CN206930011U - 一种多功能空气源热泵系统 - Google Patents

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朱宗升
刘兴华
陈爱强
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Abstract

本实用新型公开了一种多功能空气源热泵系统,包括热泵子系统,所述热泵子系统与储货室(10)和/或用能室(22)相连通,所述热泵子系统用于向所述储货室(10)和/或用能室(22)输送升温后或者降温后的空气。本实用新型公开的一种多功能空气源热泵系统,其可以保证对农村居民或者其他居民进行冬季供暖的同时,还可以满足居民在夏季的制冷需求,以及对粮食的干燥处理需求和果蔬的冷藏处理需求,提高粮食和果蔬的保存率,有效降低居民的生产和生活成本,增加居民的经济收入,提高居民的生活条件,有利于促进空气源热泵系统的广泛推广应用,具有重大的生产实践意义。

Description

一种多功能空气源热泵系统
技术领域
[0001] 本实用新型涉及热栗技术领域,特别是涉及一种多功能空气源热栗系统。
背景技术
[0002] 目前,随着我国经济的快速发展和能源利用模式的粗放管理,我国正面临两大主 要难题:一是环境污染,特别是秋冬季节雾霾天气的增多;二是能源匮乏。秋冬季节,雾霾严 重,已严重危害到人们的身体健康,众多分析表明雾霾能加大许多病症的发生率,例如癌 症、肺部感染以及皮肤病等疾病。导致环境污染的原因众多,煤炭石油等化石能源的大量低 利用率消耗是造成空气污染的主要原因,而农村的冬季燃煤供暖能源利用率低、燃烧设备 落后,也会产生大量的危害性气体和粉尘,这也是造成大气污染物累积的一个重要原因。
[0003] 为改善居住环境,目前我国以京津冀地区为试点,正在大力推行煤改电项目,即采 用空气源热泵替代农村的燃煤供暖方式,从而力求减轻环境污染,提高能源的利用效率。
[0004] 但是,目前在对空气源热栗的利用上,只是限于冬季供暖使用,功能单一,无法满 足农村居民或者其他居民在夏季的制冷需求,以及对粮食的干燥处理需求和果蔬的冷藏处 理需求。
[0005] 因此,目前迫切需要开发出一种空气源热泵系统,其可以保证对农村居民或者其 他居民进行冬季供暖的同时,还可以满足居民在夏季的制冷需求,以及对粮食的干燥处理 需求和果蔬的冷藏处理需求,提高粮食和果蔬的保存率,有效降低居民的生产和生活成本, 增加居民的经济收入,提高居民的生活条件。 实用新型内容
[0006] 有鉴于此,本实用新型的目的是提供一种多功能空气源热栗系统,其可以保证对 农村居民或者其他居民进行冬季供暖的同时,还可以满足居民在夏季的制冷需求,以及对 粮食的干燥处理需求和果蔬的冷藏处理需求,提高粮食和果蔬的保存率,有效降低居民的 生产和生活成本,增加居民的经济收入,提高居民的生活条件,有利于促进空气源热泵系统 的广泛推广应用,具有重大的生产实践意义。
[0007] 为此,本实用新型提供了一种多功能空气源热栗系统,包括热栗子系统,所述热栗 子系统与储货室和/或用能室相连通,所述热泵子系统用于向所述储货室和/或用能室输送 升温后或者降温后的空气;
[0008] 所述热泵子系统包括压缩机,所述压缩机的制冷剂进口分别与第一截止阀和第三 截止阀相连通,所述压缩机的制冷剂出口分别与第二截止阀和第四截止阀相连通;
[0009] 所述第一截止阀和第二截止阀相连通且通过同一个管路与室内换热器相连通;
[0010] 所述第三截止阀和第四截止阀相连通,所述第三截止阀分别与室外电磁阀和室内 电磁阀相连通,所述第四截止阀与所述室外电磁阀和室内电磁阀相连通;
