專利名稱：一種適合于低溫環(huán)境下運(yùn)行的空調(diào)熱泵設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種空調(diào)熱泵設(shè)備，更具體地說(shuō)涉及一種適用于低溫環(huán)境下(-i5Cw-5"C)運(yùn)行的空調(diào)熱泵設(shè)備。
背景技術(shù)：
世界上熱泵的發(fā)展具有悠久的歷史,特別在二十世紀(jì)中期以后進(jìn)入了一個(gè)迅猛發(fā)展的 時(shí)期。由于具有較強(qiáng)的環(huán)保和節(jié)能意識(shí)，熱泵供熱在國(guó)外已是成熟的技術(shù)并得到了廣泛的 應(yīng)用和迅速的發(fā)展。各種形式各種用途的熱泵均已實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化。應(yīng)當(dāng)指出的是，熱泵型單元式空調(diào)器，即夏季制冷、冬季制熱的冷暖兩用空調(diào)器，近 十年來(lái)在長(zhǎng)江中下游、華南及西南等傳統(tǒng)的非采暖區(qū)得到廣泛應(yīng)用。但這類空調(diào)器在氣溫較低時(shí)表現(xiàn)出很多問(wèn)題(l)制熱量衰減快，無(wú)法滿足采暖需求；(2)壓縮機(jī)排氣溫度不 斷升高、無(wú)法穩(wěn)定，長(zhǎng)期運(yùn)行會(huì)使壓縮機(jī)燒毀。(3)企業(yè)更多的是將其作為產(chǎn)品的一個(gè)炒 作點(diǎn)，如聲稱在零下十度仍能正常工作而回避此時(shí)制熱量很小、無(wú)法滿足要求。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)圍繞這一問(wèn)題提出不少解決辦法與思路。有的采用輔助加熱，即增加輔 助燃油或電加熱器，低溫工況采用輔助加熱滿足采暖要求，但這未從根本上解決問(wèn)題有 的采用單級(jí)/雙級(jí)壓縮轉(zhuǎn)換的熱泵循環(huán)，即普通工況用單級(jí)壓縮循環(huán)，低溫工況用雙級(jí)壓 縮循環(huán)，這種方法是雖然提髙了效率，但制熱量的提高有限，同時(shí)使系統(tǒng)復(fù)雜、成本增加 較大且小型機(jī)組中很難應(yīng)用。 實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是要克服現(xiàn)有存在的技術(shù)問(wèn)題，設(shè)計(jì)一種適合于低溫環(huán)境下運(yùn)行的 空調(diào)熱泵設(shè)備，其利用具有單向壓縮和對(duì)濕行程不敏感特點(diǎn)的壓縮機(jī)，構(gòu)造出單臺(tái)壓縮機(jī) 實(shí)現(xiàn)"準(zhǔn)二級(jí)"壓縮的適于寒冷地區(qū)用的熱泵循環(huán)系統(tǒng)。本實(shí)用新型通過(guò)下述技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)。一種適合于低溫環(huán)境下運(yùn)行的空調(diào)熱泵設(shè)備，包括室外機(jī)和室內(nèi)機(jī)， 室外機(jī)包括交流變頻渦旋壓縮機(jī)、換向閥、室外換熱器、電子膨脹閥、儲(chǔ)液器、感溫 元件和電氣控制裝置；
