專利名稱：一種適合于低溫環(huán)境下運行的空調(diào)熱泵設備的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種空調(diào)熱泵設備，更具體地說涉及一種適用于低溫環(huán)境下(-i5Cw-5"C)運行的空調(diào)熱泵設備。
背景技術：
世界上熱泵的發(fā)展具有悠久的歷史,特別在二十世紀中期以后進入了一個迅猛發(fā)展的 時期。由于具有較強的環(huán)保和節(jié)能意識，熱泵供熱在國外已是成熟的技術并得到了廣泛的 應用和迅速的發(fā)展。各種形式各種用途的熱泵均已實現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化。應當指出的是，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 十年來在長江中下游、華南及西南等傳統(tǒng)的非采暖區(qū)得到廣泛應用。但這類空調(diào)器在氣溫較低時表現(xiàn)出很多問題(l)制熱量衰減快，無法滿足采暖需求；(2)壓縮機排氣溫度不 斷升高、無法穩(wěn)定，長期運行會使壓縮機燒毀。(3)企業(yè)更多的是將其作為產(chǎn)品的一個炒 作點，如聲稱在零下十度仍能正常工作而回避此時制熱量很小、無法滿足要求。近年來，國內(nèi)圍繞這一問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題有 的采用單級/雙級壓縮轉(zhuǎn)換的熱泵循環(huán)，即普通工況用單級壓縮循環(huán)，低溫工況用雙級壓 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，同時使系統(tǒng)復雜、成本增加 較大且小型機組中很難應用。 實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是要克服現(xiàn)有存在的技術問題，設計一種適合于低溫環(huán)境下運行的 空調(diào)熱泵設備，其利用具有單向壓縮和對濕行程不敏感特點的壓縮機，構造出單臺壓縮機 實現(xiàn)"準二級"壓縮的適于寒冷地區(qū)用的熱泵循環(huán)系統(tǒng)。本實用新型通過下述技術方案予以實現(xiàn)。一種適合于低溫環(huán)境下運行的空調(diào)熱泵設備，包括室外機和室內(nèi)機， 室外機包括交流變頻渦旋壓縮機、換向閥、室外換熱器、電子膨脹閥、儲液器、感溫 元件和電氣控制裝置；
室內(nèi)機包括室內(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路連接構成回路一路，壓縮機的出氣口和進氣口通過換向閥與室外換熱器和室內(nèi)換熱器連接， 另一路，室外換熱器通過電子膨脹閥、儲液器及電子膨脹閥與室內(nèi)換熱器連通， 其特征在于由補氣電磁閥，毛細管和電子膨脹閥組成補氣段，該補氣段從室外換熱 器或與室外換熱器連接的管或部件連接到壓縮機頂部補氣口 。 本實用新型的運行特點是補氣段的增加，是在低溫環(huán)境狀態(tài)下啟動，系統(tǒng)自動轉(zhuǎn)換為"準二級"壓縮運行，改 善機組在低溫環(huán)境下的制熱運行性能，而在正常狀態(tài)下，系統(tǒng)可以按照普通制冷、制熱模 式運行，仍具有普通熱泵的性能特點在低溫環(huán)境下熱泵制熱運行時遇到室外機結霜時， 可以通過控制系統(tǒng)切換換向閥，按照空調(diào)的運行模式進行化霜，除霜結束后再自行切換回 原來的制熱工作狀態(tài)。換向閥的作用是通過切換其制冷劑的流動方向，確定本實用新型的運行狀態(tài)，或進行 除霜工作。補氣電磁閥是用于在低溫環(huán)境下，開啟或關閉補氣通道。所述的節(jié)流元件是一個或多個毛細管，或電子膨脹閥。因本實用新型在制冷模式運行 與制熱模式運行時，工況差異較大，因此，需要在室內(nèi)機和室外機處用兩個電子膨脹閥分 別單獨控制，以滿足不同模式不同工況下的節(jié)流要求。