CN112902498B - 一种空气源热泵冷媒循环系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种空气源热泵冷媒循环系统，包括压缩机和冷凝器，所述压缩机的排气口通过管路与冷凝器的进气口连接，所述冷凝器的排气口通过管路与蒸发器进气口连接，所述冷凝器排气口与蒸发器进气口之间的管路上安装膨胀阀一，所述压缩机的进气口通过管路与蒸发器的排气口连接，在蒸发器上设置除霜结构，利用冷媒循环的方式加热风扇吹出的空气，从而实现除霜功能。本发明的有益效果是，操作方便，除霜过程中无需停机。

Description

一种空气源热泵冷媒循环系统
技术领域
本发明涉及空气源热泵技术领域，特别是一种空气源热泵冷媒循环系统。
背景技术
热泵系统是一种典型的通过电力做功将低温热源的热能转移到高温热源的冷媒循环系统。在现有热泵系统中，通常用于热泵装置的低温热源是水和我们周围的介质——空气。
北方冬季热泵采暖系统多数为空气-水热泵系统，采暖终端主要是暖气片或地暖。热泵系统将空气中吸收的热量及压缩机的电机功率传递给循环水，循环水通过暖气片或地暖给房间供热。然而空气源热泵在冬季供热时，室外热交换器很容易结霜。因此，要保证系统正常运行，必须定期对室外热交换器的表面进行除霜。而现有空气源热泵系统的主流除霜方式包括逆循环除霜(RCD)和热气旁通除霜(HGBD)。但是这两种除霜方式仍然各有利弊，存在进一步优化例如空气源热泵系统等的冷媒循环系统的除霜性能的需求。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述问题，设计了一种空气源热泵冷媒循环系统。
实现上述目的本发明的技术方案为，一种空气源热泵冷媒循环系统，包括压缩机和冷凝器，所述压缩机的排气口通过管路与冷凝器的进气口连接，所述冷凝器的排气口通过管路与蒸发器进气口连接，所述冷凝器排气口与蒸发器进气口之间的管路上安装膨胀阀一，所述压缩机的进气口通过管路与蒸发器的排气口连接，
所述压缩机排气口和冷凝器进气口之间的管路上安装电磁阀一，所述蒸发器上设有安装框，所述安装框为矩形框，所述安装框围住蒸发器并与蒸发器固定连接，所述安装框的左侧表面和右侧表面上均固定安装支架，所述支架上固定安装若干风扇，所述风扇的出气端穿过安装框的侧表面并指向安装框内的蒸发器，所述安装框的上表面上固定安装蓄电池，所述蓄电池与继电器连接，所述继电器分别与若干风扇连接；
所述安装框上安装两个热交换器，两个热交换器分别位于蒸发器的两侧，所述热交换器的上端端口穿过安装框的上表面伸到安装框的上方，所述热交换器的下端端口穿过安装框的下表面伸到安装框的下方，两个换热器的上端端口分别与横管一连接，两个换热器的下端端口分别与横管二连接，横管一上设有进气管，所述进气管的一端与横管一的内腔连通，所述进气管的另一端与压缩机排气口和电磁阀一之间的管路连通，所述横管二上设有出气管，所述出气管的一端与横贯二的内腔连通，所述进气管的另一端与电磁阀二和蒸发器进气口之间的管路连通，所述进气管上安装电磁阀三，所述出气管上安装膨胀阀二和电磁阀二；
所述热交换器包括上分流管和下分流管，所述上分流管和下分流管均是两端封闭的圆管，所述上分流管和下分流管之间通过若干换热管连接，所述上分流管的上表面上设有上端管，所述上端管的一端与上分流管连通，所述上端管的另一端与横管一连通，所述下分流管的下表面上设有下端管，所述下端管的一端与下端管连通，所述下端管的另一端与横管二连通。
若干换热管相互平行，且相邻两个换热管之间的距离不小于两厘米。
所述换热管介于风扇和蒸发器之间，所述换热管的长度值大于蒸发器的高度值。
