CN215892831U - 一种高效环保的二氧化碳空气源热泵装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高效环保的二氧化碳空气源热泵装置，包括压缩机、冷凝器、蒸发器和储液器，所述压缩机的出气端连接有三通阀的进气端，所述三通阀的一个出气端与所述蒸发器连接，所述三通阀的另一出气端与所述冷凝器连接，所述冷凝器和所述蒸发器之间通过节流元件连接，所述冷凝器和所述蒸发器均与所述储液器的进气端贯通连接，所述储液器的出气端与所述压缩机的进气端贯通连接，所述冷凝器和所述蒸发器上均设有除霜机构，所述冷凝器和所述蒸发器的下侧均设有排水机构，可以使该热泵装置一机多用，既可以冬季制热、又可以夏季制冷，可以减少该热泵装置蒸发侧的结霜情况，节约能耗，提高设备的使用寿命。

Description

一种高效环保的二氧化碳空气源热泵装置

技术领域

本实用新型涉及空气源热泵装置技术领域，具体领域为一种高效环保的二氧化碳空气源热泵装置。

背景技术

空气源热泵是基于逆卡诺循环原理建立起来的一种制冷制热技术。系统利用压缩机做功，从自然界的空气中获取低品位热能，提供可被人们所用的高品位热能的装置。空气中的热量通过冷媒搬运到水中，用以冬季供暖、夏季制冷，或提供生活热水。普通的空气能热泵或地源热泵等设备都曾先后使用氟利昂作为制冷剂，如R12、R22、R407A、R407C等。但氟利昂制冷剂会破坏大气臭氧层，还会造成温室效应，不利于环境的保护，因此需要更换更加环保的制冷剂，同时在热泵工作的过程中还容易导致蒸发侧的结霜，使热泵设备的运行效率下降，不利于能量的高效转化，为此，我们提供一种高效环保的二氧化碳空气源热泵装置。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种高效环保的二氧化碳空气源热泵装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种高效环保的二氧化碳空气源热泵装置，包括压缩机、冷凝器、蒸发器和储液器，所述压缩机的出气端连接有三通阀的进气端，所述三通阀的一个出气端与所述蒸发器连接，所述三通阀的另一出气端与所述冷凝器连接，所述冷凝器和所述蒸发器之间通过节流元件连接，所述冷凝器和所述蒸发器均与所述储液器的进气端贯通连接，所述储液器的出气端与所述压缩机的进气端贯通连接，所述冷凝器和所述蒸发器上均设有除霜机构，所述冷凝器和所述蒸发器的下侧均设有排水机构。

作为本实用新型再进一步的方案：所述节流元件包括毛细管阀和双向膨胀阀。

作为本实用新型再进一步的方案：所述除霜机构包括凹形滑槽，所述凹形滑槽的内侧壁滑动连接有环形滑件，所述环形滑件的前后两内表面中部都均匀设有卡齿一，所述凹形滑槽的上侧壁中部设有电机，所述电机的驱动端贯穿所述凹形滑槽的上侧壁固定连接有转盘，且所述转盘设在所述环形滑件的内部，所述转盘的外表面呈半圆形均匀设有卡齿二，所述卡齿一和所述卡齿二相互啮合，所述环形滑件的下表面设有除霜套管，所述除霜套管的内表面均匀设有除霜刷。

作为本实用新型再进一步的方案：所述环形滑件的下表面固定连接有安装槽，所述除霜套管的上侧固定安装在所述安装槽的内部。

作为本实用新型再进一步的方案：所述排水机构包括排水槽，所述排水槽的左侧壁贯通设有排水管口。

作为本实用新型再进一步的方案：所述排水槽的下侧壁为倾斜设置。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：一种高效环保的二氧化碳空气源热泵装置，通过压缩机与三通阀连接，三通阀另两端分别与冷凝器和蒸发器连接，可以使该热泵装置一机多用，既可以冬季制热、又可以夏季制冷，通过节流元件包括毛细管阀和双向膨胀阀，可以方便根据冬夏两季工况差异对节流元件进行更换调节，使运行效率更高，通过控制电机使转盘上的卡齿二不断拨动环形滑件前后两侧的卡齿一，使环形滑件带动除霜套管内的除霜刷往复滑动，可以减少该热泵装置蒸发侧的结霜情况，避免设备运行效率的下降，更节约能耗，提高设备的使用寿命。

