一种冷化霜式风能热泵.pdf

本发明涉及风能热泵技术领域，尤其涉及一种冷化霜式风能热泵。一种冷化霜式风能热泵包括防冻液喷淋散水装置和表冷式空气换热器，所述防冻液喷淋散水装置设置在表冷式空气换热器上，用于向表冷式空气换热器的盘管和翅片上喷淋防冻液。本发明通过利用防冻液喷淋散水装置向表冷式空气换热器上喷淋防冻液，能够实现在热泵不换向的前提下对表冷式空气换热器进行冷除霜。

1.一种冷化霜式风能热泵,其特征在于：包括防冻液喷淋散水装置和表冷式空气换热
器(1)，所述防冻液喷淋散水装置设置在表冷式空气换热器(1)上，用于向表冷式空气换热
器(1)的盘管(2)和翅片(3)上喷淋防冻液(15)实现冷化霜。
2.根据权利要求1所述的冷化霜式风能热泵，其特征在于，所述防冻液喷淋散水装置包
括容积式喷淋散水装置(9)、接水盘(16)，以及连接在两者之间用于防冻液(15)循环的循环
管路；
所述容积式喷淋散水装置(9)下面设置有喷淋嘴(8)，该喷淋嘴(8)用于向表冷式空气
换热器(1)的盘管(2)和翅片(3)上喷淋防冻液或喷散冷却水。
3.根据权利要求1所述的冷化霜式风能热泵，其特征在于，所述防冻液喷淋散水装置包
括表冷器顶部管式喷淋散水装置(10)、接水盘(16)，以及连接在两者之间用于防冻液(15)
循环的循环管路；
所述的表冷器顶部管式喷淋散水装置(10)至少由一条管式喷淋散水装置构成，其管下
部设置有喷淋嘴(8)，该喷淋嘴(8)用于向表冷式空气换热器(1)的盘管(2)和翅片(3)喷淋
防冻液(15)或喷散冷却水。
4.根据权利要求1所述的冷化霜式风能热泵，其特征在于，所述防冻液喷淋散水装置包
括表冷器顶部管式喷淋散水装置(10)、表冷器侧管式喷淋散水装置(7)、接水盘(16)，以及
连接表冷器顶部管式喷淋散水装置(10)、表冷器侧管式喷淋散水装置(7)和接水盘(16)之
间用于防冻液(15)或冷却水循环的循环管路；
所述的表冷器顶部管式喷淋散水装置(10)至少由一条管式喷淋散水装置构成，其管下
部装配有喷淋嘴(8)，该喷淋嘴(8)用于向表冷式空气换热器(1)的盘管(2)和翅片(3)喷淋
防冻液(15)或喷散冷却水，所述的表冷器侧管式喷淋散水装置(7)至少由一侧且一条管式
喷淋散水装置构成，该管侧部朝向盘管(2)和翅片(3)方向装配有喷淋嘴(8)，喷淋嘴(8)用
于向表冷式空气换热器(1)一侧或两侧喷淋防冻液(15)或喷散冷却水。
5.根据权利要求1所述的冷化霜式风能热泵，其特征在于，所述防冻液喷淋散水装置包
括逆流式风能塔(6)、塔进风口(41)、表冷器顶部管式喷淋散水装置(10)、塔风机(43)和接
水盘(16)，以及连接接水盘(16)和表冷器顶部管式喷淋散水装置(10)之间并用于防冻液
(15)或冷却水循环的循环管路；
所述的表冷式空气换热器(1)配置在逆流式风能塔(6)内管式喷淋散水装置(10)的下
面且在塔进风口(41)的上面，所述的表冷器顶部管式喷淋散水装置(10)配置在塔风机(43)
的下面且在表冷式空气换热器(1)的上面，所述的接水盘(16)配置在逆流式风能塔(6)的底
部，所述的塔进风口(41)配置在接水盘(16)和表冷式空气换热器(1)之间，所述的表冷器顶
部管式喷淋散水装置(10)下面配置喷淋嘴(8)。
6.根据权利要求1所述的冷化霜式风能热泵，其特征在于，所述防冻液喷淋散水装置包
括横流式风能塔(40)、容积式喷淋装置(9)、塔风机(43)、防冻液(15)和接水盘(16)，以及连
接容积式喷淋装置(9)和接水盘(16)之间用于防冻液(15)或冷却水循环的循环管路；
所述的表冷式空气换热器(1)配置在横流式风能塔(40)内的容积式喷淋装置(9)的下
面且在接水盘(16)的上面，所述的接水盘(16)配置在横流式风能塔(40)的底部，所述的的
