專(zhuān)利名稱(chēng)：熱泵系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種熱泵系統(tǒng)，更具體的涉及熱泵系統(tǒng)室外熱交換機(jī)的除霜及促冷結(jié) 構(gòu)。
背景技術(shù)：
熱泵是在蒸汽壓縮冷卻循環(huán)向制冷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)反方向運(yùn)轉(zhuǎn)的一種裝置，即制熱運(yùn)轉(zhuǎn) 時(shí)，室內(nèi)熱交換機(jī)作為冷凝器，室外熱交換機(jī)作為蒸發(fā)器；制冷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，室外熱交換機(jī)作為 冷凝器，室內(nèi)熱交換機(jī)作為蒸發(fā)器。為提高性能系數(shù)(coefficient of performence,COP), 室外熱交換機(jī)的冷媒蒸發(fā)性或冷凝性要好。但是，空氣熱源型熱泵的所述室外熱交換機(jī)置于外部氣體中時(shí)，因依靠外部氣體 使冷媒蒸發(fā)或冷凝，尤其是制熱運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，如外部氣體溫度降到露點(diǎn)以下的時(shí)候，作為蒸發(fā)器 的室外熱交換機(jī)的表面會(huì)結(jié)霜，使冷媒氣體難以蒸發(fā)或不能蒸發(fā)，所以性能系數(shù)大幅下降， 導(dǎo)致無(wú)法正常運(yùn)轉(zhuǎn)；另一方面，制冷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，如外部氣體溫度高時(shí)，作為冷凝器的室外熱交 換機(jī)中冷媒冷凝效果不佳，性能系數(shù)下降。因此，解決所述問(wèn)題成為熱泵技術(shù)開(kāi)發(fā)的核心主 題之一。所述問(wèn)題中，為解決制熱運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)性能系數(shù)低下或運(yùn)轉(zhuǎn)不佳的問(wèn)題，目前采取的措 施是熱泵循環(huán)轉(zhuǎn)變?yōu)橹评溲h(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)，即作為室外熱交換機(jī)的蒸發(fā)器當(dāng)作冷凝器運(yùn)行，以除 去其表面的霜；或在室內(nèi)熱交換機(jī)上加設(shè)電熱器，以防止性能系數(shù)低下。但前者會(huì)導(dǎo)致制熱 運(yùn)轉(zhuǎn)中斷，而后者改善性能系數(shù)的效果甚微，還需其它能量。本發(fā)明的發(fā)明者及申請(qǐng)人，提出了能夠解決熱泵所述核心主題的熱泵系統(tǒng)，并公 開(kāi)于專(zhuān)利文獻(xiàn)1中。所述熱泵系統(tǒng)包括基本制冷回路，其中，壓縮機(jī)、四通閥、室內(nèi)熱交換 機(jī)、制冷膨脹閥、制熱膨脹閥、室外熱交換機(jī)及所述四通閥用冷媒導(dǎo)管按順序依次連接，并 將所述四通閥與壓縮機(jī)之間用冷媒吸入導(dǎo)管連接；儲(chǔ)熱器，該儲(chǔ)熱器設(shè)于所述導(dǎo)管的制冷 膨脹閥與制熱膨脹閥之間，內(nèi)部填充有熱介質(zhì)，并裝有相變儲(chǔ)熱材料；制熱熱交換機(jī)，該制 熱熱交換機(jī)設(shè)于連通所述導(dǎo)管與儲(chǔ)熱器的導(dǎo)管上；熱交換機(jī)，該熱交換機(jī)通過(guò)回歸管連接 于所述儲(chǔ)熱器，并設(shè)于所述室外熱交換機(jī)的吸入側(cè)，所述回歸管上設(shè)置有供給管及循環(huán)泵； 第一、第二吸熱熱交換機(jī)，所述第一、第二吸熱熱交換機(jī)并列設(shè)置于所述吸入導(dǎo)管上，并安 裝于所述儲(chǔ)熱器內(nèi)部，可根據(jù)壓縮機(jī)吸入的冷媒溫度，選擇性起作用。