專利名稱：室內(nèi)暖氣空調(diào)系統(tǒng)與通風(fēng)控制系統(tǒng)及其節(jié)能作業(yè)方式的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種室內(nèi)暖氣空調(diào)系統(tǒng)，更具體的說，涉及一種以冷媒循環(huán)與壓縮機進行暖氣作業(yè)的室內(nèi)空調(diào)系統(tǒng)，并以達到接近百分之百的有效作業(yè)時間與可靠的持續(xù)性作業(yè)為主要目的，其次提供良好的換氣與節(jié)能作業(yè)方式，以應(yīng)對于生活住宅、溫室產(chǎn)業(yè)、各種大型室內(nèi)廣場等室內(nèi)空間于寒冷地區(qū)的空調(diào)需求。更具體的說，本發(fā)明的主要用途為住宅、各類溫室與養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)、大型室內(nèi)空間等的暖氣空調(diào)控系統(tǒng)與通風(fēng)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
冷媒循環(huán)型的室內(nèi)暖氣空調(diào)系統(tǒng)較燃燒型的室內(nèi)暖氣空調(diào)系統(tǒng)更為環(huán)保安全，因冷媒循環(huán)型的室內(nèi)暖氣空調(diào)系統(tǒng)只需消耗電力而且不排放二氧化碳造成空氣污染，同時偏遠地區(qū)因交通不便，相較于高成本的天然氣供應(yīng)管線的保養(yǎng)安裝或者木材媒炭的長途運輸，電力的供應(yīng)設(shè)備較為多樣化而且能源來源穩(wěn)定、設(shè)備安裝的成本也較低廉，不過過去的冷媒循環(huán)型室內(nèi)暖氣空調(diào)系統(tǒng)有著許多作業(yè)上的限制，所以無法應(yīng)用于不斷改變氣溫與濕度的北方天候；許多寒冷地區(qū)白晝地面氣溫約15度C，于夜晚地面氣溫卻逐漸下降至零下15度C左右，甚至因其它突然的天候變化因素如降雪而使地上溫度達到零下40度C或更低，而且大自然中的濕度變化也無法由人為控制。
傳統(tǒng)的冷媒循環(huán)型室內(nèi)暖氣空調(diào)系統(tǒng)其中一項作業(yè)限制為壓縮機的有效運轉(zhuǎn)范圍；一般冷媒循環(huán)系統(tǒng)的壓縮機于不同的應(yīng)用溫度基本上分為高溫型(約15度至0度C)，中溫度作業(yè)型(約0度至零下10度C)，低溫度作業(yè)型(零下10度C至零下40度C)，其中構(gòu)造上的主要區(qū)別為針對不同的冷媒種類的冷媒蒸發(fā)溫度與冷媒蒸發(fā)壓力所需要的不同壓縮比，若將壓縮機強制在其傳統(tǒng)規(guī)格外的作業(yè)溫度下則視情況因超載而損壞或因空載而無法提供任何壓縮出力，即一般情況下將高溫型的壓縮機于零下5度C的室外溫度下作業(yè)，原來10馬力的壓縮機只能提供不到2馬力的壓縮動力，而低作業(yè)溫度型的壓縮機在高溫型的適用室外溫度下作業(yè)則會在短時間內(nèi)超載而損毀。
現(xiàn)有的技術(shù)雖也有提供可調(diào)整壓縮比或可調(diào)整馬達回轉(zhuǎn)速度的壓縮機，但變頻馬達回轉(zhuǎn)速度可增加的空間小，若不顧機械結(jié)構(gòu)上造成的負擔(dān)增加馬達轉(zhuǎn)速數(shù)倍，壓縮機的運轉(zhuǎn)壽命將大幅縮短，于運轉(zhuǎn)中為適應(yīng)突然的天候變化而改變壓縮機的壓縮比，也同樣對結(jié)構(gòu)強度與運轉(zhuǎn)壽命上造成影響，其次為整體系統(tǒng)的成本增加，基于上述理由，一般冷媒循環(huán)系統(tǒng)多半應(yīng)用于作業(yè)溫度固定或溫度浮動變化少的作業(yè)環(huán)境；依照現(xiàn)有技術(shù)，雖可能以多組不同作業(yè)范圍的壓縮機共同作業(yè)來達到可由室外溫度20度至零下40度C的可能作業(yè)范圍，但壓縮機一般占全空調(diào)系統(tǒng)約一半的成本，使用多組不同規(guī)格的壓縮機過度增加設(shè)備成本而且部分壓縮機無法全時間作業(yè)，因此目前產(chǎn)業(yè)市場未提供。
傳統(tǒng)的冷媒循環(huán)型室內(nèi)暖氣空調(diào)系統(tǒng)的另一項作業(yè)限制為蒸發(fā)器的吸熱能力，而影響蒸發(fā)器的吸熱能力主要為兩個因素；其一為蒸發(fā)中冷媒的蒸發(fā)溫度，當(dāng)室外溫度下降，通過蒸發(fā)器散熱葉片的空氣溫度與蒸發(fā)器內(nèi)蒸發(fā)中的冷媒溫度的溫差減少，熱量傳導(dǎo)速度減少造成冷媒蒸發(fā)量降低，而由室外空氣吸收的熱量減少的同時，一般的壓縮機也將因進氣壓力不足而無法輸出百分之百的壓縮動力；而另一個因素為大自然空氣中無限的水分，在10度至零下10度C右之間浮動的自然天候下，冰霜會于蒸發(fā)器葉片上的快速凝結(jié)，在濃霧的天候下運轉(zhuǎn)則結(jié)霜的狀況更加嚴重，若以一般用于除霜的電熱器進行除霜，所耗費的時間與能源成本相當(dāng)龐大，而且電熱除霜有保養(yǎng)維修的安全性考慮與龐大電力供應(yīng)的需求，潮濕的環(huán)境下使用必須預(yù)防漏電，因此電熱除霜并不理想。為了節(jié)省能源與綜合其它考慮，目前最普遍的除霜方式為停機除霜，但此類型的暖氣空調(diào)系統(tǒng)每次除霜所需的時間并不穩(wěn)定，控制上較為復(fù)雜，而室外溫度若在0度以下，冰霜無法自然溶解，則必須使用其它能源補助除霜。
現(xiàn)有的技術(shù)也有提供其它的除霜方式，但整體效果皆不理想，大氣中無限的水氣使得除霜的能源消耗龐大，而且一般的除霜過程中，無法于室內(nèi)繼續(xù)進行制熱作業(yè)，在0度C左右的室外溫度下作業(yè)時，用于除霜的時間幾乎等于可有效進行制熱作業(yè)的時間，即整體壓縮機與室內(nèi)冷凝器的使用率只有一半，換言之，若壓縮機與室內(nèi)冷凝器可達到百分之百的使用率，整體暖氣空調(diào)系統(tǒng)的規(guī)模可以降低一半，也可降低電力供應(yīng)設(shè)備的規(guī)模與成本。
而更進一步的說，目前一般冷媒系統(tǒng)的室內(nèi)暖氣空調(diào)系統(tǒng)用于住宅上有三個缺陷，其一為斷斷續(xù)續(xù)的制熱作業(yè)，無法提供穩(wěn)定的熱量輸出，其二為不穩(wěn)定的除霜時間與除霜系統(tǒng)的保養(yǎng)，最后為無法提供有效節(jié)約熱能的換氣作業(yè)；于寒冷地區(qū)，室內(nèi)暖氣為不可或缺的維生設(shè)施，持續(xù)性的暖氣供應(yīng)是先決條件，其次是安全可靠且不需經(jīng)常保養(yǎng)的除霜設(shè)備，若暖氣供應(yīng)在夜晚間因無法除霜而停止，后果不堪設(shè)想，最后為有效的維持室內(nèi)空氣質(zhì)量；使用天然氣或木頭燃燒的暖氣空調(diào)雖然換氣率高，但因燃燒后空氣中的含氧量降低，使人呼吸產(chǎn)生些許不適感，而一般室內(nèi)電熱型與冷媒循環(huán)型的空調(diào)暖氣系統(tǒng)則完全無法在制熱同時換氣，必須使用另外的通風(fēng)系統(tǒng)換氣，一般通風(fēng)系統(tǒng)雖然采用導(dǎo)熱板在出風(fēng)信道與入風(fēng)信道之間回收室內(nèi)排出的熱能，但效果不理想，大部分的熱能仍然無法保留，因此許多住宅用戶為節(jié)省能源的關(guān)系不顧室內(nèi)空氣質(zhì)量大幅減少室內(nèi)的換氣率。為此，本發(fā)明案除了提供能解決上述技術(shù)困難點的室內(nèi)暖氣空調(diào)系統(tǒng)與節(jié)能控制方式，更進一步的提供可完全利用熱能的通風(fēng)系統(tǒng)以提高室內(nèi)換氣率與改善室內(nèi)空氣質(zhì)量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于，針對現(xiàn)有技術(shù)的上述冷媒循環(huán)型的空調(diào)系統(tǒng)因為各種作業(yè)限制而無法符合室內(nèi)暖氣空調(diào)系統(tǒng)的產(chǎn)業(yè)需求的缺陷，提供一種適合各種室內(nèi)空間，并在浮動于20度至零下40度C的天候狀況下能以最高制熱效率持續(xù)地全時間運轉(zhuǎn)，同時能有效率使用熱能進行除霜作業(yè)的室內(nèi)暖氣空調(diào)系統(tǒng)與節(jié)能控制方法，并更進一步提供低熱損高換氣率的通風(fēng)系統(tǒng)。
本發(fā)明為達到產(chǎn)業(yè)低設(shè)備成本低能源消耗的需求而需要解決多重技術(shù)問題，因壓縮機成本占了整體設(shè)備的一半左右，所以本發(fā)明首要解決的技術(shù)問題為室內(nèi)暖氣空調(diào)系統(tǒng)的壓縮機的作業(yè)范圍與設(shè)備成本，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是構(gòu)造一種利用動態(tài)調(diào)整的葉片渦輪回收冷媒高壓動力，并只需固定壓縮比或固定回轉(zhuǎn)速的高溫型壓縮機即可在浮動于20度至零下40度C之間的室外天候下持續(xù)高效率運轉(zhuǎn)的室內(nèi)暖氣空調(diào)系統(tǒng)；其次要解決的技術(shù)問題為因室外空氣中無限的水氣而在低溫下快速結(jié)霜并導(dǎo)致蒸發(fā)器無法正常作業(yè)的問題，同時需要解決除霜效率與所需時間不穩(wěn)定的問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為因應(yīng)各種室內(nèi)空間的需求的三種蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)，第一種為交互逆向除霜系統(tǒng)，第二種為交互除霜系統(tǒng)，第三種為交互排氣除霜系統(tǒng)，其中的交互排氣除霜系統(tǒng)更為室內(nèi)暖氣空調(diào)系統(tǒng)提供了低熱損高換氣率的通風(fēng)系統(tǒng)，從而達到住宅或各室內(nèi)產(chǎn)業(yè)的需求；最后的技術(shù)方案是為本發(fā)明提供最優(yōu)適的節(jié)能控制方法，從而使本發(fā)明在不斷變化的天候與濕度下提供穩(wěn)定且低運轉(zhuǎn)成本的室內(nèi)暖氣。
本發(fā)明所采用的第一類型綜合技術(shù)方案是；構(gòu)造一種多重作業(yè)溫度型交互逆向循環(huán)除霜的室內(nèi)暖氣空調(diào)系統(tǒng)，基本構(gòu)造為一組高溫型壓縮機，一組連接至所述壓縮機的冷凝器以提供室內(nèi)暖氣，兩組以上連接至所述冷凝器的蒸發(fā)器以吸收室外空氣中的熱能，所述各蒸發(fā)器包含獨立的隔熱室使流入各蒸發(fā)器的室外空氣不互相混合，所述各隔熱室包含獨立的進氣與排氣風(fēng)扇以導(dǎo)入通過各蒸發(fā)器的室外空氣，一組控制冷凝器至所述蒸發(fā)器的冷媒壓力差的主膨脹閥，所述蒸發(fā)器的輸出口連接至一組葉片渦輪的主輸入口，一組回流管線將壓縮機輸出的部分高壓氣體冷媒導(dǎo)入所述葉片渦輪的動力驅(qū)動入口，所述回流管線包含一組伺服型的流量控制閥，所述葉片渦輪的輸出口連接至壓縮機的進氣口，所述各蒸發(fā)器的輸入口與輸出口包含獨立控制的流量控制閥，所述各組蒸發(fā)器包含各自的逆向除霜控制閥，所述各逆向除霜控制閥控制由壓縮機輸出并導(dǎo)入該對應(yīng)的蒸發(fā)器的高壓氣體冷媒，所述各蒸發(fā)器包含讓高壓氣體冷媒通過蒸發(fā)器盤管后可以導(dǎo)入另一組蒸發(fā)器的輸入口的單向管線，所述單向管線包含一組逆向循環(huán)用膨脹閥與單向逆止閥；所述蒸發(fā)器與壓縮機的規(guī)模應(yīng)配合冷媒種類并足夠在高溫度范圍下持續(xù)制熱作業(yè)。
