專利名稱：補氣熱回收熱泵裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種補氣熱回收熱泵裝置。
背景技術(shù)：
目前，現(xiàn)有的各類熱泵裝置均存在以下不足第一冬天低溫環(huán)境下難以正常啟動； 第二低溫環(huán)境下壓縮機吸氣量不足，蒸發(fā)器易頻繁結(jié)霜，熱泵無法正常運行，不能起到冬季 供暖的作用；第三熱泵系統(tǒng)工作效率較低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的，是提供了一種補氣熱回收熱泵裝置，它可解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問 題，可確保在低溫環(huán)境下正常啟動熱泵，并可有效地確保壓縮機的吸氣量，防止蒸發(fā)器頻繁 結(jié)霜和排氣溫度過高，使熱泵可正常運行供熱；它還可將熱泵系統(tǒng)的熱量最大限度的用于 供熱，可大幅提高熱泵供熱的制熱量和效率。 本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的補氣熱回收熱泵裝置，包括第一壓縮 機，第一壓縮機的出氣口e與四通換向閥的進氣口 d連接，四通換向閥的排氣口 c與第一換 熱器的第一供氣口 j連接，第一換熱器的第一出液口 h的一路與第二換熱器的第二供液口 n 連接，第一換熱器的第一出液口 h的另一路通過第一電子膨脹閥與第二換熱器的第二供液 口o連接，第二換熱器的第二出液口 l通過第二電子膨脹閥與蒸發(fā)器連接，蒸發(fā)器與四通換 向閥的輸氣口 a連接，四通換向閥的排氣口 b與氣液分離器的進氣口連接，氣液分離器的出 氣口與第一壓縮機的回氣口 g連接，第一壓縮機的補氣口 f通過電磁截止閥與第二換熱器 的第三出氣口 m連接，第二換熱器上安裝第一溫度傳感器，第一溫度傳感器通過導線和控 制器分別與電磁截止閥和第一電子膨脹閥連接，第一換熱器的進水口 i通過水泵與末端散 熱器連接，末端散熱器與第一換熱器的出水口k連接；第二換熱器的第二出液口 l與第二電 子膨脹閥之間的連接管路上安裝第一單向閥，第一換熱器的第一出液口 h與第二單向閥的 出氣口連接，第二單向閥的進氣口與第一單向閥的出液口連接；第一單向閥與第二換熱器 之間安裝第三換熱器，第三換熱器通過管道與第三電子膨脹閥連接，第三電子膨脹閥通過 管道與第一換熱器連接，第一換熱器通過管道與第二壓縮機連接，第二壓縮機通過管道與 第三換熱器連接。 為進一步實現(xiàn)本發(fā)明的目的，還可以采用以下技術(shù)方案實現(xiàn)蒸發(fā)器內(nèi)安裝風機 和第三感溫器。第一換熱器與水泵之間安裝第一感溫器。第三換熱器和第一單向閥之間安 裝第四感溫器。第二換熱器和第一換熱器之間安裝第二感溫器。第一壓縮機是渦旋式壓縮 機。第一換熱器的出水口 k和末端散熱器之間的管路上安裝電動調(diào)節(jié)閥。
本發(fā)明的積極效果在于它設(shè)置有對壓縮機補氣的結(jié)構(gòu)，可確保壓縮機的制冷劑 的吸入量，可防止蒸發(fā)器頻繁結(jié)霜和排氣溫度過高，從而確保熱泵低溫啟動和運行。它有兩 套熱泵系統(tǒng)，并且，兩套熱泵系統(tǒng)并聯(lián)，第二套熱泵系統(tǒng)回收第一套熱泵系統(tǒng)內(nèi)放熱后的制 冷劑中的余熱，并將該部分熱量用于供熱，可提高第一套熱泵系統(tǒng)制冷劑單次循環(huán)的供熱量，從而，提高整個熱泵供熱的效率。本發(fā)明還具有結(jié)構(gòu)簡單、制造成本低廉和操作簡便的 優(yōu)點。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖中標號l第一壓縮機2氣液分離器3四通換向閥4蒸發(fā)器5第二電子 膨脹閥6第二換熱器7第一溫度傳感器8第一電子膨脹閥9電磁截止閥10水泵 14末端散熱器 15第二換熱器 16第一單向閥 17第二單向閥 18第三電子膨脹閥 19第一感溫器20第二感溫器21第三感溫器22風機23第四感溫器26第三換熱 器28第二壓縮機30電動調(diào)節(jié)閥。
