一种空气源热泵智能化霜系统的制作方法

文档序号:15488703发布日期:2018-09-21 20:12阅读:201来源:国知局

本发明涉及热泵技术领域,具体涉及一种空气源热泵智能化霜系统。



背景技术:

空气源热泵是把空气中的低温热量吸收进来,经过氟介质气化,然后通过压缩机压缩后增压升温,再通过换热器转化给水加热,压缩后的高温热能以此来加热水温。由于空气源热泵的工作是通过介质换热,因此其不需要电加热元件与水直接接触,避免了电热水器漏电的危险,也防止了燃气热水器有可能爆炸和中毒的危险,更有效控制了燃气热水器排放废气造成的空气污染。空气源热泵一般包括压缩机、冷凝器、储液器、蒸发器和气液分离器,当其长期使用后,与空气进行热交换的蒸发器内壁上会结霜,影响制热系统的工作效率。

为了解决上述技术问题,申请人提出了一种复叠式制冷除霜热水器,包括:一级压缩循环管路、二级压缩循环管路和制冷除霜压缩循环管路,制冷除霜压缩循环管路用于将内部的热量传送给与空气进行热交换的第一换热器,以除去第一换热器内壁上的结霜,或吸收第三换热器中水的热量,对其进行制冷。这样在制冷除霜压缩循环时,第三换热器中的水温就会降低,不能满足用户对第三换热器中热水的使用需求。



技术实现要素:

因此,本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的空气源热泵在除霜过程中会降低冷凝器的水温,不能满足用户对热水的使用需求的缺陷,从而提供一种在除霜过程中同时保证冷凝器中的水温不会下降,以满足热水的使用需求的空气源热泵智能化霜系统。

为了解决上述技术问题,本发明提供了一种空气源热泵智能化霜系统,包括:

压缩循环管路,包括依次连接的压缩机、冷凝器、第一阀体和蒸发器,所述蒸发器的出口连接所述压缩机的进口;

储能换热器,设置在所述压缩机和所述冷凝器之间,用于储存制热循环和化霜循环初始冷媒放出的一部分热量,并提供给化霜循环中放出热量后的冷媒,且在所述储能换热器和所述蒸发器之间还并联设置有第二阀体;

其中,所述第一阀体和所述第二阀体的开闭状态相反,制热循环和化霜循环中冷媒的流向相反。

所述的空气源热泵智能化霜系统,所述制热循环包括沿冷媒流向依次连接的压缩机、储能换热器、冷凝器、第一阀体和蒸发器;所述化霜循环包括沿冷媒流向依次连接的压缩机、储能换热器、蒸发器、第二阀体和储能换热器。

所述的空气源热泵智能化霜系统,还包括设置在所述蒸发器和所述压缩机之间的气液分离器,所述气液分离器的出口上连接有第三阀体。

所述的空气源热泵智能化霜系统,所述第三阀体为单向阀。

所述的空气源热泵智能化霜系统,还包括四通换向阀,所述四通换向阀与所述储能换热器、所述冷凝器、所述气液分离器和所述蒸发器同时连接。

所述的空气源热泵智能化霜系统,还包括设置在所述冷凝器和所述第一阀体之间的储液器。

所述的空气源热泵智能化霜系统,所述冷凝器上分别连接一进水管和一出水管。

所述的空气源热泵智能化霜系统,所述第一阀体和所述第二阀体均为电子膨胀阀。

所述的空气源热泵智能化霜系统,所述储能换热器上分设有相互独立的两个进口和两个出口。

所述的空气源热泵智能化霜系统,所述两个进口和所述两个出口均为不同侧设置。

本发明技术方案,具有如下优点:

1.本发明提供的空气源热泵智能化霜系统,设置在压缩机和冷凝器之间的储能换热器在制热循环和化霜循环初始均会吸收冷媒放出的一部分热量进行储存,并提供给化霜循环中放出热量后的冷媒。在化霜循环中,由于冷媒不再从冷凝器中吸收热量,因此保证了冷凝器中水温的稳定性,满足了用户对热水的使用需求。

