一种分体式空气源热泵的制作方法

1.本实用新型属于热泵技术领域，尤其涉及一种分体式空气源热泵。


背景技术：

2.自然界中，水总由高处流向低处，热量也总是从高温传向低温。人们可以用水泵把水从低处提升到高处，从而实现水由低处向高处流动，空气源热泵可以把热量从低温物体传递到高温物体。空气源热泵实质上是一种热量提升装置，它的作用是从周围环境中吸取热量，并将其传递给被加热的对象。
3.空气源热泵根据逆卡诺循环原理，以少量的电能为驱动动力，以制冷剂为载体，源源不断吸收空气中难以利用的低品位热能，转化为可用的高品位的热能，实现低温热能向高温热能转移的过程；再将高品位热能释放到传热流体，传热流体的热能提高，可以用于生活用热水的供应或冬季供暖，热水温度能达到60℃，通过供应管路输送给用户以满足生活热水及供暖需求。
4.国家大力推广采用清洁能源供冷、供热，其中高效热泵技术、低温储能技术和冷热一体化技术是电能替代的关键技术。
5.作为一种供热设备，空气源热泵在采暖中的应用日趋广泛，因为它没有像锅炉那样对环境的污染，同时又具体制冷空调的功能，因此大量应用于建筑的供暖和空调，空气源热泵已成为人们家居首选，此外空气源热泵用作小范围的局部采暖和空调，更具有独特的优点，综合经济效益和社会效益来看，都非常理想。
6.空气热源是目前适用范围最广而且是大部分地区唯一可用的废热源。对于大规模项目，小型涡旋空气源热泵由于存在台数多、占地面积大和维护费用高等弊端，应用严重受限。大型螺杆空气源热泵也存在重量大、噪音大、室外运行寿命低等弊端。南方高湿地区的能源塔分体式空气源热泵，室外能源塔与室内热泵机组之间为乙二醇或氯化钙盐水溶液，由于增加盐水溶液间接换热系统，系统效率降低、需增加盐水浓缩装置导致系统结构复杂、故障率提高、盐水飘逝、同时受限于工作原理，并不适合北方干燥地区。
7.cn213514422u公开了一种空气源热泵供热装置，包括空气源热泵本体、顶盖、防护网、翅片蒸发器、脚轮安装座、转动座、脚轮、弹簧座、弹簧、螺母座、螺杆、撑脚、进水管和出水管，空气源热泵本体内部设置有腔室，顶盖的底端与空气源热泵本体的顶端连接，空气源热泵本体内部设置有风机，防护网安装在空气源热泵本体上并位于风机的输出端，翅片蒸发器安装在空气源热泵本体上，脚轮安装座的顶端与空气源热泵本体的底端连接，转动座安装在脚轮安装座上并相对转动，脚轮安装在转动座上并相对转动，弹簧座的底端与转动座的顶端连接。
8.cn110513912a公开了一种冷暖双用型螺杆空气源热泵，包括机箱，机箱底部的四个角附近均设置有万向轮；每个万向轮旁都设置有螺杆支撑脚；机箱底部设置有升降装置；升降装置包括顶板和底板，顶板和底板之间设置2个对称的支架机构；支架机构包括上安装板和下安装板；机箱由至少包括金属层、减震层、隔热层和消音层的材料制成。
9.cn207990829u公开了一种分体式气水换热空气源热泵机组,包括空气源热泵单元和气水换热单元；空气源热泵单元包括热泵控制器、室内风管机、热泵室外机和设置于室内风管机的内机管温传感器；气水换热单元包括气水换热器和带有温湿度检测的气水换热控制器，气水换热器包括壳体和设置于壳体内的气水换热组件，壳体进风口与室内风管机出风口连接，气水换热组件的进水口、出水口分别通过进水管、出水管与应用单元连接，出水管上设置有受控于气水换热控制器的循环泵。


技术实现要素：

10.针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种分体式空气源热泵，将室外机组与室内机组分体设置，便于安装和维护，依靠四通阀流向切换实现了制冷模式和制热模式的切换，使热泵机组具有制冷运行高效、冷暖两用、结构紧凑、易于容量扩展、维护方便、稳定可靠的优点。
11.为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：
