CN207661984U - 一种高效智能空气能热风机组 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及空气能热泵技术领域，具体涉及一种高效智能空气能热风机组；包括相互连通的热风机和双级换热冷凝器，所述双级换热冷凝器分别连接有低温级热泵及高温级热泵，所述低温级热泵及高温级热泵均连接有双路变频蒸发器，所述热风机、双级换热冷凝器、低温级热泵、高温级热泵及双路变频蒸发器分别连接有控制器，所述热风机的出口处设置有出风温度传感器，所述双级换热冷凝器包括由冷凝器壳密封的高温级冷凝盘管和低温级冷凝盘管构成的空气通道、冷凝器进风口及与热风机连通的冷凝器出风口，所述进风口处设置有环境气温传感器及冷凝器进风滤网，所述高温级冷凝盘管和低温级冷凝盘管之间设置有中间温度传感器。

Description

一种高效智能空气能热风机组

技术领域

本实用新型涉及空气能热泵技术领域，具体涉及一种高效智能空气能热风机组。

背景技术

在农副产品和食品的干燥加工中，为了在规定的时间范围内除去物料中的水分，必不可少的需要一种将空气提高至较高温度(40℃至60℃)的热风供风设备；目前普遍使用通过燃烧燃煤、生物质、燃气或醇类燃料的热风炉来制取热风，随着国家相关环保政策的推行和人们环保意识的逐步提升，燃料燃烧的方式逐步受到了制约；因此，近年来清洁能源的应用逐步深入到了干燥加工行业中，使用电能源是目前最方便、清洁的方式；电加热因能耗大、效率低而导致不受提倡，空气能热泵将会成为干燥行业倍受关注的新能源技术；人们所熟悉的“泵”是一种可以提高位能的机械设备，比如水泵主要是将水从低位抽到高位。而“空气能热泵”是一种能从空气中获取低位热能，经过电能做功，提供可被人们所用的高位热能的装置。将空气能热泵获得的高位热能交换到干燥加工需要送入的空气中从而形成烘干用的热风便是空气能热风机组达到的目的。

但对于目前成熟的空调型热泵，因受可选型冷媒特性的制约，其供热温度范围往往不超过40℃，即使可以达到较高的极限温度，但能效比也大幅下降从而失去了节能优势；尤其在环境温度低于10℃而要求热风温度高于40℃的应用工况下，使用传统的空调热泵技术就无法做到较高的能效比；此外，作为烘干应用的空气能热风机组，受早晚温差的影响，吸入的自然空气温度范围很宽，而供出热风的温度精度要求又比较高，这就需要机组具有较宽的工况范围和供热能力精确可调的特性。

现有技术中，空气能热泵一般不具备很宽的工况温度范围和输出能量实时调节范围，而运行范围很宽的大功率变频空调机组的成本投入很大而不能适应农产品的生产需求。为此我们提出一种较低投入、节能、且带大范围供热能力调节的智能空气能热风机组用于解决上述问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种高效智能空气能热风机组，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种高效智能空气能热风机组，包括相互连通的热风机和双级换热冷凝器，所述双级换热冷凝器分别连接有低温级热泵及高温级热泵，所述低温级热泵及高温级热泵均连接有双路变频蒸发器，所述热风机、双级换热冷凝器、低温级热泵、高温级热泵及双路变频蒸发器分别连接有控制器，所述热风机的出口处设置有出风温度传感器，所述双级换热冷凝器包括由冷凝器壳密封的高温级冷凝盘管和低温级冷凝盘管构成的空气通道、冷凝器进风口及与热风机连通的冷凝器出风口，所述进风口处设置有环境气温传感器及冷凝器进风滤网，所述高温级冷凝盘管和低温级冷凝盘管之间设置有中间温度传感器。

进一步的，所述双路变频蒸发器由两个蒸发器进风滤网、低温级热泵蒸发盘管、高温级热泵蒸发盘管、低温级蒸发盘管温度传感器、高温级蒸发盘管温度传感器、集风罩、蒸发器风机及冷风机驱动器组成，所述低温级热泵蒸发盘管通过管路与低温级热泵连接的接口分别为低温级蒸发器气端接口和低温级蒸发器液端接口，所述高温级热泵蒸发盘管通过管路与高温级热泵连接的接口分别为高温级蒸发器气端接口和高温级蒸发器液端接口，所述低温级热泵蒸发盘管的外壁安设有低温级热泵蒸发盘管温度传感器，所述高温级热泵蒸发盘管的外壁安设有高温级热泵蒸发盘管温度传感器，所述集风罩为一个具有集风罩进风口和集风罩出风口的密封罩体，所述集风罩进风口设置有两个集风罩进风滤网，所述低温级热泵蒸发盘管及高温级热泵蒸发盘管设置在两个集风罩进风滤网内，集风罩出风口连接设置有冷风机，所述冷风机连接有冷风机驱动器，所述冷风机驱动器输入端与控制器连接。

