專(zhuān)利名稱(chēng)：一種空氣源熱泵空調(diào)系統(tǒng)的制作方法
所屬領(lǐng)域本發(fā)明涉及一種采用熱泵的空調(diào)系統(tǒng)，具體地講是一種輔助空氣源熱泵空調(diào)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
空調(diào)是日常生活中用于調(diào)節(jié)局部空間溫度的一種常用電器，隨著科技的發(fā)展，冷暖空調(diào)越來(lái)越廣泛地被人們應(yīng)用?？照{(diào)的調(diào)溫原理主要是利用逆卡諾循環(huán)，工質(zhì)從低溫?zé)嵩粗形諢崃?，在高溫?zé)嵩粗蟹懦鰺崃浚ㄟ^(guò)不斷吸熱、放熱循環(huán)，達(dá)到制冷或供暖的目的。目前常用的空調(diào)機(jī)組一般由壓縮機(jī)、冷凝器、膨脹閥和蒸發(fā)器構(gòu)成，在供暖循環(huán)中，冷凝器與室內(nèi)換熱循環(huán)換熱，蒸發(fā)器與室外換熱循環(huán)換熱，機(jī)組內(nèi)的循環(huán)工質(zhì)與室外換熱循環(huán)換熱，吸收熱量而被氣化，經(jīng)壓縮機(jī)壓縮后升溫升壓，然后在冷凝器中與室內(nèi)換熱循環(huán)換熱，冷凝并向室內(nèi)放熱，通過(guò)不斷循環(huán)，達(dá)到向室內(nèi)的供暖目的。在此供暖過(guò)程中，循環(huán)工質(zhì)的低溫?zé)嵩礊槭彝獾目諝?，在寒冷的冬季，室外空氣的溫度較低(低于0℃時(shí))，隨著氣溫的下降，空調(diào)的運(yùn)行效率也急劇下降，在室外溫度低于-10℃時(shí)，甚至不能供熱或者供熱能力大大下降，不能滿(mǎn)足冬季室內(nèi)供熱的需要。為滿(mǎn)足室內(nèi)的供熱需求，有人在室內(nèi)安裝電加熱器，來(lái)提供熱量，但由于電能轉(zhuǎn)換為熱能的效率較低，需消耗大量的電能才能，滿(mǎn)足室內(nèi)的供暖需求，能耗高，供暖成本大幅增加。
另外，在相對(duì)濕度較高的地方，即使環(huán)境溫度不太低，如氣溫為0-5℃，熱泵在運(yùn)行時(shí)，室外與空氣換熱的蒸發(fā)器在換熱過(guò)程中積霜嚴(yán)重，影響室外換熱器與室外空氣的換熱效率。而要解決該問(wèn)題，就要頻繁地除霜，即在蒸發(fā)器內(nèi)反沖熱的氟里昂來(lái)化霜，從而消耗大量的電能。
因此，有必要提供一種新型空調(diào)系統(tǒng)，以克服現(xiàn)有空調(diào)系統(tǒng)的不足，提高冬季供暖效率，防止積霜。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供一種輔助空氣源熱泵空調(diào)系統(tǒng)，提高寒冷的冬季供暖的效率，滿(mǎn)足室內(nèi)的供熱需求。
本發(fā)明的目的可采用如下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)，一種空氣源熱泵空調(diào)系統(tǒng)，至少包括室內(nèi)換熱器、膨脹閥、室外換熱器以及壓縮機(jī)，室外換熱器的外側(cè)附加一空氣加熱器，其熱源由輔助熱源提供，該輔助熱源能夠升高與室外換熱器換熱的空氣的溫度。
所述的輔助熱源可為電加熱器，或者為太陽(yáng)能加熱器。
本發(fā)明的太陽(yáng)能加熱器可包括太陽(yáng)能集熱器和儲(chǔ)熱水箱，太陽(yáng)能集熱器與儲(chǔ)熱水箱下部的熱交換器連接，與水箱內(nèi)的水換熱；該儲(chǔ)熱水箱由上部的熱交換器與室外換熱器的附加空氣加熱器連接，通過(guò)傳熱工質(zhì)循環(huán)把儲(chǔ)熱水箱內(nèi)的熱量傳遞給附加空氣加熱器。
上述的儲(chǔ)熱水箱內(nèi)可設(shè)有一個(gè)或一個(gè)以上的輔助電加熱元件。
