專利名稱：一種單冷式熱管熱泵空調(diào)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及空調(diào)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種節(jié)約能源型單冷式熱泵熱管空調(diào)。
背景技術(shù)：
目前用于調(diào)控環(huán)境溫度的空調(diào)系統(tǒng)主要組成為室內(nèi)熱交換機(jī)和室外熱交換機(jī)，這種空調(diào)系統(tǒng)可以通過(guò)室內(nèi)熱交換機(jī)中壓縮機(jī)的高耗能來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)冷凝劑的溫度調(diào)控，從而間接的改變室內(nèi)環(huán)境溫度，這種空調(diào)系統(tǒng)并沒(méi)有做到很好的節(jié)約能源，當(dāng)室外溫度低于室內(nèi)溫度時(shí)，因?yàn)槟撤N原因(外界灰塵濃度大、空氣污染等)不能開(kāi)啟窗戶進(jìn)行直接空氣對(duì)流降溫，這時(shí)還不得不開(kāi)啟高耗能的壓縮機(jī)進(jìn)行溫度調(diào)節(jié)，這種現(xiàn)象在高溫防塵環(huán)境(機(jī)房、電室等特殊高溫場(chǎng)合)表現(xiàn)的特別明顯，由于使用場(chǎng)合散熱設(shè)備集中、散熱量大、空間溫度高、 升溫快、防塵要求高等特性，使得在這里使用傳統(tǒng)空調(diào)很難節(jié)約能量，即使室外溫度比室內(nèi)溫度低很多時(shí)還不得不啟動(dòng)空調(diào)降溫，而且現(xiàn)在比較節(jié)能的一種引入全新風(fēng)進(jìn)行降溫的方式在國(guó)內(nèi)很多地區(qū)不適用，會(huì)將大量的室外粉塵和濕空氣帶入室內(nèi)，影響室內(nèi)設(shè)備的安全正常運(yùn)行。另外一種采用風(fēng)一風(fēng)換熱器的形式可以避免將室外粉塵和濕空氣引入室內(nèi)，但需要在設(shè)備間、機(jī)房圍墻等防護(hù)結(jié)構(gòu)上開(kāi)設(shè)較大的通風(fēng)孔洞，不僅破壞墻體的穩(wěn)定性，還有被盜的安全隱患。在室外溫度比室內(nèi)溫度低且不能進(jìn)行室內(nèi)外空氣對(duì)流的情況下，還沒(méi)有一種空調(diào)可以在這種情況下不用開(kāi)啟高耗能的壓縮機(jī)就可以進(jìn)行室內(nèi)控溫的，即使在這種情況下， 現(xiàn)有的空調(diào)系統(tǒng)還得啟動(dòng)高耗能的壓縮機(jī)特別是那些發(fā)熱量集中對(duì)灰塵度要求高的的工作場(chǎng)合對(duì)環(huán)境來(lái)控制溫度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明就是為了避免以上所述現(xiàn)有空調(diào)控溫設(shè)施的不足之處，提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、實(shí)施容易、節(jié)能減排的復(fù)合新型節(jié)能空調(diào)，不僅能使在室外溫度高于室內(nèi)溫度很多時(shí)， 即使室外溫度高達(dá)70°C 士5°C條件下依然實(shí)現(xiàn)大溫差制冷，而且在室外溫度合適的條件下還可以自動(dòng)啟用節(jié)能模式來(lái)調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度，能夠安全、可靠、穩(wěn)定、節(jié)能的自動(dòng)運(yùn)行制冷循環(huán)系統(tǒng)。本發(fā)明解決技術(shù)問(wèn)題采用如下技術(shù)方案
