專利名稱:空氣源強(qiáng)熱增焓熱泵系統(tǒng)及復(fù)疊逆向?qū)α鞒崞娇諝鈸Q熱器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本實(shí)用新型涉及一種空氣源熱泵系統(tǒng)及空氣換熱器,具體地說(shuō),是涉及一 種空氣源強(qiáng)熱增焓熱泵系統(tǒng)及其使用的復(fù)疊逆向?qū)α鞒崞娇諝鈸Q熱器。
技術(shù)背景傳統(tǒng)的空氣源熱泵技術(shù)能夠以較低的能量消耗來(lái)實(shí)現(xiàn)低溫位熱能向高溫 位輸送的功能,其大量利用了自然資源和余熱資源中的熱量,有效減少了輸入 能,可很好地滿足夏季制冷、冬季供暖及熱水的需求,具有安裝使用方便、能 量利用效率高、節(jié)能、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn),目前己在世界范圍內(nèi)得到了廣泛地使用。然而,當(dāng)傳統(tǒng)的空氣源熱泵技術(shù)被應(yīng)用于北方寒冷地區(qū)的冬季制熱時(shí),隨 著室外環(huán)境溫度的降低,傳統(tǒng)的空氣源熱泵技術(shù)中使用的制冷劑的吸氣比容會(huì) 增大,從而使得熱泵機(jī)組的吸氣量隨著室外溫度的降低而迅速下降,這樣,熱 泵機(jī)組的制熱量也就會(huì)相應(yīng)地按比例下降。而且,隨著室外環(huán)境溫度的降低, 吸氣壓力會(huì)降低,壓縮機(jī)的壓縮比會(huì)增大,熱泵機(jī)組的壓力比嚴(yán)重偏離最優(yōu)值, 實(shí)際壓縮過(guò)程嚴(yán)重偏離正常壓縮過(guò)程,會(huì)導(dǎo)致熱泵機(jī)組的排氣溫度急劇上升。 且壓縮比增大還會(huì)造成壓縮機(jī)的輸氣系數(shù)、輸氣量及效率的下降,同時(shí)壓縮機(jī) 排氣溫度過(guò)高會(huì)使?jié)櫥偷恼扯燃眲∠陆?,?yán)重影響壓縮機(jī)的潤(rùn)滑。因此,壓 縮比過(guò)大使得熱泵機(jī)組無(wú)法在北方最寒冷的時(shí)候正常運(yùn)行,而壓縮機(jī)排氣溫度 過(guò)高會(huì)導(dǎo)致熱泵機(jī)組頻繁啟停,無(wú)法正常工作,可見(jiàn),傳統(tǒng)的空氣源熱泵技術(shù) 在室外環(huán)境溫度過(guò)低時(shí)會(huì)產(chǎn)生熱泵機(jī)組熱量降低及結(jié)霜的缺陷,無(wú)法在北方寒 冷地區(qū)被推廣使用。 實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種空氣源強(qiáng)熱增焓熱泵系統(tǒng)及其使用的復(fù) 疊逆向?qū)α鞒崞娇諝鈸Q熱器,該系統(tǒng)適于高寒地區(qū)使用,突破了傳統(tǒng)空氣源熱泵技術(shù)只能在零下l(TC以上的環(huán)境下才可穩(wěn)定運(yùn)行的技術(shù)瓶頸,而復(fù)疊逆向 對(duì)流翅片式空氣換熱器是使該系統(tǒng)適于高寒地區(qū)使用的主要因素之一。為了實(shí)現(xiàn)上述目的,本實(shí)用新型采用了以下技術(shù)方案一種空氣源強(qiáng)熱增焓熱泵系統(tǒng),其特征在于它包括至少一低溫渦旋噴液 壓縮機(jī)、 一油氣分離器、 一第一換熱器、至少一復(fù)疊逆向?qū)α鞒崞娇諝鈸Q熱 器、 一熱交換式儲(chǔ)液器、 一氣液分離器、 一循環(huán)泵、 一動(dòng)態(tài)除霜裝置和一第二 單向閥,其中每一該低溫渦旋噴液壓縮機(jī)的噴射口與一排氣溫度控制閥的反饋端相接,該排氣溫度控制閥的溫度探頭設(shè)置在該低溫渦旋噴液壓縮機(jī)的內(nèi) 部,該溫度探頭用于檢測(cè)排氣溫度,以使當(dāng)排氣溫度過(guò)高時(shí)將噴射信號(hào)反饋給 低溫渦旋噴液壓縮機(jī)內(nèi)部的噴射裝置而使噴射裝置向外噴射熱氣來(lái)保證該低 溫渦旋噴液壓縮機(jī)的正常工作;每一該低溫渦旋噴液壓縮機(jī)的輸出口與該油氣 分離器的進(jìn)氣口相接,該油氣分離器的出氣口與一四通換向閥的進(jìn)氣口相接, 該油氣分離器的回油口與每一該低溫渦旋噴液壓縮機(jī)的輸入口相接,該四通換 向閥的第一接口與該第一換熱器的冷媒側(cè)的第一接口相接,該第一換熱器的冷 媒側(cè)的第二接口依次經(jīng)由一第一過(guò)濾器、 一第一熱力膨脹閥、 一第一單向閥與 每一該復(fù)疊逆向?qū)α鞒崞娇諝鈸Q熱器的第一接口相接,每一該復(fù)疊逆向?qū)α?