CN209484876U - 一种空气源热泵系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出了一种空气源热泵系统，其中，其包括：室内机；压缩机，其通过四通阀与所述室内机的第一口相连通；室外机，所述室外机的第一口通过所述四通阀与所述压缩机的第一口相连通；单向阀，其设于所述室内机的第二口与所述室外机的第二口之间；以及旁通管，其上设有阀门并与所述室内机和所述四通阀之间的管路连通以及与所述单向阀和所述室外机之间的管路连通。本实用新型的空气源热泵系统有效地解决热气旁通除霜压缩机吸汽带液问题，减小除霜过程中系统的压力波动幅度，提高机组的运行可靠性。

Description

一种空气源热泵系统

技术领域

本实用新型涉及热泵技术领域，尤其涉及一种空气源热泵系统。

背景技术

空气源热泵系统是一种环保、高效的供热方式。它是将室外环境空气作为热源向空调空间提供热量。但在室外环境温度在0℃左右且相对湿度较大的工况下制热运行时，室外换热器表面结霜比较严重，从而导致系统供热能力及机组平均 COP(CoefficientOfPerformance，即制热能效比)的下降。所以需要对其进行周期性除霜，而由此带来热烈损失超过10％。

目前，传统的风冷式空气源热泵在我国南方地区应用过程中存在结霜的问题，包括误除霜、除不尽、效率低及舒适性差等问题。为了解决结霜带来的一系列问题，无霜空气源热泵以其无霜、不间断供热、稳定可靠等优点得到了发展。

现有的一种无霜空气源热泵系统是通过采用两个热泵系统并联运行，辅助热泵用于从空气中提取热量，加热再生溶液进行再生，而供热热泵为用户供热，一方面利用溶液除湿实现无霜运行，另一方面通过闭式空气循环回路回收再生空气中的显热和潜热，从而提高系统的再生效率和运行能效。然而，这样的系统存在的系统复杂，初投资大，换热环节多的问题，且由于未兼顾夏季热泵制冷，因此夏季制冷效率并不高。还有一种空气源热泵系统是在制热模式下先通过涂覆有吸附剂的蒸发器将室外空气进行吸附除湿，再使除湿后的空气进入二级蒸发器进行换热，从而避免结霜；在再生模式下，通过循环空气的方式对吸附剂进行再生，实现了对再生热的完全回收。该系统型式虽然较好地解决了无霜空气源热泵不

能防止结霜以及可能导致的高能耗问题，但仍存在以下不足：①由于在风冷换热器表面喷涂吸附剂材料，故其吸附剂的用量受限，无疑会缩短无霜运行时间，导致再生过程频繁进行，影响室内的舒适性；②吸附材料会导致换热器的换热性能变差，尤其在夏季制冷模式下运行时，吸附材料对换热器更是不利。

此外，目前针对结霜这一问题传统的方法主要包括电加热除霜、热气旁通除霜和逆循环除霜等。电融霜虽然是一种简单，可操作性强的方法但是效率不高，逆循环除霜需要四通阀换向因而降低了室内温度，影响了人体舒适度。热气旁通除霜尽管不需要吸取室内热量，同时能提供少量的热量，避免了除霜时吹冷风感，供水温度下降较缓慢，但除霜时间过长将致室内温度下降。针对以上问题，大量学者从抑制结霜和缩短融霜时间的角度出发，对蒸发器表面翅片的材料及翅片的形状、大小、安装方式等进行了研究，开发出一系列优于传统翅片性能的新型翅片，在此基础上除霜方式也有所创新，应用溶液除湿剂对空气预处理的无霜空气源热泵逐渐进入学者们的视野。

另外，当前广泛应用的除霜方式为逆循环除霜和热汽旁通除霜。逆循环除霜速度较快，但除霜过程中需要从室内侧吸收热量，同时四通阀频繁换向会影响其可靠性及寿命。而热汽旁通除霜过程中不吸收室内侧热量，除霜能量主要来自压缩机耗功，因此除霜速度较慢，且容易造成除霜过程中压缩机吸气带液。

为解决现用技术的缺陷，有必要提出一种新的空气源热泵系统。

实用新型内容

针对现有技术的缺陷，本实用新型目的在于提供一种新的空气源热泵系统，该空气源热泵系统可以克服现有技术中的缺陷并提高除霜效率。本实用新型的空气源热泵系统在热气旁通除霜循环方式的基础上提出了一种新型除霜方式，可以更有效地利用除霜能量以减少除霜损失；同时，有效地解决热气旁通除霜压缩机吸汽带液问题，减小除霜过程中系统的压力波动幅度，提高机组的运行可靠性。

