自動除霜農(nóng)村一體化空氣源熱泵的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種自動除霜農(nóng)村一體化空氣源熱泵，屬于制熱制冷機(jī)械專業(yè)【技術(shù)領(lǐng)域】，包括空氣源熱泵機(jī)組，所述空氣源熱泵機(jī)組包括管道順序連接成封閉回路的壓縮機(jī)、冷凝器、儲液罐、過濾器、膨脹閥和蒸發(fā)器；其特征在于：還包括超導(dǎo)地暖循環(huán)系統(tǒng)和除霜單元；所述冷凝器包括供暖換熱器和供水換熱器，二者并聯(lián)，供暖換熱器連接超導(dǎo)地暖循環(huán)系統(tǒng)，超導(dǎo)地暖循環(huán)系統(tǒng)內(nèi)工質(zhì)為超導(dǎo)液；供水換熱器連接熱水儲存箱，供暖換熱器入口端設(shè)有電磁閥，出口端設(shè)有單向閥；所述除霜單元包括除霜熱源生成輸送單元和除霜控制單元，所述除霜控制單元包括電路順序連接的接近開關(guān)、控制器。與現(xiàn)有技術(shù)相比較具有傳熱效率高、運(yùn)行流暢、自動除霜、環(huán)保節(jié)能的特點(diǎn)。
【專利說明】自動除霜農(nóng)村一體化空氣源熱泵
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種空氣源熱泵，特別是一種自動除霜農(nóng)村一體化空氣源熱泵?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]建設(shè)社會主義新農(nóng)村，是在全面建設(shè)小康社會的關(guān)鍵時期、我國總體上經(jīng)濟(jì)發(fā)展已進(jìn)入以工促農(nóng)以城帶鄉(xiāng)的新階段、以人為本與構(gòu)建和諧社會理念深入人心的新形勢下，中央作出的又一個重大決策。
[0003]農(nóng)村由于距離市區(qū)較遠(yuǎn)，市政供熱設(shè)施建設(shè)還不到位，而采取燃煤鍋爐供熱又因為能源消耗過高、破壞環(huán)境等原因而受限。目前，空氣源熱泵已得到廣泛使用，空氣源熱泵無水地暖系統(tǒng)主要有室內(nèi)地埋盤管、室內(nèi)熱源機(jī)、輸配管及控制系統(tǒng)組成，系統(tǒng)非常簡單、運(yùn)行也非常穩(wěn)定。該系統(tǒng)通過消耗小部分的電能搬運(yùn)空氣中大量免費(fèi)熱能制取熱量，熱量通過地板表面以輻射的形式散發(fā)到室內(nèi)，加熱室內(nèi)空氣。傳統(tǒng)的空氣源熱泵無水地暖管內(nèi)以水為流通液體，傳熱較慢，運(yùn)行耗能高并且運(yùn)行過程中管內(nèi)易產(chǎn)生水垢；在冬季制熱時，室外換熱器(制熱時起蒸發(fā)器作用)表面溫度低于空氣露點(diǎn)溫度且小于(TC時，室外換熱器表面會結(jié)霜，霜層的出現(xiàn)增大了空氣和工質(zhì)之間的換熱熱阻，嚴(yán)重的阻礙了室外換熱器的換熱能力，導(dǎo)致室內(nèi)換熱器的出風(fēng)溫度下降。不僅如此，霜層的增厚會加大空氣流過室外換熱器翅片的阻力，降低空氣的流量，導(dǎo)致風(fēng)機(jī)性能衰減，導(dǎo)致熱泵不能正常工作，甚至損壞。
[0004]因此，急需一種自動除霜農(nóng)村一體化空氣源熱泵，來保證熱泵正常的工作，滿足村民供暖制熱需求。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]本實(shí)用新型的技術(shù)任務(wù)是針對以上現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種自動除霜農(nóng)村一體化空氣源熱泵。
