[發(fā)明專利]一種熱管熱泵組合型制冷裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210077538.3
• 申請日: 2012-03-22
• 公開（公告）號: CN102563947A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 祝長宇;丁式平
• 申請（專利權(quán)）人: 北京德能恒信科技有限公司
• 主分類號: F25B13/00
• 分類號: F25B13/00;F25B41/04;F25B43/00;F25B49/02
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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及制冷領(lǐng)域和烘烤加熱領(lǐng)域，確切的說是一種熱管熱泵組合型制冷裝置。

背景技術(shù)

在當(dāng)今社會條件下，熱泵技術(shù)是近年來在全世界倍受關(guān)注的新能源技術(shù)。人們所熟悉的“泵”是一種可以提高位能的機械設(shè)備，比如水泵主要是將水從低位抽到高位。而“熱泵”是一種能從自然界的空氣、水或土壤中獲取低品位熱能，經(jīng)過電力做功，提供可被人們所用的高品位熱能的裝置。

熱泵是一種將低溫?zé)嵩吹臒崮苻D(zhuǎn)移到高溫?zé)嵩吹难b置。通常用于熱泵裝置的低溫?zé)嵩词俏覀冎車慕橘|(zhì)——空氣、河水、海水，或者是從工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備中排出助工質(zhì)，這些工質(zhì)常與周圍介質(zhì)具有相接近的溫度。熱泵裝置的工作原理與壓縮式制冷機是一致；在小型空調(diào)器中，為了充分發(fā)揮它的效能，在夏季空調(diào)降溫或在冬季取暖，都是使用同一套設(shè)備來完成的。在冬季取暖時，將空溫器中的蒸發(fā)器與冷凝器通過一個換向閥來調(diào)換工作。

在夏季空調(diào)降溫時，按制冷工況運行，由壓縮機排出的高壓冷凝劑蒸汽，進(jìn)入冷凝器，制冷劑蒸汽被冷凝成液體，經(jīng)節(jié)流裝置進(jìn)入蒸發(fā)器，并在蒸發(fā)器中吸熱，將室內(nèi)空氣冷卻，蒸發(fā)后的制冷劑蒸汽被壓縮機吸入，這樣周而復(fù)始，實現(xiàn)制冷循環(huán)。在冬季取暖時，于是由壓縮機排出的高壓制冷劑蒸汽，流入室內(nèi)蒸發(fā)器(作冷凝器用)，制冷劑蒸汽冷凝時放出的潛熱，將室內(nèi)空氣加熱，達(dá)到室內(nèi)取暖目的，冷凝后的液態(tài)制冷劑，從反向流過節(jié)流裝置進(jìn)入冷凝器(作蒸發(fā)器用)，吸收外界熱量而蒸發(fā)，蒸發(fā)后的蒸汽被壓縮機吸入，完成制熱循環(huán)。這樣，將外界空氣(或循環(huán)水)中的熱量“泵”入溫度較高的室內(nèi)，故稱為“熱泵”。

這是目前市場上通用的熱泵技術(shù)，雖然已經(jīng)很成熟，但由于空調(diào)蒸發(fā)器和冷凝器中換熱銅管的口徑問題，在夏季空調(diào)降溫時，按制冷工況運行，由壓縮機排出的高壓冷凝劑蒸汽，進(jìn)入冷凝器，制冷劑蒸汽被冷凝成液體，然后進(jìn)入節(jié)流裝置，進(jìn)入節(jié)流裝置的冷凝劑在理論上是液態(tài)為最好，但是熱泵系統(tǒng)在實際操作時進(jìn)入節(jié)流裝置的冷凝劑并不全是液態(tài)，可能存在泄氣現(xiàn)象，所謂泄氣也就是經(jīng)過壓縮機高壓壓縮的氣態(tài)冷凝劑并沒有在冷凝器中全部散熱冷卻變成液態(tài)，而未變成液態(tài)的冷凝劑在高壓下也隨著液態(tài)冷凝劑流向節(jié)流裝置，這樣就出現(xiàn)了這部分高壓氣態(tài)冷凝劑減壓后進(jìn)入蒸發(fā)器中，不可能在蒸發(fā)器中氣化，也就不可能吸熱制冷室內(nèi)溫度，更談不上做有用功，所以出現(xiàn)了壓縮機對該部分氣態(tài)冷凝劑的做功完全浪費。液態(tài)冷凝劑進(jìn)入蒸發(fā)器，并在蒸發(fā)器中吸熱，將室內(nèi)空氣冷卻，蒸發(fā)后的制冷劑蒸汽被壓縮機吸入，而由于是機械動作，并不能確保沒有液態(tài)冷凝劑被壓縮機收入，而這些被吸入的液態(tài)冷凝劑并沒有吸收室內(nèi)熱量蒸發(fā)成氣態(tài)，也就是說這部分液態(tài)冷凝劑也是沒有做出有用功就已經(jīng)又一次進(jìn)入壓縮機并被輸送到冷凝器中，這種現(xiàn)象叫做泄液，這樣周而復(fù)始，不斷發(fā)生泄氣和泄液現(xiàn)象，而這些現(xiàn)象也帶著部分機械功的浪費。而在冬季取暖時，冷凝器和蒸發(fā)器只是互換作用，這樣也就是說明只要空調(diào)在運行就存在著這部分機械功的浪費。

而空調(diào)機只是熱泵系統(tǒng)的一個應(yīng)用方面，目前在釀酒業(yè)、制藥業(yè)、烤房部分、熱水加熱方面等都用到了熱泵系統(tǒng)，而這些方面的熱泵系統(tǒng)都和空調(diào)中的熱泵系統(tǒng)一樣，存在著泄氣和泄液現(xiàn)象，也就存在著無用功的浪費。

制冷（熱）領(lǐng)域中的熱管技術(shù)基本上和熱泵技術(shù)共同開始發(fā)展，熱管換熱屬于熱流體和冷流體互不接觸的表面式換熱器。其主要特點是：結(jié)構(gòu)簡單，換熱效率高，基本上可以直接利用熱管內(nèi)換熱工質(zhì)自身物理性值做到自動送遞熱量，消耗輔助動力小。傳遞相同熱量的條件下，熱管換熱器的金屬耗能少于其他類型的換熱器；換熱流體通過換熱器時的壓力損失比其他換熱器小。雖然熱管換熱基本上完全節(jié)能自動進(jìn)行，但是熱管技術(shù)還是有很大的局限性，使用熱管技術(shù)必須保證室內(nèi)外溫度差要很大，而這一點直接就限制了熱管技術(shù)的大面積推廣；另外使用熱管技術(shù)時，熱管系統(tǒng)中的熱交換器必須符合其中中間換熱介質(zhì)的流動屬性問題，也就是必須考慮熱管系統(tǒng)運行時兩個熱交換器的高低位置差問題，這也是熱管系統(tǒng)使用時的一個局限性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供的一種熱管熱泵組合型制冷裝置，就是為了解決以上現(xiàn)有熱泵系統(tǒng)所出現(xiàn)的泄氣和泄液現(xiàn)象以及熱管技術(shù)單獨使用時的一些弊端的問題。