一种利用太阳能辅助除霜的空气源热泵机组的制作方法

1.本实用新型涉及暖通空调领域，特别是涉及到一种热泵机组。


背景技术：

2.空气源热泵机组广泛应用于写字楼、商务楼、酒店等高端建筑，因能够同时兼顾制冷和制热，根据建筑物的供暖或制冷需求来调整机组的工作数量和工作状态，因此受到了人们的青睐。然而，在北方冬季采暖季节，气温通常在-5℃～-25℃甚至更低，热泵机组的翅片换热器上容易结霜，因此需要启动化霜程序化霜。化霜水通常流到接水盘中，有时存在化霜水尚未及时全部排出就二次冻结在翅片换热器底部的情形。化霜水反复的融化、冻结，导致冰块越结越厚，容易影响机组换热，甚至导致翅片换热器损坏并发生冷媒泄露现象。现有技术为了解决这一问题有的在接水盘中放置电加热带，通过电加热来保持化霜水不冻结，但该这种方式消耗大量电能，极大降低了机组能效值，不利于产品竞争力。


技术实现要素：

3.针对现有技术存在的不足和缺陷，本实用新型提供一种利用太阳能辅助除霜的空气源热泵机组，所述机组具有与地面垂直的第一方向上的高度、与所述第一方向垂直的第二方向上的宽度以及与所述第一方向和第二方向均垂直的第三方向上的厚度，所述机组内具有压缩机、蒸发器、冷凝器、节流部件；其中，所述蒸发器包括翅片换热器及风机；
4.所述机组还具有接水盘，所述接水盘位于所述翅片换热器的翅片的下部并沿所述第三方向延伸；
5.所述翅片换热器的翅片沿第一方向延伸，翅片的端部伸入所述接水盘中；
6.所述翅片上形成的霜在化霜后形成水并顺着翅片向下流入所述接水盘形成的腔体中；
7.所述接水盘的底部具有一斜面及其排水管，所述排水管的入口位于或靠近所述斜面的最低处，所述翅片上的化霜水在进入所述接水盘后沿着所述斜面汇集至最低处，并从所述排水管排出；
8.所述接水盘的表面设置有加热部件；
9.所述热泵机组还具有太阳能发电装置，所述太阳能发电装置用于给所述加热部件供电。
10.进一步的，所述加热部件为电加热带或电加热棒。
11.进一步的，所述加热部件为小型空气源热泵机组的冷凝器。
12.进一步的，所述太阳能发电装置包括太阳能发电板、逆变器及蓄电池。
13.进一步的，在有太阳时，太阳能发电板保持工作发电状态，加热部件保持通电发热状态；没有太阳时，加热部件的启停逻辑与热泵机组化霜节奏一致。
14.进一步的，所述接水盘具有护板及围槽，所述护板及围槽包围所述翅片的端部并形成密闭的腔体；所述接水盘的底部设置若干高密度锥形结构或凸起。
15.进一步的，所述护板固定在所述接水盘的围槽的侧面上。
16.进一步的，所述机组的接水盘内设置有温度传感器，所述温度传感器检测所述接水盘的腔体内的温度，所述加热部件根据所述传感器检测到的温度进行自动控制，从而使得所述接水盘的腔体内的温度维持在不低于零摄氏度。
17.进一步的，所述接水盘的内壁喷涂疏水材料。
18.进一步的，所述接水盘的外部表面贴附有保温层。
19.本实用新型能够实现如下技术效果：
20.化霜水进入接水盘后能够快速排走，加热部件保证化霜水不二次冻结，加热部件通过太阳能发电装置进行供电，节能环保，提高了机组的cop。
附图说明
21.为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
22.图1为本实用新型所提供的一种利用太阳能辅助除霜的空气源热泵机组的侧面示意图。
23.图2为本实用新型所提供的一种利用太阳能辅助除霜的空气源热泵机组的正面示意图。
24.图3为本实用新型所提供的一种利用太阳能辅助除霜的空气源热泵机组的背面示意图。
25.图4为本实用新型所提供的一种利用太阳能辅助除霜的空气源热泵机组的内部结构的示意图，其中：
26.图4(a)为本实用新型所提供的一种利用太阳能辅助除霜的空气源热泵机组的内部结构的正面示意图。
27.图4(b)为图4(a)的左视图。
28.图4(c)为图4(a)的俯视图。
29.图5为接水盘的示意图，其中：
30.图5(a)为接水盘的正面图。
