專利名稱：雙效熱泵循環(huán)三效換熱器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種空氣源冷暖熱泵循環(huán)室外換熱器及其防霜、增強(qiáng)制冷制熱效能、節(jié)能裝置。
背景技術(shù)：
目前，大多數(shù)的空氣源熱泵制熱循環(huán)系統(tǒng)，在冬季制熱循環(huán)的時(shí)候往往因?yàn)榄h(huán)境溫度過 低、相對濕度過高而導(dǎo)致其室外換熱器表面結(jié)霜。如不能夠有效防止及清除，霜層增長過厚 則造成換熱器傳熱系數(shù)迅速下降，導(dǎo)致整個(gè)熱泵系統(tǒng)的COP性能下降惡化，能源的利用率降 低?，F(xiàn)今，己經(jīng)有的類似用途的專利技術(shù)是采用輔助電加熱器、燃(油)氣加熱器、太陽能 加熱器給熱泵室外換熱器提供補(bǔ)充熱量，以達(dá)到給換熱器除霜或者減少結(jié)霜的目的。這些現(xiàn) 有技術(shù)僅僅提供了使得室外換熱器少結(jié)霜的措施，但是，沒有解決為了防止結(jié)霜而又額外消 耗大量電能、輔助燃?xì)饽茉醇疤柲艿娜照諘r(shí)段局限性的問題。防止和消除結(jié)霜的本來目的 之一就是要提高熱泵循環(huán)的能效比COP系數(shù)，而現(xiàn)有的類似技術(shù)沒有達(dá)到這個(gè)目標(biāo)的全部初衷。

發(fā)明內(nèi)容
為了使空氣源熱泵循環(huán)系統(tǒng)在冬季環(huán)境溫度過低、相對濕度過高的條件下其室外換熱器 不容易結(jié)霜或者降低其結(jié)霜的可能性和危害程度，發(fā)明設(shè)計(jì)了一種"雙效熱泵循環(huán)三效換熱 器"及其"熱泵式除霜雙效翅片換熱器"，在不額外增加電能或者燃(油)氣能源消耗的前提 下，借助環(huán)境空氣的低品位熱能利用熱泵技術(shù)加熱空氣進(jìn)風(fēng)的方式有效防止熱泵循環(huán)系統(tǒng)在 環(huán)境溫度過低、相對濕度過高的條件下其室外換熱器結(jié)霜或者降低其結(jié)霜的可能性和危害程 度，保證冬季熱泵熱循環(huán)正常高效運(yùn)轉(zhuǎn)，提高整個(gè)空氣源熱泵循環(huán)系統(tǒng)的熱能及全年制冷及 制熱循環(huán)電能利用率。
要解決的技術(shù)問題
本發(fā)明主要解決現(xiàn)有空氣源熱泵循環(huán)系統(tǒng)冬季運(yùn)行當(dāng)中室外換熱器之除霜輔助電熱器、 燃(油)氣加熱器、太陽能加熱器消耗大量額外電能、輔助燃?xì)饽茉醇疤柲艿娜照諘r(shí)段局 限性的問題。通過本發(fā)明的"雙效熱泵循環(huán)三效換熱器"，在不額外消耗有償能源的情況下，可以隨室外環(huán)境溫度的降低從環(huán)境空氣當(dāng)中獲得更多的低品位熱能用于除霜或者防止結(jié)霜， 以保證冬季熱泵熱循環(huán)正常高效運(yùn)轉(zhuǎn)，降低整個(gè)系統(tǒng)的電能和燃(油)氣額外消耗；同時(shí)， 提高整個(gè)空氣源制冷熱泵循環(huán)系統(tǒng)的熱能和全年制冷及制熱循環(huán)電能利用率。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案 一、依據(jù)熱力學(xué)熱泵工作的原理從溫度相 對較低的液態(tài)制冷劑當(dāng)中提取從前傳統(tǒng)熱泵技術(shù)流程認(rèn)為已經(jīng)無用的、閑余的大量低品位熱 能；二、再依據(jù)傳熱學(xué)原理熱量由高向低傳遞；三、空氣熱力學(xué)結(jié)霜隨環(huán)境溫度降低、 相對濕度增高而容易產(chǎn)生。利用這三個(gè)原理，通過構(gòu)建一種高效"雙效熱泵循環(huán)三效換熱器" 就可以有效提高空氣源熱泵熱循環(huán)的室外換熱器(此時(shí)用作"蒸發(fā)器")的進(jìn)風(fēng)空氣溫度、 降低進(jìn)風(fēng)空氣相對濕度控制在一定的不容易結(jié)霜的范圍內(nèi)，使得空氣源熱泵熱循環(huán)的室外換 熱器因?yàn)榻Y(jié)霜而降低傳熱效率的可能性減少。本發(fā)明應(yīng)用熱力學(xué)、空氣熱力學(xué)和傳熱學(xué)原理 開發(fā)了一種雙效熱泵循環(huán)三效換熱器及其熱泵式除霜雙效翅片換熱器(見附1)。它改變 了傳統(tǒng)空氣源熱泵室外換熱器非冷即熱的循環(huán)結(jié)構(gòu)及單一傳熱方式，把熱泵室外換熱器設(shè)計(jì) 成為處在同一個(gè)制冷劑熱力學(xué)熱泵循環(huán)回路之中的兩個(gè)不同流程當(dāng)中同時(shí)分別進(jìn)行制冷(吸 熱)、散熱流程的部件，而在制冷劑熱力學(xué)循環(huán)的流程上又彼此相通、相互緊密聯(lián)系、發(fā)生交 互影響作用，通過空氣及翅片彼此間進(jìn)行著傳熱交換的多功能部件之集合。
