CN210118911U - 热泵空调系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及空调技术领域，具体提供一种热泵空调系统，旨在解决现有热泵空调系统的热源塔的除霜效率较低的问题。为此目的，本实用新型的热泵空调系统包括除霜回路、主回路和换热回路；除霜回路包括依次首尾相接的热源塔、加热机构和第一输送机构；当热泵空调系统处于除霜模式时，第一输送机构用于使除霜回路内的冷媒循环流动，加热机构用于对除霜回路内的冷媒进行加热，从而以加热的方式对热源塔进行除霜。本实用新型通过加热机构对除霜回路内循环流动的冷媒进行加热，提高了对除霜回路内的冷媒的加热效率，进而提高了热源塔的除霜效率。

Description

热泵空调系统

技术领域

本实用新型涉及空调技术领域，具体提供一种热泵空调系统。

背景技术

热泵空调系统作为一种能够调节室内环境温度的系统，其工作原理为：通过制冷剂在循环管路之间通过高压/低压/气态/液态的状态转换来使得室内环境温度降低或者升高，即从室内机的角度来看，热泵空调系统处于制冷或者制热模式。在制热模式下，热泵空调系统利用热源塔直接采集室外低品位热量，利用冰点低于0℃的载体介质(防冻液)，从相对湿度较高的低温空气中提取能量进行供热，为热泵空调系统提供稳定的热量来源。但是，热源塔在运行的过程中也会出现结霜现象，热源塔结霜会导致制冷系统的性能下降，从而影响热泵空调系统的制热效果，降低了室内环境的舒适性，影响用户体验。因此，在热泵空调系统处于制热工况的情形下，需要对热源塔进行及时而有效的除霜。

为了解决上述问题，现有技术中，热源塔包括加热机构、连通管和热交换器，加热机构通过连通管和热交换器连通，当热交换器出现结霜现象时，通过加热机构将热交换器内的冷媒加热，以加热的方式将换热壁上的结霜除去。但是，加热机构通过连通管与热交换器单向连通，从而导致热交换器内的冷媒受热不均匀，无法在短时间内将热交换器内的冷媒全部加热至预设温度阈值，从而无法在短时间内将热交换器上的霜除去，降低了除霜效率，从而影响了用户体验。

因此，本领域需要一种新的热泵空调系统来解决上述问题。

实用新型内容

为了解决现有技术中的上述问题，即为了解决现有热泵空调系统的热源塔的除霜效率较低的问题，本实用新型提供了一种热泵空调系统，该热泵空调系统包括除霜回路、主回路和换热回路；除霜回路包括依次首尾相接的热源塔、加热机构和第一输送机构，第一输送机构和加热机构设置为：当热泵空调系统处于除霜模式时，第一输送机构用于使除霜回路内的冷媒循环流动，加热机构用于对除霜回路内的冷媒进行加热，从而以加热的方式对热源塔进行除霜；主回路包括依次首尾相接的室外换热器、压缩机、室内换热器和节流机构，节流机构用于使从室外换热器流向室内换热器的冷媒或者从室内换热器流向室外换热器的冷媒流向压缩机；换热回路包括依次首尾相接的第二输送机构、室外换热器和热源塔，第二输送机构和室外换热器设置为：当热泵空调系统处于制热模式时，第二输送机构用于使换热回路内的冷媒循环流动，室外换热器用于使换热回路内的冷媒与主回路内的冷媒进行热交换。

在上述热泵空调系统的优选技术方案中，除霜回路还包括第一电动阀和第二电动阀，第一电动阀连接在第一输送机构的出口端和热源塔的进口端之间，第二电动阀连接在热源塔的出口端和加热机构的进口端之间；第一电动阀和第二电动阀设置为：当热泵空调系统处于除霜模式时，第一电动阀和第二电动阀处于打开状态；当热泵空调系统处于非除霜模式时，第一电动阀和第二电动阀处于关闭状态。

在上述热泵空调系统的优选技术方案中，热源塔包括外壳、设置在外壳内的热交换器以及风机，风机用于为热交换器提供换热气流。

在上述热泵空调系统的优选技术方案中，热源塔还包括安装于外壳上的风压开关，风压开关用于根据热交换器的进出风压差来选择性地开启除霜回路。

在上述热泵空调系统的优选技术方案中，室外换热器包括：壳体，壳体的内部形成热交换腔室；第一换热管路，第一换热管路设置在热交换腔室内，第二输送机构通过第一换热管路与热源塔连接；第二换热管路，第二换热管路设置在热交换腔室内，节流机构通过第二换热管路与压缩机连接。

