CN210345952U - 一种改进的空气源热泵机组 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种改进的空气源热泵机组，包括壳体，壳体内设置有压缩机、换热器和冷凝器，冷凝器和换热器间的管道上设置有制冷节流元件，制冷节流元件包括第一膨胀阀和第二膨胀阀，第一膨胀阀和电磁阀形成的管路与换热器并联，换热器主体内的换热片上固定有长导流板和短导流板，其底部分别开设有第一通槽和第二通槽，第一通槽内嵌置有发热片，第二通槽内嵌置有吸音板，冷凝器铜管外的翅片上的通孔内开设有凹槽，凹槽内活动安装有制冷块，翅片上固定有散热片；本实用新型的空气源热泵机组不仅可以提高换热器的换热效果，还可以提高冷凝器的制冷效果，且结构简单，成本低，使用寿命高，可以避免出现噪声污染，进而提高热泵工作效率。

Description

一种改进的空气源热泵机组

技术领域

本实用新型涉及热泵技术领域，特别是涉及一种改进的空气源热泵机组。

背景技术

随着经济的快速发展和人们生活水平的不断提高，人们对环境越来越重视，响应国家政策，使用清洁能源代替燃煤取暖成为大势所趋。

空气源热泵是将低温热源的热量转移到温度高于环境温度的物体，从而获得热量的机器和设备。工作时介质汽化吸收环境中储存的大量的低品位热能，经压缩机将介质压缩至高温高压气体，随后进入水换热器，液化的同时向水中释放大量的热能，液化后的介质经膨胀阀节流，进入风换热器，开始下一轮循环。主要应用于向建筑物供暖、供应生活或某些生产过程用的热水等。

但目前市场上空气源热泵品牌众多，质量参差不齐。传统的热泵，通常采用毛细管或单纯采用1组线性电子膨胀阀进行气液转换，在低压力时制热效果不理想，尤其在低温环境下不能满足使用要求，严重制约了其使用范围，此外，换热器在工作时其内部会发生结霜的现象，现有技术中一般采用人工除霜或直接给换热管或翅片加热，人工除霜时需要停止整个热泵工作，这样降低工作效率，而直接给换热管或翅片加热会导致降低换热管或翅片的使用寿命，当其损坏后便需要进行更换，增加了生产成本，并且现有技术中由于气体与换热片的接触面积大，其不仅阻力大，同时会产生极大的噪音，在热泵进行制热时，便会出现严重噪声污染，此外，目前冷凝器在长期使用后会出现散热效果差的现象，这样使得空气源热泵机组无法正常实现制冷或制热的工作，因此，目前急需一种不仅可以提高换热器的换热效果，还可以提高冷凝器的制冷效果，且结构简单，成本低，使用寿命高，可以避免出现噪声污染，进而提高热泵工作效率的改进的空气源热泵机组。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种改进的空气源热泵机组，以解决上述现有技术存在的问题，不仅可以提高换热器的换热效果，还可以提高冷凝器的制冷效果，且结构简单，成本低，使用寿命高，同时可以避免出现噪声污染，进而提高热泵工作效率。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：本实用新型提供一种改进的空气源热泵机组，包括壳体，所述壳体的底部设置有若干个压缩机、高效罐、若干个气液分离器和换热器，所述压缩机、高效罐、气液分离器和换热器间分别电性连接，所述壳体中部设置有冷凝器和过滤器，所述冷凝器和过滤器电性连接，所述壳体顶部设置有风机，所述压缩机、高效罐、气液分离器和冷凝器通过管道连接有四通阀，所述冷凝器和换热器间的管道上设置有若干组制冷节流元件，每组所述制冷节流元件包括第一膨胀阀和第二膨胀阀，所述第一膨胀阀和第二膨胀阀串联，所述第二膨胀阀串联有电磁阀，所述第一膨胀阀和电磁阀形成的管路与换热器并联，所述换热器包括主体，所述主体内固定有若干个换热片，所述换热片上固定有长导流板和短导流板，所述短导流板位于长导流板上方，所述长导流板和短导流板的底部分别开设有第一通槽和第二通槽，所述第一通槽内嵌置有发热片，所述第二通槽内嵌置有吸音板，所述冷凝器包括铜管，所述铜管外周向设置有若干片翅片，所述翅片上开设有若干个通孔，所述通孔内开设有凹槽，所述凹槽内活动安装有制冷块，所述翅片上固定有若干个散热片，所述散热片和通孔间隔排列。

