一种空气能制冷制热循环系统及其制冷制热方法与流程

技术特征：
1.一种空气能制冷制热循环系统，其特征在于，包括：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；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；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；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；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；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；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；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；所述载冷剂换热器设有并联设置的一台以上；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；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。
2.根据权利要求1所述的空气能制冷制热循环系统，其特征在于：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。3.根据权利要求2所述的空气能制冷制热循环系统，其特征在于：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。4.根据权利要求1所述的空气能制冷制热循环系统，其特征在于：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。5.根据权利要求1所述的空气能制冷制热循环系统，其特征在于：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。6.根据权利要求1所述的空气能制冷制热循环系统，其特征在于：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。7.根据权利要求1所述的空气能制冷制热循环系统，其特征在于：在所述载冷剂换热器的第一端口设置有第九膨胀阀。8.根据权利要求1所述的空气能制冷制热循环系统，其特征在于：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。9.一种空气能制冷制热方法，其特征在于，采用如权利要求1-8任一项所述的空气能制冷制热循环系统，包括如下步骤：(一)制冷模式：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；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；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；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；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；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；s7、重复s3-s6步骤；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；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；制热模式：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；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；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；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；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；s16、重复上述s13-s15步骤；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；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；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；s20、重复上述s18-s19的步骤；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；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。10.根据权利要求9所述的空气能制冷和变流量的控制方法，其特征在于：制冷模式：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；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；制热模式：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；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。

技术总结
本发明公开了一种空气能制冷制热循环系统及其制冷制热方法，该系统包括：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；在第一空气能蒸发器的第二端口的管道上与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第一空气能蒸发器输出的冷媒输送至第二空气能蒸发器；在第二空气能蒸发器的第二端口的管道上与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第一空气能蒸发器输出的冷媒输送至第一空气能蒸发器；载冷剂换热器设有并联设置的一台以上。本发明可让冷媒根据不同工况实现质量流量的变化，且其设置有两台交替使用的空气能蒸发器，使用时可有效除霜。使用时可有效除霜。使用时可有效除霜。


技术研发人员：杨凡 邹鑫 郁伟荣
受保护的技术使用者：广东颐柏流体技术有限公司
技术研发日：2022.09.30
技术公布日：2023/1/13