,载冷剂换热器5上的载冷剂可以为气态载冷剂或液态载冷剂,例如:气态载冷剂为空气、氮气或氩气,而液体载冷剂为水、盐水、乙二醇或丙二醇溶液。
130.本发明所实施的用于辅助技术方案实施的其它相应的技术特征,技术人员可结合现有常规技术手段进行相应的实施或在其基础上进行改进,对于其他有关方面的技术手段此处不再赘述。
131.在本说明书的描述中,若出现术语“实施例一”、“本实施例”、“具体实施”等描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明或发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例;而且,所描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何一个或多个实施例或示例中以恰当的方式结合。
132.在本说明书的描述中,如有术语“连接”、“安装”、“固定”、“设置”、“具有”等均做广义理解,例如,“连接”可以是固定连接或在不影响部件关系与技术效果的基础上通过中间组件间接进行,也可以是一体连接或部分连接,如同此例的情形对于本领域普通技术人员而言,可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
133.上述对实施例的描述是为了便于该技术领域的普通技术人员能够理解和应用,熟悉本领域技术的人员显然可轻易对这些实例做出各种修改,并把在此说明的一般原理应用到其它实施例中而不必经过创造性的劳动。因此,本案不限于以上实施例,对于以下几种情形的修改,都应该在本案的保护范围内:

以本发明技术方案为基础并结合现有公知常识所实施的新的技术方案;

采用公知技术对本发明技术方案的部分特征的等效替换,所产生的技术效果与本发明技术效果相同,例如,对于工艺中所用到常规生产设备、装置等进行等效替换;

以本发明技术方案为基础进行拓展,拓展后的技术方案的实质内容没有超出本发明技术方案之外;

利用本发明文本记载内容或说明书附图所作的等效变换,将所得技术手段应用在其它相关技术领域的方案。
再多了解一些

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