CN114623627A - 一种改进人工环境室的冷媒压缩热泵的方法及其*** - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种改进人工环境室的冷媒压缩热泵的方法及其***，本发明在冷媒压缩热泵的循环过程中，利用人工环境室与室外环境传导的冷量冷却冷媒压缩热泵循环过程中冷凝后的高压高温冷媒液体；在冷媒压缩热泵循环过程的蒸发过程中，利用高温人工环境室向室外环境传导的热量使得节流后的冷媒吸热实现冷媒蒸发在冷媒压缩热泵循环过程的冷凝过程中，利用低温人工环境室与室外环境传导的冷量使得压缩后的冷媒放热实现冷媒冷凝。利用蒸发器从围护取热，对于低温环境室，利用围护为冷凝器散热。本发明具有简单实用，高效节能的特点，同时通过无能量损失的在线融霜改善人工环境室的温度的恒定性，避免了因融霜导致的人工环境室的室内温度的波动。

Description

一种改进人工环境室的冷媒压缩热泵的方法及其***

技术领域

本发明涉及一种改进用于人工环境室的冷媒压缩热泵的方法和冷媒压缩热泵***。

背景技术

所谓的人工环境室，指温度高于环境或者低于环境的人工环境室，包括用于舒适性目的的室内环境，用于工艺性目的的车间、仓库等，高温工艺室，如高温烘烤房等，冷库，冷柜及冷藏车等。

人工环境室一般通过冷媒压缩***的制冷或制热实现，冷媒压缩***的蒸发温度和冷凝温度存在一定的差异，尤其是冷藏\冷冻应用，高温烘烤房，严寒气候条件下的冬季采暖，其温差更大，如当冷藏温度为-20℃时，环境温度为35℃，其温差可达70℃以上，因此，对从冷凝器出来的冷媒进行过冷具有显著的节能效果，实现冷媒过冷有不同的手段，包括采用外部冷源进行过冷，如采用自然冷源，如地下水，河水等，或采用另外一个人工制冷***实现，这些手段均存在各种问题，如缺少自然冷源，增加人工制冷***导致***复杂等，对于人工环境室而言，一个切实可行的方法是利用人工环境室与室外环境之间传导的冷量，对于低温人工环境室而言，人工环境室内的冷量通过围护结构向室外环境传导冷量，对于高温人工环境室而言，室外的冷量通过围护结构向室内传导冷量，因此完全可以通过置于围护结构内或其二侧的换热器实现对冷媒压缩***的高压高温冷媒进行过冷。同时，对于冷媒压缩***而言，蒸发器的融霜往往是老大难问题，而上述高温高压冷媒还可以同时用来进行融霜。

目前的热泵***，实际上是一个开式热泵***，即制热时，从环境取热，人工环境得热，制冷时，从人工环境取热，环境得热。而这样一种***实际上是不合理，至少对于人工环境室是不合理的，对于高温人工环境室而言，高温的人工环境室通过围护向环境散热，热泵完全可以吸收高温人工环境的散热而无需从室外环境取热，即人工环境的围护结构取热，其热的品质高，热泵的蒸发温度高，也无需大型的室外机，事实上，热泵无需全部吸收高温人工环境室的散热，因为热泵***还需要输入功，所以从能量平衡的角度，还需要向环境散热，即压缩机输入的功，对于低温人工环境室而言，即从人工环境的围护结构取冷，同样因为热泵***还需要输入功，所以从能量平衡的角度，还需要向环境散热，即压缩机输入的功，这样室外机散热能力只需要等于压缩机的功即可。

发明内容

基于上述思路，本发明提出的改进用于人工环境室的冷媒压缩热泵的方法和冷媒压缩热泵***，即通过过冷回收人工环境室内外传导的冷量实现冷媒过冷并同时利用过冷进行融霜的方法和***，同时对于高温人工环境室，利用蒸发器从围护取热，对于低温环境室，利用围护为冷凝器散热。

本发明采用的技术方案具体如下：

一种改进人工环境室的冷媒压缩热泵的方法，所述冷媒压缩热泵的循环过程为冷媒依次经过压缩、冷凝、节流、蒸发然后再压缩进行循环。

在冷媒压缩热泵的循环过程中，采用直接过冷器或间接过冷器与第一回收器，利用人工环境室与室外环境传导的冷量冷却冷媒压缩热泵循环过程中冷凝后的高压高温冷媒液体；所述的直接过冷器置于人工环境室的围护中或围护的两侧或一侧。所述的间接过冷器的一流体通道通入冷媒压缩热泵循环过程中冷凝后的高压高温冷媒液体，另一流体通道与第一回收器的循环流体通道连通，所述第一回收器置于人工环境室的围护中或围护的两侧或一侧，循环流体在间接过冷器和第一回收器之间循环，吸收冷量后在间接过冷器中与冷媒换热使冷媒冷却。