[0006]本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題的技術(shù)方案是:一種自動除霜農(nóng)村一體化空氣源熱泵，包括空氣源熱泵機(jī)組，所述空氣源熱泵機(jī)組包括管道順序連接成封閉回路的壓縮機(jī)、冷凝器、儲液罐、過濾器、膨脹閥和蒸發(fā)器；其特征在于:還包括超導(dǎo)地暖循環(huán)系統(tǒng)和除霜單元；所述冷凝器包括供暖換熱器和供水換熱器，二者并聯(lián)，供暖換熱器連接超導(dǎo)地暖循環(huán)系統(tǒng)，超導(dǎo)地暖循環(huán)系統(tǒng)內(nèi)工質(zhì)為超導(dǎo)液；供水換熱器連接熱水儲存箱，供暖換熱器入口端設(shè)有電磁閥，出口端設(shè)有單向閥；所述除霜單元包括除霜熱源生成輸送單元和除霜控制單元，所述除霜控制單元包括電路順序連接的接近開關(guān)、控制器，所述接近開關(guān)設(shè)置在蒸發(fā)器翅片附近，感應(yīng)面朝向蒸發(fā)器翅片。
[0007]上述除霜熱源生成輸送單元包括沼氣池、沼氣輸送管、除霜管和沼氣存儲罐，所述除霜管為沼氣輸送管上的一條分支回路，除霜管和沼氣輸送管有兩個接點(diǎn)，除霜管從第一接點(diǎn)分出，進(jìn)入蒸發(fā)器內(nèi)，與蒸發(fā)器翅片并行，之后經(jīng)由第二接點(diǎn)回到沼氣輸送管；在除霜管和沼氣輸送管的第一個接點(diǎn)處有電磁換向閥，在除霜管連接第二個接點(diǎn)處設(shè)有一個單向閥；所述的電磁換向閥與所述除霜控制單元控制器電路連接。[0008]上述的除霜管在蒸發(fā)器內(nèi)部分為多管道并行。
[0009]上述蒸發(fā)器的出口端和壓縮機(jī)的進(jìn)口端之間還連接一個余熱熱交換器，該余熱熱交換器同時連接在沼氣輸送管上，所述余熱熱交換器位于除霜管第二接入點(diǎn)和沼氣存儲罐之間。
[0010]與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本實(shí)用新型具有以下突出的有益效果:
[0011]1、改進(jìn)后的空氣源熱泵低溫蓄熱供暖系統(tǒng)以超導(dǎo)液為流通液體，傳熱較快，傳熱效率高，并且管內(nèi)不會產(chǎn)生水垢，運(yùn)行較流暢；
[0012]2、除霜有兩種方式，一種為定期除霜，另一種為感應(yīng)式除霜，兩種方式共同配合，做到了及時除霜，可靠性高，有效保證了熱泵的正常工作；
[0013]3、通過沼氣發(fā)酵產(chǎn)生的余熱進(jìn)行除霜，環(huán)保節(jié)能，便于推廣。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面結(jié)合說明書附圖和【具體實(shí)施方式】對本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。
[0016]如圖1所示，本實(shí)用新型包括空氣源熱泵機(jī)組和除霜單元。
[0017]所述空氣源熱泵機(jī)組包括管道順序連接成一條封閉回路的壓縮機(jī)1、冷凝器、儲液罐3、過濾器4、膨脹閥5和蒸發(fā)器6，封閉回路的工質(zhì)為制冷劑氟里昂，本實(shí)施例中優(yōu)化選擇為環(huán)保型R407，氟利昂R407是由R32制冷劑和R125制冷劑再加上R134a制冷劑按一定的比例混合而成，是一種不破壞臭氧層的環(huán)保制冷劑。所述冷凝器包括供暖換熱器2和供水換熱器15，二者并聯(lián)，供暖換熱器2連接超導(dǎo)地暖循環(huán)系統(tǒng)14，超導(dǎo)地暖循環(huán)系統(tǒng)14內(nèi)工質(zhì)為超導(dǎo)液，用于房間供熱，超導(dǎo)液具有傳熱較快，傳熱效率高，并且管內(nèi)不會產(chǎn)生水垢，運(yùn)行較流暢的特點(diǎn)；供水換熱器15連接熱水儲存箱12，用于供給生活用水。供暖換熱器2入口端設(shè)有電磁閥，出口端設(shè)有單向閥，不需要房間制熱時可以關(guān)閉電磁閥，單向閥可以防止工質(zhì)逆流到供暖換熱器2。工質(zhì)通過冷凝相變換熱的形式，直接將熱量傳遞給超導(dǎo)地暖循環(huán)系統(tǒng)14，超導(dǎo)地暖循環(huán)系統(tǒng)14包括地板下的底盤管，底盤管內(nèi)為超導(dǎo)液，然后熱量主要通過地板表面以輻射的形式散發(fā)到室內(nèi)，加熱室內(nèi)空氣，與其它形式的地板采暖相比，少了一次中間換熱過程，有效提高了供熱效率。
