本發(fā)明涉及熱泵技術領域，尤其涉及一種空氣源熱泵系統(tǒng)的蒸發(fā)器以及具有該蒸發(fā)器的空氣源熱泵系統(tǒng)，還有具有該蒸發(fā)器的空氣源熱泵系統(tǒng)的控制方法。

背景技術：

空氣源熱泵技術是從空氣中提取低品位熱能,通過壓縮后將能量轉換為高品位的熱能。相對于傳統(tǒng)的燃煤,燃油,燃氣鍋爐和電鍋爐,空氣源熱泵系統(tǒng)擁有巨大的經(jīng)濟和節(jié)能效益。

在我國電力資源短缺的前提下，采用空氣源熱泵機組，能以最小的電力投入獲得最大的供熱效益。目前空氣源熱泵在長江以南地區(qū),用于熱水制備方面使用非常廣泛,并且取得了很好的節(jié)能效果。然而在冬季需要采暖的寒冷地區(qū),受低溫影響,空氣源熱泵系統(tǒng)存在運行效率低、易結霜的問題，當下亟需尋找一種有效的方法克服空氣源熱泵系統(tǒng)在嚴寒地區(qū)的種種劣勢。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決相關技術中的技術問題之一。為此，本發(fā)明提出一種空氣源熱泵系統(tǒng)的蒸發(fā)器，該蒸發(fā)器可以有效除霜，還至少一定程度上起到提高工質管道換熱效果的作用。

本發(fā)明進一步地提出了一種空氣源熱泵系統(tǒng)。

本發(fā)明進一步地還提出了一種空氣源熱泵系統(tǒng)的控制方法。

根據(jù)本發(fā)明的空氣源熱泵系統(tǒng)的蒸發(fā)器，包括：工質管道；熱水管道；翅片，所述翅片連接在所述工質管道和所述熱水管道之間，所述熱水管道選擇性地供入熱水以去除所述翅片上的結霜。

根據(jù)本發(fā)明的蒸發(fā)器，通過設置熱水管道，蒸發(fā)器在低溫工況下能夠對空氣熱源進行熱量補充，可以保證空氣源熱泵系統(tǒng)較高的運行效率，并且能夠進行有效除霜，從而可以實現(xiàn)空氣源熱泵系統(tǒng)在嚴寒地區(qū)的正常工作。而且，工質管道和熱水管道共用翅片，能夠提高兩者的換熱效率。

在本發(fā)明的一些示例中，所述工質管道與所述熱水管道的流向相反。

在本發(fā)明的一些示例中，所述工質管道和所述熱水管道分別為對稱結構。

在本發(fā)明的一些示例中，所述工質管道包括：工質進口、工質出口和偶數(shù)條工質分支管道，所述偶數(shù)條工質分支管道對稱分布且共用所述工質進口和所述工質出口。

在本發(fā)明的一些示例中，每條所述工質分支管道蜿蜒延伸。

在本發(fā)明的一些示例中，所述熱水管道包括：熱水進口、熱水出口和偶數(shù)條熱水分支管道，所述偶數(shù)條熱水分支管道對稱分布且共用所述熱水進口和所述熱水出口。

在本發(fā)明的一些示例中，每條所述熱水分支管道蜿蜒延伸。

在本發(fā)明的一些示例中，所述工質管道和所述熱水管道間隔開且關于所述蒸發(fā)器的中心對稱設置。

在本發(fā)明的一些示例中，所述蒸發(fā)器還包括：霜層檢測裝置，所述霜層檢測裝置在所述翅片上的霜層厚度達到預定厚度時傳遞向所述熱水管道供水的信號。

在本發(fā)明的一些示例中，所述霜層檢測裝置為激光傳感器。

在本發(fā)明的一些示例中，所述熱水為廢熱水。

根據(jù)本發(fā)明的空氣源熱泵系統(tǒng)，包括所述的空氣源熱泵系統(tǒng)的蒸發(fā)器。

根據(jù)本發(fā)明的空氣源熱泵系統(tǒng)的控制方法，其特征在于，所述空氣源熱泵系統(tǒng)包括上述的蒸發(fā)器；所述控制方法包括：第一工作模式：在所述霜層檢測裝置檢測到的霜層厚度d1與預定值d0滿足關系式：0＜d1＜d0時，所述熱水管道不供熱水，在霜層厚度d1與預定值d0滿足關系式：d1≥d0時，所述熱水管道供入熱水。

