[发明专利]无霜空气源热泵

说明书

所属技术领域

本发明涉及一种从室外环境空气中吸收热量并将其输送到室内的空气源热泵，特别是无霜空气源热泵。

背景技术

空气源热泵由室内的空气源/水源热交换器1、制冷/制热切换装置2、四通换向阀3、压缩机4、室外的翅片式热交换器单组8或翅片式热交换器双组9和节流机构15等通过管路连接组成，翅片式热交换器单组8或翅片式热交换器双组9从室外低温环境空气中吸收热量，将温度提升并输送到室内，其在空调领域得到广泛应用。

空气源热泵采用蒸汽压缩式制热循环：来自室外的翅片式热交换器单组8或翅片式热交换器双组9的低温、低压的制冷剂气体经过四通换向阀3被压缩机4吸入，压缩后高温、高压的制冷剂气体则经过四通换向阀3进入室内的空气源/水源热交换器1，制冷剂气体在空气源/水源热交换器1释放热量冷凝成为液体，经过室内机节流机构15降压节流，进入室外的翅片式热交换器单组8或翅片式热交换器双组9蒸发并吸收热量，从而再次成为低温、低压的制冷剂气体被压缩机4吸走。

现有的空气源热泵在北方寒冷地区和冬季低温潮湿的环境中使用时，一直存在着室外翅片式换热器容易结霜、结霜后效率低下并会影响热泵置的安全运行、需要频繁除霜且除霜时间长、除霜期间无法提供热量反而提供冷量等缺陷，使得空气源热泵的应用受到一定限制。

为了克服这些缺陷，现有技术在空气源热泵上采用再配备其他如电加热器等辅助热源以克服除霜期间无法提供热量的缺陷；或者在空气源热泵上采用回气过热以提高热泵供热温度；或者在空气源热泵上采用局部过冷以防止冬季除霜后花霜水在集水盘中冰冻的积累。这些技术均不能解决空气源热泵结霜的缺陷。

现有的空气源热泵一般都是按照规定的名义制冷工况来设计室外的翅片式热交换器单组8或翅片式热交换器双组9。这样设计出来的空气源热泵，其室内的空气源/水源热交换器1在名义制冷工况下作为蒸发器使用时所吸收的热量与在名义制热工况下作为冷凝器使用时所释放的热量大致相当，而室外的翅片式热交换器单组8或翅片式热交换器双组9在名义制热工况下作为蒸发器使用时所吸收的热量却仅为其在名义制冷工况下作为冷凝器使用时所释放热量的一半左右。很明显，在名义制热工况下，室外的翅片式热交换器单组8或翅片式热交换器双组9的换热面积相对于其所需要吸收的热量，有接近50％的富余，当环境温度更低时则富余量更大，但由于制冷剂质量流量、风量、结霜等因数的影响，富余的换热面积并没有给空气源热泵带来多少性能提升。

室外的翅片式热交换器单组8或翅片式热交换器双组9制热时相对富余的换热面积使本发明在解决空气源热泵结霜缺陷的同时而不需要增加过多成本成为可能。

发明内容

为解决现有空气源热泵效率不高、存在空气源热泵结霜的缺陷，本发明技术采用一种新的无霜空气源热泵，该空气源热泵不仅运行效率高，而且在低温潮湿的环境下能够连续不断地向室内提供热量，不再需要电加热器等类似辅助热源。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：至少由室内的空气源/水源热交换器1、制冷/制热切换装置2、四通换向阀3、压缩机4、室外的无霜翅片式换热器单组81或无霜翅片式热交换器双组91、节流机构11、15、202和单向阀/电磁阀10、13、16、17、201、204通过管路连接组成。其特征是：由室外过冷翅片式换热器61和蒸发翅片式换热器62并列排列，并且过冷翅片式换热器61位于空气源的进入侧组成无霜翅片式换热器单组81或无霜翅片式热交换器双组91，在制热循环时，过冷翅片式换热器61和蒸发翅片式换热器62串联连接，蒸发翅片式换热器62作为蒸发器使用进行制热，过冷翅片式换热器61则作为过冷器使用，一个室外机节流机构11串联在过冷翅片式换热器61和蒸发翅片式换热器62之间。在制冷循环时，过冷翅片式换热器61和蒸发翅片式换热器62并联连接，共同作为冷凝器使用，第一单向阀/电磁阀10与蒸发翅片式换热器62和室外机节流机构11的共同体并联，第二单向阀/电磁阀13与过冷翅片式换热器61和室外机节流机构11的共同体并联连接。