具體實施例方式
本發(fā)明所述的補氣熱回收熱泵裝置，包括第一壓縮機l，第一壓縮機1的出氣口 e 與四通換向閥3的進氣口 d連接，四通換向閥3的排氣口 c與第一換熱器15的第一供氣 口 j連接，第一換熱器15的第一出液口 h的一路與第二換熱器6的第二供液口 n連接，第 一換熱器15的第一出液口 h的另一路通過第一電子膨脹閥8與第二換熱器6的第二供液 口 o連接，第二換熱器6的第二出液口 1通過第二電子膨脹閥5與蒸發(fā)器4連接，蒸發(fā)器4 與四通換向閥3的輸氣口 a連接，四通換向閥3的排氣口 b與氣液分離器2的進氣口連接， 氣液分離器2的出氣口與第一壓縮機1的回氣口 g連接，第一壓縮機1的補氣口 f通過電 磁截止閥9與第二換熱器6的第三出氣口 m連接，第二換熱器6上安裝第一溫度傳感器7， 第一溫度傳感器7通過導線和控制器分別與電磁截止閥9和第一電子膨脹閥8連接，第一 換熱器15的進水口 i通過水泵10與末端散熱器14連接，末端散熱器14與第一換熱器15 的出水口 k連接，末端散熱器14與第一換熱器15的出水口 k之間的管路上安裝電動調(diào)節(jié) 閥30。本發(fā)明所述的各端口之間的連接，均是指通過管路進行連接；第二換熱器6與第二 電子膨脹閥5之間的管路上安裝第三換熱器26和第一單向閥16，第三換熱器26位于第二 換熱器6和第一單向閥16之間，第二換熱器6、第三換熱器26和第一單向閥16串聯(lián)后的 管路與第二單向閥17并聯(lián)；第三換熱器26通過管道與第三電子膨脹閥18連接，第三電子 膨脹閥18通過管道與第一換熱器15連接，第一換熱器15通過管道與第二壓縮機28連接， 第二壓縮機28通過管道與第三換熱器26連接。第一壓縮機1、四通換向閥3、第一換熱器 15、蒸發(fā)器4、第二換熱器6、第三換熱器26和第二電子膨脹閥5連接構(gòu)成第一套熱泵系統(tǒng)； 第三換熱器26、第三電子膨脹閥18、第一換熱器15和第二壓縮機8連接構(gòu)成第二套熱泵系 統(tǒng)。第三換熱器26是第一和第二套熱泵系統(tǒng)制冷劑進行熱交換的裝置。所述的第一換熱 器15內(nèi)的第一和第二套的制冷劑可分別走管程，通管第一換熱器15內(nèi)的換熱盤與第一換 熱器15殼體內(nèi)的冷媒水進行熱交換；也可以是兩套熱泵系統(tǒng)的制冷劑走殼體，冷媒水走管 程進行熱交換。 制熱時，四通換向閥3的進氣口 d排氣口 c相通，輸氣口 a排氣口 b相通，制冷劑 由第一壓縮機l的出氣口 e流出，經(jīng)進氣口 d和排氣口 c由第一供氣口 j進入第一換熱器 15，經(jīng)冷凝換熱后由第一換熱器15的第一出液口 h流出，流出的制冷劑第一部分由第一供 液口 n流入第二換熱器6，第二部分經(jīng)第一電子膨脹閥8降壓后，由第二供液口 o流入第二換熱器6內(nèi)，上述兩部分制冷劑在第二換熱器6內(nèi)換熱后，未降壓的第一部分制冷劑由第二 出液口 1流出，經(jīng)第二電子膨脹閥5降壓后流入蒸發(fā)器4，在蒸發(fā)器4內(nèi)吸熱蒸發(fā)后，經(jīng)四通 換向閥3的輸氣口 a排氣口 b流入氣液分離器2，再由氣液分離器2經(jīng)回氣口 g流回第一 壓縮機1內(nèi)；第二部分已降壓的制冷劑在第二換熱器6內(nèi)吸收熱量蒸發(fā)氣化后由第三出氣 口 m流出，流經(jīng)電磁截止閥9后，由補氣口 f流回第一壓縮機l，實現(xiàn)對第一壓縮機1的補 氣。