在本發(fā)明的一些示例中，所述空氣源熱泵系統(tǒng)還包括：環(huán)境溫度傳感器；所述控制方法還包括：第二工作模式：在所述霜層檢測裝置檢測到的霜層厚度d1與預定值d0滿足關系式：d1＝0且所述環(huán)境溫度傳感器檢測到的環(huán)境溫度t1與預定值t0滿足關系式：t1≥t0時，所述熱水管道不供熱水。

在本發(fā)明的一些示例中，所述控制方法還包括：第三工作模式：在所述霜層檢測裝置檢測到的霜層厚度d1與預定值d0滿足關系式：0＜d1＜d0且所述環(huán)境溫度傳感器檢測到的環(huán)境溫度t1與預定值t0滿足關系式：t1＜t0時，所述熱水管道供入熱水。

附圖說明

圖1是根據(jù)本發(fā)明實施例的空氣源氣泵系統(tǒng)的結構示意圖；

圖2是蒸發(fā)器的結構示意圖；

圖3是蒸發(fā)器的展開示意圖。

附圖標記：

空氣源熱泵系統(tǒng)100；

蒸發(fā)器10；工質管道1；工質進口1a；工質出口1b；工質分支管道1c；工質流量分配器1d；

熱水管道2；熱水進口2a；熱水出口2b；熱水分支管道2c；熱水流量分配器2d；

翅片3；霜層檢測裝置4；

氣液分離器20；壓縮機30；冷凝器40；儲液罐50；干燥過濾器60；膨脹閥70；環(huán)境溫度傳感器80；風機90。

具體實施方式

下面詳細描述本發(fā)明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，旨在用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對本發(fā)明的限制。

下面參考圖1-圖3詳細描述根據(jù)本發(fā)明實施例的空氣源熱泵系統(tǒng)100的蒸發(fā)器10，該蒸發(fā)器10應用在空氣源熱泵系統(tǒng)100中。

如圖2和圖3所示，根據(jù)本發(fā)明實施例的蒸發(fā)器10可以包括：工質管道1、熱水管道2和翅片3，翅片3連接在工質管道1和熱水管道2之間，熱水管道2選擇性地供入熱水以去除翅片3上的結霜。其中，當翅片3上的霜層達到一定值時，熱水管道2內(nèi)供入熱水，從而熱水管道2通過翅片3可以向外界傳熱，進而可以使得霜層融化，達到除霜效果。

需要說明的是，在熱水管道2中供入熱水后，熱水管道2能夠通過翅片3向工質管道1換熱，從而至少一定程度上能夠起到加熱工質的作用，可以提高空氣源熱泵系統(tǒng)100的工作效果。

由此，根據(jù)本發(fā)明實施例的蒸發(fā)器10，通過設置熱水管道2，在低溫工況下能夠對空氣熱源進行熱量補充，可以保證空氣源熱泵系統(tǒng)100較高的運行效率，并且能夠進行有效除霜，從而可以實現(xiàn)空氣源熱泵系統(tǒng)100在嚴寒地區(qū)的正常工作。而且，工質管道1和熱水管道2共用翅片3，能夠提高兩者的換熱效率。

其中，熱水可以為廢熱水，這樣可以節(jié)省能源，并且廢熱水能一直提供，從而可以保證空氣源熱泵系統(tǒng)100的運行穩(wěn)定性。

可選地，如圖2和圖3所示，工質管道1與熱水管道2的流向相反。可以理解的是的，流向相反設置的工質管道1與熱水管道2，能夠有效提高熱水管道2和工質管道1之間的換熱效率。