[0018]具體工作流程為:室外空氣通過蒸發(fā)器6進(jìn)行低溫吸熱，溫度降低后的空氣被風(fēng)扇排出系統(tǒng)，同時，蒸發(fā)器6內(nèi)部的工質(zhì)吸熱汽化被吸入壓縮機(jī)1，壓縮機(jī)I將這種低壓工質(zhì)壓縮成高溫、高壓工質(zhì)送入供水換熱器15或供暖換熱器2，被水泵強(qiáng)制循環(huán)的水或者超導(dǎo)液，也通過供水換熱器15或供暖換熱器2，被工質(zhì)加熱后送去供用戶使用，而工質(zhì)被冷卻成低溫工質(zhì)，經(jīng)膨脹閥4節(jié)流降溫后再次流入蒸發(fā)器6，如此反復(fù)循環(huán)工作，空氣中的熱能被不斷傳遞到水中或超導(dǎo)地暖循環(huán)系統(tǒng)14超導(dǎo)液中，從而完成供給生活用水和房間供熱。
[0019]所述除霜單元包括除霜熱源生成輸送單元和除霜控制單元，所述的除霜熱源生成輸送單元可以是由除霜控制單元控制的電加熱器。
[0020]農(nóng)村一體化建設(shè)不同于城鎮(zhèn)，農(nóng)村有大量的沼氣資源，沼氣利用的第一步為發(fā)酵，而后形成沼氣輸入至沼氣存儲罐，沼氣發(fā)酵分為三個溫度范圍:46?60°C的高溫發(fā)酵，25?45°C的中溫發(fā)酵，25°C以下的低溫發(fā)酵，不管是那種發(fā)酵方式，發(fā)酵出來的沼氣都帶有一部分熱量，一般情況下，這部分熱量被浪費(fèi)掉，通過沼氣余熱進(jìn)行除霜，環(huán)保節(jié)能，便于推廣。故而本實(shí)用新型中的除霜熱源生成輸送單元熱源為沼氣輸送過程中的余熱，包括沼氣池8、沼氣輸送管13、除霜管7和沼氣存儲罐9，所述除霜管7為沼氣輸送管13上的一條分支回路，除霜管7和沼氣輸送管13有兩個接點(diǎn)，除霜管7從第一接點(diǎn)分出，進(jìn)入蒸發(fā)器6內(nèi)，與蒸發(fā)器6翅片并行，之后經(jīng)由第二接點(diǎn)回到沼氣輸送管13。在除霜管7和沼氣輸送管13的第一個接點(diǎn)處設(shè)置有電磁換向閥11。在除霜管7連接第二個接點(diǎn)處設(shè)有一個單向閥，通過單向閥可以有效防止沼氣輸送管13中的沼氣逆流回除霜管7中。優(yōu)化方案中，所述的除霜管7在蒸發(fā)器6內(nèi)部分為多管道并行。
[0021]所述除霜控制單元包括接近開關(guān)和控制器，所述的接近開關(guān)、控制器和電磁換向閥11電路順序連接。所述接近開關(guān)設(shè)置在蒸發(fā)器6翅片附近，感應(yīng)面朝向蒸發(fā)器6翅片，通過感應(yīng)面感應(yīng)自身與蒸發(fā)器6翅片的距離變化，當(dāng)距離小于設(shè)定閾值時，自動判斷結(jié)霜，輸出電子信號給控制器，由控制器發(fā)出控制指令，本實(shí)施例中所述控制器為STC89C52單片機(jī)芯片，控制器控制電磁換向閥11改變方向。
[0022]除霜有兩種方式，一種為定期除霜，在控制器內(nèi)設(shè)定特定的時間，在特定的時間間隔內(nèi)控制電磁換向閥11改變方向，使沼氣池8、除霜管7和沼氣存儲罐9串聯(lián)，利用除霜管7內(nèi)沼氣的熱量完成除霜動作；另一種為感應(yīng)式除霜，當(dāng)蒸發(fā)器6翅片表面結(jié)霜時，接近開關(guān)感應(yīng)面感應(yīng)到自身與蒸發(fā)器6翅片距離減小時，驅(qū)動控制器發(fā)出控制指令，控制電磁換向閥11改變方向，完成除霜動作。兩種除霜方式相結(jié)合，確保除霜效果，且通過沼氣發(fā)酵產(chǎn)生的余熱進(jìn)行除霜，環(huán)保節(jié)能，便于推廣，有效保證了熱泵的正常工作。
