CN112197456B - 自除垢双冷热泵机组 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种自除垢双冷热泵机组，包括压缩机、油分离器、蒸发式冷凝器、气液分离器、制冷循环系统、制热循环系统和除垢循环系统，气液分离器与压缩机的吸气口连通，油分离器与压缩机的排气口连通，制冷循环系统、制热循环系统和除垢循环系统均与油分离器、气液分离器连通，除垢循环系统与蒸发式冷凝器连通。通过除垢循环系统中阀门转换和调节，使蒸发冷凝换热器湿润结垢层结冰，体积膨胀而脱落；同时制冷、制热循环系统可以通过外接操作控制器自动切换，不需要更换介质；整体集成度高，除霜时间短，除霜干净，并且系统设计简洁，稳定可靠。
Description
技术领域
本发明属于空调机组技术领域，尤其是涉及一种自除垢双冷热泵机组。
背景技术
目前，市场上的蒸发冷凝空调机组由压缩机、蒸发冷凝换热器(也称降膜式换热器)、四通阀或电磁阀、节流机构和使用侧换热器组合而成。双冷热泵机组则是由压缩机、风冷换热器、蒸发冷凝换热器、四通阀或电磁阀、节流机构和使用侧换热器组成。采用蒸发冷凝的机组因制冷模式下冷凝温度低，制冷量大，能效高日益受欢迎，但使用时存在以下缺陷：
一、蒸发冷凝器使用一段时间后换热器表面结垢，需要物理清洗去除或化学溶剂去除，当采用物理方式时，因换热器结构紧凑，擦洗困难费时；而采用化学方式时，化学物质造成水体污染，腐蚀换热器和机体，也费时。二、这种机组做成热泵型的一般制热量比常规风冷热泵低，且不适于北方温度较低的地区使用。因为，现有市场主流的热泵工作有两种方式，一种是采用油作为换热载体让换热器从空气中吸热，油的热阻比较大，且是二次换热，效率低，也不能太低温度，因为温度越低油的粘性大而不容易流动，影响换热；另一种是采用热气除霜，这种除霜方式优点是除霜时不会从使用侧换热器吸热，使用侧流体不存在温度向下波动大的情况，一般只适合冬季温度高的地方，如南方沿海。但这种除霜方式使压缩机除霜排气温度快速降低，化霜时间长且经常化霜不干净，影响机组的制热工作时间和效率。
同时，现有的双冷热泵机组大多结构复杂，如公开号为CN106839518A的一体式双冷热泵机组，公布了热气旁通化霜的热泵机组设计，环境温度低时化霜不干净，而且采用众多阀门，系统设计复杂，实际使用中可靠性降低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够解决上述问题中的自除垢双冷热泵机组。
根据本发明的一个方面，提供了一种自除垢双冷热泵机组，包括压缩机、油分离器、蒸发式冷凝器、气液分离器、制冷循环系统、制热循环系统和除垢循环系统，气液分离器与压缩机的吸气口连通，油分离器与压缩机的排气口连通，制冷循环系统、制热循环系统和除垢循环系统均与油分离器、气液分离器连通，除垢循环系统与蒸发式冷凝器连通。
本发明的有益效果是：通过设有除垢循环系统，可以实现对蒸发式冷凝器实现自动除垢，不需要使用外力物理作用和化学方法进行除垢，除垢方便。
在一些实施方式中，制冷循环系统为：压缩机的排气口连通到油分离器的进口，油分离器的出口依次连通第一四通阀的D口、第一四通阀的C口、风冷换热器、第二四通阀、蒸发式冷凝器、第一单向阀，储液器、过滤器、膨胀阀、第二单向阀、使用侧换热器、第一四通阀的E口、第一四通阀的S口到气液分离器，气液分离器出口与压缩机的吸气口连通。由此，通过该制冷循环系统各结构和阀门的连通，实现了高效制冷循环。
在一些实施方式中，制热循环系统为：压缩机的排气口连通到油分离器的进口，油分离器的出口依次连通第一四通阀的D口、第一四通阀的E口、使用侧换热器、第三单向阀，储液器、过滤器、膨胀阀、第四单向阀、第一阀门、风冷换热器、第一四通阀的C口，从第一四通阀的S口到气液分离器，气液分离器出口与压缩机的吸气口连通。由此，通过该制热循环系统各结构和阀门的连通，实现了制热循环。
