CN111336684B - 一种环保除霜式空气源燃气热泵 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种环保除霜式空气源燃气热泵，属于空气源燃气热泵技术领域。一种环保除霜式空气源燃气热泵，包括户外换热器和内设有控制器的燃气发动机，户外换热器与燃气发动机信号连接，燃气发动机右端设有排气孔，燃气发动机上端固设有推杆电机，推杆电机与控制器电性连接，推杆电机的输出端固设有连接杆，排气孔内螺纹连接有伸缩软管，伸缩软管远离燃气发动机的一端螺纹连接有连接管，连接杆远离推杆电机的一端与连接管底端相固定，可以通过高温烟气和高温水蒸气交替循环工作方式，实现户外换热器的快速除霜操作，节能高效，可以通过高温烟气和高温水蒸气交替循环工作方式，实现户外换热器的快速除霜操作，节能高效。

Description

一种环保除霜式空气源燃气热泵

技术领域

本发明涉及空气源燃气热泵技术领域，更具体地说，涉及一种环保除霜式空气源燃气热泵。

背景技术

现有的空气源燃气热泵，也称空气能热水器，是运用热泵工作原理从空气中吸收热量来制造热水的装置。空气能热水器通过让冷媒不断完成蒸发、压缩、冷凝、节流、以及再蒸发的热力循环过程，将环境中的热量转移到水中。空气能热水器的耗电量通常只有电热水器的四分之一，而且不需要像太阳能热水器那样依赖阳光采热，由于空气能热水器的工作是通过冷媒换热实现的，因此也不需要电加热元件与水接触，也就不会像电热水器那样存在漏电、干烧的安全隐患，也没有发生爆炸和中毒的危险，使用起来十分安全，同时也很环保，一般使用寿命可以达到15至20年。

空气能热泵热水器在低温状态下运行制热，室外运行环境恶劣，当室外换热器在制热时起蒸发器作用，表面温度低于空气露点温度且小于0 ℃时，室外换热器表面会结霜，影响制热效果和运行。

传统上为解决此一问题所采用的方式通过在室外的换热器传热面中嵌入电加热元件，当结霜达到一定程度后自动停机并接通电热元件加热以融霜。此方式消耗电能较多，不利于节能环保。

发明内容

1．要解决的技术问题

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种环保除霜式空气源燃气热泵，它可以通过高温烟气和高温水蒸气交替循环工作方式，实现户外换热器的快速除霜操作，节能高效。

2．技术方案

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。

一种环保除霜式空气源燃气热泵，包括户外换热器和内设有控制器的燃气发动机，所述户外换热器与燃气发动机信号连接，所述燃气发动机右端设有排气孔，所述燃气发动机上端固设有推杆电机，所述推杆电机与控制器电性连接，所述推杆电机的输出端固设有连接杆，所述排气孔内螺纹连接有伸缩软管，所述伸缩软管远离燃气发动机的一端螺纹连接有连接管，所述连接杆远离推杆电机的一端与连接管底端相固定，所述连接管远离伸缩软管的一端固设有热气喷管，所述热气喷管、连接管和伸缩软管相连通，所述热气喷管套设于户外换热器外侧，所述热气喷管内壁开凿有多个均匀分布的透气孔，所述燃气发动机上端（通过螺纹）连接有积水容器，所述积水容器上端螺纹连接有下水管，所述下水管上端螺纹连接有接水盘，所述接水盘、下水管和积水容器相连通，所述接水盘位于户外换热器的正下方，可以通过高温烟气和高温水蒸气交替循环工作方式，实现户外换热器的快速除霜操作，节能高效。

进一步的，所述热气喷管位于户外换热器靠近上部的部位处，所述热气喷管在户外换热器外从上至下移动，使得当对户外换热器进行除霜操作时，推杆电机启动后控制热气喷管开始向下移动，热气喷管喷出的热气将户外换热器上部的霜融化，同时使得融化的热流从上至下沿户外换热器外壁流下，流下的过程中，可对位于其下部的霜起到部分融化作用。

