空气源热泵系统技术方案

本发明专利技术提供一种空气源热泵系统，包括四通换向阀、压缩机、气液分离器、储液器和换热器一，还包括换热器二；所述换热器二上设置有风机。本发明专利技术还提供一种空气源热泵系统的制冷方法和制热方法；本发明专利技术在相同空间内可以布置更多换热面积，空气流量显著增大而风阻增加很小，强化了换热，制冷时冷凝压力降低，制冷系数提高，制热时，可延缓结霜，蒸发温度升高，制热系数提高。由于循环系统的设计，除霜时不影响系统供热，不会降低舒适性。

Air source heat pump system

The invention provides an air source heat pump system, which comprises a four-way reversing valve, a compressor, a gas-liquid separator, a liquid storage device and a heat exchanger, and also includes a heat exchanger 2, wherein a fan is arranged on the heat exchanger 2. The invention also provides a refrigeration method and a heating method of an air source heat pump system, which can arrange more heat transfer areas in the same space, increase air flow significantly and increase wind resistance very little, strengthen heat transfer, reduce condensation pressure during refrigeration, increase refrigeration coefficient, delay frosting, increase evaporation temperature and increase heating coefficient during heating. Because of the design of the circulating system, defrosting does not affect the heating of the system and does not reduce the comfort.

