CN208458307U - 热泵系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种热泵系统。热泵系统包括室外换热器和电磁加热组件。电磁加热组件包括感应加热片、绝热板和电磁感应电线盘，感应加热片与室外换热器接触，电磁感应电线盘与绝热板贴合，绝热板与室外换热器或感应加热片连接，感应加热片与电磁感应电线盘通讯连接。根据本实用新型的热泵系统，电磁加热组件可以对室外换热器进行加热，从而可以提高室外换热器化霜效率及制热效率，提高热泵系统的冻机启动能力，避免由于排气温度不作导引压缩机可靠性降低的情况，进而可以提高热泵系统的使用性能。而且电磁加热组件采用磁场原理进行放热，不仅具有较高的安全性能，还具有结构简单、加热精度高、容易控制的优点。
Description
技术领域
本实用新型涉及家用电器领域，尤其是涉及一种热泵系统。
背景技术
热泵系统在制热模式下，制冷剂通过室外换热器从室外空气吸收热量，然后经过压缩机提高压力和温度，将室外侧的热量排到室内达到制热的效果。但在冬天的制热模式下，室外的温度越低，从室外能搬运到室内的热量就越少，室内的制热效果就会越差，并且室外换热器内的冷媒因为需要吸收室外空气的热量，需要低于室外空气的温度，这就会导致室外换热器会在制热模式下结霜。
相关技术中，为了保证系统能够安全有效运地持续供热运行，需要每隔一段时间对室外换热器进行除霜，此时会从室内侧吸热来用于室外机换热器的除霜。这种除霜方式会导致室内温度有10min左右的降低，并且在室外机重新恢复制热模式的时候也需要一段时间切换和启动压缩机逐渐加热冷媒系统，提供制热运行服务。而且机组在低温下制热启动的时候，由于低温下油在冷媒中的溶解度较大，也需要压缩机进行长时间的预热模式来提高压缩机排出的冷媒温度，保证冷媒蒸发不会携带过多的冷冻油，不会影响压缩机的正常运行。
当室外温度低到一定程度的时候，能从室外吸收的热量就会非常少了，以至于室内的制热能力还不如直接将供给压缩机的电能，直接用于电加热器获得的能量。但是通常室内机，尤其是多联机的室内机一般是不会配置电加热的，并且即使室内机的电加热开启起来也会因为室内侧电线的配置不能长期支撑使用而有室内使用电加热的安全隐患。
实用新型内容
本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型的一个目的在于提出一种具有化霜性能、使用性能佳的热泵系统。
根据本实用新型实施例的热泵系统，包括：室外换热器；电磁加热组件，所述电磁加热组件包括感应加热片、绝热板和电磁感应电线盘，所述感应加热片与所述室外换热器接触，所述电磁感应电线盘与所述绝热板贴合，所述绝热板与所述室外换热器或所述感应加热片连接，所述感应加热片与所述电磁感应电线盘通讯连接。
根据本实用新型实施例的热泵系统，通过在室外换热器上设置电磁加热组件，电磁加热组件可以对室外换热器进行加热升温，从而可以提高室外换热器化霜效率及制热效率，提高热泵系统的冻机启动能力，避免由于排气温度不作导引压缩机可靠性降低的情况，进而可以提高热泵系统的使用性能。而且电磁加热组件采用磁场原理进行放热，不仅具有较高的安全性能，还具有结构简单、加热精度高、容易控制的优点。另外，绝热板可以隔离电磁感应电线盘和感应加热片，以避免感应加热片影响电磁感应电线圈的工作性能。
根据本实用新型的一些实施例，所述室外换热器为换热管，所述感应加热片位于所述换热管内，所述绝热板贴设于所述换热管的外周壁。
在本实用新型的一些实施例中，所述换热管的相对的两个外表面为第一表面和第二表面，所述绝热板为两个，且分别为第一绝热板和第二绝热板，所述第一绝热板贴设于所述第一表面，所述第二绝热板贴设于所述第二表面；所述电磁感应电线盘为两个，且分别为第一电磁感应电线盘和第二电磁感应电线盘，所述第一电磁感应电线盘贴设于所述第一绝热板，所述第二电磁感应电线盘贴设于所述第二绝热板。
根据本实用新型的一些实施例，所述室外换热器为微通道板。
在本实用新型的一些实施例中，所述感应加热片贴设于所述室外换热器的外周壁上。
在本实用新型的一些实施例中，所述电磁加热组件包括两片所述感应加热片，两片所述感应加热片位于所述微通道板的相对的外表面上，所述绝热板与其中一片所述感应加热片贴合。
在本实用新型的一些实施例中，所述微通道板为两个，两个所述微通道板之间夹设所述感应加热片。
