專利名稱：熱泵的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種熱泵，特別是涉及一種可分離的熱泵，其中通過使用一個(gè)膨脹閥作為一個(gè)降壓裝置并根據(jù)流入壓縮機(jī)的致冷劑的溫度來控制壓縮機(jī)的壓力變化，從而可以控制過熱的程度。


圖1是傳統(tǒng)熱泵的示意圖，如圖所示，該傳統(tǒng)熱泵包括一臺(tái)壓縮機(jī)1，用于壓縮呈高溫和高壓狀態(tài)的致冷劑；一臺(tái)室外熱交換器3，其通過一個(gè)四通閥2與壓縮機(jī)1連接，用于由壓縮機(jī)1壓縮的致冷劑和室外的低溫空氣之間進(jìn)行熱交換，以把壓縮了的致冷劑轉(zhuǎn)變成高壓過冷液態(tài)致冷劑；一個(gè)毛細(xì)管4，用于降低液態(tài)致冷劑的壓力，以把過冷液態(tài)致冷劑變成低溫低壓呈干度很低的非正常狀態(tài)的液態(tài)致冷劑；一臺(tái)室內(nèi)熱交換器5，用于在低溫的液態(tài)致冷劑和室內(nèi)的高溫空氣之間進(jìn)行熱交換，以把低溫的液態(tài)致冷劑轉(zhuǎn)變成低溫低壓并且呈干度很低的非正常狀態(tài)的氣態(tài)致冷劑。壓縮機(jī)1、四通閥2、室外熱交換器3和毛細(xì)管4安裝在室外，室內(nèi)熱交換器5安裝在室內(nèi)。如壓縮機(jī)1、四通閥2、室外熱交換器3和毛細(xì)管4這些室外裝置以及如室內(nèi)熱交換器這樣的室內(nèi)裝置通過第一連接管6a和第二連接管6b相連接。
在傳統(tǒng)熱泵的制冷循環(huán)中，由壓縮機(jī)1壓縮呈高溫高壓狀態(tài)的致冷劑，該壓縮了的致冷劑通過四通閥流入室外熱交換器3，通過在室外放出熱而轉(zhuǎn)變成高壓過冷液態(tài)致冷劑。當(dāng)該致冷劑流經(jīng)毛細(xì)管4時(shí)，該過冷液態(tài)致冷劑轉(zhuǎn)變?yōu)榈蜏氐蛪撼实透啥鹊姆钦顟B(tài)的液態(tài)致冷劑。該非正常液態(tài)致冷劑經(jīng)過用于連接室內(nèi)裝置和室外裝置的第一連接管6a流入室內(nèi)熱交換器5，它吸收室內(nèi)空氣的熱量而被轉(zhuǎn)變?yōu)楦吒啥鹊囊簯B(tài)致冷劑或高溫低壓的氣態(tài)致冷劑，從而使室內(nèi)溫度下降，然后經(jīng)過第二連接管6b又流入壓縮機(jī)1。
在傳統(tǒng)熱泵的制熱循環(huán)中，被壓縮機(jī)1所壓縮的致冷劑經(jīng)過四通閥2和第一連接管6a流入室內(nèi)熱交換器5。在室內(nèi)熱交換器5中，該致冷劑向室內(nèi)放出熱量從而使室內(nèi)的溫度上升。由于放出了熱量，該致冷劑變?yōu)楦邏哼^冷液態(tài)致冷劑。此后，當(dāng)該過冷致冷劑通過第二連接管6b流經(jīng)毛細(xì)管4時(shí)，被轉(zhuǎn)變成呈低干度的非正常低溫低壓的液態(tài)致冷劑。這種液態(tài)致冷劑吸收室外空氣中的熱量，并變成為高干度的液態(tài)致冷劑或高溫的氣態(tài)致冷劑，然后通過四通閥又流回壓縮機(jī)1。
