[发明专利]一种使用蒸发式冷却的热泵系统

权利要求书

1.一种使用蒸发式冷却的热泵系统，其特征在于，包括制冷剂管路系统和乙二醇溶液管路系统，制冷剂管路系统包括压缩机(1)、室内换热器(2)、室外换热器(10)、第一节流阀(5)、第二节流阀(6)、电磁阀(4)、四通换向阀(3)和浓缩用蒸发器(7)，乙二醇溶液管路系统包括室外换热器(10)、三通调节阀(11)、水泵(12)、浓缩用蒸发器(7)、结晶分离器(8)和喷淋器(9)；

四通换向阀(3)包括第一阀口(3a)、第二阀口(3b)、第三阀口(3c)和第四阀口(3d)，三通调节阀(11)包括进水口(11b)、第一出水口(11a)和第二出水口(11c)；喷淋器(9)和室外换热器(10)均位于水箱内部，水箱底部储存有乙二醇溶液，室外换热器(10)位于乙二醇溶液上方，喷淋器(9)位于室外换热器(10)上方；

制冷剂管路系统中，压缩机(1)的制冷剂出口和室内换热器(2)的其中一个端口分别与四通换向阀(3)的第一阀口(3a)和第二阀口(3b)相连；室内换热器(2)的另一端口分流后形成两个分支，第一分支经第一节流阀(5)与室外换热器(10)的其中一个端口相连，第二分支依次经电磁阀(4)和第二节流阀(6)与浓缩用蒸发器(7)的制冷剂入口相连；室外换热器(10)的另一端口与四通换向阀(3)的第四阀口(3d)相连，浓缩用蒸发器(7)的制冷剂出口与压缩机(1)的低压入口连接，压缩机(1)的中压入口与四通换向阀(3)的第三阀口(3c)连接；

乙二醇溶液管路系统中，水泵(12)出口与三通调节阀(11)的进水口(11b)连接，三通调节阀(11)的第一出水口(11a)与喷洒乙二醇溶液的喷淋器(9)连接，三通调节阀(11)的第二出水口(11c)与浓缩用蒸发器(7)的乙二醇溶液入口连接，浓缩用蒸发器(7)的乙二醇溶液出口经结晶分离器(8)与水箱底部的乙二醇溶液入口连接，水箱底部设有与水泵(12)进口相连的乙二醇溶液出口；

热泵系统制冷时，室内换热器(2)作为蒸发器使用，室外换热器(10)作为冷凝器使用，浓缩用蒸发器(7)不参与循环；热泵系统制热时，室内换热器(2)作为冷凝器使用，室外换热器(10)作为第一蒸发器使用，启用浓缩用蒸发器(7)作为第二蒸发器使用；

热泵系统用于制热时，通过调节四通换向阀(3)使第一阀口(3a)和第二阀口(3b)连接、使第三阀口(3c)和第四阀口(3d)连接，打开电磁阀(4) 以及三通调节阀(11)的所有端口；

制冷剂从压缩机(1)的制冷剂出口排出，依次经四通换向阀(3)的第一阀口(3a)和第二阀口(3b)流向室内换热器(2)；制冷剂经室内换热器(2)被分流成两部分；一部分制冷剂经第一节流阀(5)进入室外换热器(10)后，依次经四通换向阀(3)的第四阀口(3d)和第三阀口(3c)回到压缩机(1)的中压入口；另一部分制冷剂经第二节流阀(6)进入浓缩用蒸发器(7)后进入压缩机(1)的低压入口；

水箱底部的乙二醇溶液在水泵(12)的推动下流入三通调节阀(11)的进水口(11b)，乙二醇溶液被三通调节阀(11)分成两部分；一部分乙二醇溶液流向喷淋器(9)，在作为第一蒸发器的室外换热器(10)中，制冷剂与喷淋器(9)喷淋的乙二醇溶液以及室外空气换热，随后乙二醇溶液被水箱收集；另一部分乙二醇溶液流向浓缩用蒸发器(7)，在作为第二蒸发器的浓缩用蒸发器(7)中，制冷剂与乙二醇溶液换热，乙二醇溶液冷却到冻结温度下后部分水份结晶析出，乙二醇溶液浓度升高，经过结晶分离器(8 )分离冰晶，浓缩后的高浓度乙二醇溶液流入水箱底部后与经过喷淋器(9)喷淋后稀释的乙二醇溶液混合以维持水箱底部的乙二醇溶液浓度。