一种可实现水汽转换的低温空气源热泵装置及其方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种可实现水汽转换的低温空气源热泵装置及其方法，包括压缩机（1）、室内换热器（3）和气液分离器（6），气液分离器（6）出口连接压缩机（1）的入口，其中，所述装置还包括有一个空气/水汽能收集器（2）和四进出口换向器（7），本发明专利技术能够利用空气能和水汽能两类热源，在切换运行为水汽能收集工作模式后，还可以去除空气中的大部分粗颗粒污染物和少许细颗粒污染物，对净化空气、保护大气环境有一定的积极作用；同时，本发明专利技术兼有制冷功能，结构紧凑、系统集成性较强。

Low temperature air source heat pump device capable of realizing water vapor conversion and method thereof

The invention discloses a low temperature air source heat pump device can realize water vapor conversion and method thereof, comprising a compressor (1), an indoor heat exchanger (3) and a gas-liquid separator (6), a gas-liquid separator (6) is connected with the outlet of the compressor (1) of the entrance, among them, the device also comprises a air / water vapor collector (2) and four (7), the import and export of the commutator of the invention can use air and water vapor to two kinds of heat source, for water vapor in the switching operation collection mode, you can also remove most of the air pollutants and the coarse particles of a few fine particles of pollutants, protect the atmospheric environment has a positive the effect of air purification,; at the same time, the invention has the refrigeration function, compact structure, strong system integration.

