一种煤超低温空气源热泵一体机的制作方法

本发明涉及空气源热泵装置，具体涉及一种煤超低温空气源热泵一体机。

背景技术：

北方冬天供暖时，传统供暖设备一般采用燃气锅炉，燃气锅炉能耗较大，并且不环保，燃煤污染对雾霾天气的形成产生了巨大的影响。

低温空气源热泵是目前最为节能的制热方式之一，低温空气源热泵工作时把空气中的热量吸收进来，经过压缩机压缩后转化为高温热能来加热水体。而目前低温空气源热泵中的压缩机在低温高湿的环境中工作时，制热量小甚至无法正常运行，且在低温高湿的环境中工作时，除霜后积水盘(也就是蒸发器底部)上会大量结冰，长期运行会导致蒸发器的有效换热面积大大减小，严重时机组出现故障无法运行。

技术实现要素：

(一)解决的技术问题

针对现有技术所存在的上述缺点，本发明提供了一种煤超低温空气源热泵一体机，能够有效克服现有技术所存在的在超低温环境下无法正常运行取暖、换热效率较差的缺陷。

(二)技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

一种煤超低温空气源热泵一体机，包括机体，所述机体内部设有水箱、换热箱、壳体和生物质热水锅炉，所述水箱上连通有第一出水管、第一进水管，所述第一出水管上设有水泵，所述换热箱内部设有水管，所述水管外螺旋环绕有螺旋换热管，所述第一出水管与第一电子三通阀一端连通，所述第一电子三通阀另两端分别与水管、第一连管连通，所述第一连管与生物质热水锅炉进水口连通，所述第一进水管与第二电子三通阀一端连通，所述第二电子三通阀另两端分别与水管、第二连管连通，所述第二连管与生物质热水锅炉出水口连通；

所述壳体内部设有蒸发器，所述蒸发器内部设有换热环管，所述换热环管两端分别通过第三连管、第四连管与螺旋换热管连通，所述第三连管上设有储液罐、膨胀阀，所述第四连管上设有热泵，所述水箱与第二出水管一端连通，所述第二出水管接入供暖装置，所述供暖装置通过第二进水管与水箱连通，所述机体上固定有温度传感器，所述机体内壁固定有控制器。

优选地，所述第一出水管与第二进水管相对设置，所述第一进水管与第二出水管相对设置。

优选地，所述储液罐靠近换热箱一侧设置，所述膨胀阀靠近蒸发器一侧设置。

优选地，位于所述储液罐与膨胀阀之间的第三连管上设置有过滤器，位于所述热泵与蒸发器之间的第四连管上设置有气液分离器。

优选地，所述第一出水管接入第一电子三通阀的常通端，所述第一进水管接入第二电子三通阀的常通端。

优选地，所述温度传感器、第一电子三通阀、第二电子三通阀、热泵、生物质热水锅炉均与控制器电气连接。

优选地，所述温度传感器的型号为pt100，所述温度传感器的测温阈值为-25℃，所述控制器的型号为stm32。

优选地，所述温度传感器测得室外温度不低于-25℃时，所述控制器接通第一出水管、第一进水管与水管之间的回路，所述控制器启动热泵；所述温度传感器测得室外温度低于-25℃时，所述控制器接通第一出水管与第一连管、第一进水管与第二连管，所述控制器启动生物质热水锅炉。

优选地，所述换热环管呈蛇形，所述螺旋换热管呈螺旋形。

优选地，所述机体、壳体上与蒸发器相对处均设有透气口。

(三)有益效果

与现有技术相比，本发明所提供的一种煤超低温空气源热泵一体机能够利用温度传感器探测室外温度，当室外温度不低于-25℃时，控制器采用空气源热泵对水体进行加热，利用热泵将换热环管中的低温低压气态冷媒压缩为高温高压气态冷媒，高温高压气态冷媒进入螺旋换热管中与水管中的水进行热交换，释放热量使水温升高，而高温高压气态冷媒在释放热能后变成液态冷媒，该液态冷媒进入蒸发器中吸收室外空气中的热量，重新蒸发为低温低压气态冷媒，反复循环上述过程，制得热水，并且螺旋换热管螺旋环绕在水管外部，有效扩大了换热面积，提高了换热效率；当室外温度低于-25℃时，空气源热泵无法使用，控制器采用生物质热水锅炉对水体进行加热，从而在超低温环境下也能够保证供暖装置的正常运行。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明系统结构示意图；

