CN103884063A - 防结冰风源热泵系统 - Google Patents

Abstract

一种防结冰风源热泵系统，将侧出风更改为上出风或者利用离心风机代替轴流风机，由表冷器围成一个腔室，离心风机安装于表冷器围成的腔室的上部，离心风机的蜗壳、叶片、盖板与表冷器组成一个静压回风腔，离心风机的出风口及盖板与机组的上盖板组成一个较大的腔室作为离心风机的出风静压箱，在该静压箱的侧面开有出风口，在出风口处加装有导流叶片或圆形射流孔，同样实现侧出风并将主机出风从侧面移出到离主机较远的距离。采用上述方法及结构后，在低温环境（-8℃~-10℃以下）运行时就防结冰一项热泵系统的能效比可提高13%，在超低温环境（-8℃~-10℃以下）运行时热泵系统的能效比可提高20%以上。

Description

防结冰风源热泵系统

技术领域

本发明涉及一种供冷供暖装置。

背景技术

我国已成为世界最大的小型风源热泵制造商和最大的使用国，风源热泵安全、可靠、稳定的特点为大家所认识、接受。但是风源热泵受环境温度影响很大，北方在冬季室外温度长时间低于-5℃、夏季长时间高于35℃，此时风源热泵的能效比就会较低，近年来人们采用大型水源热泵系统解决冷暖问题，但是我国的大部分地区由于地质条件的限制，地下水存量有限，而且抽取的地下水回灌困难，大型水源热泵的应用受到很大的限制，因此大型水源热泵系统不是解决问题的合理方案。而采用传统的风源热泵提供热量或冷量，应用风机盘管或风管系统供暖，在寒冷的季节如果不采用电辅加热必会吹出冷风，无法满足供暖需要，采用电辅加热电网负荷又无法全部满足。况且，传统的风源热泵运行费用太高，消费者根本无法接受；而当应用风机盘管或风管系统供冷时，又因系统蒸发温度低，运行能效比低供冷时并不十分节能。

为了解决上述问题， ZL 2008 2 0071027.X、ZL201010502398.0、ZL201220275353.9、ZL201220275358.1和ZL 2008 2 0071026.5等专利中，进行了深入的研究，取得了相应的系统成果，供冷供暖能够实现相对节能运行。但是在以往的专利中只是将热泵装置的室内机系统更改为：在室内风机盘管的两端设置三通，并设置电动三通阀或安装电磁阀，一个通路通往室内风机盘管、另一个通路通往埋设于墙板或天花板或地板或吊挂板内的盘管，供暖时压缩蒸气直接进入埋设于墙板或天花板或地板或吊挂板内的盘管内，压缩蒸汽、埋设于墙板或天花板或地板或吊挂板内的盘管和墙板或天花板或吊挂板一起组成室内辐射传热的热源体；供冷时压缩介质进入风机盘管。通过压缩蒸汽在压缩机驱动下持续循环维持稳定的进行冷、暖能量供给，满足室内供冷供暖的需求。供暖时采用压缩蒸汽、埋设于墙板或天花板或地板或吊挂板内的盘管和墙板或天花板或吊挂板一起组成室内辐射传热的热源体传递热量，供暖时热泵系统的冷凝温度降低10℃以上，设备输入功率小、能效比高（制热运行的COP最高时可达到6.3以上，供暖季节综合能效比可达到2.8以上）、噪音低，地板辐射供热与人体的生理需求相适应。这是一种十分先进的方法，具有：节能、环保、可以实现分户计量等优点。对于风源热泵的室外机系统未做改变。

上述技术中虽然能够供冷、供暖，但是由于机组在寒冷区域使用时，外界温度很长时间低于-8℃，滴水成冰，机组化霜之后如有水珠存留于机组的侧边、立柱等部位，会立即结冰，由于该部位远离表冷器，下一次除霜时表冷器的热量无法传递到这个区域，这种结冰无法融化，久而久之，出现冰坨，严重影响主机正常运行，即使化霜工艺设计的再好，也会出现冰坨，在寒冷的冬季冰坨一旦出现在春季到来之前无法自然消失，造成送风阻力增大，表冷器换热面积减小；再者，侧边面板、立柱等会阻碍进风，降低表冷器的换热效率。极端天气情况表冷器表盘温度长时间达到-17℃~-18℃以下，严重恶化了风源主机的工作环境。主机的工作效率比实际天气工况下的工作效率大大降低，无法节能运行。上述情况说明，上述的供热（暖）、供冷形式、供（热）暖、供冷设备仍存在进一步完善、提高的空间。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足之处，提供一种能够稳定工作、输入功率小、能效比高、环保、噪音低、造价低、便于安装的能够依靠压缩蒸汽辐射供暖、供冷的热泵系统。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

