CN107763896A - 一种分体式空气源热泵系统 - Google Patents
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Abstract
本发明属于清洁能源供暖、供冷及生活热水技术领域，公开了一种大型分体式空气源热泵系统，包括空气换热器、循环泵组、蒸发器、与空气换热器连接的防冻液水箱、与防冻液水箱连接的压缩机、与压缩机连接的冷凝器和与冷凝器连接的缓冲水箱，压缩机与空气换热器通过防冻液供给总管连接，空气换热器与防冻液水箱通过防冻液回流总管连接，缓冲水箱连接冷、热水回水总管和冷、热水供水总管。本技术方案将空气换热器与主机分开布置，通过防冻中间换热介质（冷媒）在空气换热器与热泵主机之间进行热交换，中间换热介质设有独立的循环系统进行循环，热泵主机可实现远距离独立封闭安装，振动弱、噪音小、不易结霜、能耗低、供热规模大。
Description
技术领域
本专利属于清洁能源供暖、供冷及生活热水技术领域，尤其涉及一种大型分体式空气源热泵系统。
背景技术
空气源热泵是利用逆卡诺循环原理，以极少的电能，吸收空气中大量的低温热能，通过压缩机的压缩变为高温热能，是一种节能高效的热泵技术。空气源热泵在运行中，蒸发器从空气中的环境热能中吸取热量以蒸发传热工质，工质蒸气经压缩机压缩后压力和温度上升，高温蒸气通过冷凝器冷凝成液体时，释放出的热量传递给了空气源热泵贮水箱中的水，冷凝后的传热工质通过回流阀返回到蒸发器，然后再被蒸发，如此循环往复。
传统的空气源热泵都是一体化设计的。即蒸发冷凝器和压缩机、风机等设备整合在一起，组成一个整体设备。目前模块化的大型机往往组合多组蒸发冷凝器和压缩机，最高发热功率可达100kw左右。传统空气源热泵蒸发冷凝器内流动的是压缩机冷媒。由于该特点，蒸发冷凝器与主机间距不能过远，受空间结构等的限制，存下以下缺点：机组重，不易安装，占地面积大；机组振动强；机组噪音高；单机功率小；结霜严重；超低温运行不可靠，能耗高；供热规模小，大面积供热困难等。因此，改良传统一体式空气源系统是空气源热泵进一步发展的关键。
发明内容
本发明的目的在于针对上述技术问题，提供一种便于安装、振动弱、噪音小、不易结霜、能耗低、供热规模大的热泵系统。
一种大型分体式空气源热泵系统，包括空气换热器、循环泵组、蒸发器、冷凝器，与空气换热器连接的防冻液水箱、与压缩机连接的蒸发器和与蒸发器连接的缓冲水箱，蒸发器与空气换热器通过防冻液供给总管连接，空气换热器与防冻液水箱通过防冻液回流总管连接，缓冲水箱连接冷、热水回水总管和冷、热水供水总管，大型空气换热器与热泵机组采用分开布置。
蒸发器、螺杆式压缩机、冷凝器采用一体式设计。循环泵组有三个，连接连接防冻液水箱和螺杆机组的第一循环泵组，连接螺杆机组和缓冲水箱的第二循环泵组，连接缓冲水箱和水管的第三循环泵组。
优选地，循环泵组的压力和流量可调。
冷、热水供水总管上设有室内风盘。
冷热水供水总管和冷热水回水总管外设有保温材料。
优选地，保温材料为发泡材料。
本技术方案也可以用于民用、公建、工商业的采用空气源热泵采暖、生活热水及制冷项目。
本技术方案通过独立设置大型空气换热器吸收周边空气的热量和排放热量，使得热泵从空气中吸收和释放热量的能力极大提高，实现了空气源热泵的大型化，便于实现分布式和集中供热（冷）。采用了中间换热介质同空气小温差换热，从而消除了空气源热泵普遍存在的结露的问题。换热器和热泵分体式布置，使得热泵的噪音、震动得到有效控制。
将空气换热器与主机分开布置，通过防冻中间换热介质（冷媒）在空气换热器与热泵主机之间进行热交换，中间换热介质设有独立的循环系统进行循环，热泵主机可实现远距离独立封闭安装，同时可采用大功率的水源热泵主机，实现了空气源热泵、水源热泵和工业通风三方面的技术融合；采用大型独立空气换热器+全封闭独立式大型风机+大型独立水源热泵，使单机供热能力达数千千瓦；大型空气换热器形状可变，重量轻巧，噪音极低。可以充分利用建筑物屋顶等空间，空间开阔，空气流通，从而提高换热效果，减少热岛效应，安装灵活；消除系统内部干扰，并使各系统能够采用专业的降噪减震措施，使噪音和震动对环境的影响极微；采用中间换热介质同空气换热，由于中间换热介质同空气的温差很小，空气换热器避免了常规空气源热泵的结霜问题，提高了热效率，并使之能应用于环境极为潮湿的地方；能与其它能源系统兼容，可形成多热源、多技术组合，优势互补，系统稳定性更好。