图2为本发明图1中换热箱内部结构示意图；

图3为本发明图1中壳体内部结构示意图；

图中：

1、机体；2、水箱；3、换热箱；4、壳体；5、生物质热水锅炉；6、第一进水管；7、水管；8、螺旋换热管；9、蒸发器；10、换热环管；11、第三连管；12、第四连管；13、储液罐；14、膨胀阀；15、热泵；16、第一出水管；17、第一连管；18、第二连管；19、水泵；20、第一电子三通阀；21、第二电子三通阀；22、第二出水管；23、供暖装置；24、第二进水管；25、温度传感器；26、控制器。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

一种煤超低温空气源热泵一体机，如图1至图3所示，包括机体1，机体1内部设有水箱2、换热箱3、壳体4和生物质热水锅炉5，水箱2上连通有第一出水管16、第一进水管6，第一出水管16上设有水泵19，换热箱3内部设有水管7，水管7外螺旋环绕有螺旋换热管8，第一出水管16与第一电子三通阀20一端连通，第一电子三通阀20另两端分别与水管7、第一连管17连通，第一连管17与生物质热水锅炉5进水口连通，第一进水管6与第二电子三通阀21一端连通，第二电子三通阀21另两端分别与水管7、第二连管18连通，第二连管18与生物质热水锅炉5出水口连通；

壳体4内部设有蒸发器9，蒸发器9内部设有换热环管10，换热环管10两端分别通过第三连管11、第四连管12与螺旋换热管8连通，第三连管11上设有储液罐13、膨胀阀14，第四连管12上设有热泵15，水箱2与第二出水管22一端连通，第二出水管22接入供暖装置23，供暖装置23通过第二进水管24与水箱2连通，机体1上固定有温度传感器25，机体1内壁固定有控制器26。

第一出水管16与第二进水管24相对设置，第一进水管6与第二出水管22相对设置。

储液罐13靠近换热箱3一侧设置，膨胀阀14靠近蒸发器9一侧设置。

位于储液罐13与膨胀阀14之间的第三连管11上设置有过滤器，位于热泵15与蒸发器9之间的第四连管12上设置有气液分离器。

第一出水管16接入第一电子三通阀20的常通端，第一进水管6接入第二电子三通阀21的常通端。

温度传感器25、第一电子三通阀20、第二电子三通阀21、热泵15、生物质热水锅炉5均与控制器26电气连接。

温度传感器25的型号为pt100，温度传感器25的测温阈值为-25℃，控制器26的型号为stm32。

温度传感器25测得室外温度不低于-25℃时，控制器26接通第一出水管16、第一进水管6与水管7之间的回路，控制器26启动热泵15；温度传感器25测得室外温度低于-25℃时，控制器26接通第一出水管16与第一连管17、第一进水管6与第二连管18，控制器26启动生物质热水锅炉5。

换热环管10呈蛇形，螺旋换热管8呈螺旋形。

机体1、壳体4上与蒸发器9相对处均设有透气口。

温度传感器25探测室外温度，当室外温度不低于-25℃时，控制器26采用空气源热泵对水体进行加热。控制器26接通第一出水管16、第一进水管6与水管7之间的回路，控制器26启动热泵15，利用热泵15将换热环管10中的低温低压气态冷媒压缩为高温高压气态冷媒，高温高压气态冷媒进入螺旋换热管8中与水管7中的水进行热交换，释放热量使水温升高，而高温高压气态冷媒在释放热能后变成液态冷媒，该液态冷媒进入蒸发器9中吸收室外空气中的热量，重新蒸发为低温低压气态冷媒，反复循环上述过程，制得热水，并且螺旋换热管8螺旋环绕在水管7外部，有效扩大了换热面积，提高了换热效率。

当室外温度低于-25℃时，空气源热泵无法使用，控制器26采用生物质热水锅炉5对水体进行加热，控制器26接通第一出水管16与第一连管17、第一进水管6与第二连管18，控制器26启动生物质热水锅炉5，从而在超低温环境下也能够保证供暖装置的正常运行。

本发明所提供的一种煤超低温空气源热泵一体机能够利用温度传感器探测室外温度，当室外温度不低于-25℃时，控制器采用空气源热泵对水体进行加热，利用热泵将换热环管中的低温低压气态冷媒压缩为高温高压气态冷媒，高温高压气态冷媒进入螺旋换热管中与水管中的水进行热交换，释放热量使水温升高，而高温高压气态冷媒在释放热能后变成液态冷媒，该液态冷媒进入蒸发器中吸收室外空气中的热量，重新蒸发为低温低压气态冷媒，反复循环上述过程，制得热水，并且螺旋换热管螺旋环绕在水管外部，有效扩大了换热面积，提高了换热效率；当室外温度低于-25℃时，空气源热泵无法使用，控制器采用生物质热水锅炉对水体进行加热，从而在超低温环境下也能够保证供暖装置的正常运行。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不会使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。