CN113825961A

CN113825961A - 用于热泵的室外单元

Info

Publication number: CN113825961A
Application number: CN202080019520.0A
Authority: CN
Inventors: 吉川浩太; W·范斯滕奎斯特; A·哈迪安加蒂; J·D·加西亚·洛佩兹; T·叙尔蒙; R·梅塔
Original assignee: Daikin Europe NV; Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Europe NV; Daikin Industries Ltd
Priority date: 2019-03-08
Filing date: 2020-03-06
Publication date: 2021-12-21
Anticipated expiration: 2040-03-06
Also published as: US20220136750A1; CN113825961B; JP7350873B2; EP3705811A1; JP2022524763A; WO2020184491A1

Abstract

一种用于包括制冷剂回路的热泵(1)的室外单元(10)，该室外单元包括：压缩机(13)；所述制冷剂回路的排放管(17)，其连接到所述压缩机(13)的排放侧；底板(31)，所述底板(31)具有底座(36)以及从所述底座(36)的外边缘向上突出的外凸缘(37)；热源换热器(11)，其支撑在所述底板(31)上；以及除霜旁通管(50)，其一端与所述排放管(17)连接，并且另一端与液体制冷剂管(19；20)连接，所述除霜旁通管(50)布置在所述凸缘(37)的内侧(37a)和所述热源换热器(11)的外侧(11a)之间。

Description

用于热泵的室外单元

技术领域

本公开涉及用于冷却和/或加热目的的热泵。特别是，本公开涉及分体式热泵，该热泵包括室外单元和至少一个室内单元。更特别的是，本公开涉及使用空气作为热源的热泵。

背景技术

在加热操作中操作热泵可能导致容纳在室外单元中的热源换热器处形成霜。在热泵的除霜操作期间，为了给室外换热器除霜，进行加热操作的逆循环操作。由于逆循环，热源换热器充当冷凝器散热，并且霜被解冻。解冻的霜(水)沿热源换热器朝包括排水结构的底板流动，以便排水。

然而，在寒冷的天气条件下，水往往会在底板上结冰(特别是在热源换热器下面的部分)，堵塞了排水结构。为了应对这个问题，JP S63-178762 U或EP2333440 A1提出了与压缩机的排放管连接的除霜旁通管。除霜旁通管定位在热源换热器下面的底板的排水结构内。因此，除霜旁通管在除霜操作期间，在热源换热器下面的底板的一部分中加热底板，从而避免在排水结构内形成霜/冰。

然而，底板在许多情况下具有外凸缘，该外凸缘从底座向上突出。热源换热器的外侧在凸缘内侧布置在底板上。已发现沿热源换热器流动的一些水往往会在凸缘内侧和热源换热器外侧之间的部分中结冰。

这可能导致的问题是，沿热源换热器外侧流动的额外的水并不流入底板上的排水结构中，而是从底板的外边缘落到地面。此外，换热器的换热效率也会降低。

为了应对这个问题，已经考虑在凸缘的内侧(即，在凸缘的内侧和热源换热器的外侧之间)布置电加热器。然而，这需要提供另一种类型的加热器(电)，并需要提供额外的控制装置来控制所述加热器，并且增加了热泵的功率消耗。

引用文献列表

专利文献

[PTL 1]JP S63-178762 U

[PTL 2]EP 2333440 A1

发明内容

鉴于上述情况，本公开的目的是提供一种用于热泵的室外单元，该室外单元更容易防止在除霜操作期间在热源换热器和底板之间形成霜/冰，并可以避免需要不同的加热手段。

这一目的可以由第一方面中限定的室外单元来实现。可以在其它方面、以下描述和附图中找到实施方式。

根据第一方面，提出了一种用于包括制冷剂回路的热泵的室外单元。制冷剂回路至少可以包括借助制冷剂管连接的热源换热器(室外换热器)、热消耗型换热器(室内换热器)、膨胀阀和压缩机。此外，制冷剂回路可以包括四通开关阀，用于在加热操作和冷却/除霜操作(逆循环操作)之间进行切换。室外单元至少包括压缩机和热源换热器。此外，室外单元可以包括四通开关阀和/或膨胀阀。

