CN1804516A - 空气能热泵加热循环系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及加热技术领域，尤其涉及一种空气能热泵加热循环系统，该空气能热泵加热循环系统可广泛应用于热水器及空调上，其包括有压缩机(1)、热交换器(2)、节流装置(3)、蒸发器(4)、储液器(5)、第一电磁阀(7)、第二电磁阀(8)、设置在蒸发器(4)和储液器(5)之间的辅助蒸发器(9)，具有除霜功能，该空气能热泵加热循环系统进行除霜时不必先停掉压缩机，故可以有效的避免了压缩机的频繁启动对机器的伤害和对电网的冲击，同时是从空气中吸取热量来除霜，而且还避免了压力平衡的时间，大大提高了热泵循环系统的使用效率。

Description

空气能热泵加热循环系统

技术领域

本发明涉及加热技术领域，尤其涉及一种空气能热泵加热循环系统，该空气能热泵加热循环系统可广泛应用于热水器及空调上。

背景技术

热泵技术是新能源技术，一直受到世界专家学者的极大关注，空气能热泵热水器是热泵技术在生产热水方面的一个应用，传统的热水器(电热水器，燃油、燃气热水器)具有能耗大、费用高、污染严重等缺点；节能环保型太阳能热水器的运行又受到气象条件的制约；而热泵热水器的供热原理与传统的太阳能热水器截然不同，以空气、水、太阳能等为低温热源，以电能为动力从低温侧吸取热量来加热生活用水，空气能热泵热水器是当今世界上最先进的能源利用产品之一。

如一专利号为ZL03272547.7(公告号为CN2636123Y)的中国实用新型专利《空气热能热水器》披露了一种这样的结构，一种空气热能热水器，包括控制柜和蓄水箱，在控制柜内设有依次相连的换热器、压缩机、吸热器、节流器、过滤器和贮液器，在吸热器的一侧设有采热风机，换热器上接有输入管和输出管，所述输入管和输出管与储水箱相接，在循环管路上设有加热循环泵，在蓄水箱上设有自动控制水位的进水管和热水出水管。由于上述空气能热泵中的吸热器(也叫蒸发器)要吸收空气中大量的热量，因此吸热器(蒸发器)常常在空气温度比较低而且又潮湿的情况下工作，蒸发器温度低于零度，这时空气中的水分会凝结在蒸发器的表面形成霜层，影响蒸发器里的制冷剂和空气的热交换，大大降低了机器的效率。

为了提高空气能热泵的效率，这时就需要采取有效的方法除霜，故市场上出现了一种具有除霜功能的空气能热泵热水器，具有空气能热泵加热循环系统，其包括有压缩机1、热交换器2、节流装置3、蒸发器4、储液器5；其中压缩机1的出口端通过管道与热交换器2的进口端相连通，热交换器2的出口端通过管道与节流装置3的进口端相连通，节流装置3的出口端通过管道与蒸发器4的进口端相连通，蒸发器4的出口端通过管道与储液器5的进口端相连通，储液器5的出口端通过管道与压缩机1的进口端相连通；所述的热交换器2上还设置有冷水进水管21和热水出水管22；所述的加热循环系统还包括一除霜结构，该除霜结构为在储液器5与蒸发器4之间的管道和压缩机1与热交换器1之间的管道之间设置有一换向四通阀11。该热水器的除霜过程是这样的：如图2所示，除霜时首先压缩机1停止工作，待系统压力平衡后换向四通阀11开始工作改变制冷剂的流向(制冷剂流向按照虚线所示)，压缩机1重新启动，这时高温高压的气体排入蒸发器4和蒸发器4表面的霜发生热交换，融化蒸发器4表面的霜，其自身冷却为中温高压液体经节流装置3节流为低温低压的液体进入到热交换器2中吸取热水中的热量转换为气体，该气体经过换向四通阀11被压缩机1吸入压缩，完成一个逆循环，如此反复达到除霜的目的，除霜结束后，压缩机1停止工作，换向四通阀11再次换向，同样待压力平衡后，启动压缩机1重新开始正常工作。

这样的除霜方法存在压缩机1的两次停机和启动，同时还存在压力平衡时间，这样频繁启动影响机器的寿命和对电网造成冲击，压力平衡时间不能正常工作，同时需要吸取热交换器2内的热水中的热量来除霜影响了热泵的效率，因此上述空气能热泵加热循环系统还可以作进一步地改进。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术现状而提供一种具有除霜功能的空气能热泵加热循环系统，空气能热泵加热循环系统进行除霜时不必先停掉压缩机，其还具有使用效率高、结构合理等优点。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种空气能热泵加热循环系统，其包括有压缩机、热交换器、节流装置、蒸发器、储液器；

其中压缩机的出口端通过管道与热交换器的进口端相连通，热交换器的出口端通过管道与节流装置的一端相连通，节流装置的另一端通过管道与蒸发器的进口端相连通，蒸发器的出口端通过管道与储液器的进口端相连通，储液器的出口端通过管道与压缩机的进口端相连通；