所述支架上的风扇数量为三个，三个风扇分布布置在支架的上端、中部和下端。
所述上分流管和下分流管相互平行，所述换热管与上分流管和下分流管垂直。
所述进气管与横管一垂直，所述出气管与横管二垂直，所述进气管、横管一、出气管和横管二位于同一平面内。
所述冷凝器对接供热端，并与供热端进行热交换，所述供热端包括地暖、暖气或者风机。
所述蓄电池经过防冻处理，所述蓄电池为铅酸电池或者锂电池。
有益效果
利用本发明的技术方案制作的空气源热泵冷媒循环系统，其具有如下优势：
1、本系统通过开关实现正常工人和切换至除霜状态，操作十分的方便快捷；
2、本系统克服了传统逆循环除霜(RCD)和热气旁通除霜(HGBD)二者的缺点，除霜时压缩机无需停机，系统压力变化平缓，没有除霜噪声并且没有逆循环除霜中需要不断重新建立压差的系统性能损失；此外，由于和逆循环除霜一样除霜热源为压缩机功率及循环水热量且中间没有停机，因此除霜速度快且没有压缩机回液的问题；提高了冷媒循环系统的能效和适用性，具有广泛的应用前景。
3、本系统的结构可以依据现有的空气源热泵冷媒循环系统进行改进，改造和应用难度较小，具有较强的实用性和推广性。
附图说明
图1是本发明所述空气源热泵冷媒循环系统的结构示意图；
图2是本发明所述蒸发器部分的结构示意图；
图3是本发明所述换热器的结构示意图；
图中，1、压缩机；2、冷凝器；3、蒸发器；4、膨胀阀一；5、电磁阀一；6、电磁阀二；7、安装框；8、支架；9、风扇；10、蓄电池；11、下端管；12、横管一；13、横管二；14、进气管；15、出气管；16、膨胀阀二；17、上分流管；18、下分流管；19、换热管；20、上端管；21、电磁阀三。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行具体描述，如图1-3所示；
本申请的创造点在于，在压缩机排气口和冷凝器进气口之间的管路上安装电磁阀一5，所述蒸发器上设有安装框7，所述安装框为矩形框，所述安装框围住蒸发器并与蒸发器固定连接，所述安装框的左侧表面和右侧表面上均固定安装支架8，所述支架上固定安装若干风扇9，所述风扇的出气端穿过安装框的侧表面并指向安装框内的蒸发器，所述安装框的上表面上固定安装蓄电池10，所述蓄电池与继电器连接，所述继电器分别与若干风扇连接；
本申请的创造点还在于，在安装框上安装两个热交换器，两个热交换器分别位于蒸发器的两侧，所述热交换器的上端端口穿过安装框的上表面伸到安装框的上方，所述热交换器的下端端口穿过安装框的下表面伸到安装框的下方，两个换热器的上端端口分别与横管一12连接，两个换热器的下端端口分别与横管二13连接，横管一上设有进气管14，所述进气管的一端与横管一的内腔连通，所述进气管的另一端与压缩机排气口和电磁阀一之间的管路连通，所述横管二上设有出气管15，所述出气管的一端与横贯二的内腔连通，所述进气管的另一端与电磁阀二和蒸发器进气口之间的管路连通，所述进气管上安装电磁阀三21，所述出气管上安装膨胀阀二16和电磁阀二6；
本申请的创造点还在于，热交换器包括上分流管17和下分流管18，所述上分流管和下分流管均是两端封闭的圆管，所述上分流管和下分流管之间通过若干换热管19连接，所述上分流管的上表面上设有上端管20，所述上端管的一端与上分流管连通，所述上端管的另一端与横管一连通，所述下分流管的下表面上设有下端管11，所述下端管的一端与下端管连通，所述下端管的另一端与横管二连通。
本技术方案采用的电子器件包括：
压缩机、冷凝器、蒸发器以及膨胀阀；
以上器件均采用现有产品，本申请的技术方案对于上述电子器件的结构没有特殊要求和改变，上述电子器件均属于常规电子设备；