第一溫度傳感器7可測得第二換熱器6內(nèi)第一部分制冷劑的溫度，將溫度信號傳給控 制裝置，控制裝置通過調(diào)節(jié)第一電子膨脹閥8和電磁截止閥9，以調(diào)整對第一壓縮機1進行 補氣的第二部分制冷劑的流量。當熱泵在環(huán)境溫度較低的情況下啟動時，由于第一換熱器 15中的的焓值較低，熱泵系統(tǒng)不能建立壓差，因此容易造成啟動困難，這時通過調(diào)節(jié)電動閥 30的開度來調(diào)節(jié)流經(jīng)第一換熱器15水流量就可以調(diào)節(jié)第一換熱器15中的冷凝溫度、增 加冷凝器的焓值，就可以使熱泵順利的實現(xiàn)低溫下啟動。第二套熱泵系統(tǒng)的作用是對第一 套熱泵系統(tǒng)的制冷劑冷凝放熱后的熱量進行回收，第一套熱泵系統(tǒng)的制冷劑經(jīng)第一換熱器 15、第二換熱器換熱6后仍有大量的熱量，經(jīng)研究、試驗證明這部分熱量相當于第一套熱泵 系統(tǒng)的壓縮機輸入功率的50%以上，具體的計算方法是Q = MXDX tl-t2，這里Q是熱量，M 是第一套熱泵循環(huán)時的制冷劑流量，tl是經(jīng)第一、第二換熱器換熱后的制冷劑的溫度，通常 經(jīng)換熱器換熱后，即第二電子膨脹閥5前制冷劑液體的溫度為45°C，t2是環(huán)境溫度，D是冷 媒的比熱。以現(xiàn)在常用的12匹壓縮機熱泵系統(tǒng)為例壓縮機的容積流量為34立方米/小 時，當環(huán)境溫度為-l(TC，蒸發(fā)溫度為-16t:時，R22冷媒的比重為12. 47公斤/立方米，假 定壓縮機的容積效率為0. 85，制冷劑的流量M為34X 12. 47X0. 85 = 360公斤。這種情況 下，如果我們經(jīng)通過第二熱泵進行熱回收，把這部分液體制冷劑的溫度降到7t:，那么，回收 的熱量為360 X 45-7 X 0. 31 X 1. 163 = 4937W，而第二熱泵在蒸發(fā)溫度為7°C時，能效比COP 可以達到3. 2，也就是說投入的能量只有4937/3. 2 = 1580W，經(jīng)過多次試驗和有關(guān)資料都證 實熱泵在-l(TC環(huán)境溫度的情況下的能效比C0P只有2左右。這樣，通過該技術(shù)發(fā)明的補氣 熱回收熱泵，同樣是13匹，就可以多獲取熱量1580X(3. 2-2) = 1896W。經(jīng)試驗比較，這種 12+1匹的熱泵，比用通常的13匹的熱泵可以提高制熱量10%以上。上面提到的0. 31是， R22冷媒的比熱，單位是千卡/公斤，1. 163是功率單位千卡/小時和W的轉(zhuǎn)換系數(shù)。上述 兩套熱泵系統(tǒng)的熱量通過第三換熱器26進行熱交換。具體地說，第二套熱泵系統(tǒng)通過第三 換熱器26吸收第一套熱泵系統(tǒng)經(jīng)第二換熱器6散熱后的制冷劑內(nèi)殘存的熱量，以便將這部 分熱量供給供熱裝置散熱，可大幅提高熱泵的制熱效率和制熱量，節(jié)省熱泵單位制熱量的 能耗，對節(jié)約能源具有巨大的意義。 制冷時，四通換向閥3動作，四通換向閥3的輸氣口 a進氣口 d相通，排氣口 b排 氣口 c相通，制冷劑的流動方向相反，同時，該裝置對第一壓縮機1補氣的相關(guān)部件不工作， 第二壓縮機28和第三膨脹閥18也不工作。
本發(fā)明未詳盡描述的技術(shù)內(nèi)容均為公知技術(shù)。
權(quán)利要求