所述的热交换器上还设置有冷水进水管和热水出水管；

所述的加热循环系统还包括一除霜结构；

其特征在于所述的除霜结构包括有第一电磁阀、第二电磁阀、设置在蒸发器和储液器之间的辅助蒸发器；所述第一电磁阀的一端通过管道与压缩机和热交换器之间的管道相连通，另一端通过管道与节流装置和蒸发器之间的管道相连通；所述辅助蒸发器的进口端通过毛细管和蒸发器的出口端相连通，其出口端通过管道与储液器进口端相连通；所述第二电磁阀的一端通过管道与蒸发器的出口端相连通，另一端通过管道与储液器和辅助蒸发器之间的管道相通。

为了防止除霜时蒸发器内产生的液体流入大量到压缩机内而对压缩机的使用寿命造成影响，我们在蒸发器和辅助蒸发器之间还设置有第三电磁阀，该第三电磁阀的一端通过管道与蒸发器的出口端相连通，其另一端通过管道与辅助蒸发器的进口端相连通。采用了这种结构可以有效地提高压缩机的使用寿命。

上述的节流装置为膨胀阀。

上述的热交换器包括保温水箱和换热器，换热器的两端分别与压缩机和节流装置相连通，所述保温水箱是密封式的，换热器设置在保温水箱内部。

为了使热交换器的热效率能进一步地提高，我们将上述的换热器设计成呈螺旋状。采用螺旋状的换热器可以增加其与保温水箱内的冷水接触面大大增加，因此可使换热器和保温水箱内的冷水换热更加充分。

与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明中空气能热泵加热循环系统的除霜过程是这样的，其在除霜时，打开第一电磁阀，关闭第二电磁阀，这样高温高压制冷剂气体绝大部分就直接经过第一电磁阀而进入到蒸发器内，其中一小部分高压制冷剂气体还可继续对热交换器内的水进行加热，当然为了不使高温高压的制冷剂气体提高膨胀阀，我们还可以关掉膨胀阀，这时排入蒸发器高温高压的制冷剂气体和蒸发器表面的霜发生热交换，融化蒸发器表面的霜，而高温高压的制冷剂气体其自身冷却为中温高压液体经毛细管节流节流成为低温低压的液体后，进入到辅助蒸发器内，再吸取空气中的热量而蒸发后被压缩机吸入完成一个循环，如此反复达到除霜的目的，除霜结束后，关闭第一电磁阀，依次打开第三电磁阀，第二电磁阀，先打开一下第三电磁阀的目的是为了防止蒸发器内还没有排尽的产生的中温高压液体直接通过储液器进入压缩机内，从而影响压缩机的使用寿命，第三电磁阀打开一小段时间后，便可关闭第三电磁阀，使整个空气能热泵循环系统恢复为正常的工作状态。

在这样整个除霜过程里面，我们可以有效的避免了压缩机的频繁启动对机器的伤害和对电网的冲击，同时是从空气中吸取热量来除霜，而且还避免了压力平衡的时间，大大提高了热泵循环系统的使用效率。

附图说明

图1为本发明实施例的结构示意图；

图2为现有技术的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

如图1所示，一种空气能热泵加热循环系统，其包括有压缩机1、热交换器2、节流装置3、蒸发器4、储液器5、第一电磁阀7、第二电磁阀8、辅助蒸发器9，上述节流装置3为一膨胀阀，当然上述节流装置3也可以为其它普通的节流阀，热交换器2包括有保温水箱23和换热器24，保温水箱23上设置有冷水进水管21和热水出水管22，换热器24设置在保温水箱23内部，上述换热器24呈螺旋状，换热器24的两端通过管道分别与压缩机1和节流装置3相连通，所述保温水箱23是密封式的。

上述个元件的连接关系是这样的：压缩机1的出口端通过管道与热交换器2的进口端相连通，热交换器2的出口端通过管道与节流装置3的一端相连通，节流装置3的另一端通过管道与蒸发器4的进口端相连通，所述第一电磁阀7的一端通过管道与压缩机1和热交换器2之间的管道相连通，另一端通过管道与节流装置3和蒸发器4之间的管道相连通，所述蒸发器4的出口端通过毛细管10和辅助蒸发器9的进口端相连通，其出口端通过管道与储液器5进口端相连通，所述第二电磁阀8的一端通过管道与蒸发器的出口端相连通，另一端通过管道与储液器5和辅助蒸发器9之间的管道相通，在蒸发器和辅助蒸发器9之间还设置有第三电磁阀6，该第三电磁阀6的一端通过管道与蒸发器的出口端相连通，其另一端通过管道与辅助蒸发器9的进口端相连通。

