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翅片管腔蒸发式冷却器空气源采暖空调热水机

摘要

翅片管腔蒸发式冷却器空气源采暖空调热水机:冬季由闭式防冻剂循环间接吸收环境空气热量,避免能源塔中开式防冻盐水循环的蒸发稀释而需补充盐液、防冻盐水飘逸而污染环境、防冻盐水腐蚀能源塔等难题。由热源回路和使用回路的电动阀切换控制低温和高温防冻剂对于每台翅片管腔蒸发式冷却器的吸热和除霜;不仅避免除霜周期中热泵制热量抵消除霜制冷量,而且精准投放除霜热量,从而把平均制热能效比COP从空气源热泵的1.8kW/kW加倍至3.6kW/kW。环境空气被轴流风机驱动而在翅片管腔中形成水平强迫对流,以使补充自来水在循环喷淋时吸热升温而负压扩展降膜蒸发,主要由冷却水蒸发潜热带走热泵冷凝热量,以把热泵夏季制冷性能系数EER从空气源热泵的2.8kW/kW加倍至7.2kW/kW。

著录项

  • 公开/公告号CN115614807A

    专利类型发明专利

  • 公开/公告日2023-01-17

    原文格式PDF

  • 申请/专利权人 侴雨宏;

    申请/专利号CN202211343336.9

  • 发明设计人 请求不公布姓名;侴雨宏;魏蔚;

    申请日2022-10-16

  • 分类号F24D15/04(2006.01);F24D17/02(2006.01);F25B41/40(2021.01);F25B43/00(2006.01);F25D21/06(2006.01);F25D21/14(2006.01);F28D3/02(2006.01);F28F1/10(2006.01);

  • 代理机构

  • 代理人

  • 地址 100012 北京市朝阳区清河营东路天润福熙大道南区12号楼1单元2602室

  • 入库时间 2023-06-19 18:21:03

法律信息

  • 法律状态公告日

    法律状态信息

    法律状态

  • 2023-01-17

    公开

    发明专利申请公布

说明书

(一)技术领域

本发明涉及一种翅片管腔蒸发式冷却器空气源采暖空调热水机。

(二)背景技术

光管蒸发式冷凝器、盐水循环能源塔、空气源热泵驱动采暖空调热水机、太阳能热泵的技术现状:

1、光管蒸发式冷凝器:环境空气被轴流风机驱动而在翅化比为1的蒸发式冷凝器光管外侧低速向上流动,以使冷却水在光管外壁垂直循环喷淋冷却时,吸热升温至高于环境空气湿球温度达到5℃端差而降膜蒸发,加之管内热泵工质的冷凝温度与降膜蒸发温度也有2℃端差,因此导致压缩式制冷机组的夏季制冷性能系数EER只能达到6kW/kW。另一方面其冬季则无法从环境空气取热而实现热泵制热功能,从而导致客户必须分别配置空气源热泵和蒸发式冷凝器制冷机组两套设备分别实现夏季制冷和冬季制热,从而加倍项目投资。

2、盐水循环能源塔:在其开式防冻盐水循环的能源塔中,由于向环境空气直接喷淋防冻盐水,而从空气取热必然带来防冻盐水蒸发稀释,因此需要定时补充盐液;而防冻盐水飘逸又必然污染环境,以及防冻盐水腐蚀能源塔结构。这一系列难题严重影响产品运行可靠性。

3、空气源热泵驱动采暖空调热水机:作为采暖空调热水三功能使用的空气源热泵,已实现商业化普及,但其周期性除霜过程热泵的(蒸发器+吸气管)与热泵的(冷凝器+排气管+采暖/空调功能循环回路)之间存在50℃温差的热容波动,导致热泵制热量抵消除霜制冷量,加之国家标准规定除霜时间不超过除霜周期的20%,因此热泵制热量抵消除霜制冷量运行期就需扩展至除霜周期的40%,使得满载制热能效比COP高达3kW/kW的空气源热泵,其平均制热能效比COP只有1.8kW/kW,从而导致空气源热泵在江南潮湿冬季的平均制热量严重不足。