和/或在冷媒压缩热泵循环过程的蒸发过程中，采用直接蒸发器或间接蒸发器与第二回收器，利用高温人工环境室向室外环境传导的热量使得节流后的冷媒吸热实现冷媒蒸发。所述的直接蒸发器置于人工环境室的围护中或围护的两侧或一侧。所述的间接蒸发器的一流体通道通入节流后的冷媒，另一流体通道与第二回收器的循环流体通道连通，所述第二回收器置于人工环境室的围护中或围护的两侧或一侧，循环流体在间接过冷器和第二回收器之间循环，吸收热量后在间接蒸发器中与冷媒换热实现冷媒蒸发。

和/或在冷媒压缩热泵循环过程的冷凝过程中，采用直接冷凝器或间接冷凝器与第三回收器，利用低温人工环境室与室外环境传导的冷量使得压缩后的冷媒放热实现冷媒冷凝。

所述的直接冷凝器置于人工环境室的围护中或围护的两侧或一侧。所述的间接冷凝器的一流体通道通入压缩后的冷媒，另一流体通道与第三回收器的循环流体通道连通，所述第三回收器置于人工环境室的围护中或围护的两侧或一侧，循环流体在间接过冷器和第三回收器之间循环，吸收冷量后在间接冷凝器中与冷媒换热实现冷媒冷凝。

所述压缩、冷凝、节流、蒸发通常通过压缩机、冷凝器、节流阀和蒸发器实现，其中，压缩机、冷凝器的热流体通道、节流阀和蒸发器的冷流体通道依次连接形成回路。

所述人工环境室包括低温人工环境室、高温人工环境室，其中低温、高温分别指相对于环境温度，即：低温人工环境室的温度低于环境温度，高温人工环境室的温度高于环境温度。

所述人工环境室与室外环境传导的冷量包括低温人工环境室向室外环境传导的冷量和从室外环境向高温人工环境室传导的冷量，则利用人工环境室与室外环境传导的冷量冷却冷媒压缩热泵循环中冷凝后的高压高温冷媒液体具体为：

利用低温人工环境室向室外环境传导的冷量冷却从冷媒压缩热泵***的冷凝器排出的高压高温冷媒液体，或利用从冷媒压缩热泵***的冷凝器排出的高压高温冷媒液体吸收从室外环境向高温人工环境室传导的冷量，使冷媒降温，即：降温后的冷媒经过节流后进入蒸发器蒸发，从蒸发器排出的气态冷媒再经过压缩后进入冷凝器冷凝，冷凝器为人工环境室提供热量，冷凝器排出的液态冷媒经过一过冷器与人工环境室与室外环境传导的冷量换热实现降温，降温后经过节流后进入蒸发器。

在冷媒压缩热泵循环的蒸发过程中，利用高温人工环境室向室外环境传导的热量使得节流后的冷媒吸热实现冷媒蒸发，具体为：节流后的冷媒进入蒸发器吸收从高温人工环境室向室外环境传导的热量，即蒸发器吸收高温人工环境室的热量实现蒸发，从蒸发器排出的气态冷媒再经过压缩后进入冷凝器冷凝，冷凝器排出的液态冷媒经过节流后进入蒸发器，冷凝器为高温人工环境室提供热量。

在冷媒压缩热泵循环的冷凝过程中，利用低温人工环境室与室外环境传导的冷量使得压缩后的冷媒放热实现冷媒冷凝，具体为：压缩后的冷媒进入冷凝器吸收从低温人工环境室向室外环境传导的冷量，即冷凝器的冷媒吸收低温人工环境室的冷量冷凝并向室外环境排热，冷凝器排出的液态冷媒经过节流后进入蒸发器蒸发；蒸发器为低温人工环境室提供冷量，从蒸发器排出的气态冷媒再经过压缩后进入冷凝器。

利用人工环境室与室外环境传导的冷量冷却冷媒压缩热泵循环中冷凝后的高压高温冷媒液体；

和在冷媒压缩热泵循环的蒸发过程中，利用高温人工环境室向室外环境传导的热量使得节流后的冷媒吸热实现冷媒蒸发可以同时利用蒸发器和过冷器减少从高温人工环境室向室外环境传导的热量，具体为：进入蒸发器的冷媒吸收从高温人工环境室透过过冷器的热量，从蒸发器排出的气态冷媒再经过压缩后进入冷凝器，冷凝器排出的液态冷媒经过过冷器与人工环境室与室外环境传导的冷量换热实现降温，降温后经过节流后进入蒸发器，冷凝器为高温人工环境室提供热量，过冷器位于高温人工环境室和蒸发器之间。

