耦合型地暖热泵系统的制作方法

文档序号:15433262发布日期:2018-09-14 21:52阅读:149来源:国知局

本实用新型涉及热泵系统技术,特别是涉及一种耦合型地暖热泵系统。



背景技术:

目前,热泵机组逐渐成为普遍使用的制冷/制热设备之一,用于工业生产或是室内中。通常地暖热泵机组在制冷时,由于热泵机组不能进行有效除湿,因此地板上经常会出现凝露现象,从而影响了用户的舒适度。



技术实现要素:

基于此,有必要针对上述问题,提供一种能有效除湿以避免出现凝露现象的耦合型地暖热泵系统。

一种耦合型地暖热泵系统,包括:

地暖换热器,用于设置于地板下;

热泵,通过管路与所述地暖换热器串联设置;

水泵,设置于所述管路上且与所述地暖换热器及所述热泵串联设置;

第一热交换器,用于新风与第一换热介质进行热交换,所述第一热交换器通过管路与所述水泵串联设置且与所述第一热交换器并联设置;

抽风机,用于将新风送入所述第一热交换器;

冷凝器,通过管路与所述第一热交换器及所述热泵串联设置;

第二热交换器,用于所述新风与第二换热介质进行热交换;及

压缩机,与所述冷凝器及所述第二热交换器通过管路串联设置。

在其中一个实施例中,还包括第三热交换器,所述第三热交换器通过管路与所述冷凝器及所述热泵串联设置,所述第三热交换器用于所述新风与所述第一换热介质进行热交换。

在其中一个实施例中,还包括调节阀,所述调节阀设置于所述第三热交换器与所述冷凝器之间,用于调节由所述冷凝器进入所述第三热交换器的所述第一换热介质的流量。

在其中一个实施例中,所述调节阀为比例三通阀。

在其中一个实施例中,所述地暖换热器包括至少一个地冷管,所述地冷管与所述水泵串联设置。

在其中一个实施例中,还包括控制器,所述控制器用于控制所述热泵出第一换热介质的流量和温度。

在其中一个实施例中,还包括第四热交换器,所述第四热交换器具有进风通道及回风通道,所述抽风机抽入的所述新风经过所述进风通道进入所述第一热交换器,所述回风通道用于将室内的排风排出室外并与所述进风通道内的新风进行热交换。

在其中一个实施例中,所述第四热交换器为气-气换热器。

在其中一个实施例中,还包括排风机,所述排风机用于将室内的排风经过所述回风通道排出室外。

在其中一个实施例中,所述第一热交换器与所述第二热交换器为气-气换热器或气-液换热器。

上述耦合型地暖热泵系统至少具有以下优点:

在对进入室内的新风进行制冷除湿时,抽风机将室外新风抽入,送向第一热交换器中。水泵将热泵中的低温的第一换热介质泵入第一热交换器中。新风经过第一热交换器并与低温的第一换热介质进行热交换,第一换热介质吸收新风的热量,实现新风的预冷。吸热后的第一换热介质进入冷凝器,进一步与冷凝器中的第二换热介质进行热交换,第一换热介质进一步吸收第二换热介质的热量后回到热泵。热泵、水泵及第一热交换器通过管路连接形成新风预冷循环回路,增强新风中水分的析出的效果。

由冷凝器中降温后的第二换热介质进入第二热交换器中,预冷后的新风进入第二热交换器。降温后的第二换热介质进一步吸收预冷后的新风的热量,使得新风的温度进一步降低,新风中的水分逐渐析出成液态水,实现新风的除湿。压缩机将吸热后第二热交换器中第二换热介质经过压缩送入冷凝器中。冷凝器、第二热交换器及压缩机通过管路连接形成除湿循环回路,有效去除新风中的水分,进一步防止室内地板或墙壁等出现凝露,影响用户的舒适度。

将地暖换热器设置于地板下,水泵将第一换热介质泵入地暖换热器中。地暖换热器能够将第一换热介质的热量或冷量通过地板辐射到空气中,起到调节室内温度或处理室内显热负荷的目的,使得室内温度更加舒适。

附图说明

图1为一实施方式中的耦合型地暖热泵系统的示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施,本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进,因此本实用新型不受下面公开的具体实施的限制。

