CN110953654A - 一种室外机以及复合热泵系统 - Google Patents

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田利伟
王斌
庄炜茜
郭辉
郭旭晖
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Abstract

本申请公开了一种室外机以及复合热泵系统,包括外壳、蒸发器、第一风机以及热管;所述外壳的壁面上形成有进风口与出风口;所述蒸发器设置在所述外壳内并靠近所述进风口,所述第一风机设置在所述外壳内并靠近出风口;所述热管包括冷媒介质以及具有冷凝端和蒸发端的管本体,所述冷凝端设置在所述蒸发器与所述进风口之间以对空气预热后输送至所述蒸发器处进行换热,所述蒸发端设置在所述外壳外以吸收热量;所述冷媒介质在所述管本体内根据吸热或者放热发生相变循环。本申请的一种室外机以及复合热泵系统,具有节省能源的优点。

Description

一种室外机以及复合热泵系统
技术领域
本申请涉及热泵技术领域,尤其涉及一种室外机以及复合热泵系统。
背景技术
随着能源的逐渐消耗,从环境大气中吸取丰富的低品位能量,并产生高品位能量的空气源热泵得到越来越多的关注。
在北方地区,即使在冬季,太阳能资源也是非常丰富的,可以供用户冬季采暖使用。但是在使用过程中发现,当空气源热泵应用在环境温度相对较高的环境下时,运行性能良好;但在室外环境较低情况下,系统并不能高效、可靠、稳定的运行。尤其是冬季,室外温度降低,蒸发器表面温度低于0℃,室外空气流过蒸发器表面会形成霜层,导致蒸发器传热恶化,降低换热效率,从而影响压缩机及热泵的整体性能,最终导致能耗偏高,直接制约着以空气源热泵为代表的复合热泵的发展和推广应用。
发明内容
有鉴于此,本申请实施例期望提供一种室外机以及复合热泵系统,可以有效降低能耗。
为达到上述目的,本申请实施例的技术方案是这样实现的:
一种室外机,包括外壳、蒸发器、第一风机以及热管;所述外壳的壁面上形成有进风口与出风口;所述蒸发器设置在所述外壳内并靠近所述进风口,所述第一风机设置在所述外壳内并靠近出风口;所述热管包括冷媒介质以及具有冷凝端和蒸发端的管本体,所述冷凝端设置在所述蒸发器与所述进风口之间以对空气预热后输送至所述蒸发器处进行换热,所述蒸发端设置在所述外壳外以吸收热量;所述冷媒介质在所述管本体内根据吸热或者放热发生相变循环。
进一步地,所述管本体的所述冷凝端固定在所述进风口面向所述第一风机的一侧,所述管本体的蒸发端穿过所述外壳后延伸到外部。
进一步地,所述冷凝端与所述进风口可拆卸连接。
一种复合热泵系统,包括压缩机、冷凝器、节流装置以及权利要求1所述的室外机,所述蒸发器、所述压缩机、所述冷凝器以及节流装置依次连通,经过所述冷凝端预热后的所述空气能够与蒸发器换热,所述蒸发端设置在室外环境中,所述冷凝器设置在室内环境中以进行换热。
进一步地,所述节流装置为热力膨胀阀、电子膨胀阀或者毛细管。
进一步地,所述复合热泵系统包括四通换向阀,所述蒸发器具有供冷媒进出的第一端口和第二端口,所述压缩机具有压缩机冷媒入口和压缩机冷媒出口,所述冷凝器具有供冷媒进出的第三端口和第四端口;其中,所述四通换向阀的A口连通所述压缩机冷媒出口,所述四通换向阀的C口连通所述压缩机冷媒入口,所述四通换向阀的B口连通所述第三端口,所述四通换向阀的D口连通所述第二端口,所述节流装置的两端分别连通所述第一端口以及第四端口。
进一步地,所述复合热泵系统包括第二风机,所述第二风机设置在所述冷凝器处。
有益效果是:与现有技术相比,本申请的一种室外机以及复合热泵系统通过设置热管;热管包括冷媒介质以及具有冷凝端和蒸发端的管本体a,冷凝端设置在蒸发器与进风口之间以对空气预热后输送至蒸发器处进行换热,预热后的空气与蒸发器完成热交换后再从出风口喷出,由于空气的温度高,温度较低的蒸发器与空气的换热效率大大提高,从而提高复合热泵系统的换热效率,降低压缩机的能耗;此外,由于空气的温度高,可以有效地防止蒸发器结霜,进而防止因结霜导致的蒸发器的换热效率下降,有效降低能耗;此外,使用热管装置替代传统的太阳能集热装置也无需使用泵体等动力件即可完成热量的传递,节省能源。
附图说明
图1为本申请实施例的一种室外机的三维视图;
图2为本申请实施例的一种室外机的内部结构示意图;
图3为本申请实施例的一种复合热泵系统的原理图;
图4为图3的一种复合热泵系统处于制热模式下的原理图;
图5为图3的一种复合热泵系统处于除霜模式下的原理图。
具体实施方式