室內(nèi)機(jī)包括室內(nèi)換熱器、電子膨脹閥、感溫元件及電氣控制裝置； 室外換熱器和室內(nèi)換熱器分2路連接構(gòu)成回路一路，壓縮機(jī)的出氣口和進(jìn)氣口通過(guò)換向閥與室外換熱器和室內(nèi)換熱器連接， 另一路，室外換熱器通過(guò)電子膨脹閥、儲(chǔ)液器及電子膨脹閥與室內(nèi)換熱器連通， 其特征在于由補(bǔ)氣電磁閥，毛細(xì)管和電子膨脹閥組成補(bǔ)氣段，該補(bǔ)氣段從室外換熱 器或與室外換熱器連接的管或部件連接到壓縮機(jī)頂部補(bǔ)氣口 。 本實(shí)用新型的運(yùn)行特點(diǎn)是補(bǔ)氣段的增加，是在低溫環(huán)境狀態(tài)下啟動(dòng)，系統(tǒng)自動(dòng)轉(zhuǎn)換為"準(zhǔn)二級(jí)"壓縮運(yùn)行，改 善機(jī)組在低溫環(huán)境下的制熱運(yùn)行性能，而在正常狀態(tài)下，系統(tǒng)可以按照普通制冷、制熱模 式運(yùn)行，仍具有普通熱泵的性能特點(diǎn)在低溫環(huán)境下熱泵制熱運(yùn)行時(shí)遇到室外機(jī)結(jié)霜時(shí)， 可以通過(guò)控制系統(tǒng)切換換向閥，按照空調(diào)的運(yùn)行模式進(jìn)行化霜，除霜結(jié)束后再自行切換回 原來(lái)的制熱工作狀態(tài)。換向閥的作用是通過(guò)切換其制冷劑的流動(dòng)方向，確定本實(shí)用新型的運(yùn)行狀態(tài)，或進(jìn)行 除霜工作。補(bǔ)氣電磁閥是用于在低溫環(huán)境下，開(kāi)啟或關(guān)閉補(bǔ)氣通道。所述的節(jié)流元件是一個(gè)或多個(gè)毛細(xì)管，或電子膨脹閥。因本實(shí)用新型在制冷模式運(yùn)行 與制熱模式運(yùn)行時(shí)，工況差異較大，因此，需要在室內(nèi)機(jī)和室外機(jī)處用兩個(gè)電子膨脹閥分 別單獨(dú)控制，以滿足不同模式不同工況下的節(jié)流要求。本實(shí)用新型補(bǔ)氣段中間壓縮機(jī)補(bǔ)氣 段，是在制熱運(yùn)行時(shí)通過(guò)流經(jīng)室內(nèi)換熱器的制冷劑，引入一部分，通過(guò)兩段毛細(xì)管和一個(gè) 電子膨脹閥的組合實(shí)現(xiàn)節(jié)流要求，補(bǔ)充進(jìn)入壓縮機(jī)內(nèi)，實(shí)現(xiàn)"準(zhǔn)二級(jí)"壓縮，滿足低溫環(huán) 境下正常制熱的要求。所描述的室外換熱器及室內(nèi)換熱器均是風(fēng)冷換熱器，風(fēng)冷換熱器采用翅片管式換熱 器，通過(guò)風(fēng)扇強(qiáng)制送風(fēng)與室外環(huán)境進(jìn)行熱交換。室內(nèi)換熱器按照制冷模式運(yùn)行時(shí)該換熱器 用作蒸發(fā)器向室內(nèi)吸熱，按照制熱模式運(yùn)行時(shí)該換熱器用作冷凝器向室內(nèi)放熱。本實(shí)用新型是以制熱運(yùn)行為主，制冷運(yùn)行為輔。特別適用寒冷地區(qū)使用，改變了傳統(tǒng) 以燃煤、燃油作為冬季取暖的手段，它可以解決現(xiàn)有熱泵空調(diào)器低溫時(shí)制熱量不能滿足要 求或使用電加熱器能源利用效率太低的問(wèn)題，滿足低溫環(huán)境下較高效率正常采暖的迫切需 求。 1、 該熱泵裝置通過(guò)改變制冷劑的流動(dòng)方向，通過(guò)壓縮機(jī)作用將熱量從低溫?zé)嵩吹耐?