CN220321429U - 具有室内/外末端的家用供热热泵*** - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了具有室内/外末端的家用供热热泵***，由压缩机、室内供热末端、平板式自然集热蒸发器、保温水箱、水泵、电子膨胀阀、四通换向阀、阀门等组成。新型室内供热末端包括有内管、外管、翅片、热水入口和热水出口、制冷剂入口、制冷剂出口。室外侧采用平板式自然集热蒸发器，可利用太阳能和风能，实现双能互补。室内侧采用新型室内供热末端，基于套管换热原理，制冷剂在内管与外管两管间流动，热水在内管流动，可实现复合散热/蓄热功能。该***可实现四种工作模式：制热模式、制热+蓄热模式、放热模式、除霜模式。具有节能减排的作用，提高热泵能效的同时提高舒适性。

Description

具有室内/外末端的家用供热热泵***

技术领域

本实用新型涉及具有室内/外末端的家用供热热泵***，属于热泵技术领域。

背景技术

空气源热泵是作为一种高效的可再生能源利用设备，在较小的电能驱动下可以从室外空气中获得3倍左右甚至更高的冷量或者热量以满足人们舒适生活和工作环境的需要，采用空气源热泵已成为民生供暖的主要方式之一。

直接膨胀式太阳能热泵技术是一个将热泵和太阳能结合起来的新思路。该***制冷剂作为集热介质直接在集热/蒸发器中吸热蒸发，后通过热泵循环在冷凝器中释放热量，不仅能有效地克服太阳能的稀薄性和间歇性，兼具高效、节能、无污染等优点，还能节约高品位能，进而减少对环境的污染。但直膨式太阳能热泵技术对太阳能辐射强度的依赖较大，未完全摆脱“靠天吃饭”的短板。

因此需要从提高利用空气能的角度优化***。本实用新型设计的热泵***，对室外侧直膨式太阳集热器结构进行改进，使其白天吸收太阳能，夜间利用获取空气能继续供暖，同时改善除霜工况遇到的问题；室内侧研发出一种室内复合散热/蓄热末端，实现储/释分离，开发出适合北方太阳能、风能丰富地区适用的热泵。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供了一种具有室内/外末端的家用供热热泵***，室外侧利用太阳能和风能互补，室内侧采用室内复合散热/蓄热末端，白天热量富裕时可以实现水蓄热，夜间热量不足时，利用该末端可以实现热泵和热水同时向房间散热，同时改善除霜工况遇到的问题，提高热泵能效同时提升室内热舒适性。

本实用新型采用的技术方案为一种具有室内/外末端的家用供热热泵***，包括压缩机、室内供热末端、平板式自然集热蒸发器、保温水箱、水泵、电子膨胀阀和四通换向阀。室内供热末端包括有内管、外管、翅片、制冷剂入口和制冷剂出口、热水入口和热水出口；

所述压缩机与四通换向阀相连，四通换向阀连接至各个并联的室内供热末端的制冷剂入口；制冷剂出口依次连接电子膨胀阀、平板式自然集热蒸发器和四通换向阀，再由四通换向阀连接至压缩机；所述室内供热末端的热水入口与保温水箱的供水口相连，热水入口与保温水箱相连的管路上设有一台水泵；室内供热末端的热水出口与保温水箱的进水口相连；室内供热末端中，内管和外管密封焊接内部形成封闭区间，所述翅片通过水平或竖直方式置于室内供热末端的外管上。

进一步地，室内供热末端中，制冷剂在室内供热末端的内管与外管间流动，热水在内管中流动。

进一步地，室内供热末端竖直放置，室内供热末端底部存储有一定量的制冷剂液体，内管和外管的进出口处装有阀门I、阀门II，关闭阀门I、阀门II，室内供热末端连同里面的制冷剂构成热管式散热末端。

在角部安装有阀门III、阀门IV，阀门III、阀门IV打开后，内管里面的热水在重力作用下能全部流出。

进一步地，所述平板式自然集热蒸发器由表面吸热体及内置铜管路组成，通过表面吸热体吸收太阳辐射和与自然风动力下空气对流发生热交换，最终传递至内置铜管路中流动的制冷剂，实现充分吸收太阳能的同时也容易从空气中吸取热量。

进一步地，该***能够实现四种工作模式；

1）制热模式：晴天日照充足，阀门I、阀门II打开，压缩机运行，制冷剂经压缩机压缩后通过，四通换向阀进入室内供热末端，将热量散到室内同时冷凝成制冷剂液体；经电子膨胀阀节流后进入平板式自然集热蒸发器中气化吸热，然后经气液分离器后再回到压缩机。

2）制热+蓄热模式：晴天日照充足，在制热模式的基础上，阀门III、阀门IV打开，水泵开启，加热后的高温热水储存至水箱。

3）放热模式：阀门I、阀门II关闭，室内供热末端的底部，也就是内管和外管之间的空间内存贮部分液体制冷剂，室内供热末端中的末端进入热管工作模式。阀门III、阀门IV打开，水泵开启，将储存在保温水箱内的热水供到室内供热末端内，驱动内管和外管之间的工质以热管模式工作，将热量供给室内。

