CN113587426B - 一种基于物联网的空气能热泵 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于物联网的空气能热泵，属于空气能热泵领域，通过对现有翅片换热器前的净化网进行改变，来实现自我清灰的目的，有效减少灰尘对翅片换热器的影响，确保设备的长期稳定运行，通过过滤器来过滤空气，有效避免大颗粒杂质在翅片换热器上堆积，依托现有的物联网技术在空气能热泵内部设置空气流量监测器来监测空气的流通量，在过滤器被灰尘堵住后可发送信号给用户，用户通过远程操控可让过滤器转动起来，并通过充气的方式使清扫器贴近过滤器，从而实现对过滤器的清扫，达到自我清理的目的，不仅解决了人工清理的麻烦，而且节约了维护成本，特别适用于安装在高层、狭小空间等不便操作空间下的空气能热泵。

Description

一种基于物联网的空气能热泵

技术领域

本发明涉及空气能热泵领域，更具体地说，涉及一种基于物联网的空气能热泵。

背景技术

空气能热泵就是利用空气中的热量来产生热能，能全天24小时大水量、高水压、恒温提供全家不同热水、冷暖需求，同时又以消耗最少的能源完成上述要求。随着经济的发展，人们对生活质量的要求也越来越高。人们对冲凉洗澡的要求也越来越高，燃气热水器、电热水器、太阳能热水器都远远满足不了人们对舒适节能和安全的需要。在欧美发达国家，冷、热水使用的比例是1:9(中国是9:1)，欧美国家的冷水只作饮用或冲厕、洗车用，而在其他方面都是使用热水。

空气能热泵是按照“逆卡诺”原理工作的，逆卡诺循环原理。通过压缩机系统运转工作，吸收空气中热量制造热水。具体过程是：压缩机将冷媒压缩，压缩后温度升高地冷媒，经过水箱中的冷凝器制造热水，热交换后的冷媒回到压缩机进行下一循环，在这一过程中，空气热量通过蒸发器被吸收导入冷媒中，冷媒再导入水中，产生热水。通过压缩机空气制热的新一代热水器，即空气能热泵热水器。

空气能热泵虽然好用，但是也经常因为翅片换热器上积灰而造成设备发生故障，这也是换热效率低的其中原因之一，且灰尘也容易造成结霜，目前解决的方法主要是在翅片换热器前方设置一块净化网，但净化网需要人工定期清理，对于安装在高层的空气能热泵来说清理极其不方便，积灰问题给设备的长期稳定工作带来很大影响。

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基于物联网的空气能热泵，通过对现有翅片换热器前的净化网进行改变，来实现自我清灰的目的，有效减少灰尘对翅片换热器的影响，确保设备的长期稳定运行，通过过滤器来过滤空气，有效避免大颗粒杂质在翅片换热器上堆积，依托现有的物联网技术在空气能热泵内部设置空气流量监测器来监测空气的流通量，在过滤器被灰尘堵住后可发送信号给用户，用户通过远程操控可让过滤器转动起来，并通过充气的方式使清扫器贴近过滤器，从而实现对过滤器的清扫，达到自我清理的目的，不仅解决了人工清理的麻烦，而且节约了维护成本，特别适用于安装在高层、狭小空间等不便操作空间下的空气能热泵。

2.技术方案

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。

一种基于物联网的空气能热泵，包括空气能热泵本体，所述空气能热泵本体的上端出风口处安装有空气流量监测器，所述空气能热泵本体位于翅片换热器外侧的两侧侧壁均固定连接有自清理式灰尘截留器，所述自清理式灰尘截留器上开设有多个等间距设置的进风通道，每个所述进风通道的内部均转动连接有过滤器，且所有的过滤器之间通过驱动串联杆串联起来，所述自清理式灰尘截留器的顶部安装有与驱动串联杆连接的伺服电机，所述进风通道的上下两侧内壁均开设有气腔，且气腔内转动连接有清扫器，所述清扫器与气腔之间固定连接有封闭罩，所述自清理式灰尘截留器靠近气腔的内壁插设有通气管，且相邻两个气腔之间相互连通且通过管道与通气管连通，所述自清理式灰尘截留器的顶部安装有与通气管连接的气泵。

