CN114279007A - 一种防结霜空气源热泵系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种防结霜空气源热泵系统，包括设于室内的冷凝器和设于室外的压缩机、节流装置、中间换热器、空气换热器，压缩机、冷凝器、节流装置和中间换热器的一次侧通过管路依次首尾连接构成热泵循环回路，空气换热器为塑料换热器，空气换热器的两端口通过管路对应与中间换热器的二次侧两端口连接构成热交换循环回路，空气换热器的上下侧对应设有喷淋器和集液槽，喷淋器和集液槽之间通过管路连接构成喷淋循环回路，喷淋循环回路上设有溶液箱。其具有结构简单、成本低廉、安全可靠、实用性强的优点，可有效避免结霜现象，提高了系统的稳定性，降低了能耗。
Description
技术领域
本发明涉及一种空调系统，具体涉及一种可有效防止结霜的空气源热泵系统。
背景技术
现有的空气源热泵系统，当蒸发温度运行在零度左右及以下时，室外机(蒸发器)会发生结霜现象，不但会使换热量急剧下降，影响了制热性能，且会使系统频繁启动化霜程序，既影响了系统的稳定性，又造成了能源浪费。
发明内容
本发明的目的是提供一种防结霜空气源热泵系统，其具有结构简单、成本低廉、安全可靠、实用性强的优点，可有效避免结霜现象，提高了系统的稳定性，降低了能耗。
为解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供的一种防结霜空气源热泵系统，包括设于室内的冷凝器和设于室外的压缩机、节流装置、中间换热器、空气换热器，所述压缩机、冷凝器、节流装置和中间换热器的一次侧通过管路依次首尾连接构成热泵循环回路，所述空气换热器为塑料换热器，空气换热器的两端口通过管路对应与中间换热器的二次侧两端口连接构成热交换循环回路，空气换热器的上下侧对应设有喷淋器和集液槽，喷淋器和集液槽之间通过管路连接构成喷淋循环回路，喷淋循环回路上设有溶液箱。
进一步的，本发明一种防结霜空气源热泵系统，其中，所述空气换热器和喷淋器之间设有填料，喷淋器的上侧设有风机，空气换热器的下侧为空气进口，风机的上侧为空气出口。
进一步的，本发明一种防结霜空气源热泵系统，其中，所述热交换循环回路上设有第一循环泵，所述喷淋循环回路上设有第二循环泵。
进一步的，本发明一种防结霜空气源热泵系统，其中，所述热泵循环回路中设有四通换向阀。
进一步的，本发明一种防结霜空气源热泵系统，其中，所述空气换热器由多个塑料换热模块组合构成，塑料换热模块包括两个相对分布的连接座和多个换热板，连接座包括中空的主体，主体的左右端壁上分别设有竖向接口，主体的上下侧壁上分别设有横向接口，主体的前侧设有间隔分布的插槽，插槽的周壁上设有用于阻挡换热板的限位台，插槽的槽底设有连通插槽和主体内腔的连通孔；所述换热板包括基板，基板中设有间隔分布的毛细孔，多个换热板平行间隔设置并使其两端分别通过插槽与对应的连接座热熔连接。
进一步的，本发明一种防结霜空气源热泵系统，其中，所述主体上下侧壁上的横向接口分别间隔设有两个。
进一步的，本发明一种防结霜空气源热泵系统，其中，所述毛细孔的截面呈圆形、椭圆形、三角形、梯形或两端为半圆弧的长条形。
进一步的，本发明一种防结霜空气源热泵系统，其中，所述毛细孔的截面呈两端为半圆弧的长条形。
进一步的，本发明一种防结霜空气源热泵系统，其中，所述空气换热器中相邻的塑料换热模块通过竖向接口或横向接口热熔连接，空气换热器中除作为输入口和输出口的竖向接口或横向接口外，其余的竖向接口和横向接口分别通过热熔安装有封堵盘。