在第一方面，制冷剂回路的排放管连接到压缩机的排放侧。在一个实施例中，排放管连接压缩机的排放侧和四通阀。

此外，室外单元包括底板，该底板具有底座和从底座的外边缘向上突出的外凸缘(或边框)。外凸缘至少沿底板的外周边缘设置，并具有与外侧相对的内侧。另外，底板可以具有排水结构(例如一个或多个排水通道以及至少一个排水孔)，用于将积聚在底板上和排水结构中的水排出。

热源换热器被支撑在底板上。室外单元可以进一步包括制冷剂回路的液体制冷剂管。制冷剂回路的液体制冷剂管可以连接热源换热器和热消耗型换热器。术语“液体制冷剂管”应理解为在该管中流动的制冷剂主要处于液相。此外，室外单元可以进一步包括连接热源换热器和四通阀的制冷剂管。

为了避免在除霜操作期间在凸缘的内侧和热源换热器的外侧之间形成霜，除霜旁通管(第一除霜旁通管)的一端连接到排放管。根据一个实施例，除霜旁通管的相对端可以连接到液体制冷剂管。因此，除霜旁通管旁经热源换热器。在一个实施例中，除霜旁通管连接在压缩机的排放侧和四通开关阀之间，因此旁经四通开关阀和热源换热器。根据另一个实施例，除霜旁通管的相对端可以连接到连接四通阀和热源换热器的制冷剂管。因此，除霜旁通管旁经四通阀。

除霜旁通管布置在凸缘的内侧和热源换热器的外侧之间。

可以设置阀来控制制冷剂从排放管经由除霜旁通管到液体制冷剂管的流动。可以提供控制器来控制该阀，即在正常操作期间关闭该阀，并在除霜操作期间打开该阀。

根据第一方面，防止在除霜操作期间在凸缘的内侧和热源换热器的外侧之间形成霜/冰。由于在除霜操作期间，热的气体制冷剂流经除霜旁通管，该除霜旁通管从将热气体制冷剂馈送到热源换热器以进行除霜的制冷剂管分支出，因此不需要额外的不同加热结构。

根据第二方面，除霜旁通管是包括上管和下管的环路。上管和下管可以借助弯管(例如180度的弯管)连接。在这方面，上管比下管更远离底板的底座布置。换句话说，上管和下管在竖直方向上平行布置。

因此，凸缘的内侧和热源换热器的外侧之间的距离可以保持在最小值，并且可以确保在除霜操作期间，整个凸缘的内侧和热源换热器的相应外侧得到充分的加热。

根据第三方面，室外单元进一步包括附加(第二)除霜旁通管，该附加除霜旁通管一端连接到排放管。根据一个实施例，附加除霜旁通管的相对端连接到液体制冷剂管。根据另一实施例，附加除霜旁通管的相对端连接到连接四通阀和热源换热器的制冷剂管。附加除霜旁通管布置在底板的底座和换热器的下侧之间。换句话说，附加除霜旁通管夹在热源换热器(特别是其下侧)和底板的底座之间。在底板包括排水结构(例如排水通道)的情况下，附加除霜旁通管可以布置在排水结构(例如排水通道)内。

因此，防止在底板上形成冰，并且可以有效地实现在除霜操作期间向热源换热器的外部的排水。

根据第四方面，附加除霜旁通管包括辅助环路，该辅助环路在垂直于底板观看时至少部分不位于热源换热器的下方(下面)。因此，在垂直于底板观看时(底板上的俯视图)，辅助环路看起来离开(伸出)热源换热器。

这种配置提供了下面解释的某些优点。

根据第五方面，附加除霜旁通管由在连接部分处相互连接的至少两个管子制成。例如，附加除霜旁通管的管子在连接部分处钎焊。连接部分在这方面定位在辅助环路中，以便在垂直于底板观看时连接部分不位于热源换热器的下方。

