[实用新型]一种热泵型空调装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种热泵型空调装置，具体属制冷空调技术领域。 

背景技术

传统热泵的理论基础源于19世纪早期卡诺的发现,他在1824年发表了关于卡诺循环的论文。1852年汤姆逊首先提出了采用空气作为工质的热泵设想；1854年开尔文提出：冷冻装置可以用于加热。19世纪70年代，应用卡诺原理的制冷设备的开发工作得到了迅速的发展，但热泵的开发工作却远落于其后。1973年世界能源危机的出现，使得欧洲各国和苏、日、美、澳等国家对热泵工作十分重视。目前，世界各国对热泵的兴趣越来越大，欧洲、日本、北美的制造厂商都为工业、商业、建筑和民用提供大量热泵。诸如国际能源机构和欧洲共同体，都制定了大型热泵发展计划，而不少新技术试验或现有热泵技术在新领域的推广应用工作正在进行或规划之中，热泵的用途在不断地拓展。热泵在节约能源方面正起着越来越重大的作用。 

传统热泵的作用是从周围环境中吸取热量，并把它传递给被加热的对象，其工作原理与制冷机相同，都是按热机的逆循环工作的，所不同的只是工作温度范围。对于某些同时需要供热和制冷的某些工业部门，如肉类加工、食品、乳制品加工等，运用热泵装置进行综合供冷和供热，就显得更为经济合理。 

但是对于冬季使用的家用热泵型空调，采用制冷机循环得到的大量的冷量仅用于在室外作为蒸发器吸收周围环境的废热，其本质上使一种很大的浪费；当冬季环境温度较低、阴雨连绵、空气湿度大、潮湿阴冷地区冬季供热时，市场上销售的普通空气源热泵空调，制热量衰减十分严重，甚至无法正常启动运行；因此在我国北方寒冷地区普通空气源热泵空调基本上只能在过渡季节使用，一旦进入寒冷的严冬季节，普通的空气源热泵空调几乎无法满足基本的供热需求。众所周知，在我国北方传统的集中供热采暖方式以燃煤、燃气为主，而这种供暖方式无论在节能、环保还是在安全方面都还无法达到社会发展的要求。因此必须要开发适用于在严寒的冬季正常运转的低温型热泵空调与之配套，必须要同时配备相应的辅助设备系统。 

1821年,德国科学家塞贝克(Seebeck)第一个发现了温差电现象,即在由两种不同的导体组成的开路中,如果导体的两个结点存在温度差,开路中将产生电动势E₀,这就是塞贝克效应。由塞贝克效应所产生的电动势称温差电动势。之所以称为温差电，是因为后 来人们认识到指南针的偏转是由于温差使回路产生电流而引起的。 

1947年泰克斯研制成功第一台温差发电器，但发电效率仅为1.5%。之后军事、航天领域电源的需要推动了温差发电器的迅速发展。 

1949年原苏联的约飞提出了关于半导体温差电的理论，同时在实际应用方面做了许多工作，1953年研制出温差电家用冰箱样机，并与1956年出版了《半导体热电元件与热电制冷》一书，可以认为是温差电转换效应实用化电器产品的开端，此后的发展十分迅速。但与其它半导体器件的发展相比，却是缓慢的。影响温差电转换功率应用的最大制约因数是它们的转换效率太低，难以与传统的功率转换器相比，研究一度进入低潮。然而，1959年齐纳博士预言温差电材料能够实现类似于氟利昂压缩式制冷或涡轮发电机那样的性能，这无疑给温差电器件的产业化注入了强心剂、兴奋剂。60年代初期，一下子就出现了上百家专业工厂，也大大激发了科学家们为寻求更高优值材料而在基础理论和新材料探索方面的热情。人们对以碲化铋(Bi2Te3)为基础的膺二元、膺三元合金系进行了深入的研究。尽管如此，数十年来材料性能的提高却十分缓慢。相比而言，器件的制备工艺则日趋完善，产品形成标准化、系列化，生产形成规模化。 

但是作为一类固体换能器件，它的优点又是无可比拟的，随着应用领域的不断拓展和水平的提高，日趋成熟的各类温差电器件的优点得到更多的重视，在众多的领域中得到应用。这些特点包括无运动部件、无噪声、容易微型化、易于控制、可靠性高、寿命长等，可靠性高是其主要优点，通常设计中无需采用其他形式的传热工质，因此就避免了诸如振动、压力、密封系统等许多设备制造中常碰到的问题。在许多不是以能量转换效率为主要考虑因数的应用场合，温差电具有不可取代的优点。在保护环境呼声日高的今天，温差电转换器件又因其不污染环境、可利用废热和可再生能源的潜力而进一步得到重视。上世纪末，蓬勃发展的超导转变温度在液氮温度以上的高温超导材料及其应用堪称为最重大的科技成果，为适应这一未来应用前景十分广阔的对低温条件的需求，温差电制冷也把获得这样的低温作为一项重要内容。这一努力包括进一步选择可能的材料。 

令人遗憾的是齐纳的预言至今未能实现。而且到目前为止，还难以确定能否实现，也就是说，单纯从能量转换效率的角度来看，温差电还不能与传统的模式相比拟。