优选的，所述长导流板和短导流板间隔排列，所述长导流板和短导流板为锥形结构或三角形结构。

优选的，所述第一通槽和第二通槽间隔排列。

优选的，所述散热片为扇形结构或半圆型结构。

优选的，所述凹槽为半圆型结构或弧形结构，所述制冷块为球形结构。

优选的，所述第一膨胀阀和第二膨胀阀为线性电子膨胀阀。

优选的，所述冷凝器和换热器间的管道上固定安装有压力表和压力开关。

优选的，所述压缩机为封闭式或半封闭式制冷压缩机。

本实用新型公开了以下技术效果：本实用新型的空气源热泵机组通过在换热器上并联第二膨胀阀和电磁阀，在低压力时可以打开电磁阀接通第二膨胀阀与换热器之间的另一路进行补气，实现二次补气增压，解决了低压力时导致制热效果不理想的问题，同时，通过在换热片上设置有长导流板和短导流板，且分别在其底部设置有发热片和吸音板，当长导流板和短导流板上出现结霜现象时，发热片会工作发热，起到了除霜的效果，同时长导流板和短导流板的设置可以减小风阻，减少气体和长导流板或短导流板的碰撞，这样减小噪音的产生，而吸音板可以将气体和长导流板或短导流板相碰撞的振动噪音消除，解决了噪音污染的问题，通过以上的结构配合，空气源热泵机组不仅可以提高制热能力，还保证制热工作可以循环进行，提高了制热效率；通过在翅片上开设有通孔，通孔内安装有制冷块，且在翅片上安装有散热片，这样通过散热片和制冷块的气体便会完全变冷，保证了空气源热泵机组制冷效果，使其可以循环进行制冷工作，此外，本实用新型的空气源热泵机组结构简单、设计新颖，同时制热制冷的效率高，使用寿命长、成本低。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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为本实用新型中空气源热泵机组的结构示意图；

图2为本实用新型中空气源热泵机组的左视图；

图3为本实用新型中空气源热泵机组的电气工程图；

图4为本实用新型中换热器的主视图；

图5为本实用新型中换热片的仰视图；

图6为本实用新型中翅片的主视图；

图7为实施例2中空气源热泵机组的电气工程图；

其中，1-壳体；2-压缩机；3-高效罐；4-气液分离器；5-第一膨胀阀；6-第二膨胀阀；7-电磁阀；8-铜管；9-翅片；10-过滤器；11-风机；12-主体；13-换热片；14-长导流板；15-短导流板；16-第一通槽；17-发热片；18-第二通槽；19-吸音板；20-散热片；21-通孔；22-制冷块；23-四通阀；24-压力表；25-压力开关；26-凹槽；27-冷凝器；28-控制器；29-温控装置。

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。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