进一步的，所述双路变频蒸发器由两个蒸发器进风滤网、低温级热泵蒸发盘管、高温级热泵蒸发盘管、低温级蒸发盘管温度传感器、高温级蒸发盘管温度传感器、集风罩、蒸发器风机及冷风机驱动器组成，所述低温级热泵蒸发盘管通过管路与低温级热泵连接的接口分别为低温级蒸发器气端接口和低温级蒸发器液端接口，所述高温级热泵蒸发盘管通过管路与高温级热泵连接的接口分别为高温级蒸发器气端接口和高温级蒸发器液端接口，所述低温级热泵蒸发盘管的外壁安设有低温级热泵蒸发盘管温度传感器，所述高温级热泵蒸发盘管的外壁安设有高温级热泵蒸发盘管温度传感器，所述集风罩为一个具有集风罩进风口和集风罩出风口的密封罩体，所述集风罩进风口设置有两个集风罩进风滤网，所述低温级热泵蒸发盘管及高温级热泵蒸发盘管设置在两个集风罩进风滤网内，集风罩出风口连接设置有多个冷风机，所述多个冷风机连接有冷风机开关模块，所述冷风机开关模块输入端与控制器连接。

进一步的，所述低温级热泵由通过管路连通的低温级压缩机、低温级压缩机曲轴箱加热带、低温级四通换向阀、低温级热交换储液气液分离器、低温级第一干燥过滤器、低温级电子膨胀阀、低温级第二干燥过滤器、低温级排气压力传感器、低温级排气温度传感器、低温级吸气压力传感器、低温级吸气温度传感器、低温级冷凝器液管温度传感器、低温级蒸发器液管温度传感器构成；所述高温级热泵由通过管路连通的高温级压缩机、高温级压缩机曲轴箱加热带、高温级四通换向阀、高温级热交换储液气液分离器、高温级第一干燥过滤器、高温级电子膨胀阀、高温级第二干燥过滤器、高温级排气压力传感器、高温级排气温度传感器、高温级吸气压力传感器、高温级吸气温度传感器、高温级冷凝器液管温度传感器、高温级蒸发器液管温度传感器构成；所述低温级压缩机连接有低温级压缩机变频模块，所述控制器通过对低温级压缩机变频模块控制使低温级压缩机进行变频运行，所述高温级压缩机连接有高温级压缩机开关模块，所述控制器通过对高温级压缩机开关模块控制使高温级压缩机进行启动和停止；所述低温级压缩机下部曲轴箱的壳体外部套有低温级压缩机曲轴箱加热带，所述高温级压缩机下部曲轴箱的壳体外部套有高温级压缩机曲轴箱加热带，所述低温级压缩机排气口与低温级四通换向阀的高压排气口通过低温级温度传感器及低温级排气压力传感器的管路连通，所述高温级压缩机排气口与高温级四通换向阀的高压排气口通过高温级温度传感器及高温级排气压力传感器的管路连通，所述低温级四通换向阀冷凝器接口与低温级冷凝器气端接口连通，所述高温级四通换向阀冷凝器接口与高温级冷凝器气端接口连通，所述低温级热交换储液气液分离器的储液进口通过设有低温级冷凝器液管温度传感器的管路与低温级冷凝器液端接口连通，所述高温级热交换储液气液分离器的储液进口通过设有高温级冷凝器液管温度传感器的管路与高温级冷凝器液端接口连通，所述低温级热交换储液气液分离器的储液出口依次连通设置有所述低温级第一干燥过滤器、低温级电子膨胀阀、低温级第二干燥过滤器，所述高温级热交换储液气液分离器的储液出口依次连通设置有所述高温级第一干燥过滤器、高温级电子膨胀阀、高温级第二干燥过滤器，所述低温级第二干燥过滤器通过设置有所述低温级蒸发器液管温度传感器的管路与低温级蒸发器液端接口连通设置，所述高温级第二干燥过滤器通过设置有所述高温级蒸发器液管温度传感器的管路与高温级蒸发器液端接口连通设置，所述低温级四通换向阀的低压回气接口通过设有低温级吸气温度传感器的管路与低温级热交换储液气液分离器的气液分离进口连通，所述高温级四通换向阀的低压回气接口通过设有高温级吸气温度传感器的管路与高温级热交换储液气液分离器的气液分离进口连通，所述低温级热交换储液气液分离器的气液分离出口通过设有低温级吸气压力传感器的管路与低温级压缩机的吸气口连通设置，所述高温级热交换储液气液分离器的气液分离出口通过设有高温级吸气压力传感器的管路与高温级压缩机的吸气口连通设置；所述控制器的输入端口与低温级排气温度传感器、低温级冷凝器液管温度传感器、低温级蒸发器液管温度传感器、低温级吸气温度传感器、低温级排气压力传感器以及低温级吸气压力传感器相连接作为电子膨胀阀开度和系统保护控制的依据，所述控制器的输入端口与高温级排气温度传感器、高温级冷凝器液管温度传感器、高温级蒸发器液管温度传感器、高温级吸气温度传感器、高温级排气压力传感器以及高温级吸气压力传感器相连接作为电子膨胀阀开度和系统保护控制的依据。

