冷熱共生熱泵設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種冷熱共生熱泵設(shè)備，特別涉及一種以制熱交換器來作為除霜熱源并防止壓縮機液壓縮的設(shè)備。本發(fā)明亦可應(yīng)用于熱泵制熱設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]熱泵制熱設(shè)備是一種高效能且安全集熱并轉(zhuǎn)移熱量的節(jié)能裝置，可以把消耗的電力變?yōu)??3倍的熱能。熱泵制熱設(shè)備包含多種形式，例如氣源式熱泵、水源式熱泵、地源式熱泵及復(fù)合式熱泵，可應(yīng)用在家用冷暖氣機、商業(yè)用單元式熱泵空調(diào)主機和熱泵冷熱水主機。
[0003]氣源式熱泵以空氣作為熱源，通過壓縮機的輸入功及吸收環(huán)境的熱能，亦即空氣中的低溫?zé)崮埽D(zhuǎn)化為高溫?zé)崮?，來進行制熱，例如將水或空氣加熱，以提供熱水或暖氣。氣源式熱泵亦可將水或空氣降溫，以提供冰水或冷氣，以進行制冷用途。此種型式熱泵于冬季制熱循環(huán)時，會隨外氣溫度下降而使得吸熱能力減少，在低外氣溫度(約5°C以下)條件下長時間運轉(zhuǎn)時，室外管排會有結(jié)霜產(chǎn)生，使熱交換效果變差，而須經(jīng)常維持除霜的功能，不僅加熱時間增加，亦造成壓縮機頻繁地開啟及關(guān)閉，此為冷媒系統(tǒng)設(shè)計必須考慮運轉(zhuǎn)時所面臨的問題。
[0004]通常采用的除霜方式有:停機除霜、熱氣旁通除霜、逆循環(huán)除霜與電熱除霜。以上除霜方式有除霜熱源溫度低或無熱源而導(dǎo)致除霜時間長與除霜不完全、或是需設(shè)置液氣分離器來防止除霜運轉(zhuǎn)時的液態(tài)冷媒回流至壓縮機(亦即防止“液壓縮”)、或是需額外設(shè)置電熱器增加耗能等問題。
[0005]現(xiàn)有氣源式熱泵熱水主機與冷熱雙效主機，經(jīng)常采用熱氣旁通的方式來進行除霜，旁通的熱氣進入低溫的蒸發(fā)器后會使部分冷媒冷凝成液態(tài)冷媒，因此在蒸發(fā)器出口會是含有液態(tài)冷媒的飽和冷媒氣體。為防止液態(tài)冷媒回流至壓縮機，在蒸發(fā)器出口與壓縮機吸入口之間必須設(shè)置液氣分離器，使冷媒在液氣分離器內(nèi)進行液氣分離后，液態(tài)冷媒留存在液氣分離器底部，分離后的氣態(tài)冷媒再進入壓縮機。然而，采用液氣分離器的除霜方式經(jīng)常會遭遇以下的難題:
[0006]1.留存在液氣分離器底部的液態(tài)冷媒，沒有足夠熱源可以使之蒸發(fā)，僅能靠外界空氣的熱源使冷媒慢慢蒸發(fā)為氣體，如果留存的液態(tài)冷媒過多與運轉(zhuǎn)時間長，將使液氣分離器外表面結(jié)霜，結(jié)果使熱交換效果變差，液氣分離器內(nèi)的冷媒更不容易蒸發(fā)。
[0007]2.由于液氣分離器沒有足夠的熱源使冷媒蒸發(fā)，可以忍受的除霜運轉(zhuǎn)時間視液氣分離器的大小而定。當(dāng)液氣分離器過小時，可以忍受除霜運轉(zhuǎn)的時間短，除霜可能不完全，且液態(tài)回流壓縮機的風(fēng)險高。因此勢必需要加大液氣分離器的尺寸，以空間來換取可以忍受的除霜運轉(zhuǎn)時間，使蒸發(fā)器的除霜能夠完全。然而相對地，在液氣分離器內(nèi)留存的液態(tài)冷媒將增加，如此將遭遇上述的運轉(zhuǎn)時間長，將使液氣分離器外表面結(jié)霜的問題。因此液氣分離器的尺寸大小很難決定，通常僅能采用較安全的設(shè)計方式，盡可能設(shè)置較大的液氣分離器,如此也增加了主機的體積與成本。
[0008]3.留存在液氣分離器底部的液態(tài)冷媒，必須考慮在冷媒蒸發(fā)過程中，會使無法蒸發(fā)的冷凍油殘留在底部，因此必須設(shè)置回油裝置使冷凍油回到壓縮機，避免壓縮機失油。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明的目的在于提供熱泵冷熱雙效設(shè)備及熱泵制熱設(shè)備，以制熱交換器來作為除霜熱源并防止液壓縮，改善了除霜運轉(zhuǎn)的取熱源，且毋須在壓縮機吸入口前設(shè)置液氣分離器。
