CN103868275B - 一种空气源热泵系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种空气源热泵系统，包括太阳能集热器、蒸发器、储热水箱以及连通管路，还包括电磁阀组以及智能控制模块，蒸发器为双流道蒸发器，蒸发器内设有流通冷媒的第一流道，并在原有第一流道的基础上增设有第二流道；当太阳能集热器热工质温度达到27℃-35℃、符合空气源热泵工况时，智能控制模块控制第一控制阀和第二控制阀打开，同时，第三控制阀和第四控制阀关闭；当太阳能集热器热工质温度高于35℃、高于空气源热泵工况时，所述智能控制模块控制第一控制阀和第二控制阀关闭，同时，第三控制阀和第四控制阀打开。本发明在原蒸发器基础上又添设了第二个太阳能热辅流道，提高了蒸发器温度免去了凝霜通病。
Description
技术领域
本发明涉及一种储热系统，尤其涉及一种空气源热泵系统。
背景技术
空气源热水器，又称热泵热水器，也称空气能热水器，是采用制冷原理从空气中吸收热量来造热水的热量搬运装置，通过让工质不断完成蒸发(吸取环境中的热量)--压缩--冷凝(放出热量)--节流--再蒸发的热力循环过程，从而将环境中的热量带到水中。具有高效节能的特点、其节能效果(在一定的环境温度范围内)是电热水器的4倍、是燃气热水器的3倍、是太阳能的2倍。但现形市场上的空气源热泵在环境温度-7度左右以下时、易结霜、而除霜是行业病、时间长、功耗大、有的热泵虽能免强工作但根本谈不上节能；
原因1：由于环境温度低、吸气比容增大、压缩机理论吸气量是恒定不变的、这样进入压缩机制冷剂的体积琉量减少，相应单位制冷剂热量减少，随之热性能下降、经济性降低；原因2：由于系统蒸发温度降低、此时压缩机压比增大，导致输气系数下降、压缩机制冷剂的循环流量减少，压缩机的耗功增大、热量降低、性能系数降低；原因3：由于蒸发温度过低，为生产热水、压缩机高低压比差继续增大必然引起排太阳能集热器热工质温度度过高，超出压缩机本身允许工作温度范围，导致压缩机频繁起停、无法正常工作(严重时会烧毁压缩机)最关键的是因受季节环境气侯影响一直不能得到广泛推广和深度利用。
有鉴于上述的缺陷，本设计人，积极加以研究创新，以期创设一种空气源热泵系统，使其更具有产业上的利用价值。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种改善低温结霜问题的空气源热泵系统。
本发明的空气源热泵系统，包括太阳能集热器、蒸发器、储热水箱以及连通管路，还包括电磁阀组以及智能控制模块，所述蒸发器为双流道蒸发器，所述蒸发器内设有流通冷媒的第一流道，并在原有第一流道的基础上增设有第二流道；
所述电磁阀组包括第一控制阀、第二控制阀、第三控制阀和第四控制阀，所述第二流道的接入口通过装有第一控制阀的管路连接到太阳能集热器的热工质流出口，所述第二流道的接出口通过装有第二控制阀的管路连接到太阳能集热器的热工质流入口，所述储热水箱内设有第三流道，所述第三流道的接入口通过装有第三控制阀的管路与第一控制阀的流入端连通；所述第三流道的接出口通过装有第四控制阀的管路与第二控制阀的流出端连通；
所述智能控制模块与所述电磁阀组电连接，并控制电磁阀组工作，当太阳能集热器热工质温度达到27℃-35℃、符合空气源热泵工况时，所述智能控制模块控制第一控制阀和第二控制阀打开，同时，第三控制阀和第四控制阀关闭；
当太阳能集热器热工质温度高于35℃、高于空气源热泵工况时，所述智能控制模块控制第一控制阀和第二控制阀关闭，同时，第三控制阀和第四控制阀打开。
进一步的，所述第二流道和第三流道并联闭合串接后与所述太阳能集热器的热工质流入口连通。