在上述热泵空调系统的优选技术方案中，第一换热管路为蛇形管；并且/或者第二换热管路为蛇形管。

在上述热泵空调系统的优选技术方案中，第一换热管路内的冷媒的流动方向与第二换热管路内的冷媒的流动方向相反。

在上述热泵空调系统的优选技术方案中，换热回路还包括第三电动阀和第四电动阀，第三电动阀连接在第二输送机构的出口端和第一换热管路的进口端之间，第四电动阀连接在第一换热管路的出口端和热源塔的进口端之间；第三电动阀和第四电动阀设置为：当热泵空调系统处于制热模式时，第三电动阀和第四电动阀处于打开状态；当热泵空调系统处于除霜模式时，第三电动阀和第四电动阀处于关闭状态。

本领域技术人员能够理解的是，在本实用新型的热泵空调系统的优选技术方案中，热泵空调系统包括除霜回路、主回路和换热回路，其中，除霜回路包括依次首尾相接的热源塔、加热机构和第一输送机构。与现有的加热机构通过连通管与热交换器单向连通的技术方案相比，本实用新型的热泵空调系统处于除霜模式时，第一输送机构能够使除霜回路内的冷媒循环流动，加热机构能够对除霜回路内循环流动的冷媒进行加热，提高了对除霜回路内的冷媒的加热效率，能够在较短的时间内将除霜回路内的冷媒全部加热至预设温度阈值，从而能够在较短的时间内将热源塔上的霜除去，提高了热源塔的除霜效率，进而提高了用户体验。

进一步地，换热回路包括依次首尾相接的第二输送机构、室外换热器和热源塔，当热泵空调系统处于制热模式时，经节流机构流入室外换热器的低温低压气态冷媒与从热源塔流入室外换热器的高压高温液态冷媒在室外换热器进行热交换，提高了从室外换热器流出的低温低压气态冷媒的温度，避免了室外换热器结霜，从而避免了对室外换热器进行除霜操作，实现了热泵空调系统的连续供热，并因此提高了热泵空调系统的运行效率。

附图说明

图1是本实用新型的热泵空调系统的结构示意图；

图2是本实用新型的热源塔的结构示意图；

图3是本实用新型的室外换热器的结构示意图。

其中，11、热源塔；111、外壳；112、热交换器；113、风机；114、风压开关；12、电加热器；13、第一水泵；14、第一电动阀；15、第二电动阀；21、室外换热器；211、壳体；212、第一换热管路；213、第二换热管路；22、压缩机；23、室内换热器；24、节流阀；31、第二水泵；32、第三电动阀；33、第四电动阀。

具体实施方式

下面参照附图来描述本实用新型的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本实用新型的技术原理，并非旨在限制本实用新型的保护范围。

需要说明的是，在本实用新型的描述中，术语“内”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述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。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，还需要说明的是，在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

基于背景技术中提出的技术问题，本实用新型提供了一种热泵空调系统，旨在通过电加热器对除霜回路内循环流动的冷媒进行加热，提高了对除霜回路内的冷媒的加热效率，能够在较短的时间内将除霜回路内的冷媒全部加热至预设温度阈值，从而能够在较短的时间内将热源塔上的霜除去，提高了热源塔的除霜效率，进而提高了用户体验。

参见图1至图3，图1是本实用新型的热泵空调系统的结构示意图；图2是本实用新型的热源塔的结构示意图；图3是本实用新型的室外换热器的结构示意图。如图1所示，热泵空调系统包括除霜回路、主回路和换热回路，除霜回路包括依次首尾相接的热源塔11、电加热器12和第一水泵13。当热泵空调系统处于除霜模式时，第一水泵13用于使除霜回路内的冷媒循环流动，电加热器12用于对除霜回路内循环流动的冷媒进行加热，从而以加热的方式对热源塔11进行除霜。本领域技术人员能够想到的是，第一输送机构不限于上述列举的水泵，也可以是循环泵、离心泵等，无论采取何种输送机构，只要能够使除霜回路内的冷媒循环流动即可。此外，加热机构不限于上述列举的电加热器12，也可以是光伏加热器、燃气燃油加热器等，无论采取何种加热机构，只要能够对除霜回路内循环流动的冷媒进行加热即可。