第一類型方案的最優(yōu)選的節(jié)能控制方式為室外溫度20度至10度C時全部蒸發(fā)器持續(xù)蒸發(fā)吸熱作業(yè)，全部隔熱室的風(fēng)扇全速運轉(zhuǎn)以提供足夠的室外空氣通過各蒸發(fā)器，回流管線的流量控制閥為完全關(guān)閉，全部逆向除霜控制閥為不導(dǎo)通，壓縮機輸出口的高壓氣體冷媒全部導(dǎo)入冷凝器提供室內(nèi)暖氣，此時所述葉片渦輪因冷媒通過而慢速旋轉(zhuǎn)但不產(chǎn)生任何效果，通過所述葉片渦輪的冷媒最后進入壓縮機再次進行壓縮；室外溫度10度至5度C時，蒸發(fā)器開始結(jié)霜，雖結(jié)霜速度不快但控制電路需避免全部的蒸發(fā)器同時因嚴重結(jié)霜而無法運作，若一組蒸發(fā)器在運轉(zhuǎn)30分鐘后將因嚴重結(jié)霜而無法吸收室外空氣的熱能，則運轉(zhuǎn)10分鐘左右即可開始除霜作業(yè)，而在此溫度范圍內(nèi)本系統(tǒng)可采取第一階段除霜作業(yè)；為使除霜作業(yè)簡易明了，以下提供一個除霜作業(yè)循環(huán)范例，全部蒸發(fā)器共同作業(yè)10分鐘，然后第一蒸發(fā)器進行第一階段除霜作業(yè)5分鐘，然后第二蒸發(fā)器進行第一階段除霜作業(yè)5分鐘并完成一次除霜作業(yè)的循環(huán)；進行第一階段除霜作業(yè)的蒸發(fā)器會將其輸入口與輸出口的流量控制閥關(guān)閉，使該蒸發(fā)器內(nèi)的冷媒停止流動，此時室外空氣繼續(xù)通過該蒸發(fā)器，使結(jié)于該蒸發(fā)器上的冰霜吸收室外空氣的熱能溶解，而另一組非除霜作業(yè)中的蒸發(fā)器內(nèi)的冷媒持續(xù)循環(huán)使壓縮機可保持正常壓縮作業(yè)；在室外溫度10度至5度C之間，當(dāng)全部蒸發(fā)器共同作業(yè)時，其中的冷媒蒸發(fā)量應(yīng)該仍足以提供壓縮機足夠的進氣壓力，但當(dāng)其中一組蒸發(fā)器進入除霜作業(yè)中，冷媒蒸發(fā)量與壓縮機進氣壓力將依照可作業(yè)蒸發(fā)器的數(shù)目比例降低，壓縮機的壓縮出力因此下降，此時可將回流管線的控制閥打開些許，壓縮機輸出的高壓氣體冷媒的約百分之五左右的流量直接經(jīng)由回流管線導(dǎo)入葉片渦輪的動力驅(qū)動入口并推動葉片后與由葉片渦輪的主輸入口導(dǎo)入的蒸發(fā)冷媒混合，由于輸入壓縮機的冷媒量增加，使壓縮機的壓縮比與壓縮出力恢復(fù)正常作業(yè)的范圍；室外溫度5度C至零下15度C時，蒸發(fā)器的結(jié)霜速度更為快速，控制電路為避免全部的蒸發(fā)器因嚴重結(jié)霜而使壓縮機無法運作，除霜作業(yè)循環(huán)的間隔必須更為頻繁以提高蒸發(fā)器的使用率，同時因室外空氣再度降低，以室外空氣進行除霜作業(yè)的第一階段除霜作業(yè)將不再適用，此時系統(tǒng)改以第二階段除霜作業(yè)運作，而除霜作業(yè)循環(huán)依照所述的規(guī)模大概縮短為全部蒸發(fā)器共同作業(yè)5分鐘，然后第一蒸發(fā)器進行第二階段除霜作業(yè)1分鐘，然后第二蒸發(fā)器進行第二階段除霜作業(yè)1分鐘并完成一次循環(huán)；進行第二階段除霜作業(yè)的蒸發(fā)器會將其輸入口與輸出口的流量控制閥關(guān)閉，對應(yīng)該蒸發(fā)器的逆向除霜控制閥此時打開并導(dǎo)入從壓縮機輸出的部分高壓氣體冷媒，冷媒于該蒸發(fā)器內(nèi)液化并發(fā)熱溶解于該蒸發(fā)器上凝結(jié)的冰霜，然后冷媒通過單向管線并導(dǎo)入另一組正常作業(yè)的蒸發(fā)器的輸入口與由主膨脹閥導(dǎo)入的冷媒混合，此時對應(yīng)進行除霜作業(yè)中的蒸發(fā)器的進氣與排氣風(fēng)扇停止運轉(zhuǎn)以保留熱能于隔熱室內(nèi)，使該蒸發(fā)器上的冰霜快速溶解；在室外溫度5度C至零下15度C作業(yè)時，即使全部蒸發(fā)器共同正常作業(yè)，由于用來提供熱能的室外空氣與蒸發(fā)器內(nèi)蒸發(fā)中冷媒之間的溫度差更進一步減少，導(dǎo)致蒸發(fā)器的所吸收的熱量大幅減少，若以過去一般暖氣系統(tǒng)作業(yè)的壓縮機的冷媒進氣量最低大約只有20度C室外溫度作業(yè)時的二分之一，為使系統(tǒng)保持正常運作，回流管線的流量控制閥必須允許由壓縮機輸出的高壓氣體冷媒的百分之五至百分之二十左右的流量通過，當(dāng)大量的高壓氣體冷媒導(dǎo)入葉片渦輪的動力驅(qū)動入口并推動葉片，葉片渦輪的葉片加速旋轉(zhuǎn)并產(chǎn)生強大的吸力，此吸力造成蒸發(fā)器內(nèi)的氣體壓力降低，進而影響蒸發(fā)器內(nèi)的液相氣相平衡，當(dāng)氣體壓力減少冷媒的蒸發(fā)速度也加快，同時因為冷媒的蒸發(fā)量增加，蒸發(fā)器內(nèi)的平均溫度也下降，造成室外空氣與蒸發(fā)器的溫差增加，而蒸發(fā)器吸熱量也隨之增加，最后可使壓縮機的冷媒進氣量恢復(fù)至高溫作業(yè)時的狀況并以接近百分之百的壓縮效率作業(yè)；在室外溫度5度C至零下15度C時進行第二階段除霜作業(yè)時，因其中一組蒸發(fā)器進行除霜作業(yè)，使得冷媒的蒸發(fā)量依照比例減少，此時回流管線的流量控制閥可以允許導(dǎo)入更多的高壓氣體冷媒(視情況大約可高達百分之三十五)，使壓縮機恢復(fù)正常的冷媒進氣量；在室外溫度零下15度C以下作業(yè)時，室外空氣中的水分大幅減少，因此除霜的頻率將逐漸減少，若溫度不斷下降，則只需長時間進行一次第二階段除霜循環(huán)，但仍必須避免全部蒸發(fā)器同時嚴重結(jié)霜，而為了持續(xù)提供穩(wěn)定的室內(nèi)暖氣作業(yè)，回流管線必須持續(xù)由壓縮機輸出口導(dǎo)入部分高壓氣體冷媒以維持壓縮機的冷媒進氣量與壓縮比。
本發(fā)明所采用的第二類型綜合技術(shù)方案是；構(gòu)造一種多重作業(yè)溫度型交互循環(huán)除霜的室內(nèi)暖氣空調(diào)系統(tǒng)，與第一類型方案比較，雖除霜速度較慢，但外圍控制配件與冷媒管線較易于安裝與生產(chǎn)，其基本構(gòu)造為一組高溫型壓縮機，一組連接至所述壓縮機的冷凝器以提供室內(nèi)暖氣，兩組以上連接至所述冷凝器的蒸發(fā)器以吸收室外空氣中的熱能，所述各蒸發(fā)器包含獨立的隔熱室使流入各蒸發(fā)器的室外空氣不互相混合，所述各隔熱室包含獨立的進氣與排氣風(fēng)扇以導(dǎo)入通過各蒸發(fā)器的室外空氣，一組控制冷凝器至所述蒸發(fā)器的冷媒壓力差的主膨脹閥，所述蒸發(fā)器的輸出口連接至一組葉片渦輪的主輸入口，一組回流管線將壓縮機輸出的部分高壓氣體冷媒導(dǎo)入所述葉片渦輪的動力驅(qū)動入口，所述回流管線包含一組伺服型的流量控制閥，所述葉片渦輪的輸出口連接至壓縮機的進氣口，所述各蒸發(fā)器的輸入口包含獨立控制的流量控制閥，所述各組蒸發(fā)器包含各自的除霜用盤管，各組除霜用盤管輸入口前端包含各自獨立的除霜控制閥，各組除霜用盤管輸出口后端包含各自的除霜循環(huán)膨脹閥，所述各除霜控制閥控制由壓縮機輸出并導(dǎo)入該對應(yīng)的除霜用盤管的高壓氣體冷媒，所述各除霜循環(huán)膨脹閥連接至另一組蒸發(fā)器的冷媒輸入口；所述蒸發(fā)器與壓縮機的規(guī)模應(yīng)配合冷媒種類并足夠在高溫度范圍下持續(xù)制熱作業(yè)。
第二類型方案的最優(yōu)選的節(jié)能控制方式為室外溫度20度至10度C時全部蒸發(fā)器持續(xù)蒸發(fā)吸熱作業(yè)，全部隔熱室的風(fēng)扇全速運轉(zhuǎn)以提供足夠的室外空氣通過各蒸發(fā)器，回流管線的流量控制閥為完全關(guān)閉，全部除霜控制閥為不導(dǎo)通，壓縮機輸出口的高壓氣體冷媒全部導(dǎo)入冷凝器提供室內(nèi)暖氣，此時所述葉片渦輪因冷媒通過而慢速旋轉(zhuǎn)但不產(chǎn)生任何效果，通過所述葉片渦輪的冷媒最后進入壓縮機再次進行壓縮；室外溫度10度至5度C時，蒸發(fā)器開始結(jié)霜，而在此溫度范圍內(nèi)本系統(tǒng)可采取第一階段除霜作業(yè)；為使除霜作業(yè)簡易明了，以下提供一個除霜作業(yè)循環(huán)范例，全部蒸發(fā)器共同作業(yè)10分鐘，然后第一蒸發(fā)器進行第一階段除霜作業(yè)5分鐘，然后第二蒸發(fā)器進行第一階段除霜作業(yè)5分鐘并完成一次除霜作業(yè)的循環(huán)；進行第一階段除霜作業(yè)的蒸發(fā)器會將其輸入口的流量控制閥關(guān)閉，使該蒸發(fā)器內(nèi)的冷媒停止流動并停止蒸發(fā)與吸熱，此時室外空氣繼續(xù)通過該蒸發(fā)器，使結(jié)于該蒸發(fā)器上的冰霜吸收室外空氣的熱能溶解，而另一組非除霜作業(yè)中的蒸發(fā)器內(nèi)的冷媒持續(xù)循環(huán)使壓縮機可保持正常壓縮作業(yè)；在室外溫度10度至5度C之間，當(dāng)全部蒸發(fā)器共同作業(yè)時，其中的冷媒蒸發(fā)量應(yīng)該仍足以提供壓縮機足夠的進氣壓力，但當(dāng)其中一組蒸發(fā)器進入除霜作業(yè)中，冷媒蒸發(fā)量與壓縮機進氣壓力將依照可作業(yè)蒸發(fā)器的數(shù)目比例降低，壓縮機的壓縮出力因此下降，此時可將回流管線的控制閥打開些許，壓縮機輸出的高壓氣體冷媒的約百分之五左右的流量直接經(jīng)由回流管線導(dǎo)入葉片渦輪的動力驅(qū)動入口并推動葉片后與由葉片渦輪的主輸入口導(dǎo)入的蒸發(fā)冷媒混合，由于輸入壓縮機的冷媒進氣量增加，使壓縮機的壓縮比與壓縮出力恢復(fù)正常作業(yè)的范圍；室外溫度5度C至零下15度C時，蒸發(fā)器的結(jié)霜速度更為快速，控制電路為避免全部的蒸發(fā)器因嚴重結(jié)霜而使壓縮機無法運作，除霜作業(yè)循環(huán)的間隔必須更為頻繁以提高蒸發(fā)器的使用率，同時因室外空氣再度降低，以室外空氣進行除霜作業(yè)的第一階段除霜作業(yè)將不再適用，此時系統(tǒng)改以第二階段除霜作業(yè)運作，而除霜作業(yè)循環(huán)依照所述的規(guī)模大概縮短為全部蒸發(fā)器共同作業(yè)5分鐘，然后第一蒸發(fā)器進行第二階段除霜作業(yè)1分鐘，然后第二蒸發(fā)器進行第二階段除霜作業(yè)1分鐘并完成一次循環(huán)；進行第二階段除霜作業(yè)的蒸發(fā)器會將其輸入口的流量控制閥關(guān)閉，對應(yīng)該蒸發(fā)器的除霜用盤管的除霜控制閥此時打開并導(dǎo)入從壓縮機輸出的部分高壓氣體冷媒，冷媒于該蒸發(fā)器的除霜用盤管內(nèi)液化并發(fā)熱溶解于該蒸發(fā)器上凝結(jié)的冰霜，然后通過對應(yīng)的除霜循環(huán)膨脹閥并導(dǎo)入另一組正常作業(yè)的蒸發(fā)器的輸入口與由主膨脹閥導(dǎo)入的冷媒混合，此時對應(yīng)進行除霜作業(yè)的蒸發(fā)器的進氣與排氣風(fēng)扇停止運轉(zhuǎn)以保留熱能于隔熱室內(nèi)，使該蒸發(fā)器上的冰霜快速溶解；在室外溫度5度C至零下15度C作業(yè)時，即使全部蒸發(fā)器共同正常作業(yè)，由于用來提供熱能的室外空氣與蒸發(fā)器內(nèi)蒸發(fā)中冷媒之間的溫度差更進一步減少，導(dǎo)致蒸發(fā)器的所吸收的熱量大幅減少，為使系統(tǒng)保持正常運作，回流管線的流量控制閥必須允許由壓縮機輸出的高壓氣體冷媒的百分之五至百分之二十左右的流量通過，當(dāng)大量的高壓氣體冷媒導(dǎo)入葉片渦輪的動力驅(qū)動入口并推動葉片，葉片渦輪的葉片加速旋轉(zhuǎn)并產(chǎn)生強大的吸力，此吸力造成蒸發(fā)器內(nèi)的氣體壓力降低，進而影響蒸發(fā)器內(nèi)的液相氣相平衡，當(dāng)氣體壓力減少冷媒的蒸發(fā)速度也加快，同時因為冷媒的蒸發(fā)量增加，蒸發(fā)器內(nèi)的平均溫度也下降，造成室外空氣與蒸發(fā)器的溫差增加，而蒸發(fā)器吸熱量也隨之增加，最后可使壓縮機的冷媒進氣量恢復(fù)至高溫作業(yè)時的狀況并以接近百分之百的壓縮效率作業(yè)；在室外溫度5度C至零下15度C時進行第二階段除霜作業(yè)時，因其中一組蒸發(fā)器進行除霜作業(yè)，使得冷媒的蒸發(fā)量依照比例減少，此時回流管線的流量控制閥可以允許導(dǎo)入更多的高壓氣體冷媒(視情況大約可高達百分之三十五)，使壓縮機恢復(fù)正常的冷媒進氣量；在室外溫度零下15度C以下作業(yè)時，室外空氣中的水分大幅減少，因此除霜的頻率將逐漸減少，若溫度不斷下降，則只需長時間進行一次第二階段除霜循環(huán)，但仍必須避免全部蒸發(fā)器同時嚴重結(jié)霜，而為了持續(xù)提供穩(wěn)定的室內(nèi)暖氣作業(yè)，回流管線必須持續(xù)由壓縮機輸出口導(dǎo)入部分高壓氣體冷媒以維持壓縮機的冷媒進氣量與壓縮比。