进一步的，所述第二控制阀与太阳能集热器的热工质流入口之间串接有循环泵，所述蒸发器设有空气对流风扇，在智能控制模块的控制下，所述空气对流风扇和所述循环泵的转速智能变频，在空气源热泵最佳工况运行时，蒸发器内笫一流道的吸热量和笫二流道的产热量平衡运行、精密控制。
进一步的，所述空气源热泵系统还包括冷凝器、压缩机、储液罐、过滤器和膨胀阀；所述冷凝器包括流通热工质的热端，以及流通冷工质的冷端，所述冷凝器冷端的流入口与储热水箱的底部连通；所述冷凝器冷端的流出口依次通过储液罐、过滤器和膨胀阀连接到蒸发器；
所述冷凝器的热端流出口连通到储热水箱的顶部；所述冷凝器的热端流入口通过压缩机连接到蒸发器。
借由上述方案，本发明至少具有以下优点：
1、在原蒸发器基础上又添设了第二个太阳能热辅流道，提高了蒸发器温度免去了凝霜通病。
2、和太阳能联体结合，把太阳能集热温度作为热泵基础工况，充分利用热泵原理使系统能量倍增。
本发明通过太阳能集热器连接到蒸发器，热工质进入第二流道中，其热量通过蒸发器的翅片不断传递到蒸发器第一流道，使系统冷媒得到最佳蒸发气化、平衡系统工作压力、携带最大热能，在冷凝器中最大化的放出热量，同时由于蒸发器温度高自然免去传统热泵凝霜、化霜之通病。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
图1是本发明空气源热泵系统的结构示意图。
1、蒸发器；2、第一流道；3、第二流道；4、太阳能集热器；5、智能控制模块；6、储热水箱；7、第三流道；8、冷凝器；9、压缩机；10、循环泵；11、储液罐；12、过滤器；13、膨胀阀；14、空气对流风扇；F1、第一控制阀；F2、第二控制阀；F3、第三控制阀；F4、第四控制阀。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
参见图1所示，本发明的空气源热泵系统，包括太阳能集热器4、蒸发器1、储热水箱6以及连通管路，还包括电磁阀组以及智能控制模块5，蒸发器1为双流道蒸发器，蒸发器1内设有流通冷媒的第一流道2，并在原有第一流道1的基础上增设有第二流道3；
电磁阀组包括第一控制阀F1、第二控制阀F2、第三控制阀F3和第四控制阀F4，第二流道3的接入口通过装有第一控制阀的管路连接到太阳能集热器的热工质流出口，第二流道的接出口通过装有第二控制阀的管路连接到太阳能集热器的热工质流入口，储热水箱6内设有第三流道7，第三流道的接入口通过装有第三控制阀的管路与第一控制阀的流入端连通；第三流道的接出口通过装有第四控制阀的管路与第二控制阀的流出端连通；
智能控制模块5与电磁阀组电连接，并控制电磁阀组工作，当太阳能集热器热工质温度达到27℃-35℃、符合空气源热泵工况时，智能控制模块控制第一控制阀和第二控制阀打开，同时，第三控制阀和第四控制阀关闭；当太阳能集热器热工质温度高于35℃、高于空气源热泵工况时，所述智能控制模块控制第一控制阀和第二控制阀关闭，同时，第三控制阀和第四控制阀打开。
第二流道3和第三流道7并联闭合串接后与太阳能集热器的热工质流入口连通。第二控制阀与太阳能集热器的热工质流入口之间串接有循环泵10，蒸发器设有空气对流风扇14，在智能控制模块的控制下，空气对流风扇和循环泵的转速智能变频，在空气源热泵最佳工况运行时，蒸发器内笫一流道的吸热量和笫二流道的产热量平衡运行、精密控制。
空气源热泵系统还包括冷凝器8、压缩机9、储液罐11、过滤器12和膨胀阀13；冷凝器8包括流通热工质的热端，以及流通冷工质的冷端，冷凝器8冷端的流入口与储热水箱6的底部连通；冷凝器8冷端的流出口依次通过储液罐11、过滤器12和膨胀阀13连接到蒸发器1；冷凝器8的热端流出口连通到储热水箱6的顶部，冷凝器8的热端流入口通过压缩机连接到蒸发器。储热水箱6底部出口与冷凝器8的冷水入口相通。