进一步的，所述控制器的输入端口还与双级换热冷凝器中的环境气温传感器、中间温度传感器以及出风温度传感器相连作为自动温度控制的反馈依据；所述控制器的输入端口还与双路变频蒸发器的低温级蒸发盘管温度传感器以及高温级蒸发盘管温度传感器相连作为自动化霜控制依据；所述控制器的输出端口与热风机以及双路变频蒸发器的冷风机变频模块相连接用于热风机的启停控制及冷风机的风量控制；所述控制器的输出端口与低温级压缩机变频模块以及高温级压缩机开关模块相连用于机组的输出热功率控制；所述控制器的输出端口与低温级热泵电子膨胀阀、高温级热泵电子膨胀阀以及低温级四通换向阀和高温级四通换向阀的换向线圈相连用于制冷剂流量控制和化霜控制。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：通过双级冷凝升温实现了较低环境温度下产生较高的热风温度，同时，通过三个环节控制手段满足了自适应大范围环境工况下的高效热能输出控制，最终实用、低成本、高效率的解决了现有技术中的不足之处。

附图说明

图1为本实用新型一种高效智能空气能热风机组实施例一结构示意图；

图2为本实用新型一种高效智能空气能热风机组实施例二结构示意图；

图3为本实用新型中低温级热交换储液气液分离器和高温级热交换储液气液分离器的结构示意图；

图4为本实用新型中低温级四通换向阀和高温级四通换向阀的结构示意图；

其中图中各标号指定的部件如下：

图1中：1双级换热冷凝器；2热风机；3低温级热泵；4高温级热泵；5双路变频蒸发器；6控制器。

图1中的双级换热冷凝器包括：1-1冷凝器壳体；1-2冷凝器进风口；1-3冷凝器进风滤网；1-4冷凝器出风口；CON1低温级冷凝盘管；CON2高温级冷凝盘管；Ti环境气温传感器；Tm冷凝器中间温度传感器；To出风温度传感器。

图1中的低温级热泵包括：3-1低温级冷凝器气端接口；3-2低温级冷凝器液端接口；3-3低温级蒸发器液端接口；3-4低温级蒸发器气端接口；COM1低温级压缩机；VF1低温级压缩机变频模块；TP1低温级压缩机排气温度传感器；REV1低温级四通换向阀；TC1低温级冷凝液管温度传感器；ACC1低温级热交换储液气液分离器；ES1低温级干燥过滤器一；EX1低温级电子膨胀阀；ES2低温级干燥过滤器二；TE1低温级蒸发液管温度传感器；TX1低温级吸气温度传感器；PL1低温级吸气压力传感器；PH1低温级排气压力传感器；CEW1低温级压缩机曲轴箱加热带。

图1中的高温级热泵包括：4-1高温级冷凝器气端接口；4-2高温级冷凝器液端接口；4-3高温级蒸发器液端接口；4-4高温级蒸发器气端接口；COM2高温级压缩机；TK1高温级压缩机开关模块；TP2高温级压缩机排气温度传感器；REV2高温级四通换向阀；TC2高温级冷凝液管温度传感器；ACC2高温级热交换储液气液分离器；ES3高温级干燥过滤器一；EX2高温级电子膨胀阀；ES4高温级干燥过滤器二；TE2高温级蒸发液管温度传感器；TX2高温级吸气温度传感器；PL2高温级吸气压力传感器；PH2高温级排气压力传感器；CEW2高温级压缩机曲轴箱加热带。

图1中的双路变频蒸发器包括：5-1蒸发器集风罩；5-2低温级蒸发进风滤网；5-3高温级蒸发进风滤网；FE冷风机；EVA1低温级蒸发盘管；EVA2高温级蒸发盘管；Td1低温级蒸发盘管温度传感器；Td2高温级蒸发盘管温度传感器；VF2冷风机变频模块。

图3中：ACC-1储液进口；ACC-2储液腔；ACC-3储液出口；ACC-4气液分离进口；ACC-5气液分离腔；ACC-6气液分离出口。

图4中：REV-1四通阀阀体；REV-2高压排气进口；REV-3低压回气出口；REV-4冷凝器接口；REV-5蒸发器接口；REV-6换向线圈；其中当换向线圈REV-6不通电时，高压排气进口REV-2与冷凝器接口REV-4连通，蒸发器接口REV-5与低压回气出口REV-3连通，此时机组工作于供热状态；当换向线圈REV-6通电时，高压排气进口REV-2与蒸发器接口REV-5连通，冷凝器接口REV-4与低压回气出口REV-3连通，此时机组工作于化霜状态。

