CN106705203B - 一种采用热泵和电热复合的户用热管散热装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种采用热泵和电热复合的户用热管散热装置，包括压缩机、冷凝器、节流装置、蒸发器、多个平行分布的环形热管、电热管，其中；压缩机、冷凝器、节流装置、蒸发器组成热泵系统，在压缩机注入气态制冷剂；每个环形热管的下端均连通一集液管，在集液管内设有冷凝器、电热管，所述冷凝器、环形热管、电热管以及集液管组成室内换热系统；在环形热管和集液管内同时充注蓄热油和工质。采用本发明的技术方案，解决现有热泵供热舒适性差，系统复杂稳定性差，水路防冻保温不好彻底解决的问题；在系统中使高温制冷剂气体直接冷凝辐射供暖，利用热管式换热器再将热量散出；有效提高整个热泵系统的效率和运行安全性。

Description

一种采用热泵和电热复合的户用热管散热装置

技术领域

本发明属于民用建筑物供暖领域，尤其涉及一种采用热泵和电热复合的户用热管散热装置。

背景技术

热泵作为一种节能装置日益受到重视，并被认为是节能减排的有效手段。热泵由于夏季可以制冷，冬季可以提供热量，操作方便而被广泛使用。但当室内机采用同一个风机盘管时，夏季制冷尚可，冬季制热时吹出干热风使人的舒适感降低。调查显示，制热的最理想型式还是辐射式供暖。

目前，家用小型空气源热泵一般采用制冷剂循环+水循环式，通过水循环将冷量或热量输送到室内。这样的设计需要对制冷剂系统和水系统同时协调控制，且对其稳定性要求较高，稍有不慎就会停机保护。极端天气下水的防冻是一个着重考虑的问题。此外，冬季除霜时采用制冷剂逆流除霜，室内的温度波动较大。

综上所述，为了解决空气源热泵在上述问题，即系统复杂，水防冻问题突出，制热舒适感差，以及蒸发器结霜和效率运行低等技术问题，需要对现有热泵进行进一步的改进与创新。

发明内容

本发明提供一种采用热泵和电热复合的户用热管散热装置，以解决现有热泵供热舒适性差，系统复杂稳定性差，水路防冻保温不好彻底解决的问题；在系统中使高温制冷剂气体直接冷凝辐射供暖，利用热管式换热器再将热量散出；有效提高整个热泵系统的效率和运行安全性。

为实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：

一种采用热泵和电热复合的户用热管散热装置，包括压缩机、冷凝器、节流装置、蒸发器、多个平行分布的环形热管、电热管，其中，压缩机的出口与冷凝器进口相连，冷凝器出口与节流装置的进口相连，节流装置的出口与蒸发器进口相连，蒸发器出口与压缩机进口相连；压缩机、冷凝器、节流装置、蒸发器组成热泵系统，在压缩机注入气态制冷剂；

每个环形热管的下端均连通一集液管，在集液管内设有冷凝器、电热管，所述冷凝器、环形热管、电热管以及集液管组成室内换热系统；在环形热管和集液管内同时充注蓄热油和工质，蓄热油与工质互溶。

作为优选，集液管内安装与所述电热管连接的辅助加热装置，低环境温度装置供热能力不足时通过所述辅助加热装置进行辅助供热。

作为优选，所述气态制冷剂为R134a、R22、R410A、R1234yf、R1234ze氟利昂类工质的其中一种。

作为优选，所述工质为液态制冷剂，所述液态制冷剂为R134a、R22、R410A、R1234yf、R1234ze氟利昂类工质的其中一种。

作为优选，环形热管和集液管均采用铜、铝、不锈钢、铸铁金属材料制成。

本发明的热泵/电热复合的户用热管散热装置，包括压缩机、冷凝器、节流装置、蒸发器、环形热管和电热管。其主要发明点包括：首先，室内换热器为热管式，不带风机。通过热管式暖气片给房间辐射供暖。整个系统只有压缩机和室外风机为运动部件，结构简单，故障率低；其次，压缩机、冷凝器、蒸发器、节流装置组成的热泵系统与热管式室内换热系统的工质彼此分离。这种设计的优势在于，一方面不存在水管冬季须防冻裂问题，降低了故障率和控制的复杂程度，另一方面减小与空气的换热温差，降低系统的冷凝压力，提高系统性能系数；最后，本设计将辅助加热装置置于热管式室内换热系统内部，方便拆卸安装和控制。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明。

