CN102364256A

CN102364256A - 一种单冷式热管热泵空调

Info

Publication number: CN102364256A
Application number: CN2011103256711A
Authority: CN
Inventors: 祝长宇; 丁式平
Original assignee: Beijing Deneng Hengxin Technology Co Ltd
Current assignee: Beijing Deneng Hengxin Technology Co Ltd
Priority date: 2011-10-24
Filing date: 2011-10-24
Publication date: 2012-02-29

Abstract

一种单冷式热管热泵空调，它可以看成热泵空调和分体式热管散热器组合而成的一种节能空调。它由室内热交换器、室外热交换器、气体回路、液体回路和控制系统五部分构成。气体回路由热泵压缩机、热管导气管和气路三通阀构成，热泵压缩机与热管导气管通过气路三通阀并联。液体回路由储液罐、热泵电子节流阀、热管电子节流阀和气路三通阀构成，热泵电子节流阀与热管电子节流阀通过气路三通阀并联。单冷式热管热泵空调具有两种工作方式：热泵制冷工作方式和热管制冷工作方式。

Description

一种单冷式热管热泵空调

技术领域

本发明涉及空调技术领域，具体涉及一种节约能源型单冷式热泵热管空调。

背景技术

目前用于调控环境温度的空调系统主要组成为室内热交换机和室外热交换机，这种空调系统可以通过室内热交换机中压缩机的高耗能来实现对冷凝剂的温度调控，从而间接的改变室内环境温度，这种空调系统并没有做到很好的节约能源，当室外温度低于室内温度时，因为某种原因（外界灰尘浓度大、空气污染等）不能开启窗户进行直接空气对流降温，这时还不得不开启高耗能的压缩机进行温度调节，这种现象在高温防尘环境（机房、电室等特殊高温场合）表现的特别明显，由于使用场合散热设备集中、散热量大、空间温度高、升温快、防尘要求高等特性，使得在这里使用传统空调很难节约能量，即使室外温度比室内温度低很多时还不得不启动空调降温，而且现在比较节能的一种引入全新风进行降温的方式在国内很多地区不适用，会将大量的室外粉尘和湿空气带入室内，影响室内设备的安全正常运行。

另外一种采用风---风换热器的形式可以避免将室外粉尘和湿空气引入室内，但需要在设备间、机房围墙等防护结构上开设较大的通风孔洞，不仅破坏墙体的稳定性，还有被盗的安全隐患。

在室外温度比室内温度低且不能进行室内外空气对流的情况下，还没有一种空调可以在这种情况下不用开启高耗能的压缩机就可以进行室内控温的，即使在这种情况下，现有的空调系统还得启动高耗能的压缩机特别是那些发热量集中对灰尘度要求高的的工作场合对环境来控制温度。

发明内容

本发明就是为了避免以上所述现有空调控温设施的不足之处，提供一种结构简单、实施容易、节能减排的复合新型节能空调，不仅能使在室外温度高于室内温度很多时，即使室外温度高达70℃±5℃条件下依然实现大温差制冷，而且在室外温度合适的条件下还可以自动启用节能模式来调节室内温度，能够安全、可靠、稳定、节能的自动运行制冷循环系统。

本发明解决技术问题采用如下技术方案：

在传统热泵空调的基础上进行改进，把热管式空调的一些优点应用在热泵式空调中，使该新型空调集成热泵空调和热管空调各自的优点，进而来控制一些特殊条件下室内的温度，而又不失节能的理念。

一种单冷式热管热泵空调，它由室内热交换器、室外热交换器、气体回路、液体回路和控制系统五部分构成，它的室内热交换器和室外热交换器有着相似的结构，都是由导热管、铝箔翅片组和换热风扇构成，导热管上部与气体回路相连，导热管下部与液体回路相连；其特征在于它的气体回路由热泵压缩机、热管导气管和气路三通阀构成，热泵压缩机与热管导气管通过气路三通阀并联；它的液体回路由储液罐、热泵电子节流阀、热管电子节流阀和液路三通阀构成，热泵电子节流阀与热管电子节流阀并联，它们上端连接液路三通阀后连接储液罐，下端汇合后和室内热交换器连接，储液罐安装在室外热交换器的下端，以保证室外热交换器内冷凝制冷剂在重力作用下流入储液罐；它的控制系统由室内温度传感器、室外温度传感器、室内热交换器制冷剂液位传感器和智能控制电路构成，室内温度传感器和室外温度传感器控制空调的工作模式，液位传感器控制热泵电子节流阀或热管电子节流阀开放状态以保证室内热交换器始终处于满液状态；单冷式热管热泵空调在安装时的要求是储液罐要高于室内热交换器的上端，以保证在热管工作状态下，储液罐内的制冷剂可以在重力作用下流入室内热交换器。

