一种低温空气源变频热风机的制作方法

本实用新型涉及一种低温空气源变频热风机。

背景技术：

随着国家环保政策的出台，北方地区对燃煤进行限用甚至禁用，燃煤采暖逐渐退出冬季采暖市场，而作为替代的就是空气源热泵采暖机组和空气源热泵热风机。

空气源热泵采暖机组利用氟-水系统进行热交换，在用户使用侧的是高温的水，效果好，舒适性高，但机组成本昂贵，一般家庭用户需要一套6P系统，价格在2万元左右，任意房间启用采暖，主机都得运行，系统用电功率在5000W-6000W，耗电电量较大。

空气源热泵热风机是直接对室内空气加热，一般用于居室，一个房间可安装一台，可单独开启任何一个房间采暖，使用灵活，单台耗电量少，成本较低。相较空气源热泵采暖机组，有明显的成本优势和使用成本优势。

现有的空气源热泵热风机热风系统由压缩机、室内冷凝器、节流装置(毛细管或电子膨胀阀)、室外蒸发器等四大部件组成，室外蒸发器与室内冷凝器分别增加风扇进行与空气换热，室内冷凝器直接将房间空气吸入室内机与冷凝器换热，提升温度后吹出到房间，这样循环加热，达到室内温度提升的效果。这种热风机典型的弊端就是在采暖季节，空气湿度本身就比较低，这种低湿的热空气会让人感觉不适，特别是老年人会明显感觉到闷甚至烦躁，舒适性大打折扣。

现有热风机技术部分采用定速无补气增焓系统，在低温环境下，压缩机吸气口制冷剂量比压缩机容量要小得多导致压缩机容量没有被充分利用，同时主回路节流前焓值很高，影响换热器效率。低环境温度下，制热量衰减非常严重，-20℃下基本不能正常制热。

目前市面上也有一种补气增焓的热泵热风机产品，其补气回路冷媒取自冷凝器之后经济器之前，这种方式的弊端也很明显，当冷凝器温度较高时，冷凝器出口处冷媒存在冷凝不充分的情况，这样流经辅助节流装置的冷媒不一定完全是液态制冷剂，在经济器中与主回路冷媒换热效果差，这样主回路冷媒在经济器里降温效果差，一方面起不到增焓作用，另外补到压缩机第2回气口的制冷剂气体温度过高，都起不到提升采暖效果的作用，反而会恶化COP指标。

另外，目前市面热风机均只能简单的制冷制热，在制热运行时，室内机出风口吹出来的热风

都是比较干燥的热空气，相对湿度较低，一般低于30％，这种环境下让用户感觉气闷、干咳、喉痛等种种不舒适，甚至引发其它疾病。

技术实现要素：

本实用新型的目的是克服现有技术的缺陷，提供一种低温空气源变频热风机，具有湿度采样和加湿功能，低温环境下能力不衰减，可以有效解决低环境温度下空气源热泵热风机低温制热效果差，COP指标低以及干燥引起的不舒适问题。

实现上述目的的技术方案是：一种低温空气源变频热风机，包括采暖系统和加湿系统，所述采暖系统包括室外机和室内机，其中：

所述室外机包括室外箱体及设置在其内的压缩机、压缩机储液罐、四通换向阀、蒸发器、经济器、主电子膨胀阀、辅助电子膨胀阀、室外风扇和室外控制器；所述压缩机与所述室外控制器相连，所述室外风扇设置在所述蒸发器旁；

所述室内机包括室内箱体及设置在其内的冷凝器、室内风扇和室内控制器，所述室内风扇设置在所述冷凝器旁，所述室内风扇与所述室内控制器相连；

所述压缩机的出口、四通换向阀的第一阀口、四通换向阀的第二阀口、冷凝器、经济器的第一入口、经济器的第一出口、主电子膨胀阀、蒸发器、四通换向阀的第三阀口、四通换向阀的第四阀口、压缩机储液罐和压缩机的第一回气口通过管道依次相连组成主循环回路；