附图说明

图1为本实用新型运行示意图；

图2为本实用新型除霜机构和排水机构的主视内部结构图；

图3为本实用新型除霜机构和排水机构的左视图；

图4为本实用新型凹形滑槽的底视图。

图中：1-压缩机、2-冷凝器、3-蒸发器、4-储液器、5-三通阀、6-节流元件、601-毛细管阀、602-双向膨胀阀、7-凹形滑槽、8-环形滑件、9-卡齿一、10-转盘、11-卡齿二、12-除霜套管、13-除霜刷、14-安装槽、15-排水槽、16-排水管口、17-电机。

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。

请参阅图1-4，本实用新型提供如下技术方案：一种高效环保的二氧化碳空气源热泵装置，包括压缩机1、冷凝器2、蒸发器3和储液器4，所述压缩机1的出气端连接有三通阀5的进气端，所述三通阀5的一个出气端与所述蒸发器3连接，所述三通阀5的另一出气端与所述冷凝器2连接，所述冷凝器2和所述蒸发器3之间通过节流元件6连接，所述冷凝器2和所述蒸发器3均与所述储液器4的进气端贯通连接，所述储液器4的出气端与所述压缩机1的进气端贯通连接，所述冷凝器2和所述蒸发器3上均设有除霜机构，除霜机构对冷凝器2和蒸发器3除霜，有利于降低设备能耗，提高设备运行效率，提高设备使用寿命，所述冷凝器2和所述蒸发器3的下侧均设有排水机构，排水机构方便液体的收集和集中排出。

该热泵装置循环时采用二氧化碳工质，其优点在于：1.二氧化碳工质是地球本身就有的气体，是一种天然物质，绿色环保，无回收问题；2.有良好的安全性和化学稳定性，高温下不分解；3.具有良好的热力学特性，导热系数高；4.单位容积制冷量高，设备尺寸可显著减小，节省材料；5.在低温环境条件下，也可以拥有很高的效率；6.可以很轻松的获得70℃～90℃的高温热水。

冬季制热运行工况：三通阀5使压缩机1与冷凝器2连接，压缩机1将二氧化碳工质压缩成高温高压气体，高温高压气体进入冷凝器2内，使冷凝器2内水温度升高，低温的气体通过节流元件6节流降压后进入蒸发器3，通过吸收空气中的热量使液态部分汽化再进入储液器4，最终二氧化碳工质再循环回储液器4，继续进行循环，吸收了二氧化碳工质热量的热水可用于供暖、工业、生活热水使用。

夏季制冷运行工况：三通阀5使压缩机1与蒸发器3连接，压缩机1将二氧化碳工质压缩成高温高压气体，进入蒸发器3，使气体的温度被外界空气带走，使低温的气体通过节流元件6节流降压后进入冷凝器2，吸收冷凝器2内水的热量，使温度降低，最终二氧化碳工质再循环回储液器4，继续进行循环，被二氧化碳工质带走热量的水用于夏季制冷、制冰或其他有冷量需求的场合。

综上使该热泵装置一机多用，既可以冬季制热、又可以夏季制冷，非常方便。

具体而言，所述节流元件6包括毛细管阀601和双向膨胀阀602，使工作人员可以根据冬夏两季的工况差异判断使用那种节流元件6更有利于装置的高效运行，使用毛细管阀601时关闭双向膨胀阀602，使气体只能从毛细管阀601通过，使用双向膨胀阀602时关闭毛细管阀601，使气体只能从双向膨胀阀602通过。

具体而言，所述除霜机构包括凹形滑槽7，所述凹形滑槽7的内侧壁滑动连接有环形滑件8，所述环形滑件8的前后两内表面中部都均匀设有卡齿一9，所述凹形滑槽7的上侧壁中部设有电机17，所述电机17的驱动端贯穿所述凹形滑槽7的上侧壁固定连接有转盘10，且所述转盘10设在所述环形滑件8的内部，所述转盘10的外表面呈半圆形均匀设有卡齿二11，所述卡齿一9和所述卡齿二11相互啮合，所述环形滑件8的下表面设有除霜套管12，所述除霜套管12的内表面均匀设有除霜刷13，除霜套管12套设在冷凝器2或蒸发器3上，控制电机17使转盘10转动，转盘10上的卡齿二11会不断与环形滑件8前后两侧的卡齿一9啮合，卡齿二11不断交替的拨动环形滑件8前后两侧的卡齿一9，就会使环形滑件8在凹形滑槽7内左右往复滑动，进而使除霜套管12内的除霜刷13对冷凝器2或蒸发器的外表面进行除霜，避免结霜导致设备的运行效率下降，能耗增加，使设备的使用寿命降低。

