一種回收利用壓縮機余熱的空氣源熱泵系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種回收利用壓縮機余熱的空氣源熱泵系統(tǒng)，通過在壓縮機外壁設(shè)置蓄熱介質(zhì)，對壓縮機余熱進行存儲，根據(jù)蓄熱介質(zhì)溫度的變化判斷第五電磁閥的開啟與關(guān)閉，當蓄熱介質(zhì)內(nèi)的溫度較低時，第五電磁閥關(guān)閉，系統(tǒng)按照傳統(tǒng)的制熱循環(huán)方式運行。故該系統(tǒng)能夠高效回收利用壓縮機余熱，對壓縮機進行良好的冷卻，延長制冷壓縮機的使用壽命。在室外換熱器結(jié)霜情況利用壓縮機余熱進行融霜，系統(tǒng)融霜時，以填充在壓縮機發(fā)熱腔外壁的蓄熱介質(zhì)中儲存的熱量為低溫熱源，在蓄熱介質(zhì)內(nèi)蒸發(fā)吸熱，經(jīng)壓縮機壓縮在室外換熱器放熱融霜，減少了傳統(tǒng)空氣源熱泵系統(tǒng)除霜時的能耗，提高了低溫環(huán)境下空氣源熱泵的效率和穩(wěn)定性。
【專利說明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于制冷設(shè)備【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種回收利用壓縮機余熱的空氣源熱泵 系統(tǒng)。 一種回收利用壓縮機余熱的空氣源熱泵系統(tǒng)

【背景技術(shù)】
[0002] 空氣源熱泵兼顧供冷供熱、占用空間小、節(jié)能、環(huán)保、方便等優(yōu)點，受到越來越多的 青睞。壓縮機作為熱泵系統(tǒng)核心部件，對系統(tǒng)的運行起著至關(guān)重要作用。壓縮機在實際工 作過程中，由于氣態(tài)制冷劑被壓縮后溫度升高，以及壓縮過程與氣缸壁之間存在摩擦，故氣 缸壁溫度比較高，且向室外環(huán)境散發(fā)熱量。該部分熱量在目前并未得到有效的合理利用，造 成了能源的浪費。此外，當室外環(huán)境較高或者熱水器出水溫度較高時，壓縮機機殼的散熱量 明顯增加，且殼體散熱引起的耗電量隨壓縮機制熱量的增大而增大。壓縮機長期在高溫下 運行時會引起潤滑油碳化，縮短壓縮機的使用壽命。
[0003] 此外，冬季制熱運行時空氣源熱泵室外翅片管換熱器上有時會結(jié)霜。霜層一方面 會增加濕空氣和翅片表面之間的導熱熱阻，降低了蒸發(fā)器的傳熱系數(shù)。另一方面霜層的存 在加大了空氣流過翅片管蒸發(fā)器的阻力，降低了空氣流量?？諝庠礋岜迷诮Y(jié)霜工況下運行 時，隨著霜層的增厚，熱泵系統(tǒng)制熱性能也就越來越差，制熱能力隨著室外溫度的下降而急 劇下降，特別是在寒冷的北方地區(qū)和高濕寒冷的南方，甚至會頻頻出現(xiàn)壓縮機停機或者低 壓保護而影響使用的現(xiàn)象，嚴重制約著空氣源熱泵的發(fā)展。
[0004] 因此，如何有效合理的利用壓縮機余熱，降低壓縮機機殼溫度，延長制冷壓縮機的 壽命以及合理用能對室外機進行融霜是提高空氣熱泵性能的一種有效途徑，也是推進空氣 源熱泵發(fā)展的必要條件。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺點，提供一種回收利用壓縮機余 熱的空氣源熱泵系統(tǒng)，具有使用壽命長、性能高的優(yōu)點。
[0006] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：包括外壁上纏繞有制冷盤管的壓縮 機、水箱和室外換熱器；且制冷盤管經(jīng)蓄熱介質(zhì)包裹；