进一步的，所述清扫器包括罩子，所述罩子远离气腔的侧壁固定连接有毛刷，毛刷与过滤器相贴，从而将过滤器上的灰尘清扫下来，以免灰尘堵住过滤器的网眼而影响空气进入量。

进一步的，所述罩子为半球形，且罩子为过滤器的四分之一部分，是为了让两个罩子将过滤器罩住，从而让毛刷清扫过滤器。

进一步的，所述清扫器、封闭罩和气腔三者之间构成封闭的空间，且封闭罩采用软质弹性材料，当通过通气管向封闭的空间内充入空气时封闭罩鼓起来，从而让清扫器向外转动直到毛刷贴在过滤器上，而当向外抽空气时，封闭罩在自身弹力作用下回复原形，让清扫器转回到气腔中，以不阻碍空气的流通。

进一步的，所述进风通道的内壁开设有与过滤器匹配的转动槽，且转动槽的槽壁上同样固定连接有毛刷，是为了对位于转动槽内的过滤器的部分进行清扫，提高清理的效果。

进一步的，所述空气流量监测器通过物联网与空气能热泵本体的控制面板或移动终端连接，所述伺服电机和气泵通过空气能热泵本体的PLC控制系统与控制面板或移动终端连接，空气流量监测器用来监测空气的流通量，在过滤器被灰尘堵住后可发送信号给用户，用户通过远程操控可让过滤器转动起来，并通过充气的方式使清扫器贴近过滤器，从而实现对过滤器的清扫。

进一步的，所述过滤器为球形的过滤网，且过滤器为内外双层结构，这样能让空气前后多次穿过过滤网，从而有效提高空气过滤的效果，确保翅片换热器的清洁。

进一步的，所述罩子和气腔的槽壁上均镶嵌有相互吸附的磁片，且磁片远离罩子的转动端设置，通过额外增加的磁吸附力，使得封闭罩能更好的恢复原位置，确保清扫器不会阻碍空气的流通。

进一步的，所述空气能热泵本体靠近空气流量监测器处还安装有空气质量监测仪，且空气质量监测仪通过物联网与空气能热泵本体的控制面板或移动终端连接，当附近周围的空气环境出现污染后，空气质量监测仪可向用户发出警报信号，以让用户关闭掉空气能热泵，以免有害气体被送入到室内。

进一步的，所述空气能热泵的使用方法包括以下步骤：

S1，当过滤器上积满灰尘后阻力增大，导致空气流通量下降，此时空气流量监测器将流量值的变化通过物联网发送到控制面板或移动终端，用户可通过控制面板或移动终端启动伺服电机和气泵；

S2，伺服电机通过驱动串联杆带动过滤器转动，同时气泵通过通气管向各个气腔中充气让清扫器鼓起来与过滤器相贴，这样清扫器可将过滤器的灰尘扫落下来，实现自我清洁；

S3，每次清洁可设置固定的时间段，时间到后伺服电机停机，气泵开始将气腔的空气向外抽，使得清扫器复位回到气腔内，此时过滤器可继续进行工作。

3.有益效果

相比于现有技术，本发明的优点在于：

(1)本方案通过对现有翅片换热器前的净化网进行改变，来实现自我清灰的目的，有效减少灰尘对翅片换热器的影响，确保设备的长期稳定运行，通过过滤器来过滤空气，有效避免大颗粒杂质在翅片换热器上堆积，依托现有的物联网技术在空气能热泵内部设置空气流量监测器来监测空气的流通量，在过滤器被灰尘堵住后可发送信号给用户，用户通过远程操控可让过滤器转动起来，并通过充气的方式使清扫器贴近过滤器，从而实现对过滤器的清扫，达到自我清理的目的，不仅解决了人工清理的麻烦，而且节约了维护成本，特别适用于安装在高层、狭小空间等不便操作空间下的空气能热泵。