本發(fā)明的室外換熱器為翅片管換熱器。
本發(fā)明效果是顯著的，其一，由于本發(fā)明的空氣源熱泵空調(diào)系統(tǒng)的室外換熱器附加了一空氣加熱器，在冬季供暖時(shí)，由輔助熱源加熱與室外換熱器換熱的空氣的溫度，從而營(yíng)造一個(gè)環(huán)境溫度相對(duì)較高的空氣源，提高運(yùn)行效率，使本發(fā)明的空氣源熱泵空調(diào)系統(tǒng)能夠在環(huán)境溫度較低的情況下使用。
其二，由于輔助熱源的加熱作用，將與室外換熱器換熱的空氣源的環(huán)境溫度相對(duì)升高，其相對(duì)濕度相應(yīng)降低，從而減少換熱器上的積霜，減少了化霜的能耗，節(jié)約了電能。
其三，本發(fā)明中，太陽(yáng)能加熱器時(shí)的儲(chǔ)熱水箱內(nèi)被太陽(yáng)能集熱器加熱的熱水還可以作為生活熱水，在提高空氣源熱泵空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行效率的同時(shí)，給人們提供熱水。


圖1 本發(fā)明實(shí)施例1的工作原理示意圖；圖2 空氣源熱泵空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行效率曲線(xiàn)圖；圖3 本發(fā)明實(shí)施例2的工作原理示意圖；圖4 本發(fā)明實(shí)施例3的工作原理示意圖；圖5 本發(fā)明實(shí)施例4的工作原理圖。
具體實(shí)施例方式
如圖1、圖3、圖4、圖5所示，本發(fā)明的空氣源熱泵空調(diào)系統(tǒng)，至少包括室內(nèi)換熱器1、膨脹閥2、室外換熱器3以及壓縮機(jī)4，其構(gòu)成熱泵機(jī)組，通過(guò)不斷循環(huán)，達(dá)到向室內(nèi)供暖或制冷的目的。本發(fā)明的關(guān)鍵在于，本發(fā)明于室外換熱器3外側(cè)設(shè)置一附加空氣加熱器31，該加熱器由輔助熱源供熱，能夠升高與室外換熱器3換熱的空氣的溫度。這樣，在冬季供暖時(shí)，該輔助熱源可加熱與室外換熱器3換熱的空氣的溫度，從而營(yíng)造一個(gè)環(huán)境溫度相對(duì)較高的空氣源，提高運(yùn)行效率，使本發(fā)明的空氣源熱泵空調(diào)系統(tǒng)能夠在環(huán)境溫度較低的情況下使用。
如圖2所示，為空氣源熱泵空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行效率(COP)曲線(xiàn)圖，其表示了運(yùn)行效率在不同空氣源溫度下的變化趨勢(shì)。當(dāng)空氣源溫度小于0℃，特別是小于零下5℃時(shí)，空氣源熱泵空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行效率(COP)下降加劇。本發(fā)明正是基于上述原理，利用輔助熱源提高與室外換熱器3換熱的空氣源的特點(diǎn)，使本發(fā)明的空氣源熱泵空調(diào)系統(tǒng)在溫度較低的地區(qū)也能保持較高的運(yùn)行效率，滿(mǎn)足室內(nèi)供暖的需要。圖2中的B曲線(xiàn)為普通空氣源熱泵空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行效率變化曲線(xiàn)，A曲線(xiàn)為本發(fā)明提高空氣源溫度后的運(yùn)行效率變化曲線(xiàn)。通過(guò)A、B曲線(xiàn)的對(duì)比可明顯看出，本發(fā)明的空氣源熱泵空調(diào)系統(tǒng)在溫度較低的地區(qū)同樣具有較高的運(yùn)行效率。
另外，由于輔助熱源的加熱作用，將與室外換熱器3換熱的空氣源的環(huán)境溫度相對(duì)升高，其相對(duì)濕度也相應(yīng)降低，從而消除換熱器3上的積霜現(xiàn)象，減少了化霜的能耗，節(jié)約了電能。
