CN107246747A - 超低温空气能热泵自动聚热系统 - Google Patents

超低温空气能热泵自动聚热系统 Download PDF

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Abstract

超低温空气能热泵自动聚热系统，涉及热泵系统，包括一热泵机组，热泵机组包括蒸发换热系统、压缩机系统和一冷凝器，所述蒸发换热系统包括：依次连接的电磁阀、膨胀阀和蒸发器；所述热泵机组中设置有至少两个所述蒸发换热系统，分别为第一蒸发换热系统和第二蒸发换热系统；一所述冷凝器，通过管路并行连接至少两个所述蒸发换热系统，即第一蒸发换热系统和第二蒸发换热系统；还包括一微型处理器系统，所述微型处理器系统的至少两个控制信号输出端，分别连接至少两个所述蒸发换热系统，即第一蒸发换热系统的电磁阀和第二蒸发换热系统的电磁阀。本发明通过增加蒸发器的数量，进而增大质量流量，提高制热效果。

Description

超低温空气能热泵自动聚热系统
技术领域
本发明涉及热泵技术领域，尤其涉及热泵系统。
背景技术
空气能热泵是由电动机驱动的，利用蒸汽压缩制冷循环工作原理，以环境空气为冷、热源制取冷、热风或者冷、热水的设备。空气能热泵利用空气中的热量作为低温热源，经过传统空调器中的冷凝器或蒸发器进行热交换，然后通过循环系统，提取或释放热能，利用机组循环系统将能量转移到建筑物内，满足用户对生活热水、地暖或空调等需求热泵系统的现状。
普通的空气能热泵的工作效能在-10℃或更低的极低温环境中会大打折扣，影响机组整体运作，无法保证采暖或热水供应。普通的空气能热泵在温度较低的寒冷地区使用时，环境温度的下降导致蒸发温度降低和冷媒流量下降，制热能力大打折扣。同时，压缩比增大后带来的排气温度上升，也会引起压缩机可靠性的降低。
空气能热泵系统提供热量主要来自系统制冷剂在蒸发器蒸发吸空气热量，在某个环境温度和系统蒸发压力下。蒸发量用重量M(Kg)来标度，供热量Q(J)由温升热与气化潜热两部分组成。(1)温升热量Q1(J)：温升热与蒸发介质的热容和蒸发介质的温升成正比，即：Q＝C×M×ΔT；ΔT＝T2-T1热容C：J/Kg.℃。这是个非常简单的公式，用于计算温升热量，液体的饱和压力随温度的提高而上升至液体表面上方压力时开始蒸发。(2)蒸发潜热Q2(J)为：Q2＝M×ΔH；ΔH：液体的蒸发焓(汽化热)J/Kg。(3)总供热量Q＝Q1+Q2。由于空气能热泵系统膨胀阀对过热度的控制，蒸发换热是主流，温升换热所占比例低。
热力膨胀阀作用是实现冷凝压力至蒸发压力的节流，同时控制制冷剂的流量；以最佳的方式给蒸发器供液，保证蒸发器出口制冷剂蒸汽的过热度稳定，感温包准确的感应压缩机的吸气温度，实现通过感温包反馈回来的压力即是压缩机吸气温度对应的该种类型制冷剂的饱和压力，通过膨胀阀确保了在运行环境发生变化时，实现蒸发器最优及最佳的供液方式。
任何一个空气能热泵系统设计好后，其膨胀阀通过焊接与系统密封固定。膨胀阀根据感温包在低温环境下会节流自动减少蒸发器的供液量，蒸发系统中Q2＝M×ΔH，由于质量流量的降低，造成蒸发器中换热量的降低。目前的补气增焓技术在进入蒸发器之前旁通处理后供给压缩机，改善压缩机的工作状态，由于旁通的制冷剂没有经过蒸发器来蒸发吸取空气中的热量，空气能热泵系统由于低温环境的制冷剂流经蒸发器质量流量大幅降低造成的热量大幅损失并没有根本解决。从蒸发系统的中换热量计算公式Q2＝M×ΔH，我们知道只有提高蒸发器中质量流量才能真正提高换热量，目前市场热泵方案由于在换热过程蒸发器面积大小不变，膨胀阀低温环境节流降压的作用，换热量大幅降低不可避免。