4、太阳能热泵:太阳能平板式吸收器由迎光表面涂黑的双层铝板制造,双层铝板间形成热泵工质的分配器与流通管道;其中涂黑铝板用于吸收太阳辐射以提供热泵工质蒸发热量,设计成为热泵蒸发器,而分配器与流通管道则用于优化热泵循环的蒸发过程。由于每平方米面积所能接收的太阳辐照强度不超过1kW,由此限制热泵制热量的提高;此外该蒸发器由于不设翅片,导致夜晚无法从空气中吸收热量,从而降低产品使用率,只能应用于白天加热少量家庭用热水,其制热量远低于空气源热泵热水机。

综上所述,(1)采暖空调热水市场迫切需要解决冬季空气源热泵除霜导致平均制热量严重衰减。(2)需要把光管蒸发式冷凝器技术用于提升热泵夏季制冷性能系数EER。(3)需要解决盐水循环能源塔中防冻盐水的蒸发稀释、污染环境、腐蚀能源塔等系列难题。(4)需要解决太阳能热泵制热量远低于空气源热泵热水机的容量难题。

(三)发明内容

本发明目的:不仅解决光管蒸发式冷凝器的技术难题以降低一半的空调运行电费,而且解决盐水循环能源塔的技术难题以降低一半的采暖运行电费,并且以翅片管腔蒸发式冷却器解决热泵制热量抵消除霜制冷量的技术难题以满足空气源采暖空调热水机不断增长的节能减排需求。

本发明采用技术方案,即翅片管腔蒸发式冷却器空气源采暖空调热水机如附图1所示,其由:1-压缩机;1-1-气液分离器;2-四通换向阀;3-使用侧换热器;4-止回阀;5-高压储液器;6-经济器;6-1-经济器膨胀阀;7-干燥过滤器;8-热泵膨胀阀;9-翅片管腔蒸发式冷却器;9-1-空气换热管;10-轴流风机;11-布水盘;12-积水盘;13-热源侧换热器;14-使用侧循环泵;15-使用侧逆止阀;16-1-热水电动二通阀;16-2-空调电动二通阀;16-3-空气源电动二通阀;16-4-太阳能电动二通阀;16-5-除霜电动二通阀;17-风机盘管;18-1-使用侧循环共用防冻剂定压膨胀罐;18-2-热源侧循环共用防冻剂定压膨胀罐;19-使用侧过滤器;20-热水循环泵;21-热水逆止阀;22-热水加热器;23-保温热水箱;24-热水过滤器;25-上水补充接口;26-热水调节阀;27-热水喷嘴;28-热源循环泵;29-热源逆止阀;30-热源过滤器;31-翅片管腔蒸发式冷却器箱体;32-脱水网;33-浮球补水阀;34-除霜换热管;35-太阳能集热器;36-冷却过滤器;37-冷却循环泵;38-冷却逆止阀;39-排水阀;40-冷却电动阀等组成,其特征在于:

通过热泵工质管道串联连接气液分离器1-1、压缩机1、四通换向阀2、使用侧换热器3热泵工质侧、三通、止回阀4、三通、高压储液器5、三通、经济器6过冷侧、干燥过滤器7、热泵膨胀阀8、三通、止回阀4、三通、热源侧换热器13热泵工质侧、四通换向阀2、气液分离器1-1、压缩机1,组成水源热泵过冷循环回路;

通过热泵工质管道串联连接三通、经济器膨胀阀6-1、经济器6蒸发侧、压缩机1补气口,组成经济器补气增焓回路;

翅片管腔蒸发式冷却器箱体31的顶部中间均匀设置1至40台轴流风机10,驱使环境空气穿过其周边垂直布置可吸收阳光的空气换热管9-1和除霜换热管34的共用连续翅片管腔并汇集后从上部流出,其底部布置积水盘12,组成翅片管腔蒸发式冷却器9;

垂直布置翅片管腔蒸发式冷却器9,以实现免跟踪吸收太阳辐照;

垂直布置的翅片管腔蒸发式冷却器9的正下方设置水平带倾角的积水盘12,其倾角最低处的排水口通过管道连接排水阀39以实现排水,组成凝露水、除霜水排放回路;

使用侧循环泵14通过防冻剂管道串联连接使用侧逆止阀15、使用侧换热器3防冻剂侧、分流三通、空调电动二通阀16-2、分流三通、并联的风机盘管17、汇流三通、使用侧循环共用防冻剂定压膨胀罐18-1、汇流三通、使用侧过滤器19、使用侧循环泵14,组成采暖/空调功能循环回路;