[0007] 所述的壓縮機出口連接四通閥，四通閥經(jīng)第三電磁閥連接于水箱的入口，水箱的 出口分為兩條管路，一條經(jīng)第一電子膨脹閥、室外換熱器連接于四通閥；另一條管路經(jīng)第五 電磁閥和第二電子膨脹閥連接于制冷盤管的一端，制冷盤管的另一端經(jīng)設(shè)置有第二電磁閥 的管路連接四通閥；四通閥經(jīng)管路連接于壓縮機的入口；
[0008] 所述的四通閥與第三電磁閥之間的管路和第二電磁閥與制冷盤管之間的管路經(jīng) 設(shè)置有第一電磁閥的管路連接。
[0009] 所述的四通閥與壓縮機入口連接的管路上設(shè)置有低壓控制器。
[0010] 所述的第一電子膨脹閥和第二電子膨脹閥的上游管路上分別設(shè)置有第一干燥過 濾器和第二干燥過濾器。 toon] 所述的壓縮機出口和四通閥之間的管路上設(shè)置有高壓控制器。
[0012] 所述的蓄熱介質(zhì)內(nèi)設(shè)置有控制第五電磁閥開度的溫度傳感器。
[0013] 本發(fā)明具有以下的有益效果：相比較現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明通過在壓縮機外壁設(shè)置蓄 熱介質(zhì)，對壓縮機余熱進行存儲，根據(jù)蓄熱介質(zhì)溫度的變化判斷第五電磁閥的開啟與關(guān)閉， 當蓄熱介質(zhì)內(nèi)的溫度較低時，第五電磁閥關(guān)閉，系統(tǒng)按照傳統(tǒng)的制熱循環(huán)方式運行。故該系 統(tǒng)能夠高效回收利用壓縮機余熱，對壓縮機進行良好的冷卻，延長制冷壓縮機的使用壽命。 同時，在室外換熱器結(jié)霜情況利用壓縮機余熱進行融霜，提高空氣源熱泵的制熱效率，達到 節(jié)能目的。系統(tǒng)進行融霜時，以填充在壓縮機發(fā)熱腔外壁的蓄熱介質(zhì)中儲存的熱量為低溫 熱源，在蓄熱介質(zhì)內(nèi)蒸發(fā)吸熱，經(jīng)壓縮機壓縮在室外換熱器放熱融霜，減少了傳統(tǒng)空氣源熱 泵系統(tǒng)除霜時的能耗，提高了低溫環(huán)境下空氣源熱泵的效率和穩(wěn)定性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014] 圖1:本發(fā)明的原理圖；
[0015] 圖2 :本發(fā)明制熱模式原理圖；
[0016] 圖3 :本發(fā)明融霜模式原理圖。

【具體實施方式】
[0017] 下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明作進一步詳細說明。
[0018] 參見圖1，本發(fā)明包括外壁上纏繞有制冷盤管的壓縮機1、水箱7和室外換熱器11 ; 且制冷盤管經(jīng)蓄熱介質(zhì)16包裹；壓縮機1的出口連接四通閥3,四通閥3經(jīng)第三電磁閥6 連接于水箱7的入口，壓縮機1出口和四通閥3之間的管路上設(shè)置有高壓控制器2,水箱7 的出口分為兩條管路，一條經(jīng)第一電子膨脹閥10、室外換熱器11連接于四通閥3 ;另一條管 路經(jīng)第五電磁閥13和第二電子膨脹閥15連接于制冷盤管的一端，制冷盤管的另一端經(jīng)設(shè) 置有第二電磁閥5的管路連接與四通閥3 ;四通閥3經(jīng)管路連接于壓縮機1的入口；四通閥 3與第三電磁閥6之間的管路和第二電磁閥5與壓縮機1之間的管路經(jīng)設(shè)置有第一電磁閥 4的管路連接，四通閥3經(jīng)設(shè)置有低壓控制器12的管路連接壓縮機1入口。第一電子膨脹 閥10和第二電子膨脹閥15的上游管路上分別設(shè)置有第一干燥過濾器9和第二干燥過濾器 14。壓縮機1外壁上纏繞有制冷盤管，且蓄熱介質(zhì)16填充于制冷盤管內(nèi)，蓄熱介質(zhì)16內(nèi)設(shè) 置有控制第五電磁閥13開度的溫度傳感器。
