CN114136022B - 回热式的高效低温空气源热泵 - Google Patents

Abstract

本发明公开了回热式的高效低温空气源热泵，包括外壳；储液罐，安装在外壳内，储液罐内设有冷凝器；蒸发器，安装在外壳内，与冷凝器通过制冷剂管道连接；除霜组件，安装在外壳内，通过所述除霜组件将蒸发器表面的霜刮除，本发明使用刮板将蒸发器表面的霜刮除，减小蒸发器表面的霜层，从而方便热泵的吸热；而且，在刮板运动时，通过刮板的运动联动保温壳内部的热水作用于刮板上，保证刮板的温度，从而更加方便刮板对霜层的刮除。

Description

回热式的高效低温空气源热泵

技术领域

本发明涉及空气源热泵技术领域，具体为回热式的高效低温空气源热泵。

背景技术

空气源热泵是一种利用高位能使热量从低位热源空气流向高位热源的节能装置。它是热泵的一种形式。顾名思义，热泵也就是像泵那样，可以把不能直接利用的低位热能（如空气、土壤、水中所含的热量）转换为可以利用的高位热能，从而达到节约部分高位能（如煤、燃气、油、电能等）的目的。

现有的热泵在使用时，需要将空气中的热源传递至制冷剂内，蒸发器表面可能形成霜，导致蒸发器变厚，会降低蒸发器的导热效果。

为此，我们提出回热式的高效低温空气源热泵。

发明内容

本发明的目的在于提供回热式的高效低温空气源热泵，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：回热式的高效低温空气源热泵，包括：

外壳；

储液罐，安装在外壳内，储液罐内设有冷凝器；

蒸发器，安装在外壳内，与冷凝器通过制冷剂管道连接；

除霜组件，安装在外壳内，通过所述除霜组件将蒸发器表面的霜刮除。

优选的，所述除霜组件包括安装在蒸发器内侧的刮板，所述外壳的内壁设有螺杆，所述刮板的一侧设有与螺杆螺纹连接的螺套，当所述螺杆转动时，所述螺杆推动刮板上升或下降，所述螺杆的外侧套设有齿轮一，所述外壳的内壁设有电机，所述电机输出轴的自由端固定连接有与齿轮一啮合的齿轮二。

优选的，所述刮板的内部设有两个互相连通的热水通道，所述储液罐的外侧设有保温壳，所述保温壳与刮板的两个通道通过水管连通。

优选的，其中一个所述水管的管口外侧设有转环，所述转环的外侧设有若干个呈中心对称分布的齿牙，所述外壳的内壁设有与螺杆长度方向平行分布的齿条，所述齿条与齿牙啮合，所述转环与水管管口转动连接，所述转环的内部设有若干个呈中心对称分布的螺旋叶，通过转环齿牙在齿条上的转动，使得水流从保护壳内流入刮板内。

优选的，所述保温壳内设有两个单向管道，每个所述单向管道的两端均设有橡胶垫，两个所述橡胶垫分别位于单向管道的内侧和外侧。

优选的，位于所述单向管道顶部的橡胶垫位于单向管道的内侧，位于所述单向管道底部的橡胶垫位于单向管道的外侧。

优选的，所述刮板的两端均设有倒角，通过所述刮板的倒角经过所述蒸发器的表面时，使得所述蒸发器表面的霜被刮板铲起。

优选的，所述外壳的内壁设有两个呈对称分布的导向杆，所述刮板的内侧设有两个与两个导向杆滑动连接的两个滑套，通过两个滑套在两个导向杆上滑动，使得刮板在蒸发器表面移动。

本发明至少具备以下有益效果：

通过电机齿轮二转动，齿轮二带动齿轮一转动，齿轮一从而带动螺杆发生转动，螺杆通过螺套带动刮板上升或下降，对蒸发器表面的霜进行刮除，相当于现有技术中，蒸发器表面可能形成霜，导致蒸发器变厚，会降低蒸发器的导热效果，本发明使用刮板将蒸发器表面的霜刮除，减小蒸发器表面的霜层，从而方便热泵的吸热；