(2)清扫器包括罩子，罩子远离气腔的侧壁固定连接有毛刷，毛刷与过滤器相贴，从而将过滤器上的灰尘清扫下来，以免灰尘堵住过滤器的网眼而影响空气进入量。

(3)罩子为半球形，且罩子为过滤器的四分之一部分，是为了让两个罩子将过滤器罩住，从而让毛刷清扫过滤器。

(4)清扫器、封闭罩和气腔三者之间构成封闭的空间，且封闭罩采用软质弹性材料，当通过通气管向封闭的空间内充入空气时封闭罩鼓起来，从而让清扫器向外转动直到毛刷贴在过滤器上，而当向外抽空气时，封闭罩在自身弹力作用下回复原形，让清扫器转回到气腔中，以不阻碍空气的流通。

(5)进风通道的内壁开设有与过滤器匹配的转动槽，且转动槽的槽壁上同样固定连接有毛刷，是为了对位于转动槽内的过滤器的部分进行清扫，提高清理的效果。

(6)空气流量监测器通过物联网与空气能热泵本体的控制面板或移动终端连接，伺服电机和气泵通过空气能热泵本体的PLC控制系统与控制面板或移动终端连接，空气流量监测器用来监测空气的流通量，在过滤器被灰尘堵住后可发送信号给用户，用户通过远程操控可让过滤器转动起来，并通过充气的方式使清扫器贴近过滤器，从而实现对过滤器的清扫。

(7)过滤器为球形的过滤网，且过滤器为内外双层结构，这样能让空气前后多次穿过过滤网，从而有效提高空气过滤的效果，确保翅片换热器的清洁。

(8)罩子和气腔的槽壁上均镶嵌有相互吸附的磁片，且磁片远离罩子的转动端设置，通过额外增加的磁吸附力，使得封闭罩能更好的恢复原位置，确保清扫器不会阻碍空气的流通。

(9)空气能热泵本体靠近空气流量监测器处还安装有空气质量监测仪，且空气质量监测仪通过物联网与空气能热泵本体的控制面板或移动终端连接，当附近周围的空气环境出现污染后，空气质量监测仪可向用户发出警报信号，以让用户关闭掉空气能热泵，以免有害气体被送入到室内。

附图说明

图1为现有技术与本发明技术对比示意图；

图2为本发明的空气能热泵工作状态示意图；

图3为本发明的空气能热泵清理状态示意图；

图4为本发明的局部结构示意图；

图5为本发明的过滤器立体示意图；

图6为本发明的正常工作状态示意图；

图7为本发明的清灰状态示意图；

图8为本发明的工作原理示意图；

图9为本发明的连接控制关系示意图。

图中附图标记说明：

1空气能热泵本体、2空气流量监测器、3自清理式灰尘截留器、301进风通道、4过滤器、5驱动串联杆、6伺服电机、7气腔、8清扫器、801罩子、802毛刷、803磁片、9封闭罩、10通气管、11气泵。

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：

请参阅图1-9，一种基于物联网的空气能热泵，包括空气能热泵本体1，请参阅图1、2，空气能热泵本体1的上端出风口处安装有空气流量监测器2，空气能热泵本体1位于翅片换热器外侧的两侧侧壁均固定连接有自清理式灰尘截留器3，自清理式灰尘截留器3上开设有多个等间距设置的进风通道301，每个进风通道301的内部均转动连接有过滤器4，进风通道301的内壁开设有与过滤器4匹配的转动槽，且转动槽的槽壁上同样固定连接有毛刷，是为了对位于转动槽内的过滤器4的部分进行清扫，提高清理的效果，且所有的过滤器4之间通过驱动串联杆5串联起来，过滤器4为球形的过滤网，且过滤器4为内外双层结构，这样能让空气前后多次穿过过滤网，从而有效提高空气过滤的效果，确保翅片换热器的清洁，自清理式灰尘截留器3的顶部安装有与驱动串联杆5连接的伺服电机6；

