[发明专利]用于多功能热泵和多功能空调器的热回收装置

说明书

技术领域

本发明总体涉及一种多功能热泵和一种多功能空调器，该多功能热泵和多功能空调器能够以包括除霜功能的多种操作模式进行操作。

背景技术

空调器和热泵之间的主要差别是，热泵能够提供冷却和加热两者，而空调器能够提供冷却但不提供加热。简单的车间改造能够将空调器转换成热泵，或反之亦然。

多功能热泵和多功能空调器通常构造为具有诸如压缩机、热交换器和诸如电磁阀、止回阀、四通阀、和膨胀阀的阀的部件。部件经由形成制冷剂回路的管相互连接起来。制冷剂回路可以采用不同数量的部件和路线。

在低环境温度或寒冷气候下，室外热交换器可能经受霜冻。霜冻可以形成在热交换器的表面上。霜冻的形成可能使热泵或空调器的性能下降。

回收来自空调器或热泵的冷凝器的热以提供热水是已知的。常规地是，多功能空气调节器和多功能热泵将多种操作模式结合到单个制冷剂回路系统中。

在CN101231053（A）、CN101504211（A）、CN101504212（A）、和CN201043824（Y）中公开了若干多功能热泵系统。这些公开内容教导了为了执行多种操作模式而使用多个电磁阀。对电磁阀的使用将增加制造多功能热泵单元的成本。

CN201028886（Y）和CN101231053（A）公开了一种多功能热泵系统，其中，热回收热交换器在压缩机处排放，且在其之间没有任何阀。该类型的系统将仅能够回收部分的冷凝器热，并且因此，与本发明的系统相比，需要更长的时间来提供热水。

CN101231053（A）教导降低室外冷凝器的风扇速度。虽然在冷却需求持续期间不消耗热水，但是在热回收热交换器中的热水将促使系统效率下降，甚至建议增加附加冷凝器的风扇速度，这是由于由热回收热交换器产生的热水变为系统的附加负荷。该问题能够通过如在本发明中采用的使热回收热交换器旁通来得以解决。

上述公开未教导能够执行除霜功能来克服在寒冷气候或低温条件下的室外热交换器的霜冻问题。这些公开中所公开的制冷剂回路不允许在以水加热模式的水加热和/或加热期间执行除霜功能。显然，上述系统不适合于具有低环境温度或寒冷气候的国家，在这些国家，对热水和除霜功能的要求是同等重要并且是必要的。

通过结合以能够获得简单的制冷剂回路且可以以适合于寒冷气候应用的除霜功能操作的方式来布置的制冷剂回路，本发明在水加热模式和/或加热并且水加热模式期间提供除霜功能。

发明内容

根据本发明，多功能热泵的热回收装置以多种操作模式工作，所述多个模式如下：

a）冷却

b）加热

c）水加热

d）冷却并且水加热（全部热回收）

e）冷却并且水加热（部分热回收）

f）加热并且水加热

g）除霜功能

该多功能热泵的制冷剂回路被构造成不使用电磁阀，以便为多功能热泵的制造提供简单且经济的解决方案。此外，在无电磁阀的情况下，能够实现低噪声操作。

制冷剂回路包括室外热交换器，该室外热交换器在水加热模式和加热并且水加热模式期间用作蒸发器，以除去在热交换器的表面上形成的任何霜冻。切换四通阀以允许制冷剂朝室外热交换器流动，以执行除霜功能。

带有水箱的热交换器被布置成串联地连接到空冷冷凝器，以回收废热，用于加热水。热交换器充当附加的冷凝器。该构造与常规空调器（即，无热回收系统）相比允许冷却并且水加热模式具有较高的能量效率。在冷却并且水加热模式期间，提供热水的持续时间能够通过断开与室外热交换器装配在一起的室外风扇而加快，以允许更多热被传递至水。

当需要热水时，多功能热泵将在水加热模式下被操作，其中，在该模式期间，系统不提供冷却，并且除霜功能将在室外热交换器处被执行。这通过切换系统中的两个四通阀来执行。加热模式和加热并且水加热模式两者都提供室内加热。

根据本发明，多功能空调器的热回收装置以多种操作模式工作，所述多个模式如下：

a）冷却

b）冷却并且水加热

c）水加热

d）除霜功能

带有水箱的热交换器被布置成并联地连接到空冷冷凝器，以回收废热，用于加热水。当空气冷凝器的环境温度高时，带有水箱的热交换器充当备选的冷凝器，以实现较佳的能量效率。该构造允许冷却并且水加热模式。在冷却并且水加热模式期间，由于全部的冷凝器热正被回收，所以提供热水的持续时间可以被加快。这通过断开与室外热交换器装配在一起的室外风扇来执行，以允许更多热被传递至水。