而且，在刮板运动时，通过刮板的运动联动保温壳内部的热水作用于刮板上，保证刮板的温度，从而更加方便刮板对霜层的刮除。

附图说明

图1为本发明整体结构示意图；

图2为本发明局部结构示意图；

图3为本发明另一视角局部结构图；

图4为本发明除霜组件局部结构图；

图5为图4中A区域放大图；

图6为图4中另一视角结构图；

图7为图6中B区域放大图；

图8为图4的正视局部剖视图；

图9为图8中C区域放大图；

图10为图8中局部剖视图；

图11为图10中D区域放大图；

图12为图10中E区域放大图。

图中：1-外壳；2-储液罐；3-蒸发器；4-除霜组件；5-刮板；6-螺杆；8-齿轮一；9-电机；10-齿轮二；11-热水通道；12-保温壳；13-水管；14-转环；15-齿牙；16-螺旋叶；17-单向管道；18-橡胶垫；19-导向杆；20-滑套。

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。

请参阅图1-12，本发明提供一种技术方案：回热式的高效低温空气源热泵，包括：

外壳1，放置在地面上；

储液罐2，储液罐2与外壳1的内壁底部固定连接，安装在外壳1内，储液罐2内设有冷凝器，冷凝器绕在储液罐2的内部，通过冷凝器的放热将储液罐2内的水加热；

蒸发器3，蒸发器3与外壳1固定连接，安装在外壳1内，与冷凝器通过制冷剂管道连接；

除霜组件4，安装在外壳1内，通过所述除霜组件4将蒸发器3表面的霜刮除。

所述除霜组件4包括安装在蒸发器3内侧的刮板5，刮板5与蒸发器3表面滑动连接，所述外壳1的内壁设有螺杆6，螺杆6与外壳1的内壁转动连接，所述刮板5的一侧设有与螺杆6螺纹连接的螺套，螺套与刮板5固定连接，当所述螺杆6转动时，所述螺杆6推动刮板5上升或下降，进而方便刮板5上下对蒸发器3表面刮霜，所述螺杆6的外侧套设有齿轮一8，齿轮一8与螺杆6固定连接，齿轮一8安装在螺杆6的底部，在不阻碍整个热泵工作的前提下，方便电机9或者外界驱动动力的传输，所述外壳1的内壁设有电机9，电机9通过固定架与外壳1的内壁固定连接，电机9为正反转电机9，电机9可以带动螺杆6正转和反转，从而带动刮板5上下移动，所述电机9输出轴的自由端固定连接有与齿轮一8啮合的齿轮二10，齿轮二10的转动推动齿轮一8的转动，进而推动螺杆6转动，刮板5在蒸发器3的竖直限位作用下沿蒸发器3表面上下滑动，将蒸发器3表面的霜除去。

所述刮板5的内部设有两个互相连通的热水通道11，刮板5呈U形，刮板5内部的热水通道11与刮板5一体成型，将方钢管冲压加工成刮板5的U形，再将方钢管的两端密封，所述储液罐2的外侧设有保温壳12，保温壳12与储液罐2固定连接，保温壳12为中空状，所述保温壳12与刮板5的两个通道通过水管13连通，保温壳12通入水还可以对储液罐2起到保温的作用，更加方便储液罐2的使用，刮板5的表面开设有两个通孔，保温壳12的表面开设有两个通孔，通过水管13将刮板5的通孔与保温壳12的通孔分别连通，使得刮板5与保温壳12内部连通，形成水循环，水管13分为两端的接头部位，为金属管，两个接头之间通过塑胶软管连接。