其技術(shù)結(jié)構(gòu)特征-
1. 在制熱循環(huán)工況時(shí)，它把熱泵室外換熱器設(shè)計(jì)成為處在同一個(gè)制冷劑熱力學(xué)熱泵循環(huán) 回路之中的兩個(gè)不同流程當(dāng)中同時(shí)分別進(jìn)行制冷(吸熱)、散熱流程的部件，而在制冷劑熱力 學(xué)循環(huán)的流程上又彼此相通、相互緊密聯(lián)系、發(fā)生交互影響作用，通過空氣及翅片彼此間進(jìn) 行著傳熱交換的多功能部件之集合。(見附l、圖2、圖3、圖4、圖6、圖8)
2. 對于雙效熱泵循環(huán)三效換熱器在系統(tǒng)制熱循環(huán)的工況時(shí)，外部低溫(TQ， cpQ)空氣進(jìn) 入方向是首先穿過與常規(guī)翅片換熱器(9)平行連接的熱泵式除霜雙效翅片換熱器(8)
"ABCD"表面使得其通過的管路中的來源自室內(nèi)冷凝器排出的(38~47°C)高溫高壓飽和 (汽)液態(tài)制冷劑進(jìn)一步降溫到接近于室外環(huán)境溫度的低溫高壓液態(tài)飽和過冷狀態(tài)，與此同 時(shí)，其釋放出的"閑余"熱量把室外進(jìn)風(fēng)空氣加熱[到T! (>T0)， Oi (<O0)]后再與常 規(guī)翅片換熱器(9) "CDEF"表面接觸通過。(見附l、圖2、圖3、圖4、圖6、圖8)
3. 雙熱泵循環(huán)三效換熱器主體(1)的組件熱泵式除霜雙效翅片換熱器(8)管路中流體 介質(zhì)與常規(guī)翅片換熱器(9)管路中流體介質(zhì)是相同且連通的，并互相聯(lián)系、交互作用影響到熱泵循環(huán)中常規(guī)翅片換熱器(9)(此時(shí)為"蒸發(fā)器")總吸熱量的。(見附1、圖2、 圖3、圖4、圖6、圖8)
4. 對于雙效熱泵循環(huán)三效換熱器在系統(tǒng)制熱循環(huán)的工況時(shí)，其組合中的熱泵式除霜雙效 翅片換熱器(8)以熱泵技術(shù)吸收借助環(huán)境空氣低品位熱能作為常規(guī)翅片換熱器(9)的外表 面除霜用空氣加熱器的同時(shí)，也作為熱泵循環(huán)系統(tǒng)高壓液態(tài)制冷劑過冷器。(見附l、 圖2、圖3、圖4、圖6、圖8)
5. 對于雙效熱泵循環(huán)三效換熱器在系統(tǒng)制冷循環(huán)的工況時(shí)，其組合中的熱泵式除霜雙效 翅片換熱器(8)作為系統(tǒng)(液態(tài))制冷劑過冷器、系統(tǒng)制冷劑儲液器。(見附5、圖7、 圖9)
6. 雙效熱泵循環(huán)三效換熱器之熱泵系統(tǒng)單純制熱循環(huán)流程回路典型結(jié)構(gòu)
熱泵式除霜雙效翅片換熱器進(jìn)液管(5)連接到熱泵式除霜雙效翅片換熱器(8)的進(jìn)口 熱泵式除霜雙效翅片換熱器(8)的出口連接到熱泵式除霜雙效翅片換熱器出液管(2)連接 到膨脹閥(節(jié)流裝置)(3)連接到向常規(guī)翅片換熱器(9)連接到制冷劑進(jìn)出氣管(6),構(gòu)成 制冷劑從熱泵式除霜雙效翅片換熱器(8)向常規(guī)翅片換熱器(9)的制熱循環(huán)流程的回路。 (見附3)
7. 雙效熱泵循環(huán)三效換熱器之控制冷暖系統(tǒng)循環(huán)流程的關(guān)鍵回路結(jié)構(gòu)之一-
① 制熱循環(huán)液態(tài)制冷劑進(jìn)出管(10)連接到下面的單向閥(11)的進(jìn)口，由下面的單 向閥(11)出口連接到熱泵式除霜雙效翅片換熱器進(jìn)液管(5)連接到熱泵式除霜雙效翅片換 熱器(8)的進(jìn)口，熱泵式除霜雙效翅片換熱器(8)的出口連接到熱泵式除霜雙效翅片換熱 器出液管(2)連接到膨脹閥進(jìn)液管(4)連接到膨脹閥(節(jié)流裝置)(14)連接到向常規(guī)翅片 換熱器(9)連接到制冷劑進(jìn)出氣管(6)，構(gòu)成制冷劑從熱泵式除霜雙效翅片換熱器(8)向 常規(guī)翅片換熱器(9)的制熱循環(huán)流程的回路。(見附4)