本发明一种防结霜空气源热泵系统与现有技术相比，具有以下优点：本发明通过设置处于室内的冷凝器和处于室外的压缩机、节流装置、中间换热器、空气换热器，使压缩机、冷凝器、节流装置和中间换热器的一次侧通过管路依次首尾连接构成热泵循环回路，让空气换热器采用塑料换热器，使空气换热器的两端口通过管路对应与中间换热器的二次侧两端口连接构成热交换循环回路，在空气换热器的上下侧对应设置喷淋器和集液槽，使喷淋器和集液槽通过管路连接构成喷淋循环回路，并在喷淋循环回路上设置溶液箱。由此就构成了一种结构简单、成本低廉、安全可靠、实用性强的防结霜空气源热泵系统。实际应用中，使喷淋循环回路在冬季工况下以盐溶液作为喷淋介质，系统启动后，热泵循环回路一方面在冷凝器处释放热量，为室内空间制热，另一方面在中间换热器处从热交换循环回路吸收热量，热交换循环回路一方面在中间换热器处释放热量，为热泵循环回路提供热源，另一方面在空气换热器处从空气中吸收热量，喷淋循环回路一方面通过喷淋器向空气换热器喷淋盐溶液，另一方面通过集液槽汇集喷淋的盐溶液。本发明通过设置中间换热器和空气换热器，在两者之间设置热交换循环回路，并向空气换热器喷淋盐溶液，因盐溶液的冰点低于水蒸汽的冰点，在与空气进行热交换的过程中，可避免空气换热器结霜，保证了其换热性能，提高了系统的稳定性，降低了能耗。
下面结合附图所示具体实施方式对本发明一种防结霜空气源热泵系统作详细说明。
附图说明
图1为本发明一种防结霜空气源热泵系统的冬季运行状态图；
图2为本发明一种防结霜空气源热泵系统的夏季运行状态图；
图3为本发明一种防结霜空气源热泵系统中空气换热器的正视图；
图4为本发明一种防结霜空气源热泵系统中空气换热器的轴测图；
图5为本发明一种防结霜空气源热泵系统中塑料换热模块的正视图；
图6为本发明一种防结霜空气源热泵系统中塑料换热模块的轴测图；
图7为本发明一种防结霜空气源热泵系统中换热板的正视图；
图8为本发明一种防结霜空气源热泵系统中换热板的俯视图；
图9为本发明一种防结霜空气源热泵系统中换热板的轴测图；
图10为图9中A位置的局部放大图；
图11为本发明一种防结霜空气源热泵系统中连接座的正视图；
图12为本发明一种防结霜空气源热泵系统中连接座的俯视图；
图13为图11中的B-B向视图；
图14为本发明一种防结霜空气源热泵系统中连接座的轴测图；
图15为图11中C位置的局部放大图；
图16为图13中D位置的局部放大图。
具体实施方式
首先需要说明的，本发明中所述的上、下、左、右、前、后等方位词只是根据附图进行的描述，以便于理解，并非对本发明的技术方案及请求保护范围进行的限制。
如图1至图16所示本发明一种防结霜空气源热泵系统的具体实施方式，包括冷凝器1、压缩机2、节流装置3、中间换热器4和空气换热器5，将冷凝器1设置在室内空间100中，将压缩机2、节流装置3、中间换热器4和空气换热器5设置在室外。使压缩机2、冷凝器1、节流装置3和中间换热器4的一次侧通过管路依次首尾连接构成热泵循环回路。让空气换热器5采用塑料换热器，使空气换热器5的两端口通过管路对应与中间换热器4的二次侧两端口连接构成热交换循环回路。在空气换热器5的上下侧对应设置喷淋器6和集液槽7，使喷淋器6和集液槽7通过管路连接构成喷淋循环回路，并在喷淋循环回路上设置溶液箱8。其中，热交换循环回路上设有第一循环泵11，喷淋循环回路上设有第二循环泵12。