容积式喷淋装置(9)下面配置喷淋嘴(8)。
7.根据权利要求2或3或4所述的冷化霜式风能热泵，其特征在于，还包括室外风机
(17)、制冷压缩机(20)、四通换向阀(21)、冷热风空调末端(22)、室内冷热风换热器(23)、室
内空调风机(24)和膨胀阀(25)；
所述的表冷式空气换热器(1)的一端通过管道与四通换向阀(21)的b相连接，表冷式空
气换热器(1)的另一端通过管道与膨胀阀(25)的一端相连接，所述的制冷压缩机(20)排气
端与四通换向阀(21)的a端连接，制冷压缩机(20)吸气端与四通换向阀(21)的c端相连接，
四通换向阀(21)的d端与室内冷热风换热器(23)的一端相连接，室内冷热风换热器(23)的
另一端与膨胀阀(25)的另一端相连接，所述的冷热风空调末端(22)至少由一台构成。
8.根据权利要求7所述的冷化霜式风能热泵，其特征在于，还包括热回收换热盘管
(44)、热回收储水罐(45)、防冻液烘干提纯泵(46)和防冻液烘干提纯盘管(47)；
所述的热回收换热盘管(44)配置在热回收储水罐(45)内，其一端与制冷压缩机(20)的
排气相连接，另一端与四通换向阀(21)的a端相连接，所述的防冻液烘干提纯泵(46)一端与
热回收储水罐(45)相连接，另一端与防冻液烘干提纯盘管(47)的一端相连接，所述的防冻
液烘干提纯盘管(47)的另一端与热回收储水罐(45)相连接，所述的防冻液烘干提纯盘管
(47)配置在接水盘(16)的防冻液内。
9.根据权利要求2或3或4所述的冷化霜式风能热泵，其特征在于，还包括表冷式空气换
热器(1)、室外风机(17)、制冷压缩机(20)、生活热水储水罐(11)、生活热水加热盘管(12)、
膨胀阀(25)、自来水补水接口(76)和生活热水输出接口(42)构成冷化霜式风能热泵生活热
水或蓄能空调装置；
所述的生活热水加热盘管(12)一端与制冷压缩机(20)排气端相连接，生活热水加热盘
管(12)的另一端与膨胀阀(25)的一端相连接；
通过自来水补水接口(76)与自来水连接并补充自来水，通过生活热水输出接口(42)与
生活热水系统连接并供应生活热水；
当包括四通换向阀(21)时，热泵为蓄能空调装置，此时，生活热水储水罐(11)构成空调
冷、热媒水蓄水罐，生活热水输出接口(42)和自来水补水接口(76)与空调末端风机盘管系
统连接，构成空调末端输出系统。
10.根据权利要求2或3或4所述的冷化霜式风能热泵，其特征在于，还包括室外风机
(17)、制冷压缩机(20)、膨胀阀(25)、冷凝器(26)、生活热水循环泵(78)、生活热水储水罐
(79)、自来水补水接口(76)和生活热水输出接口(42)构成冷化霜式风能热泵生活热水或蓄
能空调装置；
所述的冷凝器(26)制冷剂侧的一端与制冷压缩机(20)排气端相连接，冷凝器(26)制冷
剂侧的另一端与膨胀阀(25)相连接，冷凝器(26)水侧的一端连接生活热水储水罐(79)，冷
凝器(26)水侧的另一端通过生活热水循环泵(78)与生活热水储水罐(79)相连接；
通过自来水补水接口(76)与自来水连接并补充自来水，通过生活热水输出接口(42)与
生活热水系统连接并供应生活热水。
当包括四通换向阀(21)时，热泵构成蓄能空调装置，此时，生活热水储水罐(11)构成空
调冷、热媒水蓄水罐，生活热水输出接口(42)和自来水补水接口(76)与空调末端风机盘管
系统连接，构成空调末端输出系统。
11.根据权利要求2或3或4所述的冷化霜式风能热泵，其特征在于，还包括室外风机
(17)、制冷压缩机(20)、四通换向阀(21)、膨胀阀(25)、冷凝器(26)、空调末端循环泵(33)和
风机盘管(36)；
所述的冷凝器(26)水侧的一端连接风机盘管(36)的一端，冷凝器(26)水侧的另一端通