本實用新型補氣段中間壓縮機補氣 段，是在制熱運行時通過流經(jīng)室內(nèi)換熱器的制冷劑，引入一部分，通過兩段毛細管和一個 電子膨脹閥的組合實現(xiàn)節(jié)流要求，補充進入壓縮機內(nèi)，實現(xiàn)"準二級"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)換熱器均是風冷換熱器，風冷換熱器采用翅片管式換熱 器，通過風扇強制送風與室外環(huán)境進行熱交換。室內(nèi)換熱器按照制冷模式運行時該換熱器 用作蒸發(fā)器向室內(nèi)吸熱，按照制熱模式運行時該換熱器用作冷凝器向室內(nèi)放熱。本實用新型是以制熱運行為主，制冷運行為輔。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、 該熱泵裝置通過改變制冷劑的流動方向，通過壓縮機作用將熱量從低溫熱源的外 部環(huán)境轉(zhuǎn)移到高溫熱源的內(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用。2、 采用構造出的"準二級"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，具有無污染、無排放的顯著特點。4、 本實用新型具有周密的除霜能力，通過調(diào)整進入除霜前的時間長短，改變除霜時 間，以提高熱泵的舒適性，同時防止制熱能力的下降。


圖1是本實用新型的結構示意圖具體實施方式
參考圖l,如圖l所示的本實用新型的一個實施例，其包括室外機和室內(nèi)機， 室外機包括交流變頻壓縮機l、四通換向閥2、室外換熱器3、電子膨脹閥5、 6、儲液器10、感溫元件以及由補氣電磁閥9、毛細管8a和8b及電子膨脹閥7串接組成的補氣段，室內(nèi)機即包括室內(nèi)換熱器4和感溫元件及電氣控制裝置，用于空氣機組的啟停和設定 溫度、風速等參數(shù)。室外換熱器3和室內(nèi)換熱器4分2路連接構成回路一路，壓縮機1的出氣口連接到四通換向閥2的閥口 2d,壓縮機1的進氣口連接到 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通過電子膨脹閥6、儲液器10及電子膨脹閥5與室內(nèi)換熱器4 連通；由補氣電磁閥9、毛細管8a和8b及電子膨脹閥7串接組成的補氣段從儲液器10連 接到壓縮機l頂部補氣口。本實用新型可以按以下模式運行1. 空調(diào)運行模式制冷劑循環(huán)回路室外換熱器(3)—電子膨脹閥(6)—儲液器(10)—電子膨脹閥 (5)—室內(nèi)換熱器(4)—四通換向閥(2)—壓縮機(1)—四通換向閥(2)—室外換 熱器(3)。這時，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 狀態(tài)，電磁閥9關閉，電子膨脹閥5根據(jù)室內(nèi)換熱器4上的感溫元件通過電氣控制裝置進 行開度調(diào)節(jié)。壓縮機1排出的制冷劑氣體進入室外換熱器3經(jīng)過冷凝后，經(jīng)過電子膨脹閥 6、儲液器IO，再經(jīng)過電子膨脹閥5節(jié)流后進入室內(nèi)換熱器4蒸發(fā)制冷，回到壓縮機l進 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(1)—四通換向閥 (2)—室內(nèi)換熱器(4)—電子膨脹閥(5)—儲液器(10)—電子膨脹閥(6)—室外換 熱器(3)。這時，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上的感溫元件通過電氣控制裝置進行開度調(diào)節(jié)， 電磁閥9關閉。壓縮機1排出的制冷劑氣體進入室內(nèi)換熱器4進行冷凝放熱后分別經(jīng)過電 子膨脹閥5、 6節(jié)流后進入室外換熱器3蒸發(fā)吸熱，回到壓縮機l進氣口。3. 低溫環(huán)境制熱模式當環(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(1)—四通換向閥 (2)—室內(nèi)換熱器(4)—電子膨脹閥(5)—儲液器(10)—電子膨脹閥(6)—室外換 熱器(3)。這時，四通換向閥2處于閥口2d與2a、 2b與2c連通的位置時，制冷劑流向除與普 通空調(diào)制熱模式相同外，還有補氣段的電磁閥9、電子膨脹閥7打開。壓縮機l排出的制冷劑氣體進入室內(nèi)換熱器 4進行冷凝放熱后，經(jīng)過電子膨脹閥5節(jié)流后進入儲液器10，之后制冷劑分成兩部分返回 壓縮機l。第一部分即按普通空調(diào)制熱模式進行，再經(jīng)過電子膨脹閥6進行節(jié)流后進入室