翅片式空氣換熱器的第二接口與該四通換向閥的第三接口相接,每一該復(fù)疊逆 向?qū)α鞒崞娇諝鈸Q熱器的流質(zhì)輸出口均依次經(jīng)由該循環(huán)泵、動(dòng)態(tài)除霜裝置、 第二單向閥與自身的流質(zhì)輸入口相接,該四通換向閥的第二接口與該熱交換式 儲(chǔ)液器的第一組輸入口相接,該熱交換式儲(chǔ)液器的第一組輸出口經(jīng)由該氣液分 離器與每一該低溫渦旋噴液壓縮機(jī)的輸入口相接;該第一換熱器的水循環(huán)側(cè)的 出水口、進(jìn)水口分別與供暖末端的輸入端、輸出端相接;該四通換向閥的進(jìn)氣 口經(jīng)由一杈形四通旁通管分別與一高壓壓力表、 一高壓泄壓閥、 一高壓控制器 相接;該熱交換式儲(chǔ)液器的第一組輸出口經(jīng)由一杈形四通旁通管分別與一低壓 壓力表、 一低壓泄壓閥、 一低壓控制器相接;該復(fù)疊逆向?qū)α鞒崞娇諝鈸Q熱 器包括親水鋁箔翅片、置換管層,該置換管層設(shè)有該第一、第二接口,該置換 管層一側(cè)設(shè)有至少一除霜管層,該除霜管層由除霜管道構(gòu)成,該除霜管道設(shè)有 流質(zhì)輸出口、流質(zhì)輸入口,該除霜管層的除霜管道內(nèi)高溫流質(zhì)的流動(dòng)方向與該 置換管層的管道內(nèi)低溫冷媒的流動(dòng)方向相逆,以使該除霜管層通過(guò)在其內(nèi)部流 動(dòng)的高溫流質(zhì)來(lái)對(duì)置換管層和親水鋁箔翅片進(jìn)行除霜以及向置換管層內(nèi)的低 溫冷媒傳熱。所述動(dòng)態(tài)除霜裝置包括加溫裝置、感溫控制裝置,該感溫控制裝置設(shè)有多 個(gè)溫度探頭,該溫度探頭設(shè)置在所述復(fù)疊逆向?qū)α鞒崞娇諝鈸Q熱器的置換管 層處,用于檢測(cè)置換管的溫度,所述動(dòng)態(tài)除霜裝置用于將高溫流質(zhì)輸送到所述 除霜管層中,以使除霜管層內(nèi)流動(dòng)的高溫流質(zhì)對(duì)置換管層和親水鋁箔翅片起到 除霜的作用。所述流質(zhì)為油、水或冷媒中的任一種。 所述第一換熱器為板式換熱器或套管式換熱器。 所述低溫渦旋噴液壓縮機(jī)使用的是R404A中高溫制冷劑。 所述復(fù)疊逆向?qū)α鞒崞娇諝鈸Q熱器的第一接口與所述熱交換式儲(chǔ)液器 的第二組輸入口相接,所述熱交換式儲(chǔ)液器的第二組輸出口依次經(jīng)由一第三單 向闊、 一第二過(guò)濾器、 一第二熱力膨脹闊與所述第一換熱器的冷媒惻的第二口相接;所述第一換熱器的水循環(huán)側(cè)的出水口、進(jìn)水口分別與制冷末端的輸入 端、輸出端相接。所述空氣源強(qiáng)熱增焓熱泵系統(tǒng)還包括第二換熱器,該第二換熱器的冷媒側(cè) 的第一接口與所述油氣分離器的出氣口相接,該第二換熱器的冷媒側(cè)的第二接 口與所述四通換向闊的進(jìn)氣口相接,該第二換熱器的水循環(huán)側(cè)的出水口、進(jìn)水 口分別與熱水末端的輸入端、輸出端相接。一種復(fù)疊逆向?qū)α鞒崞娇諝鈸Q熱器,它包括親水鋁箔翅片,該親水鋁箔 翅片貫穿設(shè)有置換管層,該置換管層設(shè)有第一、第二接口,其特征在于該置 換管層一側(cè)設(shè)有至少一除霜管層,該除霜管層由除霜管道構(gòu)成,該除霜管道設(shè) 有流質(zhì)輸出口、流質(zhì)輸入口,該除霜管層的除霜管道內(nèi)高溫流質(zhì)的流動(dòng)方向與 該置換管層的管道內(nèi)低溫冷媒的流動(dòng)方向相逆,以使該除霜管層通過(guò)在其內(nèi)部 流動(dòng)的高溫流質(zhì)來(lái)對(duì)置換管層和親水鋁箔翅片進(jìn)行除霜以及向置換管層內(nèi)的 低溫冷媒傳熱。本實(shí)用新型具有如下優(yōu)點(diǎn)1、 本實(shí)用新型空氣源強(qiáng)熱增焓熱泵系統(tǒng)可在冬夏季節(jié)提供熱水、制冷、 供暖、制冷+熱水、供暖+熱水五種功能。由于本實(shí)用新型設(shè)計(jì)有動(dòng)態(tài)除霜裝置、 復(fù)疊逆向?qū)α鞒崞娇諝鈸Q熱器、排氣溫度控制閥,且制冷劑使用的是中高溫 制冷劑,因此,甚至在零下25。C的超低溫環(huán)境中,本實(shí)用新型空氣源強(qiáng)熱增焓熱泵系統(tǒng)仍可穩(wěn)定、可靠地提供供暖功能,且制熱能效比高。在零下25'C的環(huán) 境下,本實(shí)用新型系統(tǒng)的能效比可達(dá)3.0以上,可產(chǎn)出6(TC以上的熱水。而且, 本實(shí)用新型空氣源強(qiáng)熱增焓熱泵系統(tǒng)以吸收空氣中的熱能為能源,有效利用了 自然空氣能源,節(jié)能環(huán)保。2、 本實(shí)用新型空氣源強(qiáng)熱增焓熱泵系統(tǒng)中的動(dòng)態(tài)除霜裝置可很好地起到 除霜作用,除霜迅速、徹底,該除霜過(guò)程對(duì)制熱效果沒(méi)有影響,此外除霜過(guò)程 中的部分熱量還可提供給供暖末端,有利于供暖的實(shí)現(xiàn),提高了系統(tǒng)的供暖效 果。3、 本實(shí)用新型空氣源強(qiáng)熱增焓熱泵系統(tǒng)可根據(jù)不同地區(qū)的水質(zhì)來(lái)選用不 同類型的換熱器。