过空调末端循环泵(33)与风机盘管(36)的另一端相连接。
12.根据权利要求11所述的冷化霜式风能热泵，其特征在于，由所述室外风机(17)、制
冷压缩机(20)、四通换向阀(21)、膨胀阀(25)和冷凝器(26)构成第一级热泵，由制冷压缩机
(30)、冷凝器(31)、膨胀阀(32)、蒸发器(28)构成第二级热泵，由耦合循环泵(27)和管道构
成耦合换热循环回路，由空调末端循环泵(33)和风机盘管(36)构成空调末端系统。
13.根据权利要求10、11所述的冷化霜式风能热泵，其特征在于，由所述室外风机(17)、
制冷压缩机(20)、膨胀阀(25)、冷凝器(26)、制冷压缩机(30)、冷凝器(31)、膨胀阀(32)、蒸
发器(28)、耦合循环泵(27)、生活热水循环泵(78)、生活热水储水罐(79)、自来水补水接口
(76)和生活热水输出接口(42)构成冷化霜式双级风能热泵生活热水或蓄能空调装置。
14.根据权利要求5或6所述的热泵系统，其特征在于，还包括制冷压缩机(20)、四通换
向阀(21)、冷热风空调末端(22)、室内冷热风换热器(23)、室内空调风机(24)和膨胀阀(25)
构成逆、横流风能塔式冷化霜热泵空调装置。
15.根据权利要求14所述的热泵系统，其特征在于，所述热泵还包括热回收换热盘管
(44)、热回收储水罐(45)、防冻液烘干提纯泵(46)和防冻液烘干提纯盘管(47)；
所述的热回收换热盘管(44)配置在热回收储水罐(45)内，其一端与制冷压缩机(20)的
排气相连接，另一端与四通换向阀(21)的a端相连接，所述的防冻液烘干提纯泵(46)一端与
热回收储水罐(45)相连接，另一端与防冻液烘干提纯盘管(47)的一端相连接，所述的防冻
液烘干提纯盘管(47)的另一端与热回收储水罐(45)相连接，所述的防冻液烘干提纯盘管
(47)配置在接水盘(16)的防冻液内。
16.根据权利要求5或6所述冷化霜式风能热泵，其特征在于，还包括制冷压缩机(20)、
四通换向阀(21)、膨胀阀(25)、冷凝器(26)、空调末端循环泵(33)和风机盘管(36)构成逆、
横流风能塔冷化式热泵空调装置。
17.根据权利要求5或6所述冷化霜式风能热泵，其特征在于，还包括制冷压缩机(20)、
膨胀阀(25)、冷凝器(26)、生活热水循环泵(78)、生活热水储水罐(79)、自来水补水接口
(76)和生活热水输出接口(42)构成冷化霜式风能热泵生活热水或蓄能空调装置。
18.根据权利要求16所述冷化霜式风能热泵，其特征在于，还包括防冻液储液罐(57)和
防冻液倒出泵(66)；
所述的防冻液储液罐(57)的一端通过管道与喷淋散水循环泵(14)和表冷器顶部管式
喷淋散水装置(10)连接，防冻液储液罐(57)的另一端通过管道与接水盘(16)相连接。
19.根据权利要求16所述热泵系统，其特征在于，还包括防冻液烘干提纯盘管(47)；
所述防冻液烘干提纯盘管(47)的两端分别通过管道与冷凝器(26)水侧的两端连通。
20.根据权利要求6所述冷化霜式风能热泵，其特征在于，还制冷压缩机(20)、四通换向
阀(21)、冷热风空调末端(22)、室内冷热风换热器(23)、室内空调风机(24)、膨胀阀(25)、制
冷压缩机(80)、四通换向阀(49)、膨胀阀(51)、冷热风空调末端(54)、室内冷热风换热器
(55)和室内空调风机(56)构成横流塔式冷化霜双风能热泵空调装置。
21.根据权利要求6所述冷化霜式风能热泵，其特征在于，还包括制冷压缩机(20)、四通
换向阀(21)、膨胀阀(25)、冷凝器(26)、空调末端循环泵(33)、风机盘管(36)、制冷压缩机
(80)、四通换向阀(49)、冷凝器(50)、膨胀阀(51)、空调末端循环泵(52)、风机盘管(53)构成
横流塔式冷化霜双风能热泵空调装置。