在一些实施方式中，除垢循环系统为：压缩机的排气口连通到油分离器的进口，油分离器的出口依次连通第一四通阀的D口，第一四通阀的E口、使用侧换热器，第三单向阀、储液器、过滤器、膨胀阀、第四单向阀、第二阀门、蒸发式冷凝器、第二四通阀、风冷换热器、第一四通阀的C口，第一四通阀的S口到气液分离器，气液分离器出口与压缩机的吸气口连通。由此，通过除垢循环系统的各结构和阀门的接通，通过阀门转换和调节，使蒸发冷凝换热器湿润结垢层结冰，体积膨胀而脱落。
在一些实施方式中，自除垢双冷热泵机组还包括除霜循环系统，除霜循环系统为：压缩机的排气口连通到油分离器的进口，油分离器的出口依次连通第一四通阀的D口、第一四通阀的C口、风冷换热器、第二四通阀、第五单向阀、储液器、过滤器、膨胀阀、第二单向阀、使用侧换热器、第一四通阀的E口，从第一四通阀的S口到气液分离器，气液分离器出口与压缩机的吸气口连通。由此，通过设有除霜循环系统，实现除霜功能；采用四通阀的切换实现了除霜，取代了现有的热器旁通，结构简单，操作可靠性增加。
在一些实施方式中，自除垢双冷热泵机组还包括风扇，风扇与风冷换热器相对应。由此，设有风扇，可以增加风冷换热器处空气的流动，加快风冷换热器的散热，提高其工作效率和使用寿命。
在一些实施方式中，自除垢双冷热泵机组还包括布水器和水箱，布水器设于蒸发式冷凝器的上方，水箱设于蒸发式冷凝器的下方，布水器和水箱对应设置。由此，方便布水器上喷出的水直接作用在蒸发式冷凝器上，然后通过水箱对水进行收集。
在一些实施方式中，自除垢双冷热泵机组还包括自动补水装置、自动排水装置和水泵，自动补水装置和自动排水装置均与水箱连接，水泵的进水端与水箱连通，出水端与布水器连通。由此，通过设有水泵，可以实现水箱与布水器中水的循环使用；通过自动补水装置、自动排水装置可以方便水箱的补水和排水。
在一些实施方式中，自除垢双冷热泵机组还包括机体，压缩机、制冷循环系统中的各阀门、制热循环系统中的各阀门、除垢循环系统中的各阀门、蒸发式冷凝器和使用侧换热器均设于机体的底层，风冷换热器、布水器和水箱设于机体的中层，机体的上层设有翅片管风冷换热器，风扇设于机体的顶部。由此，可以方便各结构在机体内的分布，降低对机体内安装空间的要求，减小了整个机体的体积，安装方便。
本发明的自除垢双冷热泵机组通过设有除垢循环系统，通过除垢循环系统中阀门转换和调节，使蒸发冷凝换热器湿润结垢层结冰，体积膨胀而脱落；同时制冷、制热循环系统可以通过外接操作控制器自动切换，不需要更换介质；整体集成度高，除霜时间短，除霜干净，并且系统设计简洁，稳定可靠。
附图说明
图1是本发明的自除垢双冷热泵机组的原理示意图；
图2是本发明的自除垢双冷热泵机组中机体内结构的分布结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细的说明。
参照图1和图2。自除垢双冷热泵机组，包括压缩机1、油分离器2、气液分离器3、蒸发式冷凝器4、制冷循环系统、制热循环系统和除垢循环系统，气液分离器3与压缩机1的吸气口连通，油分离器2与压缩机1的排气口连通，制冷循环系统、制热循环系统和除垢循环系统均与油分离器2、气液分离器3连通，除垢循环系统与蒸发式冷凝器4连通。
本发明的自除垢双冷热泵机组通过设有制冷循环系统、制热循环系统和除垢循环系统，可以实现多种工作模式，通过外接控制器，可以实现不同模式的切换，满足不同的使用要求。
制冷循环系统为：压缩机1的排气口连通到油分离器2的进口，油分离器2的出口依次连通第一四通阀8的D口、第一四通阀8的C口、风冷换热器9、第二四通阀10、蒸发式冷凝器4、第一单向阀11、储液器12、过滤器13、膨胀阀14、第二单向阀15、使用侧换热器16、第一四通阀8的E口、第一四通阀8的S口到气液分离器，气液分离器3出口与压缩机1的吸气口连通。由此，经压缩机1后的压缩制冷剂，通过风冷换热器9进行初步热交换，然后再经第二四通阀10进入到蒸发式冷凝器4处，实现了气体的降温，冷却后的气体经过储液器12、过滤器13、膨胀阀14进行过滤等，然后再经使用侧换热器16实现了温度的进一步降低，最后经压缩机1排出，实现了制冷循环过程。在实际使用过程中，使用侧换热器16可以选用水力模块或者强制气体对流系统，满足不同的使用要求。
