本发明专利技术公开了一种高低温可切换分级蒸发空调热泵热水器，包括制冷压缩机、室内水冷冷凝器（热水器）、室内风冷冷凝器（暖风器）与室内风冷蒸发器（空调器）、气液分离器等，根据不同环境温度和不同用途，通过设置各种电磁阀处于不同的开启状态，可以实现冬季运行暖风器热泵循环方式、冬季运行热水器热泵循环方式、夏季运行冷风器和热水器制冷循环方式、夏季运行冷风器制冷循环方式、春秋季运行热水器热泵循环方式之间的相互切换，为人们提供集空调、供暖、供热水于一身的环保型多功能机。本发明专利技术可广泛应用于家庭、医院、学校、科研、工业、农业、国防等所有领域，大大改善人们的生活质量，提高工作效率。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于工程热物理与能源利用学科领域，涉及一种热泵热水器，特别是一种高低温可切换分级蒸发空调热泵热水器。
技术介绍
传统的蒸汽压缩式热泵和制冷循环，均是逆朗肯(Reversed Rankine)循环。在循环流程中，蒸发器中的制冷剂在低压下蒸发，吸收较低温度热源的热量。由蒸发器流出的低压蒸汽经压缩机压缩形成高压(高温)气体，然后通过冷凝器放出热量，冷凝成高压制冷剂液体，接着，高压液体经节流阀节流、降压，成为低温低压的制冷剂气液两相流体，最后，再从低温热源吸收热量而气化，实现一个完整的制冷循环，如此循环往复，达到制冷或制热的目的。现今，绝大部分空调、热泵、冰箱和制冷机均是采用这种传统的蒸汽压缩式制冷循环形式，取得了巨大的成功。但是，实践和研究表明，这种传统的制冷循环也还有其局限性。主要是制冷循环中的冷凝温度和蒸发温度之差不能太大，否则会造成压缩机的高压与低压之间的压缩比太大，排气温度太高，排气压力过高或者吸气压力过低，以及节流损失太大等问题，以致实际制冷循环的能效比大大降低，系统的可靠性和寿命降低，严重的甚至无法正常运行。例如，当传统的蒸汽压缩式制冷循环应用于下列两种情况时，上述的缺陷就显得尤其突出其一是用于冬季低温环境下(通常指-15℃以下)向室内供暖或供热水；其二是要获取低于-60℃的低温温度。由于上述两种情况下循环的蒸发温度与冷凝温度的温差均大于80℃，这将会导致系统无法正常工作。随着人们生活水平的提高和科学技术的快速发展，这两方面的应用却越来越广泛，需求越来越迫切。如何突破传统蒸汽压缩式循环的局限，实现具有较大的冷凝温度与蒸发温度之差的低温制冷循环，以满足人们的迫切需求，并同时达到环保和节能的目的，这已成为国际上制冷与低温界的热点问题。
技术实现思路
针对上述传统的空气源热泵制冷系统所存在的缺陷或不足，本专利技术的目的在于，提供一种新型的高低温可切换分级蒸发空调热泵热水器。本专利技术在其中使用了非共沸混合制冷工质，旨在利用非共沸混合制冷工质可进行分级蒸发与分级冷凝的原理，它既具有在较高环境温度下能效比高的特点，又具有在较低环境温度下压缩机的压缩比较小、循环的冷凝与蒸发的温差较大的独特优势。因此，这种新型可切换、分级蒸发空调热泵热水器既适用于高温环境温度又适用于低温环境温度，它能较大幅度地增加循环中的冷凝温度与蒸发温度之差，同时又避免了循环中冷凝压力与蒸发压力之差过分地增大。另外，由于本专利技术采用有利于环境的替代制冷剂，可同时达到环保的目的。