專利名稱：耦合水罐式超低溫空氣源熱泵空調的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及空氣源熱泵空調，具體涉及一種耦合水罐式超低溫空氣源熱泵空調。
背景技術：
為了使空氣源熱泵空調在-7t:以下的超低溫環境不用輔助加熱而有效運行，現有
技術采用復疊式空氣源熱泵系統，即由前級空氣源熱泵與后級人工源熱泵構成復疊的兩級 熱泵系統。這種復疊式熱泵系統由于不便實現由雙級熱泵運行向單級熱泵運行轉換，因此 無論室外環境氣溫高低、冬季制熱還是夏季制冷，均由前后兩級熱泵共同配合運行，導致空 調系統運行能效比低，而且結構復雜，系統造價高，難以成為實用的空氣源熱泵空調產品推 廣使用。
發明內容本實用新型的目的在于針對上述問題，提供一種能夠在_7°C以下的超低溫環境高 效制熱運行，且易于實現由雙級熱泵運行向單級熱泵運行轉換，并且結構簡單、造價低、易 于推廣應用的耦合水罐式超低溫空氣源熱泵空調。 實現上述目的的技術方案是一種耦合水罐式超低溫空氣源熱泵空調，它包括有 由依次連接的前級制冷壓縮機、四通換向閥、前級輸出換熱器、前級膨脹閥和空氣換熱器組 成的空氣源熱泵回路以及由依次連接的后級制冷壓縮機、后級輸出換熱器、后級膨脹閥和 后級輸入換熱器組成的人工源熱泵回路，所述后級輸出換熱器的二次端串聯空調輸出循環 水泵和空調風機盤管組成人工源熱泵空調輸出回路，在空氣源熱泵與人工源熱泵之間設有 耦合水罐，該耦合水罐與前級輸出循環水泵和前級輸出換熱器的二次端串聯構成空氣源熱 泵輸出回路，該耦合水罐又與后級輸入循環水泵和后級輸入換熱器的一次端串聯構成人工 源熱泵輸入回路，該耦合水罐還與空調輸出循環水泵和空調風機盤管串聯構成單級制熱和 單級制冷空調輸出回路，在人工源熱泵空調輸出回路中于空調輸出循環水泵與后級輸出換 熱器之間設置有人工源熱泵空調輸出回路通斷閥門，在單級制熱和單級制冷空調輸出回路 中于空調輸出循環水泵與耦合水罐之間設置有單級制熱和單級制冷空調輸出回路通斷閥 門。 本實用新型的技術方案還包括在所述前級制冷壓縮機的吸氣端連接有太陽能換 熱器，該太陽能換熱器的二次端串聯在空氣源熱泵回路中，該太陽能換熱器的一次端串聯 太陽能循環水泵、太陽能集熱器和太陽能儲熱水罐構成太陽能輔助伴熱回路。 上述的人工源熱泵空調輸出回路通斷閥門、單級制熱和單級制冷空調輸出回路通 斷閥門為電動閥門。 上述的耦合水罐和太陽能儲熱水罐為設置有保溫層的保溫水罐。 本實用新型在前級熱泵與后級熱泵之間配置了一個結構簡單、造價低廉的耦合水
罐，通過循環水耦合換熱，使空氣源熱泵空調能夠在_7°C以下超低溫環境高效制熱運行，并且易于實現由雙級熱泵運行轉換成單級熱泵制熱和制冷運行，具有運行整體能效比高的特 點，且系統結構簡單、價格低廉，便于推廣應用。 本實用新型通過在前級壓縮機的吸氣端裝配太陽能提取裝置，可進一步提高熱泵 空調的節能效果。
圖1是本耦合水罐式超低溫空氣源熱泵空調結構示意圖； 圖2是配置有太陽能提取裝置的耦合水罐式超低溫空氣源熱泵空調結構示意圖。
具體實施方式
結合附圖對本實用新型的具體實施方式
進行說明。 如附圖l，本耦合水罐式超低溫空氣源熱泵空調包括有由依次連接的前級制冷壓 縮機1、四通換向閥2、前級輸出換熱器3、前級膨脹閥4和空氣換熱器5組成的空氣源熱泵 回路以及由依次連接的后級制冷壓縮機8、后級輸出換熱器9、后級膨脹閥10和后級輸入換 熱器11組成的人工源熱泵回路，所述后級輸出換熱器9的二次端串聯空調輸出循環水泵15 和空調風機盤管16組成人工源熱泵空調輸出回路，在空氣源熱泵與人工源熱泵之間配置 有帶保溫層的耦合水罐6，耦合水罐6與前級輸出循環水泵7、前級輸出換熱器3的二次端 串聯構成空氣源熱泵輸出回路，耦合水罐6與后級輸入循環水泵12和后級輸入換熱器11 的一次端串聯構成人工源熱泵輸入回路，耦合水罐6與空調輸出循環水泵15和空調風機盤 管16串聯構成單級制熱和單級制冷空調輸出回路，在人工源熱泵空調輸出回路中于空調 輸出循環水泵15與后級輸出換熱器9的二次端之間設置有人工源熱泵空調輸出回路通斷 閥門13，在單級制熱和單級制冷空調輸出回路中于空調輸出循環水泵15與耦合水罐6之間 設置有單級制熱和單級制冷空調輸出回路通斷閥門14。 附圖1與附圖2的區別是在系統中增加了太陽能提取裝置，它是在前級制冷壓縮 機1的吸氣端連接有太陽能換熱器17，該太陽能換熱器17的二次端串聯在空氣源熱泵回路 中，該太陽能換熱器17的一次端串聯太陽能循環水泵18、太陽能集熱器19和太陽能儲熱保 溫水罐20構成太陽能輔助伴熱回路。 本實用新型在-7t:以下超低溫環境運行時，空氣源熱泵和人工源熱泵同時啟動，