所述经济器的第一出口、辅助电子膨胀阀、经济器的第二入口、经济器的第二出口和压缩机的第二回气口通过管道依次相连组成辅助循环回路；

所述加湿系统设置在所述室内箱体内，所述加湿系统包括温湿度检测器、水箱、加湿通道、水位传感器和超声波振荡片，所述温湿度检测器设置在所述冷凝器的进风侧；所述水箱设置在所述冷凝器下方，所述水箱上设置有水箱进水口和雾化水汽出口，所述水位传感器和超声波振荡片分别设置在所述水箱内，所述温湿度检测器、水位传感器和超声波振荡片分别与所述室内控制器相连，所述加湿通道的一端与所述水箱的雾化水汽出口相连，所述加湿通道的另一端延伸至所述冷凝器的出风侧。

上述的一种低温空气源变频热风机，其中，所述冷凝器的一侧设置有冷凝器盘管温度传感器；所述蒸发器的一侧设置有蒸发器盘管温度传感器；所述经济器的第二入口处设置有经济器入口温度传感器；所述经济器的第二出口处设置有经济器出口温度传感器；所述压缩机的出口处设置有排气温度传感器；所述四通换向阀的第四阀口处设置有回气温度传感器；所述室外箱体内设置有室外环境温度传感器。

上述的一种低温空气源变频热风机，其中，所述水箱进水口通过阀门外接自来水管。

上述的一种低温空气源变频热风机，其中，所述压缩机采用补气增焓变频压缩机。

本实用新型的低温空气源变频热风机，与现有技术相比具有以下优点：

(1)采用变频补气增焓压缩机，从冷凝器末端取部分液态制冷剂经辅助电子膨胀阀节流后蒸发并与主流路中高温液态冷媒在高效经济器进行换热得到中温气态制冷剂补充到压缩机第二回气口，从而增加压缩机主循环冷媒流量，同时增加冷凝器液态制冷剂的焓差，达到提高制热量的效果；同时，直流变频压缩机转速可调，低温环境下可大幅提高运行频率，-20℃下制热输出基本无衰减，-30℃下也能达到1.9以上的COP；相较现在市面流行的热风机，本实用新型在低温制热效果与COP指标方面有着非常明显的优势；

(2)辅助补气回路冷媒取自经济器后，主电子膨胀阀节流前，也是液态冷媒最充分的地方，就可以弥补现有技术方案中“补气回路冷媒取自冷凝器之后经济器之前”的不足；

(3)人体在采暖季节最佳相对湿度在45-65％，而本实用新型就在热风机采暖提供舒适温度的同时可通过加湿控制室内湿度，让用户处于非常舒适的环境。

附图说明

图1为本实用新型的低温空气源变频热风机的采暖系统的结构示意图；

图2为本实用新型的低温空气源变频热风机的加湿系统的结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的技术人员能更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图对其具体实施方式进行详细地说明：

请参阅图1和图2，本实用新型的最佳实施例，一种低温空气源变频热风机，包括采暖系统和加湿系统。

再请参阅图1，采暖系统包括室外机100和室内机200，室外机100包括室外箱体及设置在其内的压缩机1、压缩机储液罐7、四通换向阀2、蒸发器6、经济器4、主电子膨胀阀5、辅助电子膨胀阀19、室外风扇10和室外控制器(图1中未显示)；压缩机1与室外控制器相连，室外风扇10设置在蒸发器6旁；室内机200包括室内箱体及设置在其内的冷凝器3、室内风扇9和室内控制器201(图2中显示)，室内风扇9设置在冷凝器3旁，室内风扇9与室内控制器201相连。

压缩机1的出口、四通换向阀2的第一阀口D、四通换向阀2的第二阀口C、冷凝器3、经济器4的第一入口、经济器4的第一出口、主电子膨胀阀5、蒸发器6、四通换向阀2的第三阀口E、四通换向阀2的第四阀口S、压缩机储液罐7和压缩机1的第一回气口a通过管道依次相连组成主循环回路。