[0011] 所述室外电磁阀与室外换热器相连通,所述室内电磁阀与室内冷凝器相连通;
[0012] 所述室外换热器分别与正向膨胀阀和反向膨胀阀相连通,所述室内冷凝器分别与 所述正向膨胀阀和反向膨胀阀相连通;
[0013] 所述正向膨胀阀通过正向截止阀与所述室内换热器相连通,所述反向膨胀阀通过 反向截止阀与所述室内换热器相连通;
[0014]所述室内冷凝器的右侧通过第一通风管道与所述储货室的顶部相连通;
[0015]所述储货室的底部通过第二通风管道与所述室内换热器的右侧相连通;
[0016]所述室内换热器的左侧通过第三通风管道分别与用能室风阀和储货室风阀相连 通;
[0017] 所述用能室风阀通过第四通风管道与所述用能室的右端下部相连通,所述储货室 风阀通过第五通风管道与所述室内冷凝器的左侧相连通;
[0018] 所述第二通风管道的上部和所述第一通风管道的下部在所述储货室的上下两侧 正对应设置;
[0019] 所述第二通风管道还与一个补风阀相连通,所述补风阀的右端设置有一个补风 P;
[0020] 所述补风阀与所述第二通风管道的下部相连通,所述补风阀与所述室内换热器相 对应设置且位于同一水平面上;
[0021] 其中,所述第一通风管道和第二通风管道为弧形的通风管道。
[0022] 其中,所述储货室内在垂直方向间隔设置有多排货架。
[0023] 其中,所述室内换热器的正左方设置有一个室内风机。
[0024] 其中,所述储货室风阀和用能室风阀均为分级可调节的风阀。
[0025]其中,所述用能室包括一间房间或者多个房间。
[0026]其中,当所述用能室包括多个房间时,每个所述房间分别通过一个所述用能室风 阀与所述第三通风管道相连通。
[0027]由以上本实用新型提供的技术方案可见,与现有技术相比较,本实用新型提供了 一种多功能空气源热泵系统,其可以保证对农村居民或者其他居民进行冬季供暖的同时, 还可以满足居民在夏季的制冷需求,以及对粮食的干燥处理需求和果蔬的冷藏处理需求, 提高粮食和果蔬的保存率,有效降低居民的生产和生活成本,增加居民的经济收入,提高居 民的生活条件,有利于促进空气源热泵系统的广泛推广应用,具有重大的生产实践意义。
附图说明
[0028]图1为本实用新型提供的一种多功能空气源热栗系统的结构示意图;
[0029]图中,1为压缩机,2为第一截止阀,3为第二截止阀,4为第三截止阀,5为第四截止 阀,6为室外电磁阀,7为室内电磁阀;
[0030] 8为室外换热器,9为室内冷凝器,10为储货室,11为正向膨胀阀,12为反向膨胀阀, I3为正向截止阀,14为反向截止阀,15为货架,16为室内换热器,17为室内风机,18为补风 阀,19为补风口,20为储货室风阀,21为用能室风阀,22为用能室。
具体实施方式
[0031]为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案,下面结合附图和实施方式 对本实用新型作进一步的详细说明。
[0032]参见图1,本实用新型提供了一种多功能空气源热泵系统,包括热栗子系统,所述 热泵子系统通过管路与储货室10和/或用能室22相连通,所述热泵子系统用于向所述储货 室10和/或用能室22输送升温后或者降温后的空气;
[0033]所述储货室10用于放置需要烘干或冷藏的物品(例如果蔬等各种农作物),所述用 能室22为需要进行供热或者供冷的工作空间以及生活空间(例如人们的居室、客厅)。
[0034]在本实用新型中,具体实现上,所述热栗子系统包括压缩机1,所述压缩机i的制冷 剂进口分别与第一截止阀2和第三截止阀4相连通,所述压缩机1的制冷剂出口分别与第二 截止阀3和第四截止阀5相连通;
[0035]所述第一截止阀2和第二截止阀3相连通且通过同一个管路与室内换热器16相连 通;
