本发明涉及一种用于供暖和制冷,使室内保持恒温恒湿的空气-空气热泵空调机组,尤其涉及一种大、中型空气-空气热泵空调机组。 现有的空气-空气热泵空调机组主要是由压缩机、室内、外热交换器、转向阀和其他的一些阀件组合而成,如图1所示,其中转向阀是实现供暖和制冷转换的关键部件,该转向阀采用四通电磁主阀,是热泵空调机组的专用阀,它由一个专用三通电磁导阀和四通路的专用转向阀构成,由于该阀体内高、低压两部分的气密性能要求高,因此,该阀的结构较为复杂,制造精度高,对元件的材质、加工和组装均需十分严格的要求,所以加工的难度大,质量不易控制,并且不易维修,用于大、中型热泵空调机组的大、中规格的四通电磁主阀,上述情况尤其突出。目前我国只能生产小口径的四通电磁转向阀,而国外生产的这类四通电磁主阀价格则较为昂贵。
本发明的目的在于避免上述不足之处而提供一种采用电磁主阀作为转向阀的空气-空气热泵空调机组。
本发明由如下方案来实现:它由压缩机15、室外热交换器5、室内热交换器13、转向阀及电控装置7组成,其不同之处在于转向阀由四个电磁主阀16、17、18、19组合而成,其中电磁主阀16、18的输出端相连并与压缩机15的输入端相连通,电磁主阀17、19的输入端相连并与压缩机15的输出端相连通。
上述方案中,电磁主阀16、18可共用一个电磁导阀来驱动,电磁主阀17、19也可共同一个电磁导阀来驱动。
根据上述方案,本发明的主要特征在于将四个通用的电磁主阀16、17、18、19组合成两个阀组,通过每个阀组中对应的电磁主阀地通断,可将四条通路变换成两种不同方向的气流回路,以达到热泵空调机组运行时供暖和制冷工况的转换,替代现有的四通电磁主阀。对照图2,制冷时,电磁主阀16、17关闭,18、19开通,则高压气体经由电磁主阀19进入室外热交换器5,放出热量液化后,经电磁阀3、贮液器12、电磁阀8、膨胀阀10进入室内热交换器13,吸热后经电磁主阀18回压缩机15,以此循环,供暖制热时,电磁主阀18、19关闭,16、17开通,则高压气体经由电磁主阀17进入室内热交换器13,放出热量液化后,经由电磁阀9、贮液器12、电磁阀1、膨胀阀2进入室外热交换器5,吸收外界热量后,经电磁主阀16返回压缩机15。通过上述分析可知,采用四个通用电磁主阀不仅在功能上能完全替代目前专用的四通电磁主阀,而且由于通用的电磁主阀是一种通用标准件,为一种二位二通阀,其结构简便,制作容易,且工作可靠性强,易于维修和更换,因此,使整个热泵空调机组的结构得以简化,并能提高整机的通用标准件水平,降低制作成本,有助于热泵空调机组的推广应用。实验表明,采用本发明的方案是完全有效的。
图1为现有空气-空气热泵空调机组的结构原理图,图中实线尖头表示制冷气、液回路,虚线尖头表示制热气、液回路。
图2为本发明基本方案的结构原理图。
图3为本发明一个实施例的结构原理图。
图4为本发明室、内外热交换器改进后的结构图示。
图5为图4的左视图。
图6为本发明室外热交换器改进后的结构图示。
图7为图4、6中的A放大图。
图8为本发明热交换器为全逆流式热交换时的工况曲线图示。
图9为现有热交换器的外形结构图,图中粗尖头表示外界风冷方向,细尖头表示气、液流动方向。
图10为本发明全逆流式热交换器的外形结构图,与图4的结构图示相对应。
本发明的第一个实施例如图2所示,也为本发明的基本方案,本实施例与现有热泵空调机组的主要区别在于转向阀由四个通用的电磁主阀16、17、18、19组合而成,其中通用电磁主阀16、18的输出端相连并经气、液分离器14与压缩机15的输入端相连通,通用电磁主阀17、19的输入端相连并与压缩机15的输出端相连通,此外,电磁主阀16的输入端、电磁主阀19的输出端与室外热交换器5的(供、回)气管相连,电磁主阀17的输出端、电磁主阀18的输入端与室内热交换器13的(供、回)气管相连,室外热交换器5的另一端为毛细管21,通过分液器4分二路与膨胀阀2和电磁阀3分别相连,电磁阀3经过液管与贮液器12连通,膨胀阀2通过电磁阀1经液管与贮液器12和电磁阀8相连,另外,室内热交换器13的另一端为毛细管20和分液器11,分成两路,一路通过膨胀阀10与电磁阀8连通,另一路通过电磁阀9与贮液器12相连通,本机组的所有电磁主阀、电磁阀由电控装置7控制,电磁阀通常处于常断状态。
本发明的另一个实施例如图3、4、5、6、7、8、10所示,它与上一个实施例的主要不同之处是在室、内外热交换器的二端分别增设一气管和液管,如图4、5所示,在气管22处增设与其相通的液管27,在另一头的毛细管21处增设与其相通的气管26,其中气管26、毛细管21为热交换器的气、液进口,气管22和液管27为热交换器的气、液出口,如图10所示,由此构成全逆流式热交换器(室内热交换器与室外热交换器的结构相同),这样可使其在制冷、制热两种运行工况中,都具有较大的出口温度,可改善和提高热交换器的热交换效率,其工况曲线图如图8所示,此外,采用此结构,也有助于机组运行时冷冻油从液管27及时回流至贮液器12,尤其是在低负载运行气流速度较低时仍可使冷冻油及时回流至压缩机中,采用本全逆流式热交换器的系统结构如图3所示,其电磁主阀16、17、18、19的组合方式及与压缩机15的连接方式与上一实施例相同,电磁主阀16的输出端与室外热交换器5的气管26相连,同端的毛细管21通过分液器与膨胀阀2、电磁阀1相串接,并通过液管与贮液器12相连通,室外热交换器5另一端的气管22与电磁主阀19的输入端相连,液管27通过单向阀23与贮液器12相通,此外,室内热交换器13的气管26通过气管24与电磁主阀19的输出端相连通,同端的毛细管20通过分液器11与膨胀阀10、电磁阀8串接后通向贮液器12,另一端的气管27与电磁主阀17的输入端相连,液管经单向阀25通向贮液器12,整个机组的电磁主阀、电磁阀由电控装置7控制。采用本实施例结构,整个机组具有较高的运行能效比。
另外,为提高机组在夏季高温时的制冷效率,减少压缩机的工作负荷,在室外热交换器5外还可增设一盘管31,盘管串接于室外热交换器与气、液管22、27之间,如图6所示,并在盘管侧设置一喷水装置,喷水装置由喷管30,水泵29和贮水箱32构成,室外热交换器5与液管27还通过管28直接相通。盘管31的增设也可改善机组在冬季运行时的结霜状况。