CN114963599B - 复叠式空气源热泵 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种复叠式空气源热泵，包括热泵外壳以及设置在其上的冷媒导管，热泵上布设有进气网口，冷媒导管套设有换热筒罩，换热筒罩前后面斜对位置分别设置有进气罩和排气罩，进气网口与进气罩之间设置有风口开度调节组件；换热筒罩内设置有主导热套，主导热套两端均设置有导热双耳竖板，导热双耳竖板外侧壁上设置有翅片传热板，翅片传热板两端面布置有阻风弧块，翅片传热板相对面上均布置有导风斜板。调风板进行重合或错位的循环动作，延长了空气在换热筒罩的停留时间；导风斜板和阻风弧块延长了空气在换热筒罩内的流通路径；翅片传热板将吸收的热量依次传递给导热双耳竖板和主导热套，增加了翅片传热板热接触面积和热交换时间。

Description

复叠式空气源热泵

技术领域

本发明属于空气源热泵技术领域，具体涉及复叠式空气源热泵。

背景技术

复叠式空气源热泵机组运行基本原理依据是逆卡循环原理，工质系统分为低温级循环系统和高温级循环系统，低温级液态工质首先在翅片换热器内吸收空气中的热量而蒸发变成低温低压气体，低压气体经低温级压缩机压缩成中温中压压气体，进入中间换热器内冷凝成液态放出热量，液态工质经膨胀阀降压膨胀后重新回到翅片换热器内，再次吸收蒸发热量而完成一个低温循环；与此同时高温级液态工质在中间换热器内吸收低温级传输的热量蒸发变成中温低压气体，低压气体经低温级压缩机压缩成中温中压气体，中温中压气体经高温级压缩机压缩成高温高压压气体，进入热水换热器内冷凝成液态放出热量制出高温热水，液态高温工质经膨胀阀降压膨胀后重新回到中间换热器内，再次吸收蒸发热量而完成一个低温循环；通过往复循环，实现低环境温度下制取高温热水效果。

如公告号为CN110953767A的中国专利，其公开了一种空气能热泵蒸发器结构，包括有若干片并列设置的吸热翅片和呈S型穿插在吸热翅片上的冷媒导管；每一片所述吸热翅片由2片单层金属片拼接而成，并呈中空状。通过将传统的单层吸热翅片改成双层的中空状吸热翅片，中空状的吸热翅片的内部空间也可以看做与冷媒导管直接接触的面积，因此，极大的增加了吸热翅片与冷媒导管的接触面积，提高了换热的效率；通过中空状的吸热翅片的设计，吸热翅片吸热之后，热量会在吸热翅片的空腔内停留蓄积，从而将热量锁住，使其内部的空气与交叉部分的冷媒导管直接进行热交换，极大的提高了热吸收效率以及热交换效率，对于降低热泵的能耗具有极好的作用。

但是上述方案存在以下不足：上述专利文件中通过对吸热翅片的改进，从而提高了蒸发器的换热效率，对于蒸发器来说，其换热效率取决于吸热翅片与外界空气的接触面积以及换热时间，现有的空气源热泵外壳设置有进风口，位于热泵外壳顶部设置有排风扇，排风扇将热泵外壳内的空气向外部抽离排出，周边环境中的空气会通过进风口排入到热泵外壳内，排入的空气在排风扇的吸力作用下会快速经过蒸发器后被排出，导致排入空气与蒸发器热交换时间较短，且快速经过的空气会带走吸热翅片上吸收的部分热量，降低了蒸发器的换热效果。

为此，我们提出一种复叠式空气源热泵，以解决上述背景技术中提到的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供复叠式空气源热泵，以解决上述背景技术中存在的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种复叠式空气源热泵，包括热泵外壳以及设置在其内侧壁上的冷媒导管，所述热泵外壳侧壁上布设有进气网口，所述冷媒导管水平段均套设有换热筒罩，换热筒罩前后面斜对位置分别设置有进气罩和排气罩，所述进气网口与进气罩之间设置有风口开度调节组件，风口开度调节组件能够对进气罩开度大小进行循环调节，从而使排入换热筒罩内空气流速为阶梯式；