室内温度需要降低时，该空调可提供两种降温方式：

第一种是热管节能式制冷工作，这种模式的条件是室内温度比室外温度高，开启该种模式后，利用中心控制系统控制气路三通阀和液路三通阀使热泵压缩机部分和热泵电子节流阀部分处于断路状态，热管电子节流阀处于通路状态。在室外热交换器中的换热风扇和铝箔翅片组的辅助下，气态冷凝剂在导热管支管中放出热量变成液态冷凝剂，变成液态的冷凝剂落入室外热交换器的导热管下部主管中，然后液态冷凝剂自动流入液体回路中的储液罐中，由于各个设备高低不同，液态冷凝剂可以自动经过液路三通阀和热管电子节流阀进入到室内热交换器中，在室内热交换器上的换热风扇和铝箔翅片组的辅助下，液态冷凝剂在室内热交换器导热管支管中吸热降低室内温度，吸热后的液态冷凝剂变成气态，在液体的不断推动和气体自身膨胀的压力下通过气路三通阀向室外热交换器移动，进入室外热交换器导热管上部主管后分散到各个导热管支管，然后在各个支管中完成冷凝，这样就完成了室内制冷循环。

第二种是热泵式制冷工作，开启该种模式后，利用中心控制系统控制气路三通阀和液路三通阀使热泵压缩机部分和热泵电子节流阀部分进入通路状态，热管电子节流阀处于断路状态。在室内热交换器上的换热风扇和铝箔翅片组的辅助下，液态冷凝剂在室内热交换器导热管支管中吸热降低室内温度，吸热后的液态冷凝剂变成气态，通过热泵压缩机气态冷凝剂变成高温高压状态并向室外热交换器输送，高温高压气态冷凝剂通过气路三通阀和压缩机后进入室外热交换器的导热管上部主管，然后高温高压气态冷凝剂分散到各个导热管支管中，在室外热交换器上的换热风机和铝箔翅片组的辅助下散热冷凝变成液态冷凝剂，液态冷凝剂自动流入液体回路中的储液罐中，在高压气体的推动下经过液路三通阀、过滤干燥器和热泵节流阀进入室内热交换器中，热泵式制冷工作循环完成。

在两种工作状态下，室内热交换器中的冷凝剂液面由电子液位器检测并把检测到的信号传输给热泵电子节流阀或者热管电子节流阀，电子节流阀通过控制节流孔的大小来控制从储液罐中流出的液态冷凝剂，从而使室内热交换器中的冷凝剂液位保持在导热管上部主管中，这样可以实现满液工作状态，增大液态冷凝剂的吸热面积，提高冷凝剂的吸热速率。

中心控制系统的温度检测部分可以检测室内外温度的变化，从而自动从两种工作系统中选择所需要的工作状态，完成全自动控制，也可以通过人工手动控制调节工作状态，以满足用户需要为准。

附图说明

图1为空调系统的结构示意图；

图2为空调系统室外热交换器结构放大图；

图3为空调系统气体回路结构放大图；

图4为空调系统室内热交换器的结构放大图；

图5为空调系统液体回路结构放大图；

图标注释：

（10）、室外热交换器；（11）、导热管上部主管；（12）、导热管下部主管；（13）、换热风扇；（14）、铝箔翅片组；（15）、导热管支管；（20）、气体回路；（21）、气路三通阀；（22）、热管导气管；（23）、热泵压缩机部分；（24）、热泵压缩机；（25）、气液分离器；（30）、室内热交换器；（31）、导热管上部主管；（32）、导热管下部主管；（33）、换热风扇；（34）、铝箔翅片组；（35）、导热管支管；（36）、室内热交换器液面位置；（37）、电子液位器；（40）、液体回路；（41）、储液罐；（42）、液路三通阀；（43）、过滤干燥器；（44）、热泵电子节流阀；（45）、热管电子节流阀；

一种单冷式热管热泵空调，它由室内热交换器（30）、室外热交换器（10）、气体回路（20）、液体回路（40）和控制系统五部分构成，它的室内热交换器（30）和室外热交换器（10）有着相似的结构，都是由导热管、铝箔翅片组和换热风扇构成，导热管上部与气体回路（20）相连，导热管下部与液体回路（40）相连；其特征在于它的气体回路由热泵压缩机（24）、热管导气管（22）和气路三通阀（21）构成，热泵压缩机（24）与热管导气管（22）通过气路三通阀（21）并联；它的液体回路（40）由储液罐（41）、热泵电子节流阀（44）、热管电子节流阀（45）和液路三通阀（42）构成，热泵电子节流阀（44）与热管电子节流阀（45）并联，它们上端连接液路三通阀（42）后连接储液罐（41），下端汇合后和室内热交换器（30）连接，储液罐（41）安装在室外热交换器（10）的下端，以保证室外热交换器（10）内冷凝制冷剂在重力作用下流入储液罐（41）；它的控制系统由室内温度传感器、室外温度传感器、室内热交换器制冷剂液位传感器和智能控制电路构成，室内温度传感器和室外温度传感器控制空调的工作模式，液位传感器控制热泵电子节流阀（44）或热管电子节流阀（45）开放状态以保证室内热交换器（30）始终处于满液状态；单冷式热管热泵空调在安装时的要求是储液罐（41）要高于室内热交换器（30）的上端，以保证在热管工作状态下，储液罐（41）内的制冷剂可以在重力作用下流入室内热交换器（30）。