使用侧循环泵14通过防冻剂管道串联连接使用侧逆止阀15、使用侧换热器3防冻剂侧、分流三通、热水电动二通阀16-1、热水加热器22防冻剂侧、汇流三通、使用侧过滤器19、使用侧循环泵14,组成热水功能循环回路;

使用侧循环泵14通过防冻剂管道串联连接使用侧逆止阀15、使用侧换热器3防冻剂侧、分流三通、空调电动二通阀16-2、分流三通、除霜电动二通阀16-5、分流三通、翅片管腔蒸发式冷却器9的除霜换热管34内、汇流三通、汇流三通、使用侧循环共用防冻剂定压膨胀罐18-1、汇流三通、使用侧过滤器19、使用侧循环泵14,组成除霜循环回路;

热水循环泵20通过热水管道串联连接热水逆止阀21、热水加热器22热水侧、保温热水箱23、补水三通、热水过滤器24、热水循环泵20,组成热水循环加热回路;

上水补充接口25通过补水三通,组成自动补水回路;

保温热水箱23的热水出口通过热水保温管道串联连接热水调节阀26、热水喷嘴27,组成热水喷淋回路;

热源循环泵28通过防冻剂管道串联连接热源过滤器29、热源侧换热器13防冻剂侧、分流三通、空气源电动二通阀16-3、分流三通、翅片管腔蒸发式冷却器9的空气换热管9-1内、汇流三通、热源侧循环共用防冻剂定压膨胀罐18-2、汇流三通、热源过滤器30、热源循环泵28,组成空气源循环回路;

热源循环泵28通过防冻剂管道串联连接热源逆止阀29、热源侧换热器13防冻剂侧、分流三通、太阳能电动二通阀16-4、并联的太阳能集热器35、汇流三通、热源过滤器30、热源循环泵28,组成太阳能循环回路;

积水盘12的出口通过冷却水管道串联连接冷却过滤器36、冷却循环泵37、冷却逆止阀38、分流三通、布水盘11、翅片管腔蒸发式冷却器9的空气换热管9-1外的翅片管腔、积水盘12,组成蒸发冷却循环回路;

空气换热管9-1和除霜换热管34的共用连续翅片管腔、脱水网32、轴流风机10,组成空气源热质交换回路;

上水管道通过串联连接冷却电动阀40和浮球补水阀33而向积水盘12补水,组成夏季冷却补水回路;

由1至100台独立设置的翅片管腔蒸发式冷却器9或1至100组共用底座的翅片管腔蒸发式冷却器9,一方面通过各自的进口空气源电动二通阀16-3和出口三通并联连接于空气源循环回路中;另一方面通过各自的进口除霜电动二通阀16-5和出口三通并联连接于除霜循环回路中;并且依据每台或每组翅片管腔蒸发式冷却器9的结霜情况而周期性联锁切换控制进口空气源电动二通阀16-3与进口除霜电动二通阀16-5的开关。

其1至100台独立设置的翅片管腔蒸发式冷却器9,每台正方柱形翅片管腔蒸发式冷却器箱体31的顶部中间设置1台轴流风机10,驱使环境空气穿过其四面周边垂直布置可吸收阳光的空气换热管9-1和除霜换热管34的共用连续翅片管腔并汇集后从上部流出,其底部布置正方柱形积水盘12,组成翅片管腔蒸发式冷却器9。

由1至100组共用底座的翅片管腔蒸发式冷却器9,长方柱形翅片管腔蒸发式冷却器箱体31的顶部中间均匀设置1至100台轴流风机10,驱使环境空气穿过每台轴流风机10沿着长边布置的1组对称垂直布置可吸收阳光的空气换热管9-1和除霜换热管34的共用连续翅片管腔并汇集后从上部流出,其底部布置长方柱形积水盘12,组成翅片管腔蒸发式冷却器9。

