CN102933923A - 特别是用于家用场合的压缩式热泵 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种压缩式热泵，尤其是用于家用场合，例如从废水回收热量，用于制冷装置或空调设备等。该压缩式热泵包括：用于制冷剂的压缩机（1）、冷凝器（2）、蒸发器（3）以及设置在冷凝器（2）与蒸发器（3）之间的膨胀阀（4）。还设有切换阀（5）和温度传感器，所述切换阀用于在两个固定流阻值之间变换膨胀阀（4）的流阻，所述温度传感器位于蒸发器（3）上的制冷剂注入点的区域处。当温度传感器处低于预定温度时，切换阀（5）变换到膨胀阀（4）的较低流阻，当温度传感器处高于所述预定温度时，所述切换阀（5）变换到膨胀阀（4）的较高流阻。

Description

特别是用于家用场合的压缩式热泵
技术领域
本发明涉及一种压缩式热泵，特别是用于家用场合，例如用于从废水回收热量的场合，用于制冷装置或空调设备等，具有：用于制冷剂的压缩机、冷凝器、蒸发器以及设置在冷凝器与蒸发器之间的膨胀阀。
背景技术
为了使这种压缩式热泵尤其是在热负载变化的情况下达到最佳操作模式，需要相应地调节蒸发压力或蒸发温度。如果蒸发压力太低，效率是不利的，而如果蒸发温度太高，则压缩机经受不必要的高负载，从而在一些情况下被不允许地加载，这可导致其过早失效。
因此，在尤其是连接有大于500W的负载的大的制冷系统和热泵的情况下，通常通过可变的膨胀阀相应地调节蒸发压力或蒸发温度。该调节可借助于通过压力控制的阀直接经由蒸发压力进行，这不需要任何电子设备。同样，蒸发器处的温度也可充当调节变量，其中，膨胀阀的设定信号此时可借助于电子控制装置由当前温度与设定温度之间的偏差产生。在这种情况下，膨胀阀本身可通过电方式和气动方式控制。
另一方面，在小的制冷系统的情况下，出于成本原因，通常采用不可变的膨胀阀，其例如由毛细管构成。这在上述可变条件下不能实现最佳的效率水平。
发明内容
从而，本发明的目的是改进开始部分所述类型的压缩式热泵，使得可以低成本的方式设定几乎恒定的蒸发温度，从而，一方面可实现良好的效率水平，另一方面尤其是使压缩机可实现长的使用寿命。
实现上述目的的一种压缩式热泵的特征在于，设有切换阀和温度传感器，所述切换阀用于在两个固定流阻值之间变换膨胀阀的流阻，所述温度传感器位于蒸发器上的制冷剂注入点的区域处，其中，当温度传感器处低于预定温度时，切换阀变换到膨胀阀的较低流阻，当温度传感器处高于所述预定温度时，所述切换阀变换到膨胀阀的较高流阻。
本发明所获得的优点基本在于：与不可变的节流阀相比仅需要额外支出少的费用就可实现效率的明显提高，即使使用小的热泵。特别地，本发明使得与可变的膨胀阀相比可降低这种装置所占用的空间。在两个不同流阻之间的简单变换还使得能够使用市场上可获得的、从而成本低的制冷构件。
在本发明的一个优选实施例中，膨胀阀由具有固定流阻的两个节流阀形成，所述两个节流阀经由切换阀选择。
单独地，这产生不同的设计方案；优选方案是一个这样的实施例：切换阀被实施为转换阀，且在具有不同流阻的两个节流阀之间切换。
然而，也可使两个节流阀在彼此并联的情况下切换，其中，切换阀被实施为关闭阀，且设置在一个节流阀的流动分支中。在该操作模式下，所述一个节流阀始终具有流过它的制冷剂，如果需要，并联的第二节流阀也通过切换阀被打开，借此，流阻被降低。
然而，在此，还具有这样的方案：将两个节流阀一个连接在另一个之后，其中，切换阀被实施为关闭阀，且与两个节流阀中的一个并联地作为旁路设置。如果切换阀在此被关闭，两个节流阀被启用，与关闭阀打开而短接两个节流阀中的一个时的情况相比，这产生更高的流阻。
还提供有电子控制装置来探测和分析处理该温度以及操控切换阀。从而，该电子控制装置还能使得设定的蒸发温度适配其他操作参数；从而例如可根据蒸发器中的温度调整蒸发温度。
附图说明
下面，通过附图中示出的示例性实施例更详细地解释本发明，附图包括：
图1示出了蒸发温度随热泵的操作时间的变化过程；
图2示出了与图1对应的曲线图，但是在根据本发明的操作模式下；
图3示出了本发明的设计的示意图。
具体实施方式
图3中示出的压缩式热泵尤其是用于家用场合，即，例如用于废水的热回收、用于制冷装置或空调设备等。
该压缩式热泵像通常那样包括用于在制冷剂回路内泵送循环制冷剂的压缩机1、释放热量的冷凝器2、吸收热量的蒸发器3和设置在冷凝器2与蒸发器3之间的膨胀阀4。
在小的制冷系统例如家用制冷装置或紧凑型空调设备的情况下，由于成本原因，大部分采用不可变的节流元件来作为膨胀阀4，该膨胀阀例如可由毛细管形成。然而，由于作用于这种热泵上的变化的热负载，蒸发压力或相关的蒸发温度会在操作过程中变化。这示例性地示于图1中，其中初始时蒸发温度相对较低，但随后在进一步的操作期间增大，最后达到高效操作的最佳蒸发温度。然而，在继续操作时，蒸发温度进一步增大，这导致压缩机1上的负载增大。
因此，在大的制冷系统的情况下，通常经由可变的膨胀阀4调节蒸发压力或蒸发温度，但由于费事和成本原因，这在小系统的情况下因为存在问题而不会这样做。
因此，就本发明而言，提出了通过切换阀5进行两点式调节，该切换阀5用于使膨胀阀4的流阻在两个固定的流阻值之间变换。而且，未详细描述的温度传感器设置在蒸发器处的制冷剂的注入点的区域中，切换阀5借助于该温度传感器在温度传感器处低于预定温度时变换为膨胀阀4的较低流阻，在高于该温度时变换为膨胀阀4的较高流阻。在阀的使用寿命上讲，这使得可实现图2所示的温度曲线。
具体地讲，膨胀阀4以未被详细示出的方式由两个具有固定流阻的节流阀形成，所述两个节流阀经由切换阀5选择。在这种情况下，切换阀被实施为转换阀，且在具有不同流阻的两个节流阀之间切换。在该实施例中，两个节流阀中的一个对应较高的流阻，两个节流阀中的另一个对应较低的流阻。
然而，还可以采用切换彼此并联的两个节流阀的方式，其中，切换阀被实施为关闭阀，且设置在一个节流阀的流动分支中。此时，当制冷剂流过两个节流阀时，可实现较低的流阻。
以相应的方式，两个节流阀也可以一个连接在另一个之后，其中，切换阀5同样被实施为关闭阀，且与两个节流阀中的一个并联地作为旁路设置。
为探测和分析处理温度，提供了图中未详细示出的电子控制装置，其另外允许根据蒸发器中的温度来调整其他操作参数、例如蒸发温度。
因此，即使在用于小的制冷装置的热泵的情况下，也可实现基本上与负载状况无关的高效操作，而不需要为此采用昂贵的可变的膨胀阀。

