CN209116598U - 一种热泵系统的太阳能蓄热除霜装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种热泵系统的太阳能蓄热除霜装置，包括压缩机、冷凝器、第一节流机构、蒸发器、第一截止阀、太阳能集热器和蓄热罐，蓄热罐内设有换热盘管，换热盘管的出口与压缩机的吸气口连接，换热盘管的进口与蒸发器的出口之间依次设有第二节流机构和第二截止阀，压缩机的排气口与第一节流机构的出口之间设有第二截止阀，太阳能集热器的出水口和回水口分别与蓄热罐的进水口和出水口连接。本实用新型采用太阳能蓄热除霜装置将太阳能转化成热能，并以热水的形式蓄存在蓄热罐中，除霜过程中的液态冷媒与热水换热变成气态冷媒进入压缩机，确保压缩机的安全运行。同时增加了回气温度，使压缩机排气热量增加，缩短除霜时间，提高用户舒适性。

Description

一种热泵系统的太阳能蓄热除霜装置

技术领域

本实用新型涉及热泵除霜技术领域，尤其涉及一种热泵系统的太阳能蓄热除霜装置。

背景技术

在热泵系统制热过程中，当蒸发器表面温度低于0℃，且低于空气的露点温度时，蒸发器表面的水蒸气会凝结成霜并附着在换热器上，随着霜层厚度的增加，蒸发器的换热效果下降，从而导致冷凝器的换热效果也下降，冷凝器出风温度降低，影响用户舒适性。因此，需要除掉蒸发器上的霜层，确保蒸发器和冷凝器的换热效果。

常用的除霜方法有逆向除霜和热气旁通除霜，逆向除霜是通过四通阀切换冷媒流向，使系统由制热循环变为制冷循环，吸收室内热量用于蒸发器除霜，这样不仅导致室内温度大幅度降低，而且恢复制热循环后需要补偿除霜吸收的热量，室内温度要经过较长的时间才能恢复到除霜前的状态。因此，在整个逆向除霜过程中，室内温度先剧烈下降然后再慢慢上升，波动幅度比较大，用户舒适性比较差；热气旁通除霜方法是利用压缩机排气热量进行除霜，未从室内吸热，恢复制热循环后室内温度很快恢复，整个过程中室内温度波动小，但是在除霜过程中，大量的液态冷媒积聚在气液分离器中难以蒸发，对压缩机的安全运行产生不利影响，另外在除霜过程中系统向室内供热量减少，因此影响用户舒适性。

因此，如何既不影响压缩机的运行和用户舒适性又能提高除霜效果是亟待解决的问题。

实用新型内容

为了克服上述现有技术的不足，本实用新型提供一种热泵系统的太阳能蓄热除霜装置，该装置利用外部热量加热除霜过程中产生的液态冷媒以确保压缩机的安全运行，同时增加压缩机的排气热量，加快除霜速度以提高用户舒适性。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案为：

一种热泵系统的太阳能蓄热除霜装置，包括压缩机、冷凝器、第一节流机构、蒸发器、第一截止阀、太阳能集热器和蓄热罐，所述压缩机的排气口和吸气口通过所述第一截止阀分别与所述冷凝器的进口和蒸发器的出口连接，冷凝器的出口通过所述第一节流机构与蒸发器的进口连接，所述蓄热罐内设有换热盘管，所述换热盘管的出口与压缩机的吸气口并联连接，换热盘管的进口与蒸发器的出口之间依次设有第二节流机构和第二截止阀，压缩机的排气口与第一节流机构的出口之间设有第二截止阀，所述太阳能集热器的出水口和回水口分别与蓄热罐的进水口和出水口连接。

作为上述技术方案的改进，所述第一节流机构和第二节流机构均为电子膨胀阀。

作为上述技术方案的改进，所述第一截止阀和第二截止阀均为电磁阀。

作为上述技术方案的改进，本装置还包括循环水泵，所述循环水泵设置于太阳能集热器的回水口与蓄热罐的出水口之间。

本实用新型的有益效果有：

本实用新型采用太阳能蓄热除霜装置将太阳能转化成热能，并以热水的形式蓄存在蓄热罐中，热泵系统除霜过程中产生的液态冷媒与热水换热变成气态冷媒进入压缩机，确保压缩机的安全运行。同时也增加了回气温度，从而使压缩机排气热量增加，加快除霜速度，提高用户舒适性。

附图说明

下面结合附图及具体实施例对本实用新型作进一步说明，其中：

图1是本实用新型实施例的结构示意图；

图2是本实用新型实施例的热泵系统运行示意图；

图3是本实用新型实施例的除霜运行示意图。

具体实施方式

参见图1，本实用新型提供的一种热泵系统的太阳能蓄热除霜装置，包括压缩机1、冷凝器2、第一节流机构3、蒸发器4、第一截止阀6、太阳能集热器20和蓄热罐21，所述压缩机1的排气口和吸气口通过所述第一截止阀6分别与所述冷凝器2的进口和蒸发器4的出口连接，冷凝器2的出口通过所述第一节流机构3与蒸发器4的进口连接，所述蓄热罐21内设有换热盘管23，所述换热盘管23的出口与压缩机1的吸气口并联连接，换热盘管23的进口与蒸发器4的出口之间依次设有第二节流机构5和第二截止阀7，压缩机1的排气口与第一节流机构3的出口之间设有第二截止阀7，所述太阳能集热器20的出水口和回水口分别与蓄热罐21的进水口和出水口连接。

