空气能设备自除霜装置的制作方法

1.本实用新型属于除霜技术领域，涉及空气能设备的除霜，具体地说，是一种空气能设备自除霜装置。


背景技术：

2.冬天使用空气能设备制热时，由于空气能设备放置在室外，当室外环境温度较低且空气中含有一定湿度时，放置在室外的空气能设备容易结霜，导致换热能力下降，将严重影响设备的性能，制热效果会大大的降低。因此为保证空气能设备能继续良好的进行供暖，要及时的给空气能设备进行除霜处理。
3.当前，空气能设备主要采用两种除霜方式，一是利用四通阀换向的除霜方式，但此种方式不利于节能环保的要求，且在除霜的过程中会影响制热水，从而影响正常实用；二是利用冷水旁通的除霜方式，但这种方式除霜，其结构相对就比较复杂，且在控制上比较繁琐，大大地增加了成本。因此，需要提供一种采用新方式除霜的空气能设备除霜装置。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的，是要提供一种空气能设备自除霜装置，以利用空气能、太阳能、地热能及污水能中所包含的热量循环为空气能设备进行除霜，实现热能的高效利用。
5.本实用新型为实现上述目的，所采用的技术方案如下：
6.一种空气能设备自除霜装置，它包括一个带有百叶窗的用于安装空气能设备的自除霜封闭空间，还包括plc控制系统、用于控制百叶窗的叶片旋转角度的百叶窗驱动器、第一温度传感器及第二温度传感器；其中：
7.所述自除霜封闭空间通过百叶窗进行封闭和通风；
8.所述第一温度传感器和第二温度传感器分别设于空气能设备的进水口和出水口处；所述空气能设备的前方设有换热器，所述换热器的前方设有用于将换热器的热量吹向空气能设备的风扇；
9.所述换热器的进水口通过除霜进水管与蓄能耦合热泵系统的出水口连通，换热器的出水口通过除霜出水管与蓄能耦合热泵系统的进水口连通；除霜进水管上设有第一控制阀，除霜出水管上设有第二控制阀；
10.所述第一温度传感器的输出端、第二温度传感器的输出端，分别与plc控制系统的输入端通信连接，plc控制系统的输出端同时与第一控制阀的输入端、第二控制阀的输入端、百叶窗驱动器的输入端、换热器的输入端，以及风扇的输入端通信连接；plc控制系统内，预设有第一温度传感器和第二温度传感器的温度差阈值。
11.作为限定，所述蓄能耦合热泵系统包括空气能设备、太阳能采集系统、地热能采集系统、污水能采集系统、储能系统及吸收热泵机组系统；
12.所述换热器的出水口通过除霜出水管，同时与空气能设备的进水口、太阳能采集系统的进水口、地热能采集系统的进水口及污水能采集系统的进水口连通；空气能设备的
出水口、太阳能采集系统的出水口、地热能采集系统的出水口和污水能采集系统的出水口，均通过高温进水管与储能系统的热端进水口连通；储能系统的热端出水口，通过高温出水管与吸收热泵机组系统的热端进水口连通；吸收热泵机组系统的热端出水口，通过第一热水出水管与除霜进水管、热用户设备的用户进水管连通；
13.所述高温进水管上依次设置有第三控制阀、第一水泵和第四控制阀；高温出水管上依次设置有第五控制阀、第二水泵和第六控制阀；第一热水出水管上依次设置有第七控制阀、第三水泵和第八控制阀；
14.所述吸收热泵机组系统的冷端进水口，通过热泵回水管与热用户设备的用户出水管连通；吸收热泵机组系统的冷端出水口，通过低温出水管与储能系统的冷端进水口连通；储能系统的冷端出水口通过第一冷水出水管，同时与空气能设备的进水口、太阳能采集系统的进水口、地热能采集系统的进水口以及污水能采集系统的进水口连通；
15.所述热泵回水管上设置有第九控制阀，低温出水管上设置有第十控制阀，第一冷水出水管上设置有第十一控制阀；第三～第十一控制阀及第一～第三水泵各自的输入端，分别与plc控制系统的输出端通信连接。
16.作为进一步的限定，它还包括第二热水出水管，所述空气能设备的出水口、太阳能采集系统的出水口、地热能采集系统的出水口及污水能采集系统的出水口，均连通于第二热水出水管的同一端，且第二热水出水管于该端设置有第十二控制阀；
17.第二热水出水管的另一端，与设于第七控制阀和第三水泵之间的第一热水出水管连通且第二热水出水管于该端设置有第十三控制阀；
18.第十二控制阀的输入端和第十三控制阀的输入端，分别与plc控制系统的输出端通信连接。