② 制冷循環(huán)制冷劑進(jìn)出氣管(6)連接到常規(guī)翅片換熱器(9)連接到常規(guī)翅片換熱器 出液管(3)連接到上面的單向閥(11)的進(jìn)口，由上面的單向阓(11)的出口連接熱泵式除 霜雙效翅片換熱器進(jìn)液管(5)連接到熱泵式除霜雙效翅片換熱器(8)的進(jìn)口，熱泵式除霜 雙效翅片換熱器(8)的出口連接到熱泵式除霜雙效翅片換熱器出液管(2)連接到中間的單 向閥(11)的進(jìn)口，由中間的單向閥(11)的出口連接到液態(tài)制冷劑進(jìn)出管(10)，構(gòu)成制冷 劑從常規(guī)翅片換熱器(9)向熱泵式除霜雙效翅片換熱器(8)的制冷循環(huán)流程冷凝器與過冷 器的回路。(見附5)
8. 雙效熱泵循環(huán)三效換熱器之控制冷暖系統(tǒng)循環(huán)流程的關(guān)鍵回路結(jié)構(gòu)之二① 制熱循環(huán)液態(tài)制冷劑進(jìn)出管(10)連接到二位三通電磁閥(14)的接口之三連接到 二位三通電磁閥(14)的接口之一連接到熱泵式除霜雙效翅片換熱器進(jìn)液管(5)連接到熱泵 式除霜雙效翅片換熱器(8)的進(jìn)口，熱泵式除霜雙效翅片換熱器(8)的出口連接到熱泵式 除霜雙效翅片換熱器出液管(2)連接到膨脹閥進(jìn)液管(4)連接到膨脹閥(節(jié)流裝置)(16) 連接到向常規(guī)翅片換熱器(9)連接到制冷劑進(jìn)出氣管(6)，構(gòu)成制冷劑從熱泵式除霜雙效翅 片換熱器(8)向常規(guī)翅片換熱器(9)的制熱循環(huán)流程的回路。(見附6)
② 制冷循環(huán)制冷劑進(jìn)出氣管(6)連接到常規(guī)翅片換熱器(9)連接到常規(guī)翅片換熱器 出液管(3)連接到單向閥(15)的進(jìn)口，由單向閥(15)的出口連接到熱泵式除霜雙效翅片 換熱器進(jìn)液管(5)連接到熱泵式除霜雙效翅片換熱器(8)的進(jìn)口，熱泵式除霜雙效翅片換 熱器(8)的出口連接到熱泵式除霜雙效翅片換熱器出液管(2)連接到二位三通電磁閥(14) 的接口之二連接到二位三通電磁閥(14)的接口之三連接到液態(tài)制冷劑進(jìn)出管(10)，構(gòu)成制 冷劑從常規(guī)翅片換熱器(9)向熱泵式除霜雙效翅片換熱器(8)的制冷循環(huán)流程冷凝器與過 冷器的回路。(見附7)
9..雙效熱泵循環(huán)三效換熱器之控制冷暖系統(tǒng)循環(huán)流程的關(guān)鍵回路結(jié)構(gòu)之三-(D制熱循環(huán)液態(tài)制冷劑進(jìn)出管(10)連接到四通換向閥(15)的接口之一連接到四通 換向閥(15)的接口之二連接到熱泵式除霜雙效翅片換熱器進(jìn)液管(5)連接到熱泵式除霜雙 效翅片換熱器(8)的進(jìn)口，熱泵式除霜雙效翅片換熱器(8)的出口連接到熱泵式除霜雙效 翅片換熱器出液管(2)連接到四通換向閥(15)的接口之三連接到四通換向閥(15)的接口 之四連接到膨脹閥進(jìn)液管(4)連接到膨脹閥(節(jié)流裝置)(17)連接到向常規(guī)翅片換熱器(9) 連接到制冷劑進(jìn)出氣管(6)，構(gòu)成制冷劑從熱泵式除霜雙效翅片換熱器(8)向常規(guī)翅片換熱 器(9)的制熱循環(huán)流程的回路。(見附8)
②制冷循環(huán)制冷劑進(jìn)出氣管(6)連接到常規(guī)翅片換熱器(9)連接到常規(guī)翅片換熱器 出液管(3)連接到單向閥(16)的進(jìn)口，由單向閥(16)的出口連接到四通換向閥(15)的 接口之四連接到四通換向闊(15)的接口之二連接到熱泵式除霜雙效翅片換熱器進(jìn)液管(5) 連接到熱泵式除霜雙效翅片換熱器(8)的進(jìn)口，熱泵式除霜雙效翅片換熱器(8)的出口連 接到熱泵式除霜雙效翅片換熱器出液管(2)連接到四通換向閥(15)的接口之三連接到四通 換向閥(15)的接口之一連接到液態(tài)制冷劑進(jìn)出管(10)，構(gòu)成制冷劑從常規(guī)翅片換熱器(9) 向熱泵式除霜雙效翅片換熱器(8)的制冷循環(huán)流程冷凝器與過冷器的回路。(見附9)
