本发明专利技术属于热泵行业领域，实现了一种能适应不同季节环境温度、可提高热泵能效比的新结构。发明专利技术内容主要涉及通过设计一种根据热源温度及压缩机吸气压力来改变热泵中制冷剂循环系统容积的结构，并实现不同工作环境下最优能效比的智能调节方法。本发明专利技术提出的变容积式智能热泵与传统的热泵改进技术不同。本结构可根据热源温度及压缩机吸气压力来对热泵中制冷剂循环系统容积进行自动控制调节，选择当前工况下的最佳匹配容积，提高热泵的能效比。该结构可以从根本上解决热泵系统季节性差的缺点，实现了热泵季节能效比的大幅度提高。本智能热泵机构结构简单、加工方便，易于实现，且成本低、寿命长，维护费用低，能有效提高热泵季节能效比，适于家庭使用，该发明专利技术能有力的推动家庭用热泵技术的进步，促进高效节能热泵的大范围推广。
【技术实现步骤摘要】
变容积式智能热泵本专利技术属于热泵行业领域，涉及一种能提高热泵不同季节下能效比的变容积式智 能热泵结构及其控制器。
技术介绍
提高热泵系统的能效比是提高热泵效率、普及热泵使用的关键技术。在制冷剂技 术发展趋于成熟的今天，热泵的零部件性能优化及结构优化是提高热泵能效比的关键，也 是提高热泵实用性和普及性的基础。高效节能的热泵将在民用及工业场合得到更广泛的使用。然而，虽然空气源热泵以其独特优点成为热泵诸多型式中应用最为广泛的一种， 但是它的应用却大大受到气候条件的约束。随着室外气温的上升或下降，室内热量需求会 发生变化，此时传统空气源热泵将会产生下列问题。(1)随着室外气温的降低，低温侧热源的制冷剂蒸发效率降低，机组吸气量迅速下 降，热泵系统的制热量减少。如果不增大压缩机的压缩比，就不能满足室内最大采暖热负 荷。为了满足室内热量需求，需增大压缩机的压缩比。压缩机压缩比的不断增加会导致压 缩机的排气温度迅速升高。长时间工作在热源温度较低的工况下，压缩机会因防止过热而 自动停机保护，这使得热泵只能在一定的热源温度以上正常工作。由于压缩机压力比的增 大，系统的能效比(COP)急剧下降。(2)如果热泵只为低温情况下设计，那么在热源温度较高时，热泵的制热量会所需 热负荷。若此时通过控制循环的启闭来减少制热量，会降低系统性能。同时，考虑到热泵管道的容积及制冷剂容积热容的大小可以直接影响空气源热泵 的能效比，为解决空气源热泵低温适应性问题，本专利技术提出变容积式智能热泵结构。该结构 可以适应不同环境温度下的热泵运行，尽可能提高系统能效比和性能，极大促进热泵的推 广使用。专利技术内容本专利技术的目的是提供一种结构简单、易于实现、能够针对空气源热泵不同季节下 能效比较低的问题，有效提高能效比的新型智能热泵结构。本专利技术的技术方案是新型智能热泵结构在现有热泵基本结构的基础上增加了 一个结构，采用在压缩机吸气侧管道上增加往复缸进行热泵系统制冷剂循环系统容积的调 节，并用步进电机对往复缸的活塞杆进行驱动，其中活塞杆的位移量由控制器根据热源温 度及压缩机吸气压力进行自动控制。变容积式智能热泵结构包括放热换热器1、储液罐2、压缩机3、膨胀阀4、往复缸 5、吸热换热器6(参见图1)。吸收了热量后的低温低压液态制冷剂发生相变，成为低温低压 气态制冷剂进入压缩机3，经压缩变成高温高压的制冷剂，随后高温高压制冷剂进入放热换 热器1，释放热量，等压降温，变成液态，经制冷剂储液罐2，进入膨胀阀4，并在膨胀阀中，高 压制冷剂等温膨胀，释放能量，随后制冷剂流入吸热换热器6，吸收热量，等压升温，体积膨胀，变成气态低压制冷剂，然后再次进入压缩机3，完成循环，重复以上过程，即可实现热量 的转移来完成制热过程。本专利技术的优点是针对空气源热不同泵季节下能效比较低的特点，提出了一种机 构来有效地对热泵循环系统中的制冷剂状态及压缩机压缩比进行直接调节，从而大幅减少 压缩机电机耗电，提高热泵的季节适应能力。附图说明图1是本专利技术容积可调式智能热泵结构简图。1-放热换热器；2-储液罐；3-压缩机；4-膨胀阀；5-往复缸；6_吸热换热器。 具体实施例方式该容积可调式结构的实现主要体现在压缩机吸气侧管路上加入往复缸，并通过步 进电机驱动往复缸的活塞，来进行制冷剂循环系统容积的调节。控制器采集热源温度及压 缩机吸气压力，计算最优的容积值并控制往复缸运动。权利要求1.一种可对热泵内制冷剂循环系统容积进行调节的结构，其特征在于在制冷剂循环 系统管道上接入往复缸，并根据热源温度及压缩机吸气压力自动控制往复缸的活塞位置， 实现整个热泵循环系统的容积调节，从而改变压缩机吸气压力、制冷剂工作压力及沸点等。2.实现权利要求1所述结构下的容积调节的一种可以根据变化的热源温度及压缩机 吸气压力进行容积自动控制的控制器，其特征在于对热源温度及压缩机吸气压力进行采 集，以压缩比最小化及制冷剂沸点最适化来计算当前工况下的最佳匹配容积，并控制往复 缸的活塞杆行程，实现热泵的智能控制。全文摘要本专利技术属于热泵行业领域，实现了一种能适应不同季节环境温度、可提高热泵能效比的新结构。
技术实现思路
主要涉及通过设计一种根据热源温度及压缩机吸气压力来改变热泵中制冷剂循环系统容积的结构，并实现不同工作环境下最优能效比的智能调节方法。本专利技术提出的变容积式智能热泵与传统的热泵改进技术不同。本结构可根据热源温度及压缩机吸气压力来对热泵中制冷剂循环系统容积进行自动控制调节，选择当前工况下的最佳匹配容积，提高热泵的能效比。该结构可以从根本上解决热泵系统季节性差的缺点，实现了热泵季节能效比的大幅度提高。本智能热泵机构结构简单、加工方便，易于实现，且成本低、寿命长，维护费用低，能有效提高热泵季节能效比，适于家庭使用，该专利技术能有力的推动家庭用热泵技术的进步，促进高效节能热泵的大范围推广。文档编号F25B30/02GK102072591SQ20111000982公开日2011年5月25日 申请日期2011年1月18日 优先权日2011年1月18日专利技术者王佳, 蔡茂林 申请人:蔡茂林本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种可对热泵内制冷剂循环系统容积进行调节的结构，其特征在于：在制冷剂循环系统管道上接入往复缸，并根据热源温度及压缩机吸气压力自动控制往复缸的活塞位置，实现整个热泵循环系统的容积调节，从而改变压缩机吸气压力、制冷剂工作压力及沸点等。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：蔡茂林，王佳，
申请(专利权)人：蔡茂林，
类型：发明
国别省市：11
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