通过以上结构设置就构成了一种结构简单、成本低廉、安全可靠、实用性强的防结霜空气源热泵系统。实际应用中，使喷淋循环回路在冬季工况下以盐溶液作为喷淋介质，系统启动后，热泵循环回路一方面在冷凝器1处释放热量，为室内空间制热，另一方面在中间换热器4处从热交换循环回路吸收热量，热交换循环回路一方面在中间换热器4处释放热量，为热泵循环回路提供热源，另一方面在空气换热器5处从空气中吸收热量，喷淋循环回路一方面通过喷淋器6向空气换热器5喷淋盐溶液，另一方面通过集液槽7汇集喷淋的盐溶液。本发明通过设置中间换热器4和空气换热器5，在两者之间设置热交换循环回路，并向空气换热器5喷淋盐溶液，因盐溶液的冰点低于水蒸汽的冰点，在与空气进行热交换的过程中，可避免空气换热器5结霜，保证了其换热性能，提高了系统的稳定性，降低了能耗；通过使空气换热器5采用塑料换热器，提高了耐腐蚀性能，延长了使用寿命。需要说明的是，在实际应用中本发明通常使热交换循环回路采用乙二醇防冻液作为热交换工质，因乙二醇的冰点较低，可有效降低结冰风险，提高了安全可靠性。
作为具体实施方式，本发明还在热泵循环回路中设置了四通换向阀(图中未示出)，以使系统满足夏季制冷要求。夏天工况下，热泵循环回路通过四通换向阀转换工质流向，并使喷淋循环回路以水作为喷淋介质，系统启动后，热泵循环回路一方面在冷凝器1处吸收热量，为室内制冷，另一方面在中间换热器4处向热交换循环回路释放热量，热交换循环回路一方面在中间换热器4处吸收热量，为热泵循环回路提供冷源，另一方面在空气换热器5处向空气中释放热量，喷淋循环回路一方面通过喷淋器6向空气换热器5喷淋水，另一方面通过集液槽7汇集喷淋的水。夏天工况下通过向空气换热器5喷淋水，降低了空气进口的温度，增大了换热温差，提高了换热效果。
作为优化方案，本具体实施方式在空气换热器5和喷淋器6之间设置了填料9，在喷淋器6的上侧设置了风机10，其中，空气换热器5的下侧为空气进口，风机10的上侧为空气出口。这一结构通过设置填料9对盐溶液进行打散，可使盐溶液与空气换热器5的表面充分接触，提高了防结霜效果，通过设置风机10可便于控制风量，通过将空气进口设置在空气换热器5下侧，将空气出口设置在风机10上侧，就使空气与盐溶液之间形成了逆流方式，增强了换热效率和防结霜效果。
作为优化方案，本具体实施方式使空气换热器5采用了由多个塑料换热模块组合形成的结构，其中，塑料换热模块包括两个相对分布的连接座51和多个换热板52，连接座51包括中空的主体511，主体511的左右端壁上分别设有竖向接口512，主体511的上下侧壁上分别设有横向接口513，主体511的前侧设有间隔分布的插槽514，插槽514的周壁上设有用于阻挡换热板52的限位台515，插槽514的槽底设有连通插槽514和主体511内腔的连通孔516；换热板52包括基板521，基板521中设有间隔分布的毛细孔522，多个换热板52平行间隔设置且使其两端分别通过插槽514与对应的连接座51热熔连接。在实际应用中，毛细孔522可用截面呈圆形、椭圆形、三角形、梯形或两端为半圆弧的长条形结构等，优选采用两端为半圆弧的长条形结构，以简化制备工艺，提高换热效率。需要指出的是，在组合装配空气换热器5时，应将相邻的塑料换热模块通过竖向接口512或横向接口513热熔连接，并使空气换热器中除作为输入口和输出口的竖向接口512或横向接口513外，其余的竖向接口512和横向接口513分别通过热熔安装封堵盘53，以使塑料换热模块相互连通并形成有效的内部空间。这一结构的空气换热器具有适应性强、扩展性好的优点，可根据实际需要组合成不同大小的换热器。在实际应用中，本发明通常使主体511上下侧壁上的横向接口513分别间隔设置两个，并使连通孔516间隔设置多个，以提高热交换工质在空气换热器中分布的均匀性。