发明内容
本发明的目的在于提供一种超低温空气能热泵自动聚热系统，以解决上述技术问题。
本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：
超低温空气能热泵自动聚热系统，包括一热泵机组，热泵机组包括蒸发换热系统、压缩机系统和一冷凝器，其特征在于，
所述蒸发换热系统包括：依次连接的电磁阀、膨胀阀和蒸发器；
所述热泵机组中设置有至少两个所述蒸发换热系统，分别为第一蒸发换热系统和第二蒸发换热系统；
一所述冷凝器，通过管路并行连接至少两个所述蒸发换热系统，即第一蒸发换热系统和第二蒸发换热系统；
还包括一微型处理器系统，所述微型处理器系统的至少两个控制信号输出端，分别连接至少两个所述蒸发换热系统，即第一蒸发换热系统的电磁阀和第二蒸发换热系统的电磁阀。
实现对两个独立的蒸发换热系统的分别接入或者断开。
还包括一温度传感器系统，包括至少一个位于室外的温度传感器，作为室外温度传感器，用于检测提供热能的外部环境的温度；
所述微型处理器系统，在通过室外温度传感器，检测到外部环境的温度低于一设定值时，控制其中一个所述电磁阀开启，进而增加一个蒸发换热系统接入，进而增加一个蒸发器的数量，进而增大质量流量，提高制热效果。
所述微型处理器系统中，设置有至少一设定值，所述设定值为一零下5摄氏度到零下10摄氏度之间的数值。
所述微型处理器系统中，还设置有另一设定值，所述另一设定值为一零下10摄氏度到零下25摄氏度之间的数值。
所述微型处理器系统，在通过室外温度传感器，检测到外部环境的温度低于所述另一设定值时，控制增加一个所述电磁阀开启，进而再增加一个蒸发换热系统接入，进而增加一个蒸发器的数量，进而增大质量流量，提高制热效果。
所述微型处理器系统中，还设置有再一设定值，所述再一设定值为一零下25摄氏度到零下40摄氏度之间的数值。
所述微型处理器系统，在通过室外温度传感器，检测到外部环境的温度低于所述再一设定值时，控制再增加一个所述电磁阀开启，进而再增加一个蒸发换热系统接入，进而再增加一个蒸发器的数量，进而增大质量流量，提高制热效果。
还包括一风机；至少两个所述蒸发换热系统，共用一个所述风机进行换热。进而简化系统结构，降低成本。
所述压缩机系统，包括至少两个压缩机，分别为主压缩机和次压缩机；
至少两个所述蒸发换热系统，分别通过管路汇集连接到一主管路连接到所述主压缩机，所述主管路上设有一电磁阀，即主管路电磁阀；
所述主管路，在接入主管路电磁阀的前段部分，接出一支路管路，所述支路管路通过一电磁阀，即支路电磁阀，连接所述次压缩机；
所述次压缩机的流体输出口，引出一管路，作为流出支路管路，流出支路管路连接到，主管路电磁阀与所述主压缩机之间的主管路上；
所述主管路电磁阀的控制端和所述支路电磁阀的控制端，分别连接到所述微型处理器系统的两个控制信号输出端。
所述微型处理器系统，通过开启所述主管路电磁阀，关闭所述支路电磁阀，使所述主压缩机单独接入工作；
所述微型处理器系统，通过关闭所述主管路电磁阀，开启所述支路电磁阀，使所述主压缩机和所述次压缩机串联后同时接入工作。提供压缩能力。实现更加强大的热能传输。
所述微型处理器系统中，还设置有至少一设定值，所述一设定值为一零下10摄氏度到零下25摄氏度之间的数值。
所述微型处理器系统，在通过室外温度传感器，检测到外部环境的温度低于所述一设定值时，关闭所述主管路电磁阀，开启所述支路电磁阀，进而使所述主压缩机和所述次压缩机串联后同时接入工作，进而提供压缩能力，进而实现更加强大的热能传输。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