具体而言，所述环形滑件8的下表面固定连接有安装槽14，所述除霜套管12的上侧固定安装在所述安装槽14的内部，除霜套管12上侧和安装槽14上均设有配合使用的螺纹通孔，方便使用螺栓和螺母将除霜套管12安装在安装槽14上，方便除霜套管12的拆卸更换。

具体而言，所述排水机构包括排水槽15，所述排水槽15的左侧壁贯通设有排水管口16，使除霜时产生的液体收集到排水槽15内，方便集中排出。

具体而言，所述排水槽15的下侧壁为倾斜设置，方便液体的排出。

工作原理：本实用新型制冷时，三通阀5使压缩机1与蒸发器3连接，压缩机1将二氧化碳工质压缩成高温高压气体，进入蒸发器3，使气体的温度被外界空气带走，使低温的气体通过节流元件6节流降压后进入冷凝器2，吸收冷凝器2内水的热量，使温度降低，最终二氧化碳工质再循环回储液器4，继续进行循环，制热时，三通阀5使压缩机1与冷凝器2连接，高温高压气体进入冷凝器2内，使冷凝器2内水温度升高，低温的气体通过节流元件6节流降压后进入蒸发器3，通过吸收空气中的热量使液态部分汽化再进入储液器4，最终二氧化碳工质再循环回储液器4，继续进行循环，而且节流元件6采用双向膨胀阀602和毛细管阀601交替更换的形式，方便该热泵装置根据冬夏两季工况差异更换使用不同的节流元件6，使换热效果更好，而且为了减少该热泵装置蒸发侧的结霜，在蒸发器3和冷凝器2上均设有除霜机构，控制电机17使圆盘10转动，卡齿二11能够不断的与环形滑件8内部前后两侧的卡齿一9不断啮合拨动环形滑件8，进而使环形滑件8能够往复滑动，使除霜套管12上的除霜刷13对结霜部位进行清洁，避免设备运行效率的下降，增加能耗。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种高效环保的二氧化碳空气源热泵装置，包括压缩机(1)、冷凝器(2)、蒸发器(3)和储液器(4)，其特征在于：所述压缩机(1)的出气端连接有三通阀(5)的进气端，所述三通阀(5)的一个出气端与所述蒸发器(3)连接，所述三通阀(5)的另一出气端与所述冷凝器(2)连接，所述冷凝器(2)和所述蒸发器(3)之间通过节流元件(6)连接，所述冷凝器(2)和所述蒸发器(3)均与所述储液器(4)的进气端贯通连接，所述储液器(4)的出气端与所述压缩机(1)的进气端贯通连接，所述冷凝器(2)和所述蒸发器(3)上均设有除霜机构，所述冷凝器(2)和所述蒸发器(3)的下侧均设有排水机构；

所述除霜机构包括凹形滑槽(7)，所述凹形滑槽(7)的内侧壁滑动连接有环形滑件(8)，所述环形滑件(8)的前后两内表面中部都均匀设有卡齿一(9)，所述凹形滑槽(7)的上侧壁中部设有电机(17)，所述电机(17)的驱动端贯穿所述凹形滑槽(7)的上侧壁固定连接有转盘(10)，且所述转盘(10)设在所述环形滑件(8)的内部，所述转盘(10)的外表面呈半圆形均匀设有卡齿二(11)，所述卡齿一(9)和所述卡齿二(11)相互啮合，所述环形滑件(8)的下表面设有除霜套管(12)，所述除霜套管(12)的内表面均匀设有除霜刷(13)。

2.根据权利要求1所述的一种高效环保的二氧化碳空气源热泵装置，其特征在于：所述节流元件(6)包括毛细管阀(601)和双向膨胀阀(602)。

3.根据权利要求1所述的一种高效环保的二氧化碳空气源热泵装置，其特征在于：所述环形滑件(8)的下表面固定连接有安装槽(14)，所述除霜套管(12)的上侧固定安装在所述安装槽(14)的内部。

4.根据权利要求3所述的一种高效环保的二氧化碳空气源热泵装置，其特征在于：所述排水机构包括排水槽(15)，所述排水槽(15)的左侧壁贯通设有排水管口(16)。

5.根据权利要求4所述的一种高效环保的二氧化碳空气源热泵装置，其特征在于：所述排水槽(15)的下侧壁为倾斜设置。

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