利用低温人工环境室与室外环境传导的冷量冷却冷媒压缩热泵循环中冷凝后的高压高温冷媒液体；和在冷媒压缩热泵循环的冷凝过程中，利用低温人工环境室与室外环境传导的冷量使得压缩后的冷媒放热实现冷媒冷凝，可以同时利用冷凝器和过冷器减少从低温人工环境室向室外环境传导的冷量，具体为：进入冷凝器的冷媒吸收低温人工环境室透过过冷器的冷量冷凝并向室外环境排热，冷凝器排出的液态冷媒经过过冷器与人工环境室与室外环境传导的冷量换热实现降温，降温后经过节流后进入蒸发器；蒸发器为低温人工环境室提供冷量，从蒸发器排出的气态冷媒再经过压缩后进入冷凝器，过冷器位于人工高低环境室和冷凝器之间；

所述的直接冷凝器、直接过冷器、直接蒸发器是指采用直接式换热器实现冷凝、过冷、蒸发的换热器，所述的间接冷凝器、间接过冷器、间接蒸发器是指采用间接式换热器实现冷凝、过冷、蒸发的换热器。

进一步地，所述的过冷器与蒸发器通过四通阀切换实现功能互换，实现蒸发器的融霜。四通阀的四个接口分别与蒸发器的冷流体通道出口、过冷器的第一通道进口、冷凝器的热流体通道出口、压缩机进口连接。

进一步地，对于高温人工环境室，所述的直接过冷器、直接蒸发器、直接冷凝器的冷媒的流向和所述的第一回收器、第二回收器、第三回收器中循环流体的流向为从室内流向室外，对于低温人工环境室，所述的直接过冷器、直接蒸发器、直接冷凝器的冷媒的流向和所述的第一回收器、第二回收器、第三回收器中循环流体的流向为从室外流向室内。

一种高效冷压缩媒热泵***，***含有压缩机，节流阀，冷凝器，蒸发器和过冷器，所述压缩机出口与冷凝器的热流体通道进口相连，冷凝器的热流体通道出口与过冷器的第一通道进口相连，过冷器的第一通道出口与节流阀进口相连，节流阀出口与蒸发器的冷流体通道进口相连，蒸发器的冷流体通道出口与压缩机进口相连，所述的高效冷媒热泵***用于人工环境室；所述过冷器为直接过冷器，置于人工环境室的围护结构中或围护结构的两侧或一侧，或所述的蒸发器为直接蒸发器，置于高温人工环境室的围护结构中，或围护结构的两侧或一侧，或所述的冷凝器为直接冷凝器，置于低温人工环境室的围护结构中，或围护结构的两侧或一侧，或所述的蒸发器为直接蒸发器和所述过冷器为直接过冷器，蒸发器和过冷器置于高温人工环境室的围护结构中，且过冷器位于高温人工环境室和蒸发器之间，或围护结构的两侧或一侧；或所述的冷凝器为直接冷凝器和所述过冷器为直接过冷器，冷凝器和过冷器置于低温人工环境室的围护结构中，或围护结构的两侧或一侧，且过冷器位于低温人工环境室和冷凝器之间。

一种高效冷媒压缩热泵***，***含有压缩机，节流阀，冷凝器，蒸发器，过冷器，一个或多个回收器；其中，压缩机出口与冷凝器的热流体通道进口相连，冷凝器的热流体通道出口与过冷器的第一通道进口相连，过冷器的第一通道出口与节流阀进口相连，节流阀出口与蒸发器的冷流体通道进口相连，蒸发器的冷流体通道出口与压缩机进口相连。所述的高效冷媒热泵***用于人工环境室。所述过冷器为间接过冷器，间接过冷器的另一流体通道与第一回收器的一流体通道连通，第一回收器置于人工环境室的围护结构中，或围护结构的两侧或一侧。或所述的蒸发器为间接蒸发器，间接蒸发器的另一流体通道与第二回收器的一流体通道连通，第二回收器置于高温人工环境室的围护结构中，或围护结构的两侧或一侧，或所述的冷凝器为间接冷凝器，间接冷凝器的另一流体通道与第三回收器的一流体通道连通，第三回收器置于低温人工环境室的围护结构中，或围护结构的两侧或一侧，或所述的蒸发器为间接蒸发器和过冷器为间接过冷器，间接过冷器的另一流体通道与第一回收器的一流体通道连通，间接蒸发器的另一流体通道与第二回收器的一流体通道连通，第一回收器和第二回收器置于高温人工环境室的围护结构中，且第一回收器位于高温人工环境室和第二回收器之间，或围护结构的两侧或一侧；或所述的冷凝器为间接冷凝器和过冷器为间接过冷器，冷凝器和过冷器置于低温人工环境室的围护结构中，或围护结构的两侧或一侧，且过冷器位于低温人工环境室和冷凝器之间。