19.作为另一种的限定，它还包括第二冷水出水管，所述热泵回水管和热用户设备的用户出水管均与第二冷水出水管的一端相连通，第二冷水出水管的另一端与空气能设备的进水口、太阳能采集系统的进水口、地热能采集系统的进水口及污水能采集系统的进水口连通；
20.第二冷水出水管上设置有第十四控制阀；第十四控制阀的输入端与plc控制系统的输出端通信连接。
21.作为进一步的限定，所述高温进水管与第一冷水出水管通过管路连通，该管路上设有第十五控制阀；第十五控制阀的输入端与plc控制系统的输出端通信连接。
22.作为再进一步的限定，所述热用户设备的用户进水管与用户出水管通过管路连通，该管路上设有第十六控制阀，第十六控制阀的输入端与plc控制系统的输出端通信连接。
23.作为第三种限定，所述自除霜封闭空间的地面上设置有排污管道，排污管道上设置有第十七控制阀，第十七控制阀的输入端与plc控制系统的输出端通信连接。
24.本实用新型由于采用了上述的技术方案，其与现有技术相比，所取得的技术进步在于：
25.（1）本实用新型利用了空气能、太阳能、地热能、污水能中所包含的热量循环为空气能设备除霜，实现了热能的高效利用；
26.（2）本实用新型将空气能设备安装在封闭且带有百叶窗的自除霜封闭空间内，防
止了空气能设备直接暴露在墙体外侧的空间中，导致防水及保温能力差的问题；
27.（3）本实用新型相对传统技术，具有除霜时间短且连续供热的优势；
28.（4）本实用新型中蓄能耦合热泵系统能够根据不同的温度选择不同的管路进行循环，保证了热能的最大利用。
29.本实用新型用于与空气能设备相配合，实现对空气能设备进行自除霜。
附图说明
30.图1所示为本实用新型实施例1自除霜封闭空间的结构示意图；
31.图2所示为本实用新型实施例1的整体结构示意图；
32.图3所示为本实用新型实施例2的整体结构示意图；
33.图中：1、自除霜封闭空间；2、百叶窗；3、空气能设备；4、第一温度传感器；5、第二温度传感器；6、换热器；7、风扇；8、除霜进水管；9、除霜出水管；10、第一控制阀；11、第二控制阀；12、太阳能采集系统；13、地热能采集系统；14、污水能采集系统；15、储能系统；16、吸收热泵机组系统；17、高温进水管；18、高温出水管；19、第一热水出水管；20、热用户设备；21、用户进水管；22、第三控制阀；23、第一水泵；24、第四控制阀；25、第五控制阀；26、第二水泵；27、第六控制阀；28、第七控制阀；29、第三水泵；30、第八控制阀；31、热泵回水管；32、低温出水管；33、第一冷水出水管；34、第九控制阀；35、第十控制阀；36、第十一控制阀；37、第二热水出水管；38、第十二控制阀；39、第十三控制阀；40、第二冷水出水管；41、第十四控制阀；42、第十五控制阀；43、第十六控制阀；44、用户出水管；45、排污管道；46、第十七控制阀。
具体实施方式
34.为了更好的解释本实用新型，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本实用新型作详细描述。
35.实施例1
36.如图1所示，本实施例为一种空气能设备自除霜装置，包括内部用于安装空气能设备3的自除霜封闭空间1，为封闭小屋状结构，其侧壁设有百叶窗2，自除霜封闭空间1通过百叶窗2进行封闭和通风。
37.本实施例还包括plc控制系统、用于控制百叶窗2的叶片旋转角度的百叶窗驱动器、第一温度传感器4和第二温度传感器5。
38.如图2所示，第一温度传感器4设在空气能设备3的进水口，第二温度传感器5设在空气能设备3的出水口；在自除霜封闭空间1内部，空气能设备3的前方（前方是指空气能设备3自身安装有换热器散热片的一面）设有换热器6，换热器6的前方（前方是指与空气能设备3自身安装有换热器散热片的一面相对的方向）设有用于将换热器6的热量吹向空气能设备3的风扇7。本实施中换热器6可以采用翅片管换热器。
39.换热器6的进水口通过除霜进水管8与蓄能耦合热泵系统的出水口连通，换热器6的出水口通过除霜出水管9与蓄能耦合热泵系统的进水口连通；除霜进水管8上设有第一控制阀10，除霜出水管9上设有第二控制阀11。
40.其中，蓄能耦合热泵系统包括空气能设备3、太阳能采集系统12、地热能采集系统13、污水能采集系统14、储能系统15和吸收热泵机组系统16。空气能设备3、太阳能采集系统