经济器4的第一出口、辅助电子膨胀阀19、经济器4的第二入口、经济器4的第二出口和压缩机1的第二回气口b通过管道依次相连组成辅助循环回路。

冷凝器3的一侧设置有冷凝器盘管温度传感器12；蒸发器6的一侧设置有蒸发器盘管温度传感器13；经济器4的第二入口处设置有经济器入口温度传感器16；经济器4的第二出口处设置有经济器出口温度传感器17；压缩机的出口处设置有排气温度传感器15；四通换向阀2的第四阀口S处设置有回气温度传感器14；室外箱体内设置有室外环境温度传感器18。

压缩机1采用补气增焓变频压缩机。冷凝器3采用闪蒸冷凝器。

再请参阅图2，加湿系统设置在室内箱体内，加湿系统包括温湿度检测器11、水箱301、加湿通道305、水位传感器303和超声波振荡片302，温湿度检测器11设置在冷凝器3的进风侧；水箱301设置在冷凝器3下方，水箱301上设置有水箱进水口304和雾化水汽出口，水位传感器303和超声波振荡片302分别设置在水箱301内，温湿度检测器11、水位传感器303和超声波振荡片302分别与室内控制器201相连，加湿通道305的一端与水箱301的雾化水汽出口相连，加湿通道305的另一端延伸至冷凝器3的出风侧。水箱进水口304通过阀门外接自来水管。

本实用新型的低温空气源变频热风机，在采暖运行时，压缩机1在室外控制器的驱动下按计算所需频率运行，将腔体内低压低温气态制冷剂压缩成高温高压气态制冷剂排出经由四通换向阀2到冷凝器3，在室内风扇9的作用下与空气换热，加热室内空气，制冷剂通过冷凝,3换热后成为中高温液态制冷剂进入经济器4，流出经济器4的液态制冷剂一分为二，主路经由主电子膨胀阀5进行截流控制，进入蒸发器6蒸发成低温气态制冷剂经过四通换向阀2流回压缩机储液罐7然后回到压缩机的第一回气口a完成一个循环；经济器4出来的液态制冷剂辅路有少量制冷剂经由辅助电子膨胀阀19截流后进入经济器4蒸发并与主回路中高温液态制冷剂进行热交换，获得中温气态制冷剂回压缩机1的第二回气口b，弥补低温情况下回到压缩机1的气态制冷剂的不足，同时在经济器4中降低主循环回路液态制冷剂的温度增加焓差，这样大幅提高低环境温度下的制热效果和COP指标，而且能有效克服高冷凝温度下的冷凝不彻底恶化COP指标的风险。

同时，温湿度检测器11检测到室内湿度低于设定值时，室内控制器201启动超声波振荡片2以及室内风扇9，超声波振荡片2产生超声波高频振荡，将水箱1中的水雾化，雾化的水汽在室内风扇9的作用下排出到室内空气中，增加室内空气湿度；当温湿度检测器11检测到室内湿度高于某设定值时，室内控制器201关闭超声波振荡片，停止加湿。室内控制器201通过水位传感器3检测水箱1的水位，当水位低于设定水位时，超声波振荡片2停止工作，室内控制器201通过蜂鸣器以及显示灯或显示屏进行报警提醒，提醒用户打开水路开关进行补水。

本实用新型的低温空气源变频热风机，室内机部分除与室外机组成循环系统完成加热室内空气外，还增加了加湿系统。加湿系统的温湿度检测器除采样室内空气温度外还可以采样相对湿度，室内控制器根据检测的相对湿度与设定湿度相比较，判定是否需要开启加湿，在需要加湿时，室内控制器启动超声波振荡片2使超声波振荡电路运行，超声波振荡片高频运动，将水箱内的水进行雾化处理，经由室内风扇9吹出到室内，增加室内空气湿度，提高使用热风机的舒适性。加湿系统可随热风机制热采暖运行，也可在非制热采暖时独立运行加湿。

综上所述，本实用新型的低温空气源变频热风机，具有湿度采样和加湿功能，低温环境下能力不衰减，可以有效解决低环境温度下空气源热泵热风机低温制热效果差，COP指标低以及干燥引起的不舒适问题。

本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本实用新型，而并非用作为对本实用新型的限定，只要在本实用新型的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本实用新型的权利要求书范围内。