进一步的，所述热气喷管位于户外换热器靠近上部的部位处时，伸缩软管处于最大伸缩状态，当热气喷管所处位置最高时，伸缩软管被拉伸到最大，热气喷管移动至低处的过程中，伸缩软管逐渐恢复原位，此过程使得伸缩软管不易拖拽过长，占用空间或对其他操作造成影响。

进一步的，所述下水管外壁固设有电控阀，所述电控阀与控制器电性连接，当户外换热器外壁霜被融化后，小水流流至接水盘内，再经接水盘进入积水容器内，而后续操作中，燃气发动机持续工作，其自身发动机产生的热量将传递至积水容器内的水流，使水流温度升高，此时可关闭电控阀，使积水容器内的热水流能够保持一定的时间，可为下次的除霜工作提供热气。

进一步的，所述积水容器内顶端固设有第二温度传感器，所述第二温度传感器与控制器电性连接，通过第二温度传感器监控燃气发动机自身产生的热量对流入积水容器内的水温度变化情况，当水温度达到一定值时，第二温度传感器检测到该温度信息，将其反馈至控制器，控制器控制电控阀关闭，使积水容器呈现封闭环境，有利于高温水的长时间温度保持。

进一步的，所述积水容器内底端粘设有防热膜，所述防热膜内部与积水容器内底端之间盛设有导热油，使流入积水容器内的水温度升高更快，同时有利于温度的保持，防热膜的设置使得导热油与水分离开，当电控阀打开时，溢出至户外换热器外壁的热气中不易含有油，进而不易使户外换热器外附着油较难清理。

进一步的，所述积水容器由保温材质制成，使积水容器的升温后的水温度保持时间更长久，有利于为下次除霜工作做准备。

进一步的，所述接水盘底端设置为倾斜结构，使经户外换热器外壁融化流至接水盘内的水能够更加迅速完全且顺畅的进入积水容器内，接水盘内不易有较多残留水分。

进一步的，所述户外换热器左外壁固设有第一温度传感器，所述第一温度传感器与控制器电性连接，初始状态下，当第一温度传感器检测到户外换热器外壁温度低至某个数值而导致结霜时，将该信号传递至控制器，控制器控制推杆电机启动，利用燃气发动机工作时产生的热量进行除霜操作，下次（即第二次）第一温度传感器检测到该温度信息时，控制电控阀打开，利用积水容器内存储的水热量产生的蒸气向上溢出进行除霜操作。

进一步的，所述户外换热器外壁每间隔结霜一次，所述推杆电机启动，初次结霜状态下，控制器控制推杆电机启动，下次接收到第一温度传感器传递的信息，控制器控制电控阀启动，后期接收到第一温度传感器传递的信息，轮流依次控制推杆电机和电控阀启动。

3．有益效果

相比于现有技术，本发明的优点在于：

（1）本方案可以通过高温烟气和高温水蒸气交替循环工作方式，实现户外换热器的快速除霜操作，节能高效。

（2）热气喷管位于户外换热器靠近上部的部位处，热气喷管在户外换热器外从上至下移动，使得当对户外换热器进行除霜操作时，推杆电机启动后控制热气喷管开始向下移动，热气喷管喷出的热气将户外换热器上部的霜融化，同时使得融化的热流从上至下沿户外换热器外壁流下，流下的过程中，可对位于其下部的霜起到部分融化作用。

（3）热气喷管位于户外换热器靠近上部的部位处时，伸缩软管处于最大伸缩状态，当热气喷管所处位置最高时，伸缩软管被拉伸到最大，热气喷管移动至低处的过程中，伸缩软管逐渐恢复原位，此过程使得伸缩软管不易拖拽过长，占用空间或对其他操作造成影响。