12.第一方面，本实用新型提供了一种分体式空气源热泵，所述的分体式空气源热泵包括循环连接的室内机组和室外机组，所述的室外机组包括压缩机、四通阀、气液分离器和蒸发器，所述的室内机组包括换热器，所述压缩机的排气口接入四通阀的d端接口，所述四通阀的c端接口、s端接口和e端接口分别连接换热器、气液分离器和蒸发器，所述的气液分离器的排气口连接压缩机的回气口，所述换热器连接蒸发器；
13.所述的换热器连接所述的分体式空气源热泵的运行模式分为制热模式和制冷模式，在制热模式下，四通阀的d端口与c端口连通，e端口与s端口连通，压缩机排出的气相工质依次流经换热器、蒸发器和气液分离器后返回压缩机；在制冷模式下，四通阀的d端口与e端口连通，c端口和s端口连通，压缩机排出的气相工质依次流经蒸发器、换热器和气液分离器后返回压缩机。
14.本实用新型提供了一种分体式空气源热泵，将室外机组与室内机组分体设置，便于安装和维护，此外，本实用新型依靠四通阀流向切换实现了制冷模式和制热模式的切换，制冷与制热工况共用换热器，减少四通阀、节流阀、单向阀和管道支路等设备的数量，简化了系统结构，降低成本，使热泵机组具有制冷运行高效、冷暖两用、结构紧凑、易于容量扩展、维护方便、稳定可靠的优点。
15.本实用新型提供的分体式空气源热泵的制热模式的运行原理为：压缩机运转，将制冷剂压缩成高温高压气态制冷剂，高温制冷剂通过四通阀流入室内的换热器中，高温制冷剂在换热器中释放热量对室内进行加热，室内温度升高。放热后的制冷剂流入位于室外的蒸发器，制冷剂吸收空气中的热量，大部分制冷剂气化形成低温低压的气态制冷剂，室外空气温度越高，与蒸发器内的制冷剂之间的温差越大，制冷剂气化效果越好。随后低温低压的气态制冷剂经过四通阀流入气液分离器，将未完全气化的液态制冷剂和气态制冷剂分离，气态制冷剂返回压缩机中，如此往复循环，实现制热；
16.制冷过程模式的运行原理为：压缩机运转，将制冷剂压缩成高温高压气态制冷剂，高温高压气态制冷剂通过四通阀流入室外的蒸发器，高温高压气态制冷剂在蒸发器内向环境放热，温度降低形成低温高压的液态制冷剂，液态制冷剂进入室内的换热器内吸热，室内空气温度下降，液态制冷剂吸热气化得到气液混合态的制冷剂，气液混合态的制冷剂经气
液分离装置将其中的气态制冷剂分离并通入压缩机中，如此往复循环，实现制冷。
17.作为本实用新型一种优选的技术方案，所述的换热器与蒸发器之间的连接管路上依次设置有节流阀、泄压阀、储罐和膨胀阀。
18.在制热模式下，高温制冷剂在换热器中放热后温度降低形成气液混合态，气液混合态的制冷剂进入储液罐后，将一部分液态制冷剂储存实现二次气化，同时也能去除制冷剂中的杂质，使系统不易堵塞，当高温高压气态制冷剂通过膨胀阀后，通过膨胀阀截流，得到低温低压的气态制冷剂。设置泄压阀的作用是保证换热器始终处于低压运行状态，确保换热器的稳定运行。
19.作为本实用新型一种优选的技术方案，所述四通阀的s端口和气液分离装置之间的连接管路上设置有压力传感器和温度传感器，所述的压力传感器和温度传感器用于检测回气压力和回气温度。
20.作为本实用新型一种优选的技术方案，所述的压缩机外周包裹有保温层。
21.作为本实用新型一种优选的技术方案，所述的保温层内埋设有电加热丝。
22.在本实用新型中，压缩机外周设置有电加热丝，当周围环境温度在摄氏零度以下时，电加热丝通过对压缩机外壳的短时预热，可以提高和改善压缩机的工作环境温度，从而保证压缩机的快速顺利起动和正常运行，避免恶劣工作状态影响压缩机的使用寿命。
23.作为本实用新型一种优选的技术方案，所述的蒸发器附近设置有散热风扇。
24.作为本实用新型一种优选的技术方案，所述的换热器附近设置有循环风扇。
25.本实用新型通过设置散热风扇和循环风扇加快制冷剂与环境空气件的热量交换。
26.作为本实用新型一种优选的技术方案，所述的分体式空气源热泵还包括控制器，所述的温度传感器电性连接所述的控制器，所述的控制器反馈控制所述的节流阀，所述的温度传感器、控制器和节流阀形成温度控制回路。