軟水質(zhì)地區(qū)可采用板式換熱器,硬水質(zhì)地區(qū)可采用套管式換 熱器,為用戶減少了很多麻煩。4、 本實(shí)用新型復(fù)疊逆向?qū)α鞒崞娇諝鈸Q熱器不僅具有換熱功能,還具 有冬季除霜功能,保證了空氣源強(qiáng)熱增焓熱泵系統(tǒng)在冬季運(yùn)行的穩(wěn)定性和高效 性。本實(shí)用新型復(fù)疊逆向?qū)α鞒崞娇諝鈸Q熱器的翅片形式與間距合理,不易 堵塞,親水鋁箔翅片可以降低其金屬性,翅片表面光滑,不易結(jié)霜,且除霜時(shí) 融化的冰水可十分迅速地流到集水盤中排走??傊?,本實(shí)用新型空氣源強(qiáng)熱增焓熱泵系統(tǒng)不僅適用于南方地區(qū)的制冷制 熱,還適用于寒冷的北方地區(qū),在超低溫環(huán)境下的制熱效果好,在零下25。C的 超低溫環(huán)境下仍可穩(wěn)定可靠運(yùn)行,制熱能效比高,節(jié)能、環(huán)保。
圖1是本實(shí)用新型空氣源強(qiáng)熱增焓熱泵系統(tǒng)的實(shí)施例示意圖; 圖2是本實(shí)用新型空氣源強(qiáng)熱增焓熱泵系統(tǒng)的使用狀態(tài)示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步描述。如圖l、圖2所示,本實(shí)用新型空氣源強(qiáng)熱增焓熱泵系統(tǒng)包括至少一低溫 渦旋噴液壓縮機(jī)10 (圖中僅示出一臺(tái)低溫渦旋噴液壓縮機(jī)10)、 一油氣分離 器30、 一第一換熱器60、至少一復(fù)疊逆向?qū)α鞒崞娇諝鈸Q熱器100 (圖中僅 示出一復(fù)疊逆向?qū)α鞒崞娇諝鈸Q熱器100)、 一熱交換式儲(chǔ)液器110、 一氣 液分離器120、 一循環(huán)泵210、 一動(dòng)態(tài)除霜裝置220和一第二單向閥230。如圖, 每一該低溫渦旋噴液壓縮機(jī)10的噴射口 13與一排氣溫度控制閥20的反饋端 相接,該排氣溫度控制閥20的溫度探頭設(shè)置在該低溫渦旋噴液壓縮機(jī)10的內(nèi) 部,該溫度探頭用于檢測(cè)排氣溫度,當(dāng)冬季的溫度達(dá)到零下10-25t:時(shí),低溫 渦旋噴液壓縮機(jī)10的排氣溫度會(huì)升高,此時(shí),溫度探頭檢測(cè)到高溫警告信號(hào), 將噴射信號(hào)通過(guò)噴射口 13反饋給低溫渦旋噴液壓縮機(jī)內(nèi)部的噴射裝置,從而 使得噴射裝置向外噴射熱氣,增加壓縮機(jī)的排氣量,使排氣溫度恢復(fù)正常,保 證該低溫渦旋噴液壓縮機(jī)IO正常工作。由于低溫渦旋噴液壓縮機(jī)IO的內(nèi)部結(jié) 構(gòu)設(shè)計(jì),噴射口 13與壓縮機(jī)10內(nèi)部的渦旋盤的中壓腔相接,而該中壓腔與吸 氣腔是隔離的,故在噴液時(shí),低溫渦旋噴液壓縮機(jī)10的這種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可以使 得冷量不損失。每一該低溫渦旋噴液壓縮機(jī)10的輸出口 11與該油氣分離器30 的進(jìn)氣口 31相接,該油氣分離器30的出氣口 32與一四通換向閥50的進(jìn)氣口 51相接,該油氣分離器30的回油口 33與每一該低溫渦旋噴液壓縮機(jī)10的輸 入口 12相接。該四通換向閥50的第一接口 52與該第一換熱器60的冷媒側(cè)的 第一接口 61相接,該第一換熱器60的冷媒側(cè)的第二接口 62依次經(jīng)由一第一 過(guò)濾器70、 一第一熱力膨脹閥80 (電子膨脹閥)、 一第一單向閥90 (可在超 低溫環(huán)境下正常工作的低泄漏率的磁性膜片式單向閥)與每一該復(fù)疊逆向?qū)α?翅片式空氣換熱器100的第一接口 101相接,每一該復(fù)疊逆向?qū)α鞒崞娇諝?換熱器100的第二接口 102與該四通換向閥50的第三接口 54相接,每一該復(fù) 疊逆向?qū)α鞒崞娇諝鈸Q熱器100的流質(zhì)輸出口 104均依次經(jīng)由該循環(huán)泵210、 動(dòng)態(tài)除霜裝置220、第二單向閥230與自身的流質(zhì)輸入口 103相接。實(shí)際中, 多個(gè)復(fù)疊逆向?qū)α鞒崞娇諝鈸Q熱器100除了可以按上述結(jié)構(gòu)進(jìn)行并聯(lián)連接外,還可以串聯(lián)連接。該四通換向閥50的第二接口 53與該熱交換式儲(chǔ)液器110 的第一組輸入口 lll相接,該熱交換式儲(chǔ)液器110的第一組輸出口 112經(jīng)由該 氣液分離器120與每一該低溫渦旋噴液壓縮機(jī)10的輸入口 12相接。該第一換 熱器60的水循環(huán)側(cè)的出水口 64、進(jìn)水口 63分別通過(guò)端子C、 D與供暖末端 400的輸入端、輸出端相接。