为实现上述目的，本实用新型提出了一种空气源热泵系统，其中，所述空气源热泵系统包括：

室内机；

压缩机，其通过四通阀与所述室内机的第一口相连通；

室外机，所述室外机的第一口通过所述四通阀与所述压缩机的第一口相连通；

单向阀，其设于所述室内机的第二口与所述室外机的第二口之间；以及

旁通管，其上设有阀门并与所述室内机和所述四通阀之间的管路连通以及与所述单向阀和所述室外机之间的管路连通。

如上所述的空气源热泵系统，其中，

所述压缩机与所述四通阀之间设有气液分离器。

如上所述的空气源热泵系统，其中，

所述室外机的换热器包括相连通的前排换热管和后排换热管。

如上所述的空气源热泵系统，其中，

所述前排换热管和所述后排换热管通过电磁阀相连通。

如上所述的空气源热泵系统，其中，

所述前排换热管和所述后排换热管还通过与所述电磁阀相并联的毛细管相连通。

如上所述的空气源热泵系统，其中，

所述单向阀与所述所述室外机的第二口之间设有过滤器。

如上所述的空气源热泵系统，其中，

所述单向阀与所述室内机的第二口之间设有第一毛细管。

如上所述的空气源热泵系统，其中，

还包括与所述单向阀相并联的第二毛细管。

如上所述的空气源热泵系统，其中，

所述室内机的第一口为所述室内机的进口，所述室外机的第一口为所述室外机的出口。

如上所述的空气源热泵系统，其中，

所述室内机的第二口为所述室内机的出口，所述室外机的第二口为所述室外机的进口。

本实用新型的空气源热泵系统在热气旁通除霜循环方式的基础上提出了一种新型除霜方式，可以更有效地利用除霜能量以减少除霜损失；同时，有效地解决热气旁通除霜压缩机吸汽带液问题，减小除霜过程中系统的压力波动幅度，提高机组的运行可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的空气源热泵系统的结构示意图。

在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例。

1-室内机；

2-截止阀；

3-四通阀；

4-气液分离器；

5-压缩机；

6-室外机；

7-后排换热管；

8-前排换热管；

9-第三毛细管；

10-第二电磁阀；

11-过滤器；

12-单向阀；

13-第二毛细管；

14-第一毛细管；

15-旁通管；

16-第一电磁阀；

17-截止阀；

18-室内机的第一口；

19-室外机的第一口；

20-室内机的第二口；

21-室外机的第二口；

22-压缩机的第一口。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合具体实施例及相应的附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例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。

在本实用新型新型中的第一、第二以及第三只是用于表示部件的序号，并非用于对部件进行区别，如第一电磁阀和第二电磁阀，其只是表示两个电磁阀，其中，这两个电磁阀可以为相同种类的电磁阀，也可以为不同类型的电磁阀，第一和第二在此仅仅用于对两个电磁阀进行区别，并不是用于对两个电磁阀的种类和 /类型进行区别。

为使本实用新型的空气源热泵系统清楚，现结合图1对本实用新型的空气源热泵系统进行详细地描述。

如图1所示，一种空气源热泵系统，其中，所述空气源热泵系统包括：

室内机1；

压缩机5，其通过四通阀3与所述室内机1的第一口18相连通；

室外机6，所述室外机6的第一口19通过所述四通阀3与所述压缩机5的第一口22相连通；

单向阀12，其设于所述室内机1的第二口20与所述室外机6的第二口21之间；以及

旁通管15，其上设有第一电磁阀16并与所述室内机1和所述四通阀3之间的管路连通以及与所述单向阀12和所述室外机6之间的管路连通。

本实用新型的空气源热泵系统在热气旁通除霜循环方式的基础上提出了一种新型除霜方式，可以更有效地利用除霜能量以减少除霜损失；同时，有效地解决热气旁通除霜压缩机吸汽带液问题，减小除霜过程中系统的压力波动幅度，提高机组的运行可靠性。

进一步地，本实用新型的空气源热泵系统还包括：气液分离器4(也可称为汽液分离器)，其中，气液分离器4设置于所述压缩机5与所述四通阀3之间，通过气液分离器4可以实现气体和液体的分离，从而将介质与气体分离，增加换热效率。气液分离器4可安装在气体压缩机的出入口用于气液分离。

在一具体实施例中，所述室外机6的换热器包括相连通的前排换热管8和后排换热管7，进一步地，所述前排换热管8和所述后排换热管7通过第二电磁阀 10相连通，更进一步地，所述前排换热管8和所述后排换热管7还通过与所述第二电磁阀10相并联的第三毛细管9相连通，进一步地，后排换热管7和前排换热管8上可以设有温度传感器，如图1所示，温度传感器可以分别设置在后排换热管7和前排换热管8的前后两端，从而测得温度t₁、温度t2、温度t₃以及温度 t₄，其中，温度传感器的设置位置并不在此进行具体地限定。