为了选择性地使热泵空调系统进入除霜模式，如图1所示，除霜回路还包括第一电动阀14和第二电动阀15，第一电动阀14连接在第一水泵13的出口端和热源塔11的进口端之间，第二电动阀15连接在热源塔11的出口端和电加热器的进口端之间。当热泵空调系统处于除霜模式时，打开第一电动阀14和第二电动阀15，使得热源塔11、电加热器12和第一水泵13循环连通，从而打开了除霜回路，并打开第一水泵13，在第一水泵13的作用下使得除霜回路内的冷媒循环流动，此时，电加热器12能够对除霜回路内循环流动的冷媒进行加热，能够在较短的时间内将除霜回路内的冷媒全部加热至预设温度阈值，从而能够在较短的时间内将热源塔11上的霜除去，提高了热源塔11的除霜效率；当热泵空调系统处于制热模式时，关闭第一电动阀14和第二电动阀15，使得电加热器12和第一水泵13均与热源塔11不连通，从而关闭了除霜回路，并关闭第一水泵13，使得除霜回路内的冷媒不流动。当然，本领域技术人员能够想到的是，除霜回路也可以只包括第一电动阀14或者第二电动阀15，通过打开或者关闭第一电动阀14或者第二电动阀15就能够实现除霜回路的连通，这种改变并不偏离本实用新型的原理。

优选地，第一电动阀14和第二电动阀15可以是水路电动阀，也可以是气路电动阀、油路电动阀等其它电动阀。

优选地，除霜回路内的冷媒为载冷剂，例如氯化钠或氯化钙水溶液，或乙二醇、丙三醇等有机溶液。

在一种较佳的实施方式中，如图2所示，热源塔11包括外壳111、设置在外壳111内的热交换器112以及风机113，风机113能够将气流从外壳111的进风口吸入外壳111内，吸入外壳111内的气流与热交换器112进行换热，从而为热交换器112提供了换热气流。

优选地，热交换器112为翅片式换热器，热交换器112也可以是管壳式换热器、板式换热器、喷淋式换热器等其他换热器。

优选地，热源塔11还包括安装于外壳111上的风压开关114，风压开关114用于根据热交换器112的进出风压差来选择性地开启除霜回路，当热交换器112的进出风压差大于或等于预设压差阈值时，风压开关114则开启除霜回路，以对热交换器112进行除霜操作；当热交换器112的进出风压差小于预设压差阈值时，热交换器112不需要除霜，风压开关114则关闭除霜回路。

在一种较佳的实施方式中，如图1所示，主回路包括依次首尾相接的室外换热器21、压缩机22、室内换热器23和节流阀24，节流阀24用于使从室外换热器21流向室内换热器23的冷媒或者从室内换热器23流向室外换热器21的冷媒流向压缩机22。当然，节流机构不限于上述列举的节流阀24，也可以是电磁阀、毛细管组件等，无论采取何种节流机构，只要能够降低流入压缩机22的冷媒的压力，从而降低压缩机22的排气温度即可。

优选地，主回路还包括四通阀(图中未示出)，室外换热器21和室内换热器23通过四通阀连接，四通阀能够通过换向的方式使热泵空调系统处于制热模式或制冷模式。本领域技术人员能够想到的是，如果热泵空调系统只需要运行制热模式或者是制冷模式，不需要就行制热模式和制冷模式的转换，那么也可以采用其他的控制阀，例如热力膨胀阀、电子膨胀阀、电磁阀等。

优选地，主回路内的冷媒为制冷剂，例如氟利昂、饱和碳氢化合物和不饱和碳氢化合物等。

在一种较佳的实施方式中，如图1所示，换热回路包括依次首尾相接的第二水泵31、上述室外换热器21和上述热源塔11。当热泵空调系统处于制热模式时，第二水泵31用于使换热回路内的冷媒循环流动，室外换热器21用于使换热回路内的冷媒与主回路内的冷媒进行热交换，提高了从室外换热器21流出的低温低压气态冷媒的温度，避免了室外换热器21结霜，从而避免了对室外换热器21进行除霜操作，实现了热泵空调系统的连续供热，并因此提高了热泵空调系统的运行效率。本领域技术人员能够想到的是，第二输送机构不限于上述列举的水泵，也可以是循环泵、离心泵等，无论采取何种输送机构，只要能够使换热回路内的冷媒循环流动即可。