本發(fā)明所采用的第三類型綜合技術(shù)方案是；構(gòu)造一種多重作業(yè)溫度型交互排氣除霜的室內(nèi)暖氣空調(diào)系統(tǒng)，此方案為室內(nèi)空間提供了低熱損高換氣率的通風(fēng)系統(tǒng)，并適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)室內(nèi)空氣濕度從而達到住宅或各室內(nèi)產(chǎn)業(yè)的需求，其基本構(gòu)造為一組高溫型壓縮機，一組連接至所述壓縮機的冷凝器以提供室內(nèi)暖氣，兩組以上連接至所述冷凝器的蒸發(fā)器，一組控制冷凝器至所述蒸發(fā)器的冷媒壓力差的主膨脹閥，所述蒸發(fā)器的輸出口連接至一組葉片渦輪的主輸入口，一組回流管線將壓縮機輸出的部分高壓氣體冷媒導(dǎo)入所述葉片渦輪的動力驅(qū)動入口，所述回流管線包含一組伺服型的流量控制閥，所述葉片渦輪的輸出口連接至壓縮機的進氣口，所述各蒸發(fā)器的輸入口包含獨立控制的流量控制閥，所述各蒸發(fā)器包含獨立的隔熱室使流入各蒸發(fā)器的室外空氣不互相混合，所述各隔熱室包含獨立控制的室外空氣進氣閥、室內(nèi)空氣進氣閥與室內(nèi)空氣進氣風(fēng)扇、排氣風(fēng)扇與排氣風(fēng)管、隔熱室溫度計，控制電路還包括室外空氣溫度計、室內(nèi)空氣溫度計；所述蒸發(fā)器與壓縮機的規(guī)模應(yīng)配合冷媒種類并足夠在高溫度范圍下持續(xù)制熱作業(yè)。
第三類型方案的最優(yōu)選的節(jié)能控制方式為室外溫度20度至10度C時全部蒸發(fā)器持續(xù)蒸發(fā)吸熱作業(yè)，全部隔熱室的室內(nèi)進氣閥為關(guān)閉、室內(nèi)進氣風(fēng)扇不運轉(zhuǎn)，全部隔熱室的室外空氣進氣閥為導(dǎo)通、排氣風(fēng)扇全速運轉(zhuǎn)以提供足夠的室外空氣通過各蒸發(fā)器，回流管線的流量控制閥為完全關(guān)閉，壓縮機輸出口的高壓氣體冷媒全部導(dǎo)入冷凝器提供室內(nèi)暖氣，此時所述葉片渦輪因冷媒通過而慢速旋轉(zhuǎn)但不產(chǎn)生任何效果，通過所述葉片渦輪的冷媒最后進入壓縮機再次進行壓縮；室外溫度10度至5度C時，蒸發(fā)器開始結(jié)霜，而在此溫度范圍內(nèi)本系統(tǒng)可采取第一階段除霜作業(yè)；為使除霜作業(yè)簡易明了，以下提供一個除霜作業(yè)循環(huán)范例，全部蒸發(fā)器共同作業(yè)10分鐘，然后第一蒸發(fā)器進行第一階段除霜作業(yè)5分鐘，然后第二蒸發(fā)器進行第一階段除霜作業(yè)5分鐘并完成一次除霜作業(yè)的循環(huán)；進行第一階段除霜作業(yè)的蒸發(fā)器會將其輸入口的流量控制閥關(guān)閉，使該蒸發(fā)器內(nèi)的冷媒停止流動并停止蒸發(fā)與吸熱，此時該蒸發(fā)器的隔熱室的排氣風(fēng)扇持續(xù)運作，室外空氣繼續(xù)通過該蒸發(fā)器，使結(jié)于該蒸發(fā)器上的冰霜吸收室外空氣的熱能溶解，而另一組非除霜作業(yè)中的蒸發(fā)器內(nèi)的冷媒持續(xù)循環(huán)使壓縮機可保持正常壓縮作業(yè)；在室外溫度10度至5度C之間，當(dāng)全部蒸發(fā)器共同作業(yè)時，其中的冷媒蒸發(fā)量應(yīng)該仍足以提供壓縮機足夠的進氣壓力，但當(dāng)其中一組蒸發(fā)器進入除霜作業(yè)中，冷媒蒸發(fā)量與壓縮機進氣壓力將依照可作業(yè)蒸發(fā)器的數(shù)目比例降低，壓縮機的壓縮出力因此下降，此時可將回流管線的控制閥打開些許，壓縮機輸出的高壓氣體冷媒的約百分之五左右的流量直接經(jīng)由回流管線導(dǎo)入葉片渦輪的動力驅(qū)動入口并推動葉片后與由葉片渦輪的主輸入口導(dǎo)入的蒸發(fā)冷媒混合，由于輸入壓縮機的冷媒進氣量增加，使壓縮機的壓縮比與壓縮出力恢復(fù)正常作業(yè)的范圍；室外溫度5度C至零下15度C時，蒸發(fā)器的結(jié)霜速度更為快速，控制電路為避免全部的蒸發(fā)器因嚴重結(jié)霜而使壓縮機無法運作，除霜作業(yè)循環(huán)的間隔必須更為頻繁以提高蒸發(fā)器的使用率，同時因室外空氣再度降低，以室外空氣進行除霜作業(yè)的第一階段除霜作業(yè)將不再適用，此時系統(tǒng)改以第二階段除霜作業(yè)運作，而除霜作業(yè)循環(huán)依照所述的規(guī)模大概縮短為全部蒸發(fā)器共同作業(yè)5分鐘，然后第一蒸發(fā)器進行第二階段除霜作業(yè)1分鐘，然后第二蒸發(fā)器進行第二階段除霜作業(yè)1分鐘并完成一次循環(huán)；進行第二階段除霜作業(yè)的蒸發(fā)器會將其輸入口的流量控制閥關(guān)閉，使該蒸發(fā)器內(nèi)的冷媒停止流動并停止蒸發(fā)，然后該蒸發(fā)器的隔熱室的室外空氣進氣閥關(guān)閉，室內(nèi)進氣閥打開，室內(nèi)進氣風(fēng)扇開始慢速運轉(zhuǎn)導(dǎo)入室內(nèi)空氣直到該隔熱室的溫度接近室內(nèi)空間的溫度，被導(dǎo)入的室內(nèi)空氣通過該蒸發(fā)器并將冰霜溶解，排氣風(fēng)扇停止運轉(zhuǎn)但通過該蒸發(fā)器的冷空氣仍緩慢的排出至室外；當(dāng)蒸發(fā)器上的冰霜溶解之后，該隔熱室的室內(nèi)進氣閥關(guān)閉，室內(nèi)進氣風(fēng)扇停止運轉(zhuǎn)，該蒸發(fā)器的流量控制打開恢復(fù)冷媒循環(huán)，而排氣風(fēng)扇緩慢排氣至該隔熱室的溫度接近室外溫度時才開始以全速運轉(zhuǎn)，到此結(jié)束該蒸發(fā)器的第二階段除霜作業(yè)；在室內(nèi)空氣被抽入進行第二階段除霜作業(yè)的蒸發(fā)器同時，室內(nèi)空間的氣壓降低并使室外空氣由其它進氣風(fēng)管自然導(dǎo)入，一般而言的健康與生活需求，寒冷潮濕的天氣下室內(nèi)需要更高的換氣率，然而當(dāng)室外大氣中的水分含量高時，蒸發(fā)器上的結(jié)霜速度也隨之提高，因此在潮濕且寒冷的天候下，本系統(tǒng)的第二階段除霜作業(yè)會自動地更為頻繁，而且排出的室內(nèi)空氣中的熱量將被完全回收利用，進而達到低耗能高換氣率的目的；在室外溫度5度C至零下15度C作業(yè)時，即使全部蒸發(fā)器共同正常作業(yè)，由于用來提供熱能的室外空氣與蒸發(fā)器內(nèi)蒸發(fā)中冷媒之間的溫度差更進一步減少，導(dǎo)致蒸發(fā)器的所吸收的熱量大幅減少，為使系統(tǒng)保持正常運作，回流管線的流量控制閥必須允許由壓縮機輸出的高壓氣體冷媒的百分之五至百分之二十左右的流量通過，當(dāng)大量的高壓氣體冷媒導(dǎo)入葉片渦輪的動力驅(qū)動入口并推動葉片，葉片渦輪的葉片加速旋轉(zhuǎn)并產(chǎn)生強大的吸力，此吸力造成蒸發(fā)器內(nèi)的氣體壓力降低，進而影響蒸發(fā)器內(nèi)的液相氣相平衡，當(dāng)氣體壓力減少冷媒的蒸發(fā)速度也加快，同時因為冷媒的蒸發(fā)量增加，蒸發(fā)器內(nèi)的平均溫度也下降，造成室外空氣與蒸發(fā)器的溫差增加，而蒸發(fā)器吸熱量也隨之增加，最后可使壓縮機的冷媒進氣量恢復(fù)至高溫作業(yè)時的狀況并以接近百分之百的壓縮效率作業(yè)；在室外溫度5度C至零下15度C時進行第二階段除霜作業(yè)時，因其中一組蒸發(fā)器進行除霜作業(yè)，使得冷媒的蒸發(fā)量依照比例減少，此時回流管線的流量控制閥可以允許導(dǎo)入更多的高壓氣體冷媒(視情況大約可高達百分之三十五)，使壓縮機恢復(fù)正常的冷媒進氣量；在室外溫度零下15度C以下作業(yè)時，室外空氣中的水分大幅減少，因此除霜的頻率將逐漸減少，若溫度不斷下降，則只需長時間進行一次第二階段除霜循環(huán)，但仍必須避免全部蒸發(fā)器同時嚴重結(jié)霜，而為了持續(xù)提供穩(wěn)定的室內(nèi)暖氣作業(yè)，回流管線必須持續(xù)由壓縮機輸出口導(dǎo)入部分高壓氣體冷媒以維持壓縮機的冷媒進氣量與壓縮比。
所述全部三類型暖氣空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能控制方式是在一般天候與空氣濕度下以降低單位能源消費為目的所設(shè)計，因此除霜作業(yè)循環(huán)中所敘述的時間隨著應(yīng)用地區(qū)的濕度與天候型態(tài)可做適當(dāng)?shù)恼{(diào)整；第一階段除霜作業(yè)因以室外空氣的熱能進行除霜，其應(yīng)用范圍可從10度至0度C的室外空氣溫度，但隨著溫度下降至約5度C以下時因為所需除霜時間增長，造成蒸發(fā)器的適用率降低，整體系統(tǒng)的可供應(yīng)熱量減少，需要以第二階段除霜作業(yè)以持續(xù)供應(yīng)穩(wěn)定的暖氣；第二階段除霜作業(yè)的基本原理是以其它作業(yè)中的蒸發(fā)器所吸收的熱量與壓縮機產(chǎn)生的熱量進行短時間的高效率除霜，因此應(yīng)用范圍可從10度至零下40度C；而若基于節(jié)約壓縮機能源消耗的考慮，控制系統(tǒng)應(yīng)于室外溫度下降至約5度C之前采取第一階段除霜作業(yè)，然后改以第二階段除霜作業(yè)；而若基于蒸發(fā)器的最高使用率與室內(nèi)暖氣的最高熱量提供能力，則控制系統(tǒng)應(yīng)于室外溫度10度至零下40度C全以第二階段除霜作業(yè)，但需調(diào)整各溫度段作業(yè)下所需要的除霜時間以達到最高的蒸發(fā)器使用率。
所述全部三類型暖氣空調(diào)系統(tǒng)中的葉片渦輪的主要功能是使壓縮機的冷媒進氣量保持穩(wěn)定，而室外溫度下降與進行除霜作業(yè)都會影響冷媒蒸發(fā)量，因此最優(yōu)選的控制方式為控制電路包含一組于壓縮機進氣端的壓力偵測器，而當(dāng)壓縮機的進氣壓力減少時，回流管線的伺服型流量控制閥以動態(tài)調(diào)整的方式增加導(dǎo)入葉片渦輪的動力驅(qū)動入口的高壓氣體冷媒，使作業(yè)中的蒸發(fā)器的冷媒蒸發(fā)速度加快，進而使壓縮機以接近百分之百的壓縮效率運作。
所述全部三類型暖氣空調(diào)系統(tǒng)的除霜結(jié)構(gòu)為使說明簡易明了，都以最基本的兩組蒸發(fā)器說明，但仍可以增加多組蒸發(fā)器與相關(guān)的隔熱室和控制設(shè)備；以四組蒸發(fā)器為例，當(dāng)其中一組蒸發(fā)器進行第二階段除霜作業(yè)，另外三組蒸發(fā)器保持冷媒循環(huán)并持續(xù)作業(yè)，同時提供室內(nèi)暖氣需要的熱量與進行第二階段除霜作業(yè)所需的熱量，而除霜作業(yè)循環(huán)也可依次輪流進行除霜作業(yè)，另外，更多組的蒸發(fā)器作業(yè)時，壓縮機的冷媒進氣量于部分蒸發(fā)器進行除霜作業(yè)時也不會有過大的差異，由回流管線導(dǎo)入的高壓氣體冷媒量也可減少并使壓縮機的運轉(zhuǎn)狀況更穩(wěn)定。
第一類型綜合方案的多重作業(yè)溫度型交互逆向循環(huán)除霜的室內(nèi)暖氣空調(diào)系統(tǒng)，為了使系統(tǒng)保養(yǎng)更為簡易與減少設(shè)備安裝手續(xù)，各蒸發(fā)器輸入口端的控制閥可以與逆向除霜控制閥合并為一組具有同功能的多向控制閥，而蒸發(fā)器輸出口端的流量控制閥可與單向管線所需要的單向逆止閥合并成一組具有同功能的多向控制閥，此多向控制閥可以直接關(guān)閉流向另一組蒸發(fā)器輸入口端的冷媒循環(huán)通路以代替單向逆止閥的功能。
第三類型綜合方案的多重作業(yè)溫度型交互排氣除霜的室內(nèi)暖氣空調(diào)系統(tǒng)，除了第一階段與第二階段除霜作業(yè)，可更進一步包含強制通風(fēng)的作業(yè)方式，當(dāng)室內(nèi)空間需要大量的換氣時，全部蒸發(fā)器仍然正常作業(yè)，各隔熱室的室外進氣控制閥為開啟，而各隔熱室的室內(nèi)進氣控制閥也開啟并允許少量室內(nèi)空氣導(dǎo)入各隔熱室，而室內(nèi)進氣風(fēng)扇以控制系統(tǒng)所需換氣率調(diào)整運轉(zhuǎn)速度，室外空氣與室內(nèi)空間的排氣混合并通過各蒸發(fā)器，各蒸發(fā)器因通過的空氣溫度提高而使除霜作業(yè)的間隔得以延長，使室內(nèi)空間的排氣的能源能得到最大的利用。