制热循环系统为：压缩机1的排气口连通到油分离器2的进口，油分离器2的出口依次连通第一四通阀8的D口、第一四通阀8的E口、使用侧换热器16、第三单向阀17，储液器12、过滤器13、膨胀阀14、第四单向阀18、第一阀门19、风冷换热器9、第一四通阀8的C口，从第一四通阀8的S口到气液分离器，气液分离器3出口与压缩机1的吸气口连通。由此，当制热循环系统在工作时，制热循环系统的各阀门连通，其余阀门关闭，制热循环系统的具体工作过程为：经压缩机1后的压缩制冷剂，通过第一四通阀8后，通过使用侧换热器16进行热量交换，对压缩空气进行初步制热，然后通过第三单向阀17后，到达储液器12、过滤器13、膨胀阀14，再经第四单向阀18和第一阀门19流至风冷换热器9，进一步进行热量交换，使得最后经第一四通阀8流入压缩机1的空气满足制热的要求，实现了制热。整个制热循环系统结构简洁，简化了整体结构。
除垢循环系统为：压缩机1的排气口连通到油分离器2的进口，油分离器2的出口依次连通第一四通阀8的D口，第一四通阀8的E口、使用侧换热器16，第三单向阀17、储液器12、过滤器13、膨胀阀14、第四单向阀18、第二阀门20、蒸发式冷凝器4、第二四通阀10、风冷换热器9、第一四通阀8的C口，第一四通阀8的S口到气液分离器3，气液分离器3出口与压缩机1的吸气口连通。该除垢循环系统在工作时，经压缩机1后的压缩制冷剂，通过第一四通阀8后，通过使用侧换热器16进行热量交换，然后通过第三单向阀17后，到达储液器12、过滤器13、膨胀阀14，再经第四单向阀18、第二阀门20进入到蒸发式冷凝器4处，而后经第二四通阀10达到风冷换热器9，最后经第一四通阀8流至压缩机1。由此，可以使得蒸发冷凝器4湿润结垢层结冰，通过体积膨胀而自动脱落，实现了自动除垢的目的，结构简单，所需增设的阀门很少，整体结构简洁，通过阀门的切换即可实现除垢功能，无需使用外力物理除垢以及化学除垢，使用方便。
本发明的自除垢双冷热泵机组还包括除霜循环系统，除霜循环系统为：压缩机1的排气口连通到油分离器2的进口，油分离器2的出口依次连通第一四通阀8的D口、第一四通阀8的C口、风冷换热器9、第二四通阀10、第五单向阀22、储液器12、过滤器13、膨胀阀14、第二单向阀15、使用侧换热器16、第一四通阀8的E口，从第一四通阀8的S口到气液分离器3，气液分离器3出口与压缩机1的吸气口连通。由此，通过除霜循环系统各部分的连通，四通阀的切换，实现了除霜循环，达到除霜的目的，而无需热气旁通，大大简化了整体结构，提高了除霜的可靠性。
自除垢双冷热泵机组还包括风扇5，风扇5与风冷换热器9相对应。由此，设有风扇5，可以增加风冷换热器9处空气的流动，加快风冷换热器9的散热，提高其工作效率和使用寿命。同时，直接将风扇5安装在风冷换热器9的上方，可以大大降低对安装环境的要求；取代了现有的两组风机，即顶部安装蒸发冷风机，底部安装风冷风机，而底部安装风机对安装现场的要求较高，安装不便，由此本发明大大降低了对安装环境的要求。
自除垢双冷热泵机组还包括布水器6和水箱21，布水器6设于蒸发式冷凝器4的上方，水箱21设于蒸发式冷凝器4的下方，布水器6和水箱21对应设置。其中，布水器6为管道形式，在布水器6上开设有多个喷水口，喷水口均布在蒸发式冷凝器4的上方，使得喷水口喷出的水可以作用在蒸发式冷凝器4上。设有水箱21，使得布水器6上喷出的水，可以落至水箱21，通过水箱21进行收集。
自除垢双冷热泵机组还包括自动补水装置、自动排水装置和水泵7，自动补水装置和自动排水装置均与水箱21连接，水泵7的进水端与水箱连通，出水端与布水器6连通。通过自动补水装置，可以及时为水箱21进行补水；设有自动排水装置，可以使得水箱21进行排水，方便水箱使用。通过设有水泵7，可以将水箱21内的水泵送到布水器6上，实现了水的循环利用，达到节能的效果。
在实际使用过程中，自除垢双冷热泵机组还包括机体，压缩机1、制冷循环系统中的各阀门、制热循环系统中的各阀门、除垢循环系统中的各阀门、蒸发式冷凝器和使用侧换热器均设于机体的底层，风冷换热器9、布水器6和水箱21设于机体的中层，机体的上层设有翅片管风冷换热器，风扇设于机体的顶部。由此，可以方便各结构在机体内的分布，整体安装结构紧凑，降低对机体内安装空间的要求，减小了整个机体的体积，安装方便。