进一步地，所述的冷媒压缩热泵***为制冷***，所述人工环境室为冷冻或冷藏用环境室，所述的蒸发器置于人工环境室内直接制冷，或所述的蒸发器冷却载冷剂，***还含有置于低温环境室内进行制冷的载冷剂换热器，所述载冷剂换热器的载冷剂通道与蒸发器的另一流体通道相连形成回路，载冷剂在蒸发器和载冷剂换热器之间循环，所述的冷凝器置于低温环境室外或位于围护结构外侧。

进一步地，所所述的冷媒压缩热泵***具有除湿功能，所述的人工环境室为高温人工环境室。

进一步地，还包括第一四通阀，第一四通阀的四个接口分别与蒸发器的冷流体通道出口、过冷器的第一通道进口、冷凝器的热流体通道出口、压缩机进口连接。

进一步地，还包括第二四通阀、设置于冷凝器的热流体通道出口与过冷器第一通道进口连接的管路上的第二节流阀、第二节流阀的旁路及设置在第二节流阀的旁路上的旁通阀、以及节流阀的旁路及设置在节流阀的旁路上的旁通阀；第二四通阀的四个接口分别与压缩机进口、压缩机出口、冷凝器的热流体通道进口、蒸发器的冷流体通道出口相连；通过切换四通阀和控制第二节流阀和节流阀的工作状态，实现冷制热切换，制冷时，环境室为低温人工环境室，制热时为高温人工环境室。

进一步地，对于高温人工环境室，所述的直接过冷器、直接蒸发器、直接冷凝器的冷媒的流向和所述的第一回收器、第二回收器、第三回收器中循环流体的流向为从室内流向室外，对于低温人工环境室，所述的直接过冷器、直接蒸发器、直接冷凝器的冷媒的流向和所述的第一回收器、第二回收器、第三回收器中循环流体的流向为从室外流向室内。

本发明具有简单实用，高效节能的特点，同时通过无能量损失的在线融霜改善人工环境室的温度的恒定性，避免了因融霜导致的人工环境室的室内温度的波动。

本发明大幅度提高热泵***的效率，对于低温气候条件下的热泵采暖，高温室，冷库、冰箱等尤其具有显著的节能效果。

本发明可广泛应用于种人工环境室，包括舒性空调，高温室，尤其是各种冷冻冷藏低温环境室，包括各种冰箱冰柜，冷藏车辆等。

附图说明

图1为本发明利用过冷器回收冷量的低温环境室***

图2为本发明利用过冷器和冷凝器回收冷量的低温环境室***一

图3为本发明利用过冷器和冷凝器回收冷量的低温环境室***二

图4为本发明利用过冷器加热的高温环境室***

图5为本发明利用过冷器加热并带融霜功能的高温环境室***

图6本发明利用围护内侧过冷器回收冷量的低温环境室***

图7本发明利用围护过冷器和内侧回收器回收冷量的低温环境室***

图8为本发明利用过冷器融霜的低温环境室***

图9为图8***的正常模式

图10为图8***的融霜模式

图11为低温和高温的环境室***

图12为低温情形

图13为高温情形

图14为利用蒸发器回收热量的高温环境室***

图15为利用蒸发器回收热量和过冷器加热的高温环境室***

图16为利用蒸发器和回收器的高温环境室***

图17为利用蒸发器和过冷器及其回收器的高温环境室***

图18为利用蒸发器回收热量并具有除湿功能的高温环境室***一

图19为利用蒸发器回收热量并具有除湿功能的高温环境室***二

图20为过冷器内流体流向图一

图21为过冷器内流体流向图二

图22为热泵能量流图

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，需要指出的是，本发明的冷凝器、过冷器、蒸发器、回收器均可采用直接式换热器或间接式换热器任一种形式，下述中的直接过冷器表示为采用直接式换热器的过冷器，间接过冷器表示为采用间接式换热器的过冷器，类似地，冷凝器、蒸发器、回收器均采用相同描述形式。

所述围护结构的两侧包括围护结构的内侧和外侧，其中围护结构的内侧是指由围护结构分隔的人工环境室内靠近围护结构的区域，围护结构的外侧是指人工环境室外靠近围护结构的区域。

如图1所示，高效冷媒热泵***100含有压缩机101，节流阀104，冷凝器102，蒸发器105，过冷器103，并通过冷媒管106相连，具体地，压缩机101出口与冷凝器102的热流体通道进口相连，冷凝器102的热流体通道出口与过冷器103的第一通道进口相连，过冷器103的第一通道出口与节流阀104进相连，节流阀104出口与蒸发器105的冷流体通道进口相连，蒸发器105的冷流体通道出口与压缩机101进口相连，该高效冷媒热泵***用于低温人工环境室，过冷器103为直接过冷器，置于人工环境室的围护结构中，也可以置于围护结构的两侧或一侧，如图6所示，蒸发器305置于低温人工环境室内，当然也可以置于低温人工环境室外通过载冷剂对低温人工环境室供冷，图中未显示上述情形。过冷器103吸收低温人工环境室向室外环境排出的冷量，使得冷媒过冷，提高冷媒压缩***的制冷效率和制冷量。