該四通換向閥50的進(jìn)氣口 51經(jīng)由一杈形四通旁 通管分別與一高壓壓力表310、 一高壓泄壓閥320、 一高壓控制器330相接, 該熱交換式儲(chǔ)液器IIO的第一組輸出口 112經(jīng)由一杈形四通旁通管分別與一低 壓壓力表340、 一低壓泄壓閥350、 一低壓控制器360相接。如圖,該復(fù)疊逆向?qū)α鞒崞娇諝鈸Q熱器IOO包括親水鋁箔翅片,該親水 鋁箔翅片貫穿設(shè)有置換管層,該置換管層設(shè)有該第一、第二接口 101、 102 (即 第一接口與第二接口之間的管道構(gòu)成了置換管),該置換管層一側(cè)設(shè)有至少一 除霜管層(除霜管層也貫穿設(shè)于親水鋁箔翅片上),該除霜管層由除霜管道構(gòu) 成,該除霜管道設(shè)有流質(zhì)輸出口 104、流質(zhì)輸入口 103。實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí),除霜管 道與置換管間的間距以及除霜管道的形狀(例如,除霜管道的形狀可為圖中所 示的彎曲形)應(yīng)合理設(shè)置,以使除霜管層起到冬季除霜和傳熱的目的。在利用 本實(shí)用新型進(jìn)行冬季供暖時(shí),該除霜管層的除霜管道內(nèi)高溫流質(zhì)的流動(dòng)方向與 該置換管層的管道內(nèi)低溫冷媒(即制冷劑)的流動(dòng)方向相逆,以使該除霜管層 通過(guò)在其內(nèi)部流動(dòng)的高溫流質(zhì)來(lái)對(duì)置換管層和親水鋁箔翅片進(jìn)行除霜以及向 置換管層內(nèi)的低溫冷媒傳熱。實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí),動(dòng)態(tài)除霜裝置220可包括加溫裝置、感溫控制裝置,該感溫 控制裝置設(shè)有多個(gè)溫度探頭,該溫度探頭設(shè)置在復(fù)疊逆向?qū)α鞒崞娇諝鈸Q熱 器100的置換管層處,用于檢測(cè)置換管的溫度,該動(dòng)態(tài)除霜裝置220用于將高 溫流質(zhì)輸送到除霜管層中。當(dāng)使用本實(shí)用新型實(shí)施冬季供暖時(shí),除霜管層內(nèi)流 動(dòng)的高溫流質(zhì)對(duì)置換管層和親水鋁箔翅片起到除霜的作用。該動(dòng)態(tài)除霜裝置 220輸出的流質(zhì)可為高溫的油、水或冷媒中的任 一 種。為了使本實(shí)用新型可在零下25"C的超低溫環(huán)境中穩(wěn)定可靠地運(yùn)行,該低溫 渦旋噴液壓縮機(jī)10使用的是中高溫制冷劑,例如R404A,該中高溫制冷劑在 超低溫環(huán)境下仍可吸取寒冷空氣中的熱能。該中高溫制冷劑完全不含破壞臭氧 層的CFC、 HCFC,且該中高溫制冷劑只在系統(tǒng)內(nèi)部獨(dú)立封閉的管路內(nèi)循環(huán)工 作,不會(huì)外泄破壞大氣臭氧層,十分環(huán)保。上述結(jié)構(gòu)構(gòu)成的本實(shí)用新型具有在超低溫環(huán)境((TC到零下25。C)下向供 暖末端400提供高溫水的功能,其克服了傳統(tǒng)空氣源熱泵系統(tǒng)的排氣溫度過(guò)高、 結(jié)霜等的缺陷,使得高寒地區(qū)的人們?cè)诤涞亩疽部梢园残目煽康厥褂霉┡?設(shè)備。如圖l,通過(guò)增加如下裝置,本實(shí)用新型還可以提供制冷功能復(fù)疊逆向 對(duì)流翅片式空氣換熱器100的第一接口 101與熱交換式儲(chǔ)液器110的第二組輸 入口 113相接,熱交換式儲(chǔ)液器110的第二組輸出口 114依次經(jīng)由一第三單向
閥130 (可在超低溫環(huán)境下正常工作的低泄漏率的磁性膜片式單向閥)、 一第 二過(guò)濾器140、 一第二熱力膨脹閥150 (電子膨脹閥)與第一換熱器60的冷媒 側(cè)的第二接口62相接,此時(shí),第一換熱器60的水循環(huán)側(cè)的出水口 64、進(jìn)水口 63分別與制冷末端500的輸入端、輸出端相接,以向制冷末端500提供冷水,
達(dá)到制冷功能。
又如圖1,本實(shí)用新型空氣源強(qiáng)熱增烚熱泵系統(tǒng)還可包括第二換熱器40, 以使本實(shí)用新型具有提供熱水的功能,具體為該第二換熱器40的冷媒側(cè)的 第一接口 41與油氣分離器30的出氣口 32相接,該第二換熱器40的冷媒側(cè)的 第二接口 42與四通換向閥50的進(jìn)氣口 51相接,該第二換熱器40的水循環(huán)側(cè) 的出水口43、進(jìn)水口 44分別通過(guò)端子A、 B與熱水末端600的輸入端、輸出 端相接,以向熱水末端600提供熱水。
傳統(tǒng)的空氣源熱泵系統(tǒng)使用的是板式換熱器,板式換熱器對(duì)水質(zhì)的要求很 高,在制熱時(shí),容易結(jié)垢,易導(dǎo)致?lián)Q熱效率下降和熱泵機(jī)組的損壞。實(shí)際中, 在部分地區(qū),水中的Ca2、 Mg^的含量很高,水質(zhì)較硬,因此,本實(shí)用新型可 根據(jù)不同地區(qū)的水質(zhì)來(lái)選用相應(yīng)的換熱器類型。例如,在軟水質(zhì)地區(qū),第一換 熱器60、第二換熱器40可采用板式換熱器,在硬水質(zhì)地區(qū),第一換熱器60、 第二換熱器40可采用套管式換熱器。