本發(fā)明的有益效果是，與類似用途的除霜室外輔助電加熱器及燃(油)氣加熱器相比，通過雙效熱泵循環(huán)在防止空氣源熱泵循環(huán)室外換熱器表面結(jié)霜時(shí)，充分利用了常規(guī)空氣源熱 泵循環(huán)室內(nèi)冷凝器閑余的相對無用的低值熱能進(jìn)行了熱泵的第二次深度利用，即室內(nèi)冷凝器 釋放給室內(nèi)空氣熱量之后的冷凝壓力下制冷劑飽和液體的余熱一制冷劑飽和溫度(38~47°C ) 至接近室外冬季(〈10'C時(shí)的)環(huán)境溫度的焓差，把這部分常規(guī)熱泵循環(huán)的"閑余"熱量用于 加熱室外蒸發(fā)器進(jìn)風(fēng)空氣，提高了進(jìn)風(fēng)干球溫度和降低相對濕度，以改善和減緩其表面結(jié)霜 的可能性；節(jié)省了此前采用輔助電熱器或者燃(油)氣加熱器用于除霜的電能和燃(油)氣 額外消耗；提高了整個(gè)熱泵循環(huán)系統(tǒng)熱能利用率，即COP系數(shù)。


下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明。
圖1是雙效熱泵循環(huán)三效換熱器之整體組合形式外部結(jié)構(gòu)之實(shí)施例圖
圖2是雙效熱泵循環(huán)三效換熱器之分體組合形式外部結(jié)構(gòu)之實(shí)施例圖
圖3是雙效熱泵循環(huán)三效換熱器之單純制熱熱泵循環(huán)流程回路結(jié)構(gòu)之實(shí)施圖。
圖4是雙效熱泵循環(huán)三效換熱器之冷暖系統(tǒng)制熱循環(huán)流程回路結(jié)構(gòu)之一實(shí)施例圖。
圖5是雙效熱泵循環(huán)三效換熱器之冷暖系統(tǒng)制冷循環(huán)流程回路結(jié)構(gòu)之一實(shí)施例圖。
圖6是雙效熱泵循環(huán)三效換熱器之冷暖系統(tǒng)制熱循環(huán)流程回路結(jié)構(gòu)之二實(shí)施例圖。
圖7是雙效熱泵循環(huán)三效換熱器之冷暖系統(tǒng)制冷循環(huán)流程回路結(jié)構(gòu)之二實(shí)施例圖。
圖8是雙效熱泵循環(huán)三效換熱器之冷暖系統(tǒng)制熱循環(huán)流程回路結(jié)構(gòu)之三實(shí)施例圖。
圖9是雙效熱泵循環(huán)三效換熱器之冷暖系統(tǒng)制冷循環(huán)流程回路結(jié)構(gòu)之三實(shí)施例圖。
圖l、圖2、圖3、圖4、圖5、圖6、圖7、圖8、圖9中
1. 雙效熱泵循環(huán)三效換熱器主體，
2. 熱泵式除霜雙效翅片換熱器出液管，
5. 熱泵式除霜雙效翅片換熱器進(jìn)液管，
6. 制冷劑進(jìn)出氣管，
7. 軸流風(fēng)機(jī)，
8. 熱泵式除霜雙效翅片換熱器，
9. 常規(guī)翅片換熱器， To.進(jìn)風(fēng)空氣環(huán)境干球溫度'C ， 00.進(jìn)風(fēng)空氣環(huán)境相對濕度％, TV常規(guī)翅片換熱器進(jìn)風(fēng)干球溫度'C,巾L常規(guī)翅片換熱器進(jìn)風(fēng)相對濕度e/。， T2.出風(fēng)干球溫度'C。 圖l、圖2、圖3中，3.膨脹閥(節(jié)流裝置)；
圖4、圖5中，3.常規(guī)翅片換熱器出液管，4.膨脹閥進(jìn)液管，IO.液態(tài)制冷劑進(jìn)出管，11. 單向閥，14.膨脹閥(節(jié)流裝置)；
圖6、圖7中，3.常規(guī)翅片換熱器出液管，4.膨脹閥進(jìn)液管，IO.液態(tài)制冷劑進(jìn)出管，11. 二位三通電磁閥的接口之一，12.二位三通電磁閥的接口之二， 13.二位三通電磁閥的接口之三， 14.二位三通電磁閥，15.單向閥，16.膨脹閥(節(jié)流裝置)；
圖8、圖9中，3.常規(guī)翅片換熱器出液管，4.膨脹閥進(jìn)液管，IO.液態(tài)制冷劑進(jìn)出管，11. 四通換向閥的接口之一，12.四通換向闊的接口之二， 13.四通換向閥的接口之三，14.四通換 向閥的接口之四，15.四通換向閥，16.單向閥，17.膨脹闊(節(jié)流裝置)；
具體實(shí)施例方式
1、 在圖1中，雙熱泵循環(huán)三效換熱器主體(1)中的組件熱泵式除霜雙效翅片換熱器(8) 的翅片"ABCD"與常規(guī)翅片換熱器(9)的翅片"CDEF"連接首選方案是整體的，即沿空 氣進(jìn)入方向看翅片"ABEF"是整片連續(xù)的，這樣兩部件之間熱的傳遞依靠金屬的熱傳導(dǎo)和空 氣的熱對流進(jìn)行，可以提高2部件之間熱的傳熱效率。