在上面所提到的可分離熱泵中，壓縮機(jī)1和毛細(xì)管4的物量必須相平衡。然而，由于毛細(xì)管4的容量很小，毛細(xì)管4由于壓縮機(jī)1的容量變化和負(fù)荷的變化而損壞。因此，就存在著作為降壓裝置的毛細(xì)管4的效力降低問題。此外，如果為了平衡制冷和加熱期間的物量而制造大容量的毛細(xì)管，由于這種設(shè)計(jì)非常復(fù)雜，需化很長的時(shí)間來設(shè)計(jì)。
本發(fā)明的目的是提供一種熱泵，其中可以通過用一個(gè)膨脹閥作為降壓裝置來精確地控制壓縮機(jī)的容量，以提高效率。
為了實(shí)現(xiàn)這一目的，本發(fā)明包括一臺(tái)壓縮機(jī)，用于壓縮呈高溫高壓狀態(tài)的致冷劑；一臺(tái)室外熱交換器，用于由該壓縮機(jī)壓縮的致冷劑和室外的低溫空氣之間進(jìn)行熱交換，以在制冷期間把該致冷劑轉(zhuǎn)變成高壓過冷液態(tài)致冷劑；第一降壓裝置，用于防止過冷液態(tài)致冷劑逆流，并降低過冷液態(tài)致冷劑的壓力，以把該致冷劑轉(zhuǎn)變?yōu)楦吒啥鹊囊簯B(tài)致冷劑或高溫低壓的氣態(tài)致冷劑；第二降壓裝置，用于防止流入室內(nèi)熱交換器的高壓液態(tài)致冷劑逆流，并降低高壓液態(tài)致冷劑的壓力，該高壓液態(tài)致冷劑在加熱期間被室內(nèi)熱交換器過冷卻，以把該致冷劑轉(zhuǎn)變?yōu)榈蜏氐蛪撼实透啥确钦顟B(tài)的液態(tài)致冷劑。
第一降壓裝置包括第一防逆流裝置和一個(gè)膨脹閥，該第一防逆流裝置用于防止受室外熱交換器過冷的液態(tài)致冷劑的逆流，該膨脹閥用于降低該過冷液態(tài)致冷劑的壓力，以把該液態(tài)致冷劑轉(zhuǎn)變?yōu)榈蜏氐蛪撼实透啥确钦顟B(tài)的液態(tài)致冷劑。第二降壓裝置包括第二防逆流裝置和一個(gè)毛細(xì)管，該第一防逆流裝置用于防止流入室內(nèi)熱交換器的高壓液態(tài)致冷劑的逆流，該毛細(xì)管用于降低在加熱期間受室內(nèi)熱交換器過冷的液態(tài)致冷劑的壓力，以把該過冷的液態(tài)致冷劑轉(zhuǎn)變?yōu)榈蜏氐蛪撼实透啥确钦顟B(tài)的液態(tài)致冷劑。
另一方面，第一降壓裝置包括第一防逆流裝置和毛細(xì)管，第二降壓裝置包括第二防逆流裝置和膨脹閥。
再一方面，第一降壓裝置包括第一防逆流裝置和第一膨脹閥，第二降壓裝置包括第二防逆流裝置和第二膨脹閥。
該致冷劑在制冷循環(huán)中的路徑是壓縮機(jī)→室外熱交換器→第一降壓裝置→室內(nèi)熱交換器→壓縮機(jī)。
該致冷劑在制熱循環(huán)中的路徑是壓縮機(jī)→室內(nèi)熱交換器→第二降壓裝置→室外熱交換器→壓縮機(jī)在這二個(gè)循環(huán)中，該致冷劑的路徑通過控制四通閥來加以選擇。
壓縮機(jī)、室外熱交換器和第一降壓裝置安裝在室外，室內(nèi)熱交換器安裝在室內(nèi)。如壓縮機(jī)、室外熱交換器和第一降壓裝置這些室外裝置以及如室內(nèi)熱交換器這樣的室內(nèi)裝置通過第一和第二連接管相連接。降溫器安裝在膨脹閥和壓縮機(jī)之間，使得可以根據(jù)流入壓縮機(jī)的致冷劑的溫度來改變壓縮機(jī)的壓力從而適宜地控制膨脹閥的過熱度。
圖1是傳統(tǒng)可分離熱泵的示意圖；圖2是按照本發(fā)明的第一個(gè)實(shí)施方案的可分離熱泵的示意圖；圖3是按照本發(fā)明的第二個(gè)實(shí)施方案的可分離熱泵的示意圖；圖4是按照本發(fā)明的第三個(gè)實(shí)施方案的可分離熱泵的示意圖。