31.图5(b)为图5(a)的a-a剖视图。
32.图5(c)为图5(a)的左视图。
33.图5(d)为图5(a)的俯视图。
34.附图标记：101-空气源热泵机组，11、12、13-太阳能发电板， 14-支架，15-逆变器及蓄电池，1-压缩机，2蒸发器，3-冷凝器，4
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接水盘，2-1-翅片换热器，2-2-风机，4-1护板，4-2围槽，4-3斜面， 4-4排水管，4-5锥形结构，4-6保温层。
具体实施方式
35.下面将结合附图对本实用新型专利的结构和运行方式做进一步详细说明，显然，附图的提供仅为了更好地理解本实用新型专利，它们不应该理解为对本实用新型专利的限制。基于本实用新型专利的实施例，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。
36.在本实用新型的描述中，需要说明的是，如出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等，其所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，如出现术语“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。
37.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，如出现术语“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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
38.实施例1
39.结合图1至图5所示，本实施例披露一种利用太阳能辅助除霜的空气源热泵机组10，所述机组具有与地面垂直的第一方向上的高度、与所述第一方向垂直的第二方向上的宽度以及与所述第一方向和第二方向均垂直的第三方向上的厚度，所述机组内具有压缩机、蒸发器、冷凝器、节流部件；其中，所述蒸发器包括翅片换热器2-1及风机2-2。
40.所述机组还具有接水盘4，所述接水盘4位于所述翅片换热器2-1 的翅片的下部并沿所述第三方向延伸。
41.所述翅片换热器2-1的翅片沿第一方向延伸，翅片的端部伸入所述接水盘4中。
42.所述翅片上形成的霜在化霜后形成水并顺着翅片向下流入所述接水盘4形成的腔体中。
43.所述接水盘4的底部具有一斜面4-3及其排水管4-4，所述排水管4-4的入口位于或靠近所述斜面4-3的最低处，所述翅片上的化霜水在进入所述接水盘后沿着所述斜面汇集至最低处，并从所述排水管排出。
44.所述接水盘4的表面设置有加热部件。
45.所述热泵机组还具有太阳能发电装置，所述太阳能发电装置用于给所述加热部件供电。
46.在具体的实施例中，所述加热部件为电加热部件，例如可以是电加热带4-7，或电加热棒。
47.在另外的实施例中，所述加热部件还可以是小型空气源热泵机组的冷凝器。冷凝器可以释放出大量的热量，用于保持化霜水不冻结。
48.如图1至3所示，所述太阳能发电装置包括太阳能发电板11、 12、13及逆变器及蓄电池15。太阳能发电板设置于空气源热泵机组的顶部或侧部。太阳能发电板通过支架14支撑。
49.在有太阳时，太阳能发电板保持工作发电状态，加热部件保持通电发热状态，有霜融霜，无霜则热量释放后被翅片热交换器吸收提高机组能效；没有太阳时，加热部件的启停逻辑与热泵机组化霜节奏一致，以便最大限度延长电池放电时间。
50.太阳能发电板被太阳光照射后，光能转化成低压直流电能，低压直流电能经过逆变器变成高压的交流电能存储在蓄电池中。蓄电池中的电能使用方式可分为以下几种：
51.1、太阳能发电板中有光感器，当白天太阳光较强时，光感器触发信号给接水盘上