根據(jù)本發(fā)明的一個可選實施例，如圖3所示，工質管道1和熱水管道2分別為對稱結構。對稱結構可以有利于工質管道1和熱水管道2在蒸發(fā)器10內(nèi)的布置，而且有利于工質管道1和熱水管道2在溫度和壓差之間的平衡。

具體地，工質管道1可以包括：工質進口1a、工質出口1b和偶數(shù)條工質分支管道1c，偶數(shù)條工質分支管道1c對稱分布，而且偶數(shù)條工質分支管道1c共用工質進口1a和工質出口1b。例如，如圖2所示，工質分支管道1c為兩條，而且兩個工質分支管道1c對稱分布，由于兩個工質分支管道1c共用一個工質進口1a和一個工質出口1b，這樣兩個工質分支管道1c的流向可以相反，從而可以進一步地有利于實現(xiàn)溫度和壓差之間的動態(tài)平衡，而且還可以對空氣源熱泵系統(tǒng)100形成保護，當其中一條工質分支管道1c出現(xiàn)問題時，另一條工質分支管道1c仍可繼續(xù)工作。其中，在工質進口1a處可以設置有工質流量分配器1d，工質流量分配器1d用于分配和調節(jié)工質流量。

可選地，如圖3所示，每條工質分支管道1c蜿蜒延伸。蜿蜒延伸的工質分支管道1c長度較大，這樣可以有效增加工質管道1的換熱面積和換熱時間，從而可以進一步地提高工質管道1的換熱效果。

具體地，熱水管道2可以包括：熱水進口2a、熱水出口2b和偶數(shù)條熱水分支管道2c，偶數(shù)條熱水分支管道2c對稱分布，而且偶數(shù)條熱水分支管道2c共用熱水進口2a和熱水出口2b。例如，如圖2所示，熱水分支管道2c為兩條，而且兩個熱水分支管道2c對稱分布，由于兩個熱水分支管道2c共用一個熱水進口2a和一個熱水出口2b，這樣兩個熱水分支管道2c的流向可以相反，從而可以進一步地有利于實現(xiàn)溫度和壓差之間的動態(tài)平衡，而且還可以對空氣源熱泵系統(tǒng)100形成保護，當其中一條熱水分支管道2c出現(xiàn)問題時，另一條熱水分支管道2c仍可繼續(xù)工作。其中，在熱水進口2a處可以設置有熱水流量分配器2d，熱水流量分配器2d用于分配和調節(jié)熱水的流量。

可選地，如圖3所示，每條熱水分支管道2c蜿蜒延伸。蜿蜒延伸的熱水分支管道2c長度較大，這樣可以有效增加熱水管道2的換熱面積和換熱時間，從而可以進一步地提高熱水管道2的換熱效果。

進一步地，工質管道1和熱水管道2間隔開設置，而且工質管道1和熱水管道2關于蒸發(fā)器10的中心對稱設置。由此，蒸發(fā)器10整體布置較可靠，而且可以有利于工質管道1和熱水管道2之間的換熱。

其中，如圖2所示，蒸發(fā)器10內(nèi)還可以設置風機90，風機90可以位于靠近工質管道1的一側，風機90可以形成從熱水管道2向工質管道1流動的風，從而可以有利于熱水管道2和工質管道1之間的換熱，可以有利于提升蒸發(fā)器10的除霜能力。

根據(jù)本發(fā)明的一個具體實施例，如圖1所示，蒸發(fā)器10還可以包括：霜層檢測裝置4，霜層檢測裝置4在翅片3上的霜層厚度達到預定厚度時傳遞向熱水管道2供水的信號。由此，在外界環(huán)境溫度較低且翅片3上的霜層厚度已經(jīng)達到預定厚度時，霜層檢測裝置4傳遞出供水信號，這樣熱水管道2內(nèi)供入廢熱水，廢熱水快速與翅片3進行換熱，從而可以達到快速除霜效果。