具体实施方式
为了本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。
参照图1所示，超低温空气能热泵自动聚热系统，包括一热泵机组，热泵机组包括蒸发换热系统、压缩机系统和一冷凝器9，蒸发换热系统包括：依次连接的电磁阀1、膨胀阀3和蒸发器2；热泵机组中设置有至少两个蒸发换热系统，分别为第一蒸发换热系统和第二蒸发换热系统；一冷凝器9，通过管路并行连接至少两个蒸发换热系统，即第一蒸发换热系统和第二蒸发换热系统；还包括一微型处理器系统，微型处理器系统的至少两个控制信号输出端，分别连接至少两个蒸发换热系统，即第一蒸发换热系统的电磁阀1和第二蒸发换热系统的电磁阀1。实现对两个独立的蒸发换热系统的分别接入或者断开。
还包括一温度传感器系统，包括至少一个位于室外的温度传感器，作为室外温度传感器，用于检测提供热能的外部环境的温度；微型处理器系统，在通过室外温度传感器，检测到外部环境的温度低于一设定值时，控制其中一个电磁阀1开启，进而增加一个蒸发换热系统接入，进而增加一个蒸发器2的数量，进而增大质量流量，提高制热效果。微型处理器系统中，设置有至少一设定值，设定值为一零下5摄氏度到零下10摄氏度之间的数值。微型处理器系统中，还设置有另一设定值，另一设定值为一零下10摄氏度到零下25摄氏度之间的数值。微型处理器系统，在通过室外温度传感器，检测到外部环境的温度低于另一设定值时，控制增加一个电磁阀1开启，进而再增加一个蒸发换热系统接入，进而增加一个蒸发器2的数量，进而增大质量流量，提高制热效果。微型处理器系统中，还设置有再一设定值，再一设定值为一零下25摄氏度到零下40摄氏度之间的数值。微型处理器系统，在通过室外温度传感器，检测到外部环境的温度低于再一设定值时，控制再增加一个电磁阀1开启，进而再增加一个蒸发换热系统接入，进而再增加一个蒸发器2的数量，进而增大质量流量，提高制热效果。
还包括一风机8；至少两个蒸发换热系统，共用一个风机8进行换热。进而简化系统结构，降低成本。
压缩机系统，包括至少两个压缩机，分别为主压缩机7和次压缩机5；至少两个蒸发换热系统，分别通过管路汇集连接到一主管路连接到主压缩机7，主管路上设有一电磁阀，即主管路电磁阀6；主管路，在接入主管路电磁阀6的前段部分，接出一支路管路，支路管路通过一电磁阀，即支路电磁阀4，连接次压缩机5；次压缩机5的流体输出口，引出一管路，作为流出支路管路，流出支路管路连接到，主管路电磁阀6与主压缩机7之间的主管路上；主管路电磁阀6的控制端和支路电磁阀4的控制端，分别连接到微型处理器系统的两个控制信号输出端。微型处理器系统，通过开启主管路电磁阀6，关闭支路电磁阀4，使主压缩机7单独接入工作；微型处理器系统，通过关闭主管路电磁阀6，开启支路电磁阀4，使主压缩机7和次压缩机5串联后同时接入工作。提供压缩能力。实现更加强大的热能传输。微型处理器系统中，还设置有至少一设定值，一设定值为一零下10摄氏度到零下25摄氏度之间的数值。微型处理器系统，在通过室外温度传感器，检测到外部环境的温度低于一设定值时，关闭主管路电磁阀6，开启支路电磁阀4，进而使主压缩机7和次压缩机5串联后同时接入工作，进而提供压缩能力，进而实现更加强大的热能传输。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.超低温空气能热泵自动聚热系统，包括一热泵机组，热泵机组包括蒸发换热系统、压缩机系统和一冷凝器，其特征在于，