图1是本发明的户用热管散热装置结构示意图；

图2a是本发明室内换热器结构主视图；

图2b是本发明室内换热器结构侧视图；

图3是本发明户用热管散热装置中3个室内换热器串联结构示意图；

图4是本发明户用热管散热装置中3个室内换热器并联结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明：

实施例1：

如图1、2a、2b所示，本发明提供一种采用热泵和电热复合的户用热管散热装置，包括压缩机1、冷凝器2、节流装置3、蒸发器4、多个平行分布的环形热管5、电热管6，其中，压缩机1的出口与冷凝器进口11相连，冷凝器出口12与节流装置3的进口相连，节流装置3的出口与蒸发器4进口相连，蒸发器4出口与压缩机1进口相连；压缩机1、冷凝器2、节流装置3、蒸发器4组成热泵系统，在压缩机1注入气态制冷剂，所述气态制冷剂为R134a、R22、R410A、R1234yf、R1234ze氟利昂类工质的其中一种。

在每个环形热管5上设有肋片9，每个环形热管5的下端均连通一集液管7，在集液管7内设有冷凝器2、电热管6，所述冷凝器2、环形热管5、电热管6以及集液管7组成室内换热系统；集液管7内安装与所述电热管6连接的辅助加热装置，低环境温度装置供热能力不足时通过所述辅助加热装置进行辅助供热。在环形热管和集液管7内同时充注蓄热油13和工质14，所述工质为液态制冷剂，所述液态制冷剂为R134a、R22、R410A、R1234yf、R1234ze氟利昂类工质的其中一种，蓄热油13与工质14互溶，蓄热油13不影响工质14正常的吸热、放热工作，蓄热油储存热量，避免压缩机起停过程造成室内温度波动过大。环形热管5和集液管7采用铜、铝金属材料制成，也可以采用不锈钢、铸铁等普通金属材料制成。

其工作过程如下：压缩机将制冷剂压缩至冷凝器中，冷凝器中高压高温的制冷剂气体冷凝放出热量，将集液管和环形热管内工质气化上升至环形热管顶部，将热量散出去，能够使室内换热系统最大程度地与空气接触。热管内除了工质外还充注一定比例的蓄热油，蓄热油与工质完全互溶。蓄热油能起到储存热量的作用，使得压缩机能够完成运行一段时间停机一段时间，提高压缩机的运行寿命，同时减小室内温度的波动程度。蓄热油与工质完全互溶，使得蓄热油的存在不影响热管内工质的正常工作。当遇到极端低温天气时，电加热器开启进入到辅助电热模式。电加热器将热管底部的蓄热油连同工质一起加热。

实施例2：

图3是本发明提供的一种采用热泵和电热复合的户用热管散热装置，3个室内换热系统串联结构示意图。在此种方案中，出压缩机的高温高压制冷剂依次通过3个不同的室内换热系统。

实施例3：

图4是本发明提供的另一种采用热泵和电热复合的户用热管散热装置，3个室内换热系统并联结构示意图。单个的室内换热系统工作模式与只带一个室内换热系统的工作模式相同。

以上所述，仅是本发明较佳可行的实施例，不能因此即局限本发明的权利范围，对熟悉本领域的普通技术人员来说，举凡运用本发明的技术方案和技术构思做出其他各种相应的改变和变形都应属在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种采用热泵和电热复合的户用热管散热装置，其特征在于，包括压缩机、冷凝器、节流装置、蒸发器、多个平行分布的环形热管、电热管，其中，压缩机的出口与冷凝器进口相连，冷凝器出口与节流装置的进口相连，节流装置的出口与蒸发器进口相连，蒸发器出口与压缩机进口相连；压缩机、冷凝器、节流装置、蒸发器组成热泵系统，在压缩机注入气态制冷剂；

每个环形热管的下端均连通一集液管，在集液管内设有冷凝器和电热管，所述冷凝器、环形热管、电热管以及集液管组成室内换热系统；在环形热管和集液管内同时充注蓄热油和工质，蓄热油与工质互溶。

2.如权利要求1所述的采用热泵和电热复合的户用热管散热装置，其特征在于，集液管内安装与所述电热管连接的辅助加热装置，低环境温度装置供热能力不足时通过所述辅助加热装置进行辅助供热。

3.如权利要求1所述的采用热泵和电热复合的户用热管散热装置，其特征在于，所述气态制冷剂为R134a、R22、R410A、R1234yf、R1234ze氟利昂类工质的其中一种。

4.如权利要求1所述的采用热泵和电热复合的户用热管散热装置，其特征在于，所述工质为液态制冷剂，所述液态制冷剂为R134a、R22、R410A、R1234yf、R1234ze氟利昂类工质的其中一种。

5.如权利要求1所述的采用热泵和电热复合的户用热管散热装置，其特征在于，环形热管和集液管均采用铜、铝、不锈钢或铸铁金属材料制成。