一种空气能热泵的辅助加热抑霜系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种空气能热泵的辅助加热抑霜系统，其包括辅助加热水循环系统和冷风预热排风系统；所述辅助加热水循环系统包括蓄能保温水箱、辅助加热锅炉、表冷器进水口和表冷器出水口；所述蓄能保温水箱与辅助加热锅炉连接，所述辅助加热锅炉的第一路流向为与蓄能保温水箱连接，另一路流向为与表冷器连接；所述表冷器与所述蓄能保温水箱连接；所述冷风预热排风系统包括表冷器、蒸发器进风风道、空气能热泵蒸发器、热泵风机、排风道和排风引流风机；所述表冷器通过蒸发器进风风道与空气能热泵蒸发器连通，热泵风机上方连接有排风道，排风道设置有排风引流风机；本实用新型专利技术通过改变低温空气进风状态点，从源头上主动抑制结霜现象的出现。

An auxiliary heating and frost suppression system of air energy heat pump

【技术实现步骤摘要】
一种空气能热泵的辅助加热抑霜系统
本技术属于暖通空调领域，具体涉及一种空气能热泵的辅助加热抑霜系统。
技术介绍
空气能热泵冬季制热运行，在低温环境或者湿度较大的冷空气中运行，很容易结霜且堵塞蒸发器空气流道。空气能热泵冬季制热时结霜且堵塞蒸发器空气流道，是空气能热泵最大的弱点。空气能热泵结霜化霜是世界性难题，迄今为止还没有十全十美的解决方法。低温工况运行时，结霜运行会提高机组压缩比，蒸发温度降低，制热性能衰减，机组稳定性和可靠性差。机组需要经常性除霜，如果除霜不彻底，还会引起风机压缩机等烧毁。有的时候还会误除霜、不除霜、除霜不彻底，霜层会堵塞蒸发器空气流道造成结冰，恶性循环，会造成机组能效下降，制热性能不稳定，机组故障率高，风机压缩机烧毁、四通阀等容易卡死。统计表明，在北方大部分地区，机组除霜时间要占到冬季全部运行时间的25%--35%，除霜消耗大量电能和时间，频繁除霜还会从室内吸收热量。而且即使消耗能量确保了除霜效果，但是机组一直在低温恶劣工况下运行，没有改善机组的运行工况，一直不断的陷入制热——除霜循环当中。对机组设计、部件可靠性、系统设计的合理性提出更高要求。工程实践无数事实证明，空气能热泵80%以上的故障，是机组冬季低温恶劣工况结霜化霜运行引起。低温工况运行，对机组设计、部件可靠性提出更高要求。实验表明，0℃＞空气温度＜3℃区间，湿度大于65%的南方地区机组结霜趋势明显，结霜主要是因为湿度高而引起。在北方湿度相对干燥的地区，空气湿度RH＜50%时，-12℃＞空气温度＜-5℃区间，是容易结霜的温度区间，结霜的主要原因是因为蒸发器温度低于干冷空气的露点引起结霜。为了弥补空气能低温环境运行制热量的衰减和融霜消耗的能量损失，一般均需要采取辅助加热措施，以补偿因为低温、化霜等引起的热量损失.表现形式为辅助加热提高采暖空调段的热水温度。这种辅助加热方式，虽然能提高采暖的出水温度以弥补制热量衰减，但是不能改善热泵蒸发器低温运行的工况，蒸发器仍然处于低温环境运行，存在误结霜、蒸发器表面结冰、压缩比大、蒸发器温度低风险等并没有改善，只是在最终的结果上补偿了制热量不足，没有改善空气能制热过程蒸发器所面临的技术风险和不足。目前的除霜手段如时间——温度、制热量衰减法、环境温度/盘管温度差、压力差、热气旁通法、增加翅片间距等等，这些除霜方案全部是从机器本身角度来被动除霜，没有从源头低温空气本身主动解决问题，破解掉结霜的要素，使之没有形成结霜的条件，机组低温运行少结霜、不结霜、最起码确保蒸发器翅片不至于结冰而影响机组运行，也无须除霜。对于集中布置的大型空气能热泵阵列，制热风量较大，机组相对集中，被吸收过热量的冷风如果没有被及时扩散，会形成冷风再次吸入到蒸发器短路循环，在环境温度较低时，如果低温排风不能有效扩散，会形成“冷岛效应”，热泵主机区域空气能温度要低于周围冷空气温度。“冷岛效应”会造成机组效率更进一步下降，结霜问题更加严重，而且冷凝水不易排除，同时会在机组周围形成结冰区冻结机组。所以需要研发一种有效抑制空气能热泵结霜的系统装置。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题在于提供一种采用辅助热源的空气能热泵的抑霜系统，改变低温空气进风状态点，从源头上主动抑制结霜现象的出现。为实现上述目的，本技术的技术方案包括辅助加热水循环系统和冷风预热排风系统；所述辅助加热水循环系统包括蓄能保温水箱、辅助加热锅炉、表冷器进水口和表冷器出水口；所述蓄能保温水箱的出水口与辅助加热锅炉的入水口连接，所述辅助加热锅炉的出水口的第一路流向为与所述蓄能保温水箱的第一回水口连接，另一路流向为与表冷器进水口连接；所述表冷器出水口与所述蓄能保温水箱的第二回水口连接；所述冷风预热排风系统包括表冷器、蒸发器进风风道、空气能热泵蒸发器、热泵风机、排风道和排风引流风机；所述表冷器的出风口通过蒸发器进风风道与空气能热泵蒸发器的进风口连通，热泵风机的出风口上方连接有排风道，排风道的排风口处设置有排风引流风机。进一步地，所述蓄能保温水箱和所述辅助加热锅炉之间设置有循环水泵。进一步地，所述表冷器出水口与第二回水口之间，辅助加热锅炉和第一回水口之间，蓄能保温水箱和辅助加热锅炉之间，均通过管道连通。进一步地，所述辅助加热锅炉和所述蓄能保温水箱的第二回水口之间还设置有常闭电动阀。进一步地，所述辅助加热锅炉选自天然气锅炉或谷电蓄能电锅炉。进一步地，所述蓄能保温水箱中设置有补水口、排污口、排气口和空气膨胀空间。本技术积极效果如下：1、通过辅助加热水循环系统，采用天然气锅炉或者谷电蓄能电锅炉或者其它形式的加热设备辅助加热空气，提高进入空气能热泵主机的空气温度和降低其相对湿度，破除了冷空气在空气能热泵蒸发器表面大面积结霜的条件，本技术从源头上改善了空气能热泵蒸发器换热的空气温度和湿度因素，使得冷空气在蒸发器表面不至于引起大面积结霜的条件，即使有冷凝水析出，由于辅助加热水循环系统预热了冷空气，在蒸发器表面发生大面积相变结霜的条件不具备，不至于在蒸发器表面大面积形成霜层，从而达到少结霜、不结霜也无需除霜的目的。提高了蒸发器的蒸发温度、降低了压缩比、从源头上改善了空气低温环境的运行工况，故障率低，运行更加可靠稳定。2、冷风预热排风系统对空气能热泵低温排风引流到不影响气流短路以外的区域，使冷风不被风机循环吸入蒸发器，提高了蒸发温度，避免了冷空气在机组附近形成“冷岛效应”，减少了结霜几率，提高了机组的能效。由于排风增加的风机能耗远远小于“冷岛效应”低温空气引起的能量损耗。从源头上改善了空气能热泵低温环境运行的工况，对冬季空气能热泵低温运行有利。附图说明图1为本技术辅助加热水循环系统的结构示意图；图2为本技术冷风预热排风系统的结构示意图；图3为本技术的整体结构示意图；附图中，1空气能热泵主机、1-1空气能热泵蒸发器、1-2热泵风机、2表冷器、2-1表冷器翅片、2-2表冷器铜管、3蒸发器进风风道、4排风道、4-1排风引流风机、5蓄能保温水箱、5-1第一回水口、5-3第二回水口、6循环水泵、7辅助加热锅炉、8、常闭电动阀、9管道、10表冷器出水口、11表冷器进水口。具体实施方式下面结合附图对本技术方案进行进一步说明和解释。如图1-3所示，本技术包括其包括辅助加热水循环系统和冷风预热排风系统，具体说明如下。参照图1或图3，所述辅助加热水循环系统包括蓄能保温水箱5、辅助加热锅炉7、表冷器进水口11和表冷器出水口10，构成了辅助热源循环水加热系统；所述蓄能保温水箱5的出水口与辅助加热锅炉7的入水口连接，所述辅助加热锅炉7的出水口的第一路流向为与所述蓄能保温水箱5的第一回水口5-1连接，另一路流向为与表冷器进水口11连接；所述表冷器出水口10与所述蓄能保温水箱5的第二回水口5-3连接。进一步地，所述蓄能保温水箱5和所述辅助加热锅炉7之间设置有循环水泵6。进一步地，所述辅助加热锅炉7和本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种空气能热泵的辅助加热抑霜系统，其特征在于：其包括辅助加热水循环系统和冷风预热排风系统；/n所述辅助加热水循环系统包括蓄能保温水箱（5）、辅助加热锅炉（7）、表冷器进水口(11)和表冷器出水口(10)；所述蓄能保温水箱（5）的出水口与辅助加热锅炉（7）的入水口连接，所述辅助加热锅炉（7）的出水口的第一路流向为与所述蓄能保温水箱（5）的第一回水口（5-1）连接，另一路流向为与表冷器进水口(11)连接；所述表冷器出水口(10)与所述蓄能保温水箱（5）的第二回水口（5-3）连接；/n所述冷风预热排风系统包括表冷器（2）、蒸发器进风风道（3）、空气能热泵蒸发器（1-1）、热泵风机（1-2）、排风道（4）和排风引流风机（4-1）；所述表冷器（2）的出风口通过蒸发器进风风道（3）与空气能热泵蒸发器（1-1）的进风口连通，热泵风机（1-2）的出风口上方连接有排风道（4），排风道（4）的排风口处设置有排风引流风机（4-1）。/n