以上实施例仅是对本发明的优选实施方式进行的描述，并非对本发明请求保护范围进行限定，在不脱离本发明设计构思的前提下，本领域技术人员依据本发明的技术方案做出的各种变形，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。
Claims (9)
1.一种防结霜空气源热泵系统，其特征在于，包括设于室内的冷凝器(1)和设于室外的压缩机(2)、节流装置(3)、中间换热器(4)、空气换热器(5)，所述压缩机(2)、冷凝器(1)、节流装置(3)和中间换热器(4)的一次侧通过管路依次首尾连接构成热泵循环回路，所述空气换热器(5)为塑料换热器，空气换热器(5)的两端口通过管路对应与中间换热器(4)的二次侧两端口连接构成热交换循环回路，空气换热器(5)的上下侧对应设有喷淋器(6)和集液槽(7)，喷淋器(6)和集液槽(7)之间通过管路连接构成喷淋循环回路，喷淋循环回路上设有溶液箱(8)。
2.根据权利要求1所述的一种防结霜空气源热泵系统，其特征在于，所述空气换热器(5)和喷淋器(6)之间设有填料(9)，喷淋器(6)的上侧设有风机(10)，其中，空气换热器(5)的下侧为空气进口，风机(10)的上侧为空气出口。
3.根据权利要求2所述的一种防结霜空气源热泵系统，其特征在于，所述热交换循环回路上设有第一循环泵(11)，所述喷淋循环回路上设有第二循环泵(12)。
4.根据权利要求3所述的一种防结霜空气源热泵系统，其特征在于，所述热泵循环回路中设有四通换向阀。
5.根据权利要求4所述的一种防结霜空气源热泵系统，其特征在于，所述空气换热器(5)由多个塑料换热模块组合构成，塑料换热模块包括两个相对分布的连接座(51)和多个换热板(52)，连接座(51)包括中空的主体(511)，主体(511)的左右端壁上分别设有竖向接口(512)，主体(511)的上下侧壁上分别设有横向接口(513)，主体(511)的前侧设有间隔分布的插槽(514)，插槽(514)的周壁上设有用于阻挡换热板(52)的限位台(515)，插槽(514)的槽底设有连通插槽(514)和主体(511)内腔的连通孔(516)；所述换热板(52)包括基板(521)，基板(521)中设有间隔分布的毛细孔(522)，多个换热板(52)平行间隔设置并使其两端分别通过插槽(514)与对应的连接座(51)热熔连接。
6.根据权利要求5所述的一种防结霜空气源热泵系统，其特征在于，所述主体(511)上下侧壁上的横向接口(513)分别间隔设有两个。
7.根据权利要求5所述的一种防结霜空气源热泵系统，其特征在于，所述毛细孔(522)的截面呈圆形、椭圆形、三角形、梯形或两端为半圆弧的长条形。
8.根据权利要求7所述的一种防结霜空气源热泵系统，其特征在于，所述毛细孔(522)的截面呈两端为半圆弧的长条形。
9.根据权利要求5所述的一种防结霜空气源热泵系统，其特征在于，所述空气换热器(5)中相邻的塑料换热模块通过竖向接口(512)或横向接口(513)热熔连接，空气换热器(5)中除作为输入口和输出口的竖向接口(512)或横向接口(513)外，其余的竖向接口(512)和横向接口(513)分别通过热熔安装有封堵盘(53)。
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20220405 |
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