其中，霜層檢測裝置4可以為激光傳感器，激光傳感器檢測準確，從而可以有利于蒸發(fā)器10及時除霜，可以保證蒸發(fā)器10的工作穩(wěn)定性。還有，激光傳感器可以固定在蒸發(fā)器10的殼體上，工質管道1和熱水管道2可以設置在殼體內(nèi)。

根據(jù)本發(fā)明實施例的空氣源熱泵系統(tǒng)100，包括上述實施例的蒸發(fā)器10。如圖1所示，空氣源熱泵系統(tǒng)100還可以包括：依次相連的氣液分離器20、壓縮機30、冷凝器40、儲液罐50、干燥過濾器60和膨脹閥70，膨脹閥70與工質進口1a相連接，工質出口1b與氣液分離器20相連接，從而可以形成循環(huán)回路。

下面詳細描述一種根據(jù)本發(fā)明實施例的空氣源熱泵系統(tǒng)100的控制方法，該空氣源熱泵系統(tǒng)100為包括霜層檢測裝置4的空氣源熱泵系統(tǒng)100。

控制方法包括：第一工作模式：在霜層檢測裝置4檢測到的霜層厚度d1與預定值d0滿足關系式：0＜d1＜d0時，熱水管道2不供熱水，在霜層厚度d1與預定值d0滿足關系式：d1≥d0時，熱水管道2供入熱水。也就是說，在翅片3已經(jīng)結霜但是結霜厚度未達到預定值d0時，空氣源熱泵系統(tǒng)100仍能夠繼續(xù)工作，此時熱水管道2不供入熱水；當霜層厚度達到預定值d0時，將對空氣源熱泵系統(tǒng)100影響較大，此時，熱水管道2內(nèi)供入熱水，熱水可以快速與翅片3和工質管道1換熱，從而可以快速除霜，進而可以保證空氣源熱泵系統(tǒng)100的工作穩(wěn)定性。

其中，如圖1所示，空氣源熱泵系統(tǒng)100還可以包括：環(huán)境溫度傳感器，環(huán)境溫度傳感器可以用于檢測外界環(huán)境溫度。

控制方法還包括：第二工作模式：在霜層檢測裝置4檢測到的霜層厚度d1與預定值d0滿足關系式：d1＝0且環(huán)境溫度傳感器檢測到的環(huán)境溫度t1與預定值t0滿足關系式：t1≥t0時，熱水管道2不供熱水。也就是說，在翅片3上未結霜且蒸發(fā)器10能夠較好地工作時，此時無需熱水管道2工作。

控制方法還可以包括：第三工作模式：在霜層檢測裝置4檢測到的霜層厚度d1與預定值d0滿足關系式：0＜d1＜d0且環(huán)境溫度傳感器檢測到的環(huán)境溫度t1與預定值t0滿足關系式：t1＜t0時，熱水管道2供入熱水。也就是說，即使在霜層厚度未達到預定值d0，但環(huán)境溫度較低時，熱水管道2供入廢熱水，這樣熱水管道2能夠與工質管道1換熱，從而可以提高工質管道1內(nèi)的工質溫度，進而可以提高空氣源熱泵系統(tǒng)100的工作穩(wěn)定性。

需要說明的是，第一工作模式和第三工作模式可以彼此單獨實施，即實施第一工作模式時不實施第三工作模式，實施第三工作模式時不實施第一工作模式。

在本說明書的描述中，參考術語“一個實施例”、“一些實施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結合該實施例或示例描述的具體特征、結構、材料或者特點包含于本發(fā)明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術語的示意性表述不必須針對的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結構、材料或者特點可以在任一個或多個實施例或示例中以合適的方式結合。此外，在不相互矛盾的情況下，本領域的技術人員可以將本說明書中描述的不同實施例或示例以及不同實施例或示例的特征進行結合和組合。

盡管上面已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實施例，可以理解的是，上述實施例是示例性的，不能理解為對本發(fā)明的限制，本領域的普通技術人員在本發(fā)明的范圍內(nèi)可以對上述實施例進行變化、修改、替換和變型。