本发明实施例的工作过程及原理是这样的：

正常工作时，在这个工作过程中第一电磁阀7和第三电磁阀6处于关闭状态，第二电磁阀8及膨胀阀为打开状态，这时压缩机1的出口端排出高温高压的制冷剂气体进入换热器24，并与保温水箱23中的冷水发生热交换，把冷水加热成热水通过热水出水管提供给用户，同时冷水又不断地从冷水进水管21中源源不断地补充到保温水箱23内，而高温高压的制冷剂气体自身将冷却为中温高压的制冷剂液体，再经节流装置3节流成为低温低压的液体，通过管道流入到蒸发器4内，并吸取空气中的热量在蒸发器4里蒸发，成为低温低压的气体后，经由第二电磁阀8及储液器5，最后被压缩机1吸入重新压缩为高温高压气体完成一个循环，如此反复达到加热水的目的，虽然蒸发器4和辅助蒸发器9始终是通过毛细管10连通在一起的，由于该毛细管10相当于节流装置3的作用，因此几乎没有气体流入到辅助蒸发器9中，而储液器5的作用相当于干燥过滤器的作用，目的是将从蒸发器4或辅助蒸发器9中留出的少量水分截住，将液气分离，防止液体直接进入到压缩机1内。(其气体或液体在管道内的流向如图1中实线箭头所示)

由于蒸发器4温度低于零度，在空气温度比较低而且又潮湿的情况下，这时空气中的水分会凝结在蒸发器4的表面形成霜层，影响蒸发器4里的制冷剂和空气的热交换，大大降低了机器的效率，这时就需要我们进行除霜。

其除霜过程是这样的，除霜时，打开第一电磁阀7，关闭第二电磁阀8，这样高温高压制冷剂气体绝大部分就直接经过第一电磁阀7而进入到蒸发器4内，其中一小部分高压制冷剂气体还可继续对热交换器2内的水进行加热，当然为了不使高温高压的制冷剂气体提高膨胀阀，我们还可以关掉膨胀阀，这时排入蒸发器4高温高压的制冷剂气体和蒸发器4表面的霜发生热交换，融化蒸发器4表面的霜，而高温高压的制冷剂气体其自身冷却为中温高压液体经毛细管10节流成为低温低压的液体后，进入到辅助蒸发器9内，此时低温低压的液体吸取空气中的热量而蒸发，蒸发后形成的气体被压缩机1吸入完成一个循环，如此反复便达到除霜的目的，除霜结束后，关闭第一电磁阀7，依次打开第三电磁阀6及第二电磁阀8，先打开一下第三电磁阀6是为了将蒸发器4内还没有排尽的产生的低温低压液体导入到辅助蒸发器9内进行蒸发，达到防止液体直接通过储液器5进入压缩机1内而影响压缩机1的使用寿命的目的，第三电磁阀6打开一小段时间后，便可关闭第三电磁阀6，这时使整个空气能热泵循环系统恢复为正常的工作状态。(其气体或液体在管道内的流向如图1中虚线箭头所示)

上述空气能热泵加热循环系统被广泛地应用在电热水器及空调上。

Claims (5)

1、一种空气能热泵加热循环系统，其包括有压缩机(1)、热交换器(2)、节流装置(3)、蒸发器(4)、储液器(5)；

其中压缩机(1)的出口端通过管道与热交换器(2)的进口端相连通，热交换器(2)的出口端通过管道与节流装置(3)的进口端相连通，节流装置(3)的一端通过管道与蒸发器(4)的进口端相连通，蒸发器(4)的另一端通过管道与储液器(5)的进口端相连通，储液器(5)的出口端通过管道与压缩机(1)的进口端相连通；

所述的热交换器(2)上还设置有冷水进水管(21)和热水出水管(22)；

所述的加热循环系统还包括一除霜结构；

其特征在于所述除霜结构包括有第一电磁阀(7)、第二电磁阀(8)、设置在蒸发器(4)和储液器(5)之间的辅助蒸发器(9)；所述第一电磁阀(7)的一端通过管道与压缩机(1)和热交换器(2)之间的管道相连通，另一端通过管道与节流装置(3)和蒸发器(4)之间的管道相连通；所述辅助蒸发器(9)的进口端通过毛细管(10)和蒸发器(4)的出口端相连通，其出口端通过管道与储液器(5)进口端相连通；所述第二电磁阀(8)的一端通过管道与蒸发器(4)的出口端相连通，另一端通过管道与储液器(5)和辅助蒸发器(9)之间的管道相通。

2、根据权利要求1所述的空气能热泵加热循环系统，其特征在于所述的蒸发器(4)和辅助蒸发器(9)之间还设置有第三电磁阀(6)，该第三电磁阀(6)的一端通过管道与蒸发器(4)的出口端相连通，其另一端通过管道与辅助蒸发器(9)的进口端相连通。

3、根据权利要求1所述的空气能热泵加热循环系统，其特征在于所述的节流装置(3)为膨胀阀。

4、根据权利要求1所述的空气能热泵加热循环系统，其特征在于所述的热交换器(2)包括保温水箱(23)和换热器(24)，换热器(24)的两端分别与压缩机(1)和节流装置(3)相连通，所述保温水箱(23)是密封式的，换热器(24)设置在保温水箱(23)内部。

5、根据权利要求4所述的空气能热泵加热循环系统，其特征在于所述的换热器(24)呈螺旋状。

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