[0019] 在制熱模式下，冷凝器出口的制冷劑分為兩個回路?；芈芬唤?jīng)第一電子膨脹閥10 節(jié)流，室外機換熱器11蒸發(fā)吸熱，最后回到壓縮機1，回路二經(jīng)第二電子膨脹閥15節(jié)流，蒸 發(fā)吸收蓄熱介質(zhì)16中的熱量，對壓縮機1進行良好的冷卻，延長制冷壓縮機1的使用壽命， 最后與回路一匯合進入壓縮機1完成一個制熱循環(huán)?？諝鉄岜孟到y(tǒng)融霜時，以填充在壓縮 機1金屬發(fā)熱腔外壁的蓄熱介質(zhì)16中儲存的熱量為低溫熱源。經(jīng)壓縮機1壓縮的高溫高 壓制冷劑在室外機11放熱融霜，第一電子膨脹閥10開路，第二經(jīng)電子膨脹閥15節(jié)流降壓， 在蓄熱介質(zhì)16內(nèi)蒸發(fā)吸熱，減少了傳統(tǒng)空氣源熱泵系統(tǒng)除霜時的能耗，最后回到壓縮機1， 完成一次融霜循環(huán)。
[0020] 以下為制熱模式和融霜模式的具體流程。
[0021] 制熱模式參見圖2 :第一電磁閥4關(guān)閉，其余電磁閥打開。制冷劑經(jīng)壓縮機1壓縮 成高溫高壓的氣體，經(jīng)過高壓控制器2,四通閥3,第三電磁閥6,在纏繞有冷凝盤管的蓄熱 水箱7冷卻成高壓的過冷液體，經(jīng)第三電磁閥8后制冷劑分為兩個回路，并根據(jù)第一電子膨 脹閥10和第二電子膨脹閥15的不同開度調(diào)節(jié)兩個回路的制冷劑質(zhì)量流量，使其流量分配 達到最佳化?；芈芬恢评鋭┝鹘?jīng)第一干燥過濾器9和第一電子膨脹閥10節(jié)流后，在室外換 熱器11內(nèi)蒸發(fā)吸熱，室外換熱器11出口的制冷劑為過熱氣體；回路二的制冷劑流經(jīng)第五電 磁閥13、第一干燥過濾器14,經(jīng)第二電子膨脹閥15節(jié)流后，成為低壓低溫氣體，在蓄熱介質(zhì) 16內(nèi)蒸發(fā)，吸收壓縮機余熱，最后經(jīng)第二電磁閥5與回路一的制冷劑匯合，一同流經(jīng)四通閥 3和低壓控制器12后回到壓縮機1，完成一次制熱循環(huán)。
[0022] 融霜模式參見圖3 :第二電磁閥5、第三電磁閥6和第四電磁閥8關(guān)閉，其余電磁閥 打開。制冷劑經(jīng)壓縮機1壓縮成高溫高壓的氣體，經(jīng)過高壓控制器2,四通閥3,在室外換熱 器11內(nèi)放熱，對室外換熱器11進行融霜，經(jīng)開啟的第一電子膨脹閥10、第五電磁閥13和第 二干燥過濾器14,經(jīng)第二電子膨脹閥15節(jié)流成低壓低溫氣體，在蓄熱介質(zhì)16內(nèi)蒸發(fā)，吸收 壓縮機1的余熱，最后經(jīng)第一電磁閥4,四通閥3,低壓控制器12回到壓縮機1，完成一次融 霜循環(huán)。
[0023] 該發(fā)明的特點在于在：
[0024] ①該系統(tǒng)在壓縮機1金屬發(fā)熱腔外壁纏繞制冷盤管，且發(fā)熱腔外壁填充有蓄熱介 質(zhì)16。
[0025] ②蓄熱介質(zhì)16內(nèi)設(shè)置有溫度傳感器，根據(jù)蓄熱介質(zhì)16溫度的變化判斷第五電磁 閥13的開啟與關(guān)閉。當蓄熱介質(zhì)16內(nèi)的溫度較低時，第五電磁閥13關(guān)閉，系統(tǒng)按照傳統(tǒng) 的制熱循環(huán)方式運行。