2、 在圖2中，雙熱泵循環(huán)三效換熱器主體(1)的組件熱泵式除霜雙效翅片換熱器(8) 的翅片"ABCD"與常規(guī)翅片換熱器(9)的翅片"CDEF"連接次選方案也可以是分體的， 即沿空氣進(jìn)入方向看分別為翅片"ABCD"和翅片"CDEF"是非連續(xù)的兩部分構(gòu)成，其相互 之間僅僅靠空氣對流進(jìn)行熱的傳遞。
3、 在圖3中，對于單一熱泵利用目的的空氣源熱泵循環(huán)系統(tǒng)而言，雙效熱泵循環(huán)三效換 熱器制熱流程實(shí)現(xiàn)從室內(nèi)冷凝器出來的(38~47'C)高壓飽和液態(tài)制冷劑進(jìn)入熱泵式除霜雙 效翅片換熱器進(jìn)液管(5)—進(jìn)入熱泵式除霜雙效翅片換熱器(8)向外界進(jìn)一步釋放熱量變 成過冷液體一通過熱泵式除霜雙效翅片換熱器出液管(2)—再經(jīng)過膨脹閥(節(jié)流裝置)(3) 進(jìn)行絕熱節(jié)流降壓一連通到常規(guī)翅片換熱器(9)蒸發(fā)吸收外界環(huán)境空氣熱量變成低壓氣體一 通過制冷劑進(jìn)出氣管(6)排出構(gòu)成。此時(shí)的熱泵式除霜雙效翅片換熱器(8)起到熱泵循環(huán) 當(dāng)中室外空氣的"除霜加熱器"的功能，即"雙效"當(dāng)中首要的加熱空氣和降低相對濕度效 能。環(huán)境狀態(tài)To (干球溫度)、d>Q (相對濕度)的進(jìn)風(fēng)空氣流經(jīng)軸流風(fēng)機(jī)(7)從熱泵式除霜 雙效翅片換熱器(8)穿過被加熱后達(dá)到T！ (T戶To)、①K①-Oo)再吹向常規(guī)翅片換熱器(9)給其加熱以提高其表面溫度到T2 (出口溫度)、降低相對濕度達(dá)到防止或者減輕常規(guī)翅片換 熱器(9)表面結(jié)霜的目的，其實(shí)質(zhì)就是通過第二次熱泵利用提高整個(gè)熱泵循環(huán)系統(tǒng)的熱利用 率。其制冷劑流程進(jìn)液口一5—8—2—3—9—6—出氣口。
4、 在圖4中，對于冷暖熱泵利用目的的空氣源熱泵循環(huán)系統(tǒng)而言，雙效熱泵循環(huán)三效換 熱器之制熱循環(huán)流程實(shí)現(xiàn)之一從室內(nèi)冷凝器出來的(38 47°c)高壓飽和液態(tài)制冷劑進(jìn)入液 態(tài)制冷劑進(jìn)出管(10)—由下面的單向閥(11)—進(jìn)入熱泵式除霜雙效翅片換熱器進(jìn)液管(5) —進(jìn)入熱泵式除霜雙效翅片換熱器(8)向外界進(jìn)一步釋放熱量變成過冷液體一進(jìn)入熱泵式除 霜雙效翅片換熱器出液管(2)連接到進(jìn)入膨脹閥進(jìn)液管(4)—再經(jīng)過膨脹閥(節(jié)流裝置)
(14)進(jìn)行絕熱節(jié)流降壓一進(jìn)入常規(guī)翅片換熱器(9)蒸發(fā)吸收外界環(huán)境空氣熱量變成低壓氣 體一經(jīng)過制冷劑進(jìn)出氣管(6)再出來一向壓縮機(jī)流去構(gòu)成。此時(shí)的熱泵式除霜雙效翅片換熱 器(8)起到熱泵循環(huán)當(dāng)中室外空氣的"除霜加熱器"的功能，即"雙效"當(dāng)中首要的加熱空 氣和降低相對濕度效能。環(huán)境狀態(tài)To (干球溫度)Oc (相對濕度)的進(jìn)風(fēng)空氣流經(jīng)軸流風(fēng)機(jī)
(7)從熱泵式除霜雙效翅片換熱器(8)穿過被加熱后達(dá)到T, (T^To)、 O, (cD-cDo)再 吹向常規(guī)翅片換熱器(9)給其加熱以提高其表面溫度到T2 (出口溫度)、降低相對濕度達(dá)到 防止或者減輕常規(guī)翅片換熱器(9)表面結(jié)霜的目的，其實(shí)質(zhì)就是通過第二次熱泵利用提高整 個(gè)熱泵循環(huán)系統(tǒng)的熱利用率。其制冷劑流程進(jìn)液口一10—11—5—8—2—4—14—9—6—出 氣口 。