为了上述任务，本专利技术采用如下的技术方案一种高低温可切换分级蒸发空调热泵热水器，包括制冷压缩机，其特征在于，制冷压缩机的制冷工质为混合制冷工质；制冷压缩机的高压排气口依次连接有油气分离器、第一换向三通电磁阀、第一电磁阀、室内风冷冷凝器或者室内风冷蒸发器、第二电磁阀；室内风冷冷凝器或者室内风冷蒸发器通过第二电磁阀与换向四通电磁阀相连接，并通过该换向四通电磁阀连接有精馏气液分离器；精馏气液分离器的上部直接与热交换器的气体管道入口端相连通；精馏气液分离器的底部通过连接管依次与第一节流阀、第二换向三通电磁阀和热交换器的液体管道入口端相连通；热交换器的液体管道出口端直接与制冷压缩机的低压吸气口相连通；热交换器的气体管道出口端通过管路上的第二节流阀一方面与第二换向三通电磁阀相连接，另一方面与换向四通电磁阀相连接；第二电磁阀还通过与第七电磁阀与室内水冷冷凝器的输出端连接，室内水冷冷凝器的输入端通过第六电磁阀与第一换向三通电磁阀相连接；换向四通电磁阀的一个接口通过管路上的第三电磁阀与室外风冷蒸发器或者室外风冷冷凝器的一个端口相连接，或者通过第九电磁阀与室内水冷冷凝器的出口端相连接；室外风冷蒸发器或者室外风冷冷凝器的另一个端口通过第四电磁阀和第八电磁阀与室内水冷冷凝器的入口端相连接，或者通过第四电磁阀和第五电磁阀与热交换器的液体管道入口端相连接；热交换器的液体管道入口端还通过第十电磁阀与第一换向三通电磁阀相连接。本专利技术的高低温可切换、分级蒸发空调热泵热水器，特别设置了换向三通电磁阀和四通电磁阀切换装置，使该热泵系统在-15℃～40℃环境温度范围内都保持较好的制冷性能，成为既可冬季供暖，又可夏季空调，并可四季提供热水的环保节能产品。在本专利技术的高低温可切换、分级蒸发空调热泵热水器系统中，为了实现冬季运行暖风器循环方式、冬季运行热水器循环方式、夏季运行冷风器和热水器循环方式、夏季运行冷风器循环方式以及春秋运行热水器方式之间的相互切换，本专利技术特别设置了第一换向三通电磁阀、第二换向三通电磁阀和换向四通电磁阀；特别设置了室内风冷冷凝器(即暖风器)或者室内风冷蒸发器(即冷风器)、室外风冷蒸发器或者室外风冷冷凝器、室内水冷冷凝器(即热水器)；特别设置了对高沸点工质和低沸点工质进行分离的精馏气液分离器，特别设置了对高沸点工质节流的第一节流阀和对低沸点工质进行节流的第二节流阀；在气液分离器之后特别设置了可在-15℃～-20℃以下低温环境温度中运行的热交换器，以液化从气液分离器中分离出来的低沸点工质高压中温气体；在室内风冷冷凝器(即暖风器)或者室内风冷蒸发器(即冷风器)的两端特别设置了第一电磁阀和第二电磁阀，以实现室内风冷冷凝器(即暖风器)与室内风冷蒸发器(即冷风器)之间的功能转换；在室外风冷蒸发器或者室外风冷冷凝器的两端特别设置了第三电磁阀和第四电磁阀，以实现室外风冷蒸发器或室外风冷冷凝器之间的功能转换；此外，在室外风冷蒸发器或者室外风冷冷凝器之后还特别设置了第五电磁阀，以便将室外风冷蒸发器中蒸发制冷后的制冷工质引入热交换器中的高沸点工质液体通道内，以充分利用其所剩余的冷量，对节流前的低沸点工质气体进行预冷，从而可显著提高低沸点工质气体的节流效果和制冷压缩机的性能。本专利技术可广泛应用于家庭、学校、医院、科研、国防、工业、农业、航空航天等领域，可根据夏季或冬季不同的环境温度来选择空调或供暖运行方式，控制建筑物内的居室温度，并可一年四季为人们提供所需的热水。附图说明图1是本专利技术的总体结构示意图；图2是本专利技术的第一实施例，即冬季运行暖风器热泵循环方式结构示意图。图3是本专利技术的第二实施例冬季运行热水器热泵循环方式结构示意图。