需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的技术特征可以相互组合,具体实施方式中的详细描述应理解为本申请的解释说明,不应视为对本申请的不当限制。
在本申请实施例的描述中,“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”方位或位置关系为基于附图1所示的方位或位置关系,需要理解的是,这些方位术语仅是为了便于描述本申请和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本申请的限制。
如图1和图2所示,一种室外机,包括外壳30、蒸发器11、第一风机14以及热管20。
外壳30的壁面上形成有进风口31与出风口32,蒸发器11设置在外壳30内并靠近进风口31,第一风机14设置在外壳30内并靠近出风口32。热管20包括冷媒介质(未标出)以及具有冷凝端21和蒸发端22的管本体20a,冷媒介质可为氟利昂,比热大;冷凝端21设置在蒸发器11与进风口31之间以对空气预热后输送至蒸发器11处进行换热,蒸发端22设置在外壳30外以吸收热量。
具体地,蒸发端22吸收了热量的冷媒介质发生相变进入冷凝端21,第一风机14驱动空气从进风口31进入,经过冷凝端21,冷凝端21与空气热交换从而预热空气,使得温度提升,冷凝端21的冷媒介质发生相变再流回蒸发端22,预热后的空气与蒸发器11完成热交换后再从出风口32喷出,由于空气的温度高,温度较低的蒸发器11与空气的换热效率大大提高,从而提高复合热泵系统的换热效率,降低压缩机12(下文提及)的能耗;此外,由于空气的温度高,可以有效地防止蒸发器11结霜,进而防止因结霜导致的蒸发器11的换热效率下降,有效降低能耗。
可以理解的是,冷媒介质在管本体20a内根据吸热或者放热发生相变循环,热量的来源可以是太阳能,使用热管装置替代传统的太阳能集热装置也无需使用泵体等动力件即可完成热量的传递,节省能源。
在一种可能的实施方式中,如图1和图2所示,管本体20a的冷凝端21固定在进风口31面向第一风机14的一侧,从进风口31进入的空气经过冷凝端21实现热交换,再从出风口32喷出,防止出风口32出现结霜。管本体20a的蒸发端22穿过外壳30后延伸到外部,通常蒸发端22可设置在向阳的南侧,也可以设置在外壳30上方,并略微向南方倾斜,节省空间的同时,也可以有效的利用太阳能。
在一种可能的实施方式中,冷凝端21与蒸发端22呈扁平状,蒸发端22呈扁平状,面积大,可更好的吸收太阳能;冷凝端21呈扁平状,面积大,可以与流经的空气充分接触,从而完成换热;蒸发端22的表面积大于冷凝端21的表面积,在冬季日照并不太理想的情况下可以确保蒸发端22吸收更多的太阳能以供冷凝端21对空间进行换热。
在一种可能的实施方式中,热管20为可变导热管。使得冷凝端21的热阻随热量的增加而降低、随热量的减少而增加,这样可使热管20在加热量大幅度变化的情况下,冷媒介质温度变化极小,实现对温度的恒温控制,防止室外机的进风口31与出风口32的温度波动大。
在一种可能的实施方式中,如图1所示,冷凝端21与进风口31可拆卸连接;例如采用螺栓或者扎带的形式使得两者固定,也可以通过抱箍33将冷凝端21与外壳30固定。在检修或者夏季的时候,无需热管20的情况下,可方便的将其拆除,以提高通风效率。
一种复合热泵系统,如图1至图5所示,包括压缩机12、冷凝器13、节流装置16以及上述实施例所述的室外机,蒸发器11、压缩机12、冷凝器13以及节流装置16依次连通,节流装置16可为热力膨胀阀、电子膨胀阀或者毛细管;冷媒在蒸发器11、压缩机12、冷凝器13以及节流装置16中按预设路径转移循环从而转移热量;具体地,蒸发端22设置在室外环境中,经过冷凝端21预热后的空气能够与蒸发器11换热,室外的热量由冷媒携带沿相连的管道进入冷凝器13,冷凝器13设置在室内环境中以进行换热,从而将热量转移到室内环境中,最终实现室外环境与室内环境相连并进行换热。
在一种可能的实施方式中,如图3至图5所示,复合热泵系统包括第二风机17,第二风机17设置在冷凝器13处,以加强室内换热的效果。
在一种可能的实施方式中,如图3至图5所示,复合热泵系统包括四通换向阀15,蒸发器11具有供冷媒进出的第一端口111和第二端口112,压缩机12具有压缩机冷媒入口和压缩机冷媒出口,冷凝器13具有供冷媒进出的第三端口131和第四端口132;其中,四通换向阀15的A口连通压缩机冷媒出口,四通换向阀15的C口连通压缩机冷媒入口,四通换向阀15的B口连通第三端口131,四通换向阀15的D口连通第二端口112,节流装置16的两端分别连通第一端口111以及第四端口132。