所述换热筒罩内可拆卸设置有套设在冷媒导管外部的主导热套，主导热套两端均设置有导热双耳竖板，导热双耳竖板内侧部设置有蓄热陶瓷块，所述导热双耳竖板外侧壁上相互平行设置有至少三个翅片传热板，位于中部的所述翅片传热板两端面等距布置有阻风弧块，位于两端的所述翅片传热板相对面上均等距布置有导风斜板，导风斜板底部位于所述相邻阻风弧块之间设置，通过导风斜板和阻风弧块能够延长流经空气的换热时间，所述换热筒罩内壁、主导热套和导热双耳竖板外表面均设置有保温层。

优选的，所述风口开度调节组件包括转动设置贯穿于进气网口上的转轴，转轴外内端分别设置有迎风桨叶和对称设置的挡风板，所述进气网口进气时会带动迎风桨叶转动，所述进气罩内壁上环向设置有调风板，所述迎风桨叶与对应位置调风板重合时，进气罩开度最大，所述迎风桨叶与对应位置调风板错位时，进气罩开度最小。

优选的，所述转轴上对称设置有清洁刷，清洁刷清洁端与进气网口过滤网部外侧接触连接，且所述进气网口进气口端底部设有滑尘斜口，滑尘斜口位于清洁刷下方，通过滑尘斜口便于将清洁刷清理落下灰尘排出。

优选的，所述导热双耳竖板内嵌入设置有中转导热板，中转导热板与导热双耳竖板固定连接，且所述中转导热板、导热双耳竖板和主导热套导热系数大于翅片传热板。

优选的，所述主导热套由上下两个弧形罩通过螺接方式固定构成，所述冷媒导管和主导热套之间填充有导热硅脂层。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：外界空气流入进气网口时会带动迎风桨叶进行转动，迎风桨叶通过转轴会分别带动清洁刷和挡风板进行转动，清洁刷会将进气网口上滤尘网板的灰尘清扫下来，而挡风板跟随转轴的转动会与进气罩内壁上的调风板进行重合或错位的循环动作，对进气罩上空气流通的开度大小进行循环增大或减小的调整，上述过程会使排入换热筒罩的空气流动速度产生阶梯式改变，进而延长了流入空气在换热筒罩的停留时间；

同时流入的空气会在导风斜板和阻风弧块的作用下进行二次降速，阻风弧块能够使流经的空气沿着弧形面进行曲线运动，导风斜板对空气流动的方向进行限定，进而延长了空气在换热筒罩内的流通路径，从而延长了翅片传热板、阻风弧块和导风斜块与流经空气的热交换时间，同样的在阻风弧块和导风斜块作用下，间接增大了翅片传热板的热交换接触面积；

经过充分热交换的翅片传热板将吸收的热量优先传递给导热系数更高的中转导热板，中转导热板将热量依次传递给导热双耳竖板和主导热套，位于导热双耳竖板内的蓄热陶瓷块能够对多余的热量进行临时存储，而保温层的设置能够减少换热筒罩、主导热套和导热双耳竖板的热量散失，导热硅脂层能够将主导热套接收的热量传递给冷媒导管内流经的工质，经过散热后的空气经排气罩端排出，增大了翅片传热板热接触面积，同时延长了其与流经空气的热交换时间，减少了冷媒导管吸热过程中的热量损耗，提高了换热效果。

附图说明

图1为本发明的整体结构主视示意图；

图2为图1的局部剖视示意图；

图3为图2的进气网口区域局部示意图；

图4为图2的换热筒罩区域局部剖视示意图；

图5为图4的主导热套区域局部示意图；

图6为本发明的换热筒罩俯视示意图；

图7为本发明的换热筒罩、进气罩、迎风桨叶和清洁刷配合结构示意图；

图8为本发明的换热筒罩内部结构分段剖视示意图；

图9为图8的主导热套区域局部示意图。

图中：1、热泵外壳；2、冷媒导管；3、进气网口；4、换热筒罩；5、进气罩；6、排气罩；7、主导热套；8、导热双耳竖板；9、蓄热陶瓷块；10、翅片传热板；11、阻风弧块；12、导风斜板；13、保温层；14、转轴；15、迎风桨叶；16、挡风板；17、调风板；18、清洁刷；19、滑尘斜口；20、中转导热板；21、导热硅脂层。