所述全部三類型暖氣空調(diào)系統(tǒng)也可應(yīng)用在室內(nèi)的熱水供應(yīng)，僅需以現(xiàn)有技術(shù)中的可供應(yīng)熱水的冷凝器與散熱用的水箱以熱水管線連接即可成為水熱型的室內(nèi)暖氣空調(diào)系統(tǒng)。
第一類型綜合方案可與第三類型綜合方案合并使用，使第一類型綜合方案可以提供室內(nèi)空間低熱損的換氣系統(tǒng)，同時縮短第二階段除霜作業(yè)所需時間。
第二類型綜合方案可與第三類型綜合方案合并使用，使第二類型綜合方案可以提供室內(nèi)空間低熱損的換氣系統(tǒng)，同時縮短第二階段除霜作業(yè)所需時間。


下面將結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進一步說明，附圖中圖1A至圖1E是本發(fā)明所述的第一類型綜合方案的基本組件示意圖與各作業(yè)時的冷媒流動方向。
圖1F與圖1G是本發(fā)明所述的第一類型綜合方案的變化實施方案，單向逆止閥與其它控制閥以一組多向控制閥代替。
圖1H是本發(fā)明所述的第一類型綜合方案的變化實施方案，以說明第三組蒸發(fā)器與其相關(guān)的控制閥配置方式。
圖1I是本發(fā)明所述的第一類型綜合方案的另一可能變化實施方案的基本構(gòu)造示意圖。
圖1J是本發(fā)明所述的第一類型綜合方案的變化實施方案，以說明第四組蒸發(fā)器與其相關(guān)的控制閥配置方式。
圖1K是第一類型的多重作業(yè)溫度型交互逆向循環(huán)除霜的室內(nèi)暖氣空調(diào)系統(tǒng)控制邏輯表。
圖2A至圖2E是本發(fā)明所述的第二類型綜合方案的基本組件示意圖與各作業(yè)時的冷媒流動方向。
圖2F是本發(fā)明所述的第二類型綜合方案的變化實施方案，以說明第四組蒸發(fā)器與其相關(guān)的控制閥配置方式。
圖2G是本發(fā)明所述的第二類型綜合方案的簡易蒸發(fā)器示意圖，除霜用盤管的熱量可借由散熱金屬片直接傳導(dǎo)至整個蒸發(fā)器。
圖2H是第二類型的多重作業(yè)溫度型交互循環(huán)除霜的室內(nèi)暖氣空調(diào)系統(tǒng)控制邏輯表。
圖3A至圖3E是本發(fā)明所述的第三類型綜合方案的基本組件示意圖與各作業(yè)時的冷媒流動方向。
圖3F是本發(fā)明所述的第三類型綜合方案的變化實施方案，以說明第四組蒸發(fā)器與其相關(guān)的控制閥配置方式。
圖3G和3H是第三類型的多重作業(yè)溫度型交互排氣除霜的室內(nèi)暖氣空調(diào)系統(tǒng)控制邏輯表。
具體實施例方式
下面將結(jié)合附圖描述本發(fā)明所述的三類型室內(nèi)暖氣空調(diào)系統(tǒng)的實施例與節(jié)能控制方式。
如圖1A所示，本發(fā)明所述的第一類型實施例為采用交互逆向循環(huán)除霜作業(yè)的室內(nèi)暖氣空調(diào)系統(tǒng)，基本構(gòu)造為一組高溫型壓縮機101，一組連接至前述壓縮機的冷凝器102以提供室內(nèi)暖氣，連接至冷凝器102的第一蒸發(fā)器121與第二蒸發(fā)器122以吸收室外空氣中的熱能，各蒸發(fā)器包含獨立的隔熱室使流入各蒸發(fā)器的室外空氣不互相混合(為使圖面簡易了解，隔熱室與排氣風(fēng)扇于圖中省略)，各隔熱室包含獨立的進氣與排氣風(fēng)扇以導(dǎo)入通過各蒸發(fā)器的室外空氣，一組控制冷凝器102至第一蒸發(fā)器121與第二蒸發(fā)器122的冷媒壓力差的主膨脹閥103，第一蒸發(fā)器121的輸入口包含一組第一入口端控制閥131而輸出口包含一組第一出口端控制閥171，第二蒸發(fā)器122的輸入口包含一組第二入口端控制閥132而輸出口包含一組第二出口端控制閥172，第一出口端控制閥171與第二出口端控制閥172的管線相接后連接至一組葉片渦輪199的主輸入口，一組回流管線將壓縮機輸出的部分高壓氣體冷媒導(dǎo)入葉片渦輪199的動力驅(qū)動入口，前述回流管線包含一組伺服型的流量控制閥198，葉片渦輪199的輸出口連接至壓縮機101的進氣口，第一蒸發(fā)器121包含一組第一逆向除霜控制閥151，第二蒸發(fā)器122包含一組第二逆向除霜控制閥152，各逆向除霜控制閥控制由壓縮機101輸出并導(dǎo)入該對應(yīng)的蒸發(fā)器的高壓氣體冷媒，第一蒸發(fā)器121包含讓高壓氣體冷媒通過蒸發(fā)器盤管后可以導(dǎo)入第二蒸發(fā)器122的輸入口的單向管線，前述單向管線包含一組逆向循環(huán)用膨脹閥141與單向逆止閥161，第二蒸發(fā)器122包含讓高壓氣體冷媒通過蒸發(fā)器盤管后可以導(dǎo)入第一蒸發(fā)器121的輸入口的單向管線，前述單向管線包含一組逆向循環(huán)用膨脹閥142與單向逆止閥162；整體蒸發(fā)器與壓縮機的規(guī)模應(yīng)配合冷媒種類并足夠在高溫度范圍下持續(xù)制熱作業(yè)。
下面將配合圖1A至圖1E與圖1K所示的多重作業(yè)溫度型交互逆向循環(huán)除霜的室內(nèi)暖氣空調(diào)系統(tǒng)控制邏輯表說明第一類型方案的最優(yōu)選節(jié)能作業(yè)方式如圖1A所示，室外溫度20度至10度C時第一蒸發(fā)器121與第二蒸發(fā)器122持續(xù)蒸發(fā)吸熱作業(yè)，全部隔熱室的風(fēng)扇全速運轉(zhuǎn)以提供足夠的室外空氣通過各蒸發(fā)器，回流管線的流量控制閥198為完全關(guān)閉，第一逆向除霜控制閥151與第二逆向除霜控制閥152為不導(dǎo)通，壓縮機101輸出口的高壓氣體冷媒全部導(dǎo)入冷凝器102提供室內(nèi)暖氣，此時前述葉片渦輪199的葉片因冷媒通過而慢速旋轉(zhuǎn)但不產(chǎn)生任何效果，通過前述葉片渦輪199的冷媒最后進入壓縮機101再次進行壓縮；室外溫度10度至5度C時，因為蒸發(fā)器內(nèi)的冷媒溫度低于0度C，各蒸發(fā)器開始結(jié)霜，雖結(jié)霜速度不快但控制電路需避免全部的蒸發(fā)器同時因嚴重結(jié)霜而無法運作，若一組蒸發(fā)器在運轉(zhuǎn)30分鐘后將因嚴重結(jié)霜而無法吸收室外空氣的熱能，則運轉(zhuǎn)10分鐘左右即可開始除霜作業(yè)，而在此溫度范圍內(nèi)本系統(tǒng)可采取第一階段除霜作業(yè)；為使除霜作業(yè)簡易明了，以下提供一個除霜作業(yè)循環(huán)范例參考，第一蒸發(fā)器121與第二蒸發(fā)器共同作業(yè)10分鐘，然后如圖1B所示第一蒸發(fā)器121進行第一階段除霜作業(yè)5分鐘，然后如圖1C所示第二蒸發(fā)器122進行第一階段除霜作業(yè)5分鐘并完成一次除霜作業(yè)的循環(huán)；如圖1B所示，當(dāng)?shù)谝徽舭l(fā)器121進行第一階段除霜作業(yè)時，第一入口端控制閥131與第一出口端控制閥171為關(guān)閉狀態(tài)，第二入口端控制閥132與第二出口端控制閥172保持導(dǎo)通狀態(tài)，第一蒸發(fā)器121與主要的冷媒循環(huán)隔離，主膨脹閥103輸出的冷媒只經(jīng)過第二蒸發(fā)器122進行蒸發(fā)吸熱作業(yè)，而第一蒸發(fā)器121內(nèi)的冷媒停止流動，此時室外空氣繼續(xù)通過第一蒸發(fā)器121，使結(jié)于第一蒸發(fā)器121上的冰霜吸收室外空氣的熱能溶解，而第二蒸發(fā)器122內(nèi)的冷媒持續(xù)循環(huán)使壓縮機101保持正常壓縮作業(yè)；如圖1C所示，當(dāng)?shù)诙舭l(fā)器122進行第一階段除霜作業(yè)時，第二入口端控制閥132與第二出口端控制閥172為關(guān)閉狀態(tài)，第一入口端控制閥131與第一出口端控制閥171保持導(dǎo)通狀態(tài)，第二蒸發(fā)器122與主要的冷媒循環(huán)隔離，主膨脹閥103輸出的冷媒只經(jīng)過第一蒸發(fā)器121進行蒸發(fā)吸熱作業(yè)，而第二蒸發(fā)器122內(nèi)的冷媒停止流動，此時室外空氣繼續(xù)通過第二蒸發(fā)器122，使結(jié)于第二蒸發(fā)器122上的冰霜吸收室外空氣的熱能溶解，而第一蒸發(fā)器121內(nèi)的冷媒持續(xù)循環(huán)使壓縮機101可保持正常壓縮作業(yè)；在第一階段除霜作業(yè)過程中，所有的排氣風(fēng)扇都以全速運轉(zhuǎn)；在室外溫度10度至5度C之間，當(dāng)全部蒸發(fā)器共同作業(yè)時，其中的冷媒蒸發(fā)量應(yīng)該仍足以提供壓縮機101足夠的進氣壓力，但當(dāng)其中一組蒸發(fā)器進入除霜作業(yè)中，可將回流管線的流量控制閥198打開些許，使少量由壓縮機101輸出的高壓氣體冷媒直接經(jīng)由回流管線導(dǎo)入葉片渦輪199的動力驅(qū)動入口并推動葉片后與由葉片渦輪199的主輸入口導(dǎo)入的蒸發(fā)冷媒混合，由于輸入壓縮機101的冷媒進氣量增加，使壓縮機101的壓縮比與壓縮出力恢復(fù)正常作業(yè)的范圍；室外溫度5度C至零下15度C時，蒸發(fā)器表面的結(jié)霜速度更為快速，控制電路為避免全部的蒸發(fā)器因嚴重結(jié)霜而使壓縮機無法運作，除霜作業(yè)循環(huán)的間隔必須更為頻繁以提高蒸發(fā)器的使用率，同時因室外空氣再度降低，以室外空氣進行除霜作業(yè)的第一階段除霜作業(yè)的效率因降低而不再適用，此時系統(tǒng)改以第二階段除霜作業(yè)運作，而除霜作業(yè)循環(huán)依照前述的規(guī)模大概縮短為全部蒸發(fā)器共同作業(yè)5分鐘，然后如圖1D所示第一蒸發(fā)器121進行第二階段除霜作業(yè)1分鐘，然后如圖1E所示第二蒸發(fā)器122進行第二階段除霜作業(yè)1分鐘并完成一次循環(huán)；如圖1D所示，當(dāng)?shù)谝徽舭l(fā)器121進行第二階段除霜作業(yè)，第一入口端控制閥131與第一出口端控制閥171為關(guān)閉，第一逆向除霜控制閥151打開并將由壓縮機101輸出的部分高壓氣體冷媒導(dǎo)入第一蒸發(fā)器121，冷媒于第一蒸發(fā)器121內(nèi)液化并發(fā)熱溶解其表面凝結(jié)的冰霜，然后通過單向管線并導(dǎo)入第二蒸發(fā)器122的輸入口與由主膨脹閥103導(dǎo)入的冷媒混合，此時第一排氣風(fēng)扇停止運轉(zhuǎn)以保留熱能于該隔熱室內(nèi)，使該蒸發(fā)器上的冰霜快速溶解，而第二蒸發(fā)器122保持作業(yè)正常蒸發(fā)吸熱作業(yè)維持暖氣供應(yīng)；如圖1E所示，當(dāng)?shù)诙舭l(fā)器122進行第二階段除霜作業(yè)，第二入口端控制閥132與第二出口端控制閥172為關(guān)閉，第二逆向除霜控制閥152打開并將由壓縮機101輸出的部分高壓氣體冷媒導(dǎo)入第二蒸發(fā)器122，冷媒于第二蒸發(fā)器122內(nèi)液化并發(fā)熱溶解其表面凝結(jié)的冰霜，然后通過單向管線并導(dǎo)入第一蒸發(fā)器121的輸入口與由主膨脹閥103導(dǎo)入的冷媒混合，此時第二排氣風(fēng)扇停止運轉(zhuǎn)以保留熱能于該隔熱室內(nèi)，使該蒸發(fā)器上的冰霜快速溶解，而第一蒸發(fā)器121保持作業(yè)正常蒸發(fā)吸熱作業(yè)維持暖氣供應(yīng)；在室外溫度5度C至零下15度C作業(yè)時，即使全部蒸發(fā)器共同正常作業(yè)，由于用來提供熱能的室外空氣與蒸發(fā)器內(nèi)蒸發(fā)中冷媒之間的溫度差更進一步減少，導(dǎo)致蒸發(fā)器的所吸收的熱量大幅減少，為使系統(tǒng)保持正常運作，回流管線的流量控制閥198必須導(dǎo)入從壓縮機101輸出的高壓氣體冷媒的百分之五至百分之二十左右通過，當(dāng)大量的高壓氣體冷媒導(dǎo)入葉片渦輪199的動力驅(qū)動入口并推動葉片，葉片渦輪199的葉片加速旋轉(zhuǎn)并產(chǎn)生強大的吸力，此吸力造成蒸發(fā)器內(nèi)的氣體壓力降低，進而影響正常作業(yè)中蒸發(fā)器內(nèi)的液相氣相平衡，當(dāng)氣體壓力減少冷媒的蒸發(fā)速度也加快，同時因為冷媒的蒸發(fā)量增加，蒸發(fā)器內(nèi)的平均溫度也下降，造成室外空氣與蒸發(fā)器的溫差增加，而蒸發(fā)器吸熱量也隨之增加，最后可使壓縮機101的冷媒進氣量恢復(fù)至高溫作業(yè)時的狀況并以接近百分之百的壓縮效率作業(yè)；在室外溫度5度C至零下15度C時進行第二階段除霜作業(yè)時，因其中一組蒸發(fā)器進行除霜作業(yè)，使得冷媒的蒸發(fā)量依照比例減少，此時回流管線的流量控制閥198可以允許導(dǎo)入更多的高壓氣體冷媒，使壓縮機101恢復(fù)正常的冷媒進氣量；在室外溫度零下15度C以下作業(yè)時，室外空氣中的水分大幅減少，因此除霜的頻率將逐漸減少，若溫度不斷下降，則只需長時間進行一次第二階段除霜循環(huán)，但仍必須避免全部蒸發(fā)器同時嚴重結(jié)霜，而為了持續(xù)提供穩(wěn)定的室內(nèi)暖氣作業(yè)，回流管線必須持續(xù)由壓縮機輸出口導(dǎo)入部分高壓氣體冷媒以維持壓縮機101的冷媒進氣量與壓縮比。