12、地热能采集系统13和污水能采集系统14都是采用现有的能够实现对空气能、太阳能、地热能、污水能进行换热的设备，如空气能设备3采用空气源热泵热水器，储能系统15采用储能罐。
41.换热器6的出水口通过除霜出水管9与空气能设备3的进水口、太阳能采集系统12的进水口、地热能采集系统13的进水口，及污水能采集系统14的进水口连通，空气能设备3的出水口、太阳能采集系统12的出水口、地热能采集系统13的出水口，及污水能采集系统14的出水口均通过高温进水管17与储能系统15的热端进水口连通，储能系统15的热端出水口通过高温出水管18与吸收热泵机组系统16的热端进水口连通，吸收热泵机组系统16的热端出水口通过第一热水出水管19与除霜进水管8、热用户设备20的用户进水管21连通。其中，高温进水管17上依次设置有第三控制阀22、第一水泵23、第四控制阀24；高温出水管18上依次设置有第五控制阀25、第二水泵26、第六控制阀27；第一热水出水管19上依次设置有第七控制阀28、第三水泵29、第八控制阀30。
42.吸收热泵机组系统16的冷端进水口通过热泵回水管31与热用户设备20的用户出水管44连通，吸收热泵机组系统16的冷端出水口通过低温出水管32与储能系统15的冷端进水口连通，储能系统15的冷端出水口通过第一冷水出水管33与空气能设备3的进水口、太阳能采集系统12的进水口、地热能采集系统13的进水口，及污水能采集系统14的进水口连通；其中，热泵回水管31上设置有第九控制阀34，低温出水管32上设置有第十控制阀35，第一冷水出水管33上设置有第十一控制阀36。
43.本实施例中，自除霜封闭空间1的地面上还设置有排污管道45，排污管道45上设置有第十七控制阀46。
44.其中，第一温度传感器4的输出端、第二温度传感器5的输出端分别与plc控制系统的输入端通信连接，用于将检测的温度信号传输给plc控制系统，plc控制系统内预设有第一温度传感器4和第二温度传感器5的温度差阈值。第一控制阀10、第二控制阀11、百叶窗驱动器、换热器6、风扇7、第三控制阀22、第四控制阀24、第五控制阀25、第六控制阀27、第七控制阀28、第八控制阀30、第九控制阀34、第十控制阀35、第十一控制阀36、第十七控制阀46、第一水泵23、第二水泵26、第三水泵29各自的输入端均与plc控制系统的输出端通信连接，由plc控制系统根据设定程序控制。
45.本实施例的使用过程为：使用空气能设备3正常制热时，自除霜封闭空间1上的百叶窗2处于开启状态，自除霜封闭空间1内正常通风；此时plc控制系统控制打开第三控制阀22、第四控制阀24、第五控制阀25、第六控制阀27、第七控制阀28、第八控制阀30、第九控制阀34、第十控制阀35、第十一控制阀36、第一水泵23、第二水泵26、第三水泵29，使空气能设备3、太阳能采集系统12、地热能采集系统13、污水能采集系统14换热后的热水依次经高温进水管17、储能系统15、高温出水管18、吸收热泵机组系统16、第一热水出水管19、用户进水管21，为热用户设备20，如暖气片进行供热。将供热后的冷水依次经用户出水管44、热泵回水管31、吸收热泵机组系统16、低温出水管32、储能系统15，经过余热回收后，通过第一冷水出水管33传输至空气能设备3的进水口、太阳能采集系统12的进水口、地热能采集系统13的进水口，及污水能采集系统14的进水口，进行循环供暖。
46.当夜间或温差较大时，第一温度传感器4和第二温度传感器5对空气能设备3的进水口和出水口的温度进行持续实时监测，并将温度信号传输给plc控制系统，由plc控制系
统进行比较，当空气能设备3的进水口和出水口的的温度差小于或等于阈值8℃时，表明空气能设备3结霜，启动自除霜。
47.自除霜过程中，plc控制系统通过百叶窗驱动器控制百叶窗2的叶片旋转角度，使自除霜封闭空间1处于封闭状态，然后控制打开第一控制阀10、第二控制阀11、换热器6、风扇7、第十七控制阀46，使吸收热泵机组系统16中的热水通过第一热水出水管19、除霜进水管8进入换热器6中，经换热器6换热后的冷却水通过除霜出水管9重新进入空气能设备3、太阳能采集系统12、地热能采集系统13、污水能采集系统14进行加热，然后进入储能系统15、吸收热泵机组系统16，利用空气能、太阳能、地热能、污水能所包含的热量循环为空气能设备3除霜。