进一步地，所述单向阀12与所述所述室外机6的第二口之间设有过滤器11，过滤掉介质中的杂质，从而保证空气源热泵系统稳定运行，延长其使用寿命。

进一步地，在本实用新型的一实施例中，所述单向阀12与所述室内机1的第二口之间设有第一毛细管14。更进一步地，本实用新型的空气源热泵系统还包括与所述单向阀12相并联的第二毛细管13。

在一具体实施例中，所述室内机1的第一口18为所述室内机1的进口(介质的入口)，所述室外机6的第一口19为所述室外机6的出口(即介质从室外机出去的口)；所述室内机1的第二口20为所述室内机1的出口(即介质从室内机出去的口)，所述室外机6的第二口21为所述室外机6的进口。

进一步地，在第一毛细管14与室内机之间的管路上设有截止阀17，以及在室内机1与四通阀3之间的管路上也可以设有截止阀2，从而能够快速地控制管路的打开与关闭，便于空气源热泵系统维修时快速地关闭介质的流通通道。

本实用新型所提出的空气源热泵系统为分组节流除霜，其原理如图1所示，在四通阀3后和室外机的换热器进口间用旁通管15连接，并用第一电磁阀16控制其通断；室外机的换热器前排换热管和后排换热管被分为两部分，中间用并联的第三毛细管9和第二电磁阀10连通。在正常制冷或制热运行时，第一电磁阀 16关闭，第二电磁阀10开启；除霜时第一电磁阀16开启，第二电磁阀10关闭，制冷剂通过旁通管15及前后排之间的第三毛细管9，室外机的换热器前后排换热管分别充当冷凝器和蒸发器，构成一个完整的循环系统，具体地，除霜前制冷剂的流动路径为：压缩机—室内机—第一毛细管—室外机；除霜时制冷剂的流动路径为：压缩机—室外机的后排换热管—第三毛细管—室外机的前排换热管—室内机；通过四通阀3改变制冷剂流向，可以对前后排换热管进行顺序除霜，具体地，四通阀在如图所示的位置时制冷剂流向(从压缩机开始)为：压缩机—室内机—第一毛细管—室外机；调整四通阀以后：压缩机—室外机的后排换热管—第三毛细管—室外机的前排换热管—室内机。另外，通过设置四通换向阀，从而改变制冷剂的流向，此时室外换热器的后排换热管和前排换热管既可以当做蒸发器也可以做冷凝器使用。

现结合图1对本实用新型的一种空气源热泵系统的一具体实施例进行详细地说明，如图1所示，本实用新型的空气源热泵系统包括室内机1、截止阀2、四通阀3、气液分离器4、压缩机5、室外机6、后排换热管7、前排换热管8、第三毛细管9、第二电磁阀10、过滤器11、单向阀12、第二毛细管13、第一毛细管14、旁通管15、第一电磁阀16以及截止阀17，其中，截止阀2设置在室内机 1和四通阀3之间的管路上，用于控制管路的管路的开通与关闭，四通阀3的一开口(第一口)与截止阀2连通，四通阀3的一开口(第二口)与压缩机5相连通，四通阀3的一开口(第三口)与气液分离器4相连通，四通阀3的另一开口 (第四口)与室外机6相连通，通过四通阀3实现室内机1、室外机6、压缩机5 以及气液分离器4之间的连通；其中，室外机6的换热器包括相连通的前排换热管8和后排换热管7，前排换热管8和后排换热管7通过第二电磁阀10和第三毛细管9相连通，第三毛细管9与第二电磁阀10相并联，后排换热管7和前排换热管8上可以设有温度传感器，如图1所示，温度传感器可以分别设置在后排换热管7和前排换热管8的前后两端，从而测得温度t₁、温度t₂、温度t₃以及温度 t₄，其中，温度传感器也可以设置在后排换热管7和前排换热管8的其他位置，在此不做具体地限制。后排换热管7与四通阀3直接连通，前排换热管8与室内机1之间的管路上从左至右依次地设有截止阀17、第一毛细管14、单向阀12以及过滤器11，截止阀17能够快速地控制管路的开通与关闭，有利于便于空气源热泵系统的维修，第一毛细管14的作用是对制冷剂进行节流降压，过滤器11能够去除介质中的杂质，有利于保证空气源热泵系统的寿命，单向阀12保证介质只能从一个方向从另一方向流动，避免介质回流现象的发生；旁通管15在四通阀3后和室外机的换热器进口之间，并用第一电磁阀16控制其通断。另外，本实用新型的空气源热泵系统中的室内机、室外机以及压缩机等部件为本领域技术人员所熟知，在此不再对这些部件的结构进行赘述。