5、 在圖6中，對于冷暖熱泵利用目的的空氣源熱泵循環(huán)系統(tǒng)而言，雙效熱泵循環(huán)三效換 熱器之制熱循環(huán)流程實(shí)現(xiàn)之二 二位三通電磁閥(14)通電，實(shí)現(xiàn)其二位三通電磁閥的接口 之三(13)與二位三通電磁閥的接口之一 (11)導(dǎo)通。從室內(nèi)冷凝器出來的(38~47°c)高壓 飽和液態(tài)制冷劑進(jìn)入液態(tài)制冷劑進(jìn)出管(10)—通過二位三通電磁閥的接口之三(13)由二 位三通電磁閥的接口之一 (11)出來一進(jìn)入熱泵式除霜雙效翅片換熱器進(jìn)液管(5)—進(jìn)入熱 泵式除霜雙效翅片換熱器(8)向外界進(jìn)一步釋放熱量變成過冷液體一進(jìn)入熱泵式除霜雙效翅 片換熱器出液管(2)—進(jìn)入膨脹閥進(jìn)液管(4)—再經(jīng)過膨脹閥(節(jié)流裝置)(16)進(jìn)行絕熱 節(jié)流降壓一進(jìn)入常規(guī)翅片換熱器(9)蒸發(fā)吸收外界環(huán)境空氣熱量變成低壓氣體一經(jīng)過制冷劑 進(jìn)出氣管(6)再出來一向壓縮機(jī)流去構(gòu)成。此時(shí)的熱泵式除霜雙效翅片換熱器(8)起到熱 泵循環(huán)當(dāng)中室外空氣的"除霜加熱器"的功能，即"雙效"當(dāng)中首要的加熱空氣和降低相對 濕度效能。環(huán)境狀態(tài)To (干球溫度)、①。(相對濕度)的進(jìn)風(fēng)空氣流經(jīng)軸流風(fēng)機(jī)(7)從熱泵 式除霜雙效翅片換熱器(8)穿過被加熱后達(dá)到T, (T^Tq)、 (O^Oq)再吹向常規(guī)翅片 換熱器(9)給其加熱以提高其表面溫度到T2'c (出口溫度)、降低相對濕度達(dá)到防止或者減輕常規(guī)翅片換熱器(9)表面結(jié)霜的目的，其實(shí)質(zhì)就是通過第二次熱泵利用提高整個(gè)熱泵循環(huán) 系統(tǒng)的熱利用率。其制冷劑流程進(jìn)液口一10—13 —11—5—8—2—4—16—9—6—出氣口。
6、 在圖8中，對于冷暖熱泵利用目的的空氣源熱泵循環(huán)系統(tǒng)而言，雙效熱泵循環(huán)三效 換熱器之制熱循環(huán)流程實(shí)現(xiàn)之三四通換向閥(15)通電，實(shí)現(xiàn)四通換向閥的接口之一 (11) 與四通換向阓的接口之二 (12)導(dǎo)通，四通換向閥的接口之三(13)與四通換向閥的接口之 四(14)導(dǎo)通。從室內(nèi)冷凝器出來的(38~47°C)高壓飽和液態(tài)制冷劑進(jìn)入液態(tài)制冷劑進(jìn)出管
(10)—進(jìn)入四通換向閥的接口之一 (11)由四通換向閥的接口之二 (12)出來一進(jìn)入熱泵 式除霜雙效翅片換熱器進(jìn)液管(5)—進(jìn)入熱泵式除霜雙效翅片換熱器(8)向外界進(jìn)一步釋 放熱量變成過冷液體一進(jìn)入熱泵式除霜雙效翅片換熱器出液管(2)—進(jìn)入四通換向閥的接口 之三(13)—從四通換向閥的接口之四(14)出來一進(jìn)入膨脹閥進(jìn)液管(4)—再經(jīng)過膨脹閥
(節(jié)流裝置)(17)進(jìn)行絕熱節(jié)流降壓一進(jìn)入常規(guī)翅片換熱器(9)蒸發(fā)吸收外界環(huán)境空氣熱 量變成低壓氣體一經(jīng)過制冷劑進(jìn)出氣管(6)再出來一向壓縮機(jī)流去構(gòu)成。此時(shí)的熱泵式除霜 雙效翅片換熱器(8)起到熱泵循環(huán)當(dāng)中室外空氣的"除霜加熱器"的功能，即"雙效"當(dāng)中 首要的加熱空氣和降低相對濕度效能。環(huán)境狀態(tài)To (干球溫度)、Oq (相對濕度)的進(jìn)風(fēng)空 氣流經(jīng)軸流風(fēng)機(jī)(7)從熱泵式除霜雙效翅片換熱器(8)穿過被加熱后達(dá)到T, (T,>TQ)、 O,
(。-00)再吹向常規(guī)翅片換熱器(9)給其加熱以提高其表面溫度到T2 (出口溫度)、降低 相對濕度達(dá)到防止或者減輕常規(guī)翅片換熱器(9)表面結(jié)霜的目的，其實(shí)質(zhì)就是通過第二次熱 泵利用提高整個(gè)熱泵循環(huán)系統(tǒng)的熱利用率。其制冷劑流程進(jìn)液口一10—11 —12—5—8—2 —13—14—4—17—9—6—出氣口 。
7、 在圖5中，對于冷暖熱泵利用目的的空氣源熱泵循環(huán)系統(tǒng)而言，雙效熱泵循環(huán)三效
換熱器之制冷循環(huán)流程實(shí)現(xiàn)之一從室外壓縮機(jī)排出來的高壓高溫過熱氣態(tài)制冷劑一經(jīng)過制