根据本实用新型的一些实施例，所述电磁加热组件为两组，每组所述电磁加热组件的所述感应加热片、所述绝热板和所述电磁感应电线盘依次叠加，且所述感应加热片与所述室外换热器的外表面贴合。
在本实用新型的一些实施例中，两组所述电磁加热组件分别设于所述室外换热器的相对的表面。
根据本实用新型的一些实施例，所述电磁感应电线盘呈圆形、椭圆形或多边形。
本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。
附图说明
本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是根据本实用新型实施例的热泵系统的结构简视图；
图2是根据本实用新型实施例的热泵系统的结构简视图；
图3是根据本实用新型实施例的热泵系统的结构简视图；
图4是根据本实用新型实施例的热泵系统的结构简视图；
图5是根据本实用新型实施例的热泵系统的结构简视图；
图6是根据本实用新型实施例的热泵系统的结构简视图；
图7是根据本实用新型实施例的热泵系统的结构简视图；
图8是根据本实用新型实施例的热泵系统的结构简视图；
图9是根据本实用新型实施例的热泵系统的结构简视图；
图10是根据本实用新型实施例的热泵系统的结构简视图；
图11是根据本实用新型实施例的热泵系统的结构简视图；
图12是根据本实用新型实施例的热泵系统的控制逻辑图。
附图标记：
热泵系统1，
室外换热器10，换热管100，第一表面101，第二表面102，微通道板110，
电磁加热组件20，感应加热片200，绝热板210，第一绝热板211，第二绝热板212，电磁感应电线盘220，第一电磁感应电线盘221，第二电磁感应电线盘222。
具体实施方式
下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
如图1-图11所示，根据本实用新型实施例的热泵系统1，包括室外换热器10和电磁加热组件20。
具体而言，如图1-图11所示，电磁加热组件20包括感应加热片200、绝热板210和电磁感应电线盘220，感应加热片200与室外换热器10接触，电磁感应电线盘220与绝热板210贴合，绝热板210与室外换热器10或感应加热片200连接，感应加热片200与电磁感应电线盘220通讯连接。例如，绝热板210可以设于室外换热器10上，绝热板210也可以设在感应加热片200上，电磁感应电线盘220可以贴设于绝热板210远离室外换热器10或是感应加热片200的一侧，感应加热片200与室外换热器10接触式连接，感应加热片200与电磁感应电线盘220通讯连接，电磁感应电线盘220可以产生交变磁场，以与感应加热片200产生涡流而产生热能。需要说明的是，对于这里所提到的“连接”均作广义上的理解，“连接”可以为直接连接，也可以为间接连接，连接可以通过卡接、螺纹连接、粘接等形式实现。另外，感应加热片200可以为含有铁元素的铁质感应加热片200，从而可以与电磁感应电线盘220产生的交变磁场形成涡流。
相关技术中，在寒冷地区，热泵系统在低温的情况下制热，热泵系统的冻机启动能力缓慢，排气温度不足容易携带冷冻油排出油分离器，影响压缩机的可靠性。且化霜速度缓慢、制热效果较差。
根据本实用新型实施例的热泵系统1，通过在室外换热器10上设置电磁加热组件20，电磁加热组件20可以对室外换热器10进行加热升温，从而可以提高室外换热器10化霜效率及制热效率，提高热泵系统1的冻机启动能力，避免由于排气温度不作导引压缩机可靠性降低的情况，进而可以提高热泵系统1的使用性能。而且电磁加热组件20采用磁场原理进行放热，不仅具有较高的安全性能，还具有结构简单、加热精度高、加热迅速、容易控制的优点。另外，绝热板210可以隔离电磁感应电线盘220和感应加热片200，以避免感应加热片200影响电磁感应电线圈的工作性能。
如图1-图4所示，根据本实用新型的一些实施例，室外换热器10可以为换热管100，感应加热片200位于换热管100内，绝热板210贴设于换热管100的外周壁。电磁感应电线盘220可以贴设于绝热板210远离换热管100的一侧。由此，感应加热片200可以直接与换热管100内的冷媒进行热交换，感应加热片200可以对换热管100内的冷媒进行加热，从而可以提高室外换热器10的制热效率，而且冷媒可以进一步可以与换热管100进行热交换，从而可以提高换热管100的温度，以达到化霜效果。