部環(huán)境轉(zhuǎn)移到高溫?zé)嵩吹膬?nèi)部環(huán)境。其供熱方式是一種間接的電釆暖，與直接電釆暖的方 式比較，是一種比較節(jié)能的采暖方式，可以節(jié)約一半以上的采暖費(fèi)用。2、 采用構(gòu)造出的"準(zhǔn)二級(jí)"熱泵循環(huán)系統(tǒng)，能夠在較低溫度的環(huán)境條件下向住宅提 供有效的采暖用熱量，且效率較高，長(zhǎng)期穩(wěn)定工作，與普通熱泵相比，制熱量增大約40%, 排氣溫度降低近20t。3、 與傳統(tǒng)的燃煤、燃油采暖手段造成大氣污染相比，該熱泵是屬于一種清潔能源的 供熱裝置，具有無(wú)污染、無(wú)排放的顯著特點(diǎn)。4、 本實(shí)用新型具有周密的除霜能力，通過(guò)調(diào)整進(jìn)入除霜前的時(shí)間長(zhǎng)短，改變除霜時(shí) 間，以提高熱泵的舒適性，同時(shí)防止制熱能力的下降。


圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖具體實(shí)施方式
參考圖l,如圖l所示的本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，其包括室外機(jī)和室內(nèi)機(jī)， 室外機(jī)包括交流變頻壓縮機(jī)l、四通換向閥2、室外換熱器3、電子膨脹閥5、 6、儲(chǔ)液器10、感溫元件以及由補(bǔ)氣電磁閥9、毛細(xì)管8a和8b及電子膨脹閥7串接組成的補(bǔ)氣段，室內(nèi)機(jī)即包括室內(nèi)換熱器4和感溫元件及電氣控制裝置，用于空氣機(jī)組的啟停和設(shè)定 溫度、風(fēng)速等參數(shù)。室外換熱器3和室內(nèi)換熱器4分2路連接構(gòu)成回路一路，壓縮機(jī)1的出氣口連接到四通換向閥2的閥口 2d,壓縮機(jī)1的進(jìn)氣口連接到 四通換向閥2的閥口2c，室外換熱器3連接到四通換向閥2的閥口2b，室內(nèi)換熱器4連 接到四通換向閥2的閥口 2a,四通換向閥2的閥口 2a和2b可以轉(zhuǎn)換為分別和閥口 2d或 閥口 2c連通，即2a—2d和2b~2c或2a—2c和2b"-2d;另一路，室外換熱器3通過(guò)電子膨脹閥6、儲(chǔ)液器10及電子膨脹閥5與室內(nèi)換熱器4 連通；由補(bǔ)氣電磁閥9、毛細(xì)管8a和8b及電子膨脹閥7串接組成的補(bǔ)氣段從儲(chǔ)液器10連 接到壓縮機(jī)l頂部補(bǔ)氣口。本實(shí)用新型可以按以下模式運(yùn)行1. 空調(diào)運(yùn)行模式制冷劑循環(huán)回路室外換熱器(3)—電子膨脹閥(6)—儲(chǔ)液器(10)—電子膨脹閥 (5)—室內(nèi)換熱器(4)—四通換向閥(2)—壓縮機(jī)(1)—四通換向閥(2)—室外換 熱器(3)。這時(shí)，四通換向閥2處于閥口2b與2d、 2a與2c連通位置，電子膨脹閥6處于全開(kāi) 狀態(tài)，電磁閥9關(guān)閉，電子膨脹閥5根據(jù)室內(nèi)換熱器4上的感溫元件通過(guò)電氣控制裝置進(jìn) 行開(kāi)度調(diào)節(jié)。壓縮機(jī)1排出的制冷劑氣體進(jìn)入室外換熱器3經(jīng)過(guò)冷凝后，經(jīng)過(guò)電子膨脹閥 6、儲(chǔ)液器IO，再經(jīng)過(guò)電子膨脹閥5節(jié)流后進(jìn)入室內(nèi)換熱器4蒸發(fā)制冷，回到壓縮機(jī)l進(jìn) 氣口。