所述蒸发换热系统包括：依次连接的电磁阀、膨胀阀和蒸发器；
所述热泵机组中设置有至少两个所述蒸发换热系统，分别为第一蒸发换热系统和第二蒸发换热系统；
一所述冷凝器，通过管路并行连接至少两个所述蒸发换热系统，即第一蒸发换热系统和第二蒸发换热系统；
还包括一微型处理器系统，所述微型处理器系统的至少两个控制信号输出端，分别连接至少两个所述蒸发换热系统，即第一蒸发换热系统的电磁阀和第二蒸发换热系统的电磁阀。
2.根据权利要求1所述的超低温空气能热泵自动聚热系统，其特征在于，还包括一温度传感器系统，包括至少一个位于室外的温度传感器。
3.根据权利要求2所述的超低温空气能热泵自动聚热系统，其特征在于，微型处理器系统，在通过室外温度传感器，检测到外部环境的温度低于一设定值时，控制其中一个所述电磁阀开启，进而增加一个蒸发换热系统接入，进而增加一个蒸发器的数量。
4.根据权利要求3所述的超低温空气能热泵自动聚热系统，其特征在于，所述微型处理器系统中，设置有至少一设定值，所述设定值为一零下5摄氏度到零下10摄氏度之间的数值。
5.根据权利要求4所述的超低温空气能热泵自动聚热系统，其特征在于，所述微型处理器系统中，还设置有另一设定值，所述另一设定值为一零下10摄氏度到零下25摄氏度之间的数值；
所述微型处理器系统，在通过室外温度传感器，检测到外部环境的温度低于所述另一设定值时，控制增加一个所述电磁阀开启，进而再增加一个蒸发换热系统接入，进而增加一个蒸发器的数量。
6.根据权利要求5所述的超低温空气能热泵自动聚热系统，其特征在于，所述微型处理器系统中，还设置有再一设定值，所述再一设定值为一零下25摄氏度到零下40摄氏度之间的数值；
所述微型处理器系统，在通过室外温度传感器，检测到外部环境的温度低于所述再一设定值时，控制再增加一个所述电磁阀开启，进而再增加一个蒸发换热系统接入，进而再增加一个蒸发器的数量。
7.根据权利要求1所述的超低温空气能热泵自动聚热系统，其特征在于，还包括一风机；至少两个所述蒸发换热系统，共用一个所述风机进行换热。
8.根据权利要求2所述的超低温空气能热泵自动聚热系统，其特征在于，所述压缩机系统，包括至少两个压缩机，分别为主压缩机和次压缩机；
至少两个所述蒸发换热系统，分别通过管路汇集连接到一主管路连接到所述主压缩机，所述主管路上设有一电磁阀，即主管路电磁阀；
所述主管路，在接入主管路电磁阀的前段部分，接出一支路管路，所述支路管路通过一电磁阀，即支路电磁阀，连接所述次压缩机；
所述次压缩机的流体输出口，引出一管路，作为流出支路管路，流出支路管路连接到，主管路电磁阀与所述主压缩机之间的主管路上；
所述主管路电磁阀的控制端和所述支路电磁阀的控制端，分别连接到所述微型处理器系统的两个控制信号输出端。
9.根据权利要求8所述的超低温空气能热泵自动聚热系统，其特征在于，所述微型处理器系统，通过开启所述主管路电磁阀，关闭所述支路电磁阀，使所述主压缩机单独接入工作；
所述微型处理器系统，通过关闭所述主管路电磁阀，开启所述支路电磁阀，使所述主压缩机和所述次压缩机串联后同时接入工作。
10.根据权利要求9所述的超低温空气能热泵自动聚热系统，其特征在于，所述微型处理器系统中，还设置有至少一设定值，所述一设定值为一零下10摄氏度到零下25摄氏度之间的数值；
所述微型处理器系统，在通过室外温度传感器，检测到外部环境的温度低于所述一设定值时，关闭所述主管路电磁阀，开启所述支路电磁阀，进而使所述主压缩机和所述次压缩机串联后同时接入工作。
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