图2中：TK2多冷风机开关模块；其余与图1相同。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

实施例一：参见图1、图3及图4所示，本实用新型提供一种一种高效智能空气能热风机组，包括双级换热冷凝器1、热风机2、低温级热泵3、高温级热泵4、双路变频蒸发器5和控制器6；所述双级换热冷凝器1为由冷凝器壳1-1，密封装有低温冷凝盘管CON1和高温冷凝盘管CON2的空气通道，同时具有一个开放并带滤网1-3和环境气温传感器Ti的冷凝器进风口1-2和一个与热风机2进口连通的冷凝器出风口1-4，沿冷凝器进风口1-2至冷凝器出风口1-4的方向，在双级换热冷凝器1内依次装有低温级冷凝盘管1CON11、中间温度传感器Tm和高温级冷凝盘管CON2，低温级冷凝盘管CON1和高温级冷凝盘管CON2分别通过管路连通到低温级热泵冷凝器气端接口3-1和低温级热泵冷凝器液端接口3-2和高温级热泵冷凝器气端接口4-1和高温级热泵冷凝器液端接口4-2；所述热风机2的出口即为机组的热风输出口，在热风机2的出口装有出风温度传感器To；所述的双路变频蒸发器5由进风滤网5-2/5-3、低温级热泵蒸发盘管EVA1、高温级热泵蒸发盘管EVA2、低温级蒸发盘管温度传感器Td1、高温级蒸发盘管温度传感器Td2、集风罩5-1、冷风机FE和冷风机驱动器VF2组成；所述的低温级蒸发盘管EVA1和高温级蒸发盘管EVA2通过管路分别连通到低温级热泵蒸发器气端接口3-4和低温级热泵蒸发器液端接口3-3和高温级热泵蒸发器气端接口4-4和高温级热泵蒸发器液端接口4-3；所述的低温级蒸发盘管EVA1和高温级蒸发盘管EVA2的外壁分别安装了低温级蒸发盘管温度传感器Td1和高温级蒸发盘管温度传感器Td2用于对蒸发器盘管是否结霜的检测判定；所述的集风罩5-1为一个具有进风口和出风口的密封罩体，进风口装有进风滤网5-2/5-3，进风滤网5-2/5-3的内侧分别装有低温级蒸发盘管EVA1和高温级蒸发盘管EVA2，出风口装有冷风机FE；所述的冷风机驱动器VF2输入端连接控制器6，输出端连接冷风机FE实现冷风机FE的风量自动调节；所述的低温级热泵3和高温级热泵4具有相似的结构，所述低温级热泵3由通过管路连通的低温级压缩机COM1、低温级压缩机曲轴箱加热带CEW1、低温级四通换向阀REV1、低温级热交换储液气液分离器ACC1、低温级第一干燥过滤器ES1、低温级电子膨胀阀EX1、低温级第二干燥过滤器ES2、低温级排气压力传感器PP1、低温级排气温度传感器TP1、低温级吸气压力传感器PX1、低温级吸气温度传感器TX1、低温级冷凝器液管温度传感器TC1、低温级蒸发器液管温度传感器TE1构成；所述高温级热泵4由通过管路连通的高温级压缩机COM2、高温级压缩机曲轴箱加热带CEW2、高温级四通换向阀REV2、高温级热交换储液气液分离器ACC2、高温级第一干燥过滤器ES2、高温级电子膨胀阀EX2、高温级第二干燥过滤器ES4、高温级排气压力传感器PP2、高温级排气温度传感器TP2、高温级吸气压力传感器PX2、高温级吸气温度传感器TX2、高温级冷凝器液管温度传感器TC2、高温级蒸发器液管温度传感器TE2构成；低温级热泵3与高温级热泵4不同的是：低温级热泵3具备受控制器6控制对低温级压缩机COM1进行变频运行的低温级压缩机变频模块VF1，高温级热泵4具备受控制器6控制对高温级压缩机COM2进行启动和停止的高温级压缩机开关模块TK1；所述的低温级压缩机COM1和高温级压缩机COM2下部曲轴箱的壳体外部分别套有低温级压缩机曲轴箱加热带CEW1和高温级压缩机曲轴箱加热带CEW1并在机组通电的情况下保持通电发热以防止液态制冷剂在压缩机内聚集破坏低温级压缩机COM1或高温级压缩机COM2的运行润滑条件；压缩机COM1或COM2排气口与四通换向阀REV1或REV2的高压排气进口REV-2通过装有排气温度传感器TP1或TP2和排气压力传感器PP1或PP2的管路连通，四通换向阀REV1或REV2的冷凝器接口REV-4与冷凝器气端接口3-1或4-1连通，热交换储液气液分离器ACC1或ACC2的储液进口ACC-1通过装有冷凝器液管温度传感器TC1或TC2的管路与冷凝器液端接口3-2或4-2连通，热交换储液气液分离器ACC1或ACC2的储液出口ACC-3依次装有干燥过滤器一ES1或ES3、电子膨胀阀EX1或EX2、干燥过滤器二ES2或ES4，干燥过滤器二ES2或ES4的另一端通过装有蒸发器液管温度传感器TE1或TE2的管路与蒸发器液端接口3-3或4-3相联；所述四通换向阀REV1或REV2的蒸发器接口REV-5与蒸发器气端接口3-4或4-4相联，所述四通换向阀REV1或REV2的低压回气接口REV-3通过装有吸气温度传感器TX1或TX2的管路与热交换储液气液分离器ACC1或ACC2的气液分离进口ACC-4相联；所述热交换储液气液分离器ACC1或ACC2的气液分离出口ACC-6通过装有吸气压力传感器PX1或PX2的管路与压缩机COM1或COM2的吸气口相联。所述控制器6的输入端口与排气温度传感器TP1和TP2、冷凝器液管温度传感器TC1和TC2、蒸发器液管温度传感器TE1和TE2、吸气温度传感器TX1和TX2、排气压力传感器PP1和PP2以及吸气压力传感器PX1和PX2相连作为电子膨胀阀EX1或EX2开度和系统保护控制的依据；所述控制器6的输入端口还与双级换热冷凝器1中的环境气温传感器Ti、中间温度传感器Tm以及出风温度传感器To相连作为自动温度控制的反馈依据；所述控制器6的输入端口还与双路变频蒸发器5的低温级蒸发盘管温度传感器Td1以及高温级蒸发盘管温度传感器Td2相连作为自动化霜控制依据。所述控制器的输出端口与热风机2以及双路变频蒸发器5的冷风机变频模块VF2相连用于热风机2的启停控制及冷风机FE的风量控制；所述控制器6的输出端口与低温级热泵3的变频模块VF1以及高温级热泵4的开关模块TK1相连用于机组的输出热功率控制；所述控制器6的输出端口与低温级热泵电子膨胀阀EX1、高温级热泵电子膨胀阀EX2以及四通换向阀REV1和REV2的换向线圈REV-6相连用于制冷剂流量控制和化霜控制。

