蒸發(fā)冷卻式空氣源熱泵裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及通過制冷系統(tǒng)轉(zhuǎn)換的制冷、制熱技術(shù)，特別是涉及一種蒸發(fā)冷卻式空氣源供熱泵裝置，該裝置在夏季為空調(diào)場所提供冷量時(shí)，較空氣源熱泵裝置至少節(jié)能40%以上，在冬季能夠在_35°C至17°C的環(huán)境溫度下，為人們冬季采暖從環(huán)境大氣中獲取充足的熱量。
技術(shù)背景
[0002]空氣源熱泵機(jī)組由于安裝簡單，且作為清潔能源應(yīng)用于冬季采暖具有很高的性能系數(shù)，已經(jīng)被人們廣泛地應(yīng)用于各種空調(diào)場所，但是，由于受夏季環(huán)境溫度、太陽輻射熱和冷凝換熱方式的影響，空氣源熱泵機(jī)組夏季制冷工作時(shí)冷凝溫度至少在50°C以上，性能系數(shù)很低，能耗很高。
[0003]據(jù)統(tǒng)計(jì)空調(diào)設(shè)備的能耗占樓宇總耗電量的60%以上，而冷凝溫度每降低1°C，壓縮機(jī)的能耗將降低2.54-2.89%，因此，如果能夠改變空氣源熱泵機(jī)組夏季制冷時(shí)的冷凝換熱方式，降低其冷凝溫度對于降低空調(diào)設(shè)備的能耗，減少排放，對于應(yīng)對氣候變暖，具有非常重要的意義。
[0004]傳統(tǒng)的空氣源熱泵機(jī)組在冬季制熱運(yùn)行時(shí)，由于受壓縮機(jī)極限工況的限制，以及結(jié)霜后融霜時(shí)間長、霜層難于脫落等問題的影響，這種空氣源熱泵機(jī)組，不僅在北方寒冷地區(qū)無法使用，即使在長江流域冬季環(huán)境溫度在-10°c左右，濕度較大的地區(qū)，通過補(bǔ)氣增焓的方式維持制冷系統(tǒng)運(yùn)行，供熱量明顯不足，且壓縮機(jī)故障率很高。
[0005]正是由于設(shè)計(jì)的缺陷，導(dǎo)致傳統(tǒng)空氣源熱泵機(jī)組在冬季采暖運(yùn)行時(shí)，應(yīng)用范圍變窄，無法在我國北方寒冷地區(qū)，乃至于長江流域不能采用空氣源這種清潔能源滿足人們冬季采暖的需要，因此，如果能夠在寒冷地區(qū)，從空氣源中提取充足的熱量，并使之該裝置穩(wěn)定安全穩(wěn)定運(yùn)行，就完全可以取代燃煤、天然氣、電加熱等等能效比很低的傳統(tǒng)采暖方式，這對于應(yīng)對日趨嚴(yán)重的霧霾環(huán)境具有十分重要的意義。
[0006]綜上所述，確實(shí)亟待一種能夠徹底解決上述技術(shù)問題的新技術(shù)，從根本上解決空氣源熱泵機(jī)組的技術(shù)問題，以打破空氣源熱泵裝置應(yīng)用的局限性，造福人類。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的在于提供一種蒸發(fā)冷卻式空氣源熱泵裝置，該裝置采用兩臺制冷壓縮機(jī)，公用一臺蒸發(fā)式冷凝器、一臺蒸發(fā)器及節(jié)流閥等設(shè)備、部件組成的冷熱兩用制冷系統(tǒng)，在夏季制冷狀態(tài)下工作時(shí)，較空氣源熱泵機(jī)組至少節(jié)能40%，在冬季能夠連續(xù)不斷地從環(huán)境大氣中提取足夠的熱量，且不受低溫、高濕環(huán)境條件的限制。
[0008]為了解決上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供了一種蒸發(fā)冷卻式空氣源熱泵裝置，包括:維護(hù)架構(gòu)箱體30、設(shè)置在維護(hù)架構(gòu)箱體內(nèi)的蒸發(fā)冷卻式空氣源熱泵系統(tǒng)10、低溫制冷制熱壓縮機(jī)組20、電氣控制系統(tǒng)，與現(xiàn)有技術(shù)不同的是:
所述的蒸發(fā)冷卻式空氣源熱泵系統(tǒng)至少包含一臺中高溫制冷壓縮機(jī)101，一臺蒸發(fā)式冷凝器102、一臺蒸發(fā)器103、一個(gè)節(jié)流閥104、一臺高壓貯液器105、一臺干燥過濾器106、一臺氣液分離器107、一臺油冷卻器118，其中:
中高溫制冷壓縮機(jī)101通過第一單向閥109和三位四通閥108與蒸發(fā)式冷凝器102相連；
蒸發(fā)式冷凝器102通過第二單向閥110與高壓貯液器105相連；
高壓貯液器105與干燥過濾器106相連；
干燥過濾器106通過第五電磁閥113與節(jié)流閥104相連；
