本实用新型涉及一种传热换热供暖设备,特别是涉及一种用于单机分体式空气源热泵供暖机。
背景技术:
自然界中,水总由高处流向低处,热量也总是从高温传向低温。人们可以用水泵把水从低处提升到高处,从而实现水由低处向高处流动,空气源热泵可以把热量从低温物体传递到高温物体。空气源热泵热水机实质上是一种热量提升装置,它的作用是从周围环境中吸取热量,并将其传递给被加热的对象。
空气源热泵根据逆卡诺循环原理,以少量的电能为驱动动力,以制冷剂为载体,源源不断吸收空气中难以利用的低品位热能,转化为可用的高品位的热能,实现低温热能向高温热能转移的过程;再将高品位热能释放到传热流体,传热流体的热能提高,可以用于生活用热水的供应或冬季供暖,热水温度能达到60度,通过供应管路输送给用户以满足生活热水及供暖需求。
现有的空气源热泵机组,参考授权公告号为CN 202885076 U的专利文件,包括依次连通的压缩机、四通换向阀、翅片管换热器、电子膨胀阀和套管换热器,还包括供暖入水管、供暖出水管,以及供暖水箱;供水入水管、供水出水管,以及供水水箱。空气源热泵机组采用独立设置的供暖水箱和供水水箱,供暖热水和生活热水均通过一次换热方式提供,换热效率得到保证。但是此机组没有考虑到室外的翅片管换热器的除霜问题,当室外的换热器表面温度低于湿空气露点温度且低于冰点时,会产生结霜现象;霜层增加了导热热阻,同时堵塞换热通道引起传热换热量下降,导致热泵性能恶化,将产生附加的能量损失。
技术实现要素:
本实用新型要解决的技术问题是提供一种结构简单、操作简便、除霜效果好、换热效率高的单机分体式空气源热泵供暖机。
本实用新型单机分体式空气源热泵供暖机,包括压缩机、室外蒸发器、室内换热器、膨胀阀、连接各个部件的连接管路,所述压缩机上连接有外接动力源,所述室外蒸发器上连接有风机,所述室外蒸发器上连接有气体吹扫除霜管路,所述室外蒸发器上还连接有温度传感器;所述气体吹扫除霜管路上连接有控制单元,所述温度传感器连接在所述控制单元上,所述气体吹扫单元包括供气泵和供气管路,所述供气管路包括供气控制阀、加热组件、储气控制阀、储气罐、吹气管路,所述供气控制阀的一端连接所述供气泵,所述供气控制阀的另一端连接所述加热组件,所述加热组件的另一端连接所述储气罐,所述储气罐上连接储气控制阀,所述储气控制阀上连接吹气管路,所述吹气管路与所述储气控制阀为软连接,所述吹气管路上连接移动组件。
本实用新型单机分体式空气源热泵供暖机,其中所述移动组件上设有固定套筒,所述固定套筒套设在所述吹气管路上。
本实用新型单机分体式空气源热泵供暖机,其中所述移动组件设有气缸,所述气缸往复伸缩带动所述吹气管路移动。
本实用新型单机分体式空气源热泵供暖机,其中所述加热组件上连接有功率调节器,所述功率调节器连接在所述控制单元上。
本实用新型单机分体式空气源热泵供暖机,其中所述压缩机设为喷气增焓压缩机。
本实用新型单机分体式空气源热泵供暖机,其中所述室内换热器与所述膨胀阀之间连接的所述连接管路上设有储液罐,所述储液罐与所述膨胀阀之间连接有过滤器。
本实用新型单机分体式空气源热泵供暖机,其中所述室内换热器上设有供暖器,所述室内换热器上还连接有冷水器。
本实用新型单机分体式空气源热泵供暖机,其中所述室内换热器上连接所述供暖器和所述冷水器的管路上设有自动水阀,所述自动水阀为电动阀。
本实用新型单机分体式空气源热泵供暖机,其中所述室外蒸发器设为亲水性S型波纹翅片结构,所述室外蒸发器的表面涂覆疏水材料。
本实用新型单机分体式空气源热泵供暖机,其中所述室内换热器上连接有温度感应器,所述温度感应器的输出端连接在所述外接动力源上。