【技术实现步骤摘要】
空气源热泵系统
本专利技术涉及一种空气源热泵系统，具采用室外换热系统和制冷系统的设计，可降低制冷工况冷凝压力，减缓制热工况时的结霜，有效提高空气源热泵制冷制热性能。
技术介绍
热泵是一种逆循环工作的热机，它可以较小的高品位能量输入，从低温热源吸取数倍的热量后，向高温热源放出热量，是一种高效节能设备。空气源热泵是热泵的一种，已获得广泛应用，它通过制冷剂在蒸发器中的蒸发、汽化从空气中吸热，产生的制冷剂气体被压缩机吸入后压缩为较高压力和温度气体，进入冷凝器冷凝放热后，气态制冷剂重变为液态，液态制冷剂再通过节流阀节流降压后，重新进入蒸发器从环境空气中吸热、蒸发。当系统反向循环时，可以用于制冷、空调。由于空气源热泵具有一机多用、运用维护方便、成本较低等优点，目前已获得广泛应用。虽然空气源热泵已获得广泛应用，但是仍然存在一些不足，影响空气源热泵的性能。以暖通空调用空气源热泵来说，夏季制冷工况，压缩机压缩后产生的高温高压制冷剂气体在冷凝器中通过向空气散热而冷凝，由于空气的传热性能有限，且夏季空气温度较高，故冷凝压力较高，压缩机压比较高，能效较低；相对来说，水的传热性能远优于空气，采用水冷冷却的空调制冷用冷水机组，压缩机压缩后产生的高温高压制冷剂气体在冷凝器中通过向水散热而冷凝，其制冷性能要远高于空气冷却的热泵机组；冷凝器中吸热升温后的冷却水，可以在冷却塔中与空气接触，通过部分水的蒸发，温度降低后重新进入冷凝器；当前空气源热泵存在的另一不足是冬季制热运行时，室外换热器(蒸发器)的结霜、除霜问题。由于空气中含有水蒸汽，当室外换热器表面温度低于空气露点温度且低于零度时，空气中的水蒸汽即会在换热器表面凝固，形成霜层。霜的存在不但增加了空气与换热器间的传热热阻，还堵塞空气流动通道，进一步恶化传热，使系统不能正常运行。故除霜是空气热源泵制热运行必须要进行的操作。目前已经提出了多种除霜方法，采用逆循环除霜其中较常用的除霜方法是，这种方法采用反向循环即由制热循环变为制冷循环，通过制冷剂气体在室外换热器中的凝结放热使霜层受热融化，其缺点是降低了能效，影响室内舒适性，换向操作容易引起系统故障；为克服反向除霜的敝端，研究人员提出了热气旁通除霜，一定程度上克服了反向循环除霜的不足，但是存在系统复杂、除霜时间较长的问题；此外，研究人员还进行了超声波除霜的研究，通过超声元件使换热器元件振动，由于霜层的固有频率和换热管的固有频离不同，霜层被剥离换热表面，这种方法的不足是震动对换热器的机械强度存在不利影响。为克服空气源热泵上述不足，国内外开展了热源塔热泵的研究，热泵室外换热器包括水冷冷凝器(蒸发器)和热源塔(冷却塔)两部分，制热时，向冷却水中添加防冻液成为不冻液，不冻液喷淋在热源塔内与填料表面，与空气进行热质交换，从环境空气吸收热量后的防冻液进入水源热泵蒸发器，放出热量温度降低后，再回到热源塔，与空气进行热质交换；制冷时，排出系统中的不冻液，替换为自来水，水与热泵冷凝器换热吸收冷凝热后，进入热源塔，与环境空气进行热质交换，温度降低后，重新进入热泵冷凝器。热源塔热泵克服了常规空气源热泵的诸多敝端，有效提高了空气源热泵能效，但是也带来了系统复杂，成本上升，防冻液需要再生、随空气飘逸损失需要补充等问题。因此，需要对现有技术进行改进。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种高效的空气源热泵系统。为解决上述技术问题，本专利技术提供一种空气源热泵系统，包括四通换向阀、压缩机、气液分离器、储液器和换热器一，还包括换热器二；所述换热器二上设置有风机。作为对本专利技术空气源热泵系统的改进：所述风机包括风机一、风机二和风机三；所述风机一的数量为四个，四个风机一呈矩形阵列均匀设置在换热器二正上方且正对着换热器二；所述风机二和风机三的数量均为两个或者四个；数量为四个时，四个风机二和风机三均为呈矩形阵列均匀设置且正对着换热器二左右两侧；数量为两个时，两个风机二和风机三均为正对着换热器二左右两侧的下半部分。作为对本专利技术空气源热泵系统的进一步改进：所述换热器二为沿着竖直方向弯折设置；所述换热器二弯折形成的角为圆弧角。作为对本专利技术空气源热泵系统的进一步改进：空气源热泵系统还包括布液槽、集液槽和再生器；所述布液槽位于换热器二的顶部，集液槽位于换热器二的底部，集液槽经过再生器后通过分液管伸入布液槽中。作为对本专利技术空气源热泵系统的进一步改进：所述再生器包括换热器、盘管和加热盘；所述集液槽出口分为两路，一路经溶液泵与分液管连接；另一路经过溶液泵与换热器一侧进口连接；所述换热器一侧出口与盘管的底部入口连接，盘管的顶部出口与布液槽进口连接；所述盘管正下方设置有集液槽；所述布液槽正下方设置有集液槽，加热盘位于布液槽和集液槽之间；所述加热盘上部入口与热媒进口连接，加热盘下部出口与热媒出口连接；所述集液槽出口经过换热器另一侧之后经溶液泵与分液管连接；所述盘管、加热盘、集液槽、集液槽和布液槽均设置在保温壳体中。本专利技术还提供一种空气源热泵系统使用方法：其特征在于：再生器的使用方法包括以下步骤：1)、防冻液从集液槽出口流出分为两路，一路经溶液泵进入分液管，由分液管分配到布液槽中；另一路经溶液泵进入换热器一侧，换热器另一侧中完成浓缩再生的防冻液换热；2)、防冻液被预热后，进入盘管吸收保温壳体中的水蒸汽的冷凝热，被加热后，从盘管的顶部出口流出从而进入布液槽；3)、防冻液从布液槽底部的布液孔流出，淋激在加热盘的外表面，防冻液从加热盘顶部流下被加热盘内热媒加热；4)、部分防冻液加热后蒸发成水蒸汽被盘管内的低温防冻液冷却，汇集在集液槽后排出；另一部分防冻液作为完成浓缩再生的防冻液汇集到集液槽中，进入换热器中的一侧，与入换热器中的另一侧的防冻液换热后经过进入分液管。作为对本专利技术空气源热泵系统的进一步改进：所述四通换向阀的A口依次经过压缩机和气液分离器后与四通换向阀的D口连接；所述四通换向阀的C口分为两路，每路均经过两个并联设置的换热器二与分液器进口连接，两路的分液器出口均经过并联设置的膨胀阀一和单向阀六后汇集成一路接着分成两路，一路依次经过单向阀二和单向阀四，另一路依次经过单向阀一和单向阀三；两路汇集成一路后经过并联设置的单向阀五和膨胀阀二后与换热器一一侧进口连接，换热器一一侧出口与四通换向阀的B口连接；所述储液器的进口与单向阀一和单向阀三之间的管路连接，储液器的出口与干燥过滤器的进口连接，干燥过滤器的出口与单向阀二和单向阀四之间的管路连接。作为对本专利技术空气源热泵系统的进一步改进：所述四通换向阀的数量为两个；两个四通换向阀的A口均与压缩机的进口连接，压缩机的出口经过气液分离器后分别与两个四通换向阀的D口连接；两个四通换向阀的C口均分为两路，两路均依次经过换热器二、分液器和膨胀阀一后汇集成一路，接着分成两路，一路依次经过单向阀二和单向阀四，另一路依次经过单向阀一和单向阀三，两路汇集成一路后经过并联设置的单向阀五和膨胀阀二后与换热器一一侧进口连接；所述换热器一一侧出口与四通换向阀的B口连接；膨胀阀一并联设置有单向阀六。本专利技术还提供一种空气源热泵系统制冷方法：包括以下步骤：1)、压缩机排出的高温高压气体经四通换向阀的A口和C口进入换热器二内，与管外空气换热，冷凝放热成液体；2)、液体经分液器、单向阀六和单向阀一进本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.空气源热泵系统，包括四通换向阀(2)、压缩机(1)、气液分离器(22)、储液器(16)和换热器一(19)，其特征在于：还包括换热器二(6)；所述换热器二(6)上设置有风机。