翅片管腔蒸发式冷却器9是1至20排换热管共同穿过连续翅片的翅片管换热器,其中1至8排为除霜换热管34,其余则为空气换热管9-1。

翅片管腔蒸发式冷却器9的翅片间距为1mm至9mm。

翅片管腔蒸发式冷却器9的翅片表面涂黑;或者紧密附着可见光吸收率达到0.70至0.99的选择性涂层。

翅片管腔蒸发式冷却器9采用紫铜管紫铜翅片;或者为不锈钢管不锈钢翅片;或者为铝管铝翅片;或者为碳钢管碳钢翅片;或者为紫铜管铝翅片。

在布水盘11底部均匀布置众多垂直向下的直径0.1~5mm圆孔;或者在布水盘11底部均匀布置众多垂直向下的内径0.1~5mm、长度0.1~50mm圆形喷水短管。

轴流风机10为变流量风机,其中冬季从空气取热运行采用正常流量,夏季向空气放热运行采用加倍流量。

本发明工作原理结合附图1和附图2说明如下:

1、由防冻剂的取热循环+除霜循环:高效实现热泵驱动的采暖+热水功能

(1)经济器补气增焓热泵循环:压缩机1驱动高压、过热气态热泵工质流经四通换向阀2、使用侧换热器3热泵工质侧,以向另侧的45℃防冻剂释放排气显热、冷凝潜热而成为高压、饱和液态热泵工质,然后经三通、止回阀4、三通、高压储液器5、三通、经济器6过冷侧、干燥过滤器7而进入热泵膨胀阀8中,节流成为低压、低温两相热泵工质,再经三通、止回阀4、三通,流入热源侧换热器13热泵工质侧,以吸收另侧防冻剂从0℃至-7℃的降温显热而蒸发成为低压、过热气态热泵工质,并流经四通换向阀2和气液分离器1-1,而重新被压缩机1压缩成为高压、过热气态热泵工质,由此构成热泵过冷循环。其中,高压储液器5出口的高压、饱和液态热泵工质流经三通而进入经济器膨胀阀6-1中,节流成为中压、中温两相热泵工质,再流经经济器6的蒸发侧,以吸收另侧热泵工质从50℃至40℃的过冷降温显热而蒸发成为中压、过热气态热泵工质,被吸入压缩机1的补气口中,从而完成经济器补气增焓热泵循环。

(2)空气能+太阳能复合热源:冬季干球温度7℃/相对湿度80%的湿冷环境空气被正常流量的轴流风机10所驱动,而从东南西北四面流经翅化比15的翅片管腔蒸发式冷却器9的翅片表面和管道外壁所形成的翅片管腔,以形成水平强迫对流,不仅释放显热、凝露潜热或凝霜潜热而降温至0℃后排出;同时翅片管腔还以较高的有效黑度免跟踪吸收太阳辐照,从而以空气能+太阳能复合热源提高蒸发温度2℃以延缓翅片管腔结霜;并且由于-7℃至0℃的防冻剂温度低于7℃至0℃的环境空气温度而无热损,从而使得翅片管腔蒸发式冷却器9针对低温太阳能的集热效率可达100%。环境空气在翅片管腔所形成的凝露水受重力作用而落入垂直下方的积水盘12中,再由冬季常开的排水阀39及时排出。

(3)防冻剂从空气能+太阳能复合热源取热循环:热源循环泵28驱动0℃防冻剂流经热源逆止阀29、热源侧换热器13防冻剂侧,以被另侧蒸发的热泵工质吸收显热而降温至-7℃,再流经分流三通、空气源电动二通阀16-3、分流三通、翅片管腔蒸发式冷却器9的空气换热管9-1内、汇流三通,以吸收管外壁所吸收的空气能+太阳能复合热源共同放热而升温至0℃后,再流经热源侧循环共用防冻剂定压膨胀罐18-2、汇流三通、热源过滤器30、热源循环泵28,以把翅片管腔蒸发式冷却器9所吸收的热量输送至热源侧换热器13中,以为热泵循环提供空气能+太阳能复合热源。

(4)防冻剂从太阳能集热器取热循环:热源循环泵28驱动0℃防冻剂流经热源逆止阀29、热源侧换热器13防冻剂侧,以被另侧蒸发的热泵工质吸收显热而降温至-7℃,再流经分流三通、太阳能电动二通阀16-4、并联的太阳能集热器35管内壁,以汇集管外壁所吸收的太阳辐照而升温至0℃后,再流经汇流三通、热源过滤器30、热源循环泵28,以把太阳能集热器35所吸收的热量输送至热源侧换热器13中,并为热泵循环提供太阳能热源。