为了提高室外换热器21的换热效果，如图3所示，室外换热器21包括壳体211、第一换热管路212和第二换热管路213，壳体211的内部形成热交换腔室；第一换热管路212设置在热交换腔室内，第二水泵31通过第一换热管路212与热源塔11连接；第二换热管路213设置在热交换腔室内，节流阀24通过第二换热管路213与压缩机22连接。当热泵空调系统处于制热模式时，通过第一换热管路212将换热回路内从热源塔11流出的高压高温液态冷媒输送至热交换腔室内，通过第二换热管路213将主回路内从节流阀24流出的低温低压气态冷媒输送至热交换腔室内，使得高压高温液态冷媒与低温低压气态冷媒在热交换腔室内通过第一换热管路212和第二换热管路213以热对流以及热传导的方式进行热交换，提高了热交换效率，从而提高了热泵空调系统的制热效果，改善了用户的使用体验。

为了进一步提高热交换效率，第一换热管路212为蛇形管，第二换热管路213为蛇形管，采用蛇形管结构延长了第一换热管路212的长度以及第二换热管路213的长度，从而增大了室外换热器21的换热面积，延长了高压高温液态冷媒在室外换热器21内的停留时间以及低温低压气态冷媒在室外换热器21内的停留时间，并因此提高了高压高温液态冷媒与低温低压气态冷媒的热交换效率，进一步提高了热泵空调系统的制热效果。当然，本领域技术人员能够想到的是，也可以只将第一换热管路212或者第二换热管路213设置为蛇形管，通过第一换热管路212或者第二换热管路213来增大了室外换热器21的换热面积，进而提高高压高温液态冷媒与低温低压气态冷媒的热交换效率，这种改变并不偏离本实用新型的原理。

优选地，第一换热管路212内的冷媒的流动方向与第二换热管路213内的冷媒的流动方向相反，使得高压高温液态冷媒与低温低压气态冷媒通过第一换热管路212和第二换热管路213以逆流的方式进行热交换，采用逆流的方式进行热交换进一步提高了高压高温液态冷媒与低温低压气态冷媒热交换效率。当然，第一换热管路212内的冷媒的流动方向与第二换热管路213内的冷媒的流动方向也可以相同，使得高压高温液态冷媒与低温低压气态冷媒通过第一换热管路212和第二换热管路213以并流的方式进行热交换。

此外，需要进一步说明的是，第一换热管路212和第二换热管路213的结构不限于上述列举的蛇形机构，第一换热管路212和第二换热管路213也可以是螺旋形结构、或者回形结构等，无论第一换热管路212和第二换热管路213采用何种结构设计，只要能够满足增大室外换热器21的换热面积以提高热交换效率的要求即可。

为了选择性地使热泵空调系统进入除霜模式，如图1所示，换热回路还包括第三电动阀32和第四电动阀33，第三电动阀32连接在第二水泵31的出口端和第一换热管路212的进口端之间，第四电动阀33连接在第一换热管路212的出口端和热源塔11的进口端之间。当热泵空调系统处于除霜模式时，关闭第三电动阀32和第四电动阀33，使得热源塔11与室外换热器21不连通，从而关闭了换热回路，再关闭第二水泵31，使得换热回路内的冷媒不流动，并打开第一电动阀14和第二电动阀15，使得热源塔11、电加热器12和第一水泵13循环连通，从而打开了除霜回路，再打开第一水泵13，在第一水泵13的作用下使得除霜回路内的冷媒循环流动，此时，电加热器12能够对除霜回路内循环流动的冷媒进行加热，从而将热源塔11上的霜除去；当热泵空调系统处于制热模式时，打开第三电动阀32和第四电动阀33，使得热源塔11与室外换热器21连通，从而打开了换热回路，再打开第二水泵31，在第二水泵31的作用下使得换热回路内的冷媒循环流动，并关闭第一电动阀14和第二电动阀15，使得电加热器12和第一水泵13均与热源塔11不连通，从而关闭了除霜回路，再关闭第一水泵13，使得除霜回路内的冷媒不流动。当然，本领域技术人员能够想到的是，换人回路也可以只包括第三电动阀32或者第四电动阀33，通过打开或者关闭第三电动阀32或者第四电动阀33就能够实现换热回路的连通，这种改变并不偏离本实用新型的原理。