其中一个所述水管13的管口外侧设有转环14，转环14转动连接在接头金属管上，转环14与所述转环14的外侧设有若干个呈中心对称分布的齿牙15，齿牙15与转环14固定连接，所述外壳1的内壁设有与螺杆6长度方向平行分布的齿条，齿条固定在外壳1的底部内壁，所述齿条与齿牙15啮合，所述转环14与水管13管口转动连接，所述转环14的内部设有若干个呈中心对称分布的螺旋叶16，螺旋叶16与转环14的内壁固定连接，通过转环14齿牙15在齿条上的转动，使得水流从保护壳内流入刮板5内，在刮板5随着螺杆6的运动上升或者下降时，转环14在齿牙15的作用下沿着齿条转动，螺旋叶16随着转环14的转动而转动，在螺旋叶16转动时，螺旋叶16将保温壳12内的热水传导至刮板5的热水通道11内，刮板5内的热水一直处于流动状态，刮板5在刮除霜的同时，刮板5温度上升，从而保证方便刮板5刮除霜，而且，在刮板5上升时，刮板5的上部的热水通道11通入热水，在刮板5下降时，刮板5的下部通入热水，进而更加方便刮板5的工作侧的加温，从而方便刮板5对蒸发器3霜的除去。

所述保温壳12内设有两个单向管道17，单向管道17分别于不同的水管13接口连接，每个所述单向管道17的两端均设有橡胶垫18，单向管道17的表面开设有两个通孔，橡胶垫18覆盖在通孔上，且呈四边形的橡胶垫18的一边与单向管道17固定连接，橡胶垫18具有弹性，在受到位于橡胶垫18反侧的水压时，橡胶垫18会被打开，从而可以保证两个管道的进水口均从同一端进水，保证进水的水温较高，出水侧的水温较低，两个所述橡胶垫18分别位于单向管道17的内侧和外侧。

位于所述单向管道17顶部的橡胶垫18位于单向管道17的内侧，位于所述单向管道17底部的橡胶垫18位于单向管道17的外侧，保温壳12内水温较高的位置位于保温壳12的上半部，上半部的橡胶垫18在刮板5上升时打开，热水从刮板5的上半部进入上半部热水通道11内，另一个单向管道17的上部的橡胶垫18在刮板5下降时打开，热水从刮板5下半部的热水通道11内进入，对刮板5的下半部加热， 从保温壳12的上半部进水可以保证水温较高，进而方便刮板5的加温。

所述刮板5的两端均设有倒角，通过所述刮板5的倒角经过所述蒸发器3的表面时，使得所述蒸发器3表面的霜被刮板5铲起。

所述外壳1的内壁设有两个呈对称分布的导向杆19，所述刮板5的内侧设有两个与两个导向杆19滑动连接的两个滑套20，通过两个滑套20在两个导向杆19上滑动，使得刮板5在蒸发器3表面移动，通过导向杆19和滑套20对刮板5的运动导向，方便刮板5稳定的上升或下降，更加方便对蒸发器3表面霜的刮除。

上述方案具备以下工作过程：

步骤一，启动电机9，电机9齿轮二10转动，齿轮二10带动齿轮一8转动，齿轮一8从而带动螺杆6发生转动，螺杆6通过螺套带动刮板5上升或下降，对蒸发器3表面的霜进行刮除；

步骤二，在刮板5随着电机9上升时，水管13的接口随着刮板5上升，水管13接口的转环14上升，齿牙15在齿条的作用下发生转动，转环14上升并转动，转环14带动螺旋叶16转动，螺旋叶16的转动推动水管13内的热水流动，在水管13内的热水流动时，位于单向管道17内壁顶部的橡胶垫18向单向管道17的内部转动，通孔打开，位于单向管道17外侧底部的橡胶仍保持正常密封状态，另一个单向管道17内壁顶部的橡胶垫18保持密封状态，另一个单向管道17底部外侧的橡胶垫18打开，通过热水通道11降温的水从另一个单向管道17外侧底部的通孔进入保温壳12内，热水在经过刮板5上半部的热水通道11进入刮板5下半部的热水通道11，形成一个热水循环，热水将刮板5上半部加热，从而方便上半部的刮板5刮除霜；