2.本发明提供的空气源热泵智能化霜系统,化霜循环包括沿冷媒流向依次连接的压缩机、储能换热器、蒸发器、第二阀体和储能换热器。在化霜循环中,冷媒两次经过储能换热器,首先进一步在储能换热器中储存较多的热量,然后便于化霜循环中放出热量的冷媒能够从储能换热器中及时吸收足够多的热量,返回压缩机继续压缩循环。

3.本发明提供的空气源热泵智能化霜系统,储能换热器上分设有相互独立的两个进口和两个出口,两个进口和两个出口均为不同侧设置。这样使得在化霜循环中冷媒通过两条不同的路径经过储能换热器,不会形成交叉影响。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案,下面将对具体实施方式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,下面描述中的附图是本发明的一些实施方式,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为本发明提供的空气源热泵智能化霜系统的工作原理示意图。

附图标记说明:

1-压缩机;2-储能换热器;3-冷凝器;4-储液器;5-第一阀体;6-蒸发器;7-气液分离器;8-第二阀体;9-第三阀体;10-四通换向阀;20-进水管;30-出水管。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明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做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。

此外,下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

如图1所示的空气源热泵智能化霜系统的一种具体实施方式,包括压缩循环管路,包括依次连接的压缩机1、储能换热器2、冷凝器3、储液器4、第一阀体5、蒸发器6和气液分离器7,所述蒸发器6的出口连接所述压缩机1的进口,由此形成一个闭合的循环。储能换热器2用于储存制热循环和化霜循环初始冷媒放出的一部分热量,并提供给化霜循环中放出热量后的冷媒,且在所述储能换热器2和所述蒸发器6之间还并联设置有第二阀体8;其中,所述第一阀体5和所述第二阀体8的开闭状态相反,制热循环和化霜循环中冷媒的流向相反,即制热循环中冷媒的流向为顺时针方向,第一阀体5打开,第二阀体8关闭,化霜循环中冷媒的流向为逆时针方向,第二阀体8打开,第一阀体5关闭,由此使得两个循环各自独立运行,互不影响。

具体地,所述制热循环包括沿冷媒流向依次连接的压缩机1、储能换热器2、冷凝器3、储液器4、第一阀体5、蒸发器6和气液分离器7。冷媒在压缩机1中经过压缩处理后由低温低压制冷剂气体转变为高温高压制冷剂气体,由此获得热量,用于与循环管路中的设备进行热量交换;储能换热器2用于吸收从压缩机1中流出的冷媒的一部分热量进行储存;冷凝器3用于吸收冷媒放出的剩余大部分热量,以加热流经内部的水,并将高温高压的制冷剂气体转变为高温高压的制冷剂液体;储液器4用于将冷媒与冷凝器3在热交换后冷凝的液体进行暂存;第一阀体5在制热循环中处于打开状态,以连通整个循环管路,并将高温高压的制冷剂液体转变为低温低压的制冷剂液体;蒸发器6用于将循环管路中低温低压的制冷剂液体与外界空气进行热量交换,以吸收外界空气中的热量,蒸发后变为气体;气液分离器7用于将蒸发后的气体中的少量液体进行分离后送入压缩机1压缩,从而完成制热循环。

所述化霜循环包括沿冷媒流向依次连接的压缩机1、储能换热器2、蒸发器6、第二阀体8和储能换热器2。从压缩机1流出的冷媒在第一次经过储能换热器2时放出一小部分的热量,储能换热器2将其储存备用;继而高温高压的制冷剂气体进入蒸发器6中放出剩余的大部分热量,对蒸发器6的内壁进行除霜;再经过第二阀体8转变为低温低压的制冷剂液体;然后吸收储能换热器2中储存的热量转变为低温低压的制冷剂气体,返回压缩机1压缩,从而完成化霜循环。