本實(shí)用新型中使用的管道為二號(hào)電解紫銅管,且該紫銅管全部采用含銀量 不低于5%的銀基銅焊條來(lái)與相應(yīng)裝置焊接密封。
如圖2所示,本實(shí)用新型可設(shè)置在一主機(jī)殼內(nèi),構(gòu)成系統(tǒng)主機(jī)IOOO,使用 時(shí),該系統(tǒng)主機(jī)IOOO被置于室外,該主機(jī)殼上設(shè)有A、 B、 C、 D四個(gè)端子, 該A、 B端子與熱水末端600相連,該C、 D端子既可與制冷末端500 (如空 調(diào)制冷末端)相連,還可與供暖末端400 (如地板熱輻射末端)相連。
下面以圖1示出的實(shí)施例來(lái)說(shuō)明本實(shí)用新型的工作原理
如圖1,本實(shí)用新型不僅可提供熱水、制冷、供暖的功能,還可提供制冷 +熱水、供暖+熱水的功能,下面以制冷+熱水、供暖+熱水兩個(gè)功能為例進(jìn)行說(shuō) 明。
供暖+熱水功能的工作原理高溫高壓的混合有油質(zhì)的制冷劑(這里指中 高溫制冷劑,呈氣態(tài))從低溫渦旋噴液壓縮機(jī)10的輸出口 11經(jīng)由進(jìn)氣口 31
進(jìn)入油氣分離器30進(jìn)行油氣分離,從氣態(tài)制冷劑中被分離出的多余壓縮機(jī)潤(rùn) 滑油從回油口33送出,繼而經(jīng)由輸入口 12被吸入低溫渦旋噴液壓縮機(jī)10內(nèi),而被分離出的較純凈的氣態(tài)制冷劑經(jīng)由出氣口 32送入第二換熱器40的冷媒側(cè) 的第一接口 41,該高溫高壓較純凈的氣態(tài)制冷劑將自身的一部分冷凝熱量傳遞 給第二換熱器40的水循環(huán)側(cè),使與水循環(huán)側(cè)的出水口 43、進(jìn)水口 44連接的熱 水末端600 (與端子A、 B連接)的水可以獲得較高熱量,以提供給用戶作為 生活用熱水(或采暖用熱水)。從第一接口 41進(jìn)入的高溫高壓氣態(tài)制冷劑釋 放一部分冷凝熱量后,經(jīng)由第二接口42流出,然后,通過(guò)控制四通換向閥50 使得還具有一定熱量的氣態(tài)制冷劑經(jīng)由進(jìn)氣口 51、第一接口 52進(jìn)入第一換熱 器60的冷媒側(cè)的第一接口 61,從而該具有一定熱量的氣態(tài)制冷劑將自身的剩 余的一部分冷凝熱量傳遞給第一換熱器60的水循環(huán)側(cè),使與水循環(huán)側(cè)的出水 口 64、進(jìn)水口 63連接的供暖末端400 (與端子C、 D連接)的水可以獲得一 定熱度,以提供給用戶作為室內(nèi)供暖用水。從第一接口 61進(jìn)入的氣態(tài)制冷劑 釋放完另一部分冷凝熱量后,經(jīng)由第二接口62流出,然后經(jīng)由第一過(guò)濾器70、 第一熱力膨脹閥80、第一單向閥90進(jìn)入第一接口 101,經(jīng)過(guò)第一熱力膨脹閥 80的氣態(tài)制冷劑變?yōu)榈蜏氐蛪阂簯B(tài)制冷劑,該液態(tài)制冷劑進(jìn)入第一接口 101 后,經(jīng)由復(fù)疊逆向?qū)α鞒崞娇諝鈸Q熱器100的置換管從第二接口 102流出, 在置換管內(nèi),該液態(tài)制冷劑從室外空氣吸收熱量。吸收熱量后的液態(tài)制冷劑經(jīng) 由第三接口 54、第二接口 53進(jìn)入熱交換式儲(chǔ)液器110的第一組輸入口 111, 在熱交換式儲(chǔ)液器110內(nèi),液態(tài)制冷劑進(jìn)行液態(tài)油分離,然后從第一組輸出口 112輸出,然后液態(tài)制冷劑經(jīng)由氣液分離器120將其含有的氣體分離后經(jīng)由輸 入口 12流回低溫渦旋噴液壓縮機(jī)10,完成一次循環(huán)。由于本實(shí)用新型使用的 是中高溫制冷劑,即便在嚴(yán)寒的冬季(零下25°C),該種制冷劑也可以大量吸 收寒冷空氣中的熱能??梢钥闯?,前一次循環(huán)吸收的熱能可有效利用在下一次 循環(huán)中的熱量釋放中。
在冬季,由于內(nèi)部設(shè)置有本實(shí)用新型的系統(tǒng)主機(jī)1000處于室外,因此, 當(dāng)溫度降到零下時(shí),置換管便會(huì)結(jié)霜。當(dāng)置換管的溫度達(dá)到結(jié)霜程度時(shí),設(shè)置 在置換管上的溫度探頭便會(huì)將溫度信號(hào)傳遞給動(dòng)態(tài)除霜裝置220,從而開(kāi)啟循 環(huán)泵210,動(dòng)態(tài)除霜裝置220輸出高溫流質(zhì),該高溫流質(zhì)從流質(zhì)輸入口 103流 入,從流質(zhì)輸出口104流出,對(duì)置換管和親水鋁箔翅片進(jìn)行除霜,另外,由于 在除霜管內(nèi)流動(dòng)的高溫流質(zhì)的流動(dòng)方向與置換管內(nèi)流動(dòng)的低溫液態(tài)制冷劑的 流動(dòng)方向相反,因此,該高溫流質(zhì)還具有向低溫液態(tài)制冷劑傳遞熱量的作用。