根据本实用新型的一些实施例，绝热板210可以为绝缘件。室外换热器10可以由金属件或非金属件。
如图3及图4所示，在本实用新型的一些实施例中，换热管100的相对的两个外表面为第一表面101和第二表面102，绝热板210为两个，且分别为第一绝热板211和第二绝热板212，第一绝热板211贴设于第一表面101，第二绝热板212贴设于第二表面102。电磁感应电线盘220可以为两个，且分别为第一电磁感应电线盘221和第二电磁感应电线盘222，第一电磁感应电线盘221贴设于第一绝热板211，第二电磁感应电线盘222贴设于第二绝热板212。由此，第一电磁感应电线盘221和第二电磁感应电线盘222均可以对感应加热片200进行感应加热，从而可以提高感应加热片200的加热效率。
如图5-图8所示，根据本实用新型的一些实施例，室外换热器10可以为微通道板110。微通道板110为一块板，该板上具有多个微通道，冷媒可以通过多个微通道。微通道板110可以提高冷媒与微通道管壁的接触面积，从而可以提高微通道板110的换热性能。微通道的直径在10μm-1000μm之间。
如图1-图11所示，在本实用新型的一些实施例中，感应加热片200贴设于室外换热器10的外周壁上。由此，可以扩大感应加热片200与室外换热器10的接触面积，从而可以提高感应加热片200的加热效率。
如图6所示，在本实用新型的一些实施例中，电磁加热组件20包括两片感应加热片200，两片感应加热片200位于微通道板110的相对的外表面上，绝热板210与其中一片感应加热片200贴合。例如，微通道板110可以具有上下(如图6所示的上下)两个相对的表面，其中，上表面上贴设有一片感应加热片200，下表面上贴设有一片感应加热片200，下表面上的感应加热片200远离微通道板110的一侧可以贴设有绝热板210，绝热板210远离感应加热片200的一侧可以设有电磁感应电线盘220。由此，可以利用两片感应加热片200对微通道板110进行加热，而且，将微通道板110夹设在两片感应加热片200之间，可以充分提高感应加热片200与微通道板110的接触面积，从而可以提高微通道板110的化霜效率及制热效率。在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”是为基于附图6所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
如图7所示，在本实用新型的一些实施例中，微通道板110可以为两个，两个微通道板110之间夹设感应加热片200。例如，两个微通道板110可以上下(如图7所示的上下)层叠排布且间隔开，感应加热片200位于两个微通道板110之间，感应加热片200可以与两个微通道板110均接触，位于下方的微通道板110的远离感应加热片200的一侧可以贴设有绝热板210，绝热板210远离微通道板110的一侧可以贴设有电磁感应电线盘220。由此，感应加热片200的两侧可以分别对两个微通道板110进行加热，从而可以充分利用感应加热片200的热量，提高电磁加热组件20的工作效率，也可以降低热泵系统1的生产成本。在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”是为基于附图7所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
如图8所示，根据本实用新型的一些实施例，电磁加热组件20可以为两组，每组电磁加热组件20的感应加热片200、绝热板210和电磁感应电线盘220依次叠加，且感应加热片200与室外换热器10的外表面贴合。由此，可以利用两片感应加热片200对微通道板110进行加热，而且，两片感应加热片200分别对应有一个电磁感应电线盘220，电磁感应电线盘220可以对其对应的感应加热片200进行加热，从而可以提高电磁加热组件20的加热效率。