【技术特征摘要】
1.一种空气能热泵的辅助加热抑霜系统，其特征在于：其包括辅助加热水循环系统和冷风预热排风系统；
所述辅助加热水循环系统包括蓄能保温水箱（5）、辅助加热锅炉（7）、表冷器进水口(11)和表冷器出水口(10)；所述蓄能保温水箱（5）的出水口与辅助加热锅炉（7）的入水口连接，所述辅助加热锅炉（7）的出水口的第一路流向为与所述蓄能保温水箱（5）的第一回水口（5-1）连接，另一路流向为与表冷器进水口(11)连接；所述表冷器出水口(10)与所述蓄能保温水箱（5）的第二回水口（5-3）连接；
所述冷风预热排风系统包括表冷器（2）、蒸发器进风风道（3）、空气能热泵蒸发器（1-1）、热泵风机（1-2）、排风道（4）和排风引流风机（4-1）；所述表冷器（2）的出风口通过蒸发器进风风道（3）与空气能热泵蒸发器（1-1）的进风口连通，热泵风机（1-2）的出风口上方连接有排风道（4），排风道（4）的排风口处设置有排风引流风机（4-1）。


2.根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：王文虎，
申请(专利权)人：山西阳旭新能源科技有限公司，
类型：新型
国别省市：山西;14