2. 普通空調(diào)制熱模式制冷劑循環(huán)回路室外換熱器(3)—四通換向閥(2)—壓縮機(jī)(1)—四通換向閥 (2)—室內(nèi)換熱器(4)—電子膨脹閥(5)—儲(chǔ)液器(10)—電子膨脹閥(6)—室外換 熱器(3)。這時(shí)，四通換向閥2處于閥口2d與2a、 2b與2c連通位置，電子膨脹閥5、6打開(kāi)并 且分別根據(jù)室外換熱器3、室內(nèi)換熱器4上的感溫元件通過(guò)電氣控制裝置進(jìn)行開(kāi)度調(diào)節(jié)， 電磁閥9關(guān)閉。壓縮機(jī)1排出的制冷劑氣體進(jìn)入室內(nèi)換熱器4進(jìn)行冷凝放熱后分別經(jīng)過(guò)電 子膨脹閥5、 6節(jié)流后進(jìn)入室外換熱器3蒸發(fā)吸熱，回到壓縮機(jī)l進(jìn)氣口。3. 低溫環(huán)境制熱模式當(dāng)環(huán)境溫度低于-5"C，制冷劑循環(huán)回路室外換熱器(3)—四通換向閥(2)—壓縮機(jī)(1)—四通換向閥 (2)—室內(nèi)換熱器(4)—電子膨脹閥(5)—儲(chǔ)液器(10)—電子膨脹閥(6)—室外換 熱器(3)。這時(shí)，四通換向閥2處于閥口2d與2a、 2b與2c連通的位置時(shí)，制冷劑流向除與普 通空調(diào)制熱模式相同外，還有補(bǔ)氣段的電磁閥9、電子膨脹閥7打開(kāi)。壓縮機(jī)l排出的制冷劑氣體進(jìn)入室內(nèi)換熱器 4進(jìn)行冷凝放熱后，經(jīng)過(guò)電子膨脹閥5節(jié)流后進(jìn)入儲(chǔ)液器10，之后制冷劑分成兩部分返回 壓縮機(jī)l。第一部分即按普通空調(diào)制熱模式進(jìn)行，再經(jīng)過(guò)電子膨脹閥6進(jìn)行節(jié)流后進(jìn)入室
外換熱器3蒸發(fā)吸熱，回到壓縮機(jī)l進(jìn)氣口。第二部分經(jīng)過(guò)電磁閥9，毛細(xì)管8a、 8b和 電子膨脹閥7進(jìn)入壓縮機(jī)1頂部補(bǔ)氣口 。電子膨脹閥7根據(jù)環(huán)境溫度通過(guò)電氣控制裝置進(jìn) 行開(kāi)度調(diào)節(jié)。4.除霜模式當(dāng)室外換熱器3上的感溫元件溫度達(dá)到除霜要求時(shí)，不管處于普通空 調(diào)制熱模式還是低溫環(huán)境制熱模式，都切換為除霜模式，當(dāng)室外換熱器3上的感溫元件溫 度達(dá)到目標(biāo)溫度或一定時(shí)間后，自動(dòng)返回原來(lái)的運(yùn)行模式。除霜模式時(shí)，制冷劑循環(huán)回路 與空調(diào)運(yùn)行模式相同，四通換向閥2處于閥口2b與2d、 2a與2c連通的位置，電磁閥9、 電子膨脹閥7關(guān)閉，電子膨脹閥5、 6處于全開(kāi)狀態(tài)，室外換熱器3的風(fēng)扇打開(kāi)，室內(nèi)換 熱器4的風(fēng)扇停止運(yùn)轉(zhuǎn)。壓縮機(jī)1排出的制冷劑氣體進(jìn)入室外換熱器3熱氣除霜后，經(jīng)過(guò) 電子膨脹閥5、 6，儲(chǔ)液器10,進(jìn)入室內(nèi)換熱器4，經(jīng)過(guò)四通換向閥2回到壓縮機(jī)1進(jìn)氣 □。