本发明的防结冰风源热泵系统，由室外机和室内机组成，室外机由换热器分为外室和内室，换热器和外壳的一部分围成外室，外室和大气相通；离心风机安装在内室内，静压腔室与内室相连通，静压腔室上设有出风口，且内室通过离心风机出风口、静压腔室和位于静压腔室上方的出风口与大气相通；出风导流叶片或防异物侵入网安装在静压腔室上的出风口内；内室的表冷器中有隐藏于其内的支撑及连接板，支撑及连接板和表冷器封边盖板及上下支撑及连接板与底板、离心风机盖板和机组上盖板相连；压缩机安装在内室的底板上，压缩机上部通过连接管Ⅲ与四通阀连接，下部通过连接管Ⅴ与四通阀连接，四通阀通过连接管Ⅳ与换热器连接，四通阀通过连接管Ⅱ与室内风机与表冷器连接，室内风机与表冷器通过连接管Ⅰ与换热器连接，在连接管Ⅰ上连接有毛细管；主电源及控制板安装于室外机的外室内，通过电力及控制线分别与安装于室内风机与表冷器上的室内温湿度控制器、安装于室外机内的压缩机、四通阀和离心风机连接。

所述的内室由离心风机、离心风机蜗壳板、机组底板、蜗壳及离心风机叶片组成。

所述的静压腔室由蜗壳板、离心风机出风口和主机的上盖板组成。

电力及控制线是穿过表冷器封边盖板及上下支撑及连接板将压缩机、离心风机和主电源及控制板连接。

静压腔室上的出风口的外平面超出换热器外立面，或与内室相连的下底板之外。

静压腔室上的出风口为矩形或由多个圆形射流孔组成。

本发明将侧出风更改为上出风或者利用离心风机代替轴流风机，由表冷器、下底板等围成一个腔室，离心风机安装于表冷器围成的腔室的上部，离心风机的蜗壳、叶片、盖板与表冷器组成一个静压回风腔，离心风机的出风口及盖板与机组的上盖板组成一个较大的腔室作为离心风机的出风静压箱，在该静压箱的侧面开有出风口，在出风口处加装有导流叶片或圆形射流孔，同样实现侧出风并将主机出风从侧面移出到离主机较远的距离。采用上述方法及结构后，侧边面板可由表冷器替代，并将连接上顶板和下底板的立柱板（钢、铜、铝材料等均可）埋藏于表冷器内，表冷器断面封边部分采用钢（铜铝等均可）板并适当加宽作为连接及支撑件，进出内外腔室的管道、电源及控制线等从适当加宽的部分通过并作密封处理；无侧面面板、无立柱的风源热泵在低温环境（-8℃~-10℃以下）有防结冰的特点，而且运行时就防结冰一项热泵系统的能效比可提高13%，同时当采用离心风机的高静压侧出风定向出风的结构时由于大大改善了压缩机的运行环境，因此系统能效比又可增加7%以上。因此采用无侧面板、无立柱定向送回风的技术及结构后，在超低温环境（-8℃~-10℃以下）运行时热泵系统的能效比可提高20%以上。同时由于这种结构紧凑、减少了材料消耗，加大了表冷器的迎风面积，合理设置了压缩机的安装位置，有效提高了热泵及制冷主机的工作环境。特别是当机组采用运行平稳、噪音低的离心风机代替振动程度及噪音相对较高的轴流风机时，能够有效降低室外机振动及噪音，减小噪音扰民。该技术不但可以用于低温环境，而且可以用于常规制冷机组，应用范围十分广泛，具有较高的推广价值。

根据设计需要，多种室内形式与之匹配：可采用传统的壁挂机、柜机、风管机；也可采用与埋设于墙板或天花板或地板或吊挂板内的盘管一起组成室内辐射传热的形式；这种形式可以和多种新型发明和技术结合实现风源热泵的最佳运行。