圖2是按照本發(fā)明的第一個(gè)實(shí)施方案的熱泵的示意圖。如圖所示，該熱泵包括一臺(tái)壓縮機(jī)101，用于壓縮呈高溫高壓的致冷劑；一臺(tái)室外熱交換器103，其與壓縮機(jī)101相連接，用于被壓縮了的致冷劑和室外的低溫空氣之間進(jìn)行熱交換，以把該致冷劑轉(zhuǎn)變成高壓過冷液態(tài)致冷劑；第一防逆流閥108a，其與室外熱交換器相連接，用于防止液態(tài)致冷劑的逆流；一個(gè)膨脹閥104，其通過第一防逆流閥108a與室外熱交換器相連接，用于降低通過第一防逆流閥108a的過冷液態(tài)致冷劑的壓力，以把該致冷劑轉(zhuǎn)變?yōu)榈蜏氐蛪撼实透啥葼顟B(tài)的液態(tài)致冷劑；一臺(tái)室內(nèi)熱交換器105，其與膨脹閥104相連接，用于在低溫低壓的液態(tài)致冷劑和室內(nèi)的高溫空氣之間進(jìn)行熱交換，以把該液態(tài)致冷劑轉(zhuǎn)變成呈高干度非正常狀態(tài)的低溫液態(tài)致冷劑或高溫低壓的氣態(tài)致冷劑；第二防逆流閥108b，其與室內(nèi)熱交換器105相連接，用于防止高干度的液態(tài)致冷劑或高溫低壓的氣態(tài)致冷劑的逆流。
在第二防逆流閥108b和室外熱交換器103之間，安裝了一個(gè)毛細(xì)管110，以便可以通過降低該過冷液態(tài)致冷劑的壓力把該高壓過冷液態(tài)致冷劑轉(zhuǎn)變?yōu)榈蜏氐蛪撼实透啥葼顟B(tài)的液態(tài)致冷劑。一個(gè)降溫器安裝在膨脹閥104和壓縮機(jī)101之間，使得可以根據(jù)從室內(nèi)熱交換器105流入壓縮機(jī)101的致冷劑的溫度來改變壓縮機(jī)101的壓力，以控制膨脹閥104的過熱度。
在該熱泵內(nèi)，壓縮機(jī)101、室外熱交換器103、第一和第二防逆流閥108a、108b、膨脹閥104、和毛細(xì)管110安裝在室外，室內(nèi)熱交換器105安裝在室內(nèi)。第一和第二連接管106a、106b安裝在室內(nèi)裝置和室外裝置之間，使它們互相連接。
在圖2中，標(biāo)號102是一個(gè)四通閥，其中實(shí)線表示該致冷劑的制冷循環(huán)路徑，虛線表示該致冷劑制熱循環(huán)的路徑。
該致冷劑的制冷循環(huán)和制熱循環(huán)的路徑如下致冷循環(huán)壓縮機(jī)101→室外熱交換器103→第一防逆流閥108a→膨脹閥104→第一連接管106a→室內(nèi)熱交換器105→第二連接管106b→壓縮機(jī)101。
加熱循環(huán)壓縮機(jī)101→第二連接管106b→室內(nèi)熱交換器105→第一連接管106a→第二防逆流閥→毛細(xì)管110→室外熱交換器103→壓縮機(jī)101。
下面結(jié)合附圖2詳細(xì)描述熱泵的工作過程。