冷劑進(jìn)出氣管(6)—進(jìn)入常規(guī)翅片換熱器(9)向外界釋放熱量變成飽和液體一進(jìn)入常規(guī)翅 片換熱器出液管(3)—通過上面的單向閥(11 )—進(jìn)入熱泵式除霜雙效翅片換熱器進(jìn)液管(5) —進(jìn)入熱泵式除霜雙效翅片換熱器(8)向外界進(jìn)一步釋放熱量變成過冷液體一進(jìn)入熱泵式除 霜雙效翅片換熱器出液管(2)—進(jìn)入中間的單向閥(11)出來一沿液態(tài)制冷劑進(jìn)出管(10) 向室內(nèi)蒸發(fā)器送出去構(gòu)成。此時(shí)的熱泵式除霜雙效翅片換熱器(8)起到制冷循環(huán)當(dāng)中"過冷 器"的功能，即"雙效"當(dāng)中次要效能。其實(shí)質(zhì)就是通過"過冷器"的功能利用提高整個(gè)制 冷循環(huán)系統(tǒng)的電能利用率。其制冷劑流程進(jìn)氣口一6—9—3 —11—5—8—2—11 —10—出液 P。
8、 在圖7中，對于冷暖熱泵利用目的的空氣源熱泵循環(huán)系統(tǒng)而言，雙效熱泵循環(huán)三效換熱器之制冷循環(huán)流程實(shí)現(xiàn)之二 二位三通電磁闊(14)斷電，實(shí)現(xiàn)其二位三通電磁閥的接 口之三(13)與二位三通電磁閥的接口之二 (12)導(dǎo)通。從室外壓縮機(jī)排出來的高壓高溫過 熱氣態(tài)制冷劑一進(jìn)入制冷劑進(jìn)出氣管(6)—進(jìn)入常規(guī)翅片換熱器(9)向外界釋放熱量變成 飽和液體一進(jìn)入常規(guī)翅片換熱器出液管(3)—通過單向閥(15)—進(jìn)入熱泵式除霜雙效翅片 換熱器進(jìn)液管(5)—進(jìn)入熱泵式除霜雙效翅片換熱器(8)向外界進(jìn)一步釋放熱量變成過冷 液體一進(jìn)入熱泵式除霜雙效翅片換熱器出液管(2)—經(jīng)過二位三通電磁閥的接口之二 (12) 由二位三通電磁閥的接口之三(13)出來一沿液態(tài)制冷劑進(jìn)出管(10)向室內(nèi)蒸發(fā)器送出去 構(gòu)成。此時(shí)的熱泵式除霜雙效翅片換熱器(8)起到制冷循環(huán)當(dāng)中"過冷器"的功能，即"雙 效"當(dāng)中次要效能。其實(shí)質(zhì)就是通過"過冷器"的功能利用提高整個(gè)制冷循環(huán)系統(tǒng)的電能利 用率。其制冷劑流程進(jìn)氣口一6—9—3—15—5—8—2—12—13—10—出液口 。
9、 在圖9中，對于冷暖熱泵利用目的的空氣源熱泵循環(huán)系統(tǒng)而言，雙效熱泵循環(huán)三效 換熱器之制冷循環(huán)流程實(shí)現(xiàn)之三四通換向閥(15)斷電，實(shí)現(xiàn)四通換向閥的接口之一 (11) 與四通換向閥的接口之三(13)導(dǎo)通，四通換向閥的接口之二 (12)與四通換向閥的接口之 四(14)導(dǎo)通。從室外壓縮機(jī)排出來的高壓高溫過熱氣態(tài)制冷劑一進(jìn)入制冷劑進(jìn)出氣管(6) —進(jìn)入常規(guī)翅片換熱器(9)向外界釋放熱量變成飽和液體一進(jìn)入常規(guī)翅片換熱器出液管(3) —通過單向閥(16)—進(jìn)入四通換向閥的接口之四(14)由四通換向閥的接口之二 (12)出 來一進(jìn)入熱泵式除霜雙效翅片換熱器進(jìn)液管(5)—進(jìn)入熱泵式除霜雙效翅片換熱器(8)向 外界進(jìn)一步釋放熱量變成過冷液體一進(jìn)入熱泵式除霜雙效翅片換熱器出液管(2)—進(jìn)入四通 換向閥的接口之三(13)—從四通換向閥的接口之一 (11)出來一沿液態(tài)制冷劑進(jìn)出管(10) 向室內(nèi)蒸發(fā)器送出去構(gòu)成。此時(shí)的熱泵式除霜雙效翅片換熱器(8)起到制冷循環(huán)當(dāng)中"過冷 器"的功能，即"雙效"當(dāng)中次要效能。其實(shí)質(zhì)就是通過"過冷器"的功能利用提高整個(gè)制 冷循環(huán)系統(tǒng)的電能利用率。其制冷劑流程進(jìn)氣口一6—9—3—16—14—12—5—8—2—13— 11—10—出液口。
10、 雙效熱泵循環(huán)三效換熱器之三重效能元素集成 一、常規(guī)冷熱交換器-…常規(guī)翅片換 熱器(9); 二、熱泵循環(huán)除霜加熱器-…熱泵式除霜雙效翅片換熱器(8);三、制冷循環(huán)制冷 劑過冷器----熱泵式除霜雙效翅片換熱器(8)。(見附l)