的电加热控制器，要求电加热带一直处于开启加热状态。该热量或被化霜水吸收，或被翅片换热器吸收，实现有霜融霜，无霜放热的目的。
52.2、当太阳光不强或者夜晚没有太阳时，光感器触发信号给接水盘上的电加热带控制器，要求电加热开启节奏与热泵机组化霜节奏一致，以便保证电加热在光感器信号弱的情况下能够长时间工作。
53.3、当遇到极端恶劣天气，连续阴天蓄电池得不到充分蓄能，此时充分利用“峰谷电”优势，在晚上谷电时段使用电网电源给蓄电池充电，在白天峰电时段使用蓄电池给电加热供电。以上通过直接把光能变成太阳能或者利用峰谷电优势，给空气源热泵辅助除霜系统提供电源，实现热泵机组提高能效降低使用费用的目的。
54.接水盘4具有护板4-1及围槽4-2，所述护板4-1及围槽4-2包围所述翅片的端部并形成密闭的腔体。具体的如图5(b)所示，所述护板4-1固定在所述接水盘的围槽4-2的侧面上，护板4-1向上延伸并向翅片方向倾斜，当翅片深入所述接水盘内时，护板4-1可以搭接在翅片的侧面，从而使得接水盘形成一个包裹所述翅片的密闭的腔体，即方便化霜水落入接水盘也防止热量散失。
55.所述接水盘的底部具有一斜面4-3及其排水管4-4，所述排水管 4-4的入口位于或靠近所述斜面的最低处，所述翅片上的化霜水在进入所述接水盘后沿着所述斜面汇集至最低处，并从所述排水管排出。具体如图5(a)所示，所述斜面与水平面之间形成一个夹角α，所述夹角α可以根据需要进行设置，例如可以是5
°‑
30
°
，在优化的实施例中可以是5
°‑
15
°
。该数值范围仅为示例性说明，不构成对本发明权利要求保护范围的限制。
56.所述接水盘的底部设置若干高密度锥形结构4-5或凸起。所述护板4-1固定在所述接水盘4的围槽4-2的侧面上。该锥形结构4-5或凸起的作用是防止水膜生成进而控制生成水珠，最终达到侧面不悬挂水珠的目的，即不二次结冰。所以，当化霜水流入所述接水盘内时，即使要形成水膜，也会被锥形结构或凸起刺破，从而防止水膜的生产。
57.为了进一步防止水膜的生产，在优化的实施例中，所述接水盘的内壁可以喷涂疏水材料，在疏水材料的作用下，水膜更加难以形成，且水珠容易从接水盘的内腔表面滑落，有利于化霜水的排出。
58.接水盘材质通常为钣金件，由于其比热容大、吸热能力强，因此在寒冷地区其表面温度远远低于环境温度，为了防止化霜水的热量被接水盘吸收，可以在接水盘四周贴设保温层4-6，在具体的实施例中保温层可以是保温棉或其他保温材料。
59.在优化的实施例中，机组的接水盘4内设置有温度传感器，所述温度传感器检测所述接水盘的腔体内的温度，所述加热部件根据所述传感器检测到的温度进行自动控制，从而使得所述接水盘的腔体内的温度维持在不低于零摄氏度。
60.本实施例能够实现如下技术效果：
61.当热泵机组启动化霜模式后，翅片换热器上的冰霜以液态水的形式顺着铝箔流进接水盘，该接水盘底部具有斜面，一侧高一侧低，水流沿着斜面汇集到最低洼处，然后经排水管排出去，防止水在积水盘内积存并二次冻结。化霜水以水流或者水珠滴落进入积水盘，为了防止水流/水珠四溅变成水沫和小水珠，在接水盘的底部固定一种高密度的锥形结构，防止水膜生成进而控制生成水珠，最终达到侧面不悬挂水珠的目的，即不二次结冰。在接水盘四周贴有保温棉，同时在底部贴有加热部件，加热部件挨着接水盘外面包裹海绵，在极寒
天气下通过加热部件保证接水盘表面温度不低于0℃，保温棉的作用可以防止电加热的热量被快速散发到空气中。另外，两侧护板固定在接水盘侧面上，与翅片换热器形成了封闭式的腔体也大大降低了热量散失。加热部件通过太阳能发电装置进行供电，节能环保，提高了机组的效能。太阳能供电的加热部件，保温棉，护板，内侧疏水材料以及锥形结构等多种途径彻底解决化霜水二次结冰的现象。
62.上述各实施例仅用于说明本实用新型专利，其中各部件的结构、连接方式和制作工艺等都是可以有所变化的，凡是在本技术方案的基础上进行的等同变换和改进，均不应排除在本实用新型专利的保护范围之外。