4）放热+除霜模式：开启放热模式的同时，四通换向阀换向，热泵运行除霜模式，在室内供热末端内，制冷剂吸收热水中热量除去平板式自然集热蒸发器的霜层。

所述的一种制冷剂/水复合散热蓄热末端，室内末端可以都采用室内供热末端，也可以是其中的一台或多台采用室内供热末端。

与现有技术相比较，本实用新型是一种具有室内/外末端的家用供热热泵***，由压缩机、新型室内供热末端、平板式自然集热蒸发器、保温水箱、水泵、电子膨胀阀、四通换向阀、阀门等组成。新型室内供热末端包括有内管、外管、翅片、热水入口和热水出口、制冷剂入口、制冷剂出口。室外侧采用平板式自然集热蒸发器，可利用太阳能和风能，实现双能互补。室内侧采用新型室内供热末端，基于套管换热原理，制冷剂在内管与外管两管间流动，热水在内管流动，可实现复合散热/蓄热功能。该***可实现四种工作模式：制热模式、制热+蓄热模式、放热模式、除霜模式。具有节能减排的作用，提高热泵能效的同时提高舒适性。

附图说明

下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。

图1是本实用新型提供的一种具有室内/外末端的家用供热热泵***的***原理图。

图2是本实用新型提供的一种具有室内/外末端的家用供热热泵***，室内供热末端的结构示意图。

图3是本实用新型提供的一种具有室内/外末端的家用供热热泵***，平板式自然集热蒸发器的内部示意图。

图4是本实用新型提供的一种具有室内/外末端的家用供热热泵***，制热模式示意图。

图5是本实用新型提供的一种具有室内/外末端的家用供热热泵***，制热+放热模式示意图。

图6是本实用新型提供的一种具有室内/外末端的家用供热热泵***，放热模式示意图。

图7是本实用新型提供的一种具有室内/外末端的家用供热热泵***，除霜模式示意图。

图8是本实用新型提供的一种具有室内/外末端的家用供热热泵***，只有一台室内机采用室内供热末端的示意图

图中，1-压缩机，2-室内供热末端，3-平板式自然集热蒸发器，4-保温水箱，5-水泵，6-电子膨胀阀，7-四通换向阀，8-内管，9-外管，10-翅片，11-制冷剂入口，12-制冷剂出口，13-热水入口，14-热水出口，15-阀门I，16-阀门II，17-阀门III，18-阀门IV。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步说明：

实施例1：

所述的一种具有室内/外末端的家用供热热泵***，其特征在于：***包括压缩机1、室内供热末端2、平板式自然集热蒸发器3、保温水箱4、水泵5、电子膨胀阀6、四通换向阀7。室内供热末端2包括有内管8、外管9、翅片10、制冷剂入口11和制冷剂出口12、热水入口13和热水出口14、阀门I15、阀门II16、阀门III17、阀门IV18；所述压缩机1与四通换向阀7相连，四通换向阀7连接至各个并联的室内供热末端2的制冷剂入口11，制冷剂出口12依次连接电子膨胀阀6、平板式自然集热蒸发器3、四通换向阀7，再由四通换向阀7连接至压缩机1；所述室内供热末端2的热水入口13与保温水箱4的供水口相连，热水入口13与保温水箱4相连的管路上设有一台水泵5；热水出口14与保温水箱4的进水口相连；翅片10可水平或竖直置于散热器外管9上。

所述的一种具有室内/外末端的家用供热热泵***，其室内供热末端2特征在于：内管和外管密封焊接内部形成封闭区间，制冷剂在室内供热末端2的内管8与外管9间流动，热水在内管8中流动。

所述的一种具有室内/外末端的家用供热热泵***，其室内供热末端2特征在于：室内供热末端2底部能存储一定量的制冷剂液体，内管8和外管9的进出口处装有阀门I15、阀门II16，关闭阀门I15、阀门II16，室内供热末端2连同里面的制冷剂构成热管式散热末端。

所述的一种具有室内/外末端的家用供热热泵***，其室内供热末端2特征在于：室内供热末端2竖直放置，在右上方安装有阀门III17、阀门IV18，阀门III17、阀门IV18打开后，内管8里面的水在重力作用下能全部流出。

所述的一种具有室内/外末端的家用供热热泵***，其特征在于：所述平板式自然集热蒸发器3由表面吸热体及内置铜管路19组成，通过吸收太阳辐射和与自然风动力下空气对流发生热交换，最终传递至铜管路中流动的制冷剂，实现充分吸收太阳能的同时也容易从空气中吸取热量。

所述的一种具有室内/外末端的家用供热热泵***，其特征在于：该***能够实现四种工作模式；

1）制热模式：晴天日照充足，阀门I15、阀门II16打开，压缩机运行，制冷剂经压缩机1压缩后通过，四通换向阀7进入室内供热末端2，将热量散到室内同时冷凝成制冷剂液体；经电子膨胀阀6节流后进入平板式自然集热蒸发器3中气化吸热，然后经气液分离器后再回到压缩机1。