11、 雙效熱泵循環(huán)三效換熱器之"雙效熱泵"為熱泵的2次利用第一次應(yīng)用于常規(guī)負(fù) 荷目的，如室內(nèi)空氣取暖加熱或者水加熱；第二次為室外用于常規(guī)翅片換熱器(9)的表面除
霜加熱器功能。(見附1)。
權(quán)利要求
1. 一種空氣源冷暖熱泵系統(tǒng)之室外雙效熱泵循環(huán)三效換熱器，其特征是在制熱循環(huán)工況時(shí)，它把熱泵室外換熱器設(shè)計(jì)成為處在同一個(gè)制冷劑熱力學(xué)熱泵循環(huán)回路之中兩個(gè)不同流程當(dāng)中同時(shí)分別進(jìn)行制冷(吸熱)、散熱流程的部件，而在制冷劑熱力學(xué)循環(huán)流程上又彼此相通、相互緊密聯(lián)系、發(fā)生交互影響作用，通過空氣及翅片彼此間進(jìn)行著熱交換的多功能部件之集合。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙效熱泵循環(huán)三效換熱器，其特征是對于雙效熱泵循環(huán)三效 換熱器在系統(tǒng)制熱循環(huán)的工況時(shí)，外部低溫(TQ， Oo)空氣進(jìn)入方向是首先穿過與常規(guī)翅片 換熱器(9)平行連接的熱泵式除霜雙效翅片換熱器(8) "ABCD"表面使得其通過的管路中 的來源自室內(nèi)冷凝器排出的高溫高壓飽和(汽)液態(tài)制冷劑進(jìn)一歩降溫到接近于環(huán)境溫度的 低溫高壓液態(tài)飽和過冷狀態(tài)，與此同時(shí)，其制冷劑釋放出的"閑余"熱量把室外進(jìn)風(fēng)空氣加 熱[到T, (>TG)， O, (<Og)]后再與常規(guī)翅片換熱器(9) "CDEF"表面接觸通過。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙效熱泵循環(huán)三效換熱器，其特征是對于雙效熱泵循環(huán)三效 換熱器在系統(tǒng)制熱循環(huán)的工況時(shí)，其組合中的熱泵式除霜雙效翅片換熱器(8)以熱泵技術(shù)吸 收借助環(huán)境空氣低品位熱能作為常規(guī)翅片換熱器(9)的外表面除霜用空氣加熱器的同時(shí)也作 為熱泵循環(huán)系統(tǒng)(高壓液態(tài))制冷劑過冷器。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙效熱泵循環(huán)三效換熱器，其特征是雙熱泵循環(huán)三效換熱器 主體(1)的組件熱泵式除霜雙效翅片換熱器(8)管路中流體介質(zhì)與常規(guī)翅片換熱器(9)管 路中流體介質(zhì)是相同且連通的，并互相聯(lián)系、交互作用影響到熱泵循環(huán)中常規(guī)翅片換熱器(9)(此時(shí)為"蒸發(fā)器")總吸熱量的。
全文摘要
雙效熱泵循環(huán)三效換熱器是一種空氣源冷暖熱泵循環(huán)室外換熱器以及防霜、增強(qiáng)制冷制熱效能、節(jié)能裝置。它主要解決現(xiàn)有空氣源熱泵循環(huán)系統(tǒng)冬季運(yùn)行當(dāng)中室外換熱器之除霜輔助電熱器消耗大量額外電能的問題。它把熱泵室外換熱器設(shè)計(jì)成為處在同一個(gè)制冷劑熱力學(xué)熱泵循環(huán)回路之中兩個(gè)不同流程當(dāng)中同時(shí)分別進(jìn)行制冷(吸熱)、散熱流程的部件，而在制冷劑熱力學(xué)循環(huán)流程上又彼此相通、相互緊密聯(lián)系、發(fā)生交互影響作用，通過空氣及翅片彼此間進(jìn)行著熱交換的多功能部件之集合。用熱泵借助環(huán)境底品位熱量加熱空氣進(jìn)風(fēng)的方式降低當(dāng)熱泵系統(tǒng)在冬季制熱循環(huán)時(shí)室外換熱器結(jié)霜的可能性，提高熱泵系統(tǒng)輸入電能利用率及熱泵吸收環(huán)境熱能利用率。
文檔編號F25B47/02GK101413739SQ200810007199
公開日2009年4月22日 申請日期2008年2月4日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月4日
發(fā)明者吳安偉, 吳雅琪, 鋼 杜 申請人:吳雅琪