实施例1

如图1-6所示，本实用新型提供一种改进的空气源热泵机组，其中包括壳体1，壳体1的底部设置有若干个压缩机2、高效罐3、若干个气液分离器4和换热器，压缩机2、高效罐3、气液分离器4和换热器间分别电性连接，壳体1中部设置有冷凝器27和过滤器10，冷凝器27和过滤器10电性连接，壳体1顶部设置有风机11，压缩机2、高效罐3、气液分离器4和冷凝器27通过管道连接有四通阀23，其中压缩机2采用封闭式或半封闭式制冷压缩机，冷凝器27和换热器间的管道上设置有若干组制冷节流元件，每组制冷节流元件包括第一膨胀阀5和第二膨胀阀6，其中第一膨胀阀5和第二膨胀阀6采用线性电子膨胀阀，第一膨胀阀5和第二膨胀阀6串联，第二膨胀阀6串联有电磁阀7，第一膨胀阀5和电磁阀7形成的管路与换热器并联，换热器包括主体12，主体12内固定有若干个换热片13，换热片13上活动连接有长导流板14和短导流板15，其中短导流板15位于长导流板14上方，长导流板14和短导流板15的底部分别开设有第一通槽16和第二通槽18，第一通槽16内嵌置有发热片17，第二通槽18内嵌置有吸音板19，冷凝器包括铜管8，铜管8外周向设置有若干片翅片9，在翅片9上开设有若干个通孔21，在通孔21内开设有凹槽26，凹槽26内活动安装有制冷块22，翅片9上固定有若干个散热片20，散热片20和通孔21间隔排列；当实现空气源热泵机组制热工作时，切换四通阀23的方向，压缩机2中的气体进入至换热器中，现有技术中换热器中的换热片13均是单一设置，通过改变换热片13之间的空隙或改变换热片13的密度来减小风阻，增大气体的流通率，这样由压缩机2出来的气体进入至换热器内，便可以实现热量的转换，但当气体流入换热器内时，气体会与换热片13直接接触，由于换热器需要进行换热工作，这样气体在换热片13间便会滞留，当气体出现滞留时，换热片13上便会出现结霜的现象，这样便需要对换热器的换热片13进行除霜时，而现有技术中一般均是人工除霜，这样需要将换热器取下再对其上的换热片13进行除霜，人工除霜的过程中一般采用的是刮板或其他的工具将换热片13上的霜去除，由于人力刮动的力度是无法把握的，这样便会对换热器造成损伤，甚至两个换热片13间的死角是无法进行除霜的，这样不仅会影响换热器的再次使用，还会降低换热片13的使用寿命及其制热效果，同时，现有技术中的热泵实现制热模式时，仅采用1组第一膨胀阀5，这样极易出现换热不理想的效果，使得热泵的制热效果差，进而使得热泵无法进行循环制热工作；而以上技术方案中，通过在换热器上活动连接有长导流板14和短导流板15，且将短导流板15设置位于长导流板14的上方，同时在长导流板14和短导流板15的底部开设有第一通槽16和第二通槽18，在第一通槽16内嵌置有发热片17，第二通槽18内嵌置有吸音板19，当气体进入至换热器中，启动换热器，气体便会通入至换热片13上，由于在换热片13上活动连接有长导流板14和短导流板15，此时气体在进入时，一部分直接与换热片13接触，另一部分则直接与长导流板14和短导流板15接触，这样当气体发生滞留时，由于有长导流板14和短导流板15的存在，其便会直接处于循环导流的状态下，且由于气体直接接触的是长导流板14和短导流板15，这样当长导流板14和短导流板15上出现结霜现象时，在其底部设置的发热片17发出的热量便会将长导流板14和短导流板15所结的霜融化掉，而融化后的液滴在发热片17持续加热的状态下便又会变成水蒸气，这样其便会顺着长导流板14和短导流板15流至换热片13上，这样不仅会减少气体流动的阻力，降低耗能，还可以提高换热能力，进而使得热泵可以持续性制热。此外，现有的换热器均是气体直接与换热片13接触，这样气体和换热片13的接触面积大，发生的振动力也大，这样当热泵制热时，便会不断发出噪声，而以上技术方案在长导流板14和短导流板15的底部上设置有吸音板19，不仅气体流动阻力降低，可以降低噪音，长导流板14和短导流板15上的吸音板19还可以把其他的振动噪音吸收，使得热泵在制热过程中，处于一个无噪音状态，降低噪声污染；而为了解决低压力时导致制热效果不理想的问题，在换热器上并联了第二膨胀6和电磁阀7，这样当热泵在制热模式下处于低压环境下，打开电磁阀7接通换热器和第二膨胀阀6进行补气，实现二次补气增压，以此解决了低压力时导致制热效果不理想的问题，实现了在低环境温度下选用空气能热泵进行系统供热的可能，进而提高制热能力，保证了热泵的能够高效的完成制热循环工作。当实现空气源热泵机组制冷工作时，由压缩机2排出的高压蒸汽，经四通阀23进入至冷凝器27内，在翅片9上开设有若干个通孔21，且在通孔21内放置有制冷块22，同时在翅片9上固定安装有若干个散热片20，这样高压蒸汽在通过翅片9时，散热片20可以将蒸汽中的温度散去一部分，而另一部分则在翅片9上循环流动，由于翅片9的通孔21内含有制冷块22，这样同样使得蒸汽变冷，不仅提高冷凝器27的制冷效率，还可以保证冷凝器27的制冷循环工作。