另外,本實(shí)用新型在冬季工作中,當(dāng)?shù)蜏販u旋噴液壓縮機(jī)10排氣不足、 無(wú)法正常工作時(shí),排氣溫度控制閥20的溫度探頭便將警報(bào)信號(hào)經(jīng)由噴射口反 饋給低溫渦旋噴液壓縮機(jī)10內(nèi)部的噴射裝置,以使低溫渦旋噴液壓縮機(jī)10進(jìn) 行噴射,從而增大排氣量,使壓縮機(jī)IO恢復(fù)正常工作。制冷+熱水功能的工作原理高溫高壓的混合有油質(zhì)的制冷劑(這里指中 高溫制冷劑,呈氣態(tài))從低溫渦旋噴液壓縮機(jī)10的輸出口 11經(jīng)由進(jìn)氣口 31 進(jìn)入油氣分離器30進(jìn)行油氣分離,從氣態(tài)制冷劑中被分離出的多余壓縮機(jī)潤(rùn)
滑油從回油口 33送出,繼而經(jīng)由輸入口 12被吸入低溫渦旋噴液壓縮機(jī)10內(nèi), 而被分離出的較純凈的氣態(tài)制冷劑經(jīng)由出氣口 32送入第二換熱器40的冷媒側(cè) 的第一接口 41,該高溫高壓較純凈的氣態(tài)制冷劑將自身的一部分冷凝熱量傳遞 給第二換熱器40的水循環(huán)側(cè),使與水循環(huán)側(cè)的出水口 43、進(jìn)水口 44連接的熱 水末端600 (與端子A、 B連接)的水可以獲得較高熱量,以提供給用戶作為 生活用熱水。從第一接口 41進(jìn)入的高溫高壓氣態(tài)制冷劑釋放一部分冷凝熱量 后,經(jīng)由第二接口42流出,然后,通過(guò)控制四通換向閥50使得還具有一定熱 量的氣態(tài)制冷劑經(jīng)由進(jìn)氣口 51、第三接口 54進(jìn)入第二接口 102,從而在置換 管內(nèi)將自身的一部分熱量傳導(dǎo)給空氣(制冷功能一般使用在夏季,故此時(shí)動(dòng)態(tài) 除霜裝置220不進(jìn)行除霜工作),熱量傳導(dǎo)后,低溫氣態(tài)制冷劑從第一接口 101 輸出,然后經(jīng)由第二組輸入口 113進(jìn)入熱交換式儲(chǔ)液器110,在熱交換式儲(chǔ)液 器110內(nèi),氣態(tài)制冷劑進(jìn)行液態(tài)油分離和與第一組內(nèi)流動(dòng)的液體進(jìn)行熱量均衡, 然后從第二組輸出口 114輸出,依次經(jīng)由第三單向閥130、第二過(guò)濾器140、 第二熱力膨脹閥150進(jìn)入第一換熱器60的冷媒側(cè)的第二接口 62,經(jīng)過(guò)第二熱 力膨脹閥150的氣態(tài)制冷劑變?yōu)榈蜏馗邏旱囊簯B(tài)制冷劑,該液態(tài)制冷劑進(jìn)入第 一換熱器60的冷媒側(cè)的第二接口 62后,通過(guò)蒸發(fā)吸熱將第一換熱器60的水 循環(huán)側(cè)的水進(jìn)行冷卻降溫,使與水循環(huán)側(cè)的出水口 64、進(jìn)水口63連接的制冷 末端500 (與端子C、 D連接)的水可以獲得冷卻,以提供給用戶作為室內(nèi)制 冷用水。從第二接口 62進(jìn)入的液態(tài)制冷劑吸熱后,經(jīng)由第一接口61流出,然 后經(jīng)由第一接口 52、第二接口 53進(jìn)入熱交換式儲(chǔ)液器110的第一組輸入口 111, 在熱交換式儲(chǔ)液器110內(nèi),液態(tài)制冷劑進(jìn)行液態(tài)油分離和熱量均衡,然后從第 一組輸出口 112輸出,然后液態(tài)制冷劑經(jīng)由氣液分離器120將其含有的氣體分 離后經(jīng)由輸入口 12流回低溫渦旋噴液壓縮機(jī)10,完成一次循環(huán)。由于制冷功 能大都使用在夏季,故低溫渦旋噴液壓縮機(jī)IO—般不用進(jìn)行噴射排氣。 本實(shí)用新型具有如下優(yōu)點(diǎn).-
1、本實(shí)用新型空氣源強(qiáng)熱增焓熱泵系統(tǒng)可在冬夏季節(jié)提供熱水、制冷、 供曖、制冷+熱水、供暖+熱水五種功能。由于本實(shí)用新型設(shè)計(jì)有動(dòng)態(tài)除霜裝置、 復(fù)疊逆向?qū)α鞒崞娇諝鈸Q熱器、排氣溫度控制閥,且制冷劑使用的是中高溫 制冷劑,因此,甚至在零下25。C的超低溫環(huán)境中,本實(shí)用新型空氣源強(qiáng)熱增烚 熱泵系統(tǒng)仍可穩(wěn)定、可靠地提供供暖功能,且制熱能效比高。在零下25。C的環(huán) 境下,本實(shí)用新型系統(tǒng)的能效比可達(dá)3.0以上,可產(chǎn)出60。C以上的熱水。而且,本實(shí)用新型空氣源強(qiáng)熱增焓熱泵系統(tǒng)以吸收空氣中的熱能為能源,有效利用了 自然空氣能源,節(jié)能環(huán)保。
