專利名稱：一種提高冬季制熱效果的熱泵制熱系統(tǒng)及其專用加熱裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及熱泵，具體地說涉及熱泵在低溫環(huán)境中的制熱系統(tǒng)。
背景技術：
熱泵系統(tǒng)在冬季的工作性能直接影響到熱泵的應用領域和經(jīng)濟成本。目前，常規(guī)空氣源熱泵只能在-5℃以上的環(huán)境中正常工作，隨著環(huán)境溫度的下降，空氣源熱泵的工作性能急劇惡化，相應產(chǎn)熱能力和能效比急劇降低。開發(fā)低溫氣候下高效工作的熱泵系統(tǒng)成為熱泵技術發(fā)展的重要方向。
空氣源熱泵低溫技術涉及低溫狀態(tài)下空氣源熱泵機組的制熱技術和空氣源熱泵機組的除霜技術兩個方面。關于制熱技術為了提高低溫狀態(tài)下空氣源熱泵機組的制熱能力，有的空調(diào)廠商采用變頻壓縮機，提高壓縮機的轉速來增加其制熱量，但由于吸入的空氣熱能有限，壓縮機吸氣量增加會降低吸氣溫度和吸氣壓力，從而降低壓縮機的工作效率，所以熱泵的制熱量增加有限；有的廠家利用中間壓力補償系統(tǒng)來提高壓縮機的吸氣溫度和吸氣壓力，改善壓縮機的工作狀況，但這種方法往往涉及壓縮機結構的改變，技術難以普及；為了保證熱泵低溫狀態(tài)的工作能力，多數(shù)廠家建議在相應的水循環(huán)中增加輔助電加熱，但這種增加輔助加熱的方法對熱泵機組本身效率的提高是沒有任何幫助的。關于除霜技術空氣源熱泵機組除霜技術也直接影響到熱泵的整體性能常規(guī)熱泵多采用逆循環(huán)除霜系統(tǒng)，犧牲部分冷凝側的熱能來將翅片管外的冰霜除掉，四通閥換向引起系統(tǒng)波動很大；有的熱泵采取旁通熱氣除霜的技術，直接將壓縮機出口的高溫冷媒接入蒸發(fā)器來融霜，但此過程中壓縮機吸氣溫度較低，除霜過程的能耗較大；有的熱泵采用電熱除霜，將電加熱管交替穿插于蒸發(fā)器翅片管管束中，通過電加熱來直接融霜，但這種結構必然會增加蒸發(fā)器的體積、容易產(chǎn)生除霜能耗過高現(xiàn)象。
發(fā)明目的本發(fā)明要解決的技術問題是提供一種熱泵的制熱系統(tǒng)，能夠改善熱泵在低溫環(huán)境中的工作狀況，提高在低溫環(huán)境中的制熱能力和能效比。本發(fā)明的另一個目的還要提供一種熱泵系統(tǒng)的專用加熱裝置。
本發(fā)明通過以下技術方案實現(xiàn)一種提高冬季制熱效果的熱泵制熱系統(tǒng)，所述的熱泵制熱系統(tǒng)包括壓縮機、冷凝器、節(jié)流裝置、蒸發(fā)器，以及按上述裝置的順序連通于它們之間的制冷劑循環(huán)管路；還包括除霜裝置；特點是在壓縮機與蒸發(fā)器之間的連通管路上設置有專用加熱裝置，所述的專用加熱裝置的一端管口與蒸發(fā)器的管口連通，另一端管口與壓縮機的進氣口連通。
一種提高冬季制熱效果的熱泵制熱系統(tǒng)的專用加熱裝置，特點是專用加熱裝置由套管和電加熱部件構成，電加熱部件位于套管中，套管相對兩側端部設置有管口；或兩端設置有管口。
對于壓縮機前帶有汽液分離器的熱泵制熱系統(tǒng)而言，上述加熱裝置的一端管口與蒸發(fā)器的管口連通，另一端管口則與汽液分離器的進氣口連通(汽液分離器的另一端管口與壓縮機的進氣口連通)。
如上所述，在配備汽液分離器的情況下，可以將本發(fā)明中的呈條帶狀或呈片狀的電加熱部件包裹于汽液分離器的外壁，或者在汽液分離器中設置包含有熱介質(zhì)的帶有外開口的盲管，將呈U形狀，或圓柱狀，或管狀的電加熱部件插入該盲管。此時汽液分離器兼有加熱裝置的功能。
有益效果
本發(fā)明在蒸發(fā)器與壓縮機之間的管路上設置了加熱裝置，通過電能轉換成的熱能來直接提高壓縮機的吸氣溫度和吸氣壓力，從而改善了壓縮機的工作狀況，與在水循環(huán)管路中增加電輔加熱方式相比，不僅能有效提高熱泵系統(tǒng)的制熱能力，而且由于壓縮機工作狀況的改善，本發(fā)明的熱泵系統(tǒng)能效比得到了提高。