进一步优化方案，为了减小风阻，提高换热能力，进而保证以上技术方案中换热器的制热效果，将长导流板14和短导流板15的安装位置设置为间隔排列，且长导流板14和短导流板15采用三角形结构，由于长导流板14和短导流板15之间存在有长度差，这样当气体进入至换热器内，其风阻便会降低，使得气体能够更好地在换热片13间流动，同时采用三角形结构，使其接触面变小，不仅可以减小风阻，还可以降低其上的结霜率，更好地保证了换热器的制热效果。

进一步优化方案，为了使得长导流板14和短导流板15上的除霜效果更好更均匀，且保证整个装置的除噪声效果更好。将第一通槽16和第二通槽18间隔排列，这样第一通槽16内的发热片17便是均匀分布，而不会出现温度集中在某一区域内，可以保证长导流板14和短导流板15上的除霜效果更好；第二通槽18内的吸音板19同样是不集中在某一区域，可以保证长导流板14和短导流板15上所有区域的噪声均会被除掉。

进一步优化方案，为了更好地提高冷凝器27的制冷效果，将散热片20设置为扇形结构，这样可以增大散热面积，同时，将凹槽26设置为半圆型结构，且制冷块22设置为球形结构，由于球形结构的圆周面积大，这样使得蒸汽与制冷块22的接触面积变大，通过以上两个部件的结构设置不仅提高了冷凝器27的制冷能力，还保证了冷凝器27的制冷循环工作。

进一步优化方案，为了控制热泵的工作状态，在第一管道上固定安装有压力表24和压力开关25，通过调节压力开关25控制压缩机2和气液分离器4内的压力，通过压力表24来观察压缩机2和气液分离器4内的压力值，并实时对其进行调节。

本实用新型的具体工作原理与过程如下：

制热模式：接通电源后，四通阀23的切换方向，使压缩机2中的气体进入至换热器中，通过换热器后，其会分为两条支路，其中一条支路依次通过第一膨胀阀5、过滤器10和冷凝器27回到四通阀23，此外，为了保证这一支路的压力，可以通过与换热器并联的电磁阀7和第二膨胀阀6进行二次补气增压；而另一条支路依次通过过滤器10和高效罐3回到四通阀23，再从四通阀23的端口流至气液分离器4内，最后流回压缩机2，完成一个制热循环。

制冷模式：接通电源后，风机11开始运转，再次对四通阀23进行方向切换，风机运转抽入的室外空气进入至压缩机2，然后使压缩机2中的气体进入至冷凝器27中，通过冷凝器27后，其会依次通过过滤器10、第一膨胀阀5和换热器回到压缩机2，此外，为了保证冷凝器中的压力，可以通过与换热器并联的电磁阀7和第二膨胀阀6进行二次补气增压；完成一个制冷循环。

实施例2

如图1-2和图4-7所示，本实用新型提供一种改进的空气源热泵机组，其中包括壳体1，壳体1的底部设置有若干个压缩机2、高效罐3、若干个气液分离器4和换热器，压缩机2、高效罐3、气液分离器4和换热器间分别电性连接，壳体1中部设置有冷凝器27和过滤器10，冷凝器27和过滤器10电性连接，壳体1顶部设置有风机11，压缩机2、高效罐3、气液分离器4和冷凝器27通过管道连接有四通阀23，其中在四通阀23上电性连接有控制器28，控制器28上电性连接有温控装置29，冷凝器27和换热器间的管道上设置有若干组制冷节流元件，每组制冷节流元件包括第一膨胀阀5和第二膨胀阀6，第一膨胀阀5和第二膨胀阀6串联，第二膨胀阀6串联有电磁阀7，第一膨胀阀5和电磁阀7形成的管路与换热器并联，换热器包括主体12，主体12内固定有若干个换热片13，换热片13上活动连接有长导流板14和短导流板15，其中短导流板15位于长导流板14上方，长导流板14和短导流板15的底部分别开设有第一通槽16和第二通槽18，第一通槽16内嵌置有发热片17，第二通槽18内嵌置有吸音板19，冷凝器包括铜管8，铜管8外周向设置有若干片翅片9，在翅片9上开设有若干个通孔21，在通孔21内开设有凹槽26，凹槽26内活动安装有制冷块22，翅片9上固定有若干个散热片20，散热片20和通孔21间隔排列。