图2***100A在图1的基础上增加了冷凝器102A，冷凝器102A同样位于人工围护结构中，并介于过冷器103和室外环境之间，即低温人工环境室向室外环境排出的冷量先被过冷器103吸收，然后被冷凝器102A吸收。与***100相比，***100A充分利用低温人工环境室向室外环境排出的冷量对冷凝器102A冷却，可以减小利用室外环境冷却的冷凝器102的散热量，从而减小其体积，功耗，如风机功耗，同时有利于降低冷凝温度。

图3***100B将过冷器103和冷凝器102B置于围护结构外，当然也可以置于围护结构内，图中未显示这种情形，与***100A相比，该***无需改变现有围护结构，特别有利于既有低温人工环境室的改造。

图4所示高效冷媒热泵***200含有压缩机201，节流阀203，冷凝器205，蒸发器202，过冷器204，并通过冷媒管206相连，具体地，压缩机201出口与冷凝器205的热流体通道进口相连，冷凝器205的热流体通道出口与过冷器204的第一通道进口相连，过冷器204的第一通道出口与节流阀203进口相连，节流阀203出口与蒸发器202的冷流体通道进口相连，蒸发器202的冷流体通道出口与压缩机201进口相连，该高效冷媒热泵***用于高温人工环境室，过冷器204为直接过冷器，置于人工环境室的围护结构中，也可以置于围护结构的两侧或一侧，冷凝器205置于高温人工环境室内，当然也可以置于低温人工环境室外通过载冷剂对高温人工环境室供热，图中未显示上述情形。过冷器204吸收低温人工环境室向室外环境排出的热量，使得冷媒过冷，提高冷媒压缩***的制热效率和制热量。

图5***200A在图4基础上增加了四通换向阀207，四通换向阀207的四个接口分别与冷凝器205的热流体通道出口、过冷器204的第一通道进口、蒸发器202的冷流体通道出口、压缩机201进口连接，通过四通换向阀207切换流体流向，可以实现过冷器204和蒸发器202的蒸发、过冷功能互换，实现蒸发器202融霜。具体运行模式切换与图8，图9，图10所示的***相同。

图6***300与***100的不同在于，过冷器位于围护结构的内侧；具体地，高效冷媒热泵***300含有压缩机301，节流阀304，冷凝器302，蒸发器105，过冷器303，并通过冷媒管106相连，其中，压缩机301出口与冷凝器302的热流体通道进口相连，冷凝器302的热流体通道出口与过冷器303的第一通道进口相连，过冷器303的第一通道出口与节流阀304进相连，节流阀304出口与蒸发器305的冷流体通道进口相连，蒸发器305的冷流体通道出口与压缩机301进口相连，该高效冷媒热泵***用于低温人工环境室，过冷器为直接过冷器。

图7***400与***300不同在于，过冷器为间接过冷器，并增加了流体循环***，***含有400含有压缩机401，节流阀404，冷凝器402，蒸发器405，过冷器403，并通过冷媒管406相连，压缩机401出口与冷凝器402的热流体通道进口相连，冷凝器402的热流体通道出口与过冷器403的第一通道进口相连，过冷器403的第一通道出口与节流阀404进口相连，节流阀404出口与蒸发器405的冷流体通道进口相连，蒸发器405的冷流体通道出口与压缩机401进口相连。***同时含有回收器407，循环装置，泵或风机408，及循环流体管道，回收器407的循环流体通道通过循环管道与过冷器403的第二通道相连，循环装置置于循环流体管道上，循环流体通过回收器407回收低温人工环境室的冷量冷却过冷器的冷媒。

图8***500在图1***100的基础上增加了四通换向阀501，四通换向阀501的四个接口分别与蒸发器105的冷流体通道出口、过冷器103的第一通道进口、冷凝器102的热流体通道出口、压缩机101进口连接，通过四通换向阀501切换流体流向，可以实现过冷器103和蒸发器105的蒸发、过冷功能互换，实现蒸发器105的融霜，图9***500A为***正常工作模式，压缩机101出口的冷媒进入冷凝器102冷流体通道冷凝放热，然后通过四通换向阀501进入过冷器103的第一通道，吸收围护结构中吸收低温人工环境室向室外环境排出的冷量，使得冷媒过冷，然后经节流阀104节流后进入蒸发器105的冷流体通道蒸发吸热后经四通换向阀501进入压缩机101进口，完成循环。