在傳統(tǒng)熱泵空調(diào)的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)，把熱管式空調(diào)的一些優(yōu)點(diǎn)應(yīng)用在熱泵式空調(diào)中， 使該新型空調(diào)集成熱泵空調(diào)和熱管空調(diào)各自的優(yōu)點(diǎn)，進(jìn)而來(lái)控制一些特殊條件下室內(nèi)的溫度，而又不失節(jié)能的理念?！N單冷式熱管熱泵空調(diào)，它由室內(nèi)熱交換器、室外熱交換器、氣體回路、液體回路和控制系統(tǒng)五部分構(gòu)成，它的室內(nèi)熱交換器和室外熱交換器有著相似的結(jié)構(gòu)，都是由導(dǎo)熱管、鋁箔翅片組和換熱風(fēng)扇構(gòu)成，導(dǎo)熱管上部與氣體回路相連，導(dǎo)熱管下部與液體回路相連；其特征在于它的氣體回路由熱泵壓縮機(jī)、熱管導(dǎo)氣管和氣路三通閥構(gòu)成，熱泵壓縮機(jī)與熱管導(dǎo)氣管通過(guò)氣路三通閥并聯(lián)；它的液體回路由儲(chǔ)液罐、熱泵電子節(jié)流閥、熱管電子節(jié)流閥和液路三通閥構(gòu)成，熱泵電子節(jié)流閥與熱管電子節(jié)流閥并聯(lián)，它們上端連接液路三通閥后連接儲(chǔ)液罐，下端匯合后和室內(nèi)熱交換器連接，儲(chǔ)液罐安裝在室外熱交換器的下端，以保證室外熱交換器內(nèi)冷凝制冷劑在重力作用下流入儲(chǔ)液罐；它的控制系統(tǒng)由室內(nèi)溫度傳感器、室外溫度傳感器、室內(nèi)熱交換器制冷劑液位傳感器和智能控制電路構(gòu)成，室內(nèi)溫度傳感器和室外溫度傳感器控制空調(diào)的工作模式，液位傳感器控制熱泵電子節(jié)流閥或熱管電子節(jié)流閥開(kāi)放狀態(tài)以保證室內(nèi)熱交換器始終處于滿液狀態(tài)；單冷式熱管熱泵空調(diào)在安裝時(shí)的要求是儲(chǔ)液罐要高于室內(nèi)熱交換器的上端，以保證在熱管工作狀態(tài)下，儲(chǔ)液罐內(nèi)的制冷劑可以在重力作用下流入室內(nèi)熱交換器。室內(nèi)溫度需要降低時(shí)，該空調(diào)可提供兩種降溫方式
第一種是熱管節(jié)能式制冷工作，這種模式的條件是室內(nèi)溫度比室外溫度高，開(kāi)啟該種模式后，利用中心控制系統(tǒng)控制氣路三通閥和液路三通閥使熱泵壓縮機(jī)部分和熱泵電子節(jié)流閥部分處于斷路狀態(tài)，熱管電子節(jié)流閥處于通路狀態(tài)。在室外熱交換器中的換熱風(fēng)扇和鋁箔翅片組的輔助下，氣態(tài)冷凝劑在導(dǎo)熱管支管中放出熱量變成液態(tài)冷凝劑，變成液態(tài)的冷凝劑落入室外熱交換器的導(dǎo)熱管下部主管中，然后液態(tài)冷凝劑自動(dòng)流入液體回路中的儲(chǔ)液罐中，由于各個(gè)設(shè)備高低不同，液態(tài)冷凝劑可以自動(dòng)經(jīng)過(guò)液路三通閥和熱管電子節(jié)流閥進(jìn)入到室內(nèi)熱交換器中，在室內(nèi)熱交換器上的換熱風(fēng)扇和鋁箔翅片組的輔助下，液態(tài)冷凝劑在室內(nèi)熱交換器導(dǎo)熱管支管中吸熱降低室內(nèi)溫度，吸熱后的液態(tài)冷凝劑變成氣態(tài)，在液體的不斷推動(dòng)和氣體自身膨脹的壓力下通過(guò)氣路三通閥向室外熱交換器移動(dòng)，進(jìn)入室外熱交換器導(dǎo)熱管上部主管后分散到各個(gè)導(dǎo)熱管支管，然后在各個(gè)支管中完成冷凝，這樣就完成了室內(nèi)制冷循環(huán)。第二種是熱泵式制冷工作，開(kāi)啟該種模式后，利用中心控制系統(tǒng)控制氣路三通閥和液路三通閥使熱泵壓縮機(jī)部分和熱泵電子節(jié)流閥部分進(jìn)入通路狀態(tài)，熱管電子節(jié)流閥處于斷路狀態(tài)。