27.本实用新型设置温度控制回路的目的主要防止回气温度过高，温度传感器检测系统回气温度，当检测到回气温度升高，回气压力降低，蒸发温度也随之降低，温度传感器将温度数据反馈给控制器，当控制器检测到实际温度高于预设温度时，控制器控制节流阀开度调大，更多的制冷剂流入蒸发器内进行蒸发，蒸发后制冷剂温度降低，系统的回气温度也随之降低，同时，系统的回气压力继续降低，蒸发温度也随之继续降低，直至达到控制器设定的温度，本实用新型提供的空气源热泵通过温度传感器、控制器和节流阀之间的控制配合来达到调节热泵过热度的目的，不仅减少了能量的损耗，而且有效的提高了热泵的热效率。
28.作为本实用新型一种优选的技术方案，所述的压力传感器电性连接所述的控制器，所述的控制器反馈控制所述的泄压阀，所述的压力传感器、控制器和泄压阀形成压力控制回路。
29.作为本实用新型一种优选的技术方案，所述的压缩机为双级螺杆压缩机。
30.本实用新型提供的分体式空气源热泵存在两种不同的工作模式，分别为制热模式和制冷模式，具体而言：
31.制热模式的运行原理为：
32.(1)压缩机运转，将制冷剂压缩成高温高压气态制冷剂，高温制冷剂通过四通阀流入室内的换热器中，高温制冷剂在换热器中释放热量对室内进行加热，室内温度升高，高温
制冷剂在换热器中放热后温度降低形成气液混合态；
33.(2)放热后的制冷剂依次流经节流阀和泄压阀进入储罐，气液混合态的制冷剂进入储液罐后，对一部分液态制冷剂储存并进行二次气化，气态制冷剂经膨胀阀进入位于室外的蒸发器，气态制冷剂吸收空气中的热量，大部分制冷剂气化形成低温低压的气态制冷剂；
34.(3)低温低压的气态制冷剂经过四通阀流入气液分离器，将未完全气化的液态制冷剂和气态制冷剂分离，气态制冷剂返回压缩机中，如此往复循环，实现制热；
35.(4)在制热过程中，温度传感器和压力传感器实时检测回气压力和回气温度，并向控制器输出检测数据，当控制器监测到回气温度超出预设温度时，向节流阀发出控制指令，控制节流阀开度调大；当控制器监测到回气压力超出预设压力时，向泄压阀发出控制指令，泄压阀对管道内的气体进行泄压。
36.制冷模式的运行原理为：
37.(1)压缩机运转，将制冷剂压缩成高温高压气态制冷剂，高温高压气态制冷剂通过四通阀流入室外的蒸发器，高温高压气态制冷剂在蒸发器内向环境放热，温度降低形成低温高压的液态制冷剂；
38.(2)液态制冷剂依次经膨胀阀、储罐和泄压阀进入室内的换热器进行吸热，室内空气温度下降，液态制冷剂吸热气化得到气液混合态的制冷剂，
39.(3)气液混合态的制冷剂经气液分离装置将其中的气态制冷剂分离并通入压缩机中，如此往复循环，实现制冷；
40.(4)在制冷过程中，温度传感器和压力传感器实时检测回气压力和回气温度，并向控制器输出检测数据，当控制器监测到回气温度超出预设温度时，向节流阀发出控制指令，控制节流阀开度调大；当控制器监测到回气压力超出预设压力时，向泄压阀发出控制指令，泄压阀对管道内的气体进行泄压。
41.与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：
42.本实用新型提供了一种分体式空气源热泵，将室外机组与室内机组分体设置，便于安装和维护，此外，本实用新型依靠四通阀流向切换实现了制冷模式和制热模式的切换，制冷与制热工况共用换热器，减少四通阀、节流阀、单向阀和管道支路等设备的数量，简化了系统结构，降低成本，使热泵机组具有制冷运行高效、冷暖两用、结构紧凑、易于容量扩展、维护方便、稳定可靠的优点。
附图说明
43.图1为本实用新型一个具体实施方式提供的分体式空气源热泵的制热模式结构图；
44.图2为本实用新型一个具体实施方式提供的分体式空气源热泵的制冷模式结构图；
45.其中，1-室外机组；2-室内机组；3-压缩机；4-电加热丝；5-四通阀；6-气液分离器；7-蒸发器；8-温度传感器；9-压力传感器；10-控制器；11-膨胀阀；12-储罐；13-泄压阀；14-节流阀；15-换热器；16-循环风扇；17-散热风扇。
具体实施方式
46.需要理解的是，在本实用新型的描述中，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