图10***500B为***融霜工作模式，压缩机101出口的冷媒进入冷凝器102冷流体通道冷凝放热，然后通过四通换向阀501进入蒸发器105，此时蒸发器105实现过冷功能，冷媒过冷，同时向环境释放热量，使蒸发器105表面融霜，然后经节流阀104节流后进入过冷器103，此时过冷器103实现蒸发功能，冷媒蒸发吸热后经四通换向阀501进入压缩机101进口，完成循环。。

另外，还可以采用多个阀替代四通换向阀501实现上述冷媒换向功能。

图11***600在***100的基础上增加了制热功能，即人工环境室可以在低温和高温之间转换，其转换通过增加的阀门实现，具体地，***增加了第二四通阀601，第二四通阀601的四个接口分别压缩机101进口、压缩机101出口、冷凝器102的热流体通道进口、蒸发器105的冷流体通道出口相连；设置于冷凝器102的热流体通道出口与过冷器第一通道进口连接的管路上的第二节流阀602、第二节流阀602的旁路及设置在旁路上的旁通阀603，以及节流阀102的旁路及设置在旁路上的旁通阀604。

图12为***600的制冷模式，压缩机101出口的冷媒通过第二四通阀601进入冷凝器102的热流体通道冷凝放热，然后直接进入第二节流阀602的旁路，第二节流阀602不起作用，再进入过冷器103的第一通道，吸收围护结构中吸收低温人工环境室向室外环境排出的冷量，使得冷媒过冷，过冷后的冷媒通过节流阀104(旁通阀604关闭)节流后进入蒸发器105的冷流体通道，蒸发放热后通过第二四通阀601回到压缩机101进口。

图13为***600的制热模式，压缩机101出口的冷媒通过第二四通阀601进入蒸发器105，此时蒸发器105实现冷凝功能，冷媒冷凝放热后直接进入节流阀604的旁路，节流阀604不起作用，再进入过冷器103的第一通道，吸收围护结构中吸收低温人工环境室向室外环境排出的冷量，使得冷媒过冷，过冷后的冷媒通过第二节流阀602(旁通阀603关闭)，节流后进入冷凝器102，此时冷凝器102实现蒸发功能，冷媒蒸发吸热后通过第二四通阀601回到压缩机101进口。

图14所示高效冷媒热泵***700含有压缩机701，节流阀703，冷凝器702，蒸发器704，并通过冷媒管705相连，压缩机701出口与冷凝器702的热流体通道进口相连，冷凝器702的热流体通道出口与节流阀703进口相连，节流阀703出口与蒸发器704的冷流体通道进口相连，蒸发器704的冷流体通道出口与压缩机701进口相连，该高效冷媒热泵***用于高温人工环境室，蒸发器为直接过冷器，置于人工环境室的围护结构中，也可以置于围护结构的两侧或一侧，冷凝器702置于高温人工环境室内，当然也可以置于高温人工环境室外通过载热流体对高温人工环境室供热，图中未显示上述情形。蒸发器吸收低温人工环境室向室外环境排出的热量，提高冷媒压缩***的制热效率和制热量。

图22显示现有的热泵制热方法和本发明图14所示的方法的不同，现有的方法是利用热泵从低于室外环境温度的空气中抽取热量到室内，然后室内热量通过围护又回到室外，是一种高耗能又很不合理的方法。

本发明的新方法利用热泵的蒸发器回收高温人工环境室的散热，使得室内热量几乎不会散失到室外，热量在室内循环。很显然，新方法室内需热量很小，热泵蒸发温度高，能耗大大减少。

图15***700A在700的基础上增加了直接过冷器706，另一个不同在于，过冷器和蒸发器均位于围护结构的内侧，而不是围护结构中，且过冷器位于蒸发器和人工环境室之间。

图16***800与***700不同在于，其蒸发器804为间接蒸发器，并增加了流体循环***。***800含有压缩机801，节流阀803，冷凝器802，蒸发器804，并通过冷媒管805相连，压缩机801出口与冷凝器802的热流体通道进口相连，冷凝器802的热流体通道出口与节流阀803进口相连，节流阀803出口与蒸发器804的冷流体通道进口相连，蒸发器804的冷流体通道出口与压缩机801进口相连。***同时含有回收器807，循环装置806，及循环管道808，回收器807的循环流体通道通过循环管道与蒸发器804的热流体通道相连，循环装置置于循环流体管道上，回收器807置于围护结构内，循环流体通过回收器807回收高温人工环境室的热量。