在室內(nèi)熱交換器上的換熱風(fēng)扇和鋁箔翅片組的輔助下，液態(tài)冷凝劑在室內(nèi)熱交換器導(dǎo)熱管支管中吸熱降低室內(nèi)溫度，吸熱后的液態(tài)冷凝劑變成氣態(tài)，通過(guò)熱泵壓縮機(jī)氣態(tài)冷凝劑變成高溫高壓狀態(tài)并向室外熱交換器輸送，高溫高壓氣態(tài)冷凝劑通過(guò)氣路三通閥和壓縮機(jī)后進(jìn)入室外熱交換器的導(dǎo)熱管上部主管，然后高溫高壓氣態(tài)冷凝劑分散到各個(gè)導(dǎo)熱管支管中，在室外熱交換器上的換熱風(fēng)機(jī)和鋁箔翅片組的輔助下散熱冷凝變成液態(tài)冷凝劑，液態(tài)冷凝劑自動(dòng)流入液體回路中的儲(chǔ)液罐中，在高壓氣體的推動(dòng)下經(jīng)過(guò)液路三通閥、 過(guò)濾干燥器和熱泵節(jié)流閥進(jìn)入室內(nèi)熱交換器中，熱泵式制冷工作循環(huán)完成。在兩種工作狀態(tài)下，室內(nèi)熱交換器中的冷凝劑液面由電子液位器檢測(cè)并把檢測(cè)到的信號(hào)傳輸給熱泵電子節(jié)流閥或者熱管電子節(jié)流閥，電子節(jié)流閥通過(guò)控制節(jié)流孔的大小來(lái)控制從儲(chǔ)液罐中流出的液態(tài)冷凝劑，從而使室內(nèi)熱交換器中的冷凝劑液位保持在導(dǎo)熱管上部主管中，這樣可以實(shí)現(xiàn)滿液工作狀態(tài)，增大液態(tài)冷凝劑的吸熱面積，提高冷凝劑的吸熱速率。中心控制系統(tǒng)的溫度檢測(cè)部分可以檢測(cè)室內(nèi)外溫度的變化，從而自動(dòng)從兩種工作系統(tǒng)中選擇所需要的工作狀態(tài)，完成全自動(dòng)控制，也可以通過(guò)人工手動(dòng)控制調(diào)節(jié)工作狀態(tài)， 以滿足用戶需要為準(zhǔn)。


圖1為空調(diào)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖2為空調(diào)系統(tǒng)室外熱交換器結(jié)構(gòu)放大圖； 圖3為空調(diào)系統(tǒng)氣體回路結(jié)構(gòu)放大圖； 圖4為空調(diào)系統(tǒng)室內(nèi)熱交換器的結(jié)構(gòu)放大圖； 圖5為空調(diào)系統(tǒng)液體回路結(jié)構(gòu)放大圖； 圖標(biāo)注釋
(10)、室外熱交換器；(11)、導(dǎo)熱管上部主管；(12)、導(dǎo)熱管下部主管；(13)、換熱風(fēng)扇；(14)、鋁箔翅片組；(15)、導(dǎo)熱管支管；(20)、氣體回路；(21)、氣路三通閥；(22)、熱管導(dǎo)氣管；(23)、熱泵壓縮機(jī)部分；(M)、熱泵壓縮機(jī)；(25)、氣液分離器；(30)、室內(nèi)熱交換器；(31)、導(dǎo)熱管上部主管；(32)、導(dǎo)熱管下部主管；(33)、換熱風(fēng)扇；(34)、鋁箔翅片組；(35)、導(dǎo)熱管支管；(36)、室內(nèi)熱交換器液面位置；(37)、電子液位器；(40)、液體回路； (41)、儲(chǔ)液罐；(42)、液路三通閥；(43)、過(guò)濾干燥器；(44)、熱泵電子節(jié)流閥；(45)、熱管電子節(jié)流閥；
一種單冷式熱管熱泵空調(diào)，它由室內(nèi)熱交換器(30)、室外熱交換器(10)、氣體回路(20)、液體回路(40)和控制系統(tǒng)五部分構(gòu)成，它的室內(nèi)熱交換器(30)和室外熱交換器 (10)有著相似的結(jié)構(gòu)，都是由導(dǎo)熱管、鋁箔翅片組和換熱風(fēng)扇構(gòu)成，導(dǎo)熱管上部與氣體回路(20)相連，導(dǎo)熱管下部與液體回路(40)相連；其特征在于它的氣體回路由熱泵壓縮機(jī) (24)、熱管導(dǎo)氣管(22)和氣路三通閥(21)構(gòu)成，熱泵壓縮機(jī)(24)與熱管導(dǎo)氣管(22)通過(guò)氣路三通閥(21)并聯(lián)；它的液體回路(40)由儲(chǔ)液罐(41)、熱泵電子節(jié)流閥(44)、熱管電子節(jié)流閥(45)和液路三通閥(42)構(gòu)成，熱泵電子節(jié)流閥(44)與熱管電子節(jié)流閥(45)并聯(lián)， 它們上端連接液路三通閥(42)后連接儲(chǔ)液罐(41)，下端匯合后和室內(nèi)熱交換器(30)連接， 