如图8所示，在本实用新型的一些实施例中，两组电磁加热组件20分别设于室外换热器10的相对的表面。例如，室外换热器10可以为微通道板110，两组电磁加热组件20可以分别位于微通道板110的上下(如图8所示的上下)表面，两组电磁加热组件20中的感应加热片200均与微通道板110直接接触，每组电磁加热组件20中的绝热板210均位于其对应的感应加热片200和电磁感应电线盘220之间。由此，可以利用两片感应加热片200对微通道板110进行加热，而且，将微通道板110夹设在两片感应加热片200之间，可以充分提高感应加热片200与微通道板110的接触面积，从而可以提高微通道板110的化霜效率及制热效率。两片感应加热片200分别对应有一个电磁感应电线盘220，电磁感应电线盘220可以对其对应的感应加热片200进行加热，从而可以提高电磁加热组件20的加热效率。在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”是为基于附图8所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
如图9-图10所示，根据本实用新型的一些实施例，电磁感应电线盘220可以呈圆形、椭圆形或多边形。
根据本实用新型实施例的热泵系统1的控制方法，热泵系统为如上所述的热泵系统1，热泵系统1包括用于检测压缩机排气温度的温度传感器，温度传感器检测到的排气温度为T，设定热泵系统1的目标排气温度为T0，控制方法包括：当热泵系统处于制热启动模式或化霜模式时，启动电磁加热组件。
根据本实用新型实施例的热泵系统1的控制方法，当热泵系统1处于制热启动模式或化霜模式时，通过电磁加热组件20可以对室外换热器10进行加热升温，从而可以提高室外换热器10化霜效率及制热效率，提高热泵系统1的冻机启动能力，避免由于排气温度不作导引压缩机可靠性降低的情况，进而可以提高热泵系统1的使用性能。而且电磁加热组件20采用磁场原理进行放热，不仅具有较高的安全性能，还具有结构简单、加热精度高、容易控制的优点。另外，绝热板210可以隔离电磁感应电线盘220和感应加热片200，以避免感应加热片200影响电磁感应电线圈的工作性能。
如图12所示，根据本实用新型的一些实施例，在正常制热模式下，当T＜T0、且压缩机达到最大频率时，启动电磁加热组件。当T≥T0、且压缩机未达到最大频率时，电磁加热组件停止加热。由此，热泵系统可以通过空气气流结合电磁加热组件进行制热，从而可以提高热泵系统的制热效率，进而可以提高用户的体感舒适度，不仅可以避免排气温度不足携带冷冻油排出油分离器，影响压缩机可靠性的情况，也可以避免排气温度过高导致润滑油遇到高温出现碳化的情况。
下面参考图1-图12详细描述根据本实用新型实施例的热泵系统1及其控制方法。值得理解的是，下述描述仅是示例性说明，而不是对本实用新型的具体限制。
本实用新型的目的在于克服相关技术中寒冷地区使用热泵系统在低温制热下，冻机启动能力提升缓慢，排气温度不足携带冷冻油排出油分离器、化霜速度缓慢制热效果较差的问题，提出一种空气能结合排气加热的混合动力低温强热的热泵系统，通过在室外换热器处增加电磁加热组件，达到可以不受环境气温影响，-20度以下制热能力不衰减，不需要电辅助加热，满足快速制热，制热开机送热风速度提高一倍，快速感受舒适体验。快速化霜，化霜速度提高一倍，快速恢复舒适体验的效果。
为了实现上述目的，本实用新型实施例的热泵系统1具有实现正常制冷和加强制热的特点，其制热模式下的热源包括两种热源动力：空气能和电磁加热组件20加热。
通过在室外换热器10上设置电磁加热组件20，使室外换热器10内的冷媒进一步加热后获得更多的热能，输送至室内，从而可以满足室内的舒适度需求。同时，为了保证电磁加热组件20的温度不至于过高，导致冷冻油遇到高温出现碳化的情况，需要根据热泵系统1的排气温度来调节电磁加热组件20的输出功率。
为了解决冻机启动慢，排气温度不足容易携带冷冻油排出油分离器，影响压缩机可靠性、化霜速度缓慢、正常制热效果较差的问题，热泵系统1控制逻辑如下：
如图12所示，在制热启动模式和化霜模式下都会优先开启电磁加热组件按目标排气温度T0调节电磁加热组件的输出加热功率。制热启动结束或化霜结束则进入正常制热模式判定。在正常制热模式下，判定排气温度是否低于最大值。如果是的话，若压缩机达到最大频率，且排气温度未达到目标值T0，则继续开启加热设备按目标排气温度T0调节电磁加热组件的输出加热功率，来弥补压缩机已经开到最大值，却不能提供很好的舒适性体验的问题。在此过程中不断的判定排气温度的变化，满足不会超过最大值的要求。如果超过了排气温度的最大值，且压缩机没有达到最大频率的情况下，则停止电磁加热组件的输出，依靠压缩机自身调节制热输出。调节过程中，若压缩机达到最大频率，且排气温度未达到目标值，则继续开启加热设备按目标排气温度T0调节输出加热功率。如此反复反馈控制电磁加热组件的加热功率。