图17***800A,在***800的基础上增加了间接过冷器809，及其第二流体循环***，第二流体循环***包括第二回收器811，第二循环装置，泵或风机810，及第二循环管道812，间接过冷器809的第一通道进口、出口分别与冷凝器802出口、节流阀803进口连接，第二回收器811的循环流体通道通过循环管道与间接过冷器809的第二通道相连。与***800的另一不同是，第一回收和第二回收器均置于围护结构的外侧。当然，上述增加的过冷器也可以为直接过冷器，这样就无需第二流体循环***，图中未显示这种情形。

图18***900，为一种具有除湿功能的高温环境室，可用于各种干燥用途的烘烤房，即高温环境室内保持高温和低湿。图中所示的除湿机为冷媒压缩型，含有压缩机，节流阀，冷凝器，蒸发器、冷媒管等，图中仅仅显示了蒸发器和冷凝器。图中在环境室内侧增加了隔板，隔板与围护形成空气通道，室内空气经过蒸发器冷却后，冷空气进入到空气通道内，防止室内热量散失到室外，当冷空气温度低于室外温度时，还可从室外吸收热量，冷空气排出空气通道，经过冷凝器加热后，空气回到室内。

图19***900A与***900不同在于，增加了空气/空气换热器，空气/空气换热器包括预热通道和预冷通道，室内空气先经过空气/空气换热器的预冷通道被预冷后再经过蒸发器，从空气通道内排出了冷空气再经过空气/空气换热器的预热通道被加热后进入冷凝器。

图20***显示低温环境室的直接过冷器的冷媒流体的流向，为从室外流向室内。

图21***显示高温环境室的直接过冷器的冷媒流体的流向，为从室内流向室外。

图20，图21***显示的冷媒流体的流向，同样适用于与间接过冷器匹配的回收器的流向。

Claims (10)

1.一种改进人工环境室的冷媒压缩热泵的方法，所述冷媒压缩热泵的循环过程为冷媒依次经过压缩、冷凝、节流、蒸发然后再压缩进行循环。其特征在于：

在冷媒压缩热泵的循环过程中，采用直接过冷器或间接过冷器与第一回收器，利用人工环境室与室外环境传导的冷量冷却冷媒压缩热泵循环过程中冷凝后的高压高温冷媒液体；所述的直接过冷器置于人工环境室的围护中或围护的两侧或一侧。所述的间接过冷器的一流体通道通入冷媒压缩热泵循环过程中冷凝后的高压高温冷媒液体，另一流体通道与第一回收器的循环流体通道连通，所述第一回收器置于人工环境室的围护中或围护的两侧或一侧，循环流体在间接过冷器和第一回收器之间循环，吸收冷量后在间接过冷器中与冷媒换热使冷媒冷却。

和/或在冷媒压缩热泵循环过程的蒸发过程中，采用直接蒸发器或间接蒸发器与第二回收器，利用高温人工环境室向室外环境传导的热量使得节流后的冷媒吸热实现冷媒蒸发。所述的直接蒸发器置于人工环境室的围护中或围护的两侧或一侧。所述的间接蒸发器的一流体通道通入节流后的冷媒，另一流体通道与第二回收器的循环流体通道连通，所述第二回收器置于高温人工环境室的围护中或围护的两侧或一侧，循环流体在间接过冷器和第二回收器之间循环，吸收热量后在间接蒸发器中与冷媒换热实现冷媒蒸发。

和/或在冷媒压缩热泵循环过程的冷凝过程中，采用直接冷凝器或间接冷凝器与第三回收器，利用低温人工环境室与室外环境传导的冷量使得压缩后的冷媒放热实现冷媒冷凝。

所述的直接冷凝器置于人工环境室的围护中或围护的两侧或一侧。所述的间接冷凝器的一流体通道通入压缩后的冷媒，另一流体通道与第三回收器的循环流体通道连通，所述第三回收器置于低温人工环境室的围护中或围护的两侧或一侧，循环流体在间接过冷器和第三回收器之间循环，吸收冷量后在间接冷凝器中与冷媒换热实现冷媒冷凝。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，过冷器与蒸发器通过一四通阀切换实现功能互换，实现蒸发器的融霜。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对于高温人工环境室，所述的直接过冷器、直接蒸发器、直接冷凝器的冷媒的流向和所述的第一回收器、第二回收器、第三回收器中循环流体的流向为从室内流向室外，对于低温人工环境室，所述的直接过冷器、直接蒸发器、直接冷凝器的冷媒的流向和所述的第一回收器、第二回收器、第三回收器中循环流体的流向为从室外流向室内。