具体地,复合热泵系统具有制热模式和除霜模式;
如图4所示,当复合热泵系统处于制热模式下,四通换向阀15的D口与四通换向阀15的C口连通,四通换向阀15的A口与四通换向阀15的B口连通,从压缩机12的压缩机冷媒出口流出的高温高压的冷媒经过A口进入B口,再经过第三端口131流入冷凝器13,在冷凝器13上与室内完成换热后,从第四端口132流出并进入节流装置16,节流膨胀后形成低温低压的冷媒,进入第一端口111,蒸发端22将室外的太阳能转化为热量传递到冷凝端21,对空气进行预热,提升其温度,经过预热的空气与含有低温低压的冷媒的蒸发器11进行热交换,由于空气温度高,温差大,因此换热效率得到提升;吸收了热量的冷媒从第二端口112流出进入四通换向阀15的D口,再从四通换向阀15的C口流入压缩机冷媒入口,进行下一次循环过程。
如图5所示,当复合热泵系统处于除霜模式下,四通换向阀15的D口与四通换向阀15的A口连通,四通换向阀15的C口与四通换向阀15的B口连通;从压缩机12的压缩机冷媒出口流出的高温高压的冷媒经过A口进入D口,再经过第二端口112流入蒸发器11,蒸发端22将室外的太阳能转化为热量传递到冷凝端21,对空气进行预热,提升其温度,经过预热的空气与含有高温高压的冷媒的蒸发器11进行热交换,使得空气温度进一步升高,从而迅速除去附着的冰霜;冷媒从第一端口111流出进入节流装置16,节流膨胀后形成低温低压的冷媒,再从第四端口132流入冷凝器13上与室内完成换热,最后冷媒从第三端口131流出进入四通换向阀15的B口,再从四通换向阀15的C口流入压缩机冷媒入口,进行下一次循环过程。
本申请提供的各个实施例/实施方式在不产生矛盾的情况下可以相互组合。
以上所述仅为本申请的较佳实施例而已,并不用于限制本申请,对于本领域的技术人员来说,本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种室外机,其特征在于:包括外壳(30)、蒸发器(11)、第一风机(14)以及热管(20);
所述外壳(30)的壁面上形成有进风口(31)与出风口(32);
所述蒸发器(11)设置在所述外壳(30)内并靠近所述进风口(31),所述第一风机(14)设置在所述外壳(30)内并靠近出风口(32);
所述热管(20)包括冷媒介质以及具有冷凝端(21)和蒸发端(22)的管本体(20a),所述冷凝端(21)设置在所述蒸发器(11)与所述进风口(31)之间以对空气预热后输送至所述蒸发器(11)处进行换热,所述蒸发端(22)设置在所述外壳(30)外以吸收热量;
所述冷媒介质在所述管本体(20a)内根据吸热或者放热发生相变循环。
2.根据权利要求1所述的室外机,其特征在于:所述管本体(20a)的所述冷凝端(21)固定在所述进风口(31)面向所述第一风机(14)的一侧,所述管本体(20a)的蒸发端(22)穿过所述外壳(30)后延伸到外部。
3.根据权利要求2所述的室外机,其特征在于:所述冷凝端(21)与所述进风口(31)可拆卸连接。
4.一种复合热泵系统,其特征在于:包括压缩机(12)、冷凝器(13)、节流装置(16)以及权利要求1所述的室外机,所述蒸发器(11)、所述压缩机(12)、所述冷凝器(13)以及节流装置(16)依次连通,经过所述冷凝端(21)预热后的所述空气能够与蒸发器(11)换热,所述蒸发端(22)设置在室外环境中,所述冷凝器(13)设置在室内环境中以进行换热。
5.根据权利要求4所述的复合热泵系统,其特征在于:所述节流装置(16)为热力膨胀阀、电子膨胀阀或者毛细管。
6.根据权利要求4所述的复合热泵系统,其特征在于:所述复合热泵系统包括四通换向阀(15),所述蒸发器(11)具有供冷媒进出的第一端口(111)和第二端口(112),所述压缩机(12)具有压缩机冷媒入口和压缩机冷媒出口,所述冷凝器(13)具有供冷媒进出的第三端口(131)和第四端口(132);其中,所述四通换向阀(15)的A口连通所述压缩机冷媒出口,所述四通换向阀(15)的C口连通所述压缩机冷媒入口,所述四通换向阀(15)的B口连通所述第三端口(131),所述四通换向阀(15)的D口连通所述第二端口(112),所述节流装置(16)的两端分别连通所述第一端口(111)以及第四端口(132)。
7.根据权利要求4所述的复合热泵系统,其特征在于:所述复合热泵系统包括第二风机(17),所述第二风机(17)设置在所述冷凝器(13)处。
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