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。

请参阅图1-9，本发明提供一种技术方案：

实施例一：

一种复叠式空气源热泵，包括热泵外壳1以及设置在其内侧壁上的冷媒导管2，热泵外壳1侧壁上布设有进气网口3，进气网口3由进气口和滤尘网板构成，冷媒导管2水平段均套入有换热筒罩4，为了减少冷媒导管2热量的散失，在冷媒导管2弯曲部可以套入保温棉套，换热筒罩4上下部为敞口设计，换热筒罩4两端的敞口部通过螺接方式固定有盖板，且换热筒罩4前端面为敞口设计，便于将换热筒罩 4安装在现有的冷媒导管2上，适用范围较广，换热筒罩4前后面斜对位置分别设置有进气罩5和排气罩6，进气罩5和排气罩6均为喇叭形结构，排气罩6用于将换热筒罩4内散发热量后的空气排出，能够被热泵外壳1顶部的风扇吸入排出，进气罩5外端沿粘接有橡胶环，橡胶环能够与进气网口3出气侧外沿密封接触，使进气网口3和进气罩5之间构成通气道，进气网口3与进气罩5之间设置有风口开度调节组件，风口开度调节组件能够对进气罩5开度大小进行循环调节，从而使排入换热筒罩4内空气流速为阶梯式，阶梯式描述具体为，流经换热筒罩4内的空气流速在0.8m/s至2.3m/s之间进行规律改变，空气流速会根据配套的排风扇功率大小进行适应性改变，仅供参考，上述设置同时能够间隔的降低流入换热筒罩4内空气的流速；

换热筒罩4内可拆卸设置有套设在冷媒导管2外部的主导热套7，主导热套7两端均设置有导热双耳竖板8，导热双耳竖板8内侧部设置有蓄热陶瓷块9，蓄热陶瓷块9能够对吸收的多余热量进行临时存储，导热双耳竖板8外侧壁上相互平行设置有三个翅片传热板10，翅片传热板10与流入的空气流动方向平行，便于流经空气与翅片传热板10进行热传递接触，在主导热套7、导热双耳竖板8、蓄热陶瓷块9和翅片传热板10的辅助作用下，便于将流经换热筒罩4内的空气热量传递给冷媒导管2内流通的工质，位于中部的翅片传热板10两端面等距布置有阻风弧块11，组风弧块11迎风面为弧形结构，位于两端的翅片传热板10相对面上均等距布置有导风斜板12，导风斜板12底部位于相邻阻风弧块11之间设置，排入到换热筒罩4内的空气首先会在前侧导风斜板12的引导到流入到阻风弧块11内弧面上，流入到阻风弧块11上的空气在内弧面上进行弧形流动，并在导风斜板12背侧的引导下向下一个阻风弧块11方向移动，同时阻风弧块11和导风斜板12均为具有导热性能的铝合金材质，通过导风斜板12 和阻风弧块11能够延长流经空气的换热时间，换热筒罩5内壁、主导热套7和导热双耳竖板8外表面均设置有保温层13，保温层13可以选择1厘米厚的保温棉，导热双耳竖板8顶部延伸固定在换热筒罩 4内壁上的保温层13上，保温层13的设计能够对换热筒罩4内部吸收的热量进行保温，避免热量的散失，且保温层13的设置还避免了冷媒导管2外部发生结霜，同时双耳竖板8位于蓄热陶瓷块9前后端为封死结构，流经换热筒罩4内的空气不会流入到蓄热陶瓷块9所在空间。