具体地说，白天时段，如图2所示，热泵系统制热时，第一截止阀6开启，第二截止阀7关闭，压缩机1的排气口排出的高温气态冷媒通过冷凝器2放热给室内空气之后变成液态冷媒，液态冷媒经过第一节流机构3节流成气液混合态冷媒之后通过蒸发器4吸收室外低温环境中的热量蒸发成气态冷媒，气态冷媒再回到压缩机1的吸气口进行压缩，从而完成制热循环；与此同时，太阳能集热器20将太阳能转变成热能，以热水的形式储存在蓄热罐21中。

如图3所示，热泵系统除霜时，第一截止阀6关闭，第二截止阀7开启，压缩机1的排气口排出的高温气态冷媒通过蒸发器4，加热附着在蒸发器4上的霜层，使得霜层受热融化并脱离蒸发器4，高温气态冷媒因放热给霜层而冷凝成液态冷媒，液态冷媒经过第二节流机构5节流成气液混合态冷媒之后进入设置在蓄热罐21中的换热盘管23内部，并与换热盘管23外部的热水换热之后蒸发成气态冷媒，气态冷媒再回到压缩机1的吸气口进行压缩，从而完成除霜循环。也就是说，在除霜过程中，蒸发器4相当于制热循环中的冷凝器，蓄热罐21则相当于制热循环中的蒸发器，蓄热罐21内的热水使得进入压缩机1的吸气口的冷媒完全气化，防止压缩机液击，从而确保压缩机的安全运行。另外，蓄热罐21内的热水还可以提高进入压缩机1的吸气口的冷媒温度和压力，保证压缩机吸入冷媒的质量流量，从而提高压缩机的排气热量，提高融霜强度，缩短除霜时间，减小室内温度波动，从而提高用户舒适性。

在夜间时段，虽然没有太阳，但白天时段蓄存的热水仍然可以满足热泵系统除霜要求。也可以设置两个并联的蓄热罐21，一个用于白天时段的除霜循环，另一个用于夜间时段的除霜循环。

在制热或者除霜过程中，为了精确控制压缩机吸气口处冷媒的过热度在设定范围内，防止液态冷媒冷媒进入压缩机，在本实施例中，所述第一节流机构3和第二节流机构5均为电子膨胀阀。电子膨胀阀是一种可按预设程序调节进入压缩机的冷媒流量的节流元件，阀开度从全闭到全开状态其用时仅需几秒钟，反应和动作速度快，开闭特性和速度均可人为设定，操作灵活，因此适用于精确控制压缩机吸气口处冷媒的过热度在设定范围内的场合。

为实现自动控制流体的流通与截止，在本实施例中，所述第一截止阀6和第二截止阀7均为电磁阀。电磁阀可以通过线圈的得电与失电来实现阀门的开启与关闭，因此通过程序控制电磁阀的线圈得电与失电就可以实现自动控制流体的流通与截止。

在本实施例中，本装置还包括循环水泵22，所述循环水泵22设置于太阳能集热器20的回水口与蓄热罐21的出水口之间。在白天时段除霜过程中，蓄热罐21内的热水不断被冷媒降温，为了能够源源不断地利用太阳能，及时将被冷却的热水送入太阳能集热器20中重新加热，因此在太阳能集热器20的回水口与蓄热罐21的出水口之间设置循环水泵22，循环水泵22从蓄热罐21的底部抽取温度较低的热水送入太阳能集热器20的回水口，经过太阳能集热器20加热之后从蓄热罐21的进水口。

以上所述，只是本实用新型的较佳实施方式而已，但本实用新型并不限于上述实施例，只要其以任何相同或相似手段达到本实用新型的技术效果，都应属于本实用新型的保护范围。

Claims (4)

1.一种热泵系统的太阳能蓄热除霜装置，其特征在于：包括压缩机(1)、冷凝器(2)、第一节流机构(3)、蒸发器(4)、第一截止阀(6)、太阳能集热器(20)和蓄热罐(21)，所述压缩机(1)的排气口和吸气口通过所述第一截止阀(6)分别与所述冷凝器(2)的进口和蒸发器(4)的出口连接，冷凝器(2)的出口通过所述第一节流机构(3)与蒸发器(4)的进口连接，所述蓄热罐(21)内设有换热盘管(23)，所述换热盘管(23)的出口与压缩机(1)的吸气口并联连接，换热盘管(23)的进口与蒸发器(4)的出口之间依次设有第二节流机构(5)和第二截止阀(7)，压缩机(1)的排气口与第一节流机构(3)的出口之间设有第二截止阀(7)，所述太阳能集热器(20)的出水口和回水口分别与蓄热罐(21)的进水口和出水口连接。

2.根据权利要求1所述的一种热泵系统的太阳能蓄热除霜装置，其特征在于：所述第一节流机构(3)和第二节流机构(5)均为电子膨胀阀。

3.根据权利要求1所述的一种热泵系统的太阳能蓄热除霜装置，其特征在于：所述第一截止阀(6)和第二截止阀(7)均为电磁阀。

4.根据权利要求1所述的一种热泵系统的太阳能蓄热除霜装置，其特征在于：还包括循环水泵(22)，所述循环水泵(22)设置于太阳能集热器(20)的回水口与蓄热罐(21)的出水口之间。