外換熱器3蒸發(fā)吸熱，回到壓縮機l進氣口。第二部分經(jīng)過電磁閥9，毛細管8a、 8b和 電子膨脹閥7進入壓縮機1頂部補氣口 。電子膨脹閥7根據(jù)環(huán)境溫度通過電氣控制裝置進 行開度調(diào)節(jié)。4.除霜模式當室外換熱器3上的感溫元件溫度達到除霜要求時，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，當室外換熱器3上的感溫元件溫 度達到目標溫度或一定時間后，自動返回原來的運行模式。除霜模式時，制冷劑循環(huán)回路 與空調(diào)運行模式相同，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關閉，電子膨脹閥5、 6處于全開狀態(tài)，室外換熱器3的風扇打開，室內(nèi)換 熱器4的風扇停止運轉(zhuǎn)。壓縮機1排出的制冷劑氣體進入室外換熱器3熱氣除霜后，經(jīng)過 電子膨脹閥5、 6，儲液器10,進入室內(nèi)換熱器4，經(jīng)過四通換向閥2回到壓縮機1進氣 □。
權利要求1.一種適合于低溫環(huán)境下運行的空調(diào)熱泵設備，包括室外機和室內(nèi)機，室外機包括交流變頻渦旋壓縮機(1)、換向閥(2)、室外換熱器(3)、電子膨脹閥(6)、儲液器(10)、感溫元件和電氣控制裝置；室內(nèi)機包括室內(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路連接構成回路一路，壓縮機(1)的出氣口通過換向閥(2)與室外換熱器(3)和室內(nèi)換熱器(4)連接，壓縮機(1)的進氣口也通過換向閥(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)通過電子膨脹閥(6)、儲液器(10)及電子膨脹閥(5)與室內(nèi)換熱器(4)連通，其特征在于由補氣電磁閥(9)，毛細管(8a、8b)和電子膨脹閥(7)組成的補氣段，該補氣段從室外換熱器(3)或與室外換熱器(3)連接的管或部件連接到壓縮機(1)頂部補氣口。
2. 如權利要求1所述的空調(diào)熱泵設備，其特征在于所述的換向閥為四通換向閥(2), 壓縮機(1)的出氣口和進氣口、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. 如權利要求1或2所述的空調(diào)熱泵設備，其特征在于補氣段從室外換熱器(3) 與儲液器(10)的連接管段上連接到壓縮機(1)頂部補氣口。
4. 如權利要求1所述的空調(diào)熱泵設備，其特征在于補氣段從儲液器(10)連接到 壓縮機(1)頂部補氣口。
專利摘要本實用新型提出一種適合于低溫環(huán)境下運行的空調(diào)熱泵設備，其包括有室外機和室內(nèi)機，室外換熱器和室內(nèi)換熱器分2路連接構成回路壓縮機的出氣口和進氣口通過換向閥與室外換熱器和室內(nèi)換熱器連接；室外換熱器通過電子膨脹閥、儲液器及電子膨脹閥與室內(nèi)換熱器連通，還有由補氣電磁閥，毛細管和電子膨脹閥組成補氣段，該補氣段從室外換熱器連接到壓縮機頂部補氣口。補氣段是在低溫環(huán)境狀態(tài)下啟動，系統(tǒng)自動轉(zhuǎn)換為“準二級”壓縮運行，而在正常狀態(tài)下，系統(tǒng)可以按照普通制冷、制熱模式運行；本實用新型解決了現(xiàn)有熱泵空調(diào)器低溫時制熱量不能滿足要求的問題，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F25B13/00GK201025417SQ20072004781
公開日2008年2月20日 申請日期2007年1月25日 優(yōu)先權日2007年1月25日
發(fā)明者巨小平, 林州強, 相玲玲, 蔡育新 申請人:廣州萬寶集團有限公司