CN215832230U - 一种空气源热泵除霜系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及除霜技术领域，具体公开了一种空气源热泵除霜系统。该空气源热泵除霜系统包括用于制冷或制热的第一回路、用于制热时除霜的第二回路以及除霜时与储热组件连通供储热介质流动的第三回路，由于空气热源泵未通过反转吸收自身热量进行除霜，而是通过制冷剂与储热介质热交换实现除霜，因此，在实现除霜目的的同时提高了热泵效率，减少热泵内部能量损耗，提高了系统运行可靠性。

Description

一种空气源热泵除霜系统

技术领域

本实用新型涉及除霜技术领域，尤其涉及一种空气源热泵除霜系统。

背景技术

我国北方在冬季主要依靠燃煤锅炉取暖，在燃煤过程中会排放大量SO₂、NOx以及烟尘等有害气体，这些污染物和浓雾之间产生作用，便产生大量有害物质。北方不可大力发展天然气供暖，更不能发展天然气热电联产，燃气热电联供和冷热电三联供并不高效，同时增加电网峰谷变化，还占用宝贵的天然气资源。

空气源热泵是一种利用高位能使热量从低位热源流向高位热源的节能装置，具有兼顾供冷供热、占用空间小、节能环保，安装使用方便等优点，受到越来越多的青睐，目前广泛应用于供暖行业。但其结霜问题是影响热泵机组冬季正常制热的主要因素，特别是在寒冷的北方地区，冬季机组几乎不能正常运行，严重制约空气源热泵的发展。

目前，常用的除霜方法为逆循环除霜法，该种除霜方法需压缩机停机消耗机组自身热量，除霜时间较长且制热停止，室内温度波动很大，舒适性大打折扣，每次除霜需要四通阀两次换向，影响四通阀使用寿命，导致系统运行可靠性较差，降低了热泵的工作效率。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种空气源热泵除霜系统，能提高热泵效率，节约运行成本。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种空气源热泵除霜系统，包括压缩机、四通换向阀、室内换热器、节流元件和室外换热器，还包括水冷式蒸发器和储热组件，所述节流元件和所述四通换向阀之间选择性的与所述室内换热器或所述水冷式蒸发器连通，所述压缩机、所述四通换向阀、所述室内换热器、所述节流元件和所述室外换热器组成第一回路，所述第一回路用于制冷或制热；所述压缩机、所述四通换向阀、所述水冷式蒸发器、所述节流元件和所述室外换热器组成第二回路，所述第二回路用于制热时除霜，所述水冷式蒸发器与所述储热组件连通形成第三回路，所述储热组件中的储热介质在所述第三回路中流动，并能与所述水冷式蒸发器中的制冷剂进行热交换。

作为优选技术方案，所述室内换热器的进口和出口上设置有第一控制阀组，所述第一控制阀组用于开启或切断所述第一回路。

作为优选技术方案，所述水冷式蒸发器的换热侧设置有第二控制阀组，所述第二控制阀组用于开启或切断所述第二回路。

作为优选技术方案，还包括温度监测器，所述温度监测器设置在所述室外换热器的翅片周围。

作为优选技术方案，所述第三回路上设置有热能循环泵。

作为优选技术方案，所述储热组件的介质出口与所述水冷式蒸发器的入水口连通，所述水冷式蒸发器的出水口与所述储热组件的介质入口连通，所述热能循环泵设置在所述储热组件的介质出口与所述水冷式蒸发器的入水口之间的连通管路上。

作为优选技术方案，所述储热组件包括罐体，所述罐体上设置有所述介质出口和介质入口，所述罐体中设置有所述储热介质和加热组件，所述加热组件用于加热所述储热介质。

作为优选技术方案，所述加热组件包括电加热器和/或换热器，所述电加热器被配置为在谷电时段开启，所述电加热器还被配置为当所述储热介质温度达到预设温度时停止加热；所述换热器被配置为能够利用其他余热与所述储热介质换热，所述换热器还被配置为当所述储热介质温度达到预设温度时停止换热。

作为优选技术方案，所述换热器与所述罐体外部的其他余热热源连通形成第四回路，所述第四回路上设置有控制阀，所述控制阀用于关闭或打开所述第四回路。

作为优选技术方案，所述空气源热泵除霜系统还包括气液分离器，所述气液分离器位于所述压缩机和所述四通换向阀之间。

与现有技术相比，本实用新型的优点及有益效果在于：

本实用新型提供的空气源热泵除霜系统，包括用于制冷或制热的第一回路、用于制热时除霜的第二回路以及除霜时与储热组件连通供储热介质流动的第三回路，由于空气热源泵未通过反转吸收自身热量进行除霜，而是通过制冷剂与储热介质热交换实现除霜，因此，在实现除霜目的的同时提高了热泵效率，减少热泵内部能量损耗，提高了系统运行可靠性。