節(jié)流閥104通過第五單向閥114與蒸發(fā)器103相連；
蒸發(fā)器103通過三位四通閥108與氣液分離器107相連；
氣液分離器107與中高溫制冷壓縮機(jī)101相連；
節(jié)流閥104還通過第四單向閥116與蒸發(fā)式冷凝器102相連；
蒸發(fā)器103還通過第三單向閥115高壓貯液器105相連；
所述的低溫制熱制冷壓縮機(jī)組包含至少一臺低溫制冷制熱壓縮機(jī)201，低溫制冷壓縮機(jī)201與氣液分離器107相連并通過第六單向閥202與蒸發(fā)器103相連。
[0009]本發(fā)明的技術(shù)方案中，通過夏季制冷與冬季制熱的轉(zhuǎn)換采用制冷系統(tǒng)切換，其夏季制冷的工作原理是:低溫制冷壓縮機(jī)組不工作，由中高溫制冷壓縮機(jī)組成的高溫制冷系統(tǒng)，通過裝置設(shè)置的電氣控制系統(tǒng)控制相關(guān)閥門自動(dòng)切換到制冷模式運(yùn)行。其冬季制熱的工作原理是:當(dāng)環(huán)境溫度較高、濕度較小時(shí)，低溫制冷壓縮機(jī)組不工作，由中高溫制冷壓縮機(jī)組成的高溫制冷系統(tǒng)工作，通過裝置設(shè)置的電氣控制系統(tǒng)控制相關(guān)閥門自動(dòng)切換到冬季制熱模式運(yùn)行；當(dāng)環(huán)境溫度較低，或者濕度較大時(shí)，中高溫制冷壓縮機(jī)組不工作，由低溫制冷壓縮機(jī)組成的低溫制冷系統(tǒng)工作，通過裝置設(shè)置的電氣控制系統(tǒng)控制相關(guān)閥門自動(dòng)切換到使之投入工作，從環(huán)境大氣中連續(xù)不斷地采集熱量，滿足寒冷、高濕條件下采暖的需要。
[0010]本發(fā)明的技術(shù)方案中，低溫制冷制熱壓縮機(jī)與高溫制冷壓縮機(jī)共用一臺蒸發(fā)式冷凝器，以及用于制冷系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)節(jié)、控制的電氣控制系統(tǒng)的相關(guān)元件。在夏季通過冷卻水蒸發(fā)冷卻的原理，使之冷凝溫度低于35°C，達(dá)到最大限度地節(jié)能的目的，在冬季不同環(huán)境溫度下，使用不同的制冷壓縮機(jī)，使制冷壓縮機(jī)始終在允許的極限工作范圍內(nèi)運(yùn)行，且完全不存在補(bǔ)氣增焓而導(dǎo)致的壓縮機(jī)的能量損耗問題，從而確保該裝置在較低的環(huán)境溫度下仍然能夠安全、穩(wěn)定運(yùn)行，并為采暖系統(tǒng)提供充足的熱量。
[0011]進(jìn)一步地，所述低溫制冷壓縮機(jī)201與中高溫制冷壓縮機(jī)101共用油冷卻器118，中高溫制冷壓縮機(jī)101通過第一電磁閥119、第二電磁閥120與油冷卻器118相連，低溫制冷壓縮機(jī)201通過第三電磁閥203、第四電磁閥204與油冷卻器118相連。采用該技術(shù)方案，低溫制冷制熱壓縮機(jī)與高溫制冷壓縮機(jī)共用一臺油冷卻器，簡化了結(jié)構(gòu)，降低成本。
[0012]進(jìn)一步地，蒸發(fā)式冷凝器102通過第二單向閥110和第一截止閥111與高壓貯液器105相連；高壓貯液器105通過第二截止閥112與干燥過濾器106相連；蒸發(fā)器103通過第三單向閥115和第一截止閥111高壓貯液器105相連。采用該技術(shù)方案，便于設(shè)備的維護(hù)和維修。
[0013]進(jìn)一步地，所述電氣控制系統(tǒng)由電控箱40、壓力傳感器、溫度傳感器、壓力開關(guān)、溫度開關(guān)及電線、電纜組成，其中電控箱包括電控箱體及其中的繼電器、接觸器。
[0014]進(jìn)一步地，蒸發(fā)式冷凝器采用片距大于3mm寬翅片式換熱器，有利于冬季融霜時(shí)霜層脫落。
[0015]進(jìn)一步地，蒸發(fā)式冷凝器進(jìn)風(fēng)側(cè)采用寬片距的翅片式換熱器，出風(fēng)側(cè)采用窄片距的翅片式換熱器，即所謂的變片距式翅片式換熱器，既有利于冬季融霜時(shí)霜層脫落，也有利于降低制造成本。
[0016]進(jìn)一步地，蒸發(fā)式冷凝器加裝高效水滴分離裝置，通過水蒸氣冷卻壓縮機(jī)排出的過熱制冷劑氣體，能夠有效地解決蒸發(fā)式冷凝器的結(jié)垢問題和水霧排放問題，以及由于結(jié)構(gòu)和水霧排放問題所引起的換熱效率逐步降低、病菌傳播等一些列問題，可以達(dá)到可持續(xù)性節(jié)能的目的。
