CN1828185A - 特别适合于低气温环境下高效供暖运行的热泵型空调器 - Google Patents

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CN1828185A CN 200610012531 CN200610012531A CN1828185A CN 1828185 A CN1828185 A CN 1828185A CN 200610012531 CN200610012531 CN 200610012531 CN 200610012531 A CN200610012531 A CN 200610012531A CN 1828185 A CN1828185 A CN 1828185A
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Abstract

一种特别适合于低气温环境下高效供暖运行的热泵型空调器，包括主要由室外表冷换热器、室内表冷换热器、压缩机、四通换向阀和膨胀阀组成的热泵型空调器，在连接室外、室内表冷换热器的制冷剂回路中连接有一耦合换热器，该耦合换热器的一次端经装配压缩机和膨胀阀的制冷管路连接室外表冷换热器与室外表冷换热器构成一级热泵制冷剂回路，耦合换热器的二次端接于四通换向阀和膨胀阀与室内表冷换热器、压缩机、四通换向阀和膨胀阀构成二级热泵制冷剂回路。本发明在现行热泵型空调器的基础上增加一个配置压缩机和膨胀阀的耦合换热器，而构成具有两级热泵运行方式的热泵型空调器，有效的解决了现行热泵型空调器在低气温环境下无法正常供暖运行的问题。