（4）下水管外壁固设有电控阀，电控阀与控制器电性连接，当户外换热器外壁霜被融化后，小水流流至接水盘内，再经接水盘进入积水容器内，而后续操作中，燃气发动机持续工作，其自身发动机产生的热量将传递至积水容器内的水流，使水流温度升高，此时可关闭电控阀，使积水容器内的热水流能够保持一定的时间，可为下次的除霜工作提供热气。

（5）积水容器内顶端固设有第二温度传感器，第二温度传感器与控制器电性连接，通过第二温度传感器监控燃气发动机自身产生的热量对流入积水容器内的水温度变化情况，当水温度达到一定值时，第二温度传感器检测到该温度信息，将其反馈至控制器，控制器控制电控阀关闭，使积水容器呈现封闭环境，有利于高温水的长时间温度保持。

（6）积水容器内底端粘设有防热膜，防热膜内部与积水容器内底端之间盛设有导热油，使流入积水容器内的水温度升高更快，同时有利于温度的保持，防热膜的设置使得导热油与水分离开，当电控阀打开时，溢出至户外换热器外壁的热气中不易含有油，进而不易使户外换热器外附着油较难清理。

（7）积水容器由保温材质制成，使积水容器的升温后的水温度保持时间更长久，有利于为下次除霜工作做准备。

（8）接水盘底端设置为倾斜结构，使经户外换热器外壁融化流至接水盘内的水能够更加迅速完全且顺畅的进入积水容器内，接水盘内不易有较多残留水分。

（9）户外换热器左外壁固设有第一温度传感器，第一温度传感器与控制器电性连接，初始状态下，当第一温度传感器检测到户外换热器外壁温度低至某个数值而导致结霜时，将该信号传递至控制器，控制器控制推杆电机启动，利用燃气发动机工作时产生的热量进行除霜操作，下次（即第二次）第一温度传感器检测到该温度信息时，控制电控阀打开，利用积水容器内存储的水热量产生的蒸气向上溢出进行除霜操作。

（10）户外换热器外壁每间隔结霜一次，推杆电机启动，初次结霜状态下，控制器控制推杆电机启动，下次接收到第一温度传感器传递的信息，控制器控制电控阀启动，后期接收到第一温度传感器传递的信息，轮流依次控制推杆电机和电控阀启动。

附图说明

图1为本发明的正面结构示意图；

图2为本发明的接水盘、下水管和积水容器部分的结构示意图；

图3为本发明的热气喷管、连接管和伸缩软管部分的立体结构示意图；

图4为本发明的接水盘为倾斜结构时的结构示意图。

图中标号说明：

1热气喷管、2户外换热器、3第一温度传感器、4接水盘、5下水管、6积水容器、7燃气发动机、8连接管、9伸缩软管、10连接杆、11推杆电机、12电控阀、13第二温度传感器、14防热膜、15导热油、16透气孔。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图；对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然；所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例；而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例；本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例；都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1：

请参阅图1-4的一种环保除霜式空气源燃气热泵，它包括户外换热器2和内设有控制器的燃气发动机7，户外换热器2与燃气发动机7信号连接，户外换热器2左外壁固设有第一温度传感器3，第一温度传感器3与控制器电性连接，初始状态下，当第一温度传感器3检测到户外换热器2外壁温度低至某个数值而导致结霜时，将该信号传递至控制器，控制器控制推杆电机11启动，利用燃气发动机7工作时产生的热量进行除霜操作，下次（即第二次）第一温度传感器3检测到该温度信息时，控制电控阀12打开，利用积水容器6内存储的水热量产生的蒸气向上溢出进行除霜操作。

户外换热器2外壁每间隔结霜一次，推杆电机11启动，初次结霜状态下，控制器控制推杆电机11启动，下次接收到第一温度传感器3传递的信息，控制器控制电控阀12启动，后期接收到第一温度传感器3传递的信息，轮流依次控制推杆电机11和电控阀12启动。