因高温级热泵4与低温级热泵3的热工运行原理完全相同，现以低温级热泵的运行为例对热泵的运行原理进行说明：低温级热泵3的运行中，高温高压的气态制冷剂由低温级压缩机COM1的排气管→低温级四通换向阀REV1的高压排气进口REV-2→低温级四通换向阀REV1的冷凝器接口REV-4→低温级冷凝器气端接口3-1送入到双级换热冷凝器1的低温级冷凝盘管CON1，使得低温级冷凝盘管CON1温度升高；此时，因热风机2的运行使得机组外部空气由冷凝器进风滤网1-3和冷凝器进风口1-2进入双级换热冷凝器1，依次冲刷低温级冷凝盘管CON1和高温级冷凝盘管CON2并通过吸收热能获得温升，最后经由热风机2送出机组；高温高压的气态制冷剂在通过低温级冷凝盘管CON1的管内通道释放热能后相变为中温高压的液态制冷剂并经由低温级冷凝器液端接口3-2进入到低温级热交换储液气液分离器ACC1的储液腔ACC-2中，在该储液腔ACC-2中和低温级热交换储液气液分离器ACC1的气液分离器腔ACC-5进行热交换后中温高压的液态制冷剂得到进一步的降温，最后经由低温级热交换储液气液分离器ACC1的储液出口ACC-3和低温级干燥过滤器一ES1送入到低温级电子膨胀阀EX1；液态制冷剂经过低温级电子膨胀阀EX1的节流和降压后，经低温级干燥过滤器二ES2、低温级蒸发器液端接口3-3送入到双路变频蒸发器5的低温级蒸发盘管EVA1中；冷风机FE的运转在集风罩5-1内产生的负压使得机组外部的空气经由蒸发器滤网5-2后冲刷低温级蒸发盘管EVA1的外壁并释放热能后进入集风罩5-1并由冷风机FE排出，这一过程使得低温级蒸发盘管EVA1内的液态制冷剂获得热能后相变蒸发为低温低压的气态制冷剂；低温低压的气态制冷剂经由低温级蒸发器气端接口3-4、低温级四通换向阀REV1的蒸发器接口REV-5、低温级四通换向阀REV1的低压回气出口REV-3、低温级热交换储液气液分离器ACC1的气液分离进口ACC-4进入到低温级热交换储液气液分离器ACC1的气液分离腔ACC-5，未能蒸发的少量液态制冷剂在低温级热交换储液气液分离器ACC1的气液分离腔ACC-5中吸收了从低温级气液分离器ACC1的储液腔ACC-2交换的热能继续蒸发，最后经由低温级热交换储液气液分离器ACC1的气液分离出口ACC-6、低温级压缩机COM1吸气口回到低温级压缩机从而完成整个循环。综上所述，在低温级热泵中整个制冷剂的循环实现了通过从低温级蒸发器盘管EVA1吸收空气低位热能后通过低温级压缩机COM1做功转变为高位热能并通过低温级冷凝盘管CON1将高位热能交换给进入双级换热冷凝器1的空气；同理，在高温级热泵中整个制冷剂的循环实现了通过从高温级蒸发器盘管EVA2吸收空气低位热能后通过高温级压缩机COM2做功转变为高位热能并通过高温级冷凝盘管CON2再次将高位热能交换给将输出的空气从而实现了热空气的制备，最终，经过两次升温的双级换热冷凝器内的空气通过热风机2送出机组形成热风。