[0023]所述蒸發(fā)器6的出口端和壓縮機(jī)I的進(jìn)口端之間還連接一個余熱熱交換器10，該余熱熱交換器10同時連接在沼氣輸送管13上，所述余熱熱交換器10位于除霜管7第二接入點(diǎn)和沼氣存儲罐9之間。余熱熱交換器10將沼氣余熱進(jìn)一步回收，避免了沼氣余熱的浪費(fèi)。
[0024]本實(shí)用新型中，所述的接近開關(guān)、控制器和電磁換向閥等電子元件均為現(xiàn)有技術(shù)，其內(nèi)在結(jié)構(gòu)以及內(nèi)嵌系統(tǒng)與設(shè)置方式均不再累述。
[0025]需要說明的是，本實(shí)用新型的特定實(shí)施方案已經(jīng)對本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)描述，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，在不背離本實(shí)用新型的精神和范圍的情況下對它進(jìn)行的各種顯而易見的改變都在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種自動除霜農(nóng)村一體化空氣源熱泵，包括空氣源熱泵機(jī)組，所述空氣源熱泵機(jī)組包括管道順序連接成封閉回路的壓縮機(jī)、冷凝器、儲液罐、過濾器、膨脹閥和蒸發(fā)器；其特征在于:還包括超導(dǎo)地暖循環(huán)系統(tǒng)和除霜單元；所述冷凝器包括供暖換熱器和供水換熱器，二者并聯(lián)，供暖換熱器連接超導(dǎo)地暖循環(huán)系統(tǒng)，超導(dǎo)地暖循環(huán)系統(tǒng)內(nèi)工質(zhì)為超導(dǎo)液；供水換熱器連接熱水儲存箱，供暖換熱器入口端設(shè)有電磁閥，出口端設(shè)有單向閥；所述除霜單元包括除霜熱源生成輸送單元和除霜控制單元，所述除霜控制單元包括電路順序連接的接近開關(guān)、控制器，所述接近開關(guān)設(shè)置在蒸發(fā)器翅片附近，感應(yīng)面朝向蒸發(fā)器翅片。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動除霜農(nóng)村一體化空氣源熱泵，其特征在于:除霜熱源生成輸送單元包括沼氣池、沼氣輸送管、除霜管和沼氣存儲罐，所述除霜管為沼氣輸送管上的一條分支回路，除霜管和沼氣輸送管有兩個接點(diǎn)，除霜管從第一接點(diǎn)分出，進(jìn)入蒸發(fā)器內(nèi)，與蒸發(fā)器翅片并行，之后經(jīng)由第二接點(diǎn)回到沼氣輸送管；在除霜管和沼氣輸送管的第一個接點(diǎn)處有電磁換向閥，在除霜管連接第二個接點(diǎn)處設(shè)有一個單向閥；所述的電磁換向閥與所述除霜控制單元控制器電路連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的自動除霜農(nóng)村一體化空氣源熱泵，其特征在于:所述的除霜管在蒸發(fā)器內(nèi)部分為多管道并行。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的自動除霜農(nóng)村一體化空氣源熱泵，其特征在于:所述蒸發(fā)器的出口端和壓縮機(jī)的進(jìn)口端之間還連接一個余熱熱交換器，該余熱熱交換器同時連接在沼氣輸送管上，所述余熱熱交換器位于除霜管第二接入點(diǎn)和沼氣存儲罐之間。
【文檔編號】C12M1/107GK203671717SQ201420053928
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2014年1月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月28日
【發(fā)明者】秦藝寧 申請人:日照保寧電氣科技有限公司