22.根据权利要求18所述冷化霜式风能热泵，其特征在于，还包括由防冻液储液罐
(57)、防冻液烘干提纯换热器(59)、烘干提纯换热器二次泵(60)和烘干提纯换热器一次泵
(61)构成储液罐烘干提纯换热器风能热泵空调装置。
23.根据权利要求16所述的冷化霜式风能热泵，其特征在于，由所述表冷式空气换热器
(1)、制冷压缩机(20)、四通换向阀(21)、膨胀阀(25)和冷凝器(26)构成第一级热泵，由制冷
压缩机(30)、冷凝器(31)、膨胀阀(32)、蒸发器(28)构成第二级热泵，由耦合循环泵(27)和
管道构成耦合换热循环回路，由空调末端循环泵(33)和风机盘管(36)构成空调末端系统。
24.根据权利要求17、23所述的冷化霜式风能热泵，其特征在于，还包括冷压缩机(20)、
膨胀阀(25)、冷凝器(26)、制冷压缩机(30)、冷凝器(31)、膨胀阀(32)、蒸发器(28)、耦合循
环泵(27)、生活热水循环泵(78)、生活热水储水罐(79)、自来水补水接口(76)和生活热水输
出接口(42)构成冷化霜式两级风能热泵生活热水或蓄能空调装置。
25.根据权利要求23所述的冷化霜式风能热泵，其特征在于，还包括防冻液储液罐(57)
和防冻液倒出泵(66)；
所述的防冻液储液罐(57)的一端通过管道与喷淋散水循环泵(14)和表冷器顶部管式
喷淋散水装置(10)连接，防冻液储液罐(57)的另一端通过管道和防冻液倒出泵(66)与接水
盘(16)相连接。
26.根据权利要求25所述的冷化霜式风能热泵，其特征在于，还包括耦合循环罐(81)，
由耦合循环泵(27)、管道和耦合循环罐(81)构成耦合罐式换热循环回路，由空调末端循环
泵(33)和风机盘管(36)构成空调末端输出回路；
所述的耦合循环罐(81)一端与冷凝器(26)水侧的一端和冷凝器(31)水侧的一端及风
机盘管(36)的一端相连接，耦合循环罐(81)的另一端经管道与蒸发器(28)水侧的一端相连
接，蒸发器(28)水侧的另一端通过耦合循环泵(27)与冷凝器(26)水侧的另一端相连接。
27.根据权利要求25所述的冷化霜式风能热泵，其特征在于，还包括蓄能保温水箱
(37)，并由蓄能保温水箱(37)、蓄能循环泵(38)和输出隔离换热器(39)构成空调蓄能装置，
由空调末端循环泵(33)和风机盘管(36)构成空调末端输出回路；
所述的蓄能保温水箱(37)的一端与冷凝器(31)水侧的一端、蒸发器(28)水侧的一端和
冷凝器(26)水侧的一端相连接，蓄能保温水箱(37)的另一端与输出隔离换热器(39)的一端
连接，输出隔离换热器(39)的另一端与蓄能循环泵(38)的一端连接，蓄能循环泵(38)的另
一端与冷凝器(31)水侧的、蒸发器(28)水侧的另一端和冷凝器(26)水侧的另一端相连接。
28.根据权利要求23所述的冷化霜式风能热泵，其特征在于，由防冻液储液罐(57)和防
冻液倒出泵(67)构成稀释防冻液储液倒出装置，由防冻液烘干提纯罐(68)、防冻液烘干加
热二次泵(69)、防冻液加热换热器(70)和防冻液烘干加热一次泵(73)构成稀释防冻液烘干
提纯加热装置。
29.根据权利要求28所述的冷化霜式风能热泵，其特征在于，还包括由蓄能保温水箱
(37)、蓄能循环泵(38)和输出隔离换热器(39)构成空调蓄能装置，由空调末端循环泵(33)
和风机盘管(36)构成空调末端输出回路。
30.根据权利要求29所述的冷化霜式风能热泵，其特征在于，还包括耦合循环罐(81)，
并由耦合循环罐(81)构成耦合循环回路。
31.根据权利要求8或15或19或22或28或29或30所述的冷化霜式风能热泵，其特征在
于，所述的防冻液烘干提纯盘管(47)或防冻液加热换热器(59)或防冻液加热换热器(70)所
需的热源还可以是电加热、余废热、太阳能或锅炉热源替代。