如圖2A所示，本發(fā)明所述的第二類型實施例為采用交互循環(huán)除霜作業(yè)的室內(nèi)暖氣空調(diào)系統(tǒng)，基本構(gòu)造為一組高溫型壓縮機201，一組連接至前述壓縮機的冷凝器202以提供室內(nèi)暖氣，連接至冷凝器202的第一蒸發(fā)器203與第二蒸發(fā)器204以吸收室外空氣中的熱能，各蒸發(fā)器包含獨立的隔熱室使流入各蒸發(fā)器的室外空氣不互相混合(為使圖面簡易了解，隔熱室與排氣風(fēng)扇于圖中省略)，各隔熱室包含獨立的進氣與排氣風(fēng)扇以導(dǎo)入通過各蒸發(fā)器的室外空氣，一組控制冷凝器202至第一蒸發(fā)器203與第二蒸發(fā)器204的冷媒壓力差的主膨脹閥207，第一蒸發(fā)器203包含一組第一蒸發(fā)器控制閥212，第二蒸發(fā)器204包含一組第二蒸發(fā)器控制閥211，第一蒸發(fā)器203的輸出端的管線與第二蒸發(fā)器204的輸出端的管線相接后連接至一組葉片渦輪299的主輸入口，第一蒸發(fā)器203包含一組第一蒸發(fā)器除霜盤管205，第二蒸發(fā)器204包含一組第二蒸發(fā)器除霜盤管206，第一蒸發(fā)器除霜盤管205的輸入口前端包一組第一除霜控制閥214而輸出口后端包含一組第一除霜循環(huán)膨脹閥221然后連接至第二蒸發(fā)器204的輸入口，第二蒸發(fā)器除霜盤管206的輸入口前端包一組第一除霜控制閥213而輸出口后端包含一組第二除霜循環(huán)膨脹閥222然后連接至第一蒸發(fā)器203的輸入口，各除霜控制閥控制由壓縮機201輸出并直接導(dǎo)入該對應(yīng)的除霜用盤管的高壓氣體冷媒；整體蒸發(fā)器與壓縮機的規(guī)模應(yīng)配合冷媒種類并足夠在高溫度范圍下持續(xù)制熱作業(yè)；圖2K是一簡易的蒸發(fā)器構(gòu)造圖例，第一蒸發(fā)器203的主要冷媒蒸發(fā)盤管與第一蒸發(fā)器除霜盤管205的冷媒管線不相連接并共享散熱片。
下面將配合圖2A至圖2E與圖2H所示的多重作業(yè)溫度型交互循環(huán)除霜的室內(nèi)暖氣空調(diào)系統(tǒng)控制邏輯表說明第二類型方案的最優(yōu)選節(jié)能作業(yè)方式如圖2A所示，室外溫度20度至10度C時第一蒸發(fā)器203與第二蒸發(fā)器204持續(xù)蒸發(fā)吸熱作業(yè)，全部隔熱室的風(fēng)扇全速運轉(zhuǎn)以提供足夠的室外空氣通過各蒸發(fā)器，回流管線的流量控制閥298為完全關(guān)閉，第一除霜控制閥214與第二除霜控制閥213為不導(dǎo)通，第一蒸發(fā)器除霜盤管205與第二蒸發(fā)器除霜盤管206內(nèi)無冷媒循環(huán)作業(yè)，壓縮機201輸出口的高壓氣體冷媒全部導(dǎo)入冷凝器202提供室內(nèi)暖氣，此時前述葉片渦輪299的葉片因冷媒通過而慢速旋轉(zhuǎn)但不產(chǎn)生任何效果，通過葉片渦輪299的冷媒最后進入壓縮機201再次進行壓縮；室外溫度10度至5度C時，因為蒸發(fā)器內(nèi)的冷媒溫度低于0度C，各蒸發(fā)器開始結(jié)霜，雖結(jié)霜速度不快但控制電路需避免全部的蒸發(fā)器同時因嚴重結(jié)霜而無法運作，若一組蒸發(fā)器在運轉(zhuǎn)30分鐘后將因嚴重結(jié)霜而無法吸收室外空氣的熱能，則運轉(zhuǎn)10分鐘左右即可開始除霜作業(yè)，而在此溫度范圍內(nèi)本系統(tǒng)可采取第一階段除霜作業(yè)；為使除霜作業(yè)簡易明了，以下提供一個除霜作業(yè)循環(huán)范例參考，第一蒸發(fā)器203與第二蒸發(fā)器共同作業(yè)10分鐘，然后如圖2B所示第一蒸發(fā)器203進行第一階段除霜作業(yè)5分鐘，然后如圖2C所示第二蒸發(fā)器204進行第一階段除霜作業(yè)5分鐘并完成一次除霜作業(yè)的循環(huán)；如圖2B所示，當(dāng)?shù)谝徽舭l(fā)器203進行第一階段除霜作業(yè)時，第一蒸發(fā)器控制閥212為關(guān)閉狀態(tài)，第一除霜控制閥214與第二除霜控制閥213為保持關(guān)閉狀態(tài)，第一蒸發(fā)器除霜盤管205與第二蒸發(fā)器除霜盤管206內(nèi)無冷媒循環(huán)作業(yè)，第二蒸發(fā)器控制閥211保持導(dǎo)通狀態(tài)，第一蒸發(fā)器203與主要的冷媒循環(huán)隔離，主膨脹閥207輸出的冷媒只經(jīng)過第二蒸發(fā)器204進行蒸發(fā)吸熱作業(yè)，而第一蒸發(fā)器203內(nèi)的冷媒停止流動，此時室外空氣繼續(xù)通過第一蒸發(fā)器203，使結(jié)于第一蒸發(fā)器203上的冰霜吸收室外空氣的熱能溶解，而第二蒸發(fā)器204內(nèi)的冷媒持續(xù)循環(huán)使壓縮機201保持正常壓縮作業(yè)；如圖2C所示，當(dāng)?shù)诙舭l(fā)器204進行第一階段除霜作業(yè)時，第二蒸發(fā)器控制閥211為關(guān)閉狀態(tài)，第一除霜控制閥214與第二除霜控制閥213保持關(guān)閉狀態(tài)，第一蒸發(fā)器除霜盤管205與第二蒸發(fā)器除霜盤管206內(nèi)無冷媒循環(huán)作業(yè)，第一蒸發(fā)器控制閥212保持導(dǎo)通狀態(tài)，第二蒸發(fā)器204與主要的冷媒循環(huán)隔離，主膨脹閥207輸出的冷媒只經(jīng)過第一蒸發(fā)器203進行蒸發(fā)吸熱作業(yè)，而第二蒸發(fā)器204內(nèi)的冷媒停止流動，此時室外空氣繼續(xù)通過第二蒸發(fā)器204，使結(jié)于第二蒸發(fā)器204上的冰霜吸收室外空氣的熱能溶解，而第一蒸發(fā)器203內(nèi)的冷媒持續(xù)循環(huán)使壓縮機201保持正常壓縮作業(yè)；在第一階段除霜作業(yè)過程中，所有的排氣風(fēng)扇都以全速運轉(zhuǎn)；在室外溫度10度至5度C之間，當(dāng)全部蒸發(fā)器共同作業(yè)時，其中的冷媒蒸發(fā)量應(yīng)該仍足以提供壓縮機201足夠的進氣壓力，但當(dāng)其中一組蒸發(fā)器進入除霜作業(yè)中，可將回流管線的流量控制閥298打開些許，使少量由壓縮機201輸出的高壓氣體冷媒直接經(jīng)由回流管線導(dǎo)入葉片渦輪299的動力驅(qū)動入口并推動葉片后與由葉片渦輪299的主輸入口導(dǎo)入的蒸發(fā)冷媒混合，由于輸入壓縮機的冷媒進氣量增加，使壓縮機201的壓縮比與壓縮出力恢復(fù)正常作業(yè)的范圍；室外溫度5度C至零下15度C時，蒸發(fā)器表面的結(jié)霜速度更為快速，控制電路為避免全部的蒸發(fā)器因嚴重結(jié)霜而使壓縮機201無法運作，除霜作業(yè)循環(huán)的間隔必須更為頻繁以提高蒸發(fā)器的使用率，同時因室外空氣再度降低，以室外空氣進行除霜作業(yè)的第一階段除霜作業(yè)的效率因降低而不再適用，此時系統(tǒng)改以第二階段除霜作業(yè)運作，而除霜作業(yè)循環(huán)依照前述的規(guī)模大概縮短為全部蒸發(fā)器共同作業(yè)5分鐘，然后如圖2D所示第一蒸發(fā)器203進行第二階段除霜作業(yè)1分鐘，然后如圖2E所示第二蒸發(fā)器204進行第二階段除霜作業(yè)1分鐘并完成一次循環(huán)；如圖2D所示，當(dāng)?shù)谝徽舭l(fā)器203進行第二階段除霜作業(yè)，第一蒸發(fā)器控制閥212為關(guān)閉狀態(tài)，第二蒸發(fā)器控制閥211保持導(dǎo)通狀態(tài)，第二除霜控制閥213保持關(guān)閉狀態(tài)，第一除霜控制閥214打開并將由壓縮機201輸出的部分高壓氣體冷媒導(dǎo)入第一蒸發(fā)器除霜盤管205，冷媒于第一蒸發(fā)器除霜盤管205內(nèi)液化并發(fā)熱溶解在第一蒸發(fā)器203的散熱片上的冰霜然后通過第一除霜循環(huán)膨脹閥221并導(dǎo)入第二蒸發(fā)器204的輸入口與從主膨脹閥207導(dǎo)入的冷媒混合作業(yè)，此時第一排氣風(fēng)扇停止運轉(zhuǎn)以保留熱能于該隔熱室內(nèi)，使第一蒸發(fā)器203上的冰霜快速溶解，而第二蒸發(fā)器204保持作業(yè)正常蒸發(fā)吸熱作業(yè)維持暖氣供應(yīng)；如圖2E所示，當(dāng)?shù)诙舭l(fā)器204進行第二階段除霜作業(yè)，第二蒸發(fā)器控制閥211為關(guān)閉狀態(tài)，第一蒸發(fā)器控制閥212保持導(dǎo)通狀態(tài)，第一除霜控制閥214保持關(guān)閉狀態(tài)，第二除霜控制閥213打開并將由壓縮機201輸出的部分高壓氣體冷媒導(dǎo)入第二蒸發(fā)器除霜盤管206，冷媒于第二蒸發(fā)器除霜盤管206內(nèi)液化并發(fā)熱溶解在第二蒸發(fā)器204的散熱片上的冰霜然后通過第二除霜循環(huán)膨脹閥222并導(dǎo)入第一蒸發(fā)器203的輸入口與從主膨脹閥207導(dǎo)入的冷媒混合作業(yè)，此時第二排氣風(fēng)扇停止運轉(zhuǎn)以保留熱能于該隔熱室內(nèi)，使第二蒸發(fā)器204上的冰霜快速溶解，而第一蒸發(fā)器203保持作業(yè)正常蒸發(fā)吸熱作業(yè)維持暖氣供應(yīng)；在室外溫度5度C至零下15度C作業(yè)時，即使全部蒸發(fā)器共同正常作業(yè)，由于用來提供熱能的室外空氣與蒸發(fā)器內(nèi)蒸發(fā)中冷媒之間的溫度差更進一步減少，導(dǎo)致蒸發(fā)器的所吸收的熱量大幅減少，為使系統(tǒng)保持正常運作，回流管線的流量控制閥298必須導(dǎo)入從壓縮機201輸出的高壓氣體冷媒的百分之五至百分之二十左右通過，當(dāng)大量的高壓氣體冷媒導(dǎo)入葉片渦輪299的動力驅(qū)動入口并推動葉片，葉片渦輪299的葉片加速旋轉(zhuǎn)并產(chǎn)生強大的吸力，此吸力造成蒸發(fā)器內(nèi)的氣體壓力降低，進而影響正常作業(yè)中蒸發(fā)器內(nèi)的液相氣相平衡，當(dāng)氣體壓力減少冷媒的蒸發(fā)速度也加快，同時因為冷媒的蒸發(fā)量增加，蒸發(fā)器內(nèi)的平均溫度也下降，造成室外空氣與蒸發(fā)器的溫差增加，而蒸發(fā)器吸熱量也隨之增加，最后可使壓縮機101的冷媒進氣量恢復(fù)至高溫作業(yè)時的狀況并以接近百分之百的壓縮效率作業(yè)；在室外溫度5度C至零15度C時進行第二階段除霜作業(yè)時，因其中一組蒸發(fā)器進行除霜作業(yè)，使得冷媒的蒸發(fā)量依照比例減少，此時回流管線的流量控制閥298可以允許導(dǎo)入更多的高壓氣體冷媒，使壓縮機201恢復(fù)正常的冷媒進氣量；在室外溫度零下15度C以下作業(yè)時，室外空氣中的水分大幅減少，因此除霜的頻率將逐漸減少，若溫度不斷下降，則只需長時間進行一次第二階段除霜循環(huán)，但仍必須避免全部蒸發(fā)器同時嚴重結(jié)霜，而為了持續(xù)提供穩(wěn)定的室內(nèi)暖氣作業(yè)，回流管線必須持續(xù)由壓縮機輸出口導(dǎo)入部分高壓氣體冷媒以維持壓縮機201的冷媒進氣量與壓縮比。