附图说明
图1：本发明大型分体式空气源热泵系统结构示意图。
其中：1.缓冲水箱；2.第三循环泵组；3.热泵机组；4.防冻液水箱；5.冷、热水供水总管；6.冷、热水回水总管；7.室内风盘；8.空气换热器；9.风机隔音室；10.大型工业风机；11.防冻液供给总管；12.防冻液回流总管；13.第一循环泵组；14第二循环泵组。
具体实施方式
结合附图1，进一步说明本技术方案。
如图1所示，在制热状态下：该大型分体式空气源热泵系统为：将空气换热器8布置在建筑物屋面，将乙二醇与水作为防冻液按一定比例混合得到冷媒A，由第一循环泵组13将冷媒A泵入大型空气换热器，由于冷媒A的温度比周围的空气温度低，从大型工业风机10，将空气换热器外部的空气从空气换热器一端吸入，再从空气换热器的另一端排出，空气换热器内流动的冷媒A吸收通过空气换热器流过的空气中的热量后，温度升高，之后进入螺杆机组，由于螺杆机组内部的冷媒B温度比冷媒A温度低，冷媒B吸收冷媒A的热量后温度升高，冷媒B在螺杆机组的蒸发器内部蒸发汽化，气态冷媒B通过螺杆机组的压缩机的压缩，将冷媒B的温度提高，再通过冷凝器使冷媒从汽化状态转化为液化状态，在转化过程中，释放出大量的热量。这部分热量通过第二循环泵组14泵出的冷水吸收后，送到缓冲水箱1内，缓冲水箱1内的热水再由第三循环泵组2送到用户终端，完成一个循环（逆卡诺循环）供用户使用。
通过周而复始的重复循环，空气中的热量被源源不断的送到用户中，供用户使用。
在制冷状态下：该循环过程正好相反。在这个过程中，压缩机将气态冷媒B压缩成为高温高压的气体，之后将其输送到热泵机组3的冷凝器中，冷媒B释放热量后成为低温高压的冷媒B液体，这时冷媒B散发出的热量，会通过第一循环泵组13送出的冷媒A吸收，然后通过空气换热器8将热量散发到空气中，变成了液体的冷媒B进入到热泵的毛细管，通过毛细管的节流，再被输送到螺杆机组的蒸发器；螺杆机组蒸发器空间较大，冷媒B在通过了狭窄的毛细血管进入蒸发器，会迅速吸热，这部分热量的提供是由第二循环泵组14泵出的水提供，由于第二循环泵组14泵出的水的温度低于室内温度，这时室内的温度就会逐渐降低，等到冷媒B再次变为等温等压的气体时，就会又进入到压缩机中，完成一个循环（卡诺循环）。
通过周而复始的重复循环，用户中的热量被源源不断的送到冷媒A中，再由冷媒A通过空气换热器8散发到周围空气中，以满足用户使用要求。
实施例仅说明本发明的技术方案，而非对其进行任何限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的普通技术人员来说，依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明所要求保护的技术方案的精神和范围。
Claims (6)
1.一种大型分体式空气源热泵系统，其特征在于：包括空气换热器、循环泵组、蒸发器、与空气换热器连接的防冻液水箱、与防冻液水箱连接的压缩机、与压缩机连接的冷凝器和与冷凝器连接的缓冲水箱，压缩机与空气换热器通过防冻液供给总管连接，空气换热器与防冻液水箱通过防冻液回流总管连接，缓冲水箱连接冷、热水回水总管和冷、热水供水总管。
2.根据权利要求1所述的一种大型分体式空气源热泵系统，其特征在于：循环泵组有三个，连接防冻液水箱和螺杆机组的第一循环泵组，连接螺杆机组和缓冲水箱的第二循环泵组和连接缓冲水箱和水管的第三循环泵组。
3.根据权利要求2所述的一种大型分体式空气源热泵系统，其特征在于：循环泵组的压力和流量可调。
4.根据权利要求1所述的一种大型分体式空气源热泵系统，其特征在于：冷、热水供水总管上设有室内风盘。
5.根据权利要求1-4任一所述的一种大型分体式空气源热泵系统，其特征在于：冷热水供水总管和冷热水回水总管外设有保温材料。
6.根据权利要求5所述的一种大型分体式空气源热泵系统，其特征在于：保温材料为发泡材料。
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