连接部分处发生管路内泄漏的可能性比其它部分高。根据这一方面，连接部分在俯视图中定位在热源换热器的外部，这使得连接部分更容易接近。因此，可以在不需要移除热源换热器的情况下检查连接部分。因此，外部单元的可维修性得以简化。

根据第六方面，在垂直于底板观看时，辅助环路朝支撑底板上的风扇的支撑结构延伸。

在许多情况下，风扇的支撑结构直接固定到底板。然而，一些水往往在靠近支撑结构固定到底板的部分的位置积聚在底板上。如果这些水结冰，则可能会发生冰使支撑结构移位的情况。特别是已经认识到支撑结构的倾斜。这可能导致的问题是，风扇的风扇叶片可能与室外单元的外壳内的其它部件接触，从而导致严重损坏。在这方面，辅助环路朝支撑风扇的支撑结构延伸，由此底板的与支撑结构相邻的区域可以被加热并防止冰的形成。

根据第七方面，除霜旁通管和附加除霜旁通管并联连接。

因此，可以实现关于除霜操作期间的控制的更高灵活性。

特别是根据第八方面，除霜旁通管和附加除霜旁通管中的每一者中均布置有阀。

因此，可以被独立控制穿过除霜旁通管和附加除霜旁通管的气体制冷剂的流动。

另选地，根据第九方面，布置有阀以控制制冷剂从排放管穿过除霜旁通管和附加除霜旁通管二者的流动，优选地流向液体制冷剂管或流向连接四通阀和热源换热器的制冷剂管。

因此，控制不那么复杂，需要的零件少，从而节省成本。

根据第十方面，该室外单元进一步包括控制器，其中该控制器配置成在正常操作期间关闭阀，并在除霜操作期间打开阀。

根据第十一方面，附加除霜旁通管绕过底板中的排水孔。术语“绕过”应理解为，附加除霜旁通管在垂直于底板观看时(底板上的俯视图)具有曲率(弯曲部分)，因此不直接穿过排水孔。然而，由于空间的限制，附加除霜旁通管在排水孔的外边缘可能会出现轻微的重叠。

因此，排水孔的开口面积/横截面可以保持尽可能大，以支持快速和完全地将水从底板排到外面。

在结合附图考虑的情况下，参考以下详细描述，将容易更全面地理解本公开及其许多附带的优点。

附图说明

[图1]图1示出了根据本公开的室外单元的立体图，其中包括格栅和阀口的前面板被移除，并且透视地示意性示出了热源换热器；

[图2]图2示出了图1中的室外单元沿水平面的部分放大剖视图，其中透视地示意性示出了热源换热器；

[图3]图3示出了图1中的室外单元的部分放大立体图，其中移除了换热器；

[图4]图4示出了图1中的外部单元沿竖直平面的部分放大剖视图，其中透视地示意性示出了热源换热器；

[图5]图5示出了实施图1所示的室外单元的热泵的管路图。

具体实施方式

现在将参照附图解释实施方式。对于热泵领域的技术人员来说，根据本公开显然可见的是，以下对实施方式的描述仅用于说明，而不为了限制由所附权利要求书限定的本发明。

图1示出了分体式热泵1(图5)的室外单元10的立体图。

热泵1包括室外单元10和室内单元100。室内单元100包括热消耗型换热器(室内换热器101)和室内风扇102。

在本实施例中，室外单元10包括热源换热器11和室外风扇12。可以容纳在室外单元10中的附加部件是压缩机13、蓄能器14、膨胀阀15和/或四通开关阀16。

参照图5，制冷剂回路的部件借助制冷剂管连接。在这种情况下，制冷剂管17(排放管)与压缩机13的排放侧以及四通开关阀16连接。此外，四通开关阀16借助制冷剂管18与热源换热器11连接。液体制冷剂管19连接热源换热器11和膨胀阀15。

室外单元10和室内单元100借助液体制冷剂连接管20和气体制冷剂连接管21连接。液体制冷剂连接管连接到膨胀阀15和热消耗型换热器101。气体制冷剂连接管21连接到热消耗型换热器101和四通开关阀16。