需要说明的是,当元件被称为“固定于”另一个元件,它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件,它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的,并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是旨在于限制本实用新型。以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。

请参阅图1,一实施方式中的耦合型地暖热泵系统10,用于除去空气中的湿气并调节室内温度,使得室内温度更加舒适。具体地,耦合型地暖热泵系统10包括地暖换热器100、水泵110、热泵200、第一热交换器300、抽风机(图未示)、冷凝器400、第二热交换器500及压缩机600。

地暖换热器100设置于地板下,并与热泵200及水泵110形成串联回路。具体地,地暖换热器100包括至少一个地冷管,地冷管相互盘结形成地暖换热器100。地暖换热器100能够通过地板向室内空气辐射热量或冷量,起到调节室内温度或处理室内显热负荷的作用。

水泵110能够为第一换热介质的循环提供动力。水泵110通过管路与地暖换热器100串联设置,水泵110能够将第一换热介质泵入地暖换热器100中。具体地,水泵110具有泵出口端和泵回口端,地暖换热器100通过管路连接于水泵110的泵出口端与泵回口端之间。具体到本实施方式中,第一换热介质为水,当然,第一换热介质还可以为其他制冷剂或换热介质。如果室内空气温度低于理想温度,地暖换热器100能够将第一换热介质的热量通过地板辐射到室内;如果室内空气温度高于理想温度,地暖换热器100能够将第一换热介质的冷量通过地板辐射到室内,起到调节室内温度,处理室内显热负荷的目的,使得室内温度更加舒适。

热泵200通过管路与水泵110串联设置,热泵200能够提供高温的第一换热介质或低温的第一换热介质,用于耦合型地暖热泵系统10进行制冷或是制热。具体到本实施方式中,热泵200为水源热泵。当然,热泵200还可以为空气源热泵、地源热泵或双源热泵。

耦合型地暖热泵系统10还包括控制器(图未示),控制器用于控制热泵200出第一换热介质的流量和温度。具体地,控制器包括温度传感器及控制电路,温度传感器用于检测室内温度,并将结果反馈于控制电路,控制电路根据室内温度情况,调节热泵200出第一换热介质的流量和温度,进而调节室内温度,使得室内温度更加舒适。

第一热交换器300通过管路与水泵110串联设置,水泵110能够将第一换热介质泵入第一热交换器300中,地暖换热器100与第一热交换器300并联设置。具体地,第一热交换器300为气-气换热器或气-液换热器。具体到本实施方式中,第一热交换器300为翅片式换热器。当然,在其他实施方式中,第一热交换器300还可以为板式换热器、板翅式换热器等,是要能实现新风与第一换热介质的热交换即可。

抽风机能够为将新风送入室内。抽风机用于将室外的新风送入第一热交换器300中,所述新风能够与第一热交换器300中的第一换热介质进行热交换。在耦合型地暖热泵系统10除湿时,抽风机将新风送入第一热交换器300中,新风与第一换热介质进行热交换,第一换热介质吸收新风的热量,实现新风的预冷。

经过第一热交换器300的所述新风能够进入第二热交换器500中,并与第二热交换器500中的第二换热介质进行热交换。具体地,第二热交换器500为气-气换热器或气-液换热器。具体到本实施方式中,第二热交换器500为翅片式换热器。当然,在其他实施方式中,第二热交换器500还可以为板式换热器、板翅式换热器等,是要能实现新风与第二换热介质的热交换即可。

冷凝器400通过管路与第一热交换器300及热泵200串联设置,经过第一热交换器300的所述第一换热介质与冷凝器400中的第二换热介质进行热交换。其中,水泵110、热泵200、冷凝器400及第一热交换器300通过管路连接形成预冷循环回路。具体到本实施方式中,冷凝器400为套管式换热器。当然,在其他实施方式中,冷凝器400还可以为蛇管式换热器、板式换热器等,是要能实现第二换热介质与第一换热介质的热交换即可。

压缩机600通过管路与冷凝器400及第二热交换器500串联设置,用于第二换热介质由冷凝器400送入第二热交换器500中。其中,冷凝器400、第二热交换器500及压缩机600通过管路连接形成除湿循环回路,压缩机600能够为第二换热介质提供循环动力。具体到本实施方式中,压缩机600可以为活塞压缩机、螺杆压缩机、离心压缩机、直线压缩机等,是要能实现第二换热介质在除湿循环回路的循环即可。

