CN103123191A - 一种低温热泵系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种低温热泵系统，包括压缩机、冷凝器、蒸发器、膨胀装置、连通管、压力表、电磁阀门开关，其中压缩机的出口连接至冷凝器，膨胀装置连接到冷凝器与蒸发器之间，蒸发器的出口连接至压缩机，连通管连接于压缩机的出口与蒸发器的入口之间，第一压力表设在蒸发器的出口，第一电磁阀门开关设在连通管与压缩机出口连接处。本发明的低温热泵系统可以确保热泵系统在低温下的正常运转，除霜不需使用额外的能源，可以有效延长系统使用寿命。

Description

一种低温热泵系统

技术领域

本发明属于一种热泵，具体涉及一种低温热泵系统。 

背景技术

热泵系统在运作期间，会因温度不同面临不同的使用环境，如因温度、湿度及气压等环境条件不同，可能在蒸发器产生结霜或结冰的状态，导致蒸发器与外界隔绝，无法吸收热量导致热泵系统失效。对于国内的应用环境而言，这种情况出现的几率是很大的，因为除了海南等极少数区域外，国内大部分地区冬季平均温度都低于摄氏15°，热泵结霜是必然会面临的技术问题。 

针对该问题，目前本行业的常用解决方案是采用冷冻空调冰箱等设备常用的时间-温度控制法，根据气象温度条件设定最低温度控制值，当温度测量装置测得蒸发器四周温度低于设定的控制值时，启动除霜动作。这种控制方式，由于温度控制值是根据历史积累数据预先设定的，无法对实时变化的温度及湿度做出反应，容易产生除霜不净或额外的除霜运转而浪费能源。 

具体的除霜方法，常用的有电热除霜和四向阀反转除霜，其中电热除霜为在蒸发器外围设置电热丝，当除霜控制启动时，电热丝通电，藉由电热丝产生的热量去除蒸发器上的霜或冰； 

四向阀反转除霜是将热泵中的冷媒回路反转，使冷凝器反转为蒸发器，蒸发器反转为冷凝器，从而依靠将高温冷媒导入蒸发器而去除冰霜。 

上述两种方式的问题在于电热除霜耗能较高，具有漏电危险性；四向阀反转除霜容易因冷凝器中残留液态冷媒进入压缩机而产生液击现象，影响压缩机使用寿命。 

发明内容

本发明提出一种低温热泵系统，尤其适合用于冬季低温环境下，不仅可确保热泵系统的正常运转，而且在低温除霜时不需使用额外的能源，不会对压缩机产生液击现象，有效延长了系统使用寿命，弥补了现有技术中的不足之处。 

本发明的技术方案是这样实现的： 

一种低温热泵系统，包括压缩机、冷凝器、膨胀装置、和蒸发器，所述压缩机的出口与所述冷凝器的入口相连，所述冷凝器的出口与所述膨胀装置的一端相连，所述膨胀装置的另一端与所述蒸发器的入口相连，所述蒸发器的出口与所述压缩机的入口相连。 

优选地，所述压缩机的出口与所述冷凝器的入口通过第一高压管相连；所述冷凝器的出口与所述膨胀装置通过第二高压管相连；所述膨胀装置与所述蒸发器的入口通过第一低压管相连；所述蒸发器的出口与所述压缩机的入口通过第二低压管相连。 

进一步地，所述的低温热泵系统还包括连通管，连接在所述第一高压管和所述第一低压管之间。 

进一步地，所述连通管与所述第一高压管的连接处设有第一电磁阀门开关。 

进一步地，所述的低温热泵系统还包括第一压力表，位于所述第二低压管上并与所述第一电磁阀门开关电连接。 

进一步地，所述连通管与所述第一低压管的连接处设有第二电磁阀门开关，与所述第一压力表电连接。 

进一步地，所述的低温热泵系统还包括第二压力表，位于所述第一高压管上并与所述第一电磁阀门开关和第二电磁阀门开关电连接。 

优选地，所述第一压力表和所述第二压力表均为机械压力表。 

本发明的有益效果为：可以确保热泵系统在低温下的正常运转，尤其适合用于冬季低温环境下，而且在低温除霜时不需使用额外的能源，不会对压缩机产生液击现象，有效延长了系统使用寿命。 

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。 

图1为本发明实施例所述的低温热泵系统的结构框图。 

图中： 

1、压缩机；2、冷凝器；3、膨胀装置；4、蒸发器；5、第一高压管；6、第二高压管；7、第一低压管；8、第二低压管；9、连通管；10、第一电磁阀门开关；11、第二电磁阀门开关；12、第一压力表；13、第二压力表。 

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。 

如图1所示，本发明实施例所述的低温热泵系统，包括压缩机1、冷凝器2、膨胀装置3、和蒸发器4，所述压缩机1的出口与所述冷凝器2的入口相连，所述冷凝器2的出口与所述膨胀装置3的一端相连，所述膨胀装置3的另一端与所述蒸发器4的入口相连，所述蒸发器4的出口与所述压缩机1的入口相连； 

其中，压缩机1用于压缩冷媒；冷凝器2用于使冷媒散热并凝结为液态；膨胀装置3用于使液态冷媒在该膨胀装置两端产生压力差，通常又称作膨胀罐、膨胀阀、膨胀室或压力罐；蒸发器4用于吸收热量使冷媒气化，并将冷媒传送至压缩机。本发明的低温热泵系统，根据蒸发器4中冷媒压力而判断蒸发器4表面温度，用以控制除霜的启动与停止；当启动除霜动作时，将压缩机1出口的高温冷媒导入蒸发器4。 