[0010]為了達到上述目的，根據(jù)本發(fā)明第一實施例的冷熱共生熱泵設(shè)備，該設(shè)備包含:
[0011]壓縮機，其用于壓縮輸送冷媒，
[0012]冷/熱排放熱交換器，其用于通過冷媒對空氣進行吸熱或放熱的熱交換，
[0013]制熱交換器，其用于通過冷媒對欲加熱的第一流體提供熱能，或使冷媒自被加熱的該第一流體吸收熱能，
[0014]制冷交換器，其用于通過冷媒自欲冷卻的第二流體吸收熱能，
[0015]冷媒循環(huán)管線，其包含用于流體傳遞的多個管件，
[0016]通過以該冷媒循環(huán)管線的該多個管件連接該壓縮機、該冷/熱排放熱交換器、該制熱交換器及該制冷交換器，形成冷媒可選擇地在其中流動的冷媒循環(huán)系統(tǒng)，該冷媒循環(huán)系統(tǒng)可提供供應(yīng)熱流冷媒回路、供應(yīng)冷流冷媒回路、同時供應(yīng)冷熱流冷媒回路及除霜冷媒回路。
[0017]其中該冷媒循環(huán)系統(tǒng)另包括冷媒可選擇地流經(jīng)的分歧回路，其至少連接至該些供應(yīng)熱流、供應(yīng)冷流、同時供應(yīng)冷熱流及除霜冷媒回路的其中之一，該分歧回路是在冷媒最終返回壓縮機前，使冷媒流經(jīng)該制熱交換器，以吸收被加熱的第一流體的熱能，來避免液態(tài)的冷媒回流至壓縮機。
[0018]在一實施例，該制熱交換器具有第一冷媒通路及第二冷媒通路，該供應(yīng)熱流冷媒回路及該同時供應(yīng)冷熱流冷媒回路共用該第一冷媒通路以對該第一流體提供熱能，且該除霜冷媒回路及該分歧回路共用該第二冷媒通路以自被加熱的該第一流體吸收熱能。
[0019]另一選擇，該供應(yīng)熱流冷媒回路、該同時供應(yīng)冷熱流冷媒回路及該除霜冷媒回路共用該第一冷媒通路以對該第一流體提供與吸收熱能，且及該分歧回路使用該第二冷媒通路以自被加熱的該第一流體吸收熱能。
[0020]本發(fā)明的技術(shù)效果在于:
[0021 ] 本發(fā)明的冷熱共生熱泵設(shè)備，可以解決現(xiàn)有冷熱雙效熱泵設(shè)備與熱泵制熱設(shè)備在除霜運轉(zhuǎn)時的取熱方式，以及為了防止壓縮機液態(tài)冷媒回流，必須在壓縮機吸入口前設(shè)置大型液氣分離器的問題，以熱水熱交換器作為制熱交換器為例，本發(fā)明所能實現(xiàn)的功效為:利用熱水熱交換器的部分或全部熱水，作為系統(tǒng)除霜運轉(zhuǎn)時的熱源，使蒸發(fā)器進行除霜運轉(zhuǎn)時，除霜速度快且除霜效果完全；利用熱水熱交換器的部分熱水，作為回流至壓縮機的冷媒過熱度不足時的熱源，以防止液壓縮來保護壓縮機:免設(shè)置液氣分離器可以防止與排除壓縮機發(fā)生液壓縮，達到縮減主機的設(shè)置空間與尺寸的功效。
[0022]類似地，本發(fā)明的除霜及防止液壓縮的技術(shù)手段亦可應(yīng)用在單純的熱泵制熱設(shè)備上，如熱水主機或暖氣主機，而具有相同的優(yōu)點及功效。
[0023]以下結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明進行詳細描述，但不作為對本發(fā)明的限定。
【附圖說明】
[0024]圖1為本發(fā)明第一實施例的冷熱水雙效主機的示意圖；
[0025]圖2為本發(fā)明第一實施例的冷熱水雙效主機于單純供應(yīng)熱水的系統(tǒng)流程的簡化示意圖，其中僅顯示所使用的冷媒回路；
[0026]圖3為本發(fā)明第一實施例的冷熱水雙效主機于單純供應(yīng)冷水的系統(tǒng)流程的簡化示意圖，其中僅顯示所使用的冷媒回路；
[0027]圖4為本發(fā)明第一實施例的冷熱水雙效主機于同時供應(yīng)冷熱水的系統(tǒng)流程的簡化示意圖，其中僅顯示所使用的冷媒回路；
[0028]圖5為本發(fā)明第一實施例的冷熱水雙效主機于除霜運轉(zhuǎn)的系統(tǒng)流程的簡化示意圖，其中僅顯示所使用的冷媒回路；
[0029]圖6為本發(fā)明第二實施例的冷熱水雙效主機的示意圖；以及
[0030]圖7為本發(fā)明第二實施例的冷熱水雙效主機于除霜運轉(zhuǎn)的系統(tǒng)流程的簡化示意圖，其中僅顯示所使用的冷媒回路。
[0031]其中，附圖標(biāo)記
[0032]6:第一四方閥
[0033]6A:第一端
[0034]6