[发明专利]用于增加热泵热容量的排出阀

说明书

技术领域

本发明涉及一种在制冷和加热模式下都可操作的热泵，和其中排出阀被控制用来增加和调整热泵的热容量。

背景技术

制冷剂系统用来控制需要调节的不同室内环境下的空气的温度和湿度。在制冷模式下运行的典型制冷剂系统中，制冷剂在压缩机中被压缩并被送至冷凝器(这种情况下，或室外热交换器)。在冷凝器中，室外周围环境空气与制冷剂之间进行热交换。从冷凝器出来，制冷剂流过膨胀装置，在那里，制冷剂膨胀到较低的压力和温度，然后进入蒸发器(或室内热交换器)。在蒸发器中，制冷剂和室内空气之间进行热交换，以调节室内空气。当制冷剂系统运行时，蒸发器对供应给室内环境的空气制冷。

上述描述是针对运用于制冷模式运行下的制冷剂系统。在加热模式中，经过系统的制冷剂流基本上是相反的。室内热交换器开始作为冷凝器并把热释放至需要被调节的环境中(在这种情况下加热)，和室外热交换器用作蒸发器的用途并与相对冷的室外空气进行热交换。众所周知，热泵是为了能在加热和制冷两个模式下运行，而使制冷剂相反地流过制冷循环的系统。这通常通过将四通可逆阀(或等效的装置)结合进系统设计中来实现，其中阀设置在压缩机排出口的下游。当系统分别在加热或制冷模式下运行时，四通可逆阀有选择地引导制冷剂流体流过室内或室外热交换器。此外，如果膨胀装置不能处理反向的流体，则可以用一对各自带有止回阀的膨胀装置来代替。

热泵也倾向于用来代替锅炉，这样，单独的装置可以提供空调和锅炉两种功能。然而，热泵不能广泛地适用于较冷的气候中。这种慢适应的主要原因是出于这样的考虑：热泵在较冷的气候中不能提供足够的热量和/或释放至被调节环境中的被加热的空气太冷了(被称为“吹冷风”)，使得用户不舒服。另一个缺点是为了补偿热容量的缺失，系统需要依靠单独的加热器。由于加热器释放预定量的热容量，因此系统必须在预定室内温度达到时停止循环，并且在温度下降至低于预定值时启动循环。装置的循环效率低，导致可靠性问题、加大了在被调节空间中的温度变化，和造成末端用户的不舒适。

发明内容

在本发明所公开的具体实施例中，四通可逆阀有选择地控制制冷剂流体从压缩机排出口至在制冷模式下的室外热交换器，或在加热模式下的室内热交换器。如上所述，在任一模式下，制冷剂都流经整个循环，然后回到压缩机。流体在回到压缩机时同样要经过四通阀。

为了使热泵传递的热容量更大，本发明在压缩机下游采用了限制器，这样在排出管路内的压缩了的制冷剂可通过更换限制器的尺寸来被调整或脉冲调节。优选地，限制器是由可控阀提供的，该可控阀在需要更大的热容量时可移到限制位置。通过限制在排出管路上的制冷剂流体，制冷剂的压力和温度得到明显提高。通过这种方法，当制冷剂到达室内热交换器时，制冷剂的热容量更高。另外，调整或脉冲调节阀可以增加合适的热量，以使系统必须开启或关闭循环。例如，可以增加这个附加的热量，以满足在使用另一系统的加热元件的加热阶段之间的差额(通常称为导电加热)。而且，由调整或脉冲调节阀增加的额外的热量可以用来作为在需要更多的热量，但是系统已经“封顶”了时的最后依靠，“封顶”表示有多少附加的热在使用所有导电加热器来运行热泵时被传递。通过这种方式，可以通过传统的热泵在甚至更冷的气候下来提供足够的热量。

在一个公开的具体实施例中，四通阀包括一个单独的腔，腔带有特殊构造的活塞，其可有选择地接通室内和室外热交换器至压缩机的吸入或排出管路。在一个优选的具体实施例中，一可以使用单独的阀来作为上述定义的限制器，它与四通阀一样是用来提供限制的。通过有选择地将活塞元件放置于相关的通道上，本发明允许限制从压缩机排出管路到室内热交换器上的制冷剂流体，这样，流体可以被脉冲调节或调整来增加制冷剂的压力和温度。

本发明的这些和其它的特征能从以下详细说明和附图中有最好的理解，下面的附图是简要的描述。

附图说明

图1A是结合本发明的热泵的示意图。

图1B是解释本发明的一个优点的曲线图。

图2A展示了在制冷模式下的四通阀。

图2B展示了在加热模式下的图2A的四通阀。

图3展示了对排出制冷剂进行节流位置的四通阀。

图4展示了另一个具体实施例。

图5展示了又一个具体实施例。

具体实施方式