以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
Claims (6)
1.自除垢双冷热泵机组，其特征在于，包括压缩机（1）、油分离器（2）、气液分离器（3）、蒸发式冷凝器（4）、制冷循环系统、制热循环系统和除垢循环系统，所述气液分离器（3）与压缩机（1）的吸气口连通，所述油分离器（2）与压缩机（1）的排气口连通，所述制冷循环系统、制热循环系统和除垢循环系统均与油分离器（2）、气液分离器（3）连通，所述除垢循环系统与蒸发式冷凝器（4）连通；
所述制冷循环系统为：所述压缩机（1）的排气口连通到油分离器（2）的进口，油分离器（2）的出口依次连通第一四通阀（8）的D口、第一四通阀（8）的C口、风冷换热器（9）、第二四通阀（10）、蒸发式冷凝器（4）、第一单向阀（11）、储液器（12）、过滤器（13）、膨胀阀（14）、第二单向阀（15）、使用侧换热器（16）、第一四通阀（8）的E口、第一四通阀（8）的S口到气液分离器，所述气液分离器（3）出口与压缩机（1）的吸气口连通；
所述制热循环系统为：所述压缩机（1）的排气口连通到油分离器（2）的进口，油分离器（2）的出口依次连通第一四通阀（8）的D口、第一四通阀（8）的E口、使用侧换热器（16）、第三单向阀（17），储液器（12）、过滤器（13）、膨胀阀（14）、第四单向阀（18）、第一阀门（19）、风冷换热器（9）、第一四通阀（8）的C口，从第一四通阀（8）的S口到气液分离器，所述气液分离器（3）出口与压缩机（1）的吸气口连通；
所述除垢循环系统为：所述压缩机（1）的排气口连通到油分离器（2）的进口，油分离器（2）的出口依次连通第一四通阀（8）的D口，第一四通阀（8）的E口、使用侧换热器（16），第三单向阀（17）、储液器（12）、过滤器（13）、膨胀阀（14）、第四单向阀（18）、第二阀门（20）、蒸发式冷凝器（4）、第二四通阀（10）、风冷换热器（9）、第一四通阀（8）的C口，第一四通阀（8）的S口到气液分离器（3），所述气液分离器（3）出口与压缩机（1）的吸气口连通。
2.根据权利要求1所述的自除垢双冷热泵机组，其特征在于，还包括除霜循环系统，所述除霜循环系统为：所述压缩机（1）的排气口连通到油分离器（2）的进口，油分离器（2）的出口依次连通第一四通阀（8）的D口、第一四通阀（8）的C口、风冷换热器（9）、第二四通阀（10）、第五单向阀（22）、储液器（12）、过滤器（13）、膨胀阀（14）、第二单向阀（15）、使用侧换热器（16）、第一四通阀（8）的E口，从第一四通阀（8）的S口到气液分离器（3），所述气液分离器（3）出口与压缩机（1）的吸气口连通。
3.根据权利要求2所述的自除垢双冷热泵机组，其特征在于，还包括风扇（5），所述风扇（5）与风冷换热器（9）相对应。
4.根据权利要求3所述的自除垢双冷热泵机组，其特征在于，还包括布水器（6）和水箱（21），所述布水器（6）设于蒸发式冷凝器（4）的上方，所述水箱（21）设于蒸发式冷凝器（4）的下方，所述布水器（6）和水箱（21）对应设置。
5.根据权利要求4所述的自除垢双冷热泵机组，其特征在于，还包括自动补水装置、自动排水装置和水泵（7），所述自动补水装置和自动排水装置均与水箱（21）连接，所述水泵（7）的进水端与水箱连通，出水端与布水器（6）连通。
6.根据权利要求5所述的自除垢双冷热泵机组，其特征在于，还包括机体，所述压缩机（1）、制冷循环系统中的各阀门、制热循环系统中的各阀门、除垢循环系统中的各阀门、蒸发式冷凝器和使用侧换热器均设于机体的底层，所述风冷换热器（9）、布水器（6）和水箱（21）设于机体的中层，所述机体的上层设有翅片管风冷换热器，所述风扇设于机体的顶部。
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