如圖3A所示，本發(fā)明所述的第二類型實施例為采用交互排氣除霜作業(yè)的室內(nèi)暖氣空調(diào)系統(tǒng)，此實施例為室內(nèi)空間提供了低熱損高換氣率的通風(fēng)系統(tǒng)，并適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)室內(nèi)空氣濕度，其基本構(gòu)造為一組高溫型壓縮機301，一組連接至壓縮機301的冷凝器302以提供室內(nèi)暖氣，連接至冷凝器302的第一蒸發(fā)器311與第二蒸發(fā)器312以吸收室外空氣中的熱能，一組控制冷凝器302至各蒸發(fā)器的冷媒壓力差的主膨脹閥303，第一蒸發(fā)器311與第二蒸發(fā)器302的輸出口連接至一組葉片渦輪399的主輸入口，一組回流管線將壓縮機301輸出的部分高壓氣體冷媒導(dǎo)入葉片渦輪399的動力驅(qū)動入口，前述回流管線包含一組伺服型的流量控制閥398，葉片渦輪399的輸出口連接至壓縮機301的進氣口，第一蒸發(fā)器311包含一組第一蒸發(fā)器控制閥321，第二蒸發(fā)器312包含一組第二蒸發(fā)器控制閥322，各組蒸發(fā)器包含獨立的隔熱室使流入各蒸發(fā)器的室外空氣不互相混合；第一蒸發(fā)器311的隔熱室包含一組第一室內(nèi)空氣進氣閥361與第一室內(nèi)空氣進氣風(fēng)扇351、第一室外空氣進氣閥371、第一排氣風(fēng)扇341、第一隔熱室溫度計331；第二蒸發(fā)器312的隔熱室包含一組第二室內(nèi)空氣進氣閥362與第二室內(nèi)空氣進氣風(fēng)扇352、第二室外空氣進氣閥372、第二排氣風(fēng)扇342、第二隔熱室溫度計332；為使整個系統(tǒng)能安裝于室內(nèi)，系統(tǒng)需要一組室外進氣風(fēng)管390連接至第一室外進氣閥371與第二室外進氣閥372以提供室外空氣至各隔熱室，以及一組連接至第一排氣風(fēng)扇341與第二排氣風(fēng)扇342的排氣風(fēng)管392將各隔熱室內(nèi)的冷空氣排至室外；控制電路還包括室外空氣溫度計397、室內(nèi)空氣溫度計330；整體蒸發(fā)器與壓縮機的規(guī)模應(yīng)配合冷媒種類并足夠在高溫度范圍下持續(xù)制熱作業(yè)。
下面將配合圖3A至圖3E與圖3G、3H所示的多重作業(yè)溫度型交互排氣除霜的室內(nèi)暖氣空調(diào)系統(tǒng)控制邏輯表說明第二類型方案的最優(yōu)選節(jié)能作業(yè)方式如圖3A所示，在室外溫度20度至10度C時第一蒸發(fā)器311與第二蒸發(fā)器312持續(xù)蒸發(fā)吸熱作業(yè)，第一室內(nèi)進氣閥361與第二室內(nèi)進氣閥362都為關(guān)閉狀態(tài)、第一室內(nèi)進氣風(fēng)扇351與第二室內(nèi)進氣風(fēng)扇352都不運轉(zhuǎn)，第一室外空氣進氣閥371與第二室外空氣進氣閥372都為導(dǎo)通狀態(tài)、第一排氣風(fēng)扇341與第二排氣風(fēng)扇342都全速運轉(zhuǎn)以提供足夠的室外空氣通過各蒸發(fā)器，回流管線的流量控制閥398為完全關(guān)閉，壓縮機301輸出口的高壓氣體冷媒全部導(dǎo)入冷凝器302提供室內(nèi)暖氣，此時葉片渦輪399因冷媒通過而慢速旋轉(zhuǎn)但不產(chǎn)生任何效果，通過葉片渦輪399的冷媒最后進入壓縮機301再次進行壓縮；室外溫度10度至5度C時，各蒸發(fā)器開始結(jié)霜，而在此溫度范圍內(nèi)本系統(tǒng)可采取第一階段除霜作業(yè)；為使除霜作業(yè)簡易明了，以下提供一個除霜作業(yè)循環(huán)范例，全部蒸發(fā)器共同作業(yè)10分鐘，然后第一蒸發(fā)器311進行第一階段除霜作業(yè)5分鐘，然后第二蒸發(fā)器312進行第一階段除霜作業(yè)5分鐘并完成一次除霜作業(yè)的循環(huán)；如圖3B所示，當(dāng)?shù)谝徽舭l(fā)器311進行第一階段除霜作業(yè)時，第一蒸發(fā)器控制閥321關(guān)閉，第一蒸發(fā)器311因無冷媒循環(huán)與蒸發(fā)作業(yè)而停止結(jié)霜，第一室外空氣進閥371保持開啟并導(dǎo)入室外空氣通過第一蒸發(fā)氣311，第一蒸發(fā)氣311上凝結(jié)的冰霜吸收了室外空氣的熱能而溶解，第二蒸發(fā)器控制閥322保持導(dǎo)通狀態(tài)，第二蒸發(fā)器312保持冷媒循環(huán)與蒸發(fā)作業(yè)使壓縮機301正常作業(yè)，第一排氣風(fēng)扇341與第二排氣風(fēng)扇持續(xù)全速運轉(zhuǎn)將通過各蒸發(fā)器的冷空氣排至室外；如圖3C所示，當(dāng)?shù)诙舭l(fā)器312進行第一階段除霜作業(yè)時，第二蒸發(fā)器控制閥322關(guān)閉，第二蒸發(fā)器312因無冷媒循環(huán)與蒸發(fā)作業(yè)而停止結(jié)霜，第二室外空氣進閥372保持開啟并導(dǎo)入室外空氣通過第二蒸發(fā)氣312，第二蒸發(fā)氣312上凝結(jié)的冰霜吸收了室外空氣的熱能而溶解，第一蒸發(fā)器控制閥321保持導(dǎo)通狀態(tài)，第一蒸發(fā)器311保持冷媒循環(huán)與蒸發(fā)作業(yè)使壓縮機301正常作業(yè)，第一排氣風(fēng)扇341與第二排氣風(fēng)扇持續(xù)全速運轉(zhuǎn)將通過各蒸發(fā)器的冷空氣排至室外；在室外溫度10度至5度C之間，當(dāng)全部蒸發(fā)器共同作業(yè)時，其中的冷媒蒸發(fā)量應(yīng)該仍足以提供壓縮機足夠的進氣壓力，但當(dāng)其中一組蒸發(fā)器進入除霜作業(yè)中，冷媒蒸發(fā)量與壓縮機進氣壓力將依照可作業(yè)蒸發(fā)器的數(shù)目比例降低，壓縮機301的壓縮出力因此下降，此時可將回流管線的流量控制閥398打開些許，壓縮機301輸出的高壓氣體冷媒的約百分之五左右的流量直接經(jīng)由回流管線導(dǎo)入葉片渦輪399的動力驅(qū)動入口并推動葉片后與由葉片渦輪399的主輸入口導(dǎo)入的蒸發(fā)冷媒混合，由于輸入壓縮機301的冷媒進氣量增加使壓縮效率恢復(fù)正常作業(yè)的范圍；室外溫度5度C至零下15度C時，蒸發(fā)器的結(jié)霜速度更為快速，除霜作業(yè)循環(huán)的間隔必須更為頻繁以提高蒸發(fā)器的使用率，并改以第二階段除霜作業(yè)運作，而除霜作業(yè)循環(huán)依照前述的規(guī)模大概縮短為第一蒸發(fā)器311與第二蒸發(fā)器312共同作業(yè)5分鐘，然后第一蒸發(fā)器311進行第二階段除霜作業(yè)1分鐘，然后第二蒸發(fā)器312進行第二階段除霜作業(yè)1分鐘并完成一次循環(huán)；如圖3D所示，當(dāng)?shù)谝徽舭l(fā)氣311進行第二階段除霜作業(yè)時，第一蒸發(fā)器控制閥321關(guān)閉，第一蒸發(fā)器311因無冷媒循環(huán)與蒸發(fā)作業(yè)而停止結(jié)霜，第一室外空氣進閥371關(guān)閉，第一室內(nèi)空氣進氣閥361開啟，然后第一室內(nèi)空氣進氣風(fēng)扇351開始運轉(zhuǎn)使室內(nèi)空氣導(dǎo)入第一蒸發(fā)器311的隔熱室并產(chǎn)生換氣效果，第一排氣風(fēng)扇341停止運轉(zhuǎn)但通過第一蒸發(fā)器311的少量冷空氣仍緩慢地排出至室外，為了更有效的換氣與迅速除霜，第一室內(nèi)進氣風(fēng)扇351以適當(dāng)轉(zhuǎn)速運作使該隔熱室的溫度保持接近室內(nèi)空間的溫度，而一般室內(nèi)空氣溫度高于10度C因此第一蒸發(fā)氣311上凝結(jié)的冰霜可以于短時間完全溶解，同時第二蒸發(fā)器控制閥322保持導(dǎo)通狀態(tài)，第二蒸發(fā)器312保持冷媒循環(huán)與蒸發(fā)作業(yè)使壓縮機301正常作業(yè)以維持室內(nèi)暖氣的供應(yīng)，第二排氣風(fēng)扇342持續(xù)全速運轉(zhuǎn)將通過第二蒸發(fā)器312的冷空氣排至室外；如圖3E所示，當(dāng)?shù)诙舭l(fā)氣312進行第二階段除霜作業(yè)時，第二蒸發(fā)器控制閥322關(guān)閉，第二蒸發(fā)器312因無冷媒循環(huán)與蒸發(fā)作業(yè)而停止結(jié)霜，第二室外空氣進閥372關(guān)閉，第二室內(nèi)空氣進氣閥362開啟，然后第二室內(nèi)空氣進氣風(fēng)扇352開始運轉(zhuǎn)使室內(nèi)空氣導(dǎo)入第二蒸發(fā)器312的隔熱室并產(chǎn)生換氣效果，第二排氣風(fēng)扇342停止運轉(zhuǎn)但通過第二蒸發(fā)器312的少量冷空氣仍緩慢地排出至室外，為了更有效的換氣與迅速除霜，第二室內(nèi)進氣風(fēng)扇352以適當(dāng)轉(zhuǎn)速運作使該隔熱室的溫度保持接近室內(nèi)空間的溫度，而一般室內(nèi)空氣溫度高于10度C因此第二蒸發(fā)氣312上凝結(jié)的冰霜可以于短時間完全溶解，同時第一蒸發(fā)器控制閥321保持導(dǎo)通狀態(tài)，第一蒸發(fā)器311保持冷媒循環(huán)與蒸發(fā)作業(yè)使壓縮機301正常作業(yè)以維持室內(nèi)暖氣的供應(yīng)，第一排氣風(fēng)扇341持續(xù)全速運轉(zhuǎn)將通過第一蒸發(fā)器311的冷空氣排至室外；在室內(nèi)空氣被抽入進行第二階段除霜作業(yè)的蒸發(fā)器同時，室內(nèi)空間的氣壓降低并使室外空氣由其它進氣風(fēng)管自然導(dǎo)入，一般而言的健康與生活需求，寒冷潮濕的天氣下室內(nèi)需要更高的換氣率，然而當(dāng)室外大氣中的水分含量高時，蒸發(fā)器上的結(jié)霜速度也隨之提高，因此在潮濕且寒冷的天候下，本系統(tǒng)的第二階段除霜作業(yè)會自動地更為頻繁，而且排出的室內(nèi)空氣中的熱量將被完全回收利用，進而達到低耗能高換氣率的目的；在室外溫度5度C至零下15度C作業(yè)時，即使全部蒸發(fā)器共同正常作業(yè)，由于用來提供熱能的室外空氣與蒸發(fā)器內(nèi)蒸發(fā)中冷媒之間的溫度差更進一步減少，導(dǎo)致蒸發(fā)器的所吸收的熱量大幅減少，為使系統(tǒng)保持正常運作，回流管線的流量控制閥398必須允許由壓縮機301輸出的高壓氣體冷媒的百分之五至百分之二十左右的流量通過，當(dāng)大量的高壓氣體冷媒導(dǎo)入葉片渦輪399的動力驅(qū)動入口并推動葉片，葉片渦輪399的葉片加速旋轉(zhuǎn)并產(chǎn)生強大的吸力，此吸力造成蒸發(fā)器內(nèi)的氣體壓力降低，進而影響作業(yè)中的蒸發(fā)器內(nèi)的液相氣相平衡，當(dāng)氣體壓力減少冷媒的蒸發(fā)速度也加快，同時因為冷媒的蒸發(fā)量增加，蒸發(fā)器內(nèi)的平均溫度也下降，造成室外空氣與蒸發(fā)器的溫差增加，而蒸發(fā)器吸熱量也隨之增加，最后可使壓縮機301的冷媒進氣量恢復(fù)至高溫作業(yè)時的狀況并以接近百分之百的壓縮效率作業(yè)；在室外溫度5度C至零下15度C時進行第二階段除霜作業(yè)時，因其中一組蒸發(fā)器進行除霜作業(yè)，使得冷媒的蒸發(fā)量依照比例減少，此時回流管線的流量控制閥可以允許導(dǎo)入更多的高壓氣體冷媒，使壓縮機恢復(fù)正常的冷媒進氣量；在室外溫度零下15度C以下作業(yè)時，室外空氣中的水分大幅減少，因此除霜的頻率將逐漸減少，若溫度不斷下降，則只需長時間進行一次第二階段除霜循環(huán)，但仍必須避免全部蒸發(fā)器同時嚴重結(jié)霜，而為了持續(xù)提供穩(wěn)定的室內(nèi)暖氣作業(yè)，回流管線必須持續(xù)由壓縮機301輸出口導(dǎo)入部分高壓氣體冷媒以維持壓縮機301的冷媒進氣量與壓縮比。
全部三類型暖氣空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能控制方式是在一般天候與空氣濕度下以降低單位能源消費為目的所設(shè)計，因此除霜作業(yè)循環(huán)中所敘述的時間隨著應(yīng)用地區(qū)的濕度與天候型態(tài)可做適當(dāng)?shù)恼{(diào)整；第一階段除霜作業(yè)因以室外空氣的熱能進行除霜，其應(yīng)用范圍可從10度至0度C的室外空氣溫度，但隨著溫度下降至約5度C以下時因為所需除霜效率降低，造成蒸發(fā)器的適用率降低，整體系統(tǒng)的可供應(yīng)熱量減少，因此需要改以第二階段除霜作業(yè)以持續(xù)供應(yīng)穩(wěn)定的暖氣；第二階段除霜作業(yè)的基本原理是以其它作業(yè)中的蒸發(fā)器所吸收的熱量與壓縮機產(chǎn)生的熱量進行短時間的高效率除霜，因此應(yīng)用范圍可從10度至零下40度C；而若基于節(jié)約壓縮機能源消耗的考慮，控制系統(tǒng)應(yīng)于室外溫度下降至約5度C之前采取第一階段除霜作業(yè)，然后改以第二階段除霜作業(yè)；而若基于蒸發(fā)器的最高使用率與室內(nèi)暖氣的最高熱量提供能力，則控制系統(tǒng)應(yīng)于室外溫度10度至零下40度C全以第二階段除霜作業(yè)，但需調(diào)整各溫度段作業(yè)下所需要的除霜時間以達到最高的蒸發(fā)器使用率。為了提高蒸發(fā)器的使用率，全部三類型的實施例所述的室內(nèi)暖氣空調(diào)系統(tǒng)可增加除霜作業(yè)進度的傳感器，使控制系統(tǒng)能判斷各組蒸發(fā)器上的冰霜是否溶解完畢并進入下一個工作程序。