所述制熱熱交換機(jī)作 為過(guò)冷冷凝器，使冷凝熱量以一定溫度儲(chǔ)存于儲(chǔ)熱器內(nèi)部的熱介質(zhì)中，等外部氣體溫度低 于露點(diǎn)以下或設(shè)定溫度以上時(shí)，將所述熱介質(zhì)在室外熱交換機(jī)的熱交換機(jī)內(nèi)循環(huán)，使室外 熱交換機(jī)吸入的外部氣體加熱或冷卻，外部氣體溫度低的情況下制熱運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，防止室外熱 交換機(jī)上結(jié)霜或進(jìn)行除霜；外部氣體溫度高的狀態(tài)下制冷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，使冷媒蒸氣冷卻充分，不 管外部氣體溫度高低，都可使性能系數(shù)增大，而且壓縮機(jī)能夠吸入干飽和或過(guò)熱的蒸氣，這 也可以提高性能系數(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明目的但是，所述專(zhuān)利文獻(xiàn)1中的熱泵系統(tǒng)雖有例如使室外熱交換機(jī)吸入的外部氣體加 熱或冷卻的過(guò)冷卻冷媒，和不管外部氣體溫度高低，不用停止運(yùn)轉(zhuǎn)就可提高性能系數(shù)等劃 時(shí)代的優(yōu)點(diǎn)。但如果外部氣體溫度高或低的狀態(tài)持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)時(shí)，會(huì)出現(xiàn)冷媒過(guò)冷卻嚴(yán)重的 現(xiàn)象，如上所述，當(dāng)冷媒過(guò)冷卻超過(guò)適當(dāng)程度時(shí)，性能系數(shù)雖提高，但冷媒的比體積縮小，外 部氣體溫度低時(shí)，供應(yīng)于室外熱交換機(jī)的冷媒的蒸發(fā)會(huì)越發(fā)不良，隨之，壓縮機(jī)會(huì)吸入濕飽 和蒸氣。如上所述，壓縮機(jī)吸入濕飽和蒸氣時(shí)，在壓縮機(jī)中壓縮冷媒氣體，其溫度難以上 升，性能系數(shù)也會(huì)下降。另外，如上所述，外部氣體溫度低的狀態(tài)持續(xù)長(zhǎng)時(shí)間時(shí)，需啟動(dòng)設(shè)于儲(chǔ)熱器的電熱 器，因?yàn)樾枰芳訜嵩?，所以?huì)導(dǎo)致運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用提高的問(wèn)題。本發(fā)明的目的在于提供一種解決所述問(wèn)題的熱泵系統(tǒng)，利用免費(fèi)熱源的熱量與冷 媒的過(guò)冷卻的冷凝熱量來(lái)加熱或冷卻室外熱交換機(jī)，使冷媒維持適當(dāng)?shù)倪^(guò)冷度，只需免費(fèi) 熱源，也能提高性能系數(shù)。技術(shù)方案為達(dá)到所述目的，本發(fā)明的熱泵系統(tǒng)包括基本制冷回路，其中，壓縮機(jī)、四通閥、 室內(nèi)熱交換機(jī)、制冷膨脹閥、制熱膨脹閥、室外熱交換機(jī)以及所述四通閥用冷媒導(dǎo)管按順序 依次連接，并將所述四通閥與壓縮機(jī)之間用冷媒吸入導(dǎo)管連接；內(nèi)部填充熱介質(zhì)的儲(chǔ)熱器， 該儲(chǔ)熱器包圍制熱熱交換機(jī)設(shè)置，所述制熱熱交換機(jī)設(shè)置在分流冷媒管上，所述分流冷媒 管的兩端設(shè)置在所述冷媒導(dǎo)管的兩個(gè)膨脹閥之間；輔助熱交換機(jī)，該輔助熱交換機(jī)通過(guò)熱 