附图说明

图1是本实用新型具体实施方式提供的空气源热泵除霜系统的示意图。

图中：

1-压缩机；2-四通换向阀；3-室内换热器；4-节流元件；5-室外换热器；6-水冷式蒸发器；7-储热组件；8-第一控制阀组；9-第二控制阀组；10-热能循环泵；11-其他余热热源；12-气液分离器；

71-电加热器；72-换热器；

100-空气源热泵机组。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。可以理解的是，此处所描述的具体实施方式仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部。

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，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

本实用新型中限定了一些方位词，在未作出相反说明的情况下，所使用的方位词如“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”“、竖直”、“水平”与附图所示的方位或位置关系一致，“内”、“外”是指相对于各个零件本身轮廓的内外。这些方位词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。此外，术语“第一”、“第二”、仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。其中，术语“第一位置”和“第二位置”为两个不同的位置。

本实施方式提供了一种空气源热泵除霜系统，该空气源热泵除霜系统利用储能除霜，取代现有技术中的空气源热泵反转，消耗自身热量的除霜方式，从而提高热泵效率。

如图1所示，该空气源热泵除霜系统包括空气源热泵机组100和外部的储热组件7，其中，空气源热泵机组100包括压缩机1、四通换向阀2、室内换热器3、节流元件4、室外换热器5以及水冷式蒸发器6。节流元件4和四通换向阀2之间选择性的与室内换热器3或水冷式蒸发器6连通，当连通室内换热器3时，压缩机1、四通换向阀2、室内换热器3、节流元件4和室外换热器5组成第一回路，第一回路用于空气源热泵机组100正常的制冷或制热；当连通水冷式蒸发器6时，压缩机1、四通换向阀2、水冷式蒸发器6、节流元件4和室外换热器5组成第二回路，第二回路用于制热时除霜，水冷式蒸发器6与储热组件7连通形成第三回路，储热组件7中的储热介质在第三回路中流动，并能与水冷式蒸发器6中的制冷剂进行热交换，实现室外换热器5的除霜。

具体而言，为了实现第一回路和第二回路的切换，室内换热器3的进口和出口上设置有第一控制阀组8，第一控制阀组8用于开启或切断第一回路。水冷式蒸发器6的换热侧设置有第二控制阀组9，第二控制阀组9用于开启或切断第二回路。当需要制冷或制热时，打开第一控制阀组8，关闭第二控制阀组9，空气源热泵机组100进行制冷或制热；当需要除霜时，关闭第一控制阀组8，打开第二控制阀组9，空气源热泵机组100进行换热除霜。由于空气热源泵机组100未通过反转吸收自身热量进行除霜，而是通过制冷剂与储热介质热交换实现除霜，因此，在实现除霜目的的同时提高了热泵效率，减少热泵内部能量损耗，提高了系统运行可靠性。

优选地，第三回路上设置有热能循环泵10，用于驱动储热介质在第三回路中的流动。

在本实施方式中，储热组件7包括罐体，罐体上设置有介质出口和介质入口，介质出口和水冷式蒸发器6的入水口连通，介质入口和水冷式蒸发器6的出水口连通，罐体中设置有储热介质和加热组件，加热组件用于加热储热介质。作为优选技术方案，上述热能循环泵10设置在储热组件7的介质出口与水冷式蒸发器6的入水口之间的连通管路上。

储热组件7利用谷电或其他清洁能源余热对储热介质进行加热，并通过不同能源的实际利用时间来设计加热组件的工作时间，显著减少了能源站内部能量的损耗，提高系统的综合能效利用率，并且节约运行成本。根据使用能源的不同，加热组件可以包括电加热器71和/或换热器72，电加热器71被配置为在谷电时段开启，电加热器71还被配置为当储热介质的温度达到预设温度时停止加热；换热器72被配置为能够利用其他余热与储热介质换热，换热器72还被配置为当储热介质的温度达到预设温度时停止换热。进一步地，换热器72与罐体外部的其他余热热源11连通形成第四回路，第四回路上设置有控制阀，控制阀用于关闭或打开第四回路，当需要利用换热器72换热时，打开该控制阀，当储热介质的温度达到预设温度时，关闭该控制阀。为了实现温度监测，罐体中设置有温度传感器。