47.需要说明的是，在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
48.本领域技术人员理应了解的是，本实用新型中必然包括用于实现工艺完整的必要管线、常规阀门和通用泵设备，但以上内容不属于本实用新型的主要实用新型点，本领域技术人员可以基于工艺流程和设备结构选型进可以自行增设布局，本实用新型对此不做特殊要求和具体限定。
49.下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。
50.在一个具体实施方式中，本实用新型提供了一种分体式空气源热泵，所述的分体式空气源热泵如图1和图2所示，包括循环连接的室内机组2和室外机组1，室外机组1包括压缩机3、四通阀5、气液分离器6和蒸发器7，室内机组2包括换热器15，压缩机3的排气口接入四通阀5的d端接口，四通阀5的c端接口、s端接口和e端接口分别连接换热器15、气液分离器6和蒸发器7，气液分离器6的排气口连接压缩机3的回气口，换热器15连接蒸发器7。
51.换热器15连接分体式空气源热泵的运行模式分为制热模式和制冷模式，在制热模式下，四通阀5的d端口与c端口连通，e端口与s端口连通，压缩机3排出的气相工质依次流经换热器15、蒸发器7和气液分离器6后返回压缩机3；在制冷模式下，四通阀5的d端口与e端口连通，c端口和s端口连通，压缩机3排出的气相工质依次流经蒸发器7、换热器15和气液分离器6后返回压缩机3。
52.本实用新型提供了一种分体式空气源热泵，将室外机组1与室内机组2分体设置，便于安装和维护，此外，本实用新型依靠四通阀5流向切换实现了制冷模式和制热模式的切换，制冷与制热工况共用换热器15，减少四通阀5、节流阀14、单向阀和管道支路等设备的数量，简化了系统结构，降低成本，使热泵机组具有制冷运行高效、冷暖两用、结构紧凑、易于容量扩展、维护方便、稳定可靠的优点。
53.本实用新型提供的分体式空气源热泵的制热模式的运行原理为：压缩机3运转，将制冷剂压缩成高温高压气态制冷剂，高温制冷剂通过四通阀5流入室内的换热器15中，高温制冷剂在换热器15中释放热量对室内进行加热，室内温度升高。放热后的制冷剂流入位于室外的蒸发器7，制冷剂吸收空气中的热量，大部分制冷剂气化形成低温低压的气态制冷剂，室外空气温度越高，与蒸发器7内的制冷剂之间的温差越大，制冷剂气化效果越好。随后
低温低压的气态制冷剂经过四通阀5流入气液分离器6，将未完全气化的液态制冷剂和气态制冷剂分离，气态制冷剂返回压缩机3中，如此往复循环，实现制热。
54.制冷过程模式的运行原理为：压缩机3运转，将制冷剂压缩成高温高压气态制冷剂，高温高压气态制冷剂通过四通阀5流入室外的蒸发器7，高温高压气态制冷剂在蒸发器7内向环境放热，温度降低形成低温高压的液态制冷剂，液态制冷剂进入室内的换热器15内吸热，室内空气温度下降，液态制冷剂吸热气化得到气液混合态的制冷剂，气液混合态的制冷剂经气液分离装置将其中的气态制冷剂分离并通入压缩机3中，如此往复循环，实现制冷。
55.进一步地，换热器15与蒸发器7之间的连接管路上依次设置有节流阀14、泄压阀13、储罐和膨胀阀11。
56.在制热模式下，高温制冷剂在换热器15中放热后温度降低形成气液混合态，气液混合态的制冷剂进入储液罐后，将一部分液态制冷剂储存实现二次气化，同时也能去除制冷剂中的杂质，使系统不易堵塞，当高温高压气态制冷剂通过膨胀阀11后，通过膨胀阀11截流，得到低温低压的气态制冷剂。设置泄压阀13的作用是保证换热器15始终处于低压运行状态，确保换热器15的稳定运行。
57.进一步地，四通阀5的s端口和气液分离装置之间的连接管路上设置有压力传感器9和温度传感器8，压力传感器9和温度传感器8用于检测回气压力和回气温度。
58.进一步地，压缩机3外周包裹有保温层。
59.进一步地，保温层内埋设有电加热丝4。
60.在本实用新型中，压缩机3外周设置有电加热丝4，当周围环境温度在摄氏零度以下时，电加热丝4通过对压缩机3外壳的短时预热，可以提高和改善压缩机3的工作环境温度，从而保证压缩机3的快速顺利起动和正常运行，避免恶劣工作状态影响压缩机3的使用寿命。