儲(chǔ)液罐(41)安裝在室外熱交換器(10)的下端，以保證室外熱交換器(10)內(nèi)冷凝制冷劑在重力作用下流入儲(chǔ)液罐(41);它的控制系統(tǒng)由室內(nèi)溫度傳感器、室外溫度傳感器、室內(nèi)熱交換器制冷劑液位傳感器和智能控制電路構(gòu)成，室內(nèi)溫度傳感器和室外溫度傳感器控制空調(diào)的工作模式，液位傳感器控制熱泵電子節(jié)流閥(44)或熱管電子節(jié)流閥(45)開(kāi)放狀態(tài)以保證室內(nèi)熱交換器(30)始終處于滿液狀態(tài)；單冷式熱管熱泵空調(diào)在安裝時(shí)的要求是儲(chǔ)液罐 (41)要高于室內(nèi)熱交換器(30)的上端，以保證在熱管工作狀態(tài)下，儲(chǔ)液罐(41)內(nèi)的制冷劑可以在重力作用下流入室內(nèi)熱交換器(30)。室內(nèi)溫度需要降低時(shí)，該空調(diào)可提供兩種降溫方式
第一種是熱管節(jié)能式制冷工作，這種模式的條件是室內(nèi)溫度比室外溫度高，開(kāi)啟該種模式后，利用中心控制系統(tǒng)控制氣路三通閥(21)和液路三通閥(42)使熱泵壓縮機(jī)部分 (23)和熱泵電子節(jié)流閥(44)部分處于斷路狀態(tài)，熱管電子節(jié)流閥(45)處于通路狀態(tài)。在室外熱交換器(10)中的換熱風(fēng)扇(13)和鋁箔翅片組(14)的輔助下，氣態(tài)冷凝劑在導(dǎo)熱管支管(15)中放出熱量變成液態(tài)冷凝劑，變成液態(tài)的冷凝劑落入室外熱交換器(10)的導(dǎo)熱管下部主管(12)中，然后液態(tài)冷凝劑自動(dòng)流入液體回路(40)中的儲(chǔ)液罐(41)中，由于各個(gè)設(shè)備高低不同，液態(tài)冷凝劑可以自動(dòng)經(jīng)過(guò)液路三通閥(42)和熱管電子節(jié)流閥(45)進(jìn)入到室內(nèi)熱交換器(30)中，在室內(nèi)熱交換器(30)上的換熱風(fēng)扇(33)和鋁箔翅片組(34)的輔助下，液態(tài)冷凝劑在室內(nèi)熱交換器(30)的導(dǎo)熱管支管(35)中吸熱降低室內(nèi)溫度，吸熱后的液態(tài)冷凝劑變成氣態(tài)，在液體的不斷推動(dòng)和氣體自身膨脹的壓力下通過(guò)氣路三通閥(21)向室外熱交換器(10)移動(dòng)，進(jìn)入室外熱交換器(10)的導(dǎo)熱管上部主管(11)后分散到各個(gè)導(dǎo)熱管支管(15)，然后在各個(gè)支管中完成冷凝，這樣就完成了室內(nèi)制冷循環(huán)。
第二種是熱泵式制冷工作，開(kāi)啟該種模式后，利用中心控制系統(tǒng)控制氣路三通閥 (21)和液路三通閥使熱泵壓縮機(jī)部分(23)和熱泵電子節(jié)流閥(44)部分進(jìn)入通路狀態(tài)，熱管電子節(jié)流閥(45)處于斷路狀態(tài)。在室內(nèi)熱交換器(30)上的換熱風(fēng)扇(33)和鋁箔翅片組(34)的輔助下，液態(tài)冷凝劑在室內(nèi)熱交換器(30)的導(dǎo)熱管支管(35)中吸熱降低室內(nèi)溫度，吸熱后的液態(tài)冷凝劑變成氣態(tài)，通過(guò)壓縮機(jī)(24)氣態(tài)冷凝劑變成高溫高壓狀態(tài)并向室外熱交換器(10)輸送，高溫高壓氣態(tài)冷凝劑通過(guò)氣路三通閥(21)和熱泵壓縮機(jī)(24)后進(jìn)入室外熱交換器的導(dǎo)熱管上部主管(11 )，然后高溫高壓氣態(tài)冷凝劑分散到各個(gè)導(dǎo)熱管支管中，在室外熱交換器(10)上的換熱風(fēng)機(jī)(13)和鋁箔翅片組(14)的輔助下散熱冷凝變成液態(tài)冷凝劑，液態(tài)冷凝劑自動(dòng)流入液體回路(40)中的儲(chǔ)液罐(41)中，在高壓氣體的推動(dòng)下經(jīng)過(guò)液路三通閥(42 )、過(guò)濾干燥器(43 )和熱泵節(jié)流閥(44 )進(jìn)入室內(nèi)熱交換器(30 )中，熱泵式制冷工作循環(huán)完成。