利用低温空气中的热量的方法

文档序号:376013 发布日期:2021-12-10 浏览:6次 >En<

阅读说明:本技术 利用低温空气中的热量的方法 (Method for utilizing heat in low-temperature air ) 是由 袁成利 李佳育 于 2021-09-27 设计创作,主要内容包括:本发明涉及环保制冷领域,尤其涉及利用低温空气中的热量的方法。利用高效能制热的空气能热泵机组,机组包含第一媒介换热部分和第二媒介换热部分;第一媒介换热部分先从冷空气中进行第一级换热;第一级换热后被加热的介质在冷凝蒸发换热器中对第二媒介换热部分中的介质进行加热;经过阶梯式加热,经过冷凝蒸发换热器实现热量的释放。有益效果:功能多样,安全、高效、低碳;能够在极寒情况下使用。(The invention relates to the field of environment-friendly refrigeration, in particular to a method for utilizing heat in low-temperature air. The air energy heat pump unit comprises a first medium heat exchange part and a second medium heat exchange part; the first medium heat exchange part firstly carries out first-stage heat exchange from cold air; the medium heated after the first-stage heat exchange heats the medium in the second medium heat exchange part in the condensing-evaporating heat exchanger; the heat is released through the stepped heating and the condensing and evaporating heat exchanger. Has the advantages that: the functions are various, and the method is safe, efficient and low-carbon; can be used under extremely cold conditions.)

利用低温空气中的热量的方法

技术领域

本发明涉及环保制冷领域,尤其涉及利用低温空气中的热量的方法。

背景技术

空气能热泵是目前最新的热泵技术,但是其作用单一,使用不够灵活,且不太适用于非常低的温度。

在较低温容易导致空气源热泵机组除霜能力减弱,由于机组的吸气过小,能吸入的空气密度减少,随着时间的积累,霜层厚度越来越高。因此,机组会因为空气转换能力下降,冷媒的循环量减少,整体制热能力下降。

发明内容

发明的目的:为了提供效果更好的利用低温空气中的热量的方法,具体目的见具体实施部分的多个实质技术效果。

为了达到如上目的,本发明采取如下技术方案:

方案一:

高效能制热的空气能热泵机组,其特征在于,机组包含第一媒介换热部分和第二媒介换热部分;

第一媒介换热部分包含空气热泵部分风机1,空气热泵部分风机1的出风部分对着翅片蒸发器3,储液器一12伸出管道连接着主电子膨胀阀一9后连接着翅片蒸发器3;主电子膨胀阀一9所在管道并列着一个管道并且该管道上布置有毛细管10和节流旁通阀11;翅片蒸发器3伸出管道连接着四通阀一5,四通阀一5的其余三路分别连接着气液分离装置4、直流变频压缩机6、冷凝蒸发换热器7;冷凝蒸发换热器7下方通过管道连接着储液器一12;

第二媒介换热部分包含储液器二16,储液器二16通过主电子膨胀阀二15连接着冷凝蒸发换热器7;储液器二16还连接着翅片换热器18,翅片换热器18伸出管道连接着四通阀二13,四通阀二13的其他三路管道分别连接着冷凝蒸发换热器7、气液分离器17和高温定频压机14;在冷凝蒸发换热器7的边侧布置有供热风机19。