步骤三，在刮板5随着电机9下降时，水管13的接口随着刮板5下降，水管13接口的转环14上升或下降，齿牙15在齿条的作用下发生转动，转环14下降并反向转动，转环14带动螺旋叶16反向转动，螺旋叶16的转动反向推动水管13内的热水流动，在水管13内的热水流动时，位于单向管道17内壁顶部的橡胶垫18保持密封，位于单向管道17外侧底部的橡胶向外打开，通孔打开，另一个单向管道17内壁顶部的橡胶垫18向单向管道17内壁转动，通孔打开，另一个单向管道17底部外侧的橡胶垫18保持密封，通过热水通道11降温的水从单向管道17内侧顶部的通孔进入保温壳12内，热水在经过刮板5下半部的热水通道11进入刮板5上半部的热水通道11，形成一个热水循环，热水将刮板5下半部加热，从而方便下半部的刮板5刮除霜。

本方案使用刮板5结合热量的方式对蒸发器3表面除霜，除霜较为彻底，不需要停机并对蒸发器3表面通入热水进行除霜，操作更为方便，通过热量和纯机械刮除的方式减小热水热量的消耗。

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。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (5)

1.回热式的高效低温空气源热泵，其特征在于，包括：

外壳（1）；

储液罐（2），安装在外壳（1）内，储液罐（2）内设有冷凝器；

蒸发器（3），安装在外壳（1）内，与冷凝器通过制冷剂管道连接；

除霜组件（4），安装在外壳（1）内，通过所述除霜组件（4）将蒸发器（3）表面的霜刮除；

所述除霜组件（4）包括安装在蒸发器（3）内侧的刮板（5），所述外壳（1）的内壁设有螺杆（6），所述刮板（5）的一侧设有与螺杆（6）螺纹连接的螺套，当所述螺杆（6）转动时，所述螺杆（6）推动刮板（5）上升或下降，所述螺杆（6）的外侧套设有齿轮一（8），所述外壳（1）的内壁设有电机（9），所述电机（9）输出轴的自由端固定连接有与齿轮一（8）啮合的齿轮二（10）；

所述刮板（5）的内部设有两个互相连通的热水通道（11），所述储液罐（2）的外侧设有保温壳（12），所述保温壳（12）与刮板（5）的两个热水通道（11）通过水管（13）连通；

其中一个所述水管（13）的管口外侧设有转环（14），所述转环（14）的外侧设有若干个呈中心对称分布的齿牙（15），所述外壳（1）的内壁设有与螺杆（6）长度方向平行分布的齿条，所述齿条与齿牙（15）啮合，所述转环（14）与水管（13）管口转动连接，所述转环（14）的内部设有若干个呈中心对称分布的螺旋叶（16），

螺旋叶（16）与转环（14）的内壁固定连接，通过转环（14）齿牙（15）在齿条上的转动，使得水流从保护壳内流入刮板（5）内，在刮板（5）随着螺杆（6）的运动上升或者下降时，转环（14）在齿牙（15）的作用下沿着齿条转动，螺旋叶（16）随着转环（14）的转动而转动，在螺旋叶（16）转动时，螺旋叶（16）将保温壳（12）内的热水传导至刮板（5）的热水通道（11）内。

2.根据权利要求1所述的回热式的高效低温空气源热泵，其特征在于：所述保温壳（12）内设有两个单向管道（17），每个所述单向管道（17）的两端均设有橡胶垫（18），两个所述橡胶垫（18）分别位于单向管道（17）的内侧和外侧。

3.根据权利要求2所述的回热式的高效低温空气源热泵，其特征在于：位于所述单向管道（17）顶部的橡胶垫（18）位于单向管道（17）的内侧，位于所述单向管道（17）底部的橡胶垫（18）位于单向管道（17）的外侧。

4.根据权利要求1所述的回热式的高效低温空气源热泵，其特征在于：所述刮板（5）的两端均设有倒角，通过所述刮板（5）的倒角经过所述蒸发器（3）的表面时，使得所述蒸发器（3）表面的霜被刮板（5）铲起。

5.根据权利要求1所述的回热式的高效低温空气源热泵，其特征在于：所述外壳（1）的内壁设有两个呈对称分布的导向杆（19），所述刮板（5）的内侧设有两个与两个导向杆（19）滑动连接的两个滑套（20），通过两个滑套（20）在两个导向杆（19）上滑动，使得刮板（5）在蒸发器（3）表面移动。

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