以上技术方案的工作原理和工作过程如下：

通过控制器28控制四通阀23进行介质流向的变换实现热泵机组的制冷制热转换；通过控制器28控制第一膨胀阀5和第二膨胀阀6的开度，控制介质状态和压力，从而达到控制压缩机2制热和制冷能力；通过控制器28控制电磁阀7实现在低压力状态下的二次补气，达到在低环境温度下也能高效制热的能力。

通过温控装置29向控制器28反馈需要制热还是制冷，是否需要进行二次补气等，然后控制器28向压缩机2和四通阀23、第一膨胀阀5和第二膨胀阀6等下达指令，实现了可靠的自我保护和智能诊断功能，在冬季使用更安全更智能更省心。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型，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。

以上所述的实施例仅是对本实用新型的优选方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本实用新型权利要求书确定的保护范围内。

Claims (8)

1.一种改进的空气源热泵机组，包括壳体(1)，所述壳体(1)的底部设置有若干个压缩机(2)、高效罐(3)、若干个气液分离器(4)和换热器，所述压缩机(2)、高效罐(3)、气液分离器(4)和换热器间分别电性连接，所述壳体(1)中部设置有冷凝器和过滤器(10)，所述冷凝器和过滤器(10)电性连接，所述壳体(1)顶部设置有风机(11)，所述压缩机(2)、高效罐(3)、气液分离器(4)和冷凝器通过管道连接有四通阀(23)，所述冷凝器和换热器间的管道上设置有若干组制冷节流元件，其特征在于：每组所述制冷节流元件包括第一膨胀阀(5)和第二膨胀阀(6)，所述第一膨胀阀(5)和第二膨胀阀(6)串联，所述第二膨胀阀(6)串联有电磁阀(7)，所述第一膨胀阀(5)和电磁阀(7)形成的管路与换热器并联，所述换热器包括主体(12)，所述主体(12)内固定有若干个换热片(13)，所述换热片(13)上固定有长导流板(14)和短导流板(15)，所述短导流板(15)位于长导流板(14)上方，所述长导流板(14)和短导流板(15)的底部分别开设有第一通槽(16)和第二通槽(18)，所述第一通槽(16)内嵌置有发热片(17)，所述第二通槽(18)内嵌置有吸音板(19)，所述冷凝器(27)包括铜管(8)，所述铜管(8)外周向设置有若干片翅片(9)，所述翅片(9)上开设有若干个通孔(21)，所述通孔(21)内开设有凹槽(26)，所述凹槽(26)内活动安装有制冷块(22)，所述翅片(9)上固定有若干个散热片(20)，所述散热片(20)和通孔(21)间隔排列。

2.根据权利要求1所述的改进的空气源热泵机组，其特征在于：所述长导流板(14)和短导流板(15)间隔排列，所述长导流板(14)和短导流板(15)为锥形结构或三角形结构。

3.根据权利要求1所述的改进的空气源热泵机组，其特征在于：所述第一通槽(16)和第二通槽(18)间隔排列。

4.根据权利要求1所述的改进的空气源热泵机组，其特征在于：所述散热片(20)为扇形结构或半圆型结构。

5.根据权利要求1所述的改进的空气源热泵机组，其特征在于：所述凹槽(26)为半圆型结构或弧形结构，所述制冷块(22)为球形结构。

6.根据权利要求1所述的改进的空气源热泵机组，其特征在于：所述第一膨胀阀(5)和第二膨胀阀(6)为线性电子膨胀阀。

7.根据权利要求1所述的改进的空气源热泵机组，其特征在于：所述冷凝器和换热器间的管道上固定安装有压力表(24)和压力开关(25)。

8.根据权利要求1所述的改进的空气源热泵机组，其特征在于：所述压缩机(2)为封闭式或半封闭式制冷压缩机(2)。

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