本发明进一步技术方案在于,翅片蒸发器3上布置有环境温度传感器2和翅片感温探头8。

本发明进一步技术方案在于,空气热泵部分风机1和着翅片蒸发器3位于一个相对独立的壳体中,该相对独立的壳体位于整个系统的壳体中;空气热泵部分风机1连通室外。

本发明进一步技术方案在于,冷凝蒸发换热器7和供热风机19位于一个相对独立的壳体中,该相对独立的壳体位于整个系统的壳体中;供热风机19指向室内。

本发明进一步技术方案在于,空气热泵部分风机1和着翅片蒸发器3所在的相对独立的壳体、冷凝蒸发换热器7和供热风机19所在的相对独立的壳体的材质均为绝热材质。

本发明进一步技术方案在于,储液器一12中放置有能够按照按照"逆卡诺"原理从低温空气中换热的低沸点工质;第一媒介换热部分能够实现第一级换热。

本发明进一步技术方案在于,冷凝蒸发换热器7壳体连接着保温墙20;保温墙将整体的壳体分为两组。

本发明进一步技术方案在于,储液器二16边侧布置有第三介质容器161,第三介质容器161上的管路通过三通24接入第二媒介换热部分;储液器二16和第三介质容器161二者择一开启实现介质的选择;选择的方式是通过三通24来控制。

本发明进一步技术方案在于,储液器二16和第三介质容器161其中一个介质为水;水换热后能够出去供给室内使用。

本发明进一步技术方案在于,翅片换热器18伸出的管道上连接有抽空容器23,抽空容器23能够从管道中抽出介质。

方案二:

利用低温空气中的热量的方法,其特征在于,利用高效能制热的空气能热泵机组,机组包含第一媒介换热部分和第二媒介换热部分;

第一媒介换热部分包含空气热泵部分风机1,空气热泵部分风机1的出风部分对着翅片蒸发器3,储液器一12伸出管道连接着主电子膨胀阀一9后连接着翅片蒸发器3;主电子膨胀阀一9所在管道并列着一个管道并且该管道上布置有毛细管10和节流旁通阀11;翅片蒸发器3伸出管道连接着四通阀一5,四通阀一5的其余三路分别连接着气液分离装置4、直流变频压缩机6、冷凝蒸发换热器7;冷凝蒸发换热器7下方通过管道连接着储液器一12;

第二媒介换热部分包含储液器二16,储液器二16通过主电子膨胀阀二15连接着冷凝蒸发换热器7;储液器二16还连接着翅片换热器18,翅片换热器18伸出管道连接着四通阀二13,四通阀二13的其他三路管道分别连接着冷凝蒸发换热器7、气液分离器17和高温定频压机14;在冷凝蒸发换热器7的边侧布置有供热风机19;

包含如下步骤;

第一媒介换热部分先从冷空气中进行第一级换热;

第一级换热后被加热的介质在冷凝蒸发换热器7中对第二媒介换热部分中的介质进行加热;

经过阶梯式加热,经过冷凝蒸发换热器7实现热量的释放。

本发明进一步技术方案在于,将冷凝蒸发换热器7和供热风机19置于一个相对独立的壳体中避免冷空气对加热后的物质和第二级换热区域造成影响。

本发明进一步技术方案在于,保温墙20将整体的壳体分为两组,使得两组之间的空气流通不会造成内部热损失。

本发明进一步技术方案在于,储液器二16和第三介质容器161二者择一开启实现介质的选择;选择的方式是通过三通24来控制;储液器二16和第三介质容器161中的介质并不同,其中一个为水,当介质为水的时候,介质被加热后,能够给室内供给热水,此时供热风机19可以关闭或者不关闭,关闭的时候目的为供给热水;当介质为非水介质的时候,供热风机19将热空气输出到室内空间。

本发明进一步技术方案在于,翅片换热器18伸出的管道上连接有抽空容器23,抽空容器23能够从管道中抽出介质;当储液器二16和第三介质容器161进行转换压缩实现二级换热的时候,先从管道中抽出介质,随后转换三通阀,实现介质转换,进而实现加热水或用热水泵送热空气。

采用如上技术方案的本发明,相对于现有技术有如下有益效果:功能多样,安全、高效、低碳;能够在极寒情况下使用。

附图说明

为了进一步说明本发明,下面结合附图进一步进行说明:

图1为发明结构示意图;

图2为进气部分位于相对独立的壳体中的示意图;

图3为出气部分位于相对独立的壳体中的示意图;

图4为发明的结构改进图;

图5为本专利的进一步改进图;

图6为本专利的更进一步改进图;