此外，四通开关阀16借助另外的制冷剂管22连接到蓄能器14，蓄能器14则借助制冷剂管路23连接到压缩机的入口侧。

在热泵1的加热操作过程(由图5中的实线和箭头所示)，从压缩机13排放的制冷剂经由排放管17、四通开关阀16和气体制冷剂连接管21流过充当冷凝器的热消耗型换热器101。

随后，液体制冷剂从热消耗型换热器101经由液体制冷剂连接管20、膨胀阀15和液体制冷剂管19流到充当蒸发器的热源换热器11。

气体制冷剂离开热源换热器11，经由制冷剂管18、四通开关阀16、制冷剂管22、蓄能器14和制冷剂管路23流到压缩机13的入口侧。

在加热操作期间，当热源换热器11充当蒸发器时，在热源换热器11上形成霜。霜的形成降低了热源换热器11的换热效率。因此，必须定期进行除霜操作。

在除霜操作期间，上述循环是逆向的，这在图5中由虚线和虚线箭头表示。

在除霜操作期间，从压缩机13排出的制冷剂经由排放管17、四通开关阀16和制冷剂管18流过充当冷凝器的热源换热器11。因此，热源换热器11被加热，并且其上形成的任何霜被解冻。

随后，液体制冷剂从热源换热器11经液体制冷剂管19、膨胀阀15和液体制冷剂连接管20流到充当蒸发器的热消耗型换热器101。

气体制冷剂离开热消耗型换热器101，并经由气体制冷剂连接管21、四通开关阀16、制冷剂管22、蓄能器14和制冷剂管路23流到压缩机13的入口侧。

下文参照图1至图4更详细地解释室外单元10的结构。

所示的室外单元10包括外壳30。外壳30具有顶板33和侧板34。在所示的实施方式中，侧板34绕室外单元10的外壳30的后角延伸，与外壳30的背板35连接(与背板35一体形成/形成一体结构)。

此外，外壳30具有底板31。用于将室外单元安装在水平表面上或用于经由支架将室外单元安装到竖直壁的支脚32(见图1和图3)固定到底板31。

底板31具有底座36。支脚32附接到底座36的下侧。周向凸缘37从底座36向外突出。因此，凸缘37基本上竖直取向，而底座36水平取向。凸缘37可以绕底座36的整个圆周延伸。因此，底板31类似于排水盘。

底板31的底座36中设置有排水结构38。该排水结构38包括多个通道39a至39e。此外，该排水结构38包括排水孔40。在本实施例中，排水孔40定位在排水通道39a内。排水通道39a至39e将底板31的底座36上积聚的任何水引向排水孔40。排水孔40与底板31下侧处的排水口41连接，以便将任何水引离室外单元10。

室外风扇12也容纳在室外单元10的外壳30中。室外风扇12经由支撑结构42固定到底板31的底座36。风扇马达43附接到支撑结构42，并旋转地支撑包括风扇叶片45的风扇转子44。在所描绘的实施方式中，支撑结构42直接拧在底板31的底座36上。排水通道39c和39e旁经支撑结构42，特别是底座36的固定有支撑结构的部分。

从图2可以最佳看出，热源换热器11占据了外壳30的后侧的一部分以及外壳30的与侧板34相对的一侧。热源换热器11在俯视图中是“L”形的。

如图4中所示，热源换热器11支撑在底座36的上表面上。排水通道39a基本上在热源换热器11支撑在底座36上的位置依循底座36的外边缘部分。因此，热源换热器11的下侧11c朝底座36和排水通道39a定向。热源换热器11甚至可以封闭排水通道39a的上开口。

另外，热源换热器11定位在底板31上，以便热源换热器11的外侧11a定位在凸缘37内侧，或者更具体地定位在凸缘37的内表面37a内侧。

如前所提到的，热源换热器11在除霜操作期间被加热，由此在其上形成的任何霜被融化。因此，水沿热源换热器11(包括热源换热器11的外侧11a和内侧11b)的表面向下流到底板31。一些水将在凸缘37的内侧37a和热源换热器11的外侧11a之间的间隙中流动。