【技术特征摘要】
1.空气源热泵系统，包括四通换向阀(2)、压缩机(1)、气液分离器(22)、储液器(16)和换热器一(19)，其特征在于：还包括换热器二(6)；所述换热器二(6)上设置有风机。2.根据权利要求1所述的空气源热泵系统，其特征在于：所述风机包括风机一(26)、风机二(25)和风机三(27)；所述风机一(26)的数量为四个，四个风机一(26)呈矩形阵列均匀设置在换热器二(6)正上方且正对着换热器二(6)；所述风机二(25)和风机三(27)的数量均为两个或者四个；数量为四个时，四个风机二(25)和风机三(27)均为呈矩形阵列均匀设置且正对着换热器二(6)左右两侧；数量为两个时，两个风机二(25)和风机三(27)均为正对着换热器二(6)左右两侧的下半部分。3.根据权利要求2所述的空气源热泵系统，其特征在于：所述换热器二(6)为沿着竖直方向弯折设置；所述换热器二(6)弯折形成的角为圆弧角。4.根据权利要求3所述的空气源热泵系统，其特征在于：空气源热泵系统还包括布液槽(28)、集液槽(30)和再生器(33)；所述布液槽(28)位于换热器二(6)的顶部，集液槽(30)位于换热器二(6)的底部，集液槽(30)经过再生器(33)后通过分液管(29)伸入布液槽(28)中。5.根据权利要求4所述的空气源热泵系统，其特征在于：所述再生器(33)包括换热器(40)、盘管(47)和加热盘(49)；所述集液槽(30)出口分为两路，一路经溶液泵(37)与分液管(29)连接；另一路经过溶液泵(38)与换热器(40)一侧进口连接；所述换热器(40)一侧出口与盘管(47)的底部入口连接，盘管(47)的顶部出口与布液槽(46)进口连接；所述盘管(47)正下方设置有集液槽(44)；所述布液槽(46)正下方设置有集液槽(45)，加热盘(49)位于布液槽(46)和集液槽(45)之间；所述加热盘(49)上部入口与热媒进口连接，加热盘(49)下部出口与热媒出口连接；所述集液槽(45)出口经过换热器(40)另一侧之后经溶液泵(37)与分液管(29)连接；所述盘管(47)、加热盘(49)、集液槽(44)、集液槽(45)和布液槽(46)均设置在保温壳体(51)中。6.利用权利要求5所述空气源热泵系统的空气源热泵系统使用方法：其特征在于：再生器(33)的使用方法包括以下步骤：1)、防冻液从集液槽(30)出口流出分为两路，一路经溶液泵(37)进入分液管(29)，由分液管(29)分配到布液槽(28)中；另一路经溶液泵(38)进入换热器(40)一侧，换热器(40)另一侧中完成浓缩再生的防冻液换热；2)、防冻液被预热后，进入盘管(47)吸收保温壳体(51)中的水蒸汽的冷凝热，被加热后，从盘管(47)的顶部出口流出从而进入布液槽(46)；3)、防冻液从布液槽(46)底部的布液孔流出，淋激在加热盘(49)的外表面，防冻液从加热盘(49)顶部流下被加热盘(49)内热媒加热；4)、部分防冻液加热后蒸发成水蒸汽被盘管(47)内的低温防冻液冷却，汇集在集液槽(44)后排出；另一部分防冻液作为完成浓缩再生的防冻液汇集到集液槽(45)中，进入换热器(40)中的一侧，与入换热器(40)中的另一侧的...

【专利技术属性】
技术研发人员：张光玉，舒志成，陈旭，
申请(专利权)人：浙江理工大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33