(5)防冻剂除霜循环:当1台或1组翅片管腔蒸发式冷却器9的翅片表面和管外壁结满霜之后,其对应的轴流风机10停机,并联锁关闭其对应的空气源电动二通阀16-3和开启其对应的除霜电动二通阀16-5,以使45℃防冻剂流经翅片管腔蒸发式冷却器9中的除霜换热管34内,由其所释放10℃的降温显热通过连续翅片的导热而融解翅片管腔中的霜层,所形成的除霜水受重力作用落入垂直下方的积水盘12中,再由其底部倾斜表面汇集后通过冬季常开的排水阀39及其连接管道而及时排出;最后先开启轴流风机10约20秒钟以环境空气吹干翅片管腔的除霜水以避免结冰,再联锁开启其对应的空气源电动二通阀16-3和关闭其对应的除霜电动二通阀16-5,而重新开始防冻剂从空气能+太阳能复合热源取热循环。

防冻剂除霜循环可确保热泵连续制热,不仅避免空气源热泵除霜周期中蒸发器和吸气管,与冷凝器和排气管之间的50℃温差热容波动所导致20%热泵制热量抵消20%热泵除霜制冷量,而且精准投放除霜热量,从而把冬季热泵平均制热能效比COP从普通空气源热泵的1.8kW/kW加倍提高至3.6kW/kW。

(6)多台或多组翅片管腔蒸发式冷却器9的防冻剂滚动除霜:由10台翅片管腔蒸发式冷却器9,一方面通过各自的进口空气源电动二通阀16-3和出口三通并联连接于空气源循环回路中;另一方面通过各自的进口除霜电动二通阀16-5和出口三通并联连接于除霜循环回路中;并且依翅片表面和管外壁结满霜而周期性联锁切换各自所对应的进口空气源电动二通阀16-3与进口除霜电动二通阀16-5的开关,从而实现轮流切换每台翅片管腔蒸发式冷却器9中防冻剂的空气能取热循环和除霜循环,从而精准投放除霜热量,避免取热回路与除霜回路以及蒸发器与冷凝器的温度波动及热容抵消所导致热泵制热量与除霜制冷量的周期抵消,同时也避免水源热泵大型四通换向阀的内漏损失。

(7)采暖功能循环:使用侧循环泵14驱动35℃防冻剂流经使用侧逆止阀15、使用侧换热器3防冻剂侧以被加热升温至45℃,再流经分流三通、空调电动二通阀16-2、分流三通、并联的多台风机盘管17防冻剂侧并放热降温至35℃,再流经汇流三通、使用侧循环共用防冻剂定压膨胀罐18-1、汇流三通、使用侧过滤器19、使用侧循环泵14,以把使用侧换热器3热泵工质侧的冷凝放热输送至多台风机盘管17中,以加热18℃的采暖室内回风至26℃,从而以热泵循环驱动现冬季采暖功能。

(8)热水功能循环:使用侧循环泵14驱动45℃防冻剂流经使用侧逆止阀15、使用侧换热器3防冻剂侧以被加热升温至55℃,再流经分流三通、热水电动二通阀16-1、热水加热器22防冻剂侧并放热降温至45℃,再流经汇流三通、使用侧过滤器19、使用侧循环泵14,以把使用侧换热器3热泵工质侧的冷凝放热输送至热水加热器22中,以把20℃上水循环加热至50℃,以热泵循环驱动全年热水功能。

(9)热水洗浴:热水循环泵20驱动混合上水流经热水逆止阀21、热水加热器22热水侧以被另侧的防冻剂循环加热升温至50℃,再流经保温热水箱23、补水三通,并与20℃的补充上水混合后,流经热水过滤器24、热水循环泵20、热水逆止阀21。开启热水调节阀26,以使循环热水在上水压力作用下而从保温热水箱23的热水出口通过保温热水管道流经热水调节阀26和热水喷嘴27,以驱动热水洗浴功能。

