[发明专利]超低温空气能热泵自动聚热系统

说明书

技术领域

本发明涉及热泵技术领域，尤其涉及热泵系统。

背景技术

空气能热泵是由电动机驱动的，利用蒸汽压缩制冷循环工作原理，以环境空气为冷、热源制取冷、热风或者冷、热水的设备。空气能热泵利用空气中的热量作为低温热源，经过传统空调器中的冷凝器或蒸发器进行热交换，然后通过循环系统，提取或释放热能，利用机组循环系统将能量转移到建筑物内，满足用户对生活热水、地暖或空调等需求热泵系统的现状。

普通的空气能热泵的工作效能在-10℃或更低的极低温环境中会大打折扣，影响机组整体运作，无法保证采暖或热水供应。普通的空气能热泵在温度较低的寒冷地区使用时，环境温度的下降导致蒸发温度降低和冷媒流量下降，制热能力大打折扣。同时，压缩比增大后带来的排气温度上升，也会引起压缩机可靠性的降低。

空气能热泵系统提供热量主要来自系统制冷剂在蒸发器蒸发吸空气热量，在某个环境温度和系统蒸发压力下。蒸发量用重量M(Kg)来标度，供热量Q(J)由温升热与气化潜热两部分组成。(1)温升热量Q1(J)：温升热与蒸发介质的热容和蒸发介质的温升成正比，即：Q＝C×M×ΔT；ΔT＝T2-T1热容C：J/Kg.℃。这是个非常简单的公式，用于计算温升热量，液体的饱和压力随温度的提高而上升至液体表面上方压力时开始蒸发。(2)蒸发潜热Q2(J)为：Q2＝M×ΔH；ΔH：液体的蒸发焓(汽化热)J/Kg。(3)总供热量Q＝Q1+Q2。由于空气能热泵系统膨胀阀对过热度的控制，蒸发换热是主流，温升换热所占比例低。

热力膨胀阀作用是实现冷凝压力至蒸发压力的节流，同时控制制冷剂的流量；以最佳的方式给蒸发器供液，保证蒸发器出口制冷剂蒸汽的过热度稳定，感温包准确的感应压缩机的吸气温度，实现通过感温包反馈回来的压力即是压缩机吸气温度对应的该种类型制冷剂的饱和压力，通过膨胀阀确保了在运行环境发生变化时，实现蒸发器最优及最佳的供液方式。

任何一个空气能热泵系统设计好后，其膨胀阀通过焊接与系统密封固定。膨胀阀根据感温包在低温环境下会节流自动减少蒸发器的供液量，蒸发系统中Q2＝M×ΔH，由于质量流量的降低，造成蒸发器中换热量的降低。目前的补气增焓技术在进入蒸发器之前旁通处理后供给压缩机，改善压缩机的工作状态，由于旁通的制冷剂没有经过蒸发器来蒸发吸取空气中的热量，空气能热泵系统由于低温环境的制冷剂流经蒸发器质量流量大幅降低造成的热量大幅损失并没有根本解决。从蒸发系统的中换热量计算公式Q2＝M×ΔH，我们知道只有提高蒸发器中质量流量才能真正提高换热量，目前市场热泵方案由于在换热过程蒸发器面积大小不变，膨胀阀低温环境节流降压的作用，换热量大幅降低不可避免。

发明内容

本发明的目的在于提供一种超低温空气能热泵自动聚热系统，以解决上述技术问题。

本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：

超低温空气能热泵自动聚热系统，包括一热泵机组，热泵机组包括蒸发换热系统、压缩机系统和一冷凝器，其特征在于，

所述蒸发换热系统包括：依次连接的电磁阀、膨胀阀和蒸发器；

所述热泵机组中设置有至少两个所述蒸发换热系统，分别为第一蒸发换热系统和第二蒸发换热系统；

一所述冷凝器，通过管路并行连接至少两个所述蒸发换热系统，即第一蒸发换热系统和第二蒸发换热系统；

还包括一微型处理器系统，所述微型处理器系统的至少两个控制信号输出端，分别连接至少两个所述蒸发换热系统，即第一蒸发换热系统的电磁阀和第二蒸发换热系统的电磁阀。

实现对两个独立的蒸发换热系统的分别接入或者断开。

还包括一温度传感器系统，包括至少一个位于室外的温度传感器，作为室外温度传感器，用于检测提供热能的外部环境的温度；

所述微型处理器系统，在通过室外温度传感器，检测到外部环境的温度低于一设定值时，控制其中一个所述电磁阀开启，进而增加一个蒸发换热系统接入，进而增加一个蒸发器的数量，进而增大质量流量，提高制热效果。

所述微型处理器系统中，设置有至少一设定值，所述设定值为一零下5摄氏度到零下10摄氏度之间的数值。

所述微型处理器系统中，还设置有另一设定值，所述另一设定值为一零下10摄氏度到零下25摄氏度之间的数值。

所述微型处理器系统，在通过室外温度传感器，检测到外部环境的温度低于所述另一设定值时，控制增加一个所述电磁阀开启，进而再增加一个蒸发换热系统接入，进而增加一个蒸发器的数量，进而增大质量流量，提高制热效果。