如图1-图11所示，电磁加热组件20包括感应加热片200、绝热板210和电磁感应电线盘220，电磁感应电线盘220可以产生交变磁场，以与感应加热片200产生涡流而产生热能。电磁感应电线盘220的形式可以为多种，椭圆，圆形，矩形，且可根据需求进行数量组合。感应加热片200可以为含有铁元素的铁质感应加热片。感应加热片200可以与室外换热器10形成内嵌或外包结构，从而可以提高感应加热片200可以与室外换热器10的热转化率，且感应加热片200的热量调节迅速，电磁加热组件20可以变功率输出。考虑到电磁感应电线盘220需要散热，不能直接与铁质感应加热片接触。室外换热器10可以由金属或非金属材质加工而成，并包括流路封头及接管与冷媒系统进行连接。且铁质感应加热片200既可以位于冷媒流道内部直接加热冷媒，也可以位于冷媒流道外部间接加热冷媒。
当感应加热片200内置于室外换热器10内部的时候，加热效率高，冷媒可以在室外换热器10内部实现加热。当感应加热片200外置时，感应加热片200与室外换热器10的外表面紧密贴合，并有绝热板210间隔。室外换热器10可以为微通道板110或换热管100。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.一种热泵系统，其特征在于，包括：
室外换热器；
电磁加热组件，所述电磁加热组件包括感应加热片、绝热板和电磁感应电线盘，所述感应加热片与所述室外换热器接触，所述电磁感应电线盘与所述绝热板贴合，所述绝热板与所述室外换热器或所述感应加热片连接，所述感应加热片与所述电磁感应电线盘通讯连接。
2.根据权利要求1所述的热泵系统，其特征在于，所述室外换热器为换热管，所述感应加热片位于所述换热管内，
所述绝热板贴设于所述换热管的外周壁。
3.根据权利要求2所述的热泵系统，其特征在于，所述换热管的相对的两个外表面为第一表面和第二表面，
所述绝热板为两个，且分别为第一绝热板和第二绝热板，所述第一绝热板贴设于所述第一表面，所述第二绝热板贴设于所述第二表面；
所述电磁感应电线盘为两个，且分别为第一电磁感应电线盘和第二电磁感应电线盘，所述第一电磁感应电线盘贴设于所述第一绝热板，所述第二电磁感应电线盘贴设于所述第二绝热板。
4.根据权利要求1所述的热泵系统，其特征在于，所述室外换热器为微通道板。
5.根据权利要求4所述的热泵系统，其特征在于，所述感应加热片贴设于所述室外换热器的外周壁上。
6.根据权利要求4所述的热泵系统，其特征在于，所述电磁加热组件包括两片所述感应加热片，两片所述感应加热片位于所述微通道板的相对的外表面上，
所述绝热板与其中一片所述感应加热片贴合。
7.根据权利要求4所述的热泵系统，其特征在于，所述微通道板为两个，两个所述微通道板之间夹设所述感应加热片。
8.根据权利要求1所述的热泵系统，其特征在于，所述电磁加热组件为两组，每组所述电磁加热组件的所述感应加热片、所述绝热板和所述电磁感应电线盘依次叠加，且所述感应加热片与所述室外换热器的外表面贴合。
9.根据权利要求4所述的热泵系统，其特征在于，两组所述电磁加热组件分别设于所述室外换热器的相对的表面。
10.根据权利要求1所述的热泵系统，其特征在于，所述电磁感应电线盘呈圆形、椭圆形或多边形。
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| US11326812B2 (en) | 2018-06-20 | 2022-05-10 | Hefei Midea Heating & Ventilating Equipment Co., Ltd. | Heat pump system with electromagnetic-induction heating and control method therefor |
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| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |