CN107339831A - 一种co2热泵系统 - Google Patents

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卢宪晓
徐洪浩
刘晓伟
侯梅梅
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    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B47/00—Arrangements for preventing or removing deposits or corrosion, not provided for in another subclass
    • F25B47/02—Defrosting cycles
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H7/00—Storage heaters, i.e. heaters in which the energy is stored as heat in masses for subsequent release
    • F24H7/02—Storage heaters, i.e. heaters in which the energy is stored as heat in masses for subsequent release the released heat being conveyed to a transfer fluid
    • F24H7/0208—Storage heaters, i.e. heaters in which the energy is stored as heat in masses for subsequent release the released heat being conveyed to a transfer fluid using electrical energy supply
    • F24H7/0233—Storage heaters, i.e. heaters in which the energy is stored as heat in masses for subsequent release the released heat being conveyed to a transfer fluid using electrical energy supply the transfer fluid being water

Abstract

本发明一种CO2热泵系统，包括热泵及利用电加热的防冻液为热泵蒸发器盘管除霜的热泵除霜装置。热泵除霜装置包括储液箱、防冻液、加热装置、输液管，在储液箱内盛放有防冻液，储液箱的出液口和进液口之间通过输液管连接，输液管的一部分盘绕在热泵设备的蒸发器中，在输液管上设置有水泵，加热装置对防冻液进行加热。由于防冻液具有流动性且为循环流动，可提供持续的热能并且不会使除霜盘管的局部发生温度过高或过低的现象。防冻液是一直在循环的汇集到储液箱里面再出去，储液箱带有保温层，热量聚集在储液箱中，下次融霜还可以继续利用，提高节能效率。由于防冻液位于储液箱内，其升温较快且能保温，需要融霜启动水泵即可，使得融霜更加迅速。

