[发明专利]三耦合复叠式空气源热泵空调

说明书

技术领域

本发明涉及空气源热泵空调，具体涉及一种三耦合复叠式空气源热泵空调。

背景技术

为了使空气源热泵空调在-20℃以下超低温环境有效运行，现有技术采用复叠式空气源热泵系统，即由前级低温热泵与后级高温热泵经冷凝蒸发器构成复叠的两级热泵系统。已有技术的复叠式热泵系统，虽然可用于在超低温环境下制热运行，但其无法实现化霜和制冷运行转换，并且在-20℃至0℃的室外低温环境下，两级热泵复叠式运行能效比低的问题突出，因此难以成为实用的空气源热泵空调产品推广使用。

发明内容

本发明的目的在于针对上述问题，提供一种可在宽温度环境下高效采暖运行，即在-20℃以下的超低温环境构成复叠式运行，在-20℃以上的低温环境转换为单级式运行，并能够实现化霜和夏季单级制冷运行转换的三耦合复叠式空气源热泵空调。

实现上述目的的技术方案是：一种三耦合复叠式空气源热泵空调，包括有由前级压缩机、四通换向阀、冷凝蒸发器、前级膨胀阀、室外换热器组成的前级低温热泵系统和由后级压缩机、冷凝器、后级膨胀阀、冷凝蒸发器组成的后级高温热泵系统及由循环水泵、风机盘管组成的空调负载系统，其所述的冷凝蒸发器为内充液体导热介质式三耦合冷凝蒸发器，其三耦合冷凝蒸发器的一次连接于前级低温热泵系统的四通换向阀与膨胀阀之间，三次连接于后级高温热泵系统的压缩机与膨胀阀之间，二次连接于配置电动阀的冷凝器的二次和空调负载系统回路。

本发明的技术方案还包括：与三耦合换热器相配置有装配循环泵的导热介质强制循环回路；其空调系统配置有由设置在前级压缩机吸气端的反馈换热器、设置于空调负载系统回路的反馈换热器和循环泵组成的反馈辅热系统，其中，设置于前级压缩机吸气端的换热器的一次与设置于空调负载系统回路的反馈换热器的二次及循环泵组成内充液体导热介质的反馈回路；其所述三耦合冷凝蒸发器的内充液体导热介质和反馈辅热系统反馈回路的内充液体导热介质为导热油或乙二醇防冻液。

本发明利用内充导热介质的三耦合冷凝蒸发器的一次与三次完成低温热泵与高温热泵的复叠，在-20℃以下的超低温环境用于采暖时，低温热泵系统与高温热泵系统构成两级热泵复叠式运行工作方式，完成-20℃以下超低温环境的高效供热采暖。当环境温度处于-20℃以上低温时，关闭后级高温热泵系统，由前级低温热泵系统通过三耦合冷凝蒸发器二次与空调负载回路构成单级热泵运行方式，用以提高在低温环境下的能效比。当需要化霜时，前级低温热泵系统的四通换向阀转向，利用负载回路经三耦合冷凝蒸发器的二次为前级热泵系统提供热源，用于室外换热器的化霜。其空调系统的夏季制冷运行与化霜运行相同，即利用四通换向阀的转向配合三耦合冷凝蒸发器二次与空调负载系统组成的制冷回路构成单热泵系统的夏季制冷运行。

本发明的三耦合冷凝蒸发器通过装配循环泵而构成导热介质强制循环回路，有利于提高冷凝蒸发器的工作效率。

本发明通过配置的反馈辅热系统，将空调负载系统的部分热量反馈给前级低温热泵系统的压缩机吸气端，可提高热泵系统冬季制热的能效比。

附图说明

附图是本三耦合复叠式空气源热泵空调结构示意图。

具体实施方式

结合附图对本发明的具体实施方式进行说明。

如附图，本三耦合复叠式空气源热泵空调包括有由前级压缩机1、四通换向阀2、冷凝蒸发器3、前级膨胀阀4、室外换热器5组成的前级低温热泵系统和由后级压缩机6、冷凝器7、后级膨胀阀8、冷凝蒸发器3组成的后级高温热泵系统及由循环水泵9、风机盘管10组成的空调负载系统，其所述的冷凝蒸发器3为内充液体导热介质式三耦合冷凝蒸发器，三耦合冷凝蒸发器的一次连接于前级低温热泵系统，三次连接于后级高温热泵系统，二次与冷凝器7的二次及负载系统相连接并通过配置的电动阀11、12组成化霜回路、单级采暖和夏季制冷回路。与三耦合冷凝蒸发器3相配置由循环泵13构成的导热介质强制循环回路，以提高三耦合冷凝蒸发器的换热效率。其空调系统配置有由设置在前级压缩机1吸气端的反馈换热器14、设置于空调负载系统回路的反馈换热器15和循环泵16组成的反馈辅热系统，其中，反馈换热器14的一次与反馈换热器15的二次及循环泵16组成内充液体导热介质的反馈辅热回路。其所述三耦合冷凝蒸发器3的内充导热介质及所述反馈辅热系统回路的内充导热介质可以是导热油或者为乙二醇防冻液。