在本發(fā)明中，所述的室外換熱器3可具體為翅片管換熱器。
在本發(fā)明中，該輔助熱源可為太陽(yáng)能熱源、電熱源等多種形式，下面以幾個(gè)具體實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)的描述。
實(shí)施例1如圖1所示，在本實(shí)施例中，所述的輔助熱源為太陽(yáng)能加熱器6，該太陽(yáng)能加熱器6包括太陽(yáng)能集熱器61和儲(chǔ)熱水箱62，太陽(yáng)能集熱器61的熱量輸出端與儲(chǔ)熱水箱62下部熱交換器651連接，與水箱62內(nèi)的水換熱；該儲(chǔ)熱水箱62內(nèi)上部熱交換器631通過(guò)循環(huán)泵63與室外換熱器3的附加空氣加熱器31連接。這樣，當(dāng)太陽(yáng)照射在太陽(yáng)能集熱器61的集熱元件上時(shí)，該太陽(yáng)能集熱器61獲得的熱量可首先通過(guò)其熱量輸出端傳遞給儲(chǔ)熱水箱62中的水，加熱該儲(chǔ)熱水箱62中的水，然后通過(guò)上部熱交換器631將部分熱量傳遞給附加空氣加熱器31，空氣通過(guò)31升溫后再進(jìn)入室外換熱器3，從而提高本發(fā)明的空氣源熱泵空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行效率，滿(mǎn)足室內(nèi)供暖的需要。該儲(chǔ)熱水箱62上可設(shè)有冷水入口621和熱水出口622，該儲(chǔ)熱水箱62內(nèi)被太陽(yáng)能集熱器61加熱的熱水可以作為生活熱水從熱水出口622中引出，并從冷水入口621不斷補(bǔ)充冷水，構(gòu)成太陽(yáng)能熱水器，使本發(fā)明的系統(tǒng)在提高空氣源熱泵空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行效率的同時(shí)，給人們提供熱水。
在夏季，熱泵機(jī)組進(jìn)行制冷運(yùn)行，關(guān)掉循環(huán)泵63，使儲(chǔ)熱水箱62與附加空氣加熱器31的空氣源停止換熱。此時(shí)太陽(yáng)能集熱器和儲(chǔ)熱水箱僅作為太陽(yáng)能熱水器，為人們供應(yīng)熱水。
如圖1所示，所述的太陽(yáng)能集熱器61設(shè)有通過(guò)換熱工質(zhì)輸出熱量的換熱循環(huán)管路65，該換熱循環(huán)管路65上串接有強(qiáng)制換熱工質(zhì)循環(huán)的循環(huán)泵66，該換熱循環(huán)管路65的熱交換器651與儲(chǔ)熱水箱62換熱。
如圖1所示，在本實(shí)施例中，儲(chǔ)熱水箱62內(nèi)可進(jìn)一步設(shè)有一個(gè)或一個(gè)以上的輔助電加熱元件67。在沒(méi)有陽(yáng)光陰天或夜晚，儲(chǔ)熱水箱62中的溫度較低時(shí)，可使該輔助電加熱元件67工作，電加熱儲(chǔ)熱水箱62的水，使之達(dá)到所需要的溫度。
實(shí)施例2如圖3所示，在本實(shí)施例中，所述的輔助熱源為太陽(yáng)能加熱器5，該太陽(yáng)能加熱器5包括一太陽(yáng)能集熱器51，該太陽(yáng)能集熱器51的熱量輸出端與室外換熱器3的附加空氣加熱器31連接，從而加熱與室外換熱器3換熱的空氣源，提高空氣源的溫度，提高供熱的運(yùn)行效率。