所述气液分离器7的出口上连接有第三阀体9。在本实施例中,所述第三阀体9为单向阀,以保证制热循环中冷媒只能由气液分离器7流回压缩机1中。

还包括四通换向阀10,所述四通换向阀10与所述储能换热器2、所述冷凝器3、所述气液分离器7和所述蒸发器6同时连接。制热循环时,冷媒从四通换向阀10的顶部开口进入,下部右侧开口流出,依次经过冷凝器3、储液器4、第一阀体5和蒸发器6后,再从四通换向阀10的下部左侧开口进入,下部中央开口流出至气液分离器7中;化霜循环时,冷媒从四通换向阀10的顶部开口进入,下部左侧开口流出至蒸发器6中。

所述冷凝器3上分别连接一进水管20和一出水管30,以在制热循环时吸收冷媒放出的热量,获得热水。

在本实施例中,所述第一阀体5和所述第二阀体8均为电子膨胀阀。

所述储能换热器2上分设有相互独立的两个进口和两个出口。所述两个进口和所述两个出口均为不同侧设置。制热循环时,冷媒从储能换热器2左侧下部的开口进入,右侧下部的开口流出;化霜循环时,冷媒首先从储能换热器2左侧下部的开口进入,右侧下部的开口流出,经过四通换向阀10、蒸发器6和第二阀体8后,再从储能换热器2右侧上部的开口进入,左侧上部的开口流出。

当用户需要使用热水时,启动制热循环:首先压缩机1将低温低压制冷剂气体压缩转变为高温高压制冷剂气体;然后高温高压制冷剂气体从储能换热器2左侧下部开口进入储能换热器2,放出一部分热量供储能换热器2储存,从储能换热器2的右侧下部开口流出;高温高压的制冷剂气体经四通换向阀10的上部开口进入,下部右侧开口流出至冷凝器3中;冷凝器3用于吸收高温高压的制冷剂气体放出的剩余大部分热量,以加热流经冷凝器3内部的水管中的水,高温高压的制冷剂气体转变为高温高压的制冷剂液体进入储液器4中;储液器4用于将冷媒与冷凝器3在热交换后冷凝的液体进行储存;第一阀体5在制热循环中处于打开状态,以连通整个循环管路,并将高温高压的制冷剂液体转变为低温低压的制冷剂液体;低温低压的制冷剂液体进入蒸发器6中,与外界空气进行热量交换,以吸收外界空气中的热量,蒸发后变为低温低压的制冷剂气体;低温低压的制冷剂气体从四通换向阀10下部的左侧开口进入,下部的中央开口流出至气液分离器7中;蒸发后的气体中的少量液体经气液分离器7分离后,低温低压的制冷剂气体经单向阀再次进入压缩机1压缩,从而完成制热循环。

当空气源热泵运行一段时间,需要对蒸发器6的内壁进行除霜时,启动化霜循环:首先压缩机1将低温低压制冷剂气体压缩转变为高温高压制冷剂气体;然后高温高压制冷剂气体从储能换热器2左侧下部开口进入储能换热器2,放出一部分热量供储能换热器2储存,从储能换热器2的右侧下部开口流出;高温高压的制冷剂气体经四通换向阀10的上部开口进入,下部左侧开口流出至蒸发器6中,放出剩余的大部分热量以对蒸发器6的内壁进行除霜,此时高温高压的制冷剂气体转变为高温高压的制冷剂液体;高温高压的制冷剂液体经第二阀体8转变为低温低压的制冷剂液体,从储能换热器2的右侧上部开口进入,并吸收储能换热器2中预先储存的两部分热量转变为低温低压的制冷剂气体,低温低压的制冷剂气体从储能换热器2的左侧上部开口流出再次进入压缩机1压缩,从而完成化霜循环。

显然,上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例,而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说,在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

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