介質(zhì)供給管和熱介質(zhì)回歸管連接于所述儲(chǔ)熱器，從而設(shè)置于所述室外熱交換機(jī)上，所述熱 介質(zhì)供給管和熱介質(zhì)回歸管上安裝有熱介質(zhì)循環(huán)泵；室外熱交換機(jī)除霜及冷卻裝置，該室 外熱交換機(jī)除霜及冷卻裝置通過(guò)鹽水供給管和鹽水回歸管將熱交換機(jī)設(shè)置于熱介質(zhì)供給 管和熱介質(zhì)回歸管上，所述熱交換機(jī)周?chē)O(shè)置免費(fèi)熱源儲(chǔ)存器，所述鹽水供給管及鹽水回 歸管上設(shè)置有鹽水循環(huán)泵。有益效果如上所述，當(dāng)外部氣體溫度低于一定溫度(如5°C )或高于一定溫度(如30°C ) 時(shí)，本發(fā)明的熱泵系統(tǒng)依靠?jī)?chǔ)存器內(nèi)流動(dòng)的免費(fèi)熱源，使熱交換機(jī)保持一定溫度，將所述保 持一定溫度的鹽水在室外熱交換機(jī)的熱交換機(jī)中循環(huán)，在外部氣體溫度低的狀態(tài)下進(jìn)行制 熱運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)除去室外熱交換機(jī)上結(jié)的霜或防止結(jié)霜；在外部氣體溫度高的酷暑等狀態(tài)下進(jìn)行 制冷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)能使室外熱交換機(jī)中的冷媒冷卻充分。從而可以用免費(fèi)熱源維持良好的性能系 數(shù)，另外，因室內(nèi)熱交換機(jī)的負(fù)荷減少等原因，在制熱運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)使所述儲(chǔ)熱器將冷凝不充分的 冷媒過(guò)冷卻，提高性能系數(shù)；而且，由于下雨或不產(chǎn)生廢水等理由出現(xiàn)免費(fèi)熱源不足現(xiàn)象， 在制熱運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)將儲(chǔ)熱器中加熱的熱介質(zhì)循環(huán)于室外熱交換機(jī)的熱交換機(jī)中，以便加熱運(yùn)轉(zhuǎn) 時(shí)，能維持良好的性能系數(shù)。


圖1為本發(fā)明的熱泵系統(tǒng)實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施例方式圖1為本發(fā)明的熱泵系統(tǒng)的實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)圖，10是基本冷卻回路，所述基本冷 卻回路10是將壓縮機(jī)11、四通閥12、室內(nèi)熱交換機(jī)13、制冷膨脹閥14、制熱膨脹閥15、室外 熱交換機(jī)16及上述四通閥12用冷媒導(dǎo)管17按順序依次連接，所述四通閥12與壓縮機(jī)11 之間用冷媒吸入導(dǎo)管18連接。20為儲(chǔ)熱器，所述儲(chǔ)熱器20內(nèi)部填充有熱介質(zhì)23，并包圍制熱熱交換機(jī)22，所述 制熱熱交換機(jī)設(shè)置在分流冷媒管21上，所述分流冷媒管21的兩端以一定間隔設(shè)置在所述 冷卻膨脹閥14和加熱膨脹閥15之間。30為輔助熱交換機(jī)，所述輔助熱交換機(jī)30的導(dǎo)熱管在所述室外熱交換機(jī)16的導(dǎo) 熱管之間等距地設(shè)置，或在室外熱交換機(jī)16的側(cè)面一體形成或單獨(dú)設(shè)置，所述輔助熱交換 機(jī)30通過(guò)熱介質(zhì)供給管31和熱介質(zhì)回歸管33與所述儲(chǔ)熱器20連接，所述熱介質(zhì)供給管 31和熱介質(zhì)回歸管33上設(shè)置有熱介質(zhì)循環(huán)泵。