Description

一种CO2热泵系统
技术领域
本发明涉及一种CO2热泵系统，属于热泵系统领域。
背景技术
热泵设备在使用过程中会结霜，一般除霜采用电加热管直接加热蒸发器盘管，因热泵设备的蒸发器盘管有很多通道，故需要穿多个电加热管，而在实际使用时不可能检测每根加热管的温度，只能检测最容易结霜的那个部位的电热管的温度。融霜时，实际上只有一部分蒸发器盘管有霜，距离结霜的蒸发器盘管近的电加热管由于剧烈的热传递，故其散热快，温度低；但附近没有霜层的电加热管由于热传递较少，可能已经加热到很高的温度了，因此会影响电加热管的寿命。而且直接采用电加热管加热融霜，融霜结束后电加热管的温度还是比较高的，但这部分热量没有利用起来，直接散失到空气中去了，造成能量损失。并且利用电加热管融霜时，电加热管温度从零下升高到几十度需要一定的时间，需要等待的时间较长。
有鉴于此特提出本发明。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种CO2热泵系统，能够节能、快速对蒸发器盘管进行融霜除霜，且不会使除霜盘管局部过热，并且在除霜过程中热泵制热不会停止。
为解决上述技术问题，本发明采用技术方案的基本构思是：
一种CO2热泵系统，包括热泵及利用电加热的防冻液为热泵蒸发器盘管除霜的热泵除霜装置。
进一步的，热泵包括蒸发器、储液器、回热器、压缩机、空气冷却器，依介质流向，蒸发器通过介质输送管依次连接储液器、回热器、压缩机、空气冷却器、回热器，形成一个循环回路，在回热器与蒸发器之间的介质输送管上设有节流阀，介质输送管在蒸发器内形成蒸发器盘管；热泵除霜装置，包括储液箱、防冻液、加热装置、输液管，在储液箱内盛放有防冻液，储液箱的出液口和进液口之间通过输液管连接，输液管的一部分盘绕在热泵设备的蒸发器中，在输液管上设置有水泵，加热装置对防冻液进行加热。
进一步的，在储液箱内部或者在储液箱出液口与热泵设备的蒸发器之间的输液管中途设置有加热装置。
进一步的，输液管的一部分盘绕在热泵设备的蒸发器中形成除霜盘管且其位于蒸发器盘管的一侧。
进一步的，除霜盘管设置于蒸发器盘管的外侧。
进一步的，除霜盘管采用并联的方式排列，连接储液箱出液口的输液管在蒸发器盘管处分为多个并联支路形成除霜盘管，再汇集于一条输液管连接储液箱进液口。
进一步的，储液箱设有保温层。
进一步的，储液箱进液口设在上部，出液口设置下部，电加热装置设置于储液箱内腔下部。
进一步的，防冻液为50％的乙二醇溶液。
进一步的，防冻液是在封闭的环境中循环流动。
采用上述技术方案后，本发明与现有技术相比具有以下有益效果。
本发明一种CO2热泵系统，包括热泵及利用电加热的防冻液为热泵蒸发器盘管除霜的热泵除霜装置。其中，热泵除霜装置包括储液箱、防冻液、加热装置、输液管，在储液箱内盛放有防冻液，储液箱的出液口和进液口之间通过输液管连接，输液管的一部分盘绕在热泵设备的蒸发器中，在输液管上设置有水泵，加热装置对防冻液进行加热。由于防冻液具有流动性且为循环流动，因此可以提供持续的热能，并且不会使除霜盘管的局部发生温度过高或过低的现象，而且防冻液是一直不停在循环的汇集到储液箱里面再出去，储液箱带有保温层，热量聚集在储液箱中，下次融霜还可以继续利用，提高节能效率。由于防冻液位于储液箱内，其升温较快，且能保温，故储液箱里面的防冻液一直是热的，需要融霜除霜时启动水泵即可融霜，使得融霜除霜更加迅速。防冻液是在封闭的环境中循环流动，不与其他介质进行混合，故其浓度不会发生变化，使得其携热能力、热量传递能力恒定、稳定。并且利用防冻液除霜时，热泵无需停止运行，其仍可实现制热的效果。
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的描述。
附图说明
图1是本发明一种CO2热泵系统的连接示意图。
图2是本发明一种CO2热泵系统中的热泵除霜装置的连接示意图。
1、储液箱 2、防冻液 3、加热装置 4、水泵 5、除霜盘管 6、蒸发器盘管 7、储液器 8、压缩机 9、气体冷却器 10、回热器 11、节流阀。
具体实施方式
结合图1、2所示，本发明一种CO2热泵系统，包括热泵及利用电加热的防冻液为热泵蒸发器盘管除霜的热泵除霜装置。
热泵包括蒸发器、储液器7、回热器10、压缩机8、空气冷却器9，依介质流向，蒸发器通过介质输送管依次连接储液器7、回热器10、压缩机8、空气冷却器9、回热器10，形成一个循环回路，在回热器与蒸发器之间的介质输送管上设有节流阀11。介质输送管在蒸发器内形成蒸发器盘管6。