在本实用新型中，低温级热泵3和高温级热泵4在双路变频蒸发器5中并联吸收空气热能，在双级换热冷凝器1中串联对空气进行两次加热以获得更高的输出风温。此外，当目标风温与环境气温差异不大(比如温差小于20℃)的情况下，控制器6通过自适应的模式转换可切换为独立高温级热泵4供热模式或者独立低温级热泵3供热模式来制备热风从而达到降低能耗的目的。其次，在低温级热泵3的运行中，通过控制器6对低温级压缩机变频模块VF1以及冷风机变频模块VF2的变频控制可以对低温级热泵3的热能吸收和输出进行能量调节；再次，在高温级热泵4的运行中，通过控制器6对冷风机变频模块VF2的变频控制可以对高温级热泵4的热能吸收和输出进行能量调节；通过上述对供热运行模式切换、低温级热泵3和高温级热泵4的输出能量调节，实现了机组的大范围供热能力调节，并通过调节实现了出风温度的自动控制。

在环境温度较低(比如低于5℃)而空气湿度较高(比如高于85％RH)的情况下，机组长时间运行可能产生双路变频蒸发器5的蒸发盘管EVA1或EVA2外壁产生结霜的现象而使得机组供热能力和能效的降低，此时通过蒸发盘管温度传感器Td1或Td2送到控制器6的温度信号以及出风温度传感器To信号、冷凝器中间温度传感器Tm信号及控制器6的判断，控制器6将控制低温级热泵3或高温级热泵4进入化霜运行状态；在化霜运行状态下，四通换向阀REV1或REV2的换向线圈REV-6通电使得制冷剂的流向与前述的供热状态相反；以低温级热泵3为例，制冷剂流向为：低温级压缩机COM1排气口→低温级四通换向阀REV1→双路变频蒸发器5的低温级蒸发盘管EVA1放热液化→低温级蒸发器液端接口3-3→低温级干燥过滤器二ES2→低温级电子膨胀阀EX1的节流减压→低温级干燥过滤器一ES1→低温级热交换储液气液分离器ACC1的储液出口ACC-3、储液腔ACC-2以及储液进口ACC-1→低温级冷凝器液端接口3-2→双级换热冷凝器1的低温级冷凝盘管CON1吸热气化→低温级冷凝器气端接口3-1→低温级四通换向阀REV1的冷凝器接口REV-4和低压回气出口REV-3→低温级热交换储液气液分离器ACC1的气液分离进口ACC-4、气液分离腔ACC-5和气液分离出口ACC-6→低温级压缩机COM1吸气口→低温级压缩机COM1，从而完成化霜运行的制冷剂循环；机组通过从低温级冷凝盘管CON1吸热，在低温级蒸发器盘管EVA1放热，使得低温级蒸发器盘管EVA1温度升高从而融化盘管外壁的结霜；低温级蒸发盘管EVA1外壁的结霜现象消除后，低温级蒸发盘管温度传感器Td1反馈的温度信号提高到一定值(比如20℃)后控制器6控制低温级热泵3停止化霜运行并自动转换到供热运行状态；同样，对于高温级热泵4的化霜运行也和低温级热泵3的方式相同。为了保障机组输出的热风温度不至于过低，控制器6在实施化霜运行时避免高温级热泵4与低温级热泵3同时进入化霜运行模式，而采取分别化霜的方式运行。

在机组所处的使用环境温度较高(比如超过10℃)而不会出现蒸发器盘管EVA1或EVA2结霜的情况下；参见图4，低温级热泵3和高温级热泵4均可进行简化，省去图1中的低温级四通换向阀REV1、高温级四通换向阀REV2、低温级干燥过滤器二ES2以及高温级干燥过滤器二ES4；同时将图1中的低温级干燥过滤器一ES1以及高温级干燥过滤器一ES3由双向型变更为单向型；这种简化结构适合于完全替代图1中的低温级热泵3和高温级热泵4。