在兩種工作狀態(tài)下，室內(nèi)熱交換器(30)中的冷凝劑液面(36)由電子液位器(37) 檢測(cè)并把檢測(cè)到的信號(hào)傳輸給熱泵或者熱管電子節(jié)流閥，電子節(jié)流閥通過(guò)控制節(jié)流孔的大小來(lái)控制從儲(chǔ)液罐(41)中流出的液態(tài)冷凝劑，從而使室內(nèi)熱交換器(30)中的冷凝劑液位 (36)保持在導(dǎo)熱管上部主管(31)中，這樣可以實(shí)現(xiàn)滿液工作狀態(tài)，增大液態(tài)冷凝劑的吸熱面積，提高冷凝劑的吸熱速率。中心控制系統(tǒng)的溫度檢測(cè)部分可以檢測(cè)室內(nèi)溫度的變化，從而自動(dòng)從兩種工作系統(tǒng)中選擇所需要的工作狀態(tài)，完成全自動(dòng)控制，也可以通過(guò)人工手動(dòng)控制調(diào)節(jié)工作狀態(tài)，以滿足用戶需要為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1. 一種單冷式熱管熱泵空調(diào)，它由室內(nèi)熱交換器(30)、室外熱交換器(10)、氣體回路 (20)、液體回路(40)和控制系統(tǒng)五部分構(gòu)成，它的室內(nèi)熱交換器(30)和室外熱交換器(10) 有著相似的結(jié)構(gòu)，都是由導(dǎo)熱管、鋁箔翅片組和換熱風(fēng)扇構(gòu)成，導(dǎo)熱管上部與氣體回路(20) 相連，導(dǎo)熱管下部與液體回路(40)相連；其特征在于它的氣體回路由熱泵壓縮機(jī)(24)、熱管導(dǎo)氣管(22)和氣路三通閥(21)構(gòu)成，熱泵壓縮機(jī)(24)與熱管導(dǎo)氣管(22)通過(guò)氣路三通閥(21)并聯(lián)；它的液體回路(40)由儲(chǔ)液罐(41)、熱泵電子節(jié)流閥(44)、熱管電子節(jié)流閥 (45)和液路三通閥(42)構(gòu)成，熱泵電子節(jié)流閥(44)與熱管電子節(jié)流閥(45)并聯(lián)，它們上端連接液路三通閥(42)后連接儲(chǔ)液罐(41)，下端匯合后和室內(nèi)熱交換器(30)連接，儲(chǔ)液罐 (41)安裝在室外熱交換器(10)的下端，以保證室外熱交換器(10)內(nèi)冷凝制冷劑在重力作用下流入儲(chǔ)液罐(41);它的控制系統(tǒng)由室內(nèi)溫度傳感器、室外溫度傳感器、室內(nèi)熱交換器制冷劑液位傳感器和智能控制電路構(gòu)成，室內(nèi)溫度傳感器和室外溫度傳感器控制空調(diào)的工作模式，液位傳感器控制熱泵電子節(jié)流閥(44)或熱管電子節(jié)流閥(45)開(kāi)放狀態(tài)以保證室內(nèi)熱交換器(30)始終處于滿液狀態(tài)；單冷式熱管熱泵空調(diào)在安裝時(shí)的要求是儲(chǔ)液罐(41)要高于室內(nèi)熱交換器(30)的上端，以保證在熱管工作狀態(tài)下，儲(chǔ)液罐(41)內(nèi)的制冷劑可以在重力作用下流入室內(nèi)熱交換器(30)。
全文摘要
一種單冷式熱管熱泵空調(diào)，它可以看成熱泵空調(diào)和分體式熱管散熱器組合而成的一種節(jié)能空調(diào)。它由室內(nèi)熱交換器、室外熱交換器、氣體回路、液體回路和控制系統(tǒng)五部分構(gòu)成。氣體回路由熱泵壓縮機(jī)、熱管導(dǎo)氣管和氣路三通閥構(gòu)成，熱泵壓縮機(jī)與熱管導(dǎo)氣管通過(guò)氣路三通閥并聯(lián)。液體回路由儲(chǔ)液罐、熱泵電子節(jié)流閥、熱管電子節(jié)流閥和氣路三通閥構(gòu)成，熱泵電子節(jié)流閥與熱管電子節(jié)流閥通過(guò)氣路三通閥并聯(lián)。單冷式熱管熱泵空調(diào)具有兩種工作方式熱泵制冷工作方式和熱管制冷工作方式。
文檔編號(hào)F24F11/02GK102364256SQ20111032567
公開(kāi)日2012年2月29日 申請(qǐng)日期2011年10月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月24日
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