如在除霜技術中使用本發(fā)明，可以縮短除霜時間，改善熱泵系統(tǒng)除霜穩(wěn)定性能。
本發(fā)明中的專用加熱裝置結構簡單、成本低廉、易于推廣和使用。


圖1為公知的加入旁通熱氣除霜裝置的熱泵系統(tǒng)框圖；圖2為圖1基礎上加入了本發(fā)明的熱泵系統(tǒng)框圖；圖3為圖2中的專用加熱裝置(內(nèi)置可插拔式、間隙配合)剖面示意圖；圖4為圖2中的專用加熱裝置(內(nèi)置可插拔式、非間隙配合)剖面示意圖；圖5為圖2中的專用加熱裝置(內(nèi)置固定式)剖面示意圖；圖6為圖2中的專用加熱裝置(內(nèi)置包裹式)剖面示意圖。
具體實施例方式所述的電加熱部件為電阻加熱部件，或為電磁加熱部件。在以下實施例中的電加熱部件選用電阻加熱部件。
實施例1如圖1所示，壓縮機1、冷凝器2、節(jié)流裝置3、蒸發(fā)器4通過連通管路形成制冷劑循環(huán)系統(tǒng)，旁通熱氣除霜裝置一端管口連通壓縮機1與冷凝器2之間的管路，另一端管口連通節(jié)流裝置3與蒸發(fā)器4之間的管路。
如圖2所示，在壓縮機1與蒸發(fā)器4之間的連通管路上設置有專用加熱裝置5。
如圖3所示，專用加熱裝置5為套管51和圓柱狀電加熱部件52構成(在本實施例中圓柱狀電加熱部件52選用如同太陽能熱水器中的電加熱棒)，套管51相對兩側端設置有管口53、54，套管51中同軸向設置有內(nèi)管55，所述的內(nèi)管55位于套管51內(nèi)，一端為盲管，位于套管51內(nèi)，另一端外壁與套管51的端口邊緣密封連接。電加熱部件52插入內(nèi)管55中，插入端為緊密配合，其余為間隙配合。如圖2、圖3所示，加熱裝置5的一端管口54與蒸發(fā)器4的管口連通，另一端管口53與壓縮機1的進氣口連通。
實施例2如圖4所示，專用加熱裝置5為套管51和U形狀的電加熱部件52構成(在本實施例中U形狀電加熱件52選用如同熱水瓶中熱得快，也可以選用管壁之間設置有電熱絲的管形狀)，內(nèi)管55內(nèi)充有加熱介質(zhì)，電加熱部件52插入內(nèi)管55中，插入端為緊密配合，其余為非間隙配合。其余實施如實施例1。
實施例3如圖5所示，專用加熱裝置5為套管51和圓柱狀電加熱部件52構成(在本實施例中圓柱狀電加熱部件52選用如同太陽能熱水器中的電加熱棒)，套管51相對兩側端設置有管口53、54(套管51中無內(nèi)管55)，電加熱部件52位于套管51中，電加熱部件52的兩端分別與套管51的兩端口邊緣密封連接。其余實施如實施例1。
實施例4如圖6所示，專用加熱裝置5為套管51和條帶狀的電加熱部件52構成(在本實施例中條帶狀電加熱部件52選用公知技術電加熱帶。選用公知技術的電阻絲、或者選用片狀的公知技術電熱膜都可以)，套管51兩端頭設置有管口56、57，套管51中同軸向設置有內(nèi)管55，內(nèi)管55為導通管，內(nèi)管55的兩端壁緣與套管51兩端口內(nèi)側密封連接，電加熱部件52包裹于所述內(nèi)管55的外壁。如圖2、圖6所示，加熱裝置5的一端管口57與蒸發(fā)器4的管口連通，另一端管口56與壓縮機1的進氣口連通。其余實施如實施例1。
本發(fā)明運行方式當熱泵系統(tǒng)處于低溫環(huán)境中工作時，將實施例1、或?qū)嵤├?、或?qū)嵤├?、或?qū)嵤├?中電加熱部件接通電源，則蒸發(fā)器中出來的制冷劑被加熱后流入壓縮機，當熱泵系統(tǒng)需除霜時，打開旁通熱氣除霜裝置中的閥6即可。本發(fā)明大大改善了壓縮機的工作狀況，從而提高了熱泵系統(tǒng)的制熱能力和能效比。
本發(fā)明不局限于上述旁通熱氣除霜裝置，同樣適用于逆循環(huán)除霜，加大節(jié)流裝置開度除霜，電加熱除霜等，只要在熱泵系統(tǒng)的壓縮機與蒸發(fā)器之間的管路上設置加熱裝置，均屬于本發(fā)明的范圍。
權利要求