在耦合型地暖热泵系统10除湿时,经过第一热交换器300吸热后的第一换热介质进入冷凝器400中,第二换热介质进入冷凝器400中,与冷凝器400中的第一换热介质进行热交换。第一换热介质进一步吸收第二换热介质的热量,使得第二换热介质的温度降低。降温后的第二换热介质进入第二热交换器500中,预冷后的新风流向第二热交换器500。预冷后的新风与第二热交换器500中的第二换热介质进行热交换,第二换热介质进一步吸收预冷后的新风的热量,使得预冷后的新风的温度进一步降低,新风中的水气逐渐被析出成液态水,实现新风的除湿,避免室内湿度大造成底板凝露现象。第二热交换器500中的第二换热介质通过压缩机600进入冷凝器400中,形成第二换热介质循环回路。其中,预冷后的新风更加容易进一步降低温度,使得新风中的水气更容易析出成液态水。

耦合型地暖热泵系统10还包括节流元件(图未示),节流元件通过管路连接于冷凝器400与第二热交换器500之间,用于控制进入第二热交换器500的第二换热介质的流量,从而控制第二热交换器500对预冷后的新风的除湿程度,使得进入室内的新风的湿度更加舒适。

当然,在新风不需要除湿或耦合型地暖热泵系统10制热的情况下,冷凝器400、第二热交换器500、节流元件及压缩机600可以关闭或省略。

耦合型地暖热泵系统10还包括第三热交换器700,第三热交换器700通过管路与冷凝器400及热泵200串联设置,经过冷凝器400的所述第一换热介质进入第三热交换器700中,经过第二热交换器500的所述新风能够与第三热交换器700中的所述第一换热介质进行热交换。具体到本实施方式中,第三热交换器700为翅片式换热器。当然,在其他实施方式中,第三热交换器700还可以为板式换热器、板翅式换热器等,是要能实现新风与第二换热介质的热交换即可。

在耦合型地暖热泵系统10除湿制冷时,第一换热介质经过冷凝器400,进一步吸收冷凝器400中第二换热介质的热量后进入第三热交换器700中。经过除湿后的新风同时进入第三热交换器700中,与第三热交换器700中的第一换热介质进行热交换,使得除湿后的新风温度升高,进入室内。由于除湿后的新风的温度较低,直接进入室内会造成室内温度过低,影响人们的舒适度。第三热交换器700将除湿后的低温新风进行再热,以增加人们的舒适度,避免室内出现过冷的现象。

耦合型地暖热泵系统10还包括调节阀,调节阀设置于第三热交换器700与冷凝器400之间,用于调节由冷凝器400进入第三热交换器700的第一换热介质的流量。具体地,调节阀为比例三通阀710。进一步地,比例三通阀710包括A口、B口、C口及调节件711,A口通过管路连接于冷凝器400,B口通过管路连接于第三热交换器700,C口通过管路连接于热泵200。调节件711设置于B口端,用于调节B口的大小。通过调节件711调节B口的大小,进而调节进入第三热交换器700的第一换热介质的流量,从而控制第三热交换器700内的第一换热介质与除湿后的新风的热交换量,进而控制进入室内的新风的温度,使得进入室内的新风的温度更加舒适。

具体到本实施方式中,在耦合型地暖热泵系统10除湿制冷时,通过调节阀控制第一换热介质的流量,使得经过第三热交换器700进入室内的新风的温度略低于室内的温度,人们在室内不会感受到过冷的新风带来的不舒适感。进一步地,地暖换热器100设置于地板下,室内温度高于设定的理想温度,热泵200向地暖换热器100送入低温的第一换热介质,低温的第一换热介质经地暖换热器100通过地板向室内辐射冷量,处理室内的显热负荷,使得室内温度进一步达到理想温度,而又不会给人们带来过冷的新风直接吹出的不舒适感。耦合型地暖热泵系统10不仅使得人们有更舒适的体验,还能控制室内温度,使得室内温度达到理想值,实现室内恒温。

在其他实施方式中,耦合型地暖热泵系统10还包括电加热器,用于进一步为除湿后的新风进行加热。经过第三热交换器700的新风进入电加热器中,进一步为除湿后的新风进行加热,以使进入室内的新风进一步接近室内温度,使得人们更加舒适。