兩級熱泵間熱能經耦合水罐及耦合水循環回路傳遞，由人工源熱泵空調輸出回路輸出，實 現超低溫環境下的供暖空調運行。在_7°C以上低溫環境運行時，由空氣源熱泵單獨運行提 供采暖熱水，經耦合水罐及單級制熱空調輸出回路輸出，實現單級供暖空調運行。在夏季制 冷運行時，同樣由空氣源熱泵單獨運行提供冷媒水，通過耦合水罐及單級制冷空調輸出回 路輸出，實現單級制冷空調運行。本實用新型的化霜運行由耦合水罐與空氣源熱泵回路配 合單級制熱空調輸出回路完成。
權利要求一種耦合水罐式超低溫空氣源熱泵空調，包括有由依次連接的前級制冷壓縮機(1)、四通換向閥(2)、前級輸出換熱器(3)、前級膨脹閥(4)和空氣換熱器(5)組成的空氣源熱泵回路以及由依次連接的后級制冷壓縮機(8)、后級輸出換熱器(9)、后級膨脹閥(10)和后級輸入換熱器(11)組成的人工源熱泵回路，所述后級輸出換熱器(9)的二次端串聯空調輸出循環水泵(15)和空調風機盤管(16)組成人工源熱泵空調輸出回路，其特征是在空氣源熱泵與人工源熱泵之間設有耦合水罐(6)，該耦合水罐(6)與前級輸出循環水泵(7)和前級輸出換熱器(3)的二次端串聯構成空氣源熱泵輸出回路，耦合水罐6又與后級輸入循環水泵(12)和后級輸入換熱器(11)的一次端串聯構成人工源熱泵輸入回路，耦合水罐(6)還與空調輸出循環水泵(15)和空調風機盤管(16)串聯構成單級制熱和單級制冷空調輸出回路，在人工源熱泵空調輸出回路中于空調輸出循環水泵(15)與后級輸出換熱器(9)之間設置有人工源熱泵空調輸出回路通斷閥門(13)，在單級制熱和單級制冷空調輸出回路中于空調輸出循環水泵(15)與耦合水罐(6)之間設置有單級制熱和單級制冷空調輸出回路通斷閥門(14)。
2. 根據權利要求1所述的耦合水罐式超低溫空氣源熱泵空調，其特征是在前級制冷 壓縮機(1)的吸氣端連接有太陽能換熱器(17)，該太陽能換熱器(17)的二次端串聯在空 氣源熱泵回路中，該太陽能換熱器(17)的一次端串聯太陽能循環水泵(18)、太陽能集熱器 (19)和太陽能儲熱水罐(20)構成太陽能輔助伴熱回路。
3. 根據權利要求1所述的耦合水罐式超低溫空氣源熱泵空調，其特征是所述的人工 源熱泵空調輸出回路通斷閥門(13)、單級制熱和單級制冷空調輸出回路通斷閥門(14)為 電動閥門。
4. 根據權利要求1所述的耦合水罐式超低溫空氣源熱泵空調，其特征是所述的耦合 水罐(6)為設置有保溫層的保溫水罐。
5. 根據權利要求2所述的耦合水罐式超低溫空氣源熱泵空調，其特征是所述的太陽 能儲熱水罐(20)為設置有保溫層的保溫水罐。
專利摘要一種耦合水罐式超低溫空氣源熱泵空調，它包括有空氣源熱泵和人工源熱泵以及人工源熱泵空調輸出回路，在空氣源熱泵與人工源熱泵之間設有耦合水罐，由該耦合水罐分別串聯前級輸出循環水泵和前級輸出換熱器、后級輸入循環水泵和后級輸入換熱器、空調風機盤管和空調輸出循環水泵組成空氣源熱泵輸出回路、人工源熱泵輸入回路、單級制熱和單級制冷空調輸出回路。本實用新型的空氣源熱泵與人工源熱泵同時工作，可實現在-7℃以下超低溫環境采暖運行；空氣源熱泵單級工作，可用于在-7℃以上低溫環境采暖和夏季制冷運行；通過空氣源熱泵與單級制熱空調輸出回路的配合，可進行化霜運行。具有能效比高、結構簡單、價格低廉、便于推廣應用的特點。
文檔編號F24F3/06GK201503086SQ20092010403
公開日2010年6月9日 申請日期2009年7月31日 優先權日2009年7月31日
發明者王全齡 申請人:王全齡