2、 本實(shí)用新型空氣源強(qiáng)熱增焓熱泵系統(tǒng)中的動(dòng)態(tài)除霜裝置可很好地起到 除霜作用,除霜迅速、徹底,該除霜過(guò)程對(duì)制熱效果沒(méi)有影響,此外除霜過(guò)程 中的部分熱量還可提供給供暖末端,有利于供暖的實(shí)現(xiàn),提高了系統(tǒng)的供暖效 果。
3、 本實(shí)用新型空氣源強(qiáng)熱增焓熱泵系統(tǒng)可根據(jù)不同地區(qū)的水質(zhì)來(lái)選用不 同類型的換熱器。軟水質(zhì)地區(qū)可采用板式換熱器,硬水質(zhì)地區(qū)可采用套管式換 熱器,為用戶減少了很多麻煩。
4、 本實(shí)用新型復(fù)疊逆向?qū)α鞒崞娇諝鈸Q熱器不僅具有換熱功能,還具 有冬季除霜功能,保證了空氣源強(qiáng)熱增焓熱泵系統(tǒng)在冬季運(yùn)行的穩(wěn)定性和高效 性。本實(shí)用新型復(fù)疊逆向?qū)α鞒崞娇諝鈸Q熱器的翅片形式與間距合理,不易 堵塞,親水鋁箔翅片可以降低其金屬性,翅片表面光滑,不易結(jié)霜,且除霜時(shí) 融化的冰水可十分迅速地流到集水盤中排走。
總之,本實(shí)用新型空氣源強(qiáng)熱增焓熱泵系統(tǒng)不僅適用于南方地區(qū)的制冷制
熱,還適用于寒冷的北方地區(qū),在超低溫環(huán)境下的制熱效果好,在零下25t:的
超低溫環(huán)境下仍可穩(wěn)定可靠運(yùn)行,制熱能效比高,節(jié)能、環(huán)保。
以上所述是本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例及其所運(yùn)用的技術(shù)原理,對(duì)于本領(lǐng)域 的技術(shù)人員來(lái)說(shuō),在不背離本實(shí)用新型的精神和范圍的情況下,任何基于本實(shí) 用新型技術(shù)方案基礎(chǔ)上的等效變換、簡(jiǎn)單替換等顯而易見(jiàn)的改變,均屬于本實(shí) 用新型保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1、一種空氣源強(qiáng)熱增焓熱泵系統(tǒng),其特征在于它包括至少一低溫渦旋噴液壓縮機(jī)、一油氣分離器、一第一換熱器、至少一復(fù)疊逆向?qū)α鞒崞娇諝鈸Q熱器、一熱交換式儲(chǔ)液器、一氣液分離器、一循環(huán)泵、一動(dòng)態(tài)除霜裝置和一第二單向閥,其中每一該低溫渦旋噴液壓縮機(jī)的噴射口與一排氣溫度控制閥的反饋端相接,該排氣溫度控制閥的溫度探頭設(shè)置在該低溫渦旋噴液壓縮機(jī)的內(nèi)部,該溫度探頭用于檢測(cè)排氣溫度,以使當(dāng)排氣溫度過(guò)高時(shí)將噴射信號(hào)反饋給低溫渦旋噴液壓縮機(jī)內(nèi)部的噴射裝置而使噴射裝置向外噴射熱氣來(lái)保證該低溫渦旋噴液壓縮機(jī)的正常工作;每一該低溫渦旋噴液壓縮機(jī)的輸出口與該油氣分離器的進(jìn)氣口相接,該油氣分離器的出氣口與一四通換向閥的進(jìn)氣口相接,該油氣分離器的回油口與每一該低溫渦旋噴液壓縮機(jī)的輸入口相接,該四通換向閥的第一接口與該第一換熱器的冷媒側(cè)的第一接口相接,該第一換熱器的冷媒側(cè)的第二接口依次經(jīng)由一第一過(guò)濾器、一第一熱力膨脹閥、一第一單向閥與每一該復(fù)疊逆向?qū)α鞒崞娇諝鈸Q熱器的第一接口相接,每一該復(fù)疊逆向?qū)α鞒崞娇諝鈸Q熱器的第二接口與該四通換向閥的第三接口相接,每一該復(fù)疊逆向?qū)α鞒崞娇諝鈸Q熱器的流質(zhì)輸出口均依次經(jīng)由該循環(huán)泵、動(dòng)態(tài)除霜裝置、第二單向閥與自身的流質(zhì)輸入口相接,該四通換向閥的第二接口與該熱交換式儲(chǔ)液器的第一組輸入口相接,該熱交換式儲(chǔ)液器的第一組輸出口經(jīng)由該氣液分離器與每一該低溫渦旋噴液壓縮機(jī)的輸入口相接;該第一換熱器的水循環(huán)側(cè)的出水口、進(jìn)水口分別與供暖末端的輸入端、輸出端相接;該四通換向閥的進(jìn)氣口經(jīng)由一權(quán)形四通旁通管分別與一高壓壓力表、一高壓泄壓閥、一高壓控制器相接;該熱交換式儲(chǔ)液器的第一組輸出口經(jīng)由一權(quán)形四通旁通管分別與一低壓壓力表、一低壓泄壓閥、一低壓控制器相接;該復(fù)疊逆向?qū)α鞒崞娇諝鈸Q熱器包括親水鋁箔翅片、置換管層,該置換管層設(shè)有該第一、第二接口,該置換管層一側(cè)設(shè)有至少一除霜管層,該除霜管層由除霜管道構(gòu)成,該除霜管道設(shè)有流質(zhì)輸出口、流質(zhì)輸入口,該除霜管層的除霜管道內(nèi)高溫流質(zhì)的流動(dòng)方向與該置換管層的管道內(nèi)低溫冷媒的流動(dòng)方向相逆,以使該除霜管層通過(guò)在其內(nèi)部流動(dòng)的高溫流質(zhì)來(lái)對(duì)置換管層和親水鋁箔翅片進(jìn)行除霜以及向置換管層內(nèi)的低溫冷媒傳熱。
