[发明专利]一种使用蒸发式冷却的热泵系统

说明书

本发明公开了一种使用蒸发式冷却的热泵系统。包括压缩机、室内换热器、室外换热器、第一节流阀、第二节流阀、电磁阀、三通调节阀、水泵、喷淋器、浓缩用蒸发器、结晶分离器和四通换向阀，热泵系统室外换热器使用蒸发冷却技术，换热器外表面喷淋乙二醇溶液，夏季系统运行时浓缩用蒸发器不工作，冬季运行时，制冷剂在室外换热器中与喷淋的乙二醇溶液及室外空气换热，浓缩用蒸发器负责将乙二醇溶液冷却至冻结温度以下，与结晶分离器一起实现乙二醇溶液浓度的提升，从而保证参与室外换热器换热的乙二醇溶液不结冰。本发明提高了冬季室外蒸发器的换热效率，且在冬季运行时不会出现结霜现象。

技术领域

本发明属于热泵空调技术领域，具体涉及一种使用蒸发式冷却的热泵系统。

背景技术

随着科技的发展，在世界范围内，环境保护问题与资源缺乏的问题日益突出，提高能源使用效率，减少化石能源的消耗，是目前的热点问题。热泵是一种从环境介质、余热资源中获取低品位热量，经由合适热力学循环提升热量品位，以供最终用户使用的能源设备，其能源利用效率高，是一种值得推广的节能设备。

中国专利公开号CN107110516A公开了一种使用蒸发式冷却器的热泵系统，将冷凝器和水冷冷却塔结合在一起，夏季运行时，与常规空气冷却式冷凝器相比，蒸发式冷却器能够提供更好的冷却条件，制冷剂的冷凝温度因此降低，系统的能耗得以减少；与使用冷却塔、水冷冷凝器的情形相比，该系统流程更加简单、结构更加紧凑。该热泵系统在冬季按制热模式运行时会面临问题，如果环境温度接近零度，室外侧换热器不仅水喷淋存在困难，而且外表面结冰、热阻增加，如无除冰措施，传热状况将持续恶化直至系统无法运行。一种解决该问题的方案是采用两套室外换热器，夏季采用蒸发冷却式换热器，冬季采用普通的风冷式换热器。采取该方案，系统冬季运行同样须采取措施解决结霜问题。

发明内容

为了解决背景技术中的问题，本发明提供了一种使用蒸发式冷却的热泵系统，室外换热器使用蒸发冷却技术，外表面喷淋乙二醇溶液，热泵系统内增添浓缩用换热器。

本发明采取的技术方案如下：

本发明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、室内换热器、室外换热器、第一节流阀、第二节流阀、电磁阀、四通换向阀和浓缩用蒸发器，乙二醇溶液管路系统包括室外换热器、三通调节阀、水泵、浓缩用蒸发器、结晶分离器和喷淋器。

四通换向阀包括第一阀口、第二阀口、第三阀口和第四阀口，三通调节阀包括进水口、第一出水口和第二出水口；喷淋器和室外换热器均位于水箱内部，水箱底部储存有乙二醇溶液，室外换热器位于乙二醇溶液上方，喷淋器位于室外换热器上方。

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

乙二醇溶液管路系统中，水泵出口与三通调节阀的进水口连接，三通调节阀的第一出水口与喷洒乙二醇溶液的喷淋器连接，三通调节阀的第二出水口与浓缩用蒸发器的乙二醇溶液入口连接，浓缩用蒸发器的乙二醇溶液出口经结晶分离器与水箱底部的乙二醇溶液入口连接，水箱底部设有与水泵进口相连的乙二醇溶液出口。

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