Claims (6)

1.一种压缩式热泵，尤其是用于家用场合，例如从废水回收热量，用于制冷装置或空调设备等，具有：用于制冷剂的压缩机（1）、冷凝器（2）、蒸发器（3）以及设置在冷凝器（2）与蒸发器（3）之间的膨胀阀（4），其特征在于，设有切换阀（5）和温度传感器，所述切换阀用于在两个固定流阻值之间变换膨胀阀（4）的流阻，所述温度传感器位于蒸发器（3）上的制冷剂注入点的区域处，其中，当温度传感器处低于预定温度时，切换阀（5）变换到膨胀阀（4）的较低流阻，当温度传感器处高于所述预定温度时，所述切换阀（5）变换到膨胀阀（4）的较高流阻。
2.如权利要求1所述的热泵，其特征在于，膨胀阀（4）由具有固定流阻的两个节流阀形成，所述两个节流阀经由切换阀（5）选择。
3.如权利要求2所述的热泵，其特征在于，切换阀（5）被实施为转换阀且在具有不同流阻的两个节流阀之间切换。
4.如权利要求2所述的热泵，其特征在于，两个节流阀彼此并联地连接，且切换阀（5）被实施为关闭阀并设置在一个节流阀的流动分支中。
5.如权利要求2所述的热泵，其特征在于，两个节流阀一个连接在另一个之后，其中，切换阀（5）被实施为关闭阀，且与两个节流阀中的一个并联地作为旁路设置。
6.如权利要求1-5中任一所述的热泵，其特征在于，电子控制装置被提供用于探测和分析处理所述温度以及操控切换阀（5）。
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