尽管所述的低温级热泵3和高温级热泵4的热工原理和结构完全相同，但因对应的冷凝温度分别为25～45℃和45～65℃，所以优选高温级热泵4采用中温/高温混合制冷剂，混合比例可根据需求的最高输出风温采取高温制冷剂占比10％～30％(比如使用R407C/R134A混合冷媒，其中R134A占比10％～30％)，采用了混合冷媒方案后，即便是需求热风温度较高(比如60℃)的情况下，高温级压缩机COM2的排气压力和排气温度亦可控制在安全的范围内(比如排气压力25Kg/cm²；排气温度95℃)；而低温级热泵3的冷凝温度较低，使用空调系统常用的单一制冷剂(比如R22，R407C)即可满足要求。

为了在较宽环境温度的工况下自适应的供热能力匹配，优选低温级热泵3的热功率大于高温级热泵4，比如：低温级热泵满负荷热功率为2个功率单位，能力调节范围为50％～100％；高温级热泵满负荷功率为1个单位，能力调节范围为80％～100％；那么独立高温级热泵供热能力为0.8～1个功率单位，独立低温级热泵供热能力为1～2个单位，低温/高温级热泵同时供热能力为1.8～3个单位，通过供热模式的控制则机组供热能力范围可以实现0.8～3个单位的无级调节，同时能耗亦可优化至最佳。

实施例二：

参见图2、图3、图4所示，其中冷风机FE为多个，本实施例中采用冷风机开关模块TK2取代了实施例中的冷风机变频模块VF2，同时本实施例中的省去了低温级热泵和高温级热泵中的四通电子阀，其它全部与实施例一相同。在机组所处的使用环境温度较高(比如超过10℃)而不会出现蒸发器盘管结霜的情况下，低温级热泵和高温级热泵均可按图2的方式进行简化。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (5)

1.一种高效智能空气能热风机组，其特征在于：包括相互连通的热风机和双级换热冷凝器，所述双级换热冷凝器分别连接有低温级热泵及高温级热泵，所述低温级热泵及高温级热泵均连接有双路变频蒸发器，所述热风机、双级换热冷凝器、低温级热泵、高温级热泵及双路变频蒸发器分别连接有控制器，所述热风机的出口处设置有出风温度传感器，所述双级换热冷凝器包括由冷凝器壳密封的高温级冷凝盘管和低温级冷凝盘管构成的空气通道、冷凝器进风口及与热风机连通的冷凝器出风口，所述进风口处设置有环境气温传感器及冷凝器进风滤网，所述高温级冷凝盘管和低温级冷凝盘管之间设置有中间温度传感器。

2.根据权利要求1所述的一种高效智能空气能热风机组，其特征在于，所述双路变频蒸发器由两个蒸发器进风滤网、低温级热泵蒸发盘管、高温级热泵蒸发盘管、低温级蒸发盘管温度传感器、高温级蒸发盘管温度传感器、集风罩、蒸发器风机及冷风机驱动器组成，所述低温级热泵蒸发盘管通过管路与低温级热泵连接的接口分别为低温级蒸发器气端接口和低温级蒸发器液端接口，所述高温级热泵蒸发盘管通过管路与高温级热泵连接的接口分别为高温级蒸发器气端接口和高温级蒸发器液端接口，所述低温级热泵蒸发盘管的外壁安设有低温级热泵蒸发盘管温度传感器，所述高温级热泵蒸发盘管的外壁安设有高温级热泵蒸发盘管温度传感器，所述集风罩为一个具有集风罩进风口和集风罩出风口的密封罩体，所述集风罩进风口设置有两个集风罩进风滤网，所述低温级热泵蒸发盘管及高温级热泵蒸发盘管设置在两个集风罩进风滤网内，集风罩出风口连接设置有冷风机，所述冷风机连接有冷风机驱动器，所述冷风机驱动器输入端与控制器连接。

3.根据权利要求1所述的一种高效智能空气能热风机组，其特征在于，所述双路变频蒸发器由两个蒸发器进风滤网、低温级热泵蒸发盘管、高温级热泵蒸发盘管、低温级蒸发盘管温度传感器、高温级蒸发盘管温度传感器、集风罩、蒸发器风机及冷风机驱动器组成，所述低温级热泵蒸发盘管通过管路与低温级热泵连接的接口分别为低温级蒸发器气端接口和低温级蒸发器液端接口，所述高温级热泵蒸发盘管通过管路与高温级热泵连接的接口分别为高温级蒸发器气端接口和高温级蒸发器液端接口，所述低温级热泵蒸发盘管的外壁安设有低温级热泵蒸发盘管温度传感器，所述高温级热泵蒸发盘管的外壁安设有高温级热泵蒸发盘管温度传感器，所述集风罩为一个具有集风罩进风口和集风罩出风口的密封罩体，所述集风罩进风口设置有两个集风罩进风滤网，所述低温级热泵蒸发盘管及高温级热泵蒸发盘管设置在两个集风罩进风滤网内，集风罩出风口连接设置有多个冷风机，所述多个冷风机连接有冷风机开关模块，所述冷风机开关模块输入端与控制器连接。