【技术实现步骤摘要】
一种可实现水汽转换的低温空气源热泵装置及其方法
本专利技术涉及一种可实现水汽转换的低温空气源热泵装置及其方法，是一种应用于冬季高湿气候环境的热泵采暖装置，具体为一种可利用空气能和水汽能的低温空气源热泵及其方法。
技术介绍
在我国，空气源热泵通常应用于冬季气温高于零度且湿度较低的地区，满足了部分社区远离城市集中供暖管网和一些居民需提前或滞后供暖的需求，极大地提高了人民的生活水平。空气源热泵的使用条件要求不高，其获取热量的对象为大气环境，安装运行非常便利，可以作为我国农村地区推广冬季清洁采暖的方式之一。然而，常规的空气源热泵在冬季气温相对较低的华北、东北地区或遇到空气湿度较高的天气使用时，常出现制热量供给不足或室外机结霜严重、系统频繁除霜的情况，甚至导致无法开机，普通空气源热泵机组的这些不足和欠缺限制了其进一步推广。自然环境的大气层中除蕴含丰富的空气热能（通常是显热利用）外，其占比不多的水蒸气成分也可以提供巨大的热量（即潜热利用），而且水蒸气凝结过程中可以吸附空气中的灰尘、霾等颗粒性污染物，对空气具有一定的净化作用，改善了周边的空气质量，保护了区域环境。针对空气源热泵应用过程中出现的一系列问题，结合其系统可利用的热源特性，设计出一种多热源耦合、精确控制除霜的低温空气源热泵，成为当前行业内亟需解决的困难之一。
技术实现思路
本专利技术的目的是提出一种可实现水汽转换的低温空气源热泵装置及其方法，是实现空气源热泵的多热源耦合利用，可以方便地切换为空气能或水汽能工作模式。为了实现上述目的，本专利技术的技术方案是：一种可实现水汽转换的低温空气源热泵装置，包括压缩机1、室内换热器3和气液分离器6，气液分离器6出口连接压缩机1的入口，所述装置还包括有一个空气/水汽能收集器2和四进出口换向器7，所述空气/水汽能收集器2设置有空气能收集第一进出口和空气能收集第二进出口以及水汽能收集第一进出口和水汽能收集第二进出口；所述空气能收集第一进出口分别与第一单向阀10入口和第二单向阀11出口连接，第一单向阀10出口分别与第三单向阀9出口以及水汽能收集第一进出口和一个控制电磁阀8的一端连接，第三单向阀9入口连接室内换热器3出口和第四单向阀12的出口，所述控制电磁阀8的另一端分别连接水汽能收集第二进出口和一个储液器5的进口，储液器5的出口连接一个膨胀阀4一端，膨胀阀4另一端分别连接第二单向阀11入口和第四单向阀12的入口，所述压缩机1的出口连接换向器7第一进出口，换向器第二进出口连接室内换热器3的入口，换向器7第三进出口连接空气能收集第二进出口，换向器7的第四进出口连接气液分离器6入口。方案进一步是：所述空气/水汽能收集器2包括一个箱体，箱体具有上下贯通的通风道，通风道通过风机与环境空气连通，在通风道的前端平行于通风道设置有多排换热管束，在多排换热管束的垂直下端水平设置有一单排换热管束，其中多排换热管束两端的出入口各自相互并联组成了所述空气/水汽能收集器2的空气能收集，所述单排换热管束组成了所述空气/水汽能收集器2的水汽能收集。方案进一步是：当热泵以空气为主热源对象运行时：打开控制电磁阀8，控制换向器7将空气能收集第二进出口与气液分离器6入口接通、压缩机1的出口与室内换热器3的入口连通。方案进一步是：当热泵以水汽为主热源对象运行时：关闭控制电磁阀8，控制换向器7将空气能收集第二进出口与气液分离器6入口接通、压缩机1的出口与室内换热器3的入口连通。方案进一步是：当热泵制冷时：打开控制电磁阀8，控制换向器7将压缩机1的出口与空气能收集第二进出口接通、将室内换热器3的出口与气液分离器6入口接通。一种基于低温空气源热泵装置的工作方法，所述装置包括压缩机1、室内换热器3和气液分离器6，气液分离器6出口连接压缩机1的入口，所述方法是在所述装置中设置一个空气/水汽能收集器2和四进出口换向器7，所述空气/水汽能收集器2设置有空气能收集第一进出口和空气能收集第二进出口以及水汽能收集第一进出口和水汽能收集第二进出口；所述空气能收集第一进出口分别与第一单向阀10入口和第二单向阀11出口连接，第一单向阀10出口分别与第三单向阀9出口以及水汽能收集第一进出口和一个控制电磁阀8的一端连接，第三单向阀9入口连接室内换热器3出口和第四单向阀12的出口，所述控制电磁阀8的另一端分别连接水汽能收集第二进出口和一个储液器5的进口，储液器5的出口连接一个膨胀阀4一端，膨胀阀4另一端分别连接第二单向阀11入口和第四单向阀12的入口，所述压缩机1的出口连接换向器7第一进出口，换向器第二进出口连接室内换热器3的入口，换向器7第三进出口连接空气能收集第二进出口，换向器7的第四进出口连接气液分离器6入口；一个控制器根据设置的温度阈值对所述控制电磁阀8进行控制：当室外温度超过温度阈值时打开控制电磁阀8，换向器7将空气能收集第二进出口与气液分离器6入口接通、压缩机1的出口与室内换热器3的入口连通，实现室内需要升温时的热泵以空气为主热源对象的运行；当室外温度低于温度阈值时关闭控制电磁阀8，换向器7将空气能收集第二进出口与气液分离器6入口接通、压缩机1的出口与室内换热器3的入口连通，实现室内需要升温时的热泵以水汽为主热源对象的运行。方案进一步是：所述温度阈值是5摄氏度。方案进一步是：所述空气/水汽能收集器2包括一个箱体，箱体具有上下贯通的通风道，通风道通过风机与环境空气连通，在通风道的前端平行于通风道设置有多排换热管束，在多排换热管束的垂直下端水平设置有一单排换热管束，其中多排换热管束两端的出入口各自相互并联组成了所述空气/水汽能收集器2的空气能收集，所述单排换热管束组成了所述空气/水汽能收集器2的水汽能收集。方案进一步是：当室内需要制冷时，所述方法进一步包括制冷程序，所述制冷程序是，打开控制电磁阀8，通过控制换向器7将压缩机1的出口与空气能收集第二进出口接通、将室内换热器3的出口与气液分离器6入口接通。本专利技术能够利用空气能和水汽能两类热源，在切换运行为水汽能收集工作模式后，还可以去除空气中的大部分粗颗粒污染物和少许细颗粒污染物，对净化空气、保护大气环境有一定的积极作用；同时，本专利技术兼有制冷功能，结构紧凑、系统集成性较强。下面结合附图和实施例对专利技术作一详细描述。附图说明图1本专利技术的结构示意图；图2为本专利技术空气/水汽能收集器结构示意图。其中，1-压缩机，2-空气/水汽能收集器，3-室内换热器，4-膨胀阀，5-储液器，6-气液分离器，7-换向阀，8-电磁阀，9、10、11、12-单向阀，13-排气管，14-低温低压管，15-低压两相管，16-吸气管，17-高温高压管，18-高压液管，19、20、24、26、28、29-连接管路，21-进液管，22-出液管，23-低温低压液管，25-旁通管，27-水汽能收集回路管，30-箱体，30-1通风道，A-环境空气，31-多排换热管束，32-单排换热管束，31-1和31-2-多排换热管束的第一和第二进出口，32-1和32-2-单排换热管束的第一进出口和第二进出口。具体实施方式实施例1：一种可实现水汽转换的低温空气源热泵装置，如图1和图2所示，其中的连接管统称为管路，包括压缩机1、室内换热器3和气液分离器6，气液分离器6出口连接压缩机1的入口，所述装置还包括有一个本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可实现水汽转换的低温空气源热泵装置，包括压缩机（1）、室内换热器（3）和气液分离器（6），气液分离器（6）出口连接压缩机（1）的入口，其特征在于，所述装置还包括有一个空气/水汽能收集器（2）和四进出口换向器（7），所述空气/水汽能收集器（2）设置有空气能收集第一进出口和空气能收集第二进出口以及水汽能收集第一进出口和水汽能收集第二进出口；所述空气能收集第一进出口分别与第一单向阀（10）入口和第二单向阀（11）出口连接，第一单向阀（10）出口分别与第三单向阀（9）出口以及水汽能收集第一进出口和一个控制电磁阀（8）的一端连接，第三单向阀（9）入口连接室内换热器（3）出口和第四单向阀（12）的出口，所述控制电磁阀（8）的另一端分别连接水汽能收集第二进出口和一个储液器（5）的进口，储液器（5）的出口连接一个膨胀阀（4）一端，膨胀阀（4）另一端分别连接第二单向阀（11）入口和第四单向阀（12）的入口，所述压缩机（1）的出口连接换向器（7）第一进出口，换向器第二进出口连接室内换热器（3）的入口，换向器（7）第三进出口连接空气能收集第二进出口，换向器（7）的第四进出口连接气液分离器（6）入口。