2、如權(quán)利要求1所述的空氣源強(qiáng)熱增焓熱泵系統(tǒng),其特征在于所述動(dòng)態(tài)除霜裝置包括加溫裝置、感溫控制裝置,該感溫控制裝置設(shè)有多個(gè)溫度探頭, 該溫度探頭設(shè)置在所述復(fù)疊逆向?qū)α鞒崞娇諝鈸Q熱器的置換管層處,用于檢 測(cè)置換管的溫度,所述動(dòng)態(tài)除霜裝置用于將高溫流質(zhì)輸送到所述除霜管層中, 以使除霜管層內(nèi)流動(dòng)的高溫流質(zhì)對(duì)置換管層和親水鋁箔翅片起到除霜的作用。
3、 如權(quán)利要求2所述的空氣源強(qiáng)熱增焓熱泵系統(tǒng),其特征在于所述流 質(zhì)為油、水或冷媒中的任一種。
4、 如權(quán)利要求1所述的空氣源強(qiáng)熱增焓熱泵系統(tǒng),其特征在于所述第 一換熱器為板式換熱器或套管式換熱器。
5、 如權(quán)利要求1所述的空氣源強(qiáng)熱增焓熱泵系統(tǒng),其特征在于所述低 溫渦旋噴液壓縮機(jī)使用的是中高溫制冷劑。
6、 如權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的空氣源強(qiáng)熱增焓熱泵系統(tǒng),其特征 在于所述復(fù)疊逆向?qū)α鞒崞娇諝鈸Q熱器的第一接口與所述熱交換式儲(chǔ)液器 的第二組輸入口相接,所述熱交換式儲(chǔ)液器的第二組輸出口依次經(jīng)由一第三單 向閥、 一第二過(guò)濾器、 一第二熱力膨脹閥與所述第一換熱器的冷媒側(cè)的第二接 口相接;所述第一換熱器的水循環(huán)側(cè)的出水口、進(jìn)水口分別與制冷末端的輸入 端、輸出端相接。
7、 如權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的空氣源強(qiáng)熱增焓熱泵系統(tǒng),其特征在于所述空氣源強(qiáng)熱增焓熱泵系統(tǒng)還包括第二換熱器,該第二換熱器的冷媒 側(cè)的第一接口與所述油氣分離器的出氣口相接,該第二換熱器的冷媒側(cè)的第二 接口與所述四通換向閥的進(jìn)氣口相接,該第二換熱器的水循環(huán)側(cè)的出水口、進(jìn) 水口分別與熱水末端的輸入端、輸出端相接。
8、 如權(quán)利要求6所述的空氣源強(qiáng)熱增焓熱泵系統(tǒng),其特征在于所述空 氣源強(qiáng)熱增焓熱泵系統(tǒng)還包括第二換熱器,該第二換熱器的冷媒側(cè)的第一接口 與所述油氣分離器的出氣口相接,該第二換熱器的冷媒側(cè)的第二接口與所述四 通換向閥的進(jìn)氣口相接,該第二換熱器的水循環(huán)側(cè)的出水口、進(jìn)水口分別與熱 水末端的輸入端、輸出端相接。
9、 一種復(fù)疊逆向?qū)α鞒崞娇諝鈸Q熱器,它包括親水鋁箔翅片,該親水鋁箔翅片貫穿設(shè)有置換管層,該置換管層設(shè)有第一、第二接口,其特征在于 該置換管層一側(cè)設(shè)有至少一除霜管層,該除霜管層由除霜管道構(gòu)成,該除霜管 道設(shè)有流質(zhì)輸出口、流質(zhì)輸入口,該除霜管層的除霜管道內(nèi)高溫流質(zhì)的流動(dòng)方 向與該置換管層的管道內(nèi)低溫冷媒的流動(dòng)方向相逆,以使該除霜管層通過(guò)在其 內(nèi)部流動(dòng)的高溫流質(zhì)來(lái)對(duì)置換管層和親水鋁箔翅片進(jìn)行除霜以及向置換管層 內(nèi)的低溫冷媒傳熱。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種空氣源強(qiáng)熱增焓熱泵系統(tǒng)及復(fù)疊逆向?qū)α鞒崞娇諝鈸Q熱器。該空氣源強(qiáng)熱增焓熱泵系統(tǒng)通過(guò)動(dòng)態(tài)除霜裝置、復(fù)疊逆向?qū)α鞒崞娇諝鈸Q熱器、排氣溫度控制閥的設(shè)計(jì)及中高溫制冷劑的使用,除了可提供制冷、熱水功能外,還可在零下25℃的超低溫環(huán)境下提供供暖功能,且制熱能效比高,運(yùn)行穩(wěn)定可靠,節(jié)能環(huán)保,南北方均適用。該復(fù)疊逆向?qū)α鞒崞娇諝鈸Q熱器除具有換熱功能外,因設(shè)計(jì)有除霜管層,其配合動(dòng)態(tài)除霜裝置還可實(shí)現(xiàn)對(duì)置換管層和親水鋁箔翅片的冬季除霜。
文檔編號(hào)F25B49/02GK201387177SQ20092010772
公開(kāi)日2010年1月20日 申請(qǐng)日期2009年4月27日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月27日
發(fā)明者卞海鷹, 君 胡 申請(qǐng)人:卞海鷹