權(quán)利要求1.一種適合于低溫環(huán)境下運(yùn)行的空調(diào)熱泵設(shè)備，包括室外機(jī)和室內(nèi)機(jī)，室外機(jī)包括交流變頻渦旋壓縮機(jī)(1)、換向閥(2)、室外換熱器(3)、電子膨脹閥(6)、儲(chǔ)液器(10)、感溫元件和電氣控制裝置；室內(nèi)機(jī)包括室內(nèi)換熱器(4)、電子膨脹閥(5)、感溫元件及電氣控制裝置；室外換熱器(3)和室內(nèi)換熱器(4)分2路連接構(gòu)成回路一路，壓縮機(jī)(1)的出氣口通過(guò)換向閥(2)與室外換熱器(3)和室內(nèi)換熱器(4)連接，壓縮機(jī)(1)的進(jìn)氣口也通過(guò)換向閥(2)與室外換熱器(3)和室內(nèi)換熱器(4)連接。另一路，室外換熱器(3)通過(guò)電子膨脹閥(6)、儲(chǔ)液器(10)及電子膨脹閥(5)與室內(nèi)換熱器(4)連通，其特征在于由補(bǔ)氣電磁閥(9)，毛細(xì)管(8a、8b)和電子膨脹閥(7)組成的補(bǔ)氣段，該補(bǔ)氣段從室外換熱器(3)或與室外換熱器(3)連接的管或部件連接到壓縮機(jī)(1)頂部補(bǔ)氣口。
2. 如權(quán)利要求1所述的空調(diào)熱泵設(shè)備，其特征在于所述的換向閥為四通換向閥(2), 壓縮機(jī)(1)的出氣口和進(jìn)氣口、室外換熱器(3)、室內(nèi)換熱器(4)分別與四通換向閥(2) 的閥口連接。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的空調(diào)熱泵設(shè)備，其特征在于補(bǔ)氣段從室外換熱器(3) 與儲(chǔ)液器(10)的連接管段上連接到壓縮機(jī)(1)頂部補(bǔ)氣口。
4. 如權(quán)利要求1所述的空調(diào)熱泵設(shè)備，其特征在于補(bǔ)氣段從儲(chǔ)液器(10)連接到 壓縮機(jī)(1)頂部補(bǔ)氣口。
專利摘要本實(shí)用新型提出一種適合于低溫環(huán)境下運(yùn)行的空調(diào)熱泵設(shè)備，其包括有室外機(jī)和室內(nèi)機(jī)，室外換熱器和室內(nèi)換熱器分2路連接構(gòu)成回路壓縮機(jī)的出氣口和進(jìn)氣口通過(guò)換向閥與室外換熱器和室內(nèi)換熱器連接；室外換熱器通過(guò)電子膨脹閥、儲(chǔ)液器及電子膨脹閥與室內(nèi)換熱器連通，還有由補(bǔ)氣電磁閥，毛細(xì)管和電子膨脹閥組成補(bǔ)氣段，該補(bǔ)氣段從室外換熱器連接到壓縮機(jī)頂部補(bǔ)氣口。補(bǔ)氣段是在低溫環(huán)境狀態(tài)下啟動(dòng)，系統(tǒng)自動(dòng)轉(zhuǎn)換為“準(zhǔn)二級(jí)”壓縮運(yùn)行，而在正常狀態(tài)下，系統(tǒng)可以按照普通制冷、制熱模式運(yùn)行；本實(shí)用新型解決了現(xiàn)有熱泵空調(diào)器低溫時(shí)制熱量不能滿足要求的問(wèn)題，滿足低溫環(huán)境下高效率正常采暖的迫切需求，特別適用于寒冷地區(qū)使用。
文檔編號(hào)F25B13/00GK201025417SQ20072004781
公開(kāi)日2008年2月20日 申請(qǐng)日期2007年1月25日 優(yōu)先權(quán)日2007年1月25日
發(fā)明者巨小平, 林州強(qiáng), 相玲玲, 蔡育新 申請(qǐng)人:廣州萬(wàn)寶集團(tuán)有限公司