[0017]本發(fā)明的其它方面和特征及其優(yōu)點(diǎn)，將在下面結(jié)合附圖中的具體實(shí)施例通過舉例的方式在說明書中進(jìn)行更為詳細(xì)的介紹。
【附圖說明】
[0018]圖1為本發(fā)明具體實(shí)施例的工作原理示意圖。
[0019]圖2為本發(fā)明具體實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]以下結(jié)合附圖，以舉例說明而非對于發(fā)明思想所要求的保護(hù)范圍的限制的方式，詳細(xì)地描述本發(fā)明的較佳實(shí)施方式及其有所改變的實(shí)例。
[0021]圖1是作為本發(fā)明的第一種具體實(shí)施例的蒸發(fā)冷卻式空氣源熱泵裝置的工作原理示意圖，本發(fā)明的疊加式空氣源熱泵裝置主要包括:蒸發(fā)冷卻式空氣源熱泵系統(tǒng)10、低溫制熱制冷壓縮機(jī)組20。
[0022]圖2是作為本發(fā)明具體實(shí)施例的蒸發(fā)冷卻式空氣源熱泵裝置的外形示意圖，包含維護(hù)架構(gòu)箱體30，蒸發(fā)冷卻式空氣源熱泵系統(tǒng)10、低溫制熱壓縮機(jī)組20、電氣控制系統(tǒng)置于維護(hù)架構(gòu)箱體30內(nèi)。
[0023]圖1中所示的蒸發(fā)冷卻式空氣源熱泵系統(tǒng)10主要包括:中高溫制冷壓縮機(jī)101、蒸發(fā)式冷凝器102、蒸發(fā)器103、節(jié)流閥104、高壓貯液器105、過濾干燥器106、氣液分離器107、三位四通閥108、第一電磁閥119、第二電磁閥120、第五電磁閥113、，以及第一單向閥109、第二單向閥110、第五單向閥114、第三單向閥115、第四單向閥116、121，第一截止閥111、第二截止閥112，油冷卻器118等組成。
[0024]圖1中所示的低溫制熱制冷壓縮機(jī)組20主要包括:低溫制冷壓縮機(jī)201、第六單向閥202、第三電磁閥203、第四電磁閥203等組成。
[0025]圖1中蒸發(fā)冷卻式空氣源熱泵系統(tǒng)10主要用于夏季制冷和冬季環(huán)境溫度較高時(shí)制熱使用，蒸發(fā)式冷凝器102在夏季制冷時(shí)采用蒸發(fā)冷卻的原理用于冷卻壓縮機(jī)101排出的高壓制冷劑氣體，冬季制熱時(shí)蒸發(fā)式冷凝器作為蒸發(fā)器使用，則采取干式運(yùn)行的方式，蒸發(fā)式冷凝器的冷卻水泵及冷卻水系統(tǒng)不工作；蒸發(fā)器103在夏季制冷時(shí)作為蒸發(fā)器使用，通過制冷劑液體蒸發(fā)吸熱達(dá)到降溫的目的，在冬季蒸發(fā)器103作為冷凝器使用，壓縮機(jī)排出的高壓制冷劑氣體將熱量釋放給蒸發(fā)器103，從而滿足冬季采暖的需要；油冷卻器118主要蒸發(fā)冷卻式空氣源熱泵裝置冬季采暖運(yùn)行時(shí)冷卻潤滑油，以免潤滑油溫度過高引起壓縮機(jī)損壞；高壓貯液器105的主要作用是貯存制冷制熱轉(zhuǎn)換所多余的制冷劑液體；三位四通閥108則用于制冷、制熱時(shí)制冷劑流向的切換。
[0026]圖1中低溫制熱制冷壓縮機(jī)組20主要在冬季低溫環(huán)境溫度下，或者環(huán)境溫度較低、濕度較大時(shí)使用，為采暖系統(tǒng)提供充足的熱量。
[0027]下面我們將參照上述蒸發(fā)冷卻式空氣源熱泵裝置的實(shí)施例，具體說明應(yīng)用上述蒸發(fā)冷卻式空氣源熱泵裝置的工作原理。
[0028]夏季制冷時(shí)，低溫制熱制冷壓縮機(jī)組20不工作，三位四通閥108通過電氣控制系統(tǒng)切換到制冷模式，第一電磁閥119、第二電磁閥120、斷電關(guān)閉，其工作原理是:中高溫制冷壓縮機(jī)101排出的高壓制冷劑氣體通過三位四通閥108進(jìn)入蒸發(fā)式冷凝器102的換熱管內(nèi)，由于蒸發(fā)式冷凝器102換熱管外表面被蒸發(fā)式冷凝器冷卻水系統(tǒng)噴灑的冷卻水，并形成水膜，這時(shí)環(huán)境空氣在蒸發(fā)式冷凝器102的風(fēng)機(jī)帶動(dòng)下使其掠過蒸發(fā)式冷凝器102換熱管外表面，使水膜蒸發(fā)通過蒸發(fā)式冷凝器102換熱管吸收管內(nèi)的高壓制冷劑氣體的熱量，將其冷卻成高壓制冷劑液體，經(jīng)過第二單向閥110、第一截止閥11