[0026] ③制熱模式下，水箱7出口的制冷劑分為兩個回路，并根據(jù)第一電子膨脹閥10和 第二電子膨脹閥15的不同開度調(diào)節(jié)兩個回路的制冷劑質(zhì)量流量，使其流量分配達到最佳 化?；芈芬辉谑彝鈸Q熱器11內(nèi)蒸發(fā)吸熱，回路二在蓄熱介質(zhì)16內(nèi)蒸發(fā)，吸收壓縮機1工作 過程的余熱，提高系統(tǒng)的運行效率，同時對壓縮機1進行冷卻，延長制冷壓縮機1的壽命。
[0027] ④融霜模式下，以填充在壓縮機1金屬發(fā)熱腔外壁的蓄熱介質(zhì)16中儲存的熱量為 低溫熱源。在蓄熱介質(zhì)16內(nèi)蒸發(fā)吸熱，經(jīng)壓縮機1壓縮在室外換熱器11放熱融霜。減少 了傳統(tǒng)空氣源熱泵系統(tǒng)除霜時的能耗，提高了低溫環(huán)境下空氣源熱泵的效率和穩(wěn)定性。
【權(quán)利要求】
1. 一種回收利用壓縮機余熱的空氣源熱泵系統(tǒng)，其特征在于：包括外壁上纏繞有制冷 盤管的壓縮機（1)、水箱（7)和室外換熱器（11);且制冷盤管經(jīng)蓄熱介質(zhì)（16)包裹； 所述的壓縮機（1)出口連接四通閥（3)，四通閥（3)經(jīng)第三電磁閥（6)連接于水箱（7) 的入口，水箱（7)的出口分為兩條管路，一條經(jīng)第一電子膨脹閥（10)、室外換熱器（11)連接 于四通閥（3);另一條管路經(jīng)第五電磁閥（13)和第二電子膨脹閥（15)連接于制冷盤管的 一端，制冷盤管的另一端經(jīng)設(shè)置有第二電磁閥（5)的管路連接四通閥（3);四通閥（3)經(jīng)管 路連接于壓縮機（1)的入口； 所述的四通閥（3)與第三電磁閥（6)之間的管路和第二電磁閥（5)與制冷盤管之間的 管路經(jīng)設(shè)置有第一電磁閥（4)的管路連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種回收利用壓縮機余熱的空氣源熱泵系統(tǒng)，其特征在于： 所述的四通閥（3)與壓縮機（1)入口連接的管路上設(shè)置有低壓控制器（12)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種回收利用壓縮機余熱的空氣源熱泵系統(tǒng)，其特征在于： 所述的第一電子膨脹閥（10)和第二電子膨脹閥（15)的上游管路上分別設(shè)置有第一干燥過 濾器（9)和第二干燥過濾器（14)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種回收利用壓縮機余熱的空氣源熱泵系統(tǒng)，其特征在于： 所述的壓縮機（1)出口和四通閥（3)之間的管路上設(shè)置有高壓控制器（2)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種回收利用壓縮機余熱的空氣源熱泵系統(tǒng)，其特征在于： 所述的蓄熱介質(zhì)（16)內(nèi)設(shè)置有控制第五電磁閥（13)開度的溫度傳感器。
【文檔編號】F25B27/02GK104110920SQ201410317096
【公開日】2014年10月22日 申請日期:2014年7月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月4日
【發(fā)明者】王灃浩, 王志華 申請人:西安交通大學