如上所述，將輔助熱交換機(jī)30的導(dǎo)熱管等 距地設(shè)置于室外熱交換機(jī)16的導(dǎo)熱管間，傳熱效率會(huì)更好，所以，所述輔助熱交換機(jī)30最 好設(shè)于室外熱交換機(jī)16的導(dǎo)熱管之間。40為室外熱交換機(jī)除霜及冷卻裝置，所述室外熱交換機(jī)除霜及冷卻裝置40的熱 交換機(jī)41通過(guò)鹽水供給管42和鹽水回歸管44設(shè)置在所述熱介質(zhì)供給管31與熱介質(zhì)回歸 管33上，所述鹽水供給管42和鹽水回歸管44上設(shè)置有鹽水循環(huán)泵43，在所述熱交換機(jī)41 周?chē)O(shè)置免費(fèi)熱源儲(chǔ)存器45，使免費(fèi)熱源在儲(chǔ)存器45內(nèi)循環(huán)，維持免費(fèi)熱源與熱交換機(jī)41 的熱交換關(guān)系，以便使鹽水在輔助熱交換機(jī)30內(nèi)以一定溫度(如20°C左右)循環(huán)。所述免費(fèi)熱源使用河水、海水、收集的地下水、太陽(yáng)熱集熱裝置集熱的的流體(空 氣或溫水)、雨水和廢水等再生能源，防止污染環(huán)境，且在本發(fā)明的熱泵系統(tǒng)安裝地點(diǎn)容易 得到。在制熱運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，尤其酷寒時(shí)期，所述免費(fèi)熱源的溫度越高越好，制冷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，所述免費(fèi) 熱源的溫度最好不超過(guò)25 °C。 另外，所述冷媒吸入導(dǎo)管18上設(shè)置有貫通所述儲(chǔ)熱器20的冷媒吸入分流管50，在 其貫通部位上設(shè)置吸熱熱交換機(jī)51，以便加熱被壓縮機(jī)11吸入的冷媒氣體，使所述冷媒氣 體干飽和或過(guò)熱蒸氣化，防止壓縮機(jī)的回液及液擊現(xiàn)象。另外，所述冷媒導(dǎo)管17與所述分流冷媒導(dǎo)管21兩端的連接部位之間以及所述分 流冷媒導(dǎo)管21與冷媒導(dǎo)管17連接部位附近各設(shè)置電磁閥Sl和電磁閥S2，冷媒導(dǎo)管17的 室內(nèi)、室外熱交換機(jī)13、16之間設(shè)置溫度感應(yīng)器60，根據(jù)溫度感應(yīng)器60檢出的信號(hào)，當(dāng)該信 號(hào)達(dá)到一定溫度(如35°C)以上時(shí)，關(guān)閉電磁閥Si，打開(kāi)電磁閥S2，使冷媒過(guò)冷卻。另外，所述熱介質(zhì)供給管31與鹽水供給管42的各循環(huán)泵32、43出口側(cè)各設(shè)置電 磁閥S3和電磁閥S4，根據(jù)設(shè)于室外熱交換機(jī)16上的溫度感應(yīng)器61所檢出的信號(hào)，當(dāng)該信 號(hào)達(dá)到一定溫度(如制熱運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)10°C以下，制冷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)30°C以上)時(shí)，關(guān)閉電磁閥S3，打 開(kāi)電磁閥S4，依靠免費(fèi)熱源，將由熱交換機(jī)41加熱的鹽水在輔助熱交換機(jī)30內(nèi)循環(huán)。另外，所述免費(fèi)熱源儲(chǔ)存器45上設(shè)置溫度感應(yīng)器63，免費(fèi)熱源的溫度下降時(shí)，根 據(jù)其所檢出的信號(hào)，與上述情況相反地開(kāi)閉電磁閥S3、S4，將加熱儲(chǔ)存于儲(chǔ)熱器20中的熱 介質(zhì)，在輔助熱交換機(jī)30內(nèi)循環(huán)，除去室外熱交換機(jī)的霜。