请参阅图8、9，空气流量监测器2通过物联网与空气能热泵本体1的控制面板或移动终端连接，伺服电机6和气泵11通过空气能热泵本体1的PLC控制系统与控制面板或移动终端连接，空气流量监测器2用来监测空气的流通量，在过滤器4被灰尘堵住后可发送信号给用户，用户通过远程操控可让过滤器4转动起来，并通过充气的方式使清扫器8贴近过滤器4，从而实现对过滤器4的清扫，空气能热泵本体1靠近空气流量监测器2处还安装有空气质量监测仪，且空气质量监测仪通过物联网与空气能热泵本体1的控制面板或移动终端连接，当附近周围的空气环境出现污染后，空气质量监测仪可向用户发出警报信号，以让用户关闭掉空气能热泵，以免有害气体被送入到室内(此部分的监测器、电机、气泵均为现有技术，且之间的控制连接关系依托现有的物联网技术即可实现)；

请参阅图4，进风通道301的上下两侧内壁均开设有气腔7，且气腔7内转动连接有清扫器8，清扫器8包括罩子801，罩子801远离气腔7的侧壁固定连接有毛刷802，毛刷802与过滤器4相贴，从而将过滤器4上的灰尘清扫下来，以免灰尘堵住过滤器4的网眼而影响空气进入量，罩子801为半球形，且罩子801为过滤器4的四分之一部分，是为了让两个罩子801将过滤器4罩住，从而让毛刷802清扫过滤器4，罩子801和气腔7的槽壁上均镶嵌有相互吸附的磁片803，且磁片803远离罩子801的转动端设置，通过额外增加的磁吸附力，使得封闭罩9能更好的恢复原位置，确保清扫器8不会阻碍空气的流通；

请参阅图6、7，清扫器8与气腔7之间固定连接有封闭罩9，清扫器8、封闭罩9和气腔7三者之间构成封闭的空间，且封闭罩9采用软质弹性材料(可优选橡胶材料)，当通过通气管10向封闭的空间内充入空气时封闭罩9鼓起来，从而让清扫器8向外转动直到毛刷802贴在过滤器4上，而当向外抽空气时，封闭罩9在自身弹力作用下回复原形，让清扫器8转回到气腔7中，以不阻碍空气的流通，自清理式灰尘截留器3靠近气腔7的内壁插设有通气管10，且相邻两个气腔7之间相互连通且通过管道与通气管10连通，自清理式灰尘截留器3的顶部安装有与通气管10连接的气泵11。

本装置的使用方法包括以下步骤：

请参阅图8、9，S1，当过滤器4上积满灰尘后阻力增大，导致空气流通量下降，此时空气流量监测器2将流量值的变化通过物联网发送到控制面板或移动终端，用户可通过控制面板或移动终端启动伺服电机6和气泵11；

请参阅图6、7，S2，伺服电机6通过驱动串联杆5带动过滤器4转动，同时气泵11通过通气管10向各个气腔7中充气让清扫器8鼓起来与过滤器4相贴，这样清扫器8可将过滤器4的灰尘扫落下来，实现自我清洁；

S3，每次清洁可设置固定的时间段，时间到后伺服电机6停机，气泵11开始将气腔7的空气向外抽，使得清扫器8复位回到气腔7内，此时过滤器4可继续进行工作。

通过对现有翅片换热器前的净化网进行改变，来实现自我清灰的目的，有效减少灰尘对翅片换热器的影响，确保设备的长期稳定运行，通过过滤器4来过滤空气，有效避免大颗粒杂质在翅片换热器上堆积，依托现有的物联网技术在空气能热泵内部设置空气流量监测器2来监测空气的流通量，在过滤器4被灰尘堵住后可发送信号给用户，用户通过远程操控可让过滤器4转动起来，并通过充气的方式使清扫器8贴近过滤器4，从而实现对过滤器4的清扫，达到自我清理的目的，不仅解决了人工清理的麻烦，而且节约了维护成本，特别适用于安装在高层、狭小空间等不便操作空间下的空气能热泵。