室内温度需要降低时，该空调可提供两种降温方式：

第一种是热管节能式制冷工作，这种模式的条件是室内温度比室外温度高，开启该种模式后，利用中心控制系统控制气路三通阀（21）和液路三通阀（42）使热泵压缩机部分（23）和热泵电子节流阀（44）部分处于断路状态，热管电子节流阀（45）处于通路状态。在室外热交换器（10）中的换热风扇（13）和铝箔翅片组（14）的辅助下，气态冷凝剂在导热管支管（15）中放出热量变成液态冷凝剂，变成液态的冷凝剂落入室外热交换器（10）的导热管下部主管（12）中，然后液态冷凝剂自动流入液体回路（40）中的储液罐（41）中，由于各个设备高低不同，液态冷凝剂可以自动经过液路三通阀（42）和热管电子节流阀（45）进入到室内热交换器（30）中，在室内热交换器（30）上的换热风扇（33）和铝箔翅片组（34）的辅助下，液态冷凝剂在室内热交换器（30）的导热管支管（35）中吸热降低室内温度，吸热后的液态冷凝剂变成气态，在液体的不断推动和气体自身膨胀的压力下通过气路三通阀（21）向室外热交换器（10）移动，进入室外热交换器（10）的导热管上部主管（11）后分散到各个导热管支管（15），然后在各个支管中完成冷凝，这样就完成了室内制冷循环。

第二种是热泵式制冷工作，开启该种模式后，利用中心控制系统控制气路三通阀（21）和液路三通阀使热泵压缩机部分（23）和热泵电子节流阀（44）部分进入通路状态，热管电子节流阀（45）处于断路状态。在室内热交换器（30）上的换热风扇（33）和铝箔翅片组（34）的辅助下，液态冷凝剂在室内热交换器（30）的导热管支管（35）中吸热降低室内温度，吸热后的液态冷凝剂变成气态，通过压缩机（24）气态冷凝剂变成高温高压状态并向室外热交换器（10）输送，高温高压气态冷凝剂通过气路三通阀（21）和热泵压缩机（24）后进入室外热交换器的导热管上部主管（11），然后高温高压气态冷凝剂分散到各个导热管支管（15）中，在室外热交换器（10）上的换热风机（13）和铝箔翅片组（14）的辅助下散热冷凝变成液态冷凝剂，液态冷凝剂自动流入液体回路（40）中的储液罐（41）中，在高压气体的推动下经过液路三通阀（42）、过滤干燥器（43）和热泵节流阀（44）进入室内热交换器（30）中，热泵式制冷工作循环完成。

在两种工作状态下，室内热交换器（30）中的冷凝剂液面（36）由电子液位器（37）检测并把检测到的信号传输给热泵或者热管电子节流阀，电子节流阀通过控制节流孔的大小来控制从储液罐（41）中流出的液态冷凝剂，从而使室内热交换器（30）中的冷凝剂液位（36）保持在导热管上部主管（31）中，这样可以实现满液工作状态，增大液态冷凝剂的吸热面积，提高冷凝剂的吸热速率。

中心控制系统的温度检测部分可以检测室内温度的变化，从而自动从两种工作系统中选择所需要的工作状态，完成全自动控制，也可以通过人工手动控制调节工作状态，以满足用户需要为准。

Claims

1.一种单冷式热管热泵空调，它由室内热交换器（30）、室外热交换器（10）、气体回路（20）、液体回路（40）和控制系统五部分构成，它的室内热交换器（30）和室外热交换器（10）有着相似的结构，都是由导热管、铝箔翅片组和换热风扇构成，导热管上部与气体回路（20）相连，导热管下部与液体回路（40）相连；其特征在于它的气体回路由热泵压缩机（24）、热管导气管（22）和气路三通阀（21）构成，热泵压缩机（24）与热管导气管（22）通过气路三通阀（21）并联；它的液体回路（40）由储液罐（41）、热泵电子节流阀（44）、热管电子节流阀（45）和液路三通阀（42）构成，热泵电子节流阀（44）与热管电子节流阀（45）并联，它们上端连接液路三通阀（42）后连接储液罐（41），下端汇合后和室内热交换器（30）连接，储液罐（41）安装在室外热交换器（10）的下端，以保证室外热交换器（10）内冷凝制冷剂在重力作用下流入储液罐（41）；它的控制系统由室内温度传感器、室外温度传感器、室内热交换器制冷剂液位传感器和智能控制电路构成，室内温度传感器和室外温度传感器控制空调的工作模式，液位传感器控制热泵电子节流阀（44）或热管电子节流阀（45）开放状态以保证室内热交换器（30）始终处于满液状态；单冷式热管热泵空调在安装时的要求是储液罐（41）要高于室内热交换器（30）的上端，以保证在热管工作状态下，储液罐（41）内的制冷剂可以在重力作用下流入室内热交换器（30）。