另外，所述冷媒吸入導(dǎo)管18的冷媒吸入分流管50的連接入口及其相鄰位置分別設(shè)置電磁閥S5、S6，根據(jù)設(shè)置于冷媒吸入導(dǎo)管18的溫度感應(yīng)器64檢出的信號(hào)，當(dāng)該信號(hào)低 于一定溫度(如5°C)時(shí)，關(guān)閉電磁閥S5，開(kāi)啟電磁閥S6，使被壓縮機(jī)11吸入的冷媒氣體在 儲(chǔ)熱器20內(nèi)加熱，從而使該冷媒氣體過(guò)熱蒸氣化。未說(shuō)明符號(hào)66，67為止回閥。如上所述，在本發(fā)明的熱泵系統(tǒng)中，當(dāng)制熱運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，操作四通閥12，使冷媒沿著實(shí) 線箭頭方向流動(dòng)，當(dāng)制冷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，冷媒沿著虛線箭頭方向流動(dòng)，制熱運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，室內(nèi)熱交換機(jī) 13作為冷凝器，制冷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，室內(nèi)熱交換機(jī)13作為蒸發(fā)器，加熱或制冷的功能與現(xiàn)有技術(shù) 的相同。如上所述，在制熱或制冷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，依靠免費(fèi)熱源維持一定溫度的鹽水，將其在設(shè)置 于室外熱交換機(jī)16的輔助熱交換機(jī)30內(nèi)循環(huán)，當(dāng)外部氣溫低的狀態(tài)下制熱運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)能夠除 去室外熱交換機(jī)16上的霜或防止結(jié)霜；當(dāng)外部氣溫高的狀態(tài)下制冷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)能夠冷卻室外 熱交換機(jī)16，促進(jìn)冷媒氣體的蒸發(fā)，維持良好的性能系數(shù)。而且，如所述情況運(yùn)轉(zhuǎn)，室內(nèi)熱交換機(jī)13或室外熱交換機(jī)16中冷媒冷凝充分時(shí)， 根據(jù)溫度感應(yīng)器60檢出的信號(hào)，電磁閥S2被開(kāi)啟，儲(chǔ)熱器20內(nèi)冷媒變得過(guò)冷，性能系數(shù)提 高，而且，熱介質(zhì)被冷凝熱量加熱并將該冷凝熱量?jī)?chǔ)存，在下雨或無(wú)廢水等原因?qū)е旅赓M(fèi)熱 源進(jìn)入免費(fèi)熱源儲(chǔ)存器45的量變少時(shí)，上述的熱介質(zhì)將被循環(huán)于輔助熱交換機(jī)30，以便制 熱運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)一直能夠保持良好的性能系數(shù)。
權(quán)利要求
1.一種熱泵系統(tǒng)，該熱泵系統(tǒng)包括基本制冷回路，其中，壓縮機(jī)、四通閥、室內(nèi)熱交換機(jī)、制冷膨脹閥、制熱膨脹閥、室外熱 交換機(jī)以及所述四通閥用冷媒導(dǎo)管按順序依次連接，并所述四通閥與壓縮機(jī)之間用冷媒吸 入導(dǎo)管連接；內(nèi)部填充熱介質(zhì)的儲(chǔ)熱器，該儲(chǔ)熱器包圍制熱熱交換機(jī)，所述制熱熱交換機(jī)設(shè)置在分 流冷媒管上，所述分流冷媒管的兩端設(shè)置在所述冷媒導(dǎo)管的兩個(gè)膨脹閥之間；輔助熱交換機(jī)，該輔助熱交換機(jī)通過(guò)熱介質(zhì)供給管和熱介質(zhì)回歸管連接于所述儲(chǔ)熱 器，從而設(shè)置于所述室外熱交換機(jī)上，所述熱介質(zhì)供給管和熱介質(zhì)回歸管上安裝有熱介質(zhì) 循環(huán)泵；室外熱交換機(jī)除霜及冷卻裝置，該室外熱交換機(jī)除霜及冷卻裝置通過(guò)鹽水供給管和鹽 水回歸管將熱交換機(jī)設(shè)置于所述熱介質(zhì)供給管和熱介質(zhì)回歸管上，所述熱交換機(jī)周?chē)O(shè)置 免費(fèi)熱源儲(chǔ)存器，所述鹽水供給管和鹽水回歸管上設(shè)置有鹽水循環(huán)泵。