尽管将上述压缩机1、冷凝器2、膨胀装置3和蒸发器4采用口对口连接是可行的技术方案，但是这种连接方式不便于系统的整体安装，对于大规模工业 应用不便调整热泵的分布位置，因此为了提高系统连接的可靠性和安装的灵活性。 

优选地，所述压缩机1的出口与所述冷凝器2的入口通过第一高压管5相连；所述冷凝器2的出口与所述膨胀装置3通过第二高压管6相连；所述膨胀装置3与所述蒸发器4的入口通过第一低压管7相连；所述蒸发器4的出口与所述压缩机1的入口通过第二低压管8相连。 

其中，压缩机1用于压缩冷媒，第一高压管5用于传送压缩后的冷媒；冷凝器2用于给冷媒散热并凝结为液态，第二高压管6用于液态冷媒；膨胀装置3用于使液态冷媒产生压力差，第一低压管7用于传送低压液态冷媒；蒸发器4吸收热量使冷媒气化，第二低压管8传送冷媒至压缩机1，如此形成完整循环。 

进一步地，所述的低温热泵系统还包括连通管9，连接在所述第一高压管5和所述第一低压管7之间。 

进一步地所述连通管9与所述第一高压管5的连接处设有第一电磁阀门开关10。 

进一步地，所述的低温热泵系统，还包括第一压力表12，位于所述第二低压管8上并与所述第一电磁阀门开关10电连接。 

其中，第一压力表12用于检测第二低压管8中的冷媒压力，在第一压力表12上预先设定第一默认值和第二默认值。 

其中，当冷媒压力低于第一默认值时，触发讯号控制第一电磁阀门开关10，将高压冷媒导向连通管9，藉由高压冷媒导入蒸发器4，蒸发器4温度提高至霜点以上，进行除霜动作。当高压冷媒导入蒸发器4后，蒸发器4温度将会升高而产生除霜效果，温度升高将导致冷媒的压力提高，当冷媒压力高于该第一默认值时，触发控制讯号，使第一电磁阀门开关10切换方向，将冷媒导向冷凝器2而恢复正常运转。通过上述方式，在不产生结霜现象的条件下维持热泵的正常运转。 

上述的第一默认值、第二默认值由生产厂商根据所选用的冷媒来确定，通常情形下，第一默认值为冷媒对应于-15℃的压力值与-13℃压力值之间；第二默认值为冷媒对应于-12℃的压力值与-10℃的压力值之间。这种设定适合 于大部分的国内冬季低温环境和霜冻出现时的气候，然而，这种设定是可以具体应用环境变化的。 

进一步地，所述连通管9与所述第一低压管7的连接处设有第二电磁阀门开关11，与所述第一压力表12电连接。 

其中，第一电磁阀门开关10与第二电磁阀门开关11共同运作，二者同时连接至第一压力表12，连动切换冷媒回路。 

进一步地，所述的低温热泵系统还包括第二压力表13，位于所述第一高压管5上并与所述第一电磁阀门开关10和第二电磁阀门开关11电连接。 

其中，在第二压力表13上预设第三默认值，当第一高压管5冷媒压力大于预先设定的第三默认值时，触发讯号控制第一电磁阀门开关10和第二电磁阀门开关11切换冷媒流向，可同时完成高压防护。 

优选地，所述第一压力表12和所述第二压力表13均为机械压力表。 

为了降低生产成本，便于操作，所用的压力表为机械压力表，这是工业产品中非常成熟的产品，故障率低。 

本发明的低温热泵系统可以确保热泵系统在低温下的正确运转，尤其适合用于冬季低温环境下，而且在低温除霜时不需使用额外的能源，不会对压缩机产生液击现象，有效延长了系统使用寿命。 

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。 

Claims (8)

1.一种低温热泵系统，其特征在于：包括压缩机、冷凝器、膨胀装置、和蒸发器，所述压缩机的出口与所述冷凝器的入口相连，所述冷凝器的出口与所述膨胀装置的一端相连，所述膨胀装置的另一端与所述蒸发器的入口相连，所述蒸发器的出口与所述压缩机的入口相连。

2.根据权利要求1所述的低温热泵系统，其特征在于：所述压缩机的出口与所述冷凝器的入口通过第一高压管相连；所述冷凝器的出口与所述膨胀装置通过第二高压管相连；所述膨胀装置与所述蒸发器的入口通过第一低压管相连；所述蒸发器的出口与所述压缩机的入口通过第二低压管相连。

3.根据权利要求2所述的低温热泵系统，其特征在于：还包括连通管，连接在所述第一高压管和所述第一低压管之间。

4.根据权利要求3所述的低温热泵系统，其特征在于：所述连通管与所述第一高压管的连接处设有第一电磁阀门开关。

5.根据权利要求4所述的低温热泵系统，其特征在于：还包括第一压力表，位于所述第二低压管上并与所述第一电磁阀门开关电连接。

6.根据权利要求5所述的低温热泵系统，其特征在于：所述连通管与所述第一低压管的连接处设有第二电磁阀门开关，与所述第一压力表电连接。

7.根据权利要求6所述的低温热泵系统，其特征在于：还包括第二压力表，位于所述第一高压管上并与所述第一电磁阀门开关和第二电磁阀门开关电连接。

8.根据权利要求7所述的低温热泵系统，其特征在于：所述第一压力表和所述第二压力表均为机械压力表。

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