一些水还会朝底板31的底座36中的排水结构38流动。这些水经由排水通道39a至39e被朝排水孔40引导，并从那里经由排水口41离开室外单元10。

为了防止在除霜操作期间在内侧37a和外侧11a之间的部分中形成冰，凸缘37的内侧37a和热源换热器11的外侧11a之间的空间中设置有除霜旁通管50。除霜旁通管50包括下管50a和上管50b。下管50a和上管50b在竖直方向上相互平行延伸。因此，上管50b比下管50a离底座36更远。

下管50a和上管50b在一端借助弯管50c连接，形成环路。下管50a和上管50b的相对两端分别间接或直接连接到排放管17和液体制冷剂管19(图5)。

此外，热源换热器11的下方(特别是在热源换热器11的下侧11c的下方)设置有附加的除霜旁通管60。在所示的实施例中，附加除霜旁通管60布置在排水通道39a内。附加除霜旁通管60包括外管60a和内管60b。外管60a和内管60b在水平方向上相互平行延伸。因此，内管60b比外管60a更远离凸缘37的内侧37a。

外管60a和内管60b在一端借助弯管60c连接，形成环路。外管60a和内管60b的相对两端分别间接或直接连接到排放管17和液体制冷剂管19(图5)。

此外，附加除霜旁通管60具有辅助环路61。辅助环路61是通过将除霜旁通管60弯折成朝室外风扇12的支撑结构42延伸而形成。在本实施例中，辅助环路61从排水通道39a延伸到旁经支撑结构42的排水通道39c中。在这种情况下，内管60a和外管60b远离凸缘37向外弯折，并分别借助180度的弯管61a连接(钎焊)。从图2可以最佳看出，连接部分(即弯管61a分别与内管和外管连接(钎焊)的部分)在俯视图中看起来离开热源换热器11。因此，可以容易检查钎焊部分，而不需要移除热源换热器11进行维护。弯管60c也看起来离开热源换热器11(见图1)，因此，也可以容易地检查这个连接部分，而不必移除除热源换热器11。当检查凸缘37的内侧37a和热源换热器11的外侧11a之间的间隙时，弯管50c无论如何是可见的。

此外，附加的除霜旁通管60包括绕过排水孔40的弯曲部分62(图2)，以便最多堵塞排水孔40剖面的一小部分，从而使水经由排水孔40可靠地排出。

从图5可以看出，除霜旁通管50和附加除霜旁通管60并联连接。可以设置阀63，以便在除霜操作期间控制气体制冷剂在附加除霜旁通管60中流入除霜旁通管50。作为阀63的另选，可以在除霜旁通管50和附加除霜旁通管60中分别设置两个阀63a和63b，这使得能够独立控制各管50和60中的流量。设置控制器70以控制阀63或另选地控制阀63a和63b。特别是，控制器70在除霜操作过程中打开阀63或另选地打开阀63a和63b，并且在正常操作中(例如加热操作中)关闭阀63或另选地关闭阀63a和63b。

因此，在除霜操作期间，热的气体制冷剂流经除霜旁通管50和附加除霜旁通管60。

因此，凸缘37的内侧37a和热源换热器11的外侧11a之间的空间被除霜旁通管50加热，从而防止在所述空间中形成冰。

类似地，排水通道39a被附加的除霜旁通管60加热，从而避免在排水通道39a中形成冰。由于朝支撑结构42延伸到排水通道39c中的辅助环路61，支撑结构42附近的部分被加热，可以防止在支撑结构42处形成冰。因此，可以避免由于冰的形成而导致支撑结构42移位。

应当理解，本实施方式的描述不被认为是限制性的。相反，技术人员可以实现若干变型。例如，在附加除霜旁通管60中可以提供不只一个辅助环路。此外，除霜旁通管50和/或附加除霜旁通管60也可以与液体制冷剂连接管20连接。甚至还可以设想将除霜旁通管50和/或附加除霜旁通管60的一端连接到排放管17，而将另一相反端连接到制冷剂管18，而不是连接到液体制冷剂管19或液体制冷剂连接管20。