在本技术方案实施的过程中，本领域人员需要将本案中所有电气件与其适配的电源通过导线进行连接，并且应该根据实际情况，选择合适的控制器，以满足控制需求，具体连接以及控制顺序，应参考下述工作原理中，各电气件之间先后工作顺序完成电性连接，其详细连接手段，为本领域公知技术，下述主要介绍工作原理以及过程，不在对电气控制做说明。
本申请的创造点还在于，若干换热管相互平行，且相邻两个换热管之间的距离不小于两厘米；所述换热管介于风扇和蒸发器之间，所述换热管的长度值大于蒸发器的高度值；所述支架上的风扇数量为三个，三个风扇分布布置在支架的上端、中部和下端；所述上分流管和下分流管相互平行，所述换热管与上分流管和下分流管垂直；所述进气管与横管一垂直，所述出气管与横管二垂直，所述进气管、横管一、出气管和横管二位于同一平面内；所述冷凝器对接供热端，并与供热端进行热交换，所述供热端包括地暖、暖气或者风机；所述蓄电池经过防冻处理，所述蓄电池为铅酸电池或者锂电池。
本申请技术方案在实施过程中，在系统的初始状态下，电磁阀二和电磁阀三均处于关闭状态，电磁阀一处于开启状态，继电器处于断开状态，蓄电池不为风扇供电，此时蒸发器吸收空气中的热量，蒸发器中的冷媒气化，气化的冷媒通过压缩机加热后形成高温高压气流，高温高压的气流经过冷凝器与供热端产生热交换，完成热交换的冷媒液化形成高压液体，高压液体经过膨胀阀一后变成常压下的液态冷媒，冷媒重新进入蒸发器吸热气化，重复上述过程就实现了空气源热泵的供热过程。
当蒸发器出现结霜状况时，工作人员关闭电磁阀一，开启电磁阀二和电磁阀三，同时控制继电器导通，蓄电池为风扇供电，风扇启动；此时蒸发器吸收空气中的热量，蒸发器中的冷媒气化，气化的冷媒通过压缩机加热后形成高温高压气流，高温高压的气流经过电磁阀二进入换热器，换热器中的高温高压气流与风扇吹出的风进行换热，换热后的风升温形成热气流，热气流吹拂蒸发器表面将其表面上的霜化解，完成除霜过程，高温高压气流经过换热器换热后变成高压液体，高压液体经过膨胀阀二后变成常压液体，常压液体经过电磁阀三流回到蒸发器中，重复上述过程就可以完成蒸发器表面的除霜工作。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下。由语句“包括一个......限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素”。
上述技术方案仅体现了本发明技术方案的优选技术方案，本技术领域的技术人员对其中某些部分所可能做出的一些变动均体现了本发明的原理，属于本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种空气源热泵冷媒循环系统，包括压缩机和冷凝器，所述压缩机的排气口通过管路与冷凝器的进气口连接，所述冷凝器的排气口通过管路与蒸发器进气口连接，所述冷凝器排气口与蒸发器进气口之间的管路上安装膨胀阀一，所述压缩机的进气口通过管路与蒸发器的排气口连接，其特征在于，
所述压缩机排气口和冷凝器进气口之间的管路上安装电磁阀一，所述蒸发器上设有安装框，所述安装框为矩形框，所述安装框围住蒸发器并与蒸发器固定连接，所述安装框的左侧表面和右侧表面上均固定安装支架，所述支架上固定安装若干风扇，所述风扇的出气端穿过安装框的侧表面并指向安装框内的蒸发器，所述安装框的上表面上固定安装蓄电池，所述蓄电池与继电器连接，所述继电器分别与若干风扇连接；
