[发明专利]适用于寒冷环境的高效空气源热泵

说明书

所属技术领域

本发明涉及热泵系统，尤其是一种适用于寒冷环境的高效空气源热泵，属于热泵应用技术领域。

背景技术

热泵由于其制热能效比恒大于1，其节能优势明显，在能源紧缺的现代社会已经被人们大力推广应用，其中，空气源热泵的应用越来越被人们重视。现有技术的空气源热泵其工作原理是：制冷剂被压缩机压缩成高温高压的气态制冷剂进入到冷凝器后释放出制热热量并冷凝为中温中压的液态制冷剂，然后经节流装置减压成低温低压的液态制冷剂后流入风冷式蒸发器吸收环境空气中的热能，蒸发后回到压缩机完成循环。当风冷式蒸发器所处环境空气温度较低时，容易结霜以致造成系统制冷剂蒸发量不足、回气压力过低、排气温度过高、液击等不利现象，此时热泵制热效率迅速下降，系统工作不稳定，制热速度也较慢，为此人们通常为空气源热泵设计除霜功能，在现有常规技术下，应用最为广泛的主要有换向式除霜、电加热除霜等，但这些技术的空气源热泵在除霜工作时要么极具强制而硬性地频繁停机、启动，要么需要耗费大量的能量，造成此时的热泵制热能力非常差，甚至不节能，因此其在寒冷环境条件下工作时的使用效果和实际使用寿命不能充分令人满意，也大大地限制了这种节能环保型制热设备的推广应用。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种适用于寒冷环境的高效空气源热泵。

本发明的目的是这样实现的：适用于寒冷环境的高效空气源热泵，主要有压缩机、室内换热器、节流装置和室外风冷换热器构成，并由相应的制冷剂通道连接成制冷剂闭合循环系统，该系统由电控装置控制工作，其特征在于在上述循环系统中，至少还接有一个自然能换热器，该自然能换热器至少有一部分设置在室外风冷换热器的进风侧，并且该自然能换热器的至少一个出口通过相应的制冷剂通道与室外风冷换热器的至少一个出口相连或该自然能换热器的至少一个出口通过相应的制冷剂通道与室外风冷换热器至压缩机回气口之间的制冷剂回气通道相连，也可以是该自然能换热器的至少一个出口通过相应的制冷剂通道与压缩机的至少一个回气口相连，所述自然能换热器的至少一个入口通过相应的制冷剂通道与一个节流组件的出口相连，该节流组件的入口通过相应的制冷剂通道与节流装置相连。

所述的节流组件为电子膨胀阀或者是所述的节流组件具有毛细管、热力膨胀阀、手调阀等非电控节流器件当中的一种或多种以及电控阀，并且所述的毛细管、热力膨胀阀、手调阀等非电控节流器件的出口通过相应的制冷剂通道与电控阀的出口相连后构成节流组件的出口。

本发明获得了相当可观的性能提升和积极效果：室内换热器可以是系统冷凝器用于制热，室外风冷换热器可以是系统蒸发器用于吸收空气源热能，正常制热的情况下，电控装置能够控制使得节流组件的电子膨胀阀适时关小或是使得节流组件的电控阀适时关闭以相对增加节流减压效果、减小流入自然能换热器的低温液态制冷剂流量，这样，流入自然能换热器的低温液态制冷剂其温度也将相对较低，以至于自然能换热器也成为系统蒸发器的一部分使得本发明获得更高的制热效率和制热能力；当环境气温较低、电控装置感测到室外风冷换热器和/或自然能换热器需要除霜时，电控装置能够控制使得节流组件的电子膨胀阀适时开大或者是使得节流组件的电控阀适时开启以相对减少节流减压效果、增加流过自然能换热器的低温液态制冷剂流量，这样，流入自然能换热器的低温液态制冷剂其温度也将相对较高，以使得相对高温的液态制冷剂流过自然能换热器，为自然能换热器除霜，同时由于自然能换热器至少有一部分设置在室外风冷换热器的进风侧，这样，经过自然能换热器加热的空气流经室外风冷换热器也可以为室外风冷换热器除霜，当除霜结束时，电控装置能够控制节流组件相应的器件回到正常制热的情况，如此即达到了在制热的同时不停机而柔性除霜的优异效果。另外，在必要时，若经电控装置巧妙地设置可以使得在室内换热器所加热的物质温度较高或者是系统冷凝温度或冷凝压力较高时，电控装置也能够控制使得节流组件的电子膨胀阀适时开大或者是使得节流组件的电控阀适时开启以相对减少节流减压效果、增加流入自然能换热器的低温液态制冷剂流量，这样，流入自然能换热器的低温液态制冷剂其温度也将相对较高，其与外界环境空气的温差减小，以至于使得自然能换热器作为系统蒸发器的一部分其热交换吸热蒸发制冷剂的能力下降，可以为系统减压或泄荷降功，以保证系统能够更加安全、稳定地工作。这样，本发明能够充分发挥其各种工况下的优势性能，综合而达到极佳效果。

综上所述，本发明能够高效快速制热，尤其是在低温寒冷气候的环境条件下，其柔性除霜功能使得热泵系统工作性能稳定、能效比高、使用寿命长，适合大泛围推广应用。

附图说明