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱泵系統(tǒng)，其特征在于，所述免費(fèi)熱源選自河水、海水、采集 的地下水、太陽(yáng)熱集熱裝置集熱的流體、雨水和廢水。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱泵系統(tǒng)，其特征在于，所述冷媒吸入導(dǎo)管上設(shè)置有貫通所 述儲(chǔ)熱器的冷媒吸入分流管，在所述儲(chǔ)熱器的貫通部位上設(shè)置有吸熱熱交換機(jī)，從而加熱 被壓縮機(jī)吸入的冷媒氣體。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱泵系統(tǒng)，其特征在于，所述輔助熱交換機(jī)的導(dǎo)熱管等距地 設(shè)置于室外熱交換機(jī)的導(dǎo)熱管之間。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種熱泵系統(tǒng)，更具體的涉及一種熱泵系統(tǒng)中室外熱交換機(jī)的除霜及促冷結(jié)構(gòu)，該熱泵系統(tǒng)利用免費(fèi)熱源的熱量及冷媒的過(guò)冷卻的冷凝熱量來(lái)加熱或冷卻室外熱交換機(jī)，以維持冷媒適當(dāng)?shù)倪^(guò)冷度，在不使用額外的付費(fèi)熱源的同時(shí)能提高性能系數(shù)。本發(fā)明的熱泵系統(tǒng)包括基本制冷回路(10)，其中壓縮機(jī)(11)、四通閥(12)、室內(nèi)熱交換機(jī)(13)、制冷膨脹閥(14)、制熱膨脹閥(15)、室外熱交換機(jī)(16)以及四通閥(12)通過(guò)冷媒導(dǎo)管(17)按順序依次連接，四通閥(12)與壓縮機(jī)(11)通過(guò)冷媒吸入導(dǎo)管(18)連接；內(nèi)部填充熱介質(zhì)(23)的儲(chǔ)熱器(20)，包圍制熱熱交換機(jī)(22)設(shè)置，制熱熱交換機(jī)(22)設(shè)置在分流冷媒管(21)上，分流冷媒管(21)的兩端設(shè)置在冷媒導(dǎo)管的兩個(gè)膨脹閥之間；輔助熱交換機(jī)(30)，通過(guò)熱介質(zhì)供給管(31)和熱介質(zhì)回歸管(44)連接于儲(chǔ)熱器(20)，從而設(shè)置于室外熱交換機(jī)(16)上，熱介質(zhì)供給管(31)和熱介質(zhì)回歸(44)管上安裝有熱介質(zhì)循環(huán)泵；室外熱交換機(jī)除霜及冷卻裝置(40)，通過(guò)鹽水供給管(42)和鹽水回歸管(44)將熱交換機(jī)(41)設(shè)置于熱介質(zhì)供給管(31)和熱介質(zhì)回歸管(33)上，熱交換機(jī)(41)周?chē)O(shè)置免費(fèi)熱源儲(chǔ)存器(45)，鹽水供給管(42)及鹽水回歸管(44)上設(shè)置有鹽水循環(huán)泵(43)。
文檔編號(hào)F25B30/00GK102132110SQ200980132855
公開(kāi)日2011年7月20日 申請(qǐng)日期2009年8月20日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月26日
發(fā)明者陳坅洙 申請(qǐng)人:陳坅洙