全部三類型暖氣空調(diào)系統(tǒng)中的葉片渦輪的主要功能是使壓縮機的冷媒進氣量保持穩(wěn)定，而室外溫度下降與進行除霜作業(yè)都會影響冷媒蒸發(fā)量，因此最優(yōu)選的控制方式為控制電路包含一組于壓縮機進氣端的壓力偵測器，而當(dāng)壓縮機的進氣壓力減少時，回流管線的伺服型流量控制閥以動態(tài)調(diào)整的方式適量增加導(dǎo)入葉片渦輪的動力驅(qū)動入口的高壓氣體冷媒，使作業(yè)中的蒸發(fā)器的冷媒蒸發(fā)速度加快，進而使壓縮機以接近百分之百的壓縮效率運作。
全部三類型暖氣空調(diào)系統(tǒng)的除霜結(jié)構(gòu)為使說明簡易明了，都以最基本的兩組蒸發(fā)器說明，但仍可以增加多組蒸發(fā)器與相關(guān)的隔熱室和控制設(shè)備；圖1H與圖1J則為第一類型實施例的三組蒸發(fā)器與四組蒸發(fā)器的結(jié)構(gòu)示意圖，圖2G為第二類型實施例的四組蒸發(fā)器的結(jié)構(gòu)示意圖，圖3F為第三類型實施例的四組蒸發(fā)器的結(jié)構(gòu)示意圖；以四組蒸發(fā)器作業(yè)時，當(dāng)其中一組蒸發(fā)器進行第二階段除霜作業(yè)，另外三組蒸發(fā)器保持冷媒循環(huán)并持續(xù)作業(yè)，同時提供室內(nèi)暖氣需要的熱量與進行第二階段除霜作業(yè)所需的熱量，而除霜作業(yè)循環(huán)也可依次輪流進行除霜作業(yè)，另外，更多組的蒸發(fā)器作業(yè)時，壓縮機的冷媒進氣量于部分蒸發(fā)器進行除霜作業(yè)時也不會有過大的差異，由回流管線導(dǎo)入的高壓氣體冷媒量也可減少并使壓縮機的運轉(zhuǎn)狀況更穩(wěn)定。
第一類型綜合方案的多重作業(yè)溫度型交互逆向循環(huán)除霜的室內(nèi)暖氣空調(diào)系統(tǒng)，為了使系統(tǒng)保養(yǎng)更為簡易與減少設(shè)備安裝手續(xù)，各蒸發(fā)器輸入口端的控制閥可以與逆向除霜控制閥合并為一組具有同功能的多向控制閥，而蒸發(fā)器輸出口端的流量控制閥可與單向管線所需要的單向逆止閥合并成一組具有同功能的多向控制閥，此多向控制閥可以直接關(guān)閉流向另一組蒸發(fā)器輸入口端的冷媒循環(huán)通路以代替單向逆止閥的功能，如圖1F與圖1G所示，各控制組件可被多向控制閥整合為更為簡易的結(jié)構(gòu)。其它實施例中所述的各控制閥也都可應(yīng)生產(chǎn)需求整合為類似但同樣功能的多向控制閥。
而如圖1J所示的四組蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)中，另一種可能的變化結(jié)構(gòu)可將第一逆向循環(huán)膨脹閥141、第二逆向循環(huán)膨脹閥142、第三逆向循環(huán)膨脹閥143、第四逆向循環(huán)膨脹閥144輸出口端相連接至一組整合用的多向分流控制閥，最后將除霜用的冷媒平均分配至各正常作業(yè)中的蒸發(fā)器輸入口；而如圖2G所示的第二類型的四組蒸發(fā)器的實施例中，第一除霜循環(huán)膨脹閥221、第二除霜循環(huán)膨脹閥222、第三除霜循環(huán)膨脹閥271、第四除霜循環(huán)膨脹閥272也可經(jīng)由一組整合用的多向分流控制閥使除霜用的冷媒平均分配至各正常作業(yè)中的蒸發(fā)器輸入口。
第三類型的實施例中，除了第一階段與第二階段除霜作業(yè)，可更進一步包含強制通風(fēng)的作業(yè)方式，當(dāng)室內(nèi)空間需要大量的換氣時，全部蒸發(fā)器仍然正常作業(yè)，各隔熱室的室外進氣控制閥為開啟，而各隔熱室的室內(nèi)進氣控制閥也開啟并允許少量室內(nèi)空氣導(dǎo)入各隔熱室，而室內(nèi)進氣風(fēng)扇以控制系統(tǒng)所需換氣率調(diào)整運轉(zhuǎn)速度，室外空氣與室內(nèi)空間的排氣混合并通過各蒸發(fā)器，各蒸發(fā)器因通過的空氣溫度提高而使除霜作業(yè)的間隔得以延長，使室內(nèi)空間的排氣的能源能得到最大的利用。
全部三類型實施例中的壓縮機雖然只是以現(xiàn)有規(guī)格的高溫作業(yè)型作基本說明，但使用固定壓縮比或固定馬達頻率的壓縮機只是基于成本考慮，變頻式壓縮機仍然可以應(yīng)用于所述的全部三類型實施例中，并于較低作業(yè)溫度范圍時加快馬達回轉(zhuǎn)速度，與實施例中的葉片渦輪配合達到較為廣泛的應(yīng)用范圍。
當(dāng)應(yīng)用于平均溫度低于零下10度的地區(qū)時，因為天候寒冷，全部三類型的實施例也可增加一組小規(guī)模的緊急電熱除霜于各隔熱室內(nèi)以防止暖氣空調(diào)系統(tǒng)開機前，蒸發(fā)器因不當(dāng)操作或其它原因而嚴重結(jié)霜并無法順利開機運轉(zhuǎn)。
第一類型實施例或第二類型實施例可與第三類型實施例合并使用，使第一類型或第二類型實施例也達到換氣效果。
權(quán)利要求
1.一種室內(nèi)暖氣空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于，至少包括一組壓縮機，一組連接至所述壓縮機的冷凝器以提供室內(nèi)暖氣，兩組以上連接至所述冷凝器的蒸發(fā)器，所述各蒸發(fā)器包含可于第二階段除霜作業(yè)時獨立保溫的隔熱室，所述各隔熱室包含各自的進氣與排氣設(shè)備以導(dǎo)入室外空氣并于吸收熱量后排出至室外，所述冷凝器至各蒸發(fā)器之間包含一組控制冷媒壓力差的主膨脹閥；所述全部蒸發(fā)器的輸出口連接至一組葉片渦輪的主輸入口，所述葉片渦輪的動力驅(qū)動入口連接至一組包含伺服型流量控制閥的回流管線，部份壓縮機輸出的高壓氣體冷媒可通過回流管線進入葉片渦輪的動力驅(qū)動入口，所述葉片渦輪的輸出口連接至壓縮機的進氣口，所述回流管線于室外溫度攝氏10度以上作業(yè)時都為關(guān)閉狀態(tài)，而于室外溫度攝氏10度以下時與各階段除霜作業(yè)時將適量的高壓氣體冷媒導(dǎo)入并推動所述葉片渦輪的葉片，使葉片快速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生吸力并調(diào)整各組進行蒸發(fā)作業(yè)的蒸發(fā)器內(nèi)的氣相液相平衡，使冷媒的蒸發(fā)量恢復(fù)至壓縮機可正常壓縮的范圍，以防止壓縮機的壓縮效率降低而使冷媒無法進行正常的液化與蒸發(fā)循環(huán)作業(yè)并導(dǎo)致室內(nèi)暖氣無法持續(xù)供應(yīng)；所述各組蒸發(fā)器的輸入口端與輸出口端包含可使各蒸發(fā)器于第一階段除霜作業(yè)和第二階段除霜作業(yè)時獨立停止冷媒蒸發(fā)循環(huán)的控制閥；所述各組蒸發(fā)器包含各自的逆向除霜控制閥，逆向除霜控制閥于該對應(yīng)的蒸發(fā)器進行冷媒蒸發(fā)作業(yè)與第一階段除霜作業(yè)時為關(guān)閉狀態(tài)，而只于第二階段除霜作業(yè)時為導(dǎo)通狀態(tài)并將從所述壓縮機輸出的高壓氣體冷媒導(dǎo)入該對應(yīng)的蒸發(fā)器進行冷媒液化作業(yè)；于第二階段除霜作業(yè)時，高壓氣體冷媒于除霜中的蒸發(fā)器盤管內(nèi)液化發(fā)熱并溶解于蒸發(fā)器散熱片上的冰霜后經(jīng)過一組逆向循環(huán)用膨脹閥并導(dǎo)入其它進行冷媒蒸發(fā)作業(yè)中的蒸發(fā)器；所述蒸發(fā)器與壓縮機可于攝氏10度以上的室外環(huán)境下持續(xù)制熱作業(yè)且不需要進行除霜作業(yè)，于攝氏10度至攝氏0度之間的室外環(huán)境下結(jié)霜時可以采用第一階段除霜作業(yè)循環(huán)，于攝氏10度至攝氏零下40度之間的室外環(huán)境下結(jié)霜時可以采用第二階段除霜作業(yè)循環(huán)，并可視能源消耗和室內(nèi)制熱需求選定第一階段除霜作業(yè)與第二階段除霜作業(yè)的執(zhí)行溫度范圍；于第一階段除霜作業(yè)循環(huán)時，因需要避免全部蒸發(fā)器同時嚴重結(jié)霜，其中一組蒸發(fā)器停止冷媒蒸發(fā)作業(yè)并吸收以快速流通的室外空氣中的熱量進行除霜，然后以適當(dāng)?shù)某樞蜉喠鲗⒏鹘M蒸發(fā)器上所凝結(jié)的冰霜溶解，而作業(yè)中至少有一組蒸發(fā)器進行冷媒蒸發(fā)作業(yè)以提供室內(nèi)暖氣供應(yīng)所需的熱量；于第二階段除霜作業(yè)循環(huán)時，因需要避免全部蒸發(fā)器同時嚴重結(jié)霜，其中一組蒸發(fā)器停止從主膨脹閥導(dǎo)入低溫液體冷媒進行冷媒蒸發(fā)作業(yè)，而從該組蒸發(fā)器的逆向除霜控制閥導(dǎo)入高壓氣體冷媒進行液化作業(yè)并于短時間發(fā)熱溶解該蒸發(fā)器表面的冰霜，同時停止該組蒸發(fā)器的隔熱室內(nèi)的空氣流動以防止熱能散出至室外，然后以適當(dāng)?shù)某樞蜉喠鲗⒏鹘M蒸發(fā)器上所凝結(jié)的冰霜溶解，而所有作業(yè)中至少有一組蒸發(fā)器進行冷媒蒸發(fā)作業(yè)以提供室內(nèi)暖氣供應(yīng)與進行第二階段除霜作業(yè)所需的熱量；所述室內(nèi)暖氣空調(diào)系統(tǒng)于所有作業(yè)中都可持續(xù)的提供室內(nèi)暖氣。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的室內(nèi)暖氣空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于，所述的各蒸發(fā)器輸入口端的控制閥與逆向除霜控制閥合并為一組具有同功能的多向控制閥，而蒸發(fā)器輸出口端的流量控制閥與單向管線所需要的單向逆止閥合并成一組具有同功能的多向控制閥。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的室內(nèi)暖氣空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于，所述室內(nèi)暖氣空調(diào)系統(tǒng)增加多組蒸發(fā)器與相關(guān)的隔熱室和控制設(shè)備；同時將各組蒸發(fā)器的逆向循環(huán)膨脹閥連接至一組整合用的多向分流控制閥，使第二階段除霜作業(yè)時于各蒸發(fā)器進行液化發(fā)熱后的冷媒平均分配至各組進行蒸發(fā)作業(yè)中的蒸發(fā)器輸入口。
4.一種利用如權(quán)利要求1所述的室內(nèi)暖氣空調(diào)系統(tǒng)進行節(jié)能控制的方法，其特征在于，所述節(jié)能控制方法為室外溫度攝氏10至攝氏5度時蒸發(fā)器結(jié)霜時采用第一階段除霜作業(yè)，室外溫度攝氏5度至零下40度采用第二階段除霜作業(yè)，而于攝氏零下約10度后逐漸減少除霜作業(yè)次數(shù)；同時可增加除霜作業(yè)進度的傳感器，使控制系統(tǒng)能判斷各組蒸發(fā)器上的冰霜是否溶解完畢并進入下一個工作程序。