【技术特征摘要】
1.一种可实现水汽转换的低温空气源热泵装置，包括压缩机（1）、室内换热器（3）和气液分离器（6），气液分离器（6）出口连接压缩机（1）的入口，其特征在于，所述装置还包括有一个空气/水汽能收集器（2）和四进出口换向器（7），所述空气/水汽能收集器（2）设置有空气能收集第一进出口和空气能收集第二进出口以及水汽能收集第一进出口和水汽能收集第二进出口；所述空气能收集第一进出口分别与第一单向阀（10）入口和第二单向阀（11）出口连接，第一单向阀（10）出口分别与第三单向阀（9）出口以及水汽能收集第一进出口和一个控制电磁阀（8）的一端连接，第三单向阀（9）入口连接室内换热器（3）出口和第四单向阀（12）的出口，所述控制电磁阀（8）的另一端分别连接水汽能收集第二进出口和一个储液器（5）的进口，储液器（5）的出口连接一个膨胀阀（4）一端，膨胀阀（4）另一端分别连接第二单向阀（11）入口和第四单向阀（12）的入口，所述压缩机（1）的出口连接换向器（7）第一进出口，换向器第二进出口连接室内换热器（3）的入口，换向器（7）第三进出口连接空气能收集第二进出口，换向器（7）的第四进出口连接气液分离器（6）入口。2.根据权利要求1所述的可实现水汽转换的低温空气源热泵装置，其特征在于，所述空气/水汽能收集器（2）包括一个箱体，箱体具有上下贯通的通风道，通风道通过风机与环境空气连通，在通风道的前端平行于通风道设置有多排换热管束，在多排换热管束的垂直下端水平设置有一单排换热管束，其中多排换热管束两端的出入口各自相互并联组成了所述空气/水汽能收集器（2）的空气能收集，所述单排换热管束组成了所述空气/水汽能收集器（2）的水汽能收集。3.根据权利要求1所述的可实现水汽转换的低温空气源热泵装置，其特征在于，当热泵以空气为主热源对象运行时：打开控制电磁阀（8），控制换向器（7）将空气能收集第二进出口与气液分离器（6）入口接通、压缩机（1）的出口与室内换热器（3）的入口连通。4.根据权利要求1所述的可实现水汽转换的低温空气源热泵装置，其特征在于，当热泵以水汽为主热源对象运行时：关闭控制电磁阀（8），控制换向器（7）将空气能收集第二进出口与气液分离器（6）入口接通、压缩机（1）的出口与室内换热器（3）的入口连通。5.根据权利要求1所述的可实现水汽转换的低温空气源热泵装置，其特征在于，当热泵制冷时：打开控制电磁阀（8），控制换向器（7）将压缩机（1）的出口与空气能收集第二进出口接通、将室内换热器（3）的出口与气液分离器（6）入口接通。6.一种基于低温空气源热...

【专利技术属性】
技术研发人员：庞卫科，罗宏，吕连宏，
申请(专利权)人：中国环境科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11