一種用於三聯供熱泵系統的除霜設備的製作方法

2023-12-08 11:53:11

本實用新型涉及一種用於三聯供熱泵系統的除霜設備，三聯供熱泵系統主要針對北方等低溫地區對空調、地暖、熱水的需求。

背景技術：

熱泵技術常運用於生活熱水、熱泵熱水器等領域，市場常見的熱泵，功能相對單一，目前行業中熱泵的運用，一般是太陽能與電加熱組合，或是電加熱與空氣能的組合，都用到電能，成本較高，大大降低了運行費用。如果不使用電能，只是單純的太陽能加熱器，加熱效果又不理想，滿足不了用戶的需求。

北方的環境由於冬季溫度較低，一般的熱泵系統耗能較大，在低溫環境下制熱和制熱水的性能不佳，而且北方室內都要安裝地暖，對熱泵系統的能耗更大。

另外，由於北方氣溫低，熱泵機組如果安裝在室外容易凍裂，因此一般都安裝在室內。但是安裝在室內，有些機組噪音又很大，影響用戶的正常生活。

一般的能熱泵系統中，機組長期使用後會結霜，影響正常使用，如果除霜又要設計一套專用的除霜設備，非常不便。

技術實現要素：

本實用新型所要解決的技術問題是克服現有技術中所存在的上述不足，而提供一種設計合理，無需另外設計除霜線路，除霜方便的用於三聯供熱泵系統的除霜設備。

本實用新型解決上述技術問題所採用的技術方案是：一種用於三聯供熱泵系統的除霜設備，其特徵在於：它包括安裝在室外的外機和安裝在室內的板式換熱器、水箱，所述的板式換熱器設置有管程流道和殼程流道；所述的外機包括壓縮機、四通閥、翅片換熱器、儲液器，四通閥設置有D接口、C接口、S接口和E接口，壓縮機的出口與D接口連接，進口與S接口連接；翅片換熱器的兩端分別與C接口和儲液器連接，儲液器的進液口和出液口與翅片換熱器連接的管路上均設置有單向閥；板式換熱器中管程流道的兩端分別與E接口和儲液器連接，儲液器的進液口和出液口與板式換熱器連接的管路上均設置有單向閥；板式換熱器中殼程流道的兩端與水箱連接形成水循環迴路，水循環迴路中設置有水泵。

冷媒在外機和板式換熱器的管程流道中循環流動，在板式換熱器中將熱量傳遞給殼程流道中的水；殼程流道中的水在水箱中將熱量傳遞給水箱中的生活用水；單向閥用於控制冷媒的流向。

本實用新型所述儲液器的出液口上設置有電子膨脹閥，用於降壓。

本實用新型所述的水箱內設置有熱水盤管，熱水盤管的兩端接入水箱的水循環迴路。水循環迴路中的熱水流經熱水盤管，與水箱中的水發生熱交換，提供生活熱水。

本實用新型所述的水箱上設置有進水口和出水口，進水口與供水管道連接，出水口與生活用水接口連接。水箱中生活用水不足時，可自動補充冷水，在熱泵系統中重新加熱。

本實用新型與現有技術相比，具有以下明顯效果：結構設計合理，外機包含了噪音大的部件，置於室外，水路管路置於室內，防止凍裂，採用雙向節流設計，製冷劑減少低壓損失，防止制熱量損失，除霜與生活熱水採用同一管道設備，有效利用熱水，節省能源，提高除霜效率。

附圖說明

圖1為本實用新型的結構示意圖。

圖2為本實用新型制熱水時冷媒的流向圖。

圖3為本實用新型除霜暖時冷媒的流向圖。

具體實施方式

下面結合附圖並通過實施例對本實用新型作進一步說明。

實施例：

參見圖1～圖3，本實施例包括安裝在室外的外機10和安裝在室內的板式換熱器1、水箱2，所述的板式換熱器1設置有管程流道11和殼程流道12；所述的外機10包括壓縮機3、四通閥4、翅片換熱器5、儲液器6，四通閥4設置有D接口、C接口、S接口和E接口，壓縮機3的出口與D接口連接，進口與S接口連接；翅片換熱器5的兩端分別與C接口和儲液器6連接，儲液器6的進液口61和出液口62與翅片換熱器5連接的管路上均設置有單向閥7；板式換熱器1中管程流道11的兩端分別與E接口和儲液器6連接，儲液器6的進液口61和出液口62與板式換熱器1連接的管路上均設置有單向閥7；板式換熱器1中殼程流道12的兩端與水箱2連接形成水循環迴路，水循環迴路中設置有水泵8。