本实用新型单机分体式空气源热泵供暖机与现有技术不同之处在于本实用新型单机分体式空气源热泵供暖机上设有气体吹扫除霜管路,气体吹扫除霜管路对室外蒸发器外表面凝结的水珠和冰霜进行吹扫,气体吹扫除霜管路内设有加热组件,加热组件对供气管路内的空气进行加热,吹气管路吹出的气体带有一定温度,对室外蒸发器表面的水珠和冰霜去除效果更好,保证室外蒸发器的传热效率,进而保证整个热泵机组的供热效率。室外蒸发器上还连接有温度传感器,温度传感器连接在控制单元上,控制单元连接在气体吹扫除霜管路上,控制单元对温度传感器收集的数据进行处理后,向气体吹扫除霜管路发射控制信号,调节气体吹扫除霜管路的工作状态。
下面结合附图对本实用新型的单机分体式空气源热泵供暖机作进一步说明。
附图说明
图1为本实用新型单机分体式空气源热泵供暖机的结构示意图;
附图标注:1、气体吹扫除霜管路;2、储气控制阀;3、固定套筒;4、室外蒸发器;5、风机;6、外接动力源;7、压缩机;8、室内换热器;9、供暖器;10、冷水器;11、自动水阀;12、储液罐;13、过滤器;14、膨胀阀;15、吹气管路;16、气缸;17、储气罐;18、加热组件;19、供气控制阀;20、供气泵。
具体实施方式
如图1所示,本实用新型单机分体式空气源热泵供暖机,包括压缩机7、室外蒸发器4、室内换热器8、膨胀阀14、连接各个部件的连接管路,室外蒸发器4上连接有风机5,风机5设为轴流风机,风机5搅动周围空气,加速周围空气的流动,周围空气流入室外蒸发器4内,室外蒸发器4内设有制冷剂,制冷剂在较低的温度下即能汽化,制冷剂吸收周围空气的热量进行汽化,制冷剂汽化后流向压缩机7,气态的制冷剂在压缩机7做功时,吸收能量,气态的制冷剂流出压缩机7时变成高温高压气体,高温高压的气态制冷剂流入室内换热器8,在室内换热器8内进行放热,放热后变成低温高压的气态制冷剂,流入膨胀阀14,低温高压的气态制冷剂在膨胀阀14内释放压力,变回液态制冷剂,液态制冷剂流回室外蒸发器4内,进行下一个循环。风机5选用铝镁合金风机,铝镁合金材料质量轻,抗腐蚀能力强,适于室外安装。
室内换热器8可以设为开放的系统,室内换热器8上设有供暖器9,室内换热器8上还连接有冷水器10,高温高压的气态制冷剂在室内换热器8内进行热交换,室内换热器8上连接有提供冷媒的冷水器10和输送热量的供暖器9,冷水器10连接在室内换热器8上,为室内换热器8提供冷水,冷水与制冷剂进行热交换,即冷水吸收制冷剂的能量,冷水温度升高,制冷剂温度降低,冷水温度升高后变为热水流入供暖器9,为用户提供热水和供热。室内换热器8还可以设为封闭的系统,室内换热器8储存有换热介质,换热介质封闭在室内换热器8内,制冷剂流入室内换热器8与换热介质进行热交换后流出,换热介质吸收的热量直接向空气中扩散,实现供热的作用。
室内换热器8上连接供暖器9和冷水器10的管路上设有自动水阀11,自动水阀11为电动阀。自动水阀11控制供暖器9和冷水器10的开闭,电动阀结构简单,不易结垢和堵塞,相对于电磁阀来说,使用寿命长,控制效果好,保证管路畅通。
压缩机7上连接有外接动力源6,外接动力源6可以为常规电源,为压缩机7提供动力;外接动力源6还可以为太阳能电池板,太阳能电池板为绿色环保能源,既能充分利用空气的热量,又能利用太阳能,实现环保节能的功效。目前,空气源热泵供暖机多用在长江中下游地区,冬季气候较温和,长江中下游地区的光线也充足,适合利用太阳能资源。
室外蒸发器4上连接有气体吹扫除霜管路1,室外蒸发器4上还连接有温度传感器,温度传感器设为贴片式温度传感器,室外蒸发器4的壁面上设有多个温度传感器,温度传感器连接到气体吹扫除霜管路1上,气体吹扫除霜管路1上连接有控制单元,温度传感器连接在控制单元上;控制单元统计温度传感器的数据,根据温度传感器的数据控制气体吹扫除霜管路1的启闭,既能及时清除室外蒸发器4上的霜层,又能及时关闭以节约资源。