智能控制模块5可控制空气对流风扇、循环泵、电磁阀组以及环境温度、空气源热泵工况、预警等。其工作原理和工作过程均为现有技术。
本发明的工作原理如下：
第二流道3与太阳能集热器4相对接。当空气源的智能控制模块5感知太阳能集热器4热工质的温度等于或大于最佳工况时、控制阀门F1、F2打开，热工质进入第二流道3中，其热量通过蒸发器1的翅片不断传递到蒸发器1第一流道2，使系统冷媒得到最佳蒸发气化、平衡系统工作压力、携带最大热能、在冷凝器8中最大化的放出热量，同时由于蒸发器1温度高自然免去传统热泵凝霜、化霜之通病。当太阳能集热器4热工质温度高于热泵设定工况时第一控制阀F1和第二控制阀F2关闭，第三控制阀F3和第四控制阀F4开启，太阳能热量又源源不断地进入储热水箱6中(防止热量流失)。如蒸发器1热工质温度低于热泵工况时第一控制阀F1和第二控制阀F2打开、第三控制阀F3和第四控制阀F4关闭，太阳能集热器4第二流道3的热量梯队式传递、热泵热能成倍巨增释放、迅速达到加热热水目的。
以上仅是本发明的优选实施方式，并不用于限制本发明，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。
Claims (4)
1.一种空气源热泵系统，包括太阳能集热器、蒸发器、储热水箱以及连通管路，其特征在于：还包括电磁阀组以及智能控制模块，所述蒸发器为双流道蒸发器，所述蒸发器内设有流通冷媒的第一流道，并在原有第一流道的基础上增设有第二流道；
所述电磁阀组包括第一控制阀、第二控制阀、第三控制阀和第四控制阀，所述第二流道的接入口通过装有第一控制阀的管路连接到太阳能集热器的热工质流出口，所述第二流道的接出口通过装有第二控制阀的管路连接到太阳能集热器的热工质流入口，所述储热水箱内设有第三流道，所述第三流道的接入口通过装有第三控制阀的管路与第一控制阀的流入端连通；所述第三流道的接出口通过装有第四控制阀的管路与第二控制阀的流出端连通；
所述智能控制模块与所述电磁阀组电连接，并控制电磁阀组工作，当太阳能集热器热工质温度达到27℃-35℃、符合空气源热泵工况时，所述智能控制模块控制第一控制阀和第二控制阀打开，同时，第三控制阀和第四控制阀关闭；
当太阳能集热器热工质温度高于35℃、高于空气源热泵工况时，所述智能控制模块控制第一控制阀和第二控制阀关闭，同时，第三控制阀和第四控制阀打开。
2.根据权利要求1所述的一种空气源热泵系统，其特征在于：所述第二流道和第三流道并联闭合串接后与所述太阳能集热器的热工质流入口连通。
3.根据权利要求1或2所述的一种空气源热泵系统，其特征在于：所述第二控制阀与太阳能集热器的热工质流入口之间串接有循环泵，所述蒸发器设有空气对流风扇，在智能控制模块的控制下，所述空气对流风扇和所述循环泵的转速智能变频，在空气源热泵最佳工况运行时，蒸发器内笫一流道的吸热量和笫二流道的产热量平衡运行。
4.根据权利要求1所述的一种空气源热泵系统，其特征在于：所述空气源热泵系统还包括冷凝器、压缩机、储液罐、过滤器和膨胀阀；所述冷凝器包括流通热工质的热端，以及流通冷工质的冷端，所述冷凝器冷端的流入口与储热水箱的底部连通；所述冷凝器冷端的流出口依次通过储液罐、过滤器和膨胀阀连接到蒸发器；
所述冷凝器的热端流出口连通到储热水箱的顶部；所述冷凝器的热端流入口通过压缩机连接到蒸发器。
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