实施例二：

在实施例一的基础上对风口开度调节组件进一步说明，风口开度调节组件包括转动设置贯穿于进气网口3上的转轴14，进气网口3上滤尘网板预设有轴承孔座，转轴14过盈贯穿于轴承孔座内圈上，从而使转轴14能够在进气网口3内进行自由转动，转轴14外内端分别设置有迎风桨叶15和对称设置的挡风板16，进气网口3进气时会带动迎风桨叶15转动，进气罩5内壁上环向焊接有调风板17，迎风桨叶15与对应位置调风板17重合时，进气罩5开度最大，此时流入进气罩5的空气流速较小，迎风桨叶 15与对应位置调风板17错位时，进气罩5开度最小，由于进气罩5开度突然变小，会使流入的空气速度增大；挡风板16和调风板17的规格尺寸可以根据换热筒罩4内的空气流速要求进行适应性调整，在不影响换热筒罩4内空气流动量的前提下进行调整，上述设置便于对进气罩5的进气量进行间隔调节，会使排入的空气产生不同流速的空气，从而延缓换热筒罩4内空气流动速度，转轴14上对称设置有清洁刷18，清洁刷18清洁端与进气网口3过滤网部外侧接触连接，转轴14转动时能够带动清洁刷18对滤尘网板上灰尘进行清扫，保障了进气网口3的空气流动，且进气网口3进气口端底部设有滑尘斜口 19，滑尘斜口19位于清洁刷18下方，通过滑尘斜口19便于将清洁刷18清理落下灰尘排出。

实施例三：

在实施例一的基础上对导热双耳竖板8和主导热套7进一步说明，导热双耳竖板8内嵌入设置有中转导热板20，中转导热板20与导热双耳竖板8固定连接，且中转导热板20、导热双耳竖板8和主导热套7导热系数大于翅片传热板10；中转导热板20、导热双耳竖板8和主导热套7可以选择导热性能好的铜材质，铜材质可以在成本考虑下用铜铝合金替换，位于换热筒罩4内的翅片传热板10作为吸热部件，由于导热系数的不同，热量会优先传导到导热系数好的中转导热板20上，减少了翅片传热板10 的热量损耗，主导热套7由上下两个弧形罩通过螺接方式固定构成，方便了对主导热套7的安拆，冷媒导管2和主导热套7之间的空隙可以为6毫米，冷媒导管2和主导热套7之间填充有导热硅脂层21，导热硅脂层21的设计提高了主导热套7和冷媒导管2之间的导热性能，同时导热硅脂层21的设计避免了冷媒导管2与主导热套7的直接刚性接触，对冷媒导管2起到较好的抗挤压保护作用，为了提高保护效果，可以在导热硅脂层21内掺入3毫米的橡胶球颗粒，进一步提高了保护效果。

工作原理如下：在热泵外壳1顶部的排风扇工作时会在进气网口3端产生负压吸力，外界空气流入进气网口3时会带动迎风桨叶15进行转动，迎风桨叶15通过转轴14会分别带动清洁刷18和挡风板 16进行转动，清洁刷18会将进气网口3上滤尘网板的灰尘清扫下来，清扫下来的灰尘通过滑尘斜口19 排出，而挡风板16跟随转轴14的转动会与进气罩5内壁上的调风板17进行重合或错位的循环动作，对进气罩5上空气流通的开度大小进行循环增大或减小的调整，当迎风桨叶15与对应位置调风板17 重合时，进气罩5开度最大，此时流入进气罩5的空气流速较小，迎风桨叶15与对应位置调风板17 错位时，进气罩5开度最小，由于进气罩5开度突然变小，会使流入的空气速度增大，上述过程会使排入换热筒罩4的空气流动速度产生阶梯式改变，进而延长了流入空气在换热筒罩4的停留时间；同时流入的空气会在导风斜板12和阻风弧块11的作用下进行二次降速，阻风弧块11能够使流经的空气沿着弧形面进行曲线运动，导风斜板12对空气流动的方向进行限定，进而延长了空气在换热筒罩4内的流通路径，延长了翅片传热板10、阻风弧块11和导风斜块11与流经空气的热交换时间；