61.进一步地，蒸发器7附近设置有散热风扇17。
62.进一步地，换热器15附近设置有循环风扇16。
63.本实用新型通过设置散热风扇17和循环风扇16加快制冷剂与环境空气件的热量交换。
64.进一步地，分体式空气源热泵还包括控制器10，温度传感器8电性连接控制器10，控制器10反馈控制节流阀14，温度传感器8、控制器10和节流阀14形成温度控制回路。
65.本实用新型设置温度控制回路的目的主要防止回气温度过高，温度传感器8检测系统回气温度，当检测到回气温度升高，回气压力降低，蒸发温度也随之降低，温度传感器8将温度数据反馈给控制器10，当控制器10检测到实际温度高于预设温度时，控制器10控制节流阀14开度调大，更多的制冷剂流入蒸发器7内进行蒸发，蒸发后制冷剂温度降低，系统的回气温度也随之降低，同时，系统的回气压力继续降低，蒸发温度也随之继续降低，直至达到控制器10设定的温度，本实用新型提供的空气源热泵通过温度传感器8、控制器10和节流阀14之间的控制配合来达到调节热泵过热度的目的，不仅减少了能量的损耗，而且有效的提高了热泵的热效率。
66.进一步地，压力传感器9电性连接控制器10，控制器10反馈控制泄压阀13，压力传感器9、控制器10和泄压阀13形成压力控制回路。
67.进一步地，压缩机3为双级螺杆压缩机3。
68.本实用新型提供的分体式空气源热泵存在两种不同的工作模式，分别为制热模式和制冷模式，具体而言：
69.制热模式的运行原理如图1所示，具体包括如下步骤：
70.(1)压缩机3运转，将制冷剂压缩成高温高压气态制冷剂，高温制冷剂通过四通阀5流入室内的换热器15中，高温制冷剂在换热器15中释放热量对室内进行加热，室内温度升高，高温制冷剂在换热器15中放热后温度降低形成气液混合态；
71.(2)放热后的制冷剂依次流经节流阀14和泄压阀13进入储罐，气液混合态的制冷剂进入储液罐后，对一部分液态制冷剂储存并进行二次气化，气态制冷剂经膨胀阀11进入位于室外的蒸发器7，气态制冷剂吸收空气中的热量，大部分制冷剂气化形成低温低压的气态制冷剂；
72.(3)低温低压的气态制冷剂经过四通阀5流入气液分离器6，将未完全气化的液态制冷剂和气态制冷剂分离，气态制冷剂返回压缩机3中，如此往复循环，实现制热；
73.(4)在制热过程中，温度传感器8和压力传感器9实时检测回气压力和回气温度，并向控制器10输出检测数据，当控制器10监测到回气温度超出预设温度时，向节流阀14发出控制指令，控制节流阀14开度调大；当控制器10监测到回气压力超出预设压力时，向泄压阀13发出控制指令，泄压阀13对管道内的气体进行泄压。
74.制冷模式的运行原理如图2所示，具体包括如下步骤：
75.(1)压缩机3运转，将制冷剂压缩成高温高压气态制冷剂，高温高压气态制冷剂通过四通阀5流入室外的蒸发器7，高温高压气态制冷剂在蒸发器7内向环境放热，温度降低形成低温高压的液态制冷剂；
76.(2)液态制冷剂依次经膨胀阀11、储罐和泄压阀13进入室内的换热器15进行吸热，室内空气温度下降，液态制冷剂吸热气化得到气液混合态的制冷剂，
77.(3)气液混合态的制冷剂经气液分离装置将其中的气态制冷剂分离并通入压缩机3中，如此往复循环，实现制冷；
78.(4)在制冷过程中，温度传感器8和压力传感器9实时检测回气压力和回气温度，并向控制器10输出检测数据，当控制器10监测到回气温度超出预设温度时，向节流阀14发出控制指令，控制节流阀14开度调大；当控制器10监测到回气压力超出预设压力时，向泄压阀13发出控制指令，泄压阀13对管道内的气体进行泄压。
79.申请人声明，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，所属技术领域的技术人员应该明了，任何属于本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，均落在本实用新型的保护范围和公开范围之内。