由于采用上述方案，供暖时热泵系统的蒸发温度升高5℃~12℃以上、无冰坨形成与传统方式相比主机能效比高出20%左右，具有较高的推广价值。

附图说明

图1是本发明实施例1的结构示意图。

图2是图1中A-A向剖视图。

图3是本发明的实施例2的结构示意图。

图4是本发明的实施例3的结构示意图。

图5是本发明的实施例4的结构示意图。

具体实施方式

实施例1

本发明的防结冰风源热泵系统，由室外机和室内机组成，室外机由换热器4分为外室17和内室18，换热器4和外壳2的一部分围成外室17，外室17和大气相通。所述的内室由离心风机6、离心风机蜗壳板23、机组底板25、蜗壳16及离心风机叶片15组成。离心风机安装在内室18内，静压腔室26与内室18相连通，静压腔室上设有出风口27，且内室18通过离心风机出风口24、静压腔室26和位于静压腔室上方的出风口27与大气相通；所述的静压腔室由蜗壳板（23）、离心风机出风口（24）和主机的上盖板（25）组成。出风导流叶片29或防异物侵入网安装在静压腔室上的出风口27内。内室的表冷器中有隐藏于其内的支撑及连接板9，支撑及连接板9和表冷器封边盖板及上下支撑及连接板28与底板5、离心风机盖板23和机组上盖板25相连；压缩机1安装在内室的底板5上，压缩机1上部通过连接管Ⅲ12与四通阀8连接，下部通过连接管Ⅴ14与四通阀8连接，四通阀8通过连接管Ⅳ13与换热器4连接，四通阀8通过连接管Ⅱ11与室内风机与表冷器7连接，室内风机与表冷器7通过连接管Ⅰ10与换热器4连接，在连接管Ⅰ10上连接有毛细管3；主电源及控制板21安装于室外机19的外室17内，通过电力及控制线20分别与安装于室内风机与表冷器上的室内温湿度控制器22、安装于室外机内的压缩机1、四通阀8和离心风机6连接。电力及控制线20是穿过表冷器封边盖板及上下支撑及连接板28将压缩机1、离心风机6和主电源及控制板21连接。静压腔室上的出风口的外平面超出换热器外立面，或与内室相连的下底板之外。静压腔室上的出风口为矩形或由多个圆形射流孔组成。

实施例2

实施例2中出风口导流叶片组件改为防异物侵入网20，其它与实施例1相同。

实施例3

实施例3中出风口导流叶片组件改为多个圆形射流孔31的组合，其它与实施例1相同。

实施例4

实施例4中风机改为轴流风机、出风口改为上出风，其它与实施例1相同。

本发明的使用方法如下：使用前，接通电源，设定运行模式、温度参数。此时整个系统就会根据设定自动工作，实现节能运行。

本发明的室内部分也可以是常规的风机盘管形式、风管机形式、地板采暖供冷管束、地板采暖管束与室内表冷器切换进行冷暖供应等。室内末端形式的改变、室外腔体布置形式的改变、主机出风口从一个侧面处出风或多个侧面处出风、主机出风口形式和导流叶片形式及长度的改变、出风方向的改变、应用场合的改变、设置于室外表冷器内支撑柱的数量位置及形状的改变等均是本发明的技术覆盖范围。

Claims (5)

1.一种防结冰风源热泵系统，由室外机和室内机组成，其特征在于：室外机由换热器（4）分为外室（17）和内室（18），换热器（4）和外壳（2）的一部分围成外室（17），外室（17）和大气相通；离心风机安装在内室（18）内，静压腔室（26）与内室（18）相连通，静压腔室上设有出风口（27），且内室（18）通过离心风机出风口（24）、静压腔室（26）和位于静压腔室上方的出风口（27）与大气相通；出风导流叶片（29）或防异物侵入网（30）安装在静压腔室上的出风口（27）内；内室的表冷器中有隐藏于其内的支撑及连接板（9），支撑及连接板（9）和表冷器封边盖板及上下支撑及连接板（28）与底板（5）、离心风机盖板（23）和机组上盖板（25）相连；压缩机（1）安装在内室的底板（5）上，压缩机（1）上部通过连接管Ⅲ（12）与四通阀（8）连接，下部通过连接管Ⅴ（14）与四通阀（8）连接，四通阀（8）通过连接管Ⅳ（13）与换热器（4）连接，四通阀（8）通过连接管Ⅱ（11）与室内风机与表冷器（7）连接，室内风机与表冷器（7）通过连接管Ⅰ（10）与换热器（4）连接，在连接管Ⅰ（10）上连接有毛细管（3）；主电源及控制板（21）安装于室外机（19）的外室（17）内，通过电力及控制线（20）分别与安装于室内风机与表冷器上的室内温湿度控制器（22）、安装于室外机内的压缩机（1）、四通阀（8）和离心风机（6）连接。

2.根据权利要求1所述的防结冰风源热泵系统，其特征在于：所述的内室由离心风机（6）、离心风机蜗壳板（23）、机组底板（25）、蜗壳（16）及离心风机叶片（15）组成。

3.根据权利要求1或2所述的防结冰风源热泵系统，其特征在于：所述的静压腔室由蜗壳板（23）、离心风机出风口（24）和主机的上盖板（25）组成。

4.根据权利要求3所述的防结冰风源热泵系统，其特征在于：电力及控制线（20）是穿过表冷器封边盖板及上下支撑及连接板（28）将压缩机（1）、离心风机（6）和主电源及控制板（21）连接。

5.根据权利要求4所述的防结冰风源热泵系统，其特征在于：静压腔室上的出风口的外平面超出换热器外立面，或与内室相连的下底板之外。

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