所述安装框上安装两个热交换器，两个热交换器分别位于蒸发器的两侧，所述热交换器的上端端口穿过安装框的上表面伸到安装框的上方，所述热交换器的下端端口穿过安装框的下表面伸到安装框的下方，两个换热器的上端端口分别与横管一连接，两个换热器的下端端口分别与横管二连接，横管一上设有进气管，所述进气管的一端与横管一的内腔连通，所述进气管的另一端与压缩机排气口和电磁阀一之间的管路连通，所述横管二上设有出气管，所述出气管的一端与横管二的内腔连通，所述出气管的另一端与电磁阀二和蒸发器进气口之间的管路连通，所述进气管上安装电磁阀三，所述出气管上安装膨胀阀二和电磁阀二；
所述热交换器包括上分流管和下分流管，所述上分流管和下分流管均是两端封闭的圆管，所述上分流管和下分流管之间通过若干换热管连接，所述上分流管的上表面上设有上端管，所述上端管的一端与上分流管连通，所述上端管的另一端与横管一连通，所述下分流管的下表面上设有下端管，所述下端管的一端与下端管连通，所述下端管的另一端与横管二连通，若干换热管相互平行，且相邻两个换热管之间的距离不小于两厘米，所述换热管介于风扇和蒸发器之间，所述换热管的长度值大于蒸发器的高度值；
在系统的初始状态下，电磁阀二和电磁阀三均处于关闭状态，电磁阀一处于开启状态，继电器处于断开状态，蓄电池不为风扇供电，此时蒸发器吸收空气中的热量，蒸发器中的冷媒气化，气化的冷媒通过压缩机加热后形成高温高压气流，高温高压的气流经过冷凝器与供热端产生热交换，完成热交换的冷媒液化形成高压液体，高压液体经过膨胀阀一后变成常压下的液态冷媒，冷媒重新进入蒸发器吸热气化，重复上述过程就实现了空气源热泵的供热过程；
当蒸发器出现结霜状况时，工作人员关闭电磁阀一，开启电磁阀二和电磁阀三，同时控制继电器导通，蓄电池为风扇供电，风扇启动；此时蒸发器吸收空气中的热量，蒸发器中的冷媒气化，气化的冷媒通过压缩机加热后形成高温高压气流，高温高压的气流经过电磁阀二进入换热器，换热器中的高温高压气流与风扇吹出的风进行换热，换热后的风升温形成热气流，热气流吹拂蒸发器表面将其表面上的霜化解，完成除霜过程，高温高压气流经过换热器换热后变成高压液体，高压液体经过膨胀阀二后变成常压液体，常压液体经过电磁阀三流回到蒸发器中，重复上述过程就可以完成蒸发器表面的除霜工作。
2.根据权利要求1所述的空气源热泵冷媒循环系统，其特征在于，所述支架上的风扇数量为三个，三个风扇分布布置在支架的上端、中部和下端。
3.根据权利要求1所述的空气源热泵冷媒循环系统，其特征在于，所述上分流管和下分流管相互平行，所述换热管与上分流管和下分流管垂直。
4.根据权利要求1所述的空气源热泵冷媒循环系统，其特征在于，所述进气管与横管一垂直，所述出气管与横管二垂直，所述进气管、横管一、出气管和横管二位于同一平面内。
5.根据权利要求1所述的空气源热泵冷媒循环系统，其特征在于，所述冷凝器对接供热端，并与供热端进行热交换，所述供热端包括地暖、暖气或者风机。
6.根据权利要求1所述的空气源热泵冷媒循环系统，其特征在于，所述蓄电池经过防冻处理，所述蓄电池为铅酸电池或者锂电池。
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PE01 Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right

Denomination of invention: A refrigerant circulation system for air source heat pumps

Granted publication date: 20221220

Pledgee: Rizhao Bank Co.,Ltd. Weihai Rongcheng sub branch

Pledgor: SHANDONG SANTU ENERGY CO.,LTD.

Registration number: Y2024980002626