[发明专利]免除霜风冷、水冷一体机空气源热泵

说明书

技术领域

本发明涉及一种免除霜风冷、水冷一体机空气源热泵，它把空气中的热能转化到 水中，主要应用于冬季采暖、夏季中央空调制冷领域。

背景技术

目前现有空气源热泵机组在冬季运行中，当空气换热器表面满足结霜条件时都会 结霜，都需要除霜以保证空气源热泵的正常运行，而现有的多种除霜措施都明显地存在着 两大缺陷：

一是除霜需要付出热能，付出的这个热能远大于从结霜相变中获得的热能，即，除霜过 程是一个格外消耗热量的过程，湿度越大，除霜付出的热能也越多。在理论上，湿度越大，换 热器吸收湿空气相变的潜热量越大，而现有除霜措施的结果却与科学理论相悖；

二是进入除霜和退出除霜的条件不科学，往往是翅片换热器表面上并没有结霜，但机 组已经进入了除霜程序而进行无效地除霜；当翅片换热器表面上仍有霜层时，机组却已经 退出了除霜程序，使得霜层越积越厚，更有甚者霜融积成冰膨胀至蒸发器断裂导致制冷剂 泄露。

现有的空气源热泵夏季制冷时，制冷系数小于水冷机组。

在目前现有的空气源热泵机组中，冬季采暖时，普遍采用的除霜措施是：四通阀反 向除霜，因此现有的空气源热泵机组一般都是带有四通阀涡旋压缩机的小功率系统。

现有的大功率压缩机水冷机组的冷却塔作用是，夏季制冷中的散热作用，如果冬 季采暖用冷却塔吸收空气的热能，当空气湿度低、冷却塔中的循环液体的温度高于露点温 度时，液体挥发会带走大量的汽化潜热，所以它吸收空气热能的效果远远低于翅片换热器 直接从空气中吸收热能的效果。因此大功率的水冷机组一般应用在夏季的空调制冷中，目 前还不能普遍应用在冬季的采暖领域，设备的利用率低。

发明内容

为了解决现有空气源热泵机组技术上存在的冬季除霜不科学、不可靠；夏季制冷 系数低的问题。本发明提供了一种免除霜风冷、水冷一体机空气源热泵。本发明冬季运行可 以免除霜，充分吸收空气中水分相变的潜热，湿度越大，机组吸收的热量越大；夏季制冷时， 可以作为风冷、水冷两用机使用，当使用水冷时，制冷系数与普通的水冷机组相同；本发明 可把大功率的压缩机系统应用在空气源热泵机组中；可把大功率的水冷机组应用在冬季的 采暖领域。

本发明所采用的技术方案：

一种免除霜风冷、水冷一体机空气源热泵，由空气热交换部件和热能传递末端部件构 成。空气热交换部件是把空气中的热能传递给循环介质；热能传递末端部件是把循环介质 的热能传递到末端循环水中。这个热能传递的过程在夏季是反向的。两个部件之间由管路 通过连接管路放空阀体连接，管路中循环的介质是制冷剂或是载冷剂。

空气热交换部件：

空气热交换部件主要由下列部件构成：翅片换热器（循环介质与空气的换热器），翅片 换热器上部设置有喷淋头，喷淋头的上部是挡水板，挡水板的上面是排风扇，在翅片换热器 的下部是网格状填料，在网格状填料的下面是储液池，在储液池中设置有防冻液自动导流 排放管和保留液面控制开关、自来水自动补水开关，在防冻液自动导流排放管上设置有水 流开关，在储液池的下部设置有喷淋水泵。本部件还设置了检测周围环境的温度感应器和 相对湿度感应器。防冻液自动导流排放管上的水流开关信号线、温度感应器信号线、相对湿 度感应器信号线一同接入到电控箱，喷淋水泵的启停由电控箱控制。

翅片换热器的换热面积及排风扇的排风量均按空气源热泵冬季采暖需求设计。

储液池中的防冻液主要由乙二醇和清水按比例配制混合而成。冰点的确定办法： 当储液池中液面达到最高液面时，刚好是防冻液的冰点等于当地冬季的最低气温。

第一次防冻液配制：容积按保留液面计算，冰点温度比当地最低气温低10-20℃ （如当地最低温度是-20℃，此时防冻液的冰点可确定为-40℃）。确定保留液面高度，开启保 留液面对应的保留液面控制开关，关闭其它的液面控制开关（保留液面越低，补充防冻液的 时间周期越长、防冻液的冰点就越低）。

储液池中的防冻液经喷淋水泵到喷淋头，喷淋头喷下的防冻液又经翅片换热器、 网格状填料与空气充分接触换热，并吸收了空气中的水分，而使防冻液稀释，逐渐稀释的防 冻液在储液池中达到最高液面，一旦达到最高液面后就会被防冻液自动导流排放管排放至 保留液面，防冻液自动导流排放管上的水流开关给出信号到电控箱，提醒操作人员应重新 配制加注防冻液。