1.一種提高冬季制熱效果的熱泵制熱系統(tǒng)，所述的熱泵制熱系統(tǒng)包括壓縮機(1)、冷凝器(2)、節(jié)流裝置(3)、蒸發(fā)器(4)，以及按上述裝置的順序連通于它們之間的制冷劑管路；還包括除霜裝置；其特征在于在壓縮機(1)與蒸發(fā)器(4)之間的連通管路上設置有專用加熱裝置(5)，所述的專用加熱裝置(5)的一端管口與蒸發(fā)器(4)的管口連通，另一端管口與壓縮機(1)的進氣口連通。
2.一種提高冬季制熱效果的熱泵制熱系統(tǒng)的專用加熱裝置，其特征在于專用加熱裝置由套管(51)和電加熱部件(52)構成，電加熱部件(52)位于套管(51)中，套管(51)設置有管口(53、54)；或套管(51)設置有管口(56、57)。
3.如權利要求2所述的一種提高冬季制熱效果的熱泵制熱系統(tǒng)的專用加熱裝置，其特征在于所述管口(53、54)設置于套管(51)相對的兩側端，所述管口(56、57)設置于套管(51)兩端頭。
4.如權利要求2所述的一種提高冬季制熱效果的熱泵制熱系統(tǒng)的專用加熱裝置，其特征在于所述電加熱部件(52)呈圓柱狀，或呈條帶狀，或呈片狀，或呈U形狀，或呈管狀。
5.如權利要求2或3或4所述的一種提高冬季制熱效果的熱泵制熱系統(tǒng)的專用加熱裝置，其特征在于呈圓柱狀的電加熱部件(52)，兩端分別與相對兩側端設置有管口(53、54)的套管(51)的兩端口邊緣密封連接；或上述套管(51)中同軸向設置有內(nèi)管(55)，所述的呈圓柱狀，或呈U形狀，或呈管狀的電加熱部件(52)插入內(nèi)管(55)內(nèi)，插入端為緊密配合，其余為間隙配合，或為非間隙配合。
6.如權利要求5所述的一種提高冬季制熱效果的熱泵制熱系統(tǒng)的專用加熱裝置，其特征在于所述內(nèi)管(55)的一端為盲管，位于套管(51)內(nèi)，另一端外壁與套管(51)的端口邊緣密封連接。
7.如權利要求5所述的一種提高冬季制熱效果的熱泵制熱系統(tǒng)的專用加熱裝置，其特征在于所述電加熱部件(52)與內(nèi)管(55)為非間隙配合，是內(nèi)管(55)內(nèi)充有加熱介質(zhì)。
8.如權利要求2或3或4所述的一種提高冬季制熱效果的熱泵制熱系統(tǒng)的專用加熱裝置，其特征在于呈條帶狀或呈片狀的電加熱部件(52)，位于兩端頭設置有管口(56、57)的套管(51)內(nèi)。
9.如權利要求8所述的一種提高冬季制熱效果的熱泵制熱系統(tǒng)的專用加熱裝置，其特征在于套管(51)中同軸向設置有內(nèi)管(55)，內(nèi)管(55)為導通管，內(nèi)管55的兩端壁緣與套管51兩端密封連接，所述呈條帶狀或呈片狀的電加熱部件(52)包裹于所述內(nèi)管(55)的外壁。
10.如權利要求2、或4、或5、或6、或7、或8、或9所述的一種提高冬季制熱效果的熱泵制熱系統(tǒng)的專用加熱裝置，其特征在于電加熱部件(52)為電阻加熱部件，或電磁加熱部件。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種提高冬季制熱效果的熱泵制熱系統(tǒng)及其專用加熱裝置，所述的熱泵制熱系統(tǒng)包括壓縮機、冷凝器、節(jié)流裝置、蒸發(fā)器，以及按上述裝置的順序連通于它們之間的制冷劑循環(huán)管路；還包括除霜裝置；特點是在壓縮機與蒸發(fā)器之間的連通管路上設置有專用加熱裝置，專用加熱裝置的一端管口與蒸發(fā)器的管口連通，另一端管口與壓縮機的進氣口連通。所述的專用加熱裝置由套管和電加熱部件構成，電加熱部件位于套管中，套管兩端設置有管口。本發(fā)明通過電能轉換成的熱能來直接提高壓縮機的吸氣溫度和吸氣壓力，從而改善了壓縮機的工作狀況，有效地提高了熱泵系統(tǒng)的制熱能力和能效比。本發(fā)明的專用加熱裝置結構簡單、成本低廉、易于推廣和使用。
文檔編號F25B47/02GK1884941SQ20061008833
公開日2006年12月27日 申請日期2006年7月10日 優(yōu)先權日2006年7月10日
發(fā)明者陳志強 申請人:陳志強