在致冷循環(huán)中，受壓縮機(jī)101壓縮的高溫高壓致冷劑通過四通閥102的致冷循環(huán)路徑流入室外熱交換器103，也就是圖2中實(shí)線所示的路徑，來放出熱量。由于熱量的釋放，該被壓縮的致冷劑轉(zhuǎn)變?yōu)楦邏哼^冷的液態(tài)致冷劑。該液態(tài)致冷劑經(jīng)過第一防逆流閥108a流入膨脹閥104，來降低該致冷劑的壓力，以把該致冷劑轉(zhuǎn)變?yōu)榈蜏氐蛪撼实透啥确钦顟B(tài)的液態(tài)致冷劑。該低溫致冷劑通過第一連接管106a流入室內(nèi)熱交換器105，以吸收室內(nèi)空氣中的熱量，使得室內(nèi)的溫度下降。此時(shí)，該低溫液態(tài)致冷劑由于吸收了熱量變成高干度的液態(tài)致冷劑或高溫低壓的氣態(tài)致冷劑。接著，該高干度的液態(tài)致冷劑或高溫低壓的氣態(tài)致冷劑通過第二連接管106b又流入壓縮機(jī)101。這個(gè)工作過程是一個(gè)致冷循環(huán)。安裝在壓縮機(jī)101和膨脹閥104之間的降溫器107，根據(jù)流入壓縮機(jī)101的致冷劑的溫度來控制壓縮機(jī)101的壓力，從而控制膨脹閥104的過熱度，以使房間始終被冷卻到舒適的程度。
在加熱循環(huán)中，受壓縮機(jī)101壓縮的高溫高壓致冷劑通過四通閥102的加熱循環(huán)路徑流入室內(nèi)熱交換器105，也就是圖2中虛線所示的路徑，來放出熱量。由于這一熱量的釋放，使得室內(nèi)的溫度上升。此時(shí)，該被壓縮的致冷劑轉(zhuǎn)變?yōu)楦邏哼^冷液態(tài)致冷劑。該液態(tài)致冷劑經(jīng)過第一連接管106a和第二防逆流閥108b流入毛細(xì)管110，來降低該致冷劑的壓力，以把該致冷劑轉(zhuǎn)變?yōu)榈蜏氐蛪撼实透啥确钦顟B(tài)的液態(tài)致冷劑。此后，該低壓液態(tài)致冷劑在室外熱交換器103中吸收室外空氣的熱量，以把該致冷劑轉(zhuǎn)變成高干度的液態(tài)致冷劑或高溫低壓的氣態(tài)致冷劑。作為一個(gè)加熱循環(huán)，該高干度的液態(tài)致冷劑或高溫低壓的氣態(tài)致冷劑通過四通閥102又流入壓縮機(jī)101。
在上面所說的可分離熱泵中，由于用膨脹閥104作為致冷的降壓裝置，防止了壓縮機(jī)101的容量變化和負(fù)荷變化引起降壓裝置的損壞。此外，因?yàn)榻禍仄?07安裝在壓縮機(jī)101和膨脹閥104之間，可以根據(jù)流入壓縮機(jī)101的致冷劑的溫度來控制膨脹閥104的過熱度。
圖3是按照本發(fā)明的第二個(gè)實(shí)施方案的一個(gè)示意圖。除了降壓裝置外，這個(gè)實(shí)施方案與第一個(gè)實(shí)施方案相類似。也就是分別用毛細(xì)管210和膨脹閥204作為制冷和加熱的降壓裝置。在這種情況中，降溫器207安裝在壓縮機(jī)210和膨脹閥204之間。
圖4是按照本發(fā)明的第三個(gè)實(shí)施方案的一個(gè)示意圖。除了降壓裝置外，這個(gè)實(shí)施方案與第一個(gè)實(shí)施方案相類似。也就是分別用膨脹閥304、310作為制冷和加熱的降壓裝置。在這種情況中，第一降溫器307a沿著致冷循環(huán)的路徑安裝在壓縮機(jī)301和第一膨脹閥304之間。第二降溫器307b沿著加熱循環(huán)的路徑安裝在壓縮機(jī)301和第二膨脹閥310之間。
在第二和第三個(gè)實(shí)施方案中，因?yàn)橛门蛎涢y作為降壓裝置并且降溫裝置安裝在壓縮機(jī)和降壓裝置之間，熱泵一直順利地運(yùn)行。