在本实施方式中，空气源热泵除霜系统还包括温度监测器，温度监测器设置在室外换热器5的翅片周围，用于监测室外换热器5的实时温度。当达到除霜温度时，温度监测器将温度信号反馈给能效管理系统，能效管理系统控制热能循环泵10开启，储热介质通过热能循环泵10进入到水冷式蒸发器6，水冷式蒸发器6中的制冷剂吸收储热介质中的热量流至结霜的室外换热器5处进行除霜。当除霜温度达到设置的除霜停止温度时温度监测器将温度信号反馈给能效管理系统，能效管理系统控制热能循环泵10关闭，除霜完成。可选地，温度监测器可以为无线式温度传感器。

可选地，本实施方式中的空气源热泵除霜系统还包括气液分离器12，气液分离器12位于压缩机1和四通换向阀2之间。

在本实施方式中，室内换热器3为空冷式蒸发器。室外换热器5为冷凝器。节流元件4为电子膨胀阀。需要说明的是，本实施方式中的压缩机1、四通换向阀2、空冷式蒸发器、电子膨胀阀、冷凝器以及水冷式蒸发器6均为常规结构，各部件之间的连接方式也为常规设置，在此不再赘述。

显然，本实用新型的上述实施方式仅仅是为了清楚说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种空气源热泵除霜系统，包括压缩机(1)、四通换向阀(2)、室内换热器(3)、节流元件(4)和室外换热器(5)，其特征在于，还包括水冷式蒸发器(6)和储热组件(7)，所述节流元件(4)和所述四通换向阀(2)之间选择性的与所述室内换热器(3)或所述水冷式蒸发器(6)连通，所述压缩机(1)、所述四通换向阀(2)、所述室内换热器(3)、所述节流元件(4)和所述室外换热器(5)组成第一回路，所述第一回路用于制冷或制热；所述压缩机(1)、所述四通换向阀(2)、所述水冷式蒸发器(6)、所述节流元件(4)和所述室外换热器(5)组成第二回路，所述第二回路用于制热时除霜，所述水冷式蒸发器(6)与所述储热组件(7)连通形成第三回路，所述储热组件(7)中的储热介质在所述第三回路中流动，并能与所述水冷式蒸发器(6)中的制冷剂进行热交换。

2.根据权利要求1所述的空气源热泵除霜系统，其特征在于，所述室内换热器(3)的进口和出口上设置有第一控制阀组(8)，所述第一控制阀组(8)用于开启或切断所述第一回路。

3.根据权利要求1所述的空气源热泵除霜系统，其特征在于，所述水冷式蒸发器(6)的换热侧设置有第二控制阀组(9)，所述第二控制阀组(9)用于开启或切断所述第二回路。

4.根据权利要求1所述的空气源热泵除霜系统，其特征在于，还包括温度监测器，所述温度监测器设置在所述室外换热器(5)的翅片周围。

5.根据权利要求1所述的空气源热泵除霜系统，其特征在于，所述第三回路上设置有热能循环泵(10)。

6.根据权利要求5所述的空气源热泵除霜系统，其特征在于，所述储热组件(7)的介质出口与所述水冷式蒸发器(6)的入水口连通，所述水冷式蒸发器(6)的出水口与所述储热组件(7)的介质入口连通，所述热能循环泵(10)设置在所述储热组件(7)的介质出口与所述水冷式蒸发器(6)的入水口之间的连通管路上。

7.根据权利要求6所述的空气源热泵除霜系统，其特征在于，所述储热组件(7)包括罐体，所述罐体上设置有所述介质出口和介质入口，所述罐体中设置有所述储热介质和加热组件，所述加热组件用于加热所述储热介质。

8.根据权利要求7所述的空气源热泵除霜系统，其特征在于，所述加热组件包括电加热器(71)和/或换热器(72)，所述电加热器(71)被配置为在谷电时段开启，所述电加热器(71)还被配置为当所述储热介质温度达到预设温度时停止加热；所述换热器(72)被配置为能够利用其他余热与所述储热介质换热，所述换热器(72)还被配置为当所述储热介质温度达到预设温度时停止换热。

9.根据权利要求8所述的空气源热泵除霜系统，其特征在于，所述换热器(72)与所述罐体外部的其他余热热源(11)连通形成第四回路，所述第四回路上设置有控制阀，所述控制阀用于关闭或打开所述第四回路。

10.根据权利要求1所述的空气源热泵除霜系统，其特征在于，所述空气源热泵除霜系统还包括气液分离器(12)，所述气液分离器(12)位于所述压缩机(1)和所述四通换向阀(2)之间。

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