耦合型地暖热泵系统10还包括第四热交换器800,第四热交换器800具有进风通道810及回风通道820,抽风机抽入的新风经过进风通道810送向第一热交换器300,回风通道820用于将室内的排风排出室外并与进风通道810内的新风进行热交换。具体地,第四热交换器800为气-气式换热器。第四热交换器800实现排风与新风的热交换,实现排风冷量或热量的回收。

在耦合型地暖热泵系统10除湿制冷时,新风通过第四热交换器800可以吸收排风的冷量,实现新风的初预冷,初预冷的新风进入第一热交换器300中进行下一步预冷处理。第四热交换器800实现排风的冷量的回收,有效降低耦合型地暖热泵系统10的功率消耗。

当然,在耦合型地暖热泵系统10制热的情况下,第四热交换器800实现排风的热量的回收,有效降低耦合型地暖热泵系统10的功率消耗。在其他实施例中,第四热交换器800也可以省略。

耦合型地暖热泵系统10还包括排风机(图未示),排风机用于将室内排风送入回风通道820内,并将排风通过回风通道820排出室外。

上述耦合型地暖热泵系统10的工作原理是:

在耦合型地暖热泵系统10除湿制冷时,抽风机将室外新风抽入,新风经过第四热交换器800并吸收排风的冷量,实现新风的初次预冷,进入第一热交换器300中。水泵110将热泵200的低温的第一换热介质泵入第一热交换器300中,初次预冷后的新风经过第一热交换器300与低温的第一换热介质进行热交换,第一换热介质吸收新风的热量,实现新风的再次预冷。

第一热交换器300中吸热后的第一换热介质进入冷凝器400,进一步与冷凝器400中的第二换热介质进行热交换。降温后的第二换热介质由冷凝器400经过压缩机600进入第二热交换器500中。再次预冷后的新风进入第二热交换器500,与第二热交换器500中的第二换热介质进行热交换,使得新风的温度进一步降低,新风中的水分逐渐析出成液态水,实现新风的除湿,防止室内地板或墙壁等出现凝露,影响用户的舒适度。

冷凝器400中的第一换热介质进一步吸收第二换热介质的热量后,通过调节阀进入第三热交换器700中。除湿后的新风与第三热交换器700中的进一步吸热后的第一换热介质进行热交换,对除湿后的新风进行再热。由于除湿后的新风的温度较低,直接进入室内会造成室内温度过低,影响人们的舒适度。第三热交换器700将除湿后的低温新风进行再热,以增加人们的舒适度,避免室内出现过冷的新风,影响人们的舒适度。

该耦合型地暖热泵系统10还可以用于制热,由热泵200提供高温的第一换热介质,进入地暖换热器100中和第一热交换器300中,地源热交换器中的第一换热介质可以通过地板向室内辐射热量,第一热交换器300通过对新风进行加热后送入室内。制热时,压缩机600可以关闭,不对新风进行除湿,保持空气湿度,提高人们的舒适度。当然,在其他实施例中,还可以关闭第一热交换器300,仅通过地源热交换器对室内进行加热,降低耦合型地暖热泵系统10的功率消耗。

地暖换热器100设置于地板下,热泵200将低温的第一换热介质通过水泵110泵入地暖换热器100中。制热时,热泵200提供高温的第一换热介质,地暖换热器100中的第一换热介质能够通过地板向室内辐射热量,调节室内温度。制冷时,热泵200提供低温的第一换热介质,地暖换热器100中的第一换热介质能够通过地板向室内辐射冷量,起到调节室内温度,处理室内显热负荷。通过地暖换热器100来进一步辅助调节室内温度达到理想温度,不会由于过冷的新风或过热的新风给人们带来不舒适感。

该耦合型地暖热泵系统10中的由冷凝器400、第二热交换器500及压缩机600通过管路连接形成第二换热介质的循环系统,与热泵200及水泵110提供动力的第一换热介质的循环系统通过冷凝器400耦合在一起,同时实现新风的除湿制冷,有效减少第一换热介质与第二换热介质的冷热量的损耗,提高耦合型地暖热泵系统10运行效率。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本实用新型构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本实用新型的保护范围。因此,本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

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