燃气发动机7右端设有排气孔，燃气发动机7上端固设有推杆电机11，推杆电机11与控制器电性连接，推杆电机11的输出端固设有连接杆10，排气孔内螺纹连接有伸缩软管9，伸缩软管9远离燃气发动机7的一端螺纹连接有连接管8，连接杆10远离推杆电机11的一端与连接管8底端相固定，连接管8远离伸缩软管9的一端固设有热气喷管1（当户外换热器2为柱形结构时，热气喷管1为环形结构，当户外换热器2为方形或长方形结构时，热气喷管1相应的为方形或长方形结构），热气喷管1、连接管8和伸缩软管9相连通，热气喷管1套设于户外换热器2外侧，热气喷管1位于户外换热器2靠近上部的部位处，热气喷管1在户外换热器2外从上至下移动，使得当对户外换热器2进行除霜操作时，推杆电机11启动后控制热气喷管1开始向下移动，热气喷管1喷出的热气将户外换热器2上部的霜融化，同时使得融化的热流从上至下沿户外换热器2外壁流下，流下的过程中，可对位于其下部的霜起到部分融化作用。

热气喷管1位于户外换热器2靠近上部的部位处时，伸缩软管9处于最大伸缩状态，当热气喷管1所处位置最高时，伸缩软管9被拉伸到最大，热气喷管1移动至低处的过程中，伸缩软管9逐渐恢复原位，此过程使得伸缩软管9不易拖拽过长，占用空间或对其他操作造成影响。

热气喷管1内壁开凿有多个均匀分布的透气孔16，燃气发动机7上端（通过螺纹）连接有积水容器6，积水容器6由保温材质制成，使积水容器6的升温后的水温度保持时间更长久，有利于为下次除霜工作做准备，积水容器6内顶端固设有第二温度传感器13，第二温度传感器13与控制器电性连接，通过第二温度传感器13监控燃气发动机7自身产生的热量对流入积水容器6内的水温度变化情况，当水温度达到一定值时，第二温度传感器13检测到该温度信息，将其反馈至控制器，控制器控制电控阀12关闭，使积水容器6呈现封闭环境，有利于高温水的长时间温度保持。

积水容器6内底端粘设有防热膜14，防热膜14内部与积水容器6内底端之间盛设有导热油15，使流入积水容器6内的水温度升高更快，同时有利于温度的保持，防热膜14的设置使得导热油15与水分离开，当电控阀12打开时，溢出至户外换热器2外壁的热气中不易含有油，进而不易使户外换热器2外附着油较难清理。

积水容器6上端螺纹连接有下水管5，下水管5外壁固设有电控阀12，电控阀12与控制器电性连接，当户外换热器2外壁霜被融化后，小水流流至接水盘4内，再经接水盘4进入积水容器6内，而后续操作中，燃气发动机7持续工作，其自身发动机产生的热量将传递至积水容器6内的水流，使水流温度升高，此时可关闭电控阀12，使积水容器6内的热水流能够保持一定的时间，可为下次的除霜工作提供热气。

下水管5上端螺纹连接有接水盘4，接水盘4底端设置为倾斜结构，使经户外换热器2外壁融化流至接水盘4内的水能够更加迅速完全且顺畅的进入积水容器6内，接水盘4内不易有较多残留水分，接水盘4、下水管5和积水容器6相连通，接水盘4位于户外换热器2的正下方。