图4是本专利技术的第三实施例，即夏季运行冷风器和热水器制冷循环方式结构示意图。图5是本专利技术的第四实施例夏季运行冷风器制冷循环方式结构示意图。图6是本专利技术的第五实施例，即春秋季运行热水器热泵环方式结构示意图。具体实施例方式下面结合附图对本专利技术的循环系统结构原理和工作原理作详细说明。参见图1，本专利技术的高低温可切换、分级蒸发空调热泵热水器，包括制冷压缩机1、油气分离器2、第一换向三通电磁阀3、室内风冷冷凝器(即暖风器)或者室内风冷蒸发器(即冷风器)4、换向四通电磁阀5、精馏气液分离器6、第一节流阀7、第二换向三通电磁阀8、热交换器9、第二节流阀10、室外风冷蒸发器或者室外风冷冷凝器11、室内水冷冷凝器(即热水器)12、第一电磁阀13、第二电磁阀14、第三电磁阀15、第四电磁阀16、第五电磁阀17、第六电磁阀18、第七电磁阀19、第八电磁阀20、第九电磁阀21和第十电磁阀22所组成。制冷压缩机1的制冷工质为混合制冷工质；制冷压缩机1的高压排气端依次连接有油气分离器2、第一换向三通电磁阀3、第一电磁本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种高低温可切换分级蒸发空调热泵热水器，包括制冷压缩机（１），其特征在于，制冷压缩机（１）的制冷工质为混合制冷工质； 制冷压缩机（１）的高压排气端依次连接有油气分离器（２）、第一换向三通电磁阀（３）、第一电磁阀（１３）、室内风冷冷凝器或者室内风冷蒸发器（４）、第二电磁阀（１４）；室内风冷冷凝器或者室内风冷蒸发器（４）通过第二电磁阀（１４）一方面与换向四通电磁阀（５）相连接，并通过该换向四通电磁阀（５）连接有精馏气液分离器（６）；精馏气液分离器（６）的上部直接与热交换器（９）的气体管道入口端相连通；精馏气液分离器（６）的底部通过连接管依次与第一节流阀（７）、第二换向三通电磁阀（８）和热交换器（９）的液体管道的入口端相连通；热交换器（９）的液体管道的出口端直接与制冷压缩机（１）的低压吸气端相连通；热交换器（９）的气体管道的出口端通过管路上的第二节流阀（１０）一方面与第二换向三通电磁阀（８）相连接，另一方面与换向四通电磁阀（５）相连接； 第二电磁阀（１４）还通过第七电磁阀（１９）与室内水冷冷凝器（１２）的出口端相连接，室内水冷冷凝器（１２）的入口端通过第六电磁阀（１８）与第一换向三通电磁阀（３）相连接； 换向四通电磁阀（５）的一个接口通过管路上的第三电磁阀（１５）与室外风冷蒸发器或者室外风冷冷凝器（１１）的一个端口相连接，或者通过第九电磁阀（２１）与室内水冷冷凝器（１２）的出口端相连接； 室外风冷蒸发器或者室外风冷冷凝器（１１）的另一个端口通过第四电磁阀（１６）和第八电磁阀（２０）与室内水冷冷凝器（１２）的入口端相连接，或者通过第四电磁阀（１６）和第五电磁阀（１７）与热交换器（９）的液体管道入口端相连接； 热交换器（９）的液体管道入口端还通过第十电磁阀（２２）与第一换向三通电磁阀（３）相连接。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：陈流芳，吴裕远，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：87[中国|西安]
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