气体吹扫除霜管路1包括供气泵20和供气管路,供气管路包括供气控制阀19、加热组件18、储气控制阀2、储气罐17、吹气管路15,供气控制阀19的一端连接供气泵20,供气控制阀19的另一端连接加热组件18,加热组件18的另一端连接储气罐17,储气罐17上连接储气控制阀2,储气控制阀2上连接吹气管路15,吹气管路15与储气控制阀2为软连接,吹气管路15上连接移动组件。控制单元调控供气泵20的工作状态,温度传感器检测到室外蒸发器4的表面温度低于冰点时,控制单元控制供气泵20开启,供气泵20开启后向供气管路鼓风,控制单元控制供气控制阀19的开启,供气管路内的风流过加热组件18,加热组件18上设有电热丝,电热丝通电,加热组件18对供气管路内的风进行加热,加热后的风流过储气控制阀2和储气罐17后,流入吹气管路15,吹气管路15向室外蒸发器4的表面鼓风,进行除霜工作。
加热组件18上连接有功率调节器,功率调节器连接在控制单元上。控制单元根据温度传感器检测到的温度,设置功率调节器的工作功率,进而调节加热组件18的电热丝的加热热量,既能保证除霜需要的热量又能节约加热能量。
移动组件上设有固定套筒3,固定套筒3套设在吹气管路15上。固定套筒3连接在移动组件上,随移动组件的运动而运动,固定套筒3运动带动储气管路运动,实现全面吹气除霜的功能,保证均匀去除室外蒸发器4结表面的霜,防止除霜不均匀而导致室外蒸发器4局部受热不均,也防止产生应力集中的问题,提高室外蒸发器4的使用寿命。
移动组件设有气缸16,气缸16往复伸缩带动吹气管路15移动。气缸16设为两级伸缩结构,气缸16上设有气缸本体、第一伸缩缸和第二伸缩缸,第一伸缩缸连接在气缸本体上,气缸本体内的气体推动第一伸缩缸伸出气缸本体;第一伸缩缸内连接有第二伸缩缸,第一伸缩缸伸出气缸本体后,第二伸缩缸在气体的推动下伸出第一伸缩缸,实现两级伸缩。气缸16设为两级伸缩的结构,节省气缸16占用的空间,还能保证气缸16伸缩的长度。
压缩机7设为喷气增焓压缩机,喷气增焓压缩机是一种中间喷射的涡旋压缩机,实现了-25℃~29℃的环境温度内制热运转,增大了压缩机7在寒冷状态下的制热能力,保证在北方寒冷的冬季也能正常运行;并且配合气体吹扫除霜管路1进行除霜,保证了在空气源热泵在北方的冬季运行可行性。
室内换热器8与膨胀阀14之间连接的连接管路上设有储液罐12,储液罐12与膨胀阀14之间连接有过滤器13。储液罐12起到缓冲的作用,当制冷剂在室内换热器8内换热不完全时,制冷剂带有较高的热量和压力,在连接管路内传送时,导致连接管路承受的压力和温度都升到,为了避免管路爆裂或破损,设置储液罐12,制冷剂停留在储液罐12内进行缓冲,起到保护连接管路的作用。储液罐12上连接过滤器13,制冷剂在连接管路内流动,管路内的杂质可能随制冷剂在连接管路内流动,导致制冷剂内含有杂质,影响制冷效果,制冷剂经过过滤器13进行过滤后,再进入膨胀阀14进行液化,液化的制冷剂清洁且制冷效率高,进一步提高了热泵的换热效率。
室外蒸发器4设为亲水性S型波纹翅片结构,室外蒸发器4的波纹型翅片表面涂覆亲水性材料,亲水性材料有助于液态流体贴附在翅片的表面,室内蒸发器内的液体制冷剂贴附在翅片上,有助于充分吸收空气中热量,提高换热效率。翅片式蒸发器的换热面积大,能够保证换热效率,S型翅片的表面积大,进一步增大了换热面积,能够提高室外蒸发器4的换热效率。
室外蒸发器4的外表面涂覆疏水材料,表面涂覆聚合物纳米纤维、疏水性硅酮树脂膜等具有疏水的化合物。室外蒸发器4的外表面涂覆疏水材料,有助于蒸发器外表面凝结的水滴滑落,减少室外蒸发器4外表面的结霜问题的出现,保证室外蒸发器4的换热效率。
室内换热器8上连接有温度感应器,温度感应器的输出端连接在外接动力源6上。根据室内换热器8的供暖热量,温度感应器检测到达到设定温度时,外接动力源6会自动控制运转状态,使得温度保持恒定、从而让用户处于舒适的环境空间内。
以上所述的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述,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作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。