当第一温度传感器3检测到户外换热器2外壁温度低至一定值时，将该温度信息传递至控制器，控制器控制燃气发动机7启动，燃气发动机7运行过程中所产生的高温烟气依次经伸缩软管9、连接管8、热气喷管1和透气孔16喷至户外换热器2外壁，燃气发动机7启动一定的时间后，控制器再控制推杆电机11启动，此时推杆电机11带动连接杆10和连接管8以及热气喷管1上下移动，热气喷管1对户外换热器2外壁均匀喷气，更好的除霜，除霜过程中融化的水经接水盘4和下水管5流入积水容器6内，在导热油15和燃气发动机7自身产生的热量作用下，快速升温，当第二温度传感器13检测到积水容器6内水温达到一定值时，将该信息反馈至控制器，控制器控制电控阀12关闭，对积水容器6进行封闭，使积水容器6内水温度能够保持一定的时间，当第二次进行除霜操作时，第一温度传感器3检测到户外换热器2外壁温度低至一定值时，将该温度信息传递至控制器，控制器控制电控阀12开启，此时积水容器6内高温水产生的热气溢出，可对户外换热器2外壁进行除霜操作，后续重复上述除霜操作，可以通过利用燃气发动机7排出的高温烟气对户外换热器2进行快速融霜，从而使空气源燃气热泵能够在低温或超低温条件下不停机即可融霜而正常工作，融霜后的水流经自然加热达到一定的高温，利用水蒸气对户外换热器2进行除霜，两种方式循环交替工作，在快速除霜的同时尽可能的节约能耗。

以上所述；仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此；任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内；根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变；都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种环保除霜式空气源燃气热泵，包括户外换热器（2）和内设有控制器的燃气发动机（7），所述户外换热器（2）与燃气发动机（7）信号连接，所述燃气发动机（7）右端设有排气孔，其特征在于：所述燃气发动机（7）上端固设有推杆电机（11），所述推杆电机（11）与控制器电性连接，所述推杆电机（11）的输出端固设有连接杆（10），所述排气孔内螺纹连接有伸缩软管（9），所述伸缩软管（9）远离燃气发动机（7）的一端螺纹连接有连接管（8），所述连接杆（10）远离推杆电机（11）的一端与连接管（8）底端相固定，所述连接管（8）远离伸缩软管（9）的一端固设有热气喷管（1），所述热气喷管（1）、连接管（8）和伸缩软管（9）相连通，所述热气喷管（1）套设于户外换热器（2）外侧，所述热气喷管（1）内壁开凿有多个均匀分布的透气孔（16），所述燃气发动机（7）上端（通过螺纹）连接有积水容器（6），所述积水容器（6）上端螺纹连接有下水管（5），所述下水管（5）上端螺纹连接有接水盘（4），所述接水盘（4）、下水管（5）和积水容器（6）相连通，所述接水盘（4）位于户外换热器（2）的正下方；

所述积水容器（6）内底端粘设有防热膜（14），所述防热膜（14）内部与积水容器（6）内底端之间盛设有导热油（15）。

2.根据权利要求1所述的一种环保除霜式空气源燃气热泵，其特征在于：所述热气喷管（1）位于户外换热器（2）靠近上部的部位处，所述热气喷管（1）在户外换热器（2）外从上至下移动。

3.根据权利要求2所述的一种环保除霜式空气源燃气热泵，其特征在于：所述热气喷管（1）位于户外换热器（2）靠近上部的部位处时，伸缩软管（9）处于最大伸缩状态。

4.根据权利要求1所述的一种环保除霜式空气源燃气热泵，其特征在于：所述下水管（5）外壁固设有电控阀（12），所述电控阀（12）与控制器电性连接。

5.根据权利要求1所述的一种环保除霜式空气源燃气热泵，其特征在于：所述积水容器（6）内顶端固设有第二温度传感器（13），所述第二温度传感器（13）与控制器电性连接。

6.根据权利要求1所述的一种环保除霜式空气源燃气热泵，其特征在于：所述积水容器（6）由保温材质制成。

7.根据权利要求1所述的一种环保除霜式空气源燃气热泵，其特征在于：所述接水盘（4）底端设置为倾斜结构。

8.根据权利要求1所述的一种环保除霜式空气源燃气热泵，其特征在于：所述户外换热器（2）左外壁固设有第一温度传感器（3），所述第一温度传感器（3）与控制器电性连接。

9.根据权利要求1所述的一种环保除霜式空气源燃气热泵，其特征在于：所述户外换热器（2）外壁每间隔结霜一次，所述推杆电机（11）启动。

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