4.根据权利要求1所述的一种高效智能空气能热风机组，其特征在于，所述低温级热泵由通过管路连通的低温级压缩机、低温级压缩机曲轴箱加热带、低温级四通换向阀、低温级热交换储液气液分离器、低温级第一干燥过滤器、低温级电子膨胀阀、低温级第二干燥过滤器、低温级排气压力传感器、低温级排气温度传感器、低温级吸气压力传感器、低温级吸气温度传感器、低温级冷凝器液管温度传感器、低温级蒸发器液管温度传感器构成；所述高温级热泵由通过管路连通的高温级压缩机、高温级压缩机曲轴箱加热带、高温级四通换向阀、高温级热交换储液气液分离器、高温级第一干燥过滤器、高温级电子膨胀阀、高温级第二干燥过滤器、高温级排气压力传感器、高温级排气温度传感器、高温级吸气压力传感器、高温级吸气温度传感器、高温级冷凝器液管温度传感器、高温级蒸发器液管温度传感器构成；所述低温级压缩机连接有低温级压缩机变频模块，所述控制器通过对低温级压缩机变频模块控制使低温级压缩机进行变频运行，所述高温级压缩机连接有高温级压缩机开关模块，所述控制器通过对高温级压缩机开关模块控制使高温级压缩机进行启动和停止；所述低温级压缩机下部曲轴箱的壳体外部套有低温级压缩机曲轴箱加热带，所述高温级压缩机下部曲轴箱的壳体外部套有高温级压缩机曲轴箱加热带，所述低温级压缩机排气口与低温级四通换向阀的高压排气口通过低温级温度传感器及低温级排气压力传感器的管路连通，所述高温级压缩机排气口与高温级四通换向阀的高压排气口通过高温级温度传感器及高温级排气压力传感器的管路连通，所述低温级四通换向阀冷凝器接口与低温级冷凝器气端接口连通，所述高温级四通换向阀冷凝器接口与高温级冷凝器气端接口连通，所述低温级热交换储液气液分离器的储液进口通过设有低温级冷凝器液管温度传感器的管路与低温级冷凝器液端接口连通，所述高温级热交换储液气液分离器的储液进口通过设有高温级冷凝器液管温度传感器的管路与高温级冷凝器液端接口连通，所述低温级热交换储液气液分离器的储液出口依次连通设置有所述低温级第一干燥过滤器、低温级电子膨胀阀、低温级第二干燥过滤器，所述高温级热交换储液气液分离器的储液出口依次连通设置有所述高温级第一干燥过滤器、高温级电子膨胀阀、高温级第二干燥过滤器，所述低温级第二干燥过滤器通过设置有所述低温级蒸发器液管温度传感器的管路与低温级蒸发器液端接口连通设置，所述高温级第二干燥过滤器通过设置有所述高温级蒸发器液管温度传感器的管路与高温级蒸发器液端接口连通设置，所述低温级四通换向阀的低压回气接口通过设有低温级吸气温度传感器的管路与低温级热交换储液气液分离器的气液分离进口连通，所述高温级四通换向阀的低压回气接口通过设有高温级吸气温度传感器的管路与高温级热交换储液气液分离器的气液分离进口连通，所述低温级热交换储液气液分离器的气液分离出口通过设有低温级吸气压力传感器的管路与低温级压缩机的吸气口连通设置，所述高温级热交换储液气液分离器的气液分离出口通过设有高温级吸气压力传感器的管路与高温级压缩机的吸气口连通设置；所述控制器的输入端口与低温级排气温度传感器、低温级冷凝器液管温度传感器、低温级蒸发器液管温度传感器、低温级吸气温度传感器、低温级排气压力传感器以及低温级吸气压力传感器相连接作为电子膨胀阀开度和系统保护控制的依据，所述控制器的输入端口与高温级排气温度传感器、高温级冷凝器液管温度传感器、高温级蒸发器液管温度传感器、高温级吸气温度传感器、高温级排气压力传感器以及高温级吸气压力传感器相连接作为电子膨胀阀开度和系统保护控制的依据。

5.根据权利要求1所述的一种高效智能空气能热风机组，其特征在于，所述控制器的输入端口还与双级换热冷凝器中的环境气温传感器、中间温度传感器以及出风温度传感器相连作为自动温度控制的反馈依据；所述控制器的输入端口还与双路变频蒸发器的低温级蒸发盘管温度传感器以及高温级蒸发盘管温度传感器相连作为自动化霜控制依据；所述控制器的输出端口与热风机以及双路变频蒸发器的冷风机变频模块相连接用于热风机的启停控制及冷风机的风量控制；所述控制器的输出端口与低温级压缩机变频模块以及高温级压缩机开关模块相连用于机组的输出热功率控制；所述控制器的输出端口与低温级热泵电子膨胀阀、高温级热泵电子膨胀阀以及低温级四通换向阀和高温级四通换向阀的换向线圈相连用于制冷剂流量控制和化霜控制。