[0036]所述第三截止阀4和第四截止阀5相连通,所述第三截止阀4分别与室外电磁阀6和 室内电磁阀7相连通,所述第四截止阀5与所述室外电磁阀6和室内电磁阀7相连通;
[0037]所述室外电磁阀6与室外换热器8相连通,所述室内电磁阀7与室内冷凝器9相连 通;
[0038]所述室外换热器8分别与正向膨胀阀11和反向膨胀阀12相连通,所述室内冷凝器9 分别与所述正向膨胀阀11和反向膨胀阀12相连通;
[0039] 所述正向膨胀阀11通过正向截止阀13与所述室内换热器16相连通,所述反向膨胀 阀12通过反向截止阀14与所述室内换热器16相连通。
[0040]参见图1,为了向储货室10和用能室22输送升温后或者降温后的循环空气,形成便 于空气流动的通风通道(图1所示箭头方向为空气循环流动的方向),具体实现上,所述室内 冷凝器9的右侧通过第一通风管道101与所述储货室10的顶部相连通;
[0041]所述储货室10的底部通过第二通风管道102与所述室内换热器16的右侧相连通; [0042]所述室内换热器16的正左方设置有一个室内风机17,用于增加流经室内换热器16 的空气的循环流动速度;
[0043]所述室内换热器16的左侧通过第三通风管道103分别与用能室风阀21和储货室 风阀20相连通;
[0044]所述用能室风阀21通过第四通风管道104与所述用能室22的右端下部相连通,所 述储货室风阀20通过第五通风管道105与所述室内冷凝器9的左侧相连通。
[0045]在本实用新型中,具体实现上,所述储货室10内在垂直方向间隔设置有多排货架 15,每排货架16都用于放置需要储存的货物(例如果蔬),可以进行烘干和冷藏两种模式。 [0046] 在本实用新型中,具体实现上,所述第二通风管道102还与一个补风阀18相连通, 所述补风阀18的右端设置有一个补风口 19,所述补风口 19与外部空间(即本实用新型系统 外的空间)相连通。
[0047]具体实现上,所述补风阀18与所述第二通风管道102的下部相连通,所述补风阀18 与所述室内换热器16相对应设置且位于同一水平面上。
[0048] 在本实用新型中,具体实现上,所述第一通风管道101和第二通风管道102优选为 弧形的通风管道,从而可以提高空气流动的顺畅度。
[0049]在本实用新型中,具体实现上,所述储货室风阀20和用能室风阀21优选为采用分 级可调节的风阀。
[0050]在本实用新型中,具体实现上,所述用能室22可以包括一间房间或者多个房间(其 中每个房间都分别通过管道、用能室风阀21与所述第三通风管道103相连通,每个房间中配 置有风口)。
[0051]在本实用新型中,具体实现上,所述储货室10可以为新建造的独立的储货室,也可 以为现有住房改造的储货室。
[0052]需要说明的是,对于本实用新型,任意相互连通的两个部件之间,通过辅助管路进 行相互连通。
[0053]在本实用新型中,需要说明的是,所述压缩机1用于将室外换热器8或室内换热器 16内的低温低压制冷剂气体压缩成高压过热气体;
[0054]所述室外换热器8主要有两个用途,一是在烘干模式、供冷模式和冷藏模式下用于 防止储货室10内的空气温度过高,而将其内的制冷剂的热量释放到外界空气,二是在供暖 模式下用于通过其内的低温低压制冷剂吸收外界空气中的热量;
[0055] 所述室内冷凝器9用于在烘干模式下将其内的制冷剂的热量释放给储货室10内 的循环空气;
[0056]所述正向膨胀阀11用于在烘干模式下将高压液体制冷剂节流成低温低压两相制 冷剂流体;
[0057]所述反向膨胀阀12用于在供暖模式下将高压液体制冷剂节流成低温低压两相制 冷剂流体;