Description

特别适合于低气温环境下高效供暖运行的热泵型空调器
技术领域
本发明涉及热泵型空调器，具体说是一种特别适合于低气温环境下高效供暖运行的热泵型空调器。
背景技术
主要由室外表冷换热器、室内表冷换热器、压缩机、四通换向阀和膨胀阀组成的热泵型空调器，由于安装方便，维护量小，而被广泛地应用。但目前的热泵型空调器由于压缩机运行极限蒸发温度为-15℃，冷凝温度为50℃，其所对应的环境气温为-10℃。即环境温度低于-10℃时，空调器的采暖运行不能正常进行。而在北方寒冷地区，冬季的室外气温很长时间均低于-10℃，因此大大限制了热泵型空调器在寒冷地区的使用。为解决热泵型空调器无法在低温环境下正常制热运行的问题，现有技术采用一些辅助电加热的办法用以提高其制热效果，但都是以消耗大量的电能来实现的，因其能效比低下，采暖运行费用昂贵，而难以推广使用。
发明内容
本发明的目的在于针对上述问题，提供一种特别适合于低气温环境下高效供暖运行的热泵型空调器。
实现上述目的的技术方案是：一种特别适合于低气温环境下高效供暖运行的热泵型空调器，它包括主要由室外表冷换热器、室内表冷换热器、压缩机、四通换向阀和膨胀阀组成的热泵型空调器，在连接室外表冷换热器和室内表冷换热器的制冷剂管路中并连连接有一耦合换热器，其耦合换热器的一次端经装配压缩机和膨胀阀的制冷剂管路连接室外表冷换热器与室外表冷换热器构成一次热泵制冷回路；耦合换热器的二次端接于四通换向阀和膨胀阀与室内表冷换热器、压缩机、四通换向阀和膨胀阀构成二级热泵制冷回路。
本发明所述的耦合换热器可为钎焊板式换热器、表冷器式换热器或者为浸液型翅片盘管式换热器。
本发明在现行热泵型空调器的基础上，增加了一个耦合换热器，并配置压缩机和膨胀阀，组成具有两个蒸发温度和两个冷凝温度运行工况的两级热泵型空调器，其第一级空气源热泵不直接参与室内供热，而是用来获取低温空气中的低温热量，为第二级人工环境热泵制造一个理想运行工况环境，使第二级人工环境热泵在高能效比下制热采暖，从而实现热泵型空调器在-10℃至-45℃的寒冷气温环境下安全、高效的采暖运行。
本发明热泵型空调器的试验数据如下：
1.第一级空气源热泵不参与室内直接供暖，压缩机选用SW-1L10000型R22制冷剂低温螺杆半封闭制冷压缩机。
表一：第一级空气源热泵实测数据
  室外气温(℃)   蒸发温度(℃)   冷凝温度(℃)   输出温度(℃)   COP值
-40 -45   15   10   1.723
  20   15   1.512
  25   20   1.311
  30   25   1.121
如表一，若选择为第二级热泵提供较理想的输入温度环境为15℃时，冷凝温度为20℃，其COP值是1.512。
2.用于室内直接供暖的第二级人工环境热泵，压缩机选用SRC-S-132型R22制冷剂中高温半封闭螺杆压缩机。
表二：第二级人工环境热泵实测数据
  输入温度(℃)   蒸发温度(℃)   冷凝温度(℃)   输出温度(℃)   COP值
  15   10   50   45   3.94
由表一和表二在室外气温为-40℃环境下，向室内提供45℃热风时，两级热泵的平均COP值为2.726，可见本发明空调器在低气温环境下供暖运行，具有非常高的效率。
附图说明
附图是本特别适合于低气温环境下高效供暖运行的热泵型空调器的结构示意图。
具体实施方式
结合附图对本发明的具体实施方式进行说明。
如附图，本发明包括主要由室外表冷换热器1、室内表冷换热器6、压缩机4、四通换向阀5和膨胀阀7经制冷剂管路相连接组成的热泵型空调器，其在连接室外表冷换热器和室内表冷换热器的制冷剂管路中并连连接有一耦合换热器3，该耦合换热器可以是钎焊板式换热器、表冷器式换热器或者是内设防冻浸液、导热油浸液的翅片盘管式换热器，设置成具有防雨罩和保温壳的结构，可与室外机成一体设置，也可以是单体装配结构。耦合换热器3的一次端经装配压缩机2和膨胀阀8的制冷剂管路连接室外表冷换热器与室外表冷换热器构成一级空气源热泵制冷回路，耦合换热器3的二次端接于四通换向阀5和膨胀阀7与室内表冷换热器6、压缩机4构成二级人工环境热泵制冷回路。
本发明具体实施时，在耦合换热器3的保温箱体内安装电子传感器，用于控制第一级热泵压缩机作变频或增载、卸载，以控制第一级空气源热泵稳定的输出热量，保证第二级人工环境热泵高效可靠制热运行。
本发明空调器在冬季室外气温-7℃至-45℃时，第一级空气源热泵的压缩机2排出高温制冷剂气体至耦合换热器3的一次端，经冷凝放热后变成液态制冷剂，经膨胀阀8节流至室外表冷换热器1，蒸发吸收室外低气温的低温热量后，变成气态制冷剂再经压缩机2压缩重复上述制冷循环，并在循环过程中将获得的热量传递给耦合换热器3的二次端，作为第二级人工环境热泵的热源，第二级人工环境热泵压缩机4排出的高温气体经四通换向阀5至室内表冷换热器6，经冷凝放热向室内吹出热风，冷凝成液体的制冷剂经膨胀阀7节流后，至耦合换热器3的二次端蒸发吸收一次端的热量，变成气态的制冷剂经四通换向阀5回至压缩机4重复上述制冷循环，向室内供热采暖。
当室外气温在-7℃以上时，压缩机2停止工作，并通过阀门控制切断耦合换热器3与系统制冷回路的连接，由室外表冷换热器1、压缩机4、四通换向阀5、室内表冷换热器6、膨胀阀7组成现行的单压缩机制冷回路的热泵型空调器，进行采暖供热运行。
本发明空调器冬季制热与夏季制冷运行的转换通过配置于系统回路中的阀门完成。
本发明在第一级空气源热泵回路中增加一个四通换向阀后，亦可适合于夏季室外气温高于65℃的环境高效制冷运行。

Claims (4)

1、一种特别适合于低气温环境下高效供暖运行的热泵型空调器，包括主要由室外表冷换热器(1)、室内表冷换热器(6)、压缩机(4)、四通换向阀(5)和膨胀阀(7)组成的热泵型空调器，其特征是：在连接室外表冷换热器和室内表冷换热器的制冷剂管路中并连连接有一耦合换热器(3)，其耦合换热器的一次端经装配压缩机(2)和膨胀阀(8)的制冷剂管路连接室外表冷换热器与室外表冷换热器构成一级热泵制冷回路，耦合换热器的二次端接于四通换向阀(5)和膨胀阀(7)与室内表冷换热器(6)、压缩机(4)、四通换向阀(5)和膨胀阀(7)构成二级热泵制冷回路。
2、根据权利要求1所述的特别适合于低气温环境下高效供暖运行的热泵型空调器，其特征是：所述的耦合换热器(3)为钎焊板式换热器。
3、根据权利要求1所述的特别适合于低气温环境下高效供暖运行的热泵型空调器，其特征是：所述的耦合换热器(3)为表冷器式换热器。
4、根据权利要求1所述的特别适合于低气温环境下高效供暖运行的热泵型空调器，其特征是：所述的耦合换热器(3)为浸液型翅片盘管式换热器。
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