一种使用三介质换热模块的除霜热泵系统

本技术涉及热泵，尤其涉及一种使用三介质换热模块的除霜热泵系统。

背景技术：

1、空气源热泵机组是一种高效的制冷制热设备，但在冬季运行时,存在结霜的问题。目前，空气源热泵应用最多的是逆向除霜方法，但其存在以下问题：除霜时需从室内或热水管中取热，室内舒适性较差，且压缩机运行能效较低，使用寿命损耗。

2、为解决上述除霜问题，申请号为201510779843.0的中国专利“一种空气源柔性冷热水机组及运行方法”提出了一个除霜时稳定输出制热能力的高效除霜空气源热泵系统，该专利中，多组风冷模块通过载冷剂管路并连接至蒸发器，同时并联至除霜板换。除霜时，每次仅一个风冷模块除霜，经过除霜板换换热后的热载冷剂供给该风冷模块；其它风冷模块保持从室外取热状态，经过蒸发器换热后的冷载冷剂供给这些风冷模块。各风冷模块交替除霜，保证了机组连续高效制热。

3、但是该系统使用板换将冷凝器制取热水的热量通过换热至载冷剂侧的方式除霜，对于分散设置的热泵系统而言，该方式的冷热量输送距离过大，会导致输配能耗大、沿程热量损失大以及不能及时地进行融霜三个技术问题；并且，板换的热水侧还存在结冻的风险。

4、对此，申请号为201710044743.2的中国专利“一种自除霜式低温空气源热量采集装置及其运行方法”提出了能够就地除霜的热泵系统，在载冷剂侧设置了小型的水源热泵，需要除霜时，该热泵开启，制取较高温的载冷剂，用于需除霜的风冷热泵，且有效解决了热水侧防冻的问题，可靠性较高。然而，该发明除霜时，小型水源热泵的冷凝器热量先传递给载冷剂，再传递给霜层，换热环节多，除霜时降低小型水源热泵系统的除霜速度和能效比。

5、此外，上述系统使用普通的风冷模块，每个风冷模块只有一个载冷剂管路，需同时通过两对载冷剂支管，连接到除霜载冷剂环路和取热载冷剂环路上，并在每个风冷模块的两对载冷剂支管上，设置至少3个通断阀将除霜载冷剂环路和取热载冷剂环路分隔开。此外，除霜载冷剂环路和取热载冷剂环路上分别设置的两个循环泵同时运行时，两个环路的压力分布不规律，若上述通断阀为电磁阀，存在反向压力导通的情况，需使用价格昂贵的正反向压力均能控制通断的电动阀。

6、因此，现有的热泵系统还有待改进。

技术实现思路

1、本实用新型提供一种使用三介质换热模块的除霜热泵系统，能够避免传统系统风冷模块单个载冷剂管路同时连接两个载冷剂环路的形式，减少通断阀数量；价格较昂贵的电动阀可换为便宜的电磁阀，节约成本。运用直膨式的水源热泵机组，减少载冷剂间接换热环节，制冷剂直接与霜层换热，提高融霜速度和热泵能效比。