本实用新型所提出的空气源热泵系统为分组节流除霜，其原理如图1所示，在四通阀3后和室外机的换热器进口间用旁通管15连接，并用第一电磁阀16控制其通断；室外机的换热器前排换热管和后排换热管被分为两部分，中间用并联的第三毛细管9和第二电磁阀10连通。在正常制冷或制热运行时，第一电磁阀 16关闭，第二电磁阀10开启；除霜时第一电磁阀16开启，第二电磁阀10关闭，制冷剂通过旁通管15及前后排之间的第三毛细管9，室外机的换热器前后排换热管分别充当冷凝器和蒸发器，构成一个完整的循环系统，具体地，除霜前制冷剂的流动路径为：压缩机—室内机—第一毛细管—室外机；除霜时制冷剂的流动路径为：压缩机—室外机的后排换热管—第三毛细管—室外机的前排换热管—室内机；通过四通阀3改变制冷剂流向，可以对前后排换热管进行顺序除霜，具体地，四通阀在如图所示的位置时制冷剂流向(从压缩机开始)为：压缩机—室内机—第一毛细管—室外机；调整四通阀以后：压缩机—室外机的后排换热管—第三毛细管—室外机的前排换热管—室内机。另外，通过设置四通换向阀，从而改变制冷剂的流向，此时室外换热器的后排换热管和前排换热管既可以当做蒸发器也可以做冷凝器使用。

上述毛细管的作用是对制冷剂进行节流降压，关闭第二电磁阀10的目的是让制冷剂可以通过旁通管15及前后排换热管之间的第三毛细管9，从而室外换热器前后排换热管分别充当冷凝器和蒸发器，构成一个完整的循环系统。

本实用新型的空气源热泵系统中，四通阀与室外机的换热器进口之间用旁通管连接，并用第一电磁阀控制其通断。在系统正常制冷、制热时，第一电磁阀关闭，使该旁通支路不影响系统正常运行；在需要除霜时，第一电磁阀开启，用于化霜。

此外，室外机的换热器的前后排换热管被分为两部分，且用毛细管及第二电磁阀相连通。在系统正常制冷、制热时，第二电磁阀开启，该支路不影响室外机的换热器的正常运行；在需要除霜时，第二电磁阀关闭，制冷剂通过第三毛细管，产生节流作用，通过四通阀对制冷剂流向的改变，室外换热器前后排换热管可以互为冷凝器和蒸发器，从而起到对前后两部分进行化霜的作用。

本实用新型的空气源热泵系统在热气旁通除霜循环方式的基础上提出了一种新型除霜方式，可以更有效地利用除霜能量以减少除霜损失；同时，有效地解决热气旁通除霜压缩机吸汽带液问题，减小除霜过程中系统的压力波动幅度，提高机组的运行可靠性

以上所述仅为本实用新型的实施例而已，并不用于限制本实用新型。对于本领域技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种空气源热泵系统，其特征在于，所述空气源热泵系统包括：

室内机；

压缩机，其通过四通阀与所述室内机的第一口相连通；

室外机，所述室外机的第一口通过所述四通阀与所述压缩机的第一口相连通；

单向阀，其设于所述室内机的第二口与所述室外机的第二口之间；以及

旁通管，其上设有阀门并与所述室内机和所述四通阀之间的管路连通以及与所述单向阀和所述室外机之间的管路连通。

2.如权利要求1所述的空气源热泵系统，其特征在于，

所述压缩机与所述四通阀之间设有气液分离器。

3.如权利要求1所述的空气源热泵系统，其特征在于，

所述室外机的换热器包括相连通的前排换热管和后排换热管。

4.如权利要求3所述的空气源热泵系统，其特征在于，

所述前排换热管和所述后排换热管通过电磁阀相连通。

5.如权利要求4所述的空气源热泵系统，其特征在于，

所述前排换热管和所述后排换热管还通过与所述电磁阀相并联的毛细管相连通。

6.如权利要求1所述的空气源热泵系统，其特征在于，

所述单向阀与所述室外机的第二口之间设有过滤器。

7.如权利要求1所述的空气源热泵系统，其特征在于，

所述单向阀与所述室内机的第二口之间设有第一毛细管。

8.如权利要求7所述的空气源热泵系统，其特征在于，

还包括与所述单向阀相并联的第二毛细管。

9.如权利要求1至8中任一项所述的空气源热泵系统，其特征在于，

所述室内机的第一口为所述室内机的进口，所述室外机的第一口为所述室外机的出口。

10.如权利要求9所述的空气源热泵系统，其特征在于，

所述室内机的第二口为所述室内机的出口，所述室外机的第二口为所述室外机的进口。