2）制热+蓄热模式：晴天日照充足，在制热模式的基础上，阀门III17、阀门IV18打开，水泵5开启，加热后的高温热水储存至水箱。

3）放热模式：阀门I15、阀门II16关闭，室内供热末端2的底部，也就是内管8和外管9之间的空间内存贮部分液体制冷剂，室内供热末端2中的末端进入热管工作模式。阀门III17、阀门IV18打开，水泵5开启，将储存在保温水箱4内的热水供到室内供热末端2内，驱动内管8和外管9之间的工质以热管模式工作，将热量供给室内。

4）放热+除霜模式：开启放热模式的同时，四通换向阀7换向，热泵运行除霜模式，在室内供热末端2内，制冷剂吸收热水中热量除去平板式自然集热蒸发器3的霜层。

所述的一种制冷剂/水复合散热蓄热末端，其特征在于：室内末端可以都采用室内供热末端2，也可以是其中的一台或多台采用室内供热末端2。

实施例2：

室内供热末端2的内管和外管密封焊接内部形成封闭区间，制冷剂在室内供热末端2的内管8与外管9间流动，热水在内管8中流动。室内供热末端2竖直放置，在右上方安装有阀门III17、阀门IV18，阀门III17、阀门IV18打开后，内管8里面的水在重力作用下能全部流出。

实施例3：

平板式自然集热蒸发器的内部示意图。压缩机排气进入到蒸发器管路内，管路与平板结合在一起，管库呈现阶梯状均匀分布。

实施例4：

加粗的线条及方向是制热模式的流程图。晴天日照充足，阀门I15、阀门II16打开，压缩机运行，制冷剂经压缩机1压缩后通过，四通换向阀7进入室内供热末端2，将热量散到室内同时冷凝成制冷剂液体；经电子膨胀阀6节流后进入平板式自然集热蒸发器3中气化吸热，然后经气液分离器后再回到压缩机1

实施例5：

加粗的线条及方向是制热+蓄热模式的流程图。晴天日照充足，在制热模式的基础上，阀门III17、阀门IV18打开，水泵5开启，加热后的高温热水储存至水箱。

实施例6：

加粗的线条及方向是放热模式的流程图。阀门I15、阀门II16关闭，室内供热末端2的底部，也就是内管8和外管9之间的空间内存贮部分液体制冷剂，室内供热末端2中的末端进入热管工作模式。阀门III17、阀门IV18打开，水泵5开启，将储存在保温水箱4内的热水供到室内供热末端2内，驱动内管8和外管9之间的工质以热管模式工作，将热量供给室内。

实施例7：

加粗的线条及方向是放热+除霜模式的流程图。开启放热模式的同时，四通换向阀7换向，热泵运行除霜模式，在室内供热末端2内，制冷剂吸收热水中热量除去平板式自然集热蒸发器3的霜层。

实施例8：

室内末端其中的一台采用室内供热末端2，其他为普通的水暖气片。

以上所述，仅是本实用新型较佳可行的实施例，不能因此即局限本实用新型的权利范围，对熟悉本领域的普通技术人员来说，举凡运用本实用新型的技术方案和技术构思做出其他各种相应的改变和变形都应属在本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (3)

1.具有室内/外末端的家用供热热泵***，其特征在于，包括压缩机（1）、室内供热末端（2）、平板式自然集热蒸发器（3）、保温水箱（4）、水泵（5）、电子膨胀阀（6）和四通换向阀（7）；室内供热末端（2）包括有内管（8）、外管（9）、翅片（10）、制冷剂入口（11）和制冷剂出口（12）、热水入口（13）和热水出口（14）；

所述压缩机（1）与四通换向阀（7）相连，四通换向阀（7）连接至各个并联的室内供热末端（2）的制冷剂入口（11）；制冷剂出口（12）依次连接电子膨胀阀（6）、平板式自然集热蒸发器（3）和四通换向阀（7），再由四通换向阀（7）连接至压缩机（1）；所述室内供热末端（2）的热水入口（13）与保温水箱（4）的供水口相连，热水入口（13）与保温水箱（4）相连的管路上设有一台水泵（5）；室内供热末端（2）的热水出口（14）与保温水箱（4）的进水口相连；室内供热末端（2）中，内管（8）和外管（9）密封焊接内部形成封闭区间，所述翅片（10）置于室内供热末端（2）的外管（9）上；

室内供热末端（2）中，制冷剂在室内供热末端（2）的内管（8）与外管（9）间流动，热水在内管（8）中流动。

2.根据权利要求1所述的具有室内/外末端的家用供热热泵***，其特征在于，室内供热末端（2）竖直放置，室内供热末端（2）底部存储有制冷剂，内管（8）和外管（9）的进出口处装有阀门I（15）、阀门II（16）；在室内供热末端（2）角部安装有阀门III（17）、阀门IV（18）。

3.根据权利要求1所述的具有室内/外末端的家用供热热泵***，其特征在于，所述平板式自然集热蒸发器（3）由表面吸热体及内置铜管路（19）组成，通过表面吸热体吸收太阳辐射和与自然风动力下空气对流发生热交换，传递至内置铜管路（19）中的制冷剂。