[发明专利]热泵系统

说明书

技术领域

本发明有关于一种热泵系统，尤指一种可除霜的热泵系统，此系统在除霜的同时亦能提供热量传送到标的物。

背景技术

按，热泵系统是应用卡诺循环或逆卡诺循环原理转移冷量和热量的设备。请参阅图1所示，热泵系统1包括蒸发器10、压缩机12、冷凝器14及膨胀阀16，前述的各构件再依序透过管路循环连接在一起，并在管路内设有冷媒。热泵系统1在制热模式下，系使用蒸发器10吸收周围的热源(如地下土壤或空气)，让冷媒变成高温低压的气体状态，冷媒被压缩机12压缩后变成高压高温气体，此时冷媒含有从热源中吸来及被压缩机压缩而产生的大量的热量，然后经由冷凝器14让冷媒对标的物(如建筑物的室内空间)释放热量冷却，冷媒的温度下降，此时的冷媒是呈现高压中温的液体状态，然后冷媒进入膨胀阀16，膨胀阀16就好比将高压气体经过小孔后，让冷媒恢复变成低压低温的液体状态，然后再进入蒸发器10吸收周围的热空气进行气化，如前述不断的循环、不断的做热移转(制冷或供热)。

然而，热泵系统最大问题在于，冬季制热运行时蒸发器表面容易结霜，由于蒸发器表面凝结形成的霜层，增加了蒸发器向目标物传送热量的传热热阻，使得经过蒸发器的传送热量的效率下降，换言之，就是热交换的效率明显降低，导致热泵系统工作状况恶化，性能下降，甚至造成压缩机损坏，而让热泵系统不能正常工作。因此，热泵系统在冬季制热运行时，必须适时除去蒸发器表面凝结形成的霜层。而传统的除霜方式有自然除霜、逆循环除霜、热气旁通除霜等三种，但是前述的除霜方式都有其缺点在，例如：逆循环除霜的缺点在于，在逆循环动作的期间内，热泵系统将无法提供热量，而需要另外在出风口处使用电热器产生热量，以达到供热之目的，但电热器的性能系数(Coefficient of Performance，缩写：COP)不佳，因此有许多的业者提出各种的解决方案，例如：中国专利双系统热泵除霜方法及装置(CN104344619A)、一种空气源热泵除霜装置(CN103245150B)、地源热泵的热水装置(CN100424447C)、一种地源热管热泵空调(CN102393049B)…等。

但是不论前述的专利前案或目前已知所使用的除霜方法或装置的结构或步骤，都太过于复杂，造成安装除霜装置的费用太高，而且需要较大的安装空间，也无法直接应用在现有的热泵系统上，改善现有热泵系统的结霜问题，故如何开发出一种热泵系统，系具有较低的安装成本，并不需太大的安装空间，且也可直接应用在现有的热泵系统，将是一件亟待解决的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种热泵系统，以解决先前技术安装除霜装置的费用太高、需要较大的安装空间、无法直接应用在现有的热泵系统等问题。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：提供一种热泵系统，包括一热泵单元、一热传导单元及一除霜单元。其中热泵单元提供热量给热传导单元的热传导循环管路，使得热传导单元将热量传递到热传导单元的标的物，而除霜单元在热泵单元结霜或性能系数(Coefficient of Performance，缩写：COP)下降时，对热泵单元的进行除霜及加热热泵系统的冷媒循环管路内冷媒，藉以提供热量给热传导循环管路，以恢复或维持热泵系统的运作及将热量传递到热传导单元的标的物。

其中，除霜单元系包括一辅助加热装置、一传感器及一控制装置，辅助加热装置系设在热泵系统的压缩机与冷凝器之间的热泵单元的冷媒循环管路，或者设在热泵系统的蒸发器与压缩机之间的该冷媒循环管路，其中之一或二者，而传感器感测外界环境或冷凝器的温度值，控制装置与辅助加热装置及传感器连接，控制装置设有一启动门坎值，控制装置在比对温度值符合启动门坎值，则控制装置发送启动讯号给辅助加热装置，让辅助加热装置对压缩机与冷凝器之间的冷媒循环管路加热，使得进入冷凝器中的冷媒循环管路能够提供热量，用以去除冷凝器上所凝结的霜层，同时继续提供热量给经过冷凝器的冷媒循环管路及热传导循环管路。而控制装置根据一关闭讯号，发送停止讯号给辅助加热装置，让辅助加热装置停止对压缩机与冷凝器之间的冷媒循环管路加热。

根据本发明之一目的，系提供另一种热泵系统，包括一热泵单元、一热传导单元及一除霜单元。其中热泵单元提供热量给热传导单元，使得热传导单元的热传导循环管路将热量传递到热传导单元的标的物，当除霜单元在热泵单元结霜或性能系数下降时，除霜单元加热热传导单元进入热泵单元的热传导循环管路的传热液体，藉以对热泵系统进行除霜及加热热泵系统的冷媒，用以恢复或维持热泵系统的运作，同时将热量经由热传导循环管路传递到热传导单元的标的物。