在本實(shí)施例中，所述的太陽(yáng)能集熱器51可設(shè)有通過(guò)換熱工質(zhì)輸出熱量的換熱循環(huán)管路52，該換熱循環(huán)管路52上串接有強(qiáng)制換熱工質(zhì)循環(huán)的循環(huán)泵53，該換熱循環(huán)管路52直接與附加空氣加熱器31連接。當(dāng)太陽(yáng)照射在太陽(yáng)能集熱器51上時(shí)，該太陽(yáng)能集熱器51將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換為熱能，并將熱量傳遞給換熱循環(huán)管路52中的換熱工質(zhì)，該換熱工質(zhì)在附加空氣加熱器31中將進(jìn)入空調(diào)機(jī)組室外換熱器3的空氣加熱，如此，該換熱工質(zhì)在循環(huán)泵53的作用下不斷循環(huán)，不斷將太陽(yáng)能集熱器51吸收太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換的熱量傳遞給室外換熱器3的空氣源，從而提高該空氣源的溫度，提高本發(fā)明的空氣源熱泵空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行效率，滿(mǎn)足室內(nèi)供暖的需要。同時(shí)，由于空氣源溫度的提高，提高了空氣源的相對(duì)濕度，消除了積霜現(xiàn)象。
實(shí)施例3
如圖4所示，在實(shí)施例中，所述的輔助熱源可為電加熱器7。在寒冷的冬季，可啟動(dòng)該電加熱器7工作，電加熱器7與室外換熱器3的附加空氣加熱器31相連，提高該空氣源的溫度，從而營(yíng)造一個(gè)環(huán)境溫度相對(duì)較高的空氣源，提高運(yùn)行效率，使本發(fā)明的空氣源熱泵空調(diào)系統(tǒng)能夠在環(huán)境溫度較低的情況下使用。同時(shí)，提高空氣源的溫度后，該空氣遠(yuǎn)的相對(duì)濕度大大降低，避免了室外換熱器上的積霜現(xiàn)象。
本實(shí)施例中的采用的電加熱器7構(gòu)成的輔助熱源加熱空氣源所消耗的電能要遠(yuǎn)低于直接在室內(nèi)采用電加熱器所消耗的電能。這是因?yàn)楸緦?shí)施例中的電加熱器7加熱空氣源后，隨著空氣源溫度的升高，空氣源熱泵空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行效率(COP)也得到提高，而該運(yùn)行效率(COP)大于1，因此經(jīng)空氣源熱泵空調(diào)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換后輸送到室內(nèi)的熱量大于電加熱器7提供給空氣源的熱量。而在室內(nèi)采用電加熱器直接加熱所獲得的熱量?jī)H僅是電加熱器本身所提供的熱量，因此，向室內(nèi)提供相同的熱量時(shí)，本發(fā)明的電加熱器7所消耗的電能要遠(yuǎn)低于直接采用電加熱器在室內(nèi)加熱所消耗的電能。
實(shí)施例4如圖5所示，在本實(shí)施例中，所述的輔助熱源為電加熱儲(chǔ)熱水箱8，該電加熱儲(chǔ)熱水箱包括輔助電加熱器81和82，該儲(chǔ)熱水箱上部熱交換器84通過(guò)循環(huán)泵85與室外換熱器3的附加空氣加熱器31連接。在冬季氣溫較低時(shí)，啟動(dòng)輔助電加熱器81、82和循環(huán)泵85，從而通過(guò)附加空氣加熱器31提高進(jìn)入熱泵室外換熱器3的空氣的溫度，提高供熱的運(yùn)行效率，同時(shí)可以降低進(jìn)入室外換熱器3的空氣的相對(duì)濕度，消除積霜現(xiàn)象。
如實(shí)施例2所述，本實(shí)施例中采用的電加熱儲(chǔ)熱水箱8構(gòu)成的輔助熱源加熱空氣源所消耗的電能要遠(yuǎn)低于直接在室內(nèi)采用電加熱器所消耗的電能。
因?yàn)榄h(huán)境溫度一般在夜間達(dá)到最低，而此時(shí)一般是用電低峰，所以在實(shí)行用電分時(shí)段計(jì)費(fèi)的地區(qū)，使用本裝置在用電低峰時(shí)通過(guò)電加熱器81、82向儲(chǔ)熱水箱8蓄熱，在氣溫較低時(shí)為室外換熱器3的附加空氣加熱器31提供熱源，可以使運(yùn)行費(fèi)用大大降低。