48.当plc控制系统接收的第一温度传感器4、第二温度传感器5的温度差大于阈值时，关闭第一控制阀10、第二控制阀11、换热器6、风扇7，打开百叶窗2，停止除霜。
49.本实施例中，plc控制系统内预设的第一温度传感器4、第二温度传感器5的温度差阈值可以根据实际情况设置。
50.实施例2
51.如图3所示，本实施例为一种空气能设备自除霜装置，其与实施例1在结构上的区别仅在于：
52.①
还包括第二热水出水管37，空气能设备3的出水口、太阳能采集系统12的出水口、地热能采集系统13的出水口及污水能采集系统14的出水口与第二热水出水管37的一端连通，第二热水出水管37的另一端与第七控制阀28、第三水泵29之间的第一热水出水管19连通。
53.第二热水出水管37与空气能设备3的出水口、太阳能采集系统12的出水口、地热能采集系统13的出水口及污水能采集系统14的出水口连通的一端上设置有第十二控制阀38，第二热水出水管37与第一热水出水管19连通的一端上设置有第十三控制阀39；第十二控制阀38的输入端、第十三控制阀39的输入端均与plc控制系统的输出端通信连接，由plc控制系统根据设定程序控制。
54.当中午，空气能设备3结霜时，plc控制系统关闭百叶窗2，打开第一控制阀10、第二控制阀11、换热器6、风扇7、第十七控制阀46、第九控制阀34、第十控制阀35、第十一控制阀36、第十二控制阀38、第十三控制阀39、第三水泵29、第八控制阀30，关闭其他阀门和水泵，此时经空气能设备3、太阳能采集系统12、地热能采集系统13、污水能采集系统14换热后的热水直接经第二热水出水管37后，通过第一热水出水管19、除霜进水管8对空气能设备3除霜，并通过用户进水管21，为热用户设备20进行供热以及进行余热回收。
55.②
本实施例中，还包括第二冷水出水管40，热泵回水管31、热用户设备20的用户出水管44均与第二冷水出水管40的一端连通，第二冷水出水管40的另一端与空气能设备3的进水口、太阳能采集系统12的进水口、地热能采集系统13的进水口、污水能采集系统14的进水口连通。第二冷水出水管40上设置有第十四控制阀41；第十四控制阀41的输入端与plc控制系统的输出端通信连接，由plc控制系统根据设定程序控制。
56.当对经过热用户设备20的冷水进行回收时，可以关闭第九控制阀34、第十控制阀35、第十一控制阀36，打开第十四控制阀41，直接将经过热用户设备20的冷水通过用户出水管44、第二冷水出水管40传输至空气能设备3、太阳能采集系统12、地热能采集系统13、污水
能采集系统14的进水口进行循环利用。
57.③
本实施例中，高温进水管17与第一冷水出水管33还通过管路连通，该管路上设有第十五控制阀42；热用户设备20的用户进水管21和用户出水管44也通过管路连通，该管路上设有第十六控制阀43，第十五控制阀42、第十六控制阀43的输入端与plc控制系统的输出端通信连接，由plc控制系统根据设定程序控制。
58.当处于极端恶劣的天气下，空气能设备3、太阳能采集系统12、地热能采集系统13、污水能采集系统14无法采集热量时，打开第三控制阀22、第四控制阀24、第一水泵23、第十五控制阀42、第十一控制阀36，经空气能设备3、太阳能采集系统12、地热能采集系统13、污水能采集系统14的水可以直接进行回水。
59.或打开第十二控制阀38、第十三控制阀39、第三水泵29、第八控制阀30、第十六控制阀43、第十四控制阀41，使经空气能设备3、太阳能采集系统12、地热能采集系统13、污水能采集系统14的水可以直接进行回水。
60.本实施例中，管路的具体流通选择可以根据实际情况设定，由plc控制系统根据设定程序控制。
61.需要说明的是，以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照上述实施例对本实用新型进行了详细的说明，但对于本领域的技术人员来说，其依然可以对上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。凡在本实用新型权利要求所描述内容的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换及改进等，均应包含在本实用新型权利要求保护的范围之内。