冷媒在外機10和板式換熱器1的管程流道11中循環流動，在板式換熱器1中將熱量傳遞給殼程流道12中的水；殼程流道12中的水在水箱2中將熱量傳遞給水箱2中的生活用水；單向閥7用於控制冷媒的流向。

本實施例中，儲液器6的出液口62上設置有電子膨脹閥9，用於降壓。

本實施例中，水箱2內設置有熱水盤管21，熱水盤管21的兩端接入水箱2的水循環迴路。水循環迴路中的熱水流經熱水盤管21，與水箱2中的水發生熱交換，提供生活熱水。

本實施例中，水箱2上設置有進水口22和出水口23，進水口22與供水管道連接，出水口23與生活用水接口連接。水箱2中生活用水不足時，可自動補充冷水，在熱泵系統中重新加熱。

參見圖1～圖2，需要制熱水時，四通閥4上電，D接口與E接口連通，C接口與S接口連通。

制熱水的工作原理為：

（1）壓縮機3的輸入端吸入低溫低壓的氣態冷媒，壓縮成高溫高壓的氣體排出，通過D接口和E接口進入板式換熱器1的管程流道11；

（2）高溫高壓的氣體在板式換熱器1內進行熱交換，高溫高壓的氣體在常溫下被冷卻、冷凝為液態，形成低溫高壓液態冷媒；同時，高溫高壓的氣體放出熱量用來加熱殼程流道12中的水，使水升溫變成熱水；

（3）從板式換熱器11中流出的冷媒通過單向閥7經過儲液器6，流出的冷媒通過電子膨脹閥9，壓力下降，回到比外界低的溫度，形成低溫低壓液態冷媒，具有吸熱蒸發的能力；

（4）低溫低壓的液態冷媒進入翅片換熱器5，冷媒吸收空氣中的熱量後自身蒸發，變成低溫低壓氣體；

（5）低溫低壓氣體通過C接口和S接口後，回到壓縮機35再次進行壓縮；

冷媒如此往復循環，不斷地從空氣中吸熱，在壓縮機3中壓縮，在板式換熱器1中放熱，製取熱水。

殼程流道12中的熱水通過水箱2的水循環迴路進入熱水盤管21，與水箱2中的冷水進行熱交換，水箱2中的冷水升溫變成熱水供生活使用；水箱2的水循環迴路中的熱水散熱變成冷水後流回殼程流道12重新加熱，以此循環。

圖1中箭頭方向為水的流向，圖2中箭頭方向為冷媒的流向。

參見圖1、圖3，當系統需要除霜時，四通閥4不上電，D接口與C接口連通，E接口與S接口連通。

除霜的工作原理為：

（1）壓縮機3的輸入端吸入低溫低壓的氣態冷媒，壓縮成高溫高壓的氣體排出，通過D接口和C接口進入翅片換熱器5；

（2）高溫高壓的氣體在翅片側換熱器內進行散熱，形成低溫高壓液態冷媒排出；翅片換熱器5內則吸熱進行除霜；

（3）從翅片換熱器5中流出的冷媒通過單向閥7經過儲液器6，流出的冷媒通過電子膨脹閥9，壓力下降，回到比外界低的溫度，形成低溫低壓液態冷媒；

（4）低溫低壓的液態冷媒通過單向閥7進入板式換熱器1的管程流道11進行熱交換，冷媒吸收殼程流道12中水的熱量後自身蒸發，變成低溫低壓氣體；殼程流道12中的水散熱變成低溫的冷水；

（5）低溫低壓的冷媒氣體從板式換熱器1出來後，通過E接口和S接口後，回到壓縮機3再次進行壓縮；

冷媒如此往復循環，在壓縮機3中壓縮，在空氣中放熱，對翅片換熱器5進行除霜，在板式換熱器1中吸熱，製取低溫的冷水。

殼程流道12中的冷水通過水箱2的水循環迴路進入熱水盤管21，與水箱2中的熱水進行熱交換，水箱2中的熱水降溫變成冷水；水箱2的水循環迴路中的冷水吸熱變成熱水後流回殼程流道12重新製冷，以此循環。

圖1中箭頭方向為水的流向，圖3中箭頭方向為冷媒的流向。

由於除霜過程需要水箱2中有熱水，因此除霜過程一般是在水箱2中有多餘熱水的情況下進行。除霜無需經常進行，偶爾在水箱2中有多餘熱水的情況下短時間內除霜即可。既方便又不消耗能源，對多餘的熱水更好的利用。

此外，需要說明的是，本說明書中所描述的具體實施例，只要其零件未說明具體形狀和尺寸的，則該零件可以為與其結構相適應的任何形狀和尺寸；同時，零件所取的名稱也可以不同。凡依本實用新型專利構思所述的構造、特徵及原理所做的等效或簡單變化，均包括於本實用新型專利的保護範圍內。