在本發(fā)明中，因?yàn)橛门蛎涢y作為降壓裝置，防止了在容量和負(fù)荷變化時(shí)對降壓裝置的毀壞。因此，由于不需要用大尺寸毛細(xì)管，使得容易設(shè)計(jì)。此外，因?yàn)榻禍仄靼惭b在壓縮機(jī)和降壓裝置之間，可以根據(jù)流入壓縮機(jī)的致冷液的溫度，精確地控制降壓裝置的過熱度。這樣，可分離熱泵總是順利地運(yùn)行。
權(quán)利要求
1.一種熱泵，包括壓縮機(jī)，用于壓縮致冷劑；室外熱交換器，用于在致冷劑和室外的空氣之間進(jìn)行熱交換，以把該致冷劑轉(zhuǎn)變成過冷液態(tài)致冷劑，該室外熱交換器與壓縮機(jī)相連接；第一降壓裝置，在致冷循環(huán)中用于降低該致冷劑的壓力，以把該致冷劑轉(zhuǎn)變?yōu)榈蜏氐蛪?、低干度的液態(tài)致冷劑，該第一降壓裝置與室外熱交換器相連接；室內(nèi)熱交換器，用于在致冷劑和室內(nèi)的空氣之間進(jìn)行熱交換，以把該致冷劑轉(zhuǎn)變成呈高干度的液態(tài)致冷劑或高溫低壓的氣態(tài)致冷劑，該室內(nèi)熱交換器與該第一降壓裝置相連接；和第二降壓裝置，用于降低該致冷劑的壓力，以把該致冷劑轉(zhuǎn)變?yōu)榈蜏氐蛪汉偷透啥鹊囊簯B(tài)致冷劑，該第二降壓裝置與該室內(nèi)熱交換器和該室外熱交換器相連接。
2.按照權(quán)利要求1所說的熱泵，進(jìn)一步包括一個(gè)控制致冷劑路徑的四通閥，該四通閥與壓縮機(jī)相連接。
3.按照權(quán)利要求1所說的熱泵，其中該第一降壓裝置包括一個(gè)膨脹閥和第一防逆流裝置，并且該第二降壓裝置包括一個(gè)毛細(xì)管和第二防逆流裝置。
4.按照權(quán)利要求3所說的熱泵，進(jìn)一步包括位于該壓縮機(jī)和該膨脹閥之間的一個(gè)降溫裝置。
5.按照權(quán)利要求1所說的熱泵，其中該第一降壓裝置包括一個(gè)毛細(xì)管和第一防逆流裝置，并且該第二降壓裝置包括一個(gè)膨脹閥和第二防逆流裝置。
6.按照權(quán)利要求5所說的熱泵，進(jìn)一步包括位于該壓縮機(jī)和該膨脹閥之間的一個(gè)降溫裝置。
7.按照權(quán)利要求1所說的熱泵，其中該第一降壓裝置包括第一膨脹閥和第一防逆流裝置，并且該第二降壓裝置包括第二膨脹閥和第二防逆流裝置。
8.按照權(quán)利要求7所說的熱泵，進(jìn)一步包括位于該壓縮機(jī)和該第一膨脹閥之間第一降溫裝置；和位于該壓縮機(jī)和該第二膨脹閥之間的第二降溫裝置。
全文摘要
一個(gè)熱泵，包括室外裝置和室內(nèi)裝置，該室外裝置如一臺(tái)壓縮致冷劑的壓縮機(jī)、一臺(tái)用于致冷劑和室外空氣之間進(jìn)行熱交換的室外熱交換器、一個(gè)用于降低該致冷劑壓力的降壓裝置和一個(gè)防止該致冷劑逆流的防逆流裝置；室內(nèi)裝置如一臺(tái)在該致冷劑和室內(nèi)空氣之間進(jìn)行熱交換的室內(nèi)熱交換器。用一個(gè)膨脹閥作為降壓裝置。一個(gè)降溫器安裝在該膨脹閥和該壓縮機(jī)之間。該室外裝置和該室內(nèi)裝置之間用一個(gè)連接管相連接。
文檔編號F25B30/00GK1153887SQ9612114
公開日1997年7月9日 申請日期1996年10月4日 優(yōu)先權(quán)日1996年10月4日
發(fā)明者金京植, 柳承光 申請人:Lg電子株式會(huì)社