经过充分热交换的翅片传热板10将吸收的热量优先传递给导热系数更高的中转导热板20，中转导热板20将热量依次传递给导热双耳竖板8和主导热套7，位于导热双耳竖板8内的蓄热陶瓷块9能够对多余的热量进行临时存储，而保温层13的设置能够减少换热筒罩4、主导热套7和导热双耳竖板8 的热量散失，同时保温层13能够避免冷媒导管2水平段发生结霜，而换热筒罩4将冷媒导管2的包裹设计，使流经空气充分与翅片传热板10接触，若外界环境温度较低时，保温层13和蓄热陶瓷块9的设置还可避免冷媒导管2发生冻裂，蓄热陶瓷块9能够持续性对冷媒导管2或翅片传热板10进行温热，导热硅脂层21能够将主导热套7接收的热量传递给冷媒导管2内流经的工质，经过散热后的空气经排气罩6端排出，增大了翅片传热板10热接触面积，同时延长了其与流经空气的热交换时间，减少了冷媒导管2吸热过程中的热量损耗，提高了换热效果。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种复叠式空气源热泵，包括热泵外壳(1)以及设置在其内侧壁上的冷媒导管(2)，其特征在于：所述热泵外壳(1)侧壁上布设有进气网口(3)，所述冷媒导管(2)水平段均套设有换热筒罩(4)，换热筒罩(4)前后面斜对位置分别设置有进气罩(5)和排气罩(6)，所述进气网口(3)与进气罩(5)之间设置有风口开度调节组件，风口开度调节组件能够对进气罩(5)开度大小进行循环调节，从而使排入换热筒罩(4)内空气流速为阶梯式；

所述换热筒罩(4)内可拆卸设置有套设在冷媒导管(2)外部的主导热套(7)，主导热套(7)两端均设置有导热双耳竖板(8)，导热双耳竖板(8)内侧部设置有蓄热陶瓷块(9)，所述导热双耳竖板(8)外侧壁上相互平行设置有至少三个翅片传热板(10)，位于中部的所述翅片传热板(10)两端面等距布置有阻风弧块(11)，位于两端的所述翅片传热板(10)相对面上均等距布置有导风斜板(12)，导风斜板(12)底部位于相邻阻风弧块(11)之间设置，通过导风斜板(12)和阻风弧块(11)能够延长流经空气的换热时间，所述换热筒罩(4)内壁、主导热套(7)和导热双耳竖板(8)外表面均设置有保温层(13)。

2.根据权利要求1所述的复叠式空气源热泵，其特征在于：所述风口开度调节组件包括转动设置贯穿于进气网口(3)上的转轴(14)，转轴(14)外内端分别设置有迎风桨叶(15)和对称设置的挡风板(16)，所述进气网口(3)进气时会带动迎风桨叶(15)转动，所述进气罩(5)内壁上环向设置有调风板(17)，所述迎风桨叶(15)与对应位置调风板(17)重合时，进气罩(5)开度最大，所述迎风桨叶(15)与对应位置调风板(17)错位时，进气罩(5)开度最小。

3.根据权利要求2所述的复叠式空气源热泵，其特征在于：所述转轴(14)上对称设置有清洁刷(18)，清洁刷(18)清洁端与进气网口(3)过滤网部外侧接触连接，且所述进气网口(3)进气口端底部设有滑尘斜口(19)，滑尘斜口(19)位于清洁刷(18)下方，通过滑尘斜口(19)便于将清洁刷(18)清理落下灰尘排出。

4.根据权利要求1所述的复叠式空气源热泵，其特征在于：所述导热双耳竖板(8)内嵌入设置有中转导热板(20)，中转导热板(20)与导热双耳竖板(8)固定连接，且所述中转导热板(20)、导热双耳竖板(8)和主导热套(7)导热系数大于翅片传热板(10)。

5.根据权利要求1所述的复叠式空气源热泵，其特征在于：所述主导热套(7)由上下两个弧形罩通过螺接方式固定构成，所述冷媒导管(2)和主导热套(7)之间填充有导热硅脂层(21)。