2、夏季由蒸发式冷却器:实现高效制冷循环以驱动空调功能

(1)制冷循环:压缩机1驱动高压、过热气态热泵工质流经四通换向阀2、热源侧换热器13热泵工质侧,以向另侧的37℃防冻剂释放排气显热、冷凝潜热而成为高压、饱和液态热泵工质,然后经三通、止回阀4、三通、高压储液器5、三通、经济器6过冷侧、干燥过滤器7进入热泵膨胀阀8中,节流成为低压、低温两相热泵工质,再经三通、止回阀4、三通,流入使用侧换热器3热泵工质侧,吸收防冻剂从12℃至7℃降温显热而蒸发成为低压、过热气态热泵工质,并流经四通换向阀2和气液分离器1-1,重新被压缩机1压缩成为高压、过热气态热泵工质,从而完成制冷循环。

(2)翅片管腔蒸发式冷却器实现蒸发式冷却循环:夏季干球温度34℃/湿球温度28℃的湿热环境空气被加倍流量的轴流风机10驱动,而流经翅化比15的翅片管腔蒸发式冷却器9的翅片表面和管道外壁所形成的翅片管腔,以形成水平高速强迫对流,此时夏季常闭排水阀39同时常开冷却电动阀40,从而经过浮球补水阀33而向积水盘12自动补充20℃上水并维持浮球水位,再由冷却循环泵37驱动而循环流经积水盘12的底部出口、冷却过滤器36、冷却逆止阀38、分流三通、布水盘11,再通过其均匀分布向下的微孔而喷淋至垂直下方所对应的翅片管腔蒸发式冷却器9的翅片管腔中,以吸收空气换热管9-1内防冻剂从37℃至32℃所释放的降温冷却显热而升温至高于环境空气湿球温度仅1℃端差的29℃,以负压扩展降膜而蒸发出水蒸汽,并由翅片管腔中所穿行的空气流带出,其中的部分水份则被脱水网32扑捉后由重力作用而落入底部积水盘12中,其余则随空气流而从翅片管腔蒸发式冷却器箱体31顶部散失至环境空气;而未蒸发的自来水则受重力作用而落入垂直下方的积水盘12中,并循环喷淋以持续提供冷却源;而由环境空气升温显热和冷却水蒸发潜热,共同带走空气换热管9-1内防冻剂所输送并释放的降温显热,以把夏季制冷性能系数EER从空气源热泵的2.8kW/kW倍增至7kW/kW。

(3)防冻剂放热循环:热源循环泵28驱动32℃防冻剂流经热源逆止阀29、热源侧换热器13防冻剂侧,以吸收另侧热泵工质所释放的冷凝潜热而升温至37℃,再流经分流三通、空气源电动二通阀16-3、分流三通、翅片管腔蒸发式冷却器9的空气换热管9-1内、汇流三通,以向其外侧的翅片管腔释放降温至30℃的显热,以提供循环喷淋冷却水在29℃蒸发潜热和环境空气加热升温显热,再流经热源侧循环共用防冻剂定压膨胀罐18-2、汇流三通、热源过滤器30、热源循环泵28,以把翅片管腔蒸发式冷却器9中所吸收的蒸发式冷却量,输送至热源侧换热器13中,以为制冷循环提供冷凝所需散热量。

(4)空调功能循环:使用侧循环泵14驱动12℃防冻剂流经使用侧逆止阀15、使用侧换热器3防冻剂侧以被另侧所释放的蒸发制冷量降温至7℃,再流经分流三通、空调电动二通阀16-2、分流三通、并联的多台风机盘管17防冻剂侧并吸收另侧的室内空调负荷而升温至12℃,再流经汇流三通、使用侧循环共用防冻剂定压膨胀罐18-1、汇流三通、使用侧过滤器19、使用侧循环泵14,以把使用侧换热器3热泵工质侧的蒸发制冷量输送并分配至多台风机盘管17中,以制冷量吸收28℃空调室内回风降温至20℃的显热和除湿凝露潜热,从而以超高效制冷循环驱动夏季空调功能。

本发明集成空气源热泵、采暖空调热水机、翅片管腔蒸发式冷却器、防冻剂切换吸热与除霜、太阳能集热器等热泵节能技术,从而使其具有技术优势如下:

(1)冬季由翅片管腔蒸发式冷却器中闭式防冻剂循环,间接吸收环境空气的降温显热、凝露潜热或凝霜潜热,从而避免开式防冻盐水循环的能源塔中,由于直接向环境空气喷淋防冻盐水,所带来的防冻盐水蒸发稀释而需定时补充盐液、防冻盐水飘逸而污染环境、防冻盐水腐蚀能源塔结构等一系列涉及产品运行可靠性难题。