附图标记列表

1 热泵

10 室外单元

11 热源换热器

11a 外侧

11b 内侧

11c 下侧

12 室外风扇

13 压缩机

14 蓄能器

15 膨胀阀

16 四通开关阀

17 排放管

18 制冷剂管

19 液体制冷剂管

20 液体连接管

21 气体连接管

22 制冷剂管

23 制冷剂管

30 外壳

31 底板

32 支脚

33 顶板

34 侧板

35 背板

36 底板的底座

37 凸缘

37a 凸缘的内侧

38 排水结构

39a至39e 排水通道

40 排水孔

41 排水口

42 支撑结构

43 风扇马达

44 风扇转子

45 风扇叶片

50 除霜旁通管

50a 下管

50b 上管

50c 弯管

60 附加除霜旁通管

60a 外管

60b 内管

60c 弯管

61 辅助环路

61a 弯管

62 弯曲部分

100 室内单元

101 热消耗型换热器

102 室内风扇。

Claims

1.一种室外单元(10)，所述室外单元用于包括制冷剂回路的热泵(1)，所述室外单元包括：

压缩机(13)；

所述制冷剂回路的排放管(17)，所述排放管连接到所述压缩机(13)的排放侧；

底板(31)，所述底板具有底座(36)以及从所述底座(36)的外边缘向上突出的外凸缘(37)；

热源换热器(11)，所述热源换热器支撑在所述底板(31)上；以及

除霜旁通管(50)，所述除霜旁通管的一端与所述排放管(17)连接，所述除霜旁通管(50)布置在所述外凸缘(37)的内侧(37a)与所述热源换热器(11)的外侧(11a)之间。

2.根据权利要求1所述的室外单元，其中，所述除霜旁通管(50)是包括上管(50b)和下管(50a)的环路，其中，所述上管(50b)比所述下管(50a)更远离所述底板(31)的所述底座(36)。

3.根据前述权利要求中的任一项所述的室外单元，所述室外单元进一步包括在一端连接到所述排放管(17)的附加除霜旁通管(60)，所述附加除霜旁通管(60)布置在所述底板(31)的所述底座(36)与所述热源换热器(11)的下侧(11c)之间。

4.根据权利要求3所述的室外单元，其中，所述附加除霜旁通管(60)包括辅助环路(61)，在垂直于所述底板观看时所述辅助环路不位于所述热源换热器(11)的下方。

5.根据权利要求4所述的室外单元，其中，所述附加除霜旁通管(60)由在连接部分处相互连接的至少两个管子制成，所述连接部分位于所述辅助环路(61)中，从而在垂直于所述底板观看时所述连接部分不位于所述热源换热器(11)的下方。

6.根据权利要求4或5所述的室外单元，其中，在垂直于所述底板(31)观看时所述辅助环路(61)朝支撑所述底板(31)上的风扇(12)的支撑结构(42)延伸。

7.根据权利要求3、4、5或6所述的室外单元，其中，所述除霜旁通管(50)和所述附加除霜旁通管(60)并联连接。

8.根据权利要求7所述的室外单元，其中，所述除霜旁通管(50)和所述附加除霜旁通管(60)中的每一者中均布置有阀(63a、63b)。

9.根据权利要求7所述的室外单元，其中，阀(63)布置成控制制冷剂从所述排放管(17)穿过所述除霜旁通管(50)和所述附加除霜旁通管(60)两者的流动。

10.根据权利要求8或9所述的室外单元，所述室外单元进一步包括控制器(70)，其中，所述控制器(70)配置成在正常操作期间关闭所述阀(63；63a、63b)并且在除霜操作期间打开所述阀(63；63a、63b)。

11.根据权利要求3至10中的任一项所述的室外单元，其中，所述附加除霜旁通管(60)绕过所述底板(31)中的排水孔(40)。