補氣熱回收熱泵裝置，其特征在于包括第一壓縮機(1)，第一壓縮機(1)的出氣口e與四通換向閥(3)的進氣口d連接，四通換向閥(3)的排氣口c與第一換熱器(15)的第一供氣口j連接，第一換熱器(15)的第一出液口h的一路與第二換熱器(6)的第二供液口n連接，第一換熱器(15)的第一出液口h的另一路通過第一電子膨脹閥(8)與第二換熱器(6)的第二供液口o連接，第二換熱器(6)的第二出液口l通過第二電子膨脹閥(5)與蒸發(fā)器(4)連接，蒸發(fā)器(4)與四通換向閥(3)的輸氣口a連接，四通換向閥(3)的排氣口b與氣液分離器(2)的進氣口連接，氣液分離器(2)的出氣口與第一壓縮機(1)的回氣口g連接，第一壓縮機(1)的補氣口f通過電磁截止閥(9)與第二換熱器(6)的第三出氣口m連接，第二換熱器(6)上安裝第一溫度傳感器(7)，第一溫度傳感器(7)通過導線和控制器分別與電磁截止閥(9)和第一電子膨脹閥(8)連接，第一換熱器(15)的進水口i通過水泵(10)與末端散熱器(14)連接，末端散熱器(14)與第一換熱器(15)的出水口k連接；第二換熱器(6)的第二出液口l與第二電子膨脹閥(5)之間的連接管路上安裝第一單向閥(16)，第一換熱器(15)的第一出液口h與第二單向閥(17)的出氣口連接，第二單向閥(17)的進氣口與第一單向閥(16)的出液口連接；第一單向閥(16)與第二換熱器(6)之間安裝第三換熱器(26)，第三換熱器(26)通過管道與第三電子膨脹閥(18)連接，第三電子膨脹閥(18)通過管道與第一換熱器(15)連接，第一換熱器(15)通過管道與第二壓縮機(28)連接，第二壓縮機(28)通過管道與第三換熱器(26)連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的補氣熱回收熱泵裝置，其特征在于蒸發(fā)器(4)內(nèi)安裝風機 (22)和第三感溫器(21)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的補氣熱回收熱泵裝置，其特征在于第一換熱器(15)與水泵 (10)之間安裝第一感溫器(19)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的補氣熱回收熱泵裝置，其特征在于第三換熱器(26)和第一 單向閥(16)之間安裝第四感溫器(23)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的補氣熱回收熱泵裝置，其特征在于第二換熱器(6)和第一 換熱器(15)之間安裝第二感溫器(20)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的補氣熱回收熱泵裝置，其特征在于第一壓縮機(1)是渦旋 式壓縮機。
7. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的補氣熱回收熱泵裝置，其特征在于第一換熱器(15)的出水 口 k和末端散熱器(14)之間的管路上安裝電動調(diào)節(jié)閥(30)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種補氣熱回收熱泵裝置，包括由第一壓縮機、四通換向閥、第一換熱器、第二換熱器、第三換熱器、第二電子膨脹閥與蒸發(fā)器連接構(gòu)成的第一套熱泵系統(tǒng)，由第二換熱器、電磁截止閥和第一電子膨脹閥連接構(gòu)成的補氣系統(tǒng)，由第三換熱器、第三電子膨脹閥、第一換熱器和第二壓縮機連接構(gòu)成第二套熱泵系統(tǒng)，以及冷媒水系統(tǒng)連接構(gòu)成。它可解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，可確保在低溫環(huán)境下正常啟動熱泵，并可有效地確保壓縮機的吸氣量，防止蒸發(fā)器頻繁結(jié)霜和排氣溫度過高，使熱泵可正常運行供熱；它還可將熱泵系統(tǒng)的熱量最大限度的用于供熱，可大幅提高熱泵供熱的制熱量和效率。
文檔編號F25B41/06GK101706171SQ200910230390
公開日2010年5月12日 申請日期2009年11月16日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月16日
發(fā)明者高秀明 申請人:高秀明