(2)由空气源循环回路的进口空气源电动二通阀16-3和除霜循环回路的进口除霜电动二通阀16-5,联锁切换控制高温和低温防冻剂对于每台或每组翅片管腔蒸发式冷却器9的吸热和除霜;以确保热泵实现冬季连续制热,不仅避免空气源热泵除霜周期中(蒸发器+吸气管+空气源循环回路)与(冷凝器+排气管+除霜循环回路)的50℃温差热容波动所导致热泵制热量抵消除霜制冷量,而且精准投放除霜热量,从而把冬季热泵平均制热能效比COP从空气源热泵的1.8kW/kW加倍至3.6kW/kW。

(3)环境空气被轴流风机10驱动而在翅化比15的翅片管腔蒸发式冷却器中形成水平强迫对流,以使补充自来水在翅片管腔垂直循环喷淋冷却时,吸热升温至高于环境空气湿球温度1℃端差就可负压扩展降膜蒸发,从而由冷却水蒸发潜热和环境空气升温显热共同带走管内防冻剂所输送的热泵冷凝热量,以把热泵夏季制冷性能系数EER从空气源热泵的2.8kW/kW加倍提升至7.2kW/kW。

(四)附图说明

附图1为本发明的系统流程图。

附图2为多台或多组翅片管腔蒸发式冷却器9的防冻剂滚动除霜工作原理图。

其中:1-压缩机;1-1-气液分离器;2-四通换向阀;3-使用侧换热器;4-止回阀;5-高压储液器;6-经济器;6-1-经济器膨胀阀;7-干燥过滤器;8-热泵膨胀阀;9-翅片管腔蒸发式冷却器;9-1-空气换热管;10-轴流风机;11-布水盘;12-积水盘;13-热源侧换热器;14-使用侧循环泵;15-使用侧逆止阀;16-1-热水电动二通阀;16-2-空调电动二通阀;16-3-空气源电动二通阀;16-4-太阳能电动二通阀;16-5-除霜电动二通阀;17-风机盘管;18-1-使用侧循环共用防冻剂定压膨胀罐;18-2-热源侧循环共用防冻剂定压膨胀罐;19-使用侧过滤器;20-热水循环泵;21-热水逆止阀;22-热水加热器;23-保温热水箱;24-热水过滤器;25-上水补充接口;26-热水调节阀;27-热水喷嘴;28-热源循环泵;29-热源逆止阀;30-热源过滤器;31-翅片管腔蒸发式冷却器箱体;32-脱水网;33-浮球补水阀;34-除霜换热管;35-太阳能集热器;36-冷却过滤器;37-冷却循环泵;38-冷却逆止阀;39-排水阀;40-冷却电动阀。

(五)具体实施方式

本发明提出的翅片管腔蒸发式冷却器空气源采暖空调热水机的实施例如附图1和附图2所示,现说明如下,其由:体积排量12m

本发明实施例所实现的技术性能指标:

(1)在1台轴流风机10驱动下由翅片管腔蒸发式冷却器9的翅片管腔不仅免跟踪吸收1.5kW太阳辐照,而且吸收7℃环境空气降温显热、凝露潜热或凝霜潜热6kW,共计吸收空气太阳复合热源7.5kW热量以提供热泵工质蒸发潜热,从而以空气太阳复合热源提高蒸发温度2℃并延缓翅片管腔结霜;由于蒸发温度低于环境空气温度而无热损,使得低温太阳能集热效率达到95%。

(2)由进口除霜电动二通阀16-5和进口空气源电动二通阀16-3的开关联锁,以切换控制翅片管腔蒸发式冷却器9,轮流接通除霜循环回路中以45℃防冻剂循环除霜/接通空气源循环回路中以-7℃防冻剂循环吸热,同时由翅片管腔吸收1.5kW太阳辐照,从而共同确保热泵连续制热10.5kW,不仅避免空气源热泵制热量抵消除霜制冷量,而且精准投放除霜热量,压缩机输入电功率3kW,以把冬季热泵平均制热能效比COP从空气源热泵的1.8kW/kW加倍至3.6kW/kW。

(3)风量5600m

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