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 (8)

1.一种基于物联网的空气能热泵，包括空气能热泵本体（1），其特征在于：所述空气能热泵本体（1）的上端出风口处安装有空气流量监测器（2），所述空气能热泵本体（1）位于翅片换热器外侧的两侧侧壁均固定连接有自清理式灰尘截留器（3），所述自清理式灰尘截留器（3）上开设有多个等间距设置的进风通道（301），每个所述进风通道（301）的内部均转动连接有过滤器（4），且所有的过滤器（4）之间通过驱动串联杆（5）串联起来，所述自清理式灰尘截留器（3）的顶部安装有与驱动串联杆（5）连接的伺服电机（6），所述进风通道（301）的上下两侧内壁均开设有气腔（7），且气腔（7）内转动连接有清扫器（8），所述清扫器（8）与气腔（7）之间固定连接有封闭罩（9），所述自清理式灰尘截留器（3）靠近气腔（7）的内壁插设有通气管（10），且相邻两个气腔（7）之间相互连通且通过管道与通气管（10）连通，所述自清理式灰尘截留器（3）的顶部安装有与通气管（10）连接的气泵（11）；

所述清扫器（8）、封闭罩（9）和气腔（7）三者之间构成封闭的空间，且封闭罩（9）采用软质弹性材料；

所述空气流量监测器（2）通过物联网与空气能热泵本体（1）的控制面板或移动终端连接，所述伺服电机（6）和气泵（11）通过空气能热泵本体（1）的PLC控制系统与控制面板或移动终端连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于物联网的空气能热泵，其特征在于：所述清扫器（8）包括罩子（801），所述罩子（801）远离气腔（7）的侧壁固定连接有毛刷（802）。

3.根据权利要求2所述的一种基于物联网的空气能热泵，其特征在于：所述罩子（801）为半球形，且罩子（801）为过滤器（4）的四分之一部分。

4.根据权利要求1所述的一种基于物联网的空气能热泵，其特征在于：所述进风通道（301）的内壁开设有与过滤器（4）匹配的转动槽，且转动槽的槽壁上同样固定连接有毛刷。

5.根据权利要求1所述的一种基于物联网的空气能热泵，其特征在于：所述过滤器（4）为球形的过滤网，且过滤器（4）为内外双层结构。

6.根据权利要求2所述的一种基于物联网的空气能热泵，其特征在于：所述罩子（801）和气腔（7）的槽壁上均镶嵌有相互吸附的磁片（803），且磁片（803）远离罩子（801）的转动端设置。

7.根据权利要求1所述的一种基于物联网的空气能热泵，其特征在于：所述空气能热泵本体（1）靠近空气流量监测器（2）处还安装有空气质量监测仪，且空气质量监测仪通过物联网与空气能热泵本体（1）的控制面板或移动终端连接。

8.根据权利要求1-7任一项所述的一种基于物联网的空气能热泵，其特征在于：所述空气能热泵的使用方法包括以下步骤：

S1，当过滤器（4）上积满灰尘后阻力增大，导致空气流通量下降，此时空气流量监测器（2）将流量值的变化通过物联网发送到控制面板或移动终端，用户可通过控制面板或移动终端启动伺服电机（6）和气泵（11）；

S2，伺服电机（6）通过驱动串联杆（5）带动过滤器（4）转动，同时气泵（11）通过通气管（10）向各个气腔（7）中充气让清扫器（8）鼓起来与过滤器（4）相贴，这样清扫器（8）可将过滤器（4）的灰尘扫落下来，实现自我清洁；

S3，每次清洁可设置固定的时间段，时间到后伺服电机（6）停机，气泵（11）开始将气腔（7）的空气向外抽，使得清扫器（8）复位回到气腔（7）内，此时过滤器（4）可继续进行工作。

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