[实用新型]三耦合空气源热泵空调

说明书

技术领域

本实用新型涉及空气源热泵空调，具体涉及一种三耦合空气源热泵空调。

背景技术

为了使空气源热泵空调在-10℃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，但存在着运行整体能效比低，无法实现冬季采暖、化霜和夏季单级制冷运行转换的问题，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

本实用新型的目的在于针对上述问题，提供一种能够在-10℃以下的超低温环境高效制热运行，并且易于实现冬季制热与夏季单级制冷转换和自动化霜运行的三耦合空气源热泵空调。

实现上述目的的技术方案是：一种三耦合空气源热泵空调，它具有经管路连接前级压缩机、四通换向阀、三耦合换热器的一次端、前级膨胀阀和空气换热器组成的低温空气源热泵，经管路连接后级压缩机、冷凝器的一次端、后级膨胀阀和三耦合换热器的二次端组成的高温人工源热泵，经管路连接输出水泵、冷凝器的二次端和空调负载组成的冬季制热输出循环回路，经管路连接输出水泵、三耦合换热器的三次端和空调负载组成的夏季制冷输出循环回路，经管路连接循环水泵和三耦合换热器的三次端组成的导热介质水强制循环回路与冬季化霜回路；在所述的制热输出循环回路和制冷输出循环回路中装配有冬季制热与夏季制冷输出转换阀门。

上述三耦合换热器可以是壳管式换热器、套管式换热器或者是板式换热器、螺旋板式换热器。

上述的转换阀门可以使电动阀门或者手动阀门。

本实用新型能够在-10℃以下超低温环境高效制热运行，并且易于实现冬季采暖、化霜和夏季单级制冷运行的转换。

附图说明

附图是本三耦合空气源热泵空调结构示意图。

具体实施方式

结合附图对本实用新型的具体实施方式进行说明。

如附图，本三耦合空气源热泵空调包括有经管路连接前级压缩机1、四通换向阀2、三耦合换热器3的一次端、前级膨胀阀4和空气换热器5组成的低温空气源热泵，经管路连接后级压缩机6、冷凝器7的一次端、后级膨胀阀8和三耦合换热器3的二次端组成的高温人工源热泵，经管路连接输出水泵9、冷凝器7的二次端和空调负载10组成的冬季制热输出循环回路，经管路连接输出水泵9、三耦合换热器3的三次端和空调负载10组成的夏季制冷输出循环回路，经管路连接循环水泵11和三耦合换热器3的三次端组成的导热介质水强制循环回路与冬季化霜回路；在所述的制热输出循环回路和制冷输出循环回路中装配有冬季制热与夏季制冷输出转换阀门12、13和14。

具体实施时，三耦合换热器3可以设计成壳管式换热器、套管式换热器或者设计成板式换热器、螺旋板式换热器。转换阀门12、13和14可采用电动阀门或者手动阀门。

本实用新型的工作原理如下：

冬季采暖时，由前级压缩机1排出的热气经四通换向阀2至三耦合换热器3的一次端，将冷凝热通过三耦合换热器三次端的循环水传递给三耦合换热器的二次端，向后级压缩机6提供空气源热量，冷凝后的制冷剂液体经前级膨胀阀4节流后至空气换热器5蒸发吸收室外空气中的低温热量，再经四通换向阀2送入前级压缩机1的吸气端，构成空气源热泵的工作循环。三耦合换热器3的二次端输出的热量送入后级压缩机6，然后通过冷凝器7的一次端将高温冷凝热释放给空调负载回路，冷凝后的制冷剂液体经后级膨胀阀8节流后至三耦合换热器3的二次端，继续蒸发吸收由三耦合换热器一次端输出的热量，完成高温人工源热泵的工作循环。空调负载回路由输出水泵9经转换阀门13、冷凝器7的二次端将热量通过空调负载10释放，实现冬季采暖供热。在冬季采暖供热的过程中，由循环水泵11和三耦合换热器3的三次端构成导热介质水强制循环回路，用于提高三耦合换热器3的热交换效率。

夏季制冷时，由四通换向阀2换向后，前级压缩机1排出的压缩热经空气换热器5将冷凝热释放至室外空气中，被冷凝的制冷剂液体经前级膨胀阀4节流后至三耦合换热器3的一次端蒸发吸收三耦合换热器三次端水中热量，由循环水泵9通过转换阀门14，再经三耦合换热器3的三次和转换阀门12至空调负载10，构成制冷输出循环工作回路，实现夏季空调制冷。

本实用新型的冬季运行化霜，通过四通换向阀2的转换，由低温空气源热泵工作循环回路与由循环水泵11和三耦合换热器3的三次端组成的工作循环回路的配合完成。