4.一种高效冷媒压缩热泵***，其特征在于，***含有压缩机，节流阀，冷凝器，蒸发器和过冷器，所述压缩机出口与冷凝器的热流体通道进口相连，冷凝器的热流体通道出口与过冷器的第一通道进口相连，过冷器的第一通道出口与节流阀进口相连，节流阀出口与蒸发器的冷流体通道进口相连，蒸发器的冷流体通道出口与压缩机进口相连，所述的高效冷媒热泵***用于人工环境室；所述过冷器为直接过冷器，置于人工环境室的围护结构中或围护结构的两侧或一侧，或所述的蒸发器为直接蒸发器，置于高温人工环境室的围护结构中，或围护结构的两侧或一侧，或所述的冷凝器为直接冷凝器，置于低温人工环境室的围护结构中，或围护结构的两侧或一侧，或所述的蒸发器为直接蒸发器和所述过冷器为直接过冷器，蒸发器和过冷器置于高温人工环境室的围护结构中，且过冷器位于高温人工环境室和蒸发器之间，或围护结构的两侧或一侧；或所述的冷凝器为直接冷凝器和所述过冷器为直接过冷器，冷凝器和过冷器置于低温人工环境室的围护结构中，或围护结构的两侧或一侧，且过冷器位于低温人工环境室和冷凝器之间。

5.一种高效冷媒压缩热泵***，其特征在于，***含有压缩机，节流阀，冷凝器，蒸发器，过冷器，一个或多个回收器；其中，压缩机出口与冷凝器的热流体通道进口相连，冷凝器的热流体通道出口与过冷器的第一通道进口相连，过冷器的第一通道出口与节流阀进口相连，节流阀出口与蒸发器的冷流体通道进口相连，蒸发器的冷流体通道出口与压缩机进口相连。所述的高效冷媒热泵***用于人工环境室。所述过冷器为间接过冷器，间接过冷器的另一流体通道与第一回收器的一流体通道连通，第一回收器置于人工环境室的围护结构中，或围护结构的两侧或一侧。或所述的蒸发器为间接蒸发器，间接蒸发器的另一流体通道与第二回收器的一流体通道连通，第二回收器置于高温人工环境室的围护结构中，或围护结构的两侧或一侧，或所述的冷凝器为间接冷凝器，间接冷凝器的另一流体通道与第三回收器的一流体通道连通，第三回收器置于低温人工环境室的围护结构中，或围护结构的两侧或一侧，或所述的蒸发器为间接蒸发器和过冷器为间接过冷器，间接过冷器的另一流体通道与第一回收器的一流体通道连通，间接蒸发器的另一流体通道与第二回收器的一流体通道连通，第一回收器和第二回收器置于高温人工环境室的围护结构中，且第一回收器位于高温人工环境室和第二回收器之间，或围护结构的两侧或一侧；或所述的冷凝器为间接冷凝器和过冷器为间接过冷器，冷凝器和过冷器置于低温人工环境室的围护结构中，或围护结构的两侧或一侧，且过冷器位于低温人工环境室和冷凝器之间。

6.根据权利要求4-5任一项所述***，其特征在于，所述的冷媒压缩热泵***为制冷***，所述人工环境室为冷冻或冷藏用环境室，所述的蒸发器置于人工环境室内直接制冷，或所述的蒸发器冷却载冷剂，***还含有置于低温环境室内进行制冷的载冷剂换热器，所述载冷剂换热器的载冷剂通道与蒸发器的另一流体通道相连形成回路，载冷剂在蒸发器和载冷剂换热器之间循环，所述的冷凝器置于低温环境室外或位于围护结构外侧。

7.根据权利要求4-5任一项所述***，其特征在于，所述的冷媒压缩热泵***具有除湿功能，所述的人工环境室为高温人工环境室。

8.根据权利要求4-6任一项所述的***，其特征在于，还包括第一四通阀，第一四通阀的四个接口分别与蒸发器的冷流体通道出口、过冷器的第一通道进口、冷凝器的热流体通道出口、压缩机进口连接。

9.根据权利要求4-5任一项所述的***，其特征在于，还包括第二四通阀、设置于冷凝器的热流体通道出口与过冷器第一通道进口连接的管路上的第二节流阀、第二节流阀的旁路及设置在第二节流阀的旁路上的旁通阀、以及节流阀的旁路及设置在节流阀的旁路上的旁通阀；第二四通阀的四个接口分别与压缩机进口、压缩机出口、冷凝器的热流体通道进口、蒸发器的冷流体通道出口相连；通过切换四通阀和控制第二节流阀和节流阀的工作状态，实现冷制热切换，制冷时，环境室为低温人工环境室，制热时为高温人工环境室。

10.根据权利要求4-6任一项所述的***，其特征在于，对于高温人工环境室，所述的直接过冷器、直接蒸发器、直接冷凝器的冷媒的流向和所述的第一回收器、第二回收器、第三回收器中循环流体的流向为从室内流向室外，对于低温人工环境室，所述的直接过冷器、直接蒸发器、直接冷凝器的冷媒的流向和所述的第一回收器、第二回收器、第三回收器中循环流体的流向为从室外流向室内。

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