其中:1.空气热泵部分风机;2.环境温度传感器;3.翅片蒸发器;4.气液分离装置;5.四通阀一;6.直流变频压缩机;7.冷凝蒸发换热器;8.翅片感温探头;9.主电子膨胀阀一;10.毛细管;11.节流旁通阀;12.储液器一;13.四通阀二;14.高温定频压机;15.主电子膨胀阀二;16.储液器二;17.气液分离器;18.翅片换热器;19.供热风机;20.保温墙;21.过滤器;161.第三介质容器;23.抽空容器;24.三通。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式,进一步阐明本发明,应理解下述具体实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。在本发明的描述中,需要说明的是,术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

本专利提供多种并列方案,不同表述之处,属于基于基本方案的改进型方案或者是并列型方案。每种方案都有自己的独特特点。此外,下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。文中未表述的固定方式,可以是螺纹固定,螺栓固定或者是胶水粘结等任意一种固定方式。

实施例一:结合全部附图;高效能制热的空气能热泵机组,其特征在于,机组包含第一媒介换热部分和第二媒介换热部分;

第一媒介换热部分包含空气热泵部分风机1,空气热泵部分风机1的出风部分对着翅片蒸发器3,储液器一12伸出管道连接着主电子膨胀阀一9后连接着翅片蒸发器3;主电子膨胀阀一9所在管道并列着一个管道并且该管道上布置有毛细管10和节流旁通阀11;翅片蒸发器3伸出管道连接着四通阀一5,四通阀一5的其余三路分别连接着气液分离装置4、直流变频压缩机6、冷凝蒸发换热器7;冷凝蒸发换热器7下方通过管道连接着储液器一12;

第二媒介换热部分包含储液器二16,储液器二16通过主电子膨胀阀二15连接着冷凝蒸发换热器7;储液器二16还连接着翅片换热器18,翅片换热器18伸出管道连接着四通阀二13,四通阀二13的其他三路管道分别连接着冷凝蒸发换热器7、气液分离器17和高温定频压机14;在冷凝蒸发换热器7的边侧布置有供热风机19。本处的技术方案所起到的实质的技术效果及其实现过程为如下:利用低温空气中的热量的方法,其特征在于,

包含如下步骤;第一媒介换热部分先从冷空气中进行第一级换热;

第一级换热后被加热的介质在冷凝蒸发换热器7中对第二媒介换热部分中的介质进行加热;经过阶梯式加热,经过冷凝蒸发换热器7实现热量的释放。

开创性地,以上各个效果独立存在,还能用一套结构完成上述结果的结合。

实施例二:作为进一步的可改进方案或者并列方案或可选择的独立方案,翅片蒸发器3上布置有环境温度传感器2和翅片感温探头8。本处的技术方案所起到的实质的技术效果及其实现过程为如下:优选采用航空级温度采集探头,以保证整个温度系统采集的精确性,从而保证机器的高效热量输出。

实施例三:作为进一步的可改进方案或者并列方案或可选择的独立方案,空气热泵部分风机1和着翅片蒸发器3位于一个相对独立的壳体中,该相对独立的壳体位于整个系统的壳体中;空气热泵部分风机1连通室外。本处的技术方案所起到的实质的技术效果及其实现过程为如下:能够让第一级换热的时候的气流不会影响第二级换热。

实施例四:作为进一步的可改进方案或者并列方案或可选择的独立方案,冷凝蒸发换热器7和供热风机19位于一个相对独立的壳体中,该相对独立的壳体位于整个系统的壳体中;供热风机19指向室内。本处的技术方案所起到的实质的技术效果及其实现过程为如下:能够让第二级换热的时候的气流不会被第一级换热影响。

实施例五:作为进一步的可改进方案或者并列方案或可选择的独立方案,空气热泵部分风机1和着翅片蒸发器3所在的相对独立的壳体、冷凝蒸发换热器7和供热风机19所在的相对独立的壳体的材质均为绝热材质。本处的技术方案所起到的实质的技术效果及其实现过程为如下:绝热材质能够避免气流换热对本专利造成影响。将冷凝蒸发换热器7和供热风机19置于一个相对独立的壳体中避免冷空气对加热后的物质和第二级换热区域造成影响。