其中，热泵除霜装置，包括储液箱1、防冻液2、加热装置3、输液管，在储液箱1内盛放有防冻液2，储液箱1的出液口和进液口之间通过输液管连接，输液管的一部分盘绕在热泵设备的蒸发器中。
在本实施例中，如图2所示，输液管的一部分盘绕在热泵设备的蒸发器中形成除霜盘管5且其位于蒸发器盘管6的一侧。图中虚线左侧为除霜盘管5，右侧为蒸发器盘管6。除霜盘管5设置于蒸发器盘管6的外侧。
加热装置对防冻液进行加热。在输液管上设置有水泵4，通过水泵4的运行，使防冻液在输液管中流动，在热泵设备的蒸发器中将热量传递至蒸发器盘管6，对结霜的蒸发器盘管6实施融霜除霜。
对于防冻液的加热，可以在储液箱内部或者在储液箱出液口与热泵设备的蒸发器之间的输液管中途设置有加热装置。
在本实施例中，如图2所示，在储液箱内部设置加热装置，加热装置为电加热装置。储液箱的进液口设在上部，出液口设置下部，电加热装置设置于储液箱内腔下部。
防冻液为50％的乙二醇溶液。
由于采用电加热防冻液，使其具有一定热量，并通过防冻液流经蒸发器盘管一侧进行热量传递来达到融霜除霜的目的的方法，在需要除霜之前，可以选择合适的时间对储液箱内的防冻液进行加热，并进行保温，在除霜工作时，已经加热的防冻液流经除霜盘管5将热量传递给结霜的蒸发器盘管6。由于防冻液具有流动性且为循环流动，因此可以提供持续的热能，并且不会使除霜盘管的局部发生温度过高或过低的现象。防冻液是一直不停在循环的汇集到储液箱里面再出去，储液箱带有保温层，热量聚集在储液箱中，下次融霜还可以继续利用，提高节能效率。由于防冻液位于储液箱内，其升温较快，且能保温，故储液箱里面的防冻液一直是热的，需要融霜除霜时启动水泵即可融霜，使得融霜除霜更加迅速。在本发明中，防冻液是在封闭的环境中循环流动，不与其他介质进行混合，故其浓度不会发生变化，使得其携热能力、热量传递能力恒定、稳定。并且利用防冻液除霜时，热泵无需停止运行，其仍可实现制热的效果。
上述实施例中的实施方案可以进一步组合或者替换，且实施例仅仅是对本发明的优选实施例进行描述，并非对本发明的构思和范围进行限定，在不脱离本发明设计思想的前提下，本领域中专业技术人员对本发明的技术方案作出的各种变化和改进，均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种CO2热泵系统，其特征在于：包括热泵及利用电加热的防冻液为热泵蒸发器盘管除霜的热泵除霜装置。
2.根据权利要求1所述的一种CO2热泵系统，其特征在于：
热泵包括蒸发器、储液器、回热器、压缩机、空气冷却器，依介质流向，蒸发器通过介质输送管依次连接储液器、回热器、压缩机、空气冷却器、回热器，形成一个循环回路，在回热器与蒸发器之间的介质输送管上设有节流阀，介质输送管在蒸发器内形成蒸发器盘管；
热泵除霜装置，包括储液箱、防冻液、加热装置、输液管，在储液箱内盛放有防冻液，储液箱的出液口和进液口之间通过输液管连接，输液管的一部分盘绕在热泵设备的蒸发器中，在输液管上设置有水泵，加热装置对防冻液进行加热。
3.根据权利要求2所述的一种CO2热泵系统，其特征在于：在储液箱内部或者在储液箱出液口与热泵设备的蒸发器之间的输液管中途设置有加热装置。
4.根据权利要求2所述的一种CO2热泵系统，其特征在于：输液管的一部分盘绕在热泵设备的蒸发器中形成除霜盘管且其位于蒸发器盘管的一侧。
5.根据权利要求4所述的一种CO2热泵系统，其特征在于：除霜盘管设置于蒸发器盘管的外侧。
6.根据权利要求4所述的一种CO2热泵系统，其特征在于：除霜盘管采用并联的方式排列，连接储液箱出液口的输液管在蒸发器盘管处分为多个并联支路形成除霜盘管，再汇集于一条输液管连接储液箱进液口。
7.根据权利要求2-6任一项所述的一种CO2热泵系统，其特征在于：储液箱设有保温层。
8.根据权利要求7所述的一种CO2热泵系统，其特征在于：储液箱进液口设在上部，出液口设置下部，电加热装置设置于储液箱内腔下部。
9.根据权利要求1-6任一项所述的一种CO2热泵系统，其特征在于：防冻液为50％的乙二醇溶液。
10.根据权利要求1-6任一项所述的一种CO2热泵系统，其特征在于：防冻液是在封闭的环境中循环流动。
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