本實(shí)施例中的輔助熱源為電加熱儲(chǔ)熱水箱8同時(shí)是一個(gè)家庭熱水中心，可以全年提供生活熱水。
上述實(shí)施例為本發(fā)明的幾種具體實(shí)施方式
，僅用于說(shuō)明本發(fā)明，而非用于限制本發(fā)明。
權(quán)利要求
1.一種空氣源熱泵空調(diào)系統(tǒng)，至少包括室內(nèi)換熱器、膨脹閥、室外換熱器以及壓縮機(jī)，其特征在于，室外換熱器的外側(cè)附加一空氣加熱器，其熱源由輔助熱源提供，該空氣加熱器能夠升高與室外換熱器換熱的空氣的溫度。
2.如權(quán)利要求1所述的一種空氣源熱泵空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于，所述的輔助熱源可為電加熱器。
3.如權(quán)利要求1所述的一種空氣源熱泵空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于，所述的輔助熱源可為太陽(yáng)能加熱器。
4.如權(quán)利要求3所述的一種空氣源熱泵空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于，所述的太陽(yáng)能加熱器包括太陽(yáng)能集熱器和儲(chǔ)熱水箱，該儲(chǔ)熱水箱的下部設(shè)有熱交換器，太陽(yáng)能集熱器該熱交換器與水箱內(nèi)的水換熱，該儲(chǔ)熱水箱內(nèi)上部也設(shè)有熱交換器，該熱交換器和室外換熱器的附加空氣換熱器連接，把水箱的熱量傳遞給空氣加熱器。
5.如權(quán)利要求4所述的一種空氣源熱泵空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于，所述的儲(chǔ)熱水箱內(nèi)設(shè)有一個(gè)或一個(gè)以上的輔助電加熱元件。
6.如權(quán)利要求3所述的一種空氣源熱泵空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于，所述的太陽(yáng)能加熱器主要包括太陽(yáng)能集熱器，該太陽(yáng)能集熱器的熱量輸出端與空氣加熱器連接。
7.如權(quán)利要求3所述的一種空氣源熱泵空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于，所述的輔助熱源可為電加熱儲(chǔ)熱水箱，該電加熱儲(chǔ)熱水箱內(nèi)設(shè)有連接于空氣加熱器的熱交換器。
8.如權(quán)利要求1所述的一種空氣源熱泵空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于，所述的室外換熱器為翅片管換熱器。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種空氣源熱泵空調(diào)系統(tǒng)，其至少包括室內(nèi)換熱器、膨脹閥、室外換熱器以及壓縮機(jī)，室外換熱器的外側(cè)附加一空氣加熱器，其熱源由輔助熱源提供，該輔助熱源能夠升高與室外換熱器換熱的空氣的溫度。利用本發(fā)明的空氣源熱泵空調(diào)系統(tǒng)，可以通過(guò)提高空氣源的溫度，提高寒冷的冬季供暖的效率，滿(mǎn)足室內(nèi)的供熱需求，使空氣源熱泵空調(diào)系統(tǒng)可以適用于冬季溫度較低的地區(qū)。
文檔編號(hào)F24J2/00GK1525119SQ0310523
公開(kāi)日2004年9月1日 申請(qǐng)日期2003年2月25日 優(yōu)先權(quán)日2003年2月25日
發(fā)明者江希年 申請(qǐng)人:北京中科能能源高科技有限公司