[發(fā)明專利]分布式空氣源熱泵供暖系統(tǒng)

在審

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• 申請日: 2017-06-12
• 公開（公告）號: CN107270372A
• 公開（公告）日: 2017-10-20
• 發(fā)明（設計）人: 李雅暉;李越峰;李霞
• 申請（專利權）人: 四川酷比特科技有限公司
• 主分類號: F24D3/18
• 分類號: F24D3/18;F24H4/04
• 代理公司: 成都環(huán)泰知識產權代理事務所(特殊普通合伙)51242
• 代理人: 李斌,鄒翠

技術領域

本發(fā)明涉及空氣源熱泵系統(tǒng)領域，特別是一種分布式空氣源熱泵供暖系統(tǒng)。

背景技術

熱泵在生活中應用非常普遍，常見的冷暖空調是典型的熱泵系統(tǒng)。熱泵從低溫區(qū)吸取熱量，通過做功的形式轉移到高溫區(qū)放出熱量，熱泵系統(tǒng)不是簡單的能量轉換，而是能量轉移，因而是節(jié)能的。

熱泵地暖系統(tǒng)是在熱泵空調基礎上，將高溫放熱區(qū)域由室內環(huán)境改為熱水貯存的水箱和換熱器，它包含了熱泵系統(tǒng)和水系統(tǒng)，其中熱泵系統(tǒng)和空調系統(tǒng)類似，但換熱器形式不同，水系統(tǒng)為封閉系統(tǒng)依靠水泵來維持水箱中水的流動。熱泵系統(tǒng)有一個特點，在環(huán)境溫度低于5.5℃時，蒸發(fā)器在工作一段時間后，翅片表面會結霜，影響換熱，制熱量會降低，當霜層過厚，影響空氣流通，導致換熱器無法和外界交換熱量，喪失熱泵制熱功能，不及時除霜會導致除霜不干凈，也會影響熱泵制熱效果。一般采用帶有電磁四通閥的管路轉換制冷劑流向，實現對室外機換熱器的除霜。

如上所述現有的熱泵系統(tǒng)除霜時，除霜所需的熱量需要從高溫區(qū)向低溫區(qū)轉移，顯然如果從水箱中吸取熱量來對換熱器除霜，會使水箱溫度驟然降低，影響水溫，較低溫度水送入室內地暖會使地暖的舒適性大幅降低。隨著除霜過程進行，水箱水溫降低，系統(tǒng)從水中提取除霜能量也在降低，影響除霜能力，現有空氣源熱泵系統(tǒng)除霜過程均存在以上問題。

除霜能量來自：壓縮機耗功轉化的熱量、室內環(huán)境(或水箱內水)吸取熱量、以及系統(tǒng)本身具有的一定熱容量等等。除霜所需能量不僅用在霜層融化，同時在化霜的過程中散失在低溫環(huán)境中。在相同系統(tǒng)條件下化霜能量主要取決于從室內環(huán)境吸取熱量，吸取能量越大，除霜過程越短，對室內溫度波動影響越小。

專利號為ZL200710048397.1的發(fā)明專利，采用在主水箱和冷凝器后面設置輔助水箱和輔助蒸發(fā)器實現存儲系統(tǒng)余熱，在主水箱出口設置單向閥以及系統(tǒng)分支回路設置電磁閥，當系統(tǒng)除霜過時，通過電磁閥開關以及單向閥，使制冷劑不再流經主水箱而僅僅利用輔助水箱余熱，減少對用戶使用主水箱溫度影響。在多路系統(tǒng)同樣采用輔助水箱和輔助蒸發(fā)器以及相應制冷回路設置單向閥和電磁閥來實現除霜過程中減少主水箱水溫影響。

然而，輔助水箱、輔助蒸發(fā)器和電磁閥等系統(tǒng)方案成本增加較大，其中電磁閥和單向閥應用增加系統(tǒng)復雜性，影響系統(tǒng)可靠性。

發(fā)明內容

為解決現有技術中存在的問題，本發(fā)明的目的是提供一種具有分布式結構的具有多個回路熱泵的分布式空氣源熱泵供暖系統(tǒng)。

為實現上述目的，本發(fā)明采用的技術方案是：一種分布式空氣源熱泵供暖系統(tǒng)，包括水循環(huán)裝置和至少兩個熱泵裝置；所述水循環(huán)裝置包括內部添加有防凍液的水箱、進水管、水泵和出水管；所述進水管的一端與水箱連通，所述出水管的一端與水箱連通，所述進水管和出水管的另一端與室內鋪設的地暖線連通并封閉，所述進水管上設有水泵；所述熱泵裝置由壓縮機、電磁四通閥、冷凝器、節(jié)流裝置、蒸發(fā)器沿制冷劑流通方向順序連接組成；所述冷凝器設于水箱內。

優(yōu)選地，所述壓縮機可以是變頻壓縮機或變速壓縮機，所述壓縮機的形式可以是活塞式、轉子式或渦旋式。

優(yōu)選地，所述節(jié)流裝置采用的是毛細管或節(jié)流管或電子膨脹閥。

優(yōu)選地，所述熱泵裝置還包括與蒸發(fā)器對應的風扇，所述風扇連接風扇電機。

目前常規(guī)空氣源熱泵供暖系統(tǒng)采用單一熱泵裝置和水箱進行匹配(以下我們稱之集中式)，如根據符合需要14400W熱泵系統(tǒng)，常規(guī)做法就是采用14400W熱泵匹配水箱實現供暖。而本發(fā)明采用分布式熱泵系統(tǒng)(以下稱分布式),即空氣源熱泵供暖系統(tǒng)采用至少兩套熱泵裝置，且熱泵裝置的冷凝器置于同一個水箱中，如上述例子，可以采用7200W+7200W的2組熱泵與一個含有2組冷凝器的水箱匹配。

分布式與集中式相比，分布式存在以下優(yōu)勢：

1、可以大量采用家用空調標準器件，成本比單一家用中央空調零部件便宜，實現制熱(冷)標準化、模塊化組合；

2、分布式工作變化范圍更廣。相同情況下一個14400W熱泵沒有2個7200W熱泵組合適應工況能力強。

3、相同情況下分布式能效高于集中式熱泵，空調(熱泵)能力越大能效越低，以GB21455-2013轉速可控型房間空氣調節(jié)器能效限定值及能效等級規(guī)定。

表1熱泵型轉速可控型房間空氣調節(jié)器能源效率等級指標

4、分布式熱泵組合使持續(xù)供熱實現可能：

4.1、多回路熱泵系統(tǒng)工作同時除霜的可能性??；