[0058] 所述室内换热器16主要有两个用途,一是在烘干模式、冷藏模式和供冷模式下通 过^内的低温低压制冷剂吸收储货室内的循环空气热量,二是在供热模式下通过其内的高 压高温制冷剂将热量释放给空气,并且通过第三通风管道103和第四通风管道104传输给用 能室22,用于加热用能室。
[0059] 对于本实用新型,为了更加清楚了地了解本实用新型的技术方案,下面对本实用 新型具有的四种工作模式的工作原理分别进行说明。本实用新型一共可分成四种工作模 式:以储货室10为工作空间的烘干、冷藏两种模式和以用能室22为工作空间的供热、供冷两 种模式。
[0060] 一、烘千模式。参见图1所示,此种模式下,为提高干燥效率,以热栗系统的运作方 式分为升温环节和降温环节。首先,将待烘干的物品放入储货室10内的货架15上,按薄层的 方式进行布置。热泵系统通电,关闭第二截止阀3、第三截止阀4、反向膨胀阀12、反向截止阀 14、用能室风阀21和补风阀18,打开第一截止阀2、第四截止阀5和储货室风阀20,用户设定 需要的干燥温度和干燥时间,启动压缩机1和室内风机17,热泵系统启动。此时,设定的干燥 温度一般高于室外的环境温度,热泵系统中的室内电磁阀7打开,关闭室外电磁阀6,热泵系 ,处工升温的环节,压缩机1从室内换热器16处吸收低温低压制冷剂而进行压缩,所生成的 高温高压过热的制冷剂蒸气进入到室内冷凝器9内,并将热量释放给流经室内冷凝器9和第 一通风管道101的循环空气,从而制冷剂温度下降,循环空气升温,随后制冷剂在正向膨胀 阀11处膨胀降压后流入室内换热器16中蒸发吸热,使得流经室内换热器16的循环空气的温 度下降,然后制冷剂再次流回压缩机1,完成升温环节的制冷剂循环f
[0061]需要说明的是,储货室10内循环的空气在室内冷凝器9内吸收热量温度升高,用于 加热待烘干的物品和促进其内水分的蒸发,然后在室内换热处16处将热量释放给蒸发吸热 的制冷剂并使循环空气中的水蒸汽冷凝析出,随后循环的空气再次进入室内冷凝器9处吸 热(即吸取制冷剂冷凝释放的热量),完成空气循环。根据能量守恒定律,升温环节干燥空气 温度不断升高,当储货室10内的循环空气实时温度高于用户设定的干燥温度(例如高于0.5 °C)时,可以将室内电磁阀7关闭,室外电磁阀6打开,制冷剂从压缩机1流出后进入室外换热 器8并将热量释放给外界的空气,然后依次经过正向膨胀阀11和室内换热器16,热泵系统转 入到降温环节,此时储货室10内的空气温度会先升高后下降,当循环空气的实时温度低于 用户设定的干燥温度(例如低于0.5°C)时,再转入升温过程。因此,对于本实用新型,可以实 现以储货室10为工作空间的烘干模式。
[0062]此外,对于本实用新型提供的热泵系统,当需要外界补风时,打开补风阀18并调节 其开度,从补风口 I9处补风;当在烘干物品的同时需要向用能室22进行供冷时,同时打开补 风阀I8和用能室风阀21,经室内换热器16降温后的空气输入到用能室22中供冷,且从补风 口 19补风。
[0063]二、冷藏模式。参见图1所示,此种模式下,首先,将待冷藏的物品进行包装后放入 储货室10内的货架15上。热泵系统通电,关闭第二截止阀3、第三截止阀4、反向膨胀阀12、反 向截止阀14、室内电磁阀7、用能室风阀21和补风阀18,打开第一截止阀2、第四截止阀5、室 外电磁阀6、和储货室风阀20,用户设定需要的冷藏温度,启动压缩机1和室内风机17,热泵 系统启动。压缩机1从室内换热器16处吸收低温低压的制冷剂并进行压缩,所压缩生成的高 温高压过热制冷剂蒸气进入室外换热器8内并将热量释放给外界的循环空气,从而制冷剂 温度下降,随后制冷剂在正向膨胀阀11处膨胀降压后流入室内换热器16蒸发吸热(即吸取 外部的室内循环空气的热量),再次流回压缩机1,完成制冷剂的循环。