优选地，第三电动阀32和第四电动阀33可以是水路电动阀，也可以是气路电动阀、油路电动阀等其它电动阀。

优选地，换热回路内的冷媒为载冷剂，例如氯化钠或氯化钙水溶液，或乙二醇、丙三醇等有机溶液。

此外，需要进一步说明的是，当热泵空调系统处于制冷模式时，关闭第三电动阀32和第四电动阀33，使得热源塔11与室外换热器21不连通，从而关闭了换热回路，再关闭第二水泵31，使得换热回路内的冷媒不流动；并关闭第一电动阀14和第二电动阀15，使得电加热器12和第一水泵13均与热源塔11不连通，从而关闭了除霜回路，再关闭第一水泵13，使得除霜回路内的冷媒不流动，从而关闭了除霜回路。

至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本实用新型的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本实用新型的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本实用新型的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种热泵空调系统，其特征在于，所述热泵空调系统包括除霜回路、主回路和换热回路；

所述除霜回路包括依次首尾相接的热源塔、加热机构和第一输送机构，所述第一输送机构和所述加热机构设置为：当所述热泵空调系统处于除霜模式时，所述第一输送机构用于使所述除霜回路内的冷媒循环流动，所述加热机构用于对所述除霜回路内的冷媒进行加热，从而以加热的方式对所述热源塔进行除霜；

所述主回路包括依次首尾相接的室外换热器、压缩机、室内换热器和节流机构，所述节流机构用于使从所述室外换热器流向所述室内换热器的冷媒或者从所述室内换热器流向所述室外换热器的冷媒流向所述压缩机；

所述换热回路包括依次首尾相接的第二输送机构、所述室外换热器和所述热源塔，所述第二输送机构和所述室外换热器设置为：当所述热泵空调系统处于制热模式时，所述第二输送机构用于使所述换热回路内的冷媒循环流动，所述室外换热器用于使所述换热回路内的冷媒与所述主回路内的冷媒进行热交换。

2.根据权利要求1所述的热泵空调系统，其特征在于，所述除霜回路还包括第一电动阀和第二电动阀，所述第一电动阀连接在所述第一输送机构的出口端和所述热源塔的进口端之间，所述第二电动阀连接在所述热源塔的出口端和所述加热机构的进口端之间；

所述第一电动阀和所述第二电动阀设置为：当所述热泵空调系统处于除霜模式时，所述第一电动阀和所述第二电动阀处于打开状态；当所述热泵空调系统处于非除霜模式时，所述第一电动阀和所述第二电动阀处于关闭状态。

3.根据权利要求1所述的热泵空调系统，其特征在于，所述热源塔包括外壳、设置在所述外壳内的热交换器以及风机，所述风机用于为所述热交换器提供换热气流。

4.根据权利要求3所述的热泵空调系统，其特征在于，所述热源塔还包括安装于所述外壳上的风压开关，所述风压开关用于根据所述热交换器的进出风压差来选择性地开启所述除霜回路。

5.根据权利要求1所述的热泵空调系统，其特征在于，所述室外换热器包括：

壳体，所述壳体的内部形成热交换腔室；

第一换热管路，所述第一换热管路设置在所述热交换腔室内，所述第二输送机构通过所述第一换热管路与所述热源塔连接；

第二换热管路，所述第二换热管路设置在所述热交换腔室内，所述节流机构通过所述第二换热管路与所述压缩机连接。

6.根据权利要求5所述的热泵空调系统，其特征在于，所述第一换热管路为蛇形管；并且/或者所述第二换热管路为蛇形管。

7.根据权利要求5所述的热泵空调系统，其特征在于，所述第一换热管路内的冷媒的流动方向与所述第二换热管路内的冷媒的流动方向相反。

8.根据权利要求7所述的热泵空调系统，其特征在于，所述换热回路还包括第三电动阀和第四电动阀，所述第三电动阀连接在所述第二输送机构的出口端和所述第一换热管路的进口端之间，所述第四电动阀连接在所述第一换热管路的出口端和所述热源塔的进口端之间；

所述第三电动阀和所述第四电动阀设置为：当所述热泵空调系统处于制热模式时，所述第三电动阀和所述第四电动阀处于打开状态；当所述热泵空调系统处于除霜模式时，所述第三电动阀和所述第四电动阀处于关闭状态。

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