2、本实用新型提供一种使用三介质换热模块的除霜热泵系统，包括：

3、热泵循环模块，所述热泵循环模块包括依次连接的第一压缩机、第一冷凝器、第一节流装置和第一蒸发器，所述第一冷凝器上连接设有热水干管；

4、多个三介质换热模块，所述三介质换热模块包括风机、载冷剂管路和制冷剂管路，所述风机用于驱动空气与所述载冷剂管路和制冷剂管路进行热交换；

5、载冷剂环路，所述第一蒸发器设置在所述载冷剂环路上；

6、制冷剂环路，所述制冷剂环路上设有第二压缩机和第二蒸发器，且所述第二蒸发器并联设置在所述载冷剂环路上；

7、所有的所述载冷剂管路并联设置在所述载冷剂环路上的所述第一蒸发器两端，所有的所述制冷剂管路并联设置在所述制冷剂环路上的所述第二蒸发器两端。

8、根据本实用新型提供的一种使用三介质换热模块的除霜热泵系统，所述载冷剂环路上位于所述第一蒸发器和距所述第一蒸发器最近的所述三介质换热模块之间设有载冷剂泵。

9、根据本实用新型提供的一种使用三介质换热模块的除霜热泵系统，每个与所述载冷剂环路连接的所述载冷剂管路上均设有第一取热阀。

10、根据本实用新型提供的一种使用三介质换热模块的除霜热泵系统，所述第二蒸发器与所述载冷剂环路连接的管路上设有除霜阀。

11、根据本实用新型提供的一种使用三介质换热模块的除霜热泵系统，还包括至少一个太阳能集热器，所述太阳能集热器并联设置在所述载冷剂环路上的所述第一蒸发器两端。

12、根据本实用新型提供的一种使用三介质换热模块的除霜热泵系统，每个所述太阳能集热器与所述载冷剂环路连接的管路上设有第二取热阀。

13、根据本实用新型提供的一种使用三介质换热模块的除霜热泵系统，还包括至少一个冷却装置，所述冷却装置并联设置在所述载冷剂环路上的所述第一蒸发器两端。

14、根据本实用新型提供的一种使用三介质换热模块的除霜热泵系统，每个所述冷却装置与所述载冷剂环路连接的管路上设有第三取热阀。

15、根据本实用新型提供的一种使用三介质换热模块的除霜热泵系统，每个与所述制冷剂环路连接的所述制冷剂管路上均设有第二节流装置。

16、根据本实用新型提供的一种使用三介质换热模块的除霜热泵系统，所述热泵循环模块上设有用于改变制冷剂流向的四通阀。

17、本实用新型提供的一种使用三介质换热模块的除霜热泵系统，通过将背景技术中提及系统的普通风冷模块，替换为三介质换热模块，每个三介质换热模块中有两个载冷剂管路，均可与载冷剂管路外部流通的空气换热，且分别通过载冷剂支管连接到除霜载冷剂环路和取热载冷剂环路上，避免了传统系统风冷模块单个载冷剂管路同时连接两个载冷剂环路的形式，可通断阀数量减少；且价格较昂贵的电动阀可换为便宜的电磁阀，节约成本。

技术特征：

1.一种使用三介质换热模块的除霜热泵系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的使用三介质换热模块的除霜热泵系统，其特征在于：所述载冷剂环路上位于所述第一蒸发器和距所述第一蒸发器最近的所述三介质换热模块之间设有载冷剂泵。

3.根据权利要求1所述的使用三介质换热模块的除霜热泵系统，其特征在于：每个与所述载冷剂环路连接的所述载冷剂管路上均设有第一取热阀。

4.根据权利要求1所述的使用三介质换热模块的除霜热泵系统，其特征在于：所述第二蒸发器与所述载冷剂环路连接的管路上设有除霜阀。

5.根据权利要求1所述的使用三介质换热模块的除霜热泵系统，其特征在于：还包括至少一个太阳能集热器，所述太阳能集热器并联设置在所述载冷剂环路上的所述第一蒸发器两端。

6.根据权利要求5所述的使用三介质换热模块的除霜热泵系统，其特征在于：每个所述太阳能集热器与所述载冷剂环路连接的管路上设有第二取热阀。

7.根据权利要求1所述的使用三介质换热模块的除霜热泵系统，其特征在于：还包括至少一个冷却装置，所述冷却装置并联设置在所述载冷剂环路上的所述第一蒸发器两端。

8.根据权利要求7所述的使用三介质换热模块的除霜热泵系统，其特征在于：每个所述冷却装置与所述载冷剂环路连接的管路上设有第三取热阀。

9.根据权利要求1-8任一项所述的使用三介质换热模块的除霜热泵系统，其特征在于：每个与所述制冷剂环路连接的所述制冷剂管路上均设有第二节流装置。

10.根据权利要求1-8任一项所述的使用三介质换热模块的除霜热泵系统，其特征在于：所述热泵循环模块上设有用于改变制冷剂流向的四通阀。

技术总结
本技术涉及热泵技术领域，尤其涉及一种使用三介质换热模块的除霜热泵系统，包括：热泵循环模块，热泵循环模块包括依次连接的第一压缩机、第一冷凝器、第一节流装置和第一蒸发器，第一冷凝器上连接设有热水干管；多个三介质换热模块，三介质换热模块包括风机、载冷剂管路和制冷剂管路；载冷剂环路，第一蒸发器设置在载冷剂环路上；制冷剂环路，制冷剂环路上设有第二压缩机和第二蒸发器，且第二蒸发器并联设置在载冷剂环路上。能够避免传统系统风冷模块单个载冷剂管路同时连接两个载冷剂环路的形式，减少通断阀数量；且价格较昂贵的电动阀可换为便宜的电磁阀，节约成本；减少间接换热环节，制冷剂直接与霜层换热，提高融霜速度和热泵能效比。

技术研发人员：李先庭,梁辰吉昱,王弘森,石文星,王宝龙
受保护的技术使用者：清华大学
技术研发日：20221124
技术公布日：2024/1/12