[发明专利]集成式热交换系统

说明书

 

技术领域

本发明属于热泵系统技术领域，尤其是涉及一种适合建筑物使用、集成了供热和制冷的热交换系统。

 

背景技术

目前，用于民用和商用建筑的能源消耗占整个能源消耗的比重越来越大，这其中房间的制冷和热水供应是两个主要的方面。传统上，制冷和供热是两个相互独立的系统，在冬天，一方面需要消耗大量的燃油、燃气或电能制热以确保热水的供应，同时又消耗电能对冰箱或冷库制冷；而到了夏天，既要消耗电能给房间制冷，同时却仍然需为热水的供应而消耗能源，而制冷时排出的热量被白白地浪费了，同时使城市的气温进一步升高。图1所示的是一个典型的空气压缩循环系统，其工作原理如下：首先用压缩机1对制冷剂加压，使其变成高温高压的气体，高温高压的气体流经制热的热交换器（冷凝器）2时通过水冷或风冷的方式释放热量，以产生热水或为房间供热等，然后，高压低温的制冷剂经过一个可控制制冷剂流量的膨胀阀4进入到一个制冷的热交换器（蒸发器）3，制冷剂蒸发吸热，为房间制冷或为冷库、冰箱等制冷。蒸发后的制冷剂重新回到压缩机1中，以开始新的循环。在该系统中，压缩机所消耗的能源只是将热量进行转移，制冷时产生的热量被合理地用于制热，从而可大大降低整个系统的能耗。但是，此类系统的一个主要缺陷是，制冷或制热的模式无法独立运行，当系统中一个热交换器无需工作时，压缩机即停止工作，从而使整个系统停止工作。

美国专利US5495723公开了一种“可用作热水器的空调单元”（CONVERTIBLE AIR CONDITIONING UNIT USABLE AS WATER HEATER），其技术方案是在房间空调器的室外机（冷凝器）上通过一个三通阀旁通一个水冷的热交换器，以便在为房间制冷的同时供应热水，这样，当没有热水需求时，可维持房间空调器的正常工作。但是该系统中的房间空调器无需工作时，压缩机只能停止工作，从而无法继续提供热水。此外，由于在整个系统中制冷剂的流动管路不是单纯的串联结构，室外机和旁通的热交换器中始终有一个是不工作的，因此其管路内储存的制冷剂在不工作时是不参加系统的循环的，从而造成不同运行工况下参与循环的制冷剂流量的波动，进而影响系统的热交换效率。

 

发明内容

本发明的目的是为了克服现有的热泵型热交换系统所存在的制冷和制热的模式不能独立工作、以及管路内的制冷剂流量波动大从而影响系统热交换效率的问题，提供一种高能效的集成式热交换系统，其制冷和制热的各模式可独立运行。