[00M]需要说明的是,储货室10内的循环空气在经过室内换热器16内将热量释放给内部 的制冷剂,从而循环空气的温度下降,随后重新进入储货室10内的货架空间15,温度下降后 的循环空气能够用于冷藏物品。因此,本实用新型可以实现以储货室10为工作空间的冷藏 模式。此外,对于本实用新型提供的热栗系统,当需要外界补风时,打开补风阀18并调节其 开度,从补风口 19处补风;当在冷藏物品的同时需要向用能室22进行供冷时,同时打开补风 阀18和用能室风阀21,经室内换热器I6降温后的空气输入到用能室22中进行供冷,且从补 风口 19处进行补风。
[0065]三、供冷模式。参见图1所示,此种模式下,此时,热泵系统用于给用能室22供冷。热 泵系统通电,关闭第二截止阀3、第三截止阀4、反向膨胀阀12、反向截止阀14、室内电磁阀7 和储货室风阀20,打开第一截止阀2、第四截止阀5、室外电磁阀6、用能室风阀21和补风阀 18,用户设定需要的供冷温度后,启动压缩机1和室内风机17,热栗系统启动。压缩机1从室 内换热器16处吸收低温低压的制冷剂并进行压缩,压缩生成的高温高压过热制冷剂蒸气进 入室外换热器8内并将热量释放给外界的空气,从而制冷剂的温度下降,随后制冷剂在正向 膨胀阀11处膨胀降压后流入室内换热器16中蒸发吸热(g卩吸取外部的室内循环空气的热 量),然后制冷剂再次流回压缩机1,完成制冷剂的循环。 ^
[0066]需要说明的是,对于本实用新型提供的热泵系统,当需要外界补风时,补风阀18打 开后,外界空气从补风口 19进入室内换热器I6处,从而可以将热量释放给室内换热器16的 制冷剂后(此时制冷剂蒸发吸热),空气的温度下降,然后通过用能室风阀21进入用能室22, 从而达到对用能室22进行降温的目的,因此,本实用新型可以实现以用能室22为工作空间 的供冷模式。
[0067]四、供热模式。参见图1所示,此种模式下,此时,热泵系统用于给用能室供热。热栗 系统通电,关闭第一截止阀2、截止阀5、室内电磁阀6、正向电磁阀13和储货室风阀20,打开 第二截止阀3、第三截止阀4、室内电磁阀7、补风阀18和用能室风阀21,在用户设定需要的供 热温度后,启动压缩机1和室内风机17,热栗系统启动。压缩机1从室外换热器8处吸收低温 低压制冷剂进行压缩,压缩生成的高温高压过热制冷剂蒸气进入室内换热器16内并将热量 释放给外部的空气,从而制冷剂的温度下降,随后制冷剂在反向膨胀阀丨2处膨胀降压后流 入室外换热器8中蒸发吸热(即吸取外部室内循环空气的热量),再次流回压缩机丨,完成制 冷剂的循环。
[0068]此外,对于本实用新型提供的热荥系统,当需要外界补风时,补风阀18打开后,夕卜 界空气从补风口 19进入室内换热器16处,从而流入的空气可以吸收室内换热器16内制冷剂 释放的热量而温度升高,然后通过用能室风阀21后,进入用能室22中,从而达到对用能室22 进行升温目的。因此,本实用新型可以实现以用能室22为工作空间的供热模式。
[0069]因此,对于本实用新型提供的一种多功能空气源热泵系统,其采用了一套系统,即 可以实现了烘干、冷藏、供热和供冷等四种基本功能,能有效地解决目前农村以及其他地区 在供冷、供热、农产品烘干和冷藏方面的需求。综上所述,与现有技术相比较,本实用新型提 供的一种多功能空气源热泵系统,其可以保证对农村居民或者其他居民进行冬季供暖的同 时,还可以满足居民在夏季的制冷需求,以及对粮食的干燥处理需求和果蔬的冷藏处理需 求,提高粮食和果蔬的保存率,有效降低居民的生产和生活成本,增加居民的经济收入,提 高居民的生活条件,有利于促进空气源热栗系统的广泛推广应用,具有重大的生产实践意 义。
[0070] 对于本实用新型提供的一种多功能空气源热泵系统,其采用一套系统实现了四种 基本功能,能有效地解决目前农村在供冷、供热、农产品烘干和冷藏方面的需求。