5.一種室內(nèi)暖氣空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于，至少包括一組壓縮機，一組連接至所述壓縮機的冷凝器以提供室內(nèi)暖氣，兩組以上連接至所述冷凝器的蒸發(fā)器，所述各蒸發(fā)器包含蒸發(fā)作業(yè)用盤管與除霜作業(yè)用盤管，于所述冷凝器中發(fā)熱液化后的冷媒通過一組主膨脹閥然后導(dǎo)入各蒸發(fā)器的蒸發(fā)作業(yè)用盤管，所述各蒸發(fā)器包含可于第二階段除霜作業(yè)時獨立保溫的隔熱室，所述各隔熱室包含各自的進氣與排氣設(shè)備以導(dǎo)入室外空氣并于吸收熱量后排出至室外；所述全部蒸發(fā)器的蒸發(fā)作業(yè)用盤管的輸出口連接至一組葉片渦輪的主輸入口，所述葉片渦輪的動力驅(qū)動入口連接至一組包含伺服型流量控制閥的回流管線，部份壓縮機輸出的高壓氣體冷媒可通過回流管線進入葉片渦輪的動力驅(qū)動入口，所述葉片渦輪的輸出口連接至壓縮機的進氣口，所述回流管線于室外溫度攝氏10度以上作業(yè)時都為關(guān)閉狀態(tài)，而于室外溫度攝氏10度以下時與各階段除霜作業(yè)時將適量的高壓氣體冷媒導(dǎo)入并推動所述葉片渦輪的葉片，使葉片快速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生吸力并調(diào)整各組進行蒸發(fā)作業(yè)的蒸發(fā)器內(nèi)的氣相液相平衡，使冷媒的蒸發(fā)量恢復(fù)至壓縮機可正常壓縮的范圍，以防止壓縮機的壓縮效率降低而使冷媒無法進行正常的液化與蒸發(fā)循環(huán)作業(yè)并導(dǎo)致室內(nèi)暖氣無法持續(xù)供應(yīng)；所述各組蒸發(fā)器包含一組可使各蒸發(fā)器的蒸發(fā)作業(yè)用盤管于第一階段除霜作業(yè)和第二階段除霜作業(yè)時獨立停止冷媒流入的流量控制閥；所述各組蒸發(fā)器的除霜作業(yè)用盤管的輸入端包含一組除霜控制閥，除霜控制閥于該對應(yīng)的蒸發(fā)器進行冷媒蒸發(fā)作業(yè)與第一階段除霜作業(yè)時為關(guān)閉狀態(tài)，而只于第二階段除霜作業(yè)時為導(dǎo)通狀態(tài)并將從所述壓縮機輸出的高壓氣體冷媒導(dǎo)入該對應(yīng)的蒸發(fā)器的除霜作業(yè)用盤管內(nèi)進行冷媒液化作業(yè)；于第二階段除霜作業(yè)時，高壓氣體冷媒于除霜中的蒸發(fā)器的除霜作業(yè)用盤管內(nèi)液化發(fā)熱并溶解于蒸發(fā)器散熱片上的冰霜后經(jīng)過一組除霜循環(huán)膨脹閥并導(dǎo)入其它進行冷媒蒸發(fā)作業(yè)中的蒸發(fā)器的蒸發(fā)作業(yè)用盤管；所述蒸發(fā)器與壓縮機可于攝氏10度以上的室外環(huán)境下持續(xù)制熱作業(yè)且不需要進行除霜作業(yè)，于攝氏10度至攝氏0度之間的室外環(huán)境下結(jié)霜時可以采用第一階段除霜作業(yè)循環(huán)，于攝氏10度至攝氏零下40度之間的室外環(huán)境下結(jié)霜時可以采用第二階段除霜作業(yè)循環(huán)，并可視能源消耗和室內(nèi)制熱需求選定第一階段除霜作業(yè)與第二階段除霜作業(yè)的執(zhí)行溫度范圍；于第一階段除霜作業(yè)循環(huán)時，因需要避免全部蒸發(fā)器同時嚴重結(jié)霜，其中一組蒸發(fā)器的蒸發(fā)作業(yè)用盤管停止冷媒蒸發(fā)作業(yè)并吸收以快速流通的室外空氣中的熱量進行除霜，然后以適當(dāng)?shù)某樞蜉喠鲗⒏鹘M蒸發(fā)器上所凝結(jié)的冰霜溶解，而作業(yè)中至少有一組蒸發(fā)器進行冷媒蒸發(fā)作業(yè)以提供室內(nèi)暖氣供應(yīng)所需的熱量；于第二階段除霜作業(yè)循環(huán)時，因需要避免全部蒸發(fā)器同時嚴重結(jié)霜，其中一組蒸發(fā)器的蒸發(fā)作業(yè)用盤管停止從主膨脹閥導(dǎo)入低溫液體冷媒進行冷媒蒸發(fā)作業(yè)，而該蒸發(fā)器的除霜作業(yè)用盤管從除霜控制閥導(dǎo)入高壓氣體冷媒進行液化作業(yè)并于短時間發(fā)熱溶解該蒸發(fā)器表面的冰霜，同時停止該組蒸發(fā)器的隔熱室內(nèi)的空氣流動以防止熱能散出至室外，然后以適當(dāng)?shù)某樞蜉喠鲗⒏鹘M蒸發(fā)器上所凝結(jié)的冰霜溶解，而所有作業(yè)中至少有一組蒸發(fā)器進行冷媒蒸發(fā)作業(yè)以提供室內(nèi)暖氣供應(yīng)與進行第二階段除霜作業(yè)所需的熱量；所述室內(nèi)暖氣空調(diào)系統(tǒng)于所有作業(yè)中都可持續(xù)的提供室內(nèi)暖氣。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的室內(nèi)暖氣空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于，所述室內(nèi)暖氣空調(diào)系統(tǒng)增加多組蒸發(fā)器與相關(guān)的隔熱室和控制設(shè)備；同時將各組蒸發(fā)器的除霜循環(huán)膨脹閥連接至一組整合用的多向分流控制閥，使第二階段除霜作業(yè)時于各蒸發(fā)器的除霜作業(yè)用盤管進行液化發(fā)熱后的冷媒平均分配至各組進行蒸發(fā)作業(yè)中的蒸發(fā)作業(yè)用盤管的輸入口。
7.一種利用如權(quán)利要求5所述的室內(nèi)暖氣空調(diào)系統(tǒng)進行節(jié)能控制的方法，其特征在于，所述節(jié)能控制方法為室外溫度攝氏10至攝氏約5度時蒸發(fā)器結(jié)霜時采用第一階段除霜作業(yè)，室外溫度攝氏約5度至零下40度采用第二階段除霜作業(yè)，而于攝氏零下約10度后逐漸減少除霜作業(yè)次數(shù)；同時可增加除霜作業(yè)進度的傳感器，使控制系統(tǒng)能判斷各組蒸發(fā)器上的冰霜是否溶解完畢并進入下一個工作程序。
8.一種室內(nèi)暖氣空調(diào)系統(tǒng)與通風(fēng)系統(tǒng)，其特征在于，所述室內(nèi)暖氣空調(diào)系統(tǒng)至少包括一組壓縮機，一組連接至所述壓縮機的冷凝器以提供室內(nèi)暖氣，兩組以上連接至所述冷凝器的蒸發(fā)器，所述各蒸發(fā)器包含可于第二階段除霜作業(yè)時導(dǎo)入室內(nèi)空氣的進氣與保溫設(shè)備的隔熱室，所述各隔熱室包含各自的室外空氣進氣與排氣設(shè)備以在冷媒蒸發(fā)作業(yè)與第一階段除霜作業(yè)時導(dǎo)入室外空氣并于吸收熱量后排出至室外；所述全部蒸發(fā)器的蒸發(fā)作業(yè)用盤管的輸出口連接至一組葉片渦輪的主輸入口，所述葉片渦輪的動力驅(qū)動入口連接至一組包含伺服型流量控制閥的回流管線，部份壓縮機輸出的高壓氣體冷媒可通過回流管線進入葉片渦輪的動力驅(qū)動入口，所述葉片渦輪的輸出口連接至壓縮機的進氣口，所述回流管線于室外溫度攝氏10度以上作業(yè)時都為關(guān)閉狀態(tài)，而于室外溫度攝氏10度以下時與各階段除霜作業(yè)時將適量的高壓氣體冷媒導(dǎo)入并推動所述葉片渦輪的葉片，使葉片快速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生吸力并調(diào)整各組進行蒸發(fā)作業(yè)的蒸發(fā)器內(nèi)的氣相液相平衡，使冷媒的蒸發(fā)量恢復(fù)至壓縮機可正常壓縮的范圍，以防止壓縮機的壓縮效率降低而使冷媒無法進行正常的液化與蒸發(fā)循環(huán)作業(yè)并導(dǎo)致室內(nèi)暖氣無法持續(xù)供應(yīng)；所述各組蒸發(fā)器包含一組可使各蒸發(fā)器于第一階段除霜作業(yè)和第二階段除霜作業(yè)時獨立停止冷媒流入的流量控制閥；各隔熱室包含獨自的室內(nèi)空氣進氣閥并于該對應(yīng)的蒸發(fā)器進行冷媒蒸發(fā)作業(yè)與第一階段除霜作業(yè)時為關(guān)閉狀態(tài)，而只于第二階段除霜作業(yè)時為導(dǎo)通狀態(tài)并將室內(nèi)空間的空氣導(dǎo)入該隔熱室；所述蒸發(fā)器與壓縮機可于攝氏10度以上的室外環(huán)境下持續(xù)制熱作業(yè)且不需要進行除霜作業(yè)，于攝氏10度至攝氏0度之間的室外環(huán)境下結(jié)霜時可以采用第一階段除霜作業(yè)循環(huán)，于攝氏10度至攝氏零下40度之間的室外環(huán)境下結(jié)霜時可以采用第二階段除霜作業(yè)循環(huán)，并可視能源消耗和室內(nèi)制熱需求選定第一階段除霜作業(yè)與第二階段除霜作業(yè)的執(zhí)行溫度范圍；于第一階段除霜作業(yè)循環(huán)時，因需要避免全部蒸發(fā)器同時嚴重結(jié)霜，其中一組蒸發(fā)器停止冷媒蒸發(fā)作業(yè)并吸收以快速流通的室外空氣中的熱量進行除霜，然后以適當(dāng)?shù)某樞蜉喠鲗⒏鹘M蒸發(fā)器上所凝結(jié)的冰霜溶解，而作業(yè)中至少有一組蒸發(fā)器進行冷媒蒸發(fā)作業(yè)以提供室內(nèi)暖氣供應(yīng)所需的熱量；于第二階段除霜作業(yè)循環(huán)時，因需要避免全部蒸發(fā)器同時嚴重結(jié)霜，其中一組蒸發(fā)器停止從主膨脹閥導(dǎo)入低溫液體冷媒進行冷媒蒸發(fā)作業(yè)，室外空氣停止流入此除霜作業(yè)中的蒸發(fā)器的隔熱室，并將室內(nèi)空間的空氣適量抽入該隔熱室使室內(nèi)空間產(chǎn)生換氣效果，該隔熱室內(nèi)的溫度上升使該蒸發(fā)器表面凝結(jié)的冰霜于短時間溶解，同時依照室內(nèi)空間的換氣率需求調(diào)整排氣速度使被該隔熱室內(nèi)被吸收熱量后的冷空氣排出至室外，然后以適當(dāng)?shù)某樞蜉喠鲗⒏鹘M蒸發(fā)器上所凝結(jié)的冰霜溶解，而所有作業(yè)中至少有一組蒸發(fā)器進行冷媒蒸發(fā)作業(yè)以提供室內(nèi)暖氣供應(yīng)與進行第二階段除霜作業(yè)所需的熱量；所述室內(nèi)暖氣空調(diào)系統(tǒng)于所有作業(yè)中都可持續(xù)的提供室內(nèi)暖氣。
9.一種利用如權(quán)利要求8所述的室內(nèi)暖氣空調(diào)系統(tǒng)與通風(fēng)系統(tǒng)進行節(jié)能控制的方法，其特征在于，所述節(jié)能控制方法為室外溫度攝氏10至攝氏約5度時蒸發(fā)器結(jié)霜時采用第一階段除霜作業(yè)，室外溫度攝氏約5度至零下40度采用第二階段除霜作業(yè)，而于攝氏零下約10度后逐漸減少除霜作業(yè)次數(shù)；同時可增加除霜作業(yè)進度的傳感器，使控制系統(tǒng)能判斷各組蒸發(fā)器上的冰霜是否溶解完畢并進入下一個工作程序；所述控制系統(tǒng)可更進一步包含強制通風(fēng)的作業(yè)方式，當(dāng)室內(nèi)空間需要大量的換氣時，全部蒸發(fā)器仍然正常作業(yè)，各隔熱室的室外進氣控制閥為開啟，而各隔熱室的室內(nèi)進氣控制閥也開啟并允許少量室內(nèi)空氣導(dǎo)入各隔熱室，而室內(nèi)進氣風(fēng)扇以控制系統(tǒng)所需換氣率調(diào)整運轉(zhuǎn)速度，室外空氣與室內(nèi)空間的排氣混合并通過各蒸發(fā)器，各蒸發(fā)器因通過的空氣溫度提高而使除霜作業(yè)的間隔得以延長，使室內(nèi)空間的排氣的能源能得到最大的利用。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的節(jié)能控制的方法，其特征在于，所述室內(nèi)暖氣空調(diào)系統(tǒng)的作業(yè)方式為從室外溫度攝氏10度至零下40度全部采用第二階段除霜作業(yè)以達到最高的系統(tǒng)制熱能力，同時增加室外溫度攝氏10度至5度間的室內(nèi)換氣率。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種室內(nèi)暖氣空調(diào)系統(tǒng)與該系統(tǒng)于室外溫度20度至零下40度的節(jié)能控制方法。本發(fā)明可使一般壓縮機在不斷變化的氣候狀況下達到接近百分之百的壓縮出力效率，并縮短在寒冷氣候下蒸發(fā)器的除霜時間，使蒸發(fā)器的有效作業(yè)時間比例大幅提高，并由于冷凝器與壓縮機可提供不間斷的室內(nèi)暖氣，降低了暖氣系統(tǒng)的規(guī)模與運作成本，同時因不需間斷的運轉(zhuǎn)方式提升了室內(nèi)暖氣的安定性與可靠性。本發(fā)明為因應(yīng)生活需求更進一步地改良通風(fēng)系統(tǒng)，達到于寒冷氣候不損失熱能地進行換氣作業(yè)與適當(dāng)?shù)臐穸日{(diào)節(jié)，從而有效地改善在寒冷區(qū)域的室內(nèi)生活空氣質(zhì)量。
文檔編號F25B47/02GK1987297SQ200610173240
公開日2007年6月27日 申請日期2006年12月18日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月20日
發(fā)明者胡龍?zhí)?申請人:胡龍?zhí)?br>