实施例六:作为进一步的可改进方案或者并列方案或可选择的独立方案,储液器一12中放置有能够按照按照"逆卡诺"原理从低温空气中换热的低沸点工质;第一媒介换热部分能够实现第一级换热。

实施例七:作为进一步的可改进方案或者并列方案或可选择的独立方案,冷凝蒸发换热器7壳体连接着保温墙20;保温墙将整体的壳体分为两组。本处的技术方案所起到的实质的技术效果及其实现过程为如下:能避免两级换热彼此影响。保温墙20将整体的壳体分为两组,使得两组之间的空气流通不会造成内部热损失。

实施例八:作为进一步的可改进方案或者并列方案或可选择的独立方案,储液器二16边侧布置有第三介质容器161,第三介质容器161上的管路通过三通24接入第二媒介换热部分;储液器二16和第三介质容器161二者择一开启实现介质的选择;选择的方式是通过三通24来控制。本处的技术方案所起到的实质的技术效果及其实现过程为如下:储液器二16和第三介质容器161二者择一开启实现介质的选择;选择的方式是通过三通24来控制;储液器二16和第三介质容器161中的介质并不同,其中一个为水,当介质为水的时候,介质被加热后,能够给室内供给热水,此时供热风机19可以关闭或者不关闭,关闭的时候目的为供给热水;当介质为非水介质的时候,供热风机19将热空气输出到室内空间。

实施例九:作为进一步的可改进方案或者并列方案或可选择的独立方案,储液器二16和第三介质容器161其中一个介质为水;水换热后能够出去供给室内使用。本处的技术方案所起到的实质的技术效果及其实现过程为如下:能够加热水,能够进行室内热水的供给。

实施例十:作为进一步的可改进方案或者并列方案或可选择的独立方案,翅片换热器18伸出的管道上连接有抽空容器23,抽空容器23能够从管道中抽出介质。本处的技术方案所起到的实质的技术效果及其实现过程为如下:抽出介质后能够进行另一个介质的注入。翅片换热器18伸出的管道上连接有抽空容器23,抽空容器23能够从管道中抽出介质;当储液器二16和第三介质容器161进行转换压缩实现二级换热的时候,先从管道中抽出介质,随后转换三通阀,实现介质转换,进而实现加热水或用热水泵送热空气。

极寒空气源热泵在北方寒冷地区-50℃情况下,制热效果良好,不受低温环境的制约。常规空气源热泵在地域-25℃的情况下,制热效率就会大幅下降,因此在我国东北及西北地区选择空气源热泵时,一定要考虑空气源热泵的使用区域。

极寒空气源热泵采用自主六大核心技术,在环温零下50℃稳定运行,能效比1:2.1。采用深度冷冻技术结合现代热泵学,通过精密变频调容技术和正温度系数低温数据采集技术,加上新冷媒调配技术和变频调容除霜技术,真正实现在零下50℃高效制热,产出50℃以上的热水。

极寒空气源热泵,在室外温度为-50℃,冷凝温度为43℃的工况下,采用的的是喷气增焓压缩机。在大压缩比下仍可稳定运行,不会因空气源主机过热而停机。

极寒空气源热泵在低温下供暖效率要比常规热泵高30%,在-50℃综合能效比在2.1左右,在低温下使用比常规热泵更节能。

有益效果:

1.采用全套深冷技术方案与高温热泵技术相结合,使用环境最低下限可到-60℃;

2.电控采用精密恒温系统,以保证电子控制系统在极寒环温的工况下稳定无故障运行;

3.采用专利环保医用冷媒,安全,高效,低碳;当然冷媒的种类还可以更换,类似的能实现空气热泵的冷媒均在本专利的保护范围内。

4.采用高速化霜技术,有效解决常规空气能在极寒工况下不能正常化霜的问题。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本领域的技术人员应该了解本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下,本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的范围内。

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