[0071] 以上所述仅是本实用新型的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技 术人员来说,在不脱离本实用新型原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和 润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种多功能空气源热泵系统,其特征在于,包括热泵子系统,所述热栗子系统与储货 室(10)和/或用能室(22)相连通,所述热栗子系统用于向所述储货室(1〇)和/或用能室(2幻 输送升温后或者降温后的空气; 所述热泵子系统包括压缩机(1),所述压缩机(1)的制冷剂进口分别与第一截止阀(2) 和第三截止阀(4)相连通,所述压缩机(1)的制冷剂出口分别与第二截止阀(3)和第四截止 阀⑸相连通; 所述第一截止阀(2)和第二截止阀(¾相连通且通过同一个管路与室内换热器(16)相 连通; 所述第三截止阀(4)和第四截止阀(5)相连通,所述第三截止阀(4)分别与室外电磁阀 ⑹和室内电磁阀⑺相连通,所述第四截止阀⑸与所述室外电磁阀⑹和室内电磁阀⑺ 相连通; 所述室外电磁阀(6)与室外换热器(8)相连通,所述室内电磁阀(7)与室内冷凝器(9)相 连通; 所述室外换热器(8)分别与正向膨胀阀(11)和反向膨胀阀(12)相连通,所述室内冷凝 器⑼分别与所述正向膨胀阀(11)和反向膨胀阀(12)相连通; 所述正向膨胀阀(11)通过正向截止阀(13)与所述室内换热器(16)相连通,所述反向膨 胀阀(12)通过反向截止阀(14)与所述室内换热器(16)相连通; 所述室内冷凝器(9)的右侧通过第一通风管道(101)与所述储货室(1〇)的顶部相连通; 所述储货室(10)的底部通过第二通风管道(1〇2)与所述室内换热器(16)的右侧相连 通; 所述室内换热器(16)的左侧通过第三通风管道(103)分别与用能室风阀(21)和储货室 风阀(20)相连通; 所述用能室风阀(21)通过第四通风管道(104)与所述用能室(2¾的右端下部相连通, 所述储货室风阀(20)通过第五通风管道(105)与所述室内冷凝器(9)的左侧相连通; 所述第二通风管道(102)的上部和所述第一通风管道(101)的下部在所述储货室(1〇) 的上下两侧正对应设置; 所述第二通风管道(102)还与一个补风阀(18)相连通,所述补风阀(18)的右端设置有 一个补风口(19); 所述补风阀(18)与所述第二通风管道(102)的下部相连通,所述补风阀(18)与所述室 内换热器(16)相对应设置且位于同一水平面上; 所述第一通风管道(101)和第二通风管道(1〇2)为弧形的通风管道。
2. 如权利要求1所述的空气源热泵系统,其特征在于,所述储货室(1〇)内在垂直方向间 隔设置有多排货架(15)。
3. 如权利要求1或2所述的空气源热泵系统,其特征在于,
4. 如权利要求1或2所述的空气源热泵系统,其特征在于,所述室内换热器(I6)的正左 方设置有一个室内风机(17)。
5. 如权利要求1或2所述的空气源热泵系统,其特征在于,所述储货室风阀(2〇)和用能 室风阀(21)均为分级可调节的风阀。
6. 如权利要求1或2所述的空气源热泵系统,其特征在于,所述用能室(22)包括一间房 间或者多个房间。
7.如权利要求6所述的空气源热栗系统,其特征在于,当所述用能室(22)包括多个房间 时,每个所述房间分别通过一个所述用能室风阀(21)与所述第三通风管道(103)相连通。
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