[发明专利]一种防霜热泵机组

说明书

技术领域

本发明涉及一种热泵机组，尤其是一种能够防止蒸发器（室外机）结霜的热泵机组。

背景技术

热泵是通过消耗一定机械功，能从自然环境中吸取热量的设备，由于它能把不能直接利用的低温热源（如空气、土壤、水中所含的热能、太阳能、工业废热等）转换为可利用的高品位热能，从而达到利用少量的高位能，节约大量高位能〔如煤、燃气、油、电等〕的目的。由于热泵具有节能作用同时能降低温室效应和减少对大气的污染，所以热泵技术成为当今世界节能环保最有发展前景的技术之一。传统热泵机组在制热的过程中，因为内机制热、外机就变成散冷、当热度达到一定的温度后，空气中的水蒸气会吸附在蒸发器表面，形成冻结或者凝霜，制约机组与环境换热，消耗机组功率，由此可以看出蒸发器结霜给用户带来了诸多不便。

发明内容

为了克服现有的热泵机组在制热的过程中蒸发器（室外机）结霜的缺陷，本发明的目的在于提供一种在制热过程中室外机蒸发器不结霜的热泵机组。

一种防霜热泵机组，有蒸发器、节流单元、冷凝器、压缩机，其特征在于：防霜热泵机组由热泵机组、冷却塔和脱水器组成，其中热泵机组包括压缩机、冷凝器、节流单元、和蒸发器，压缩机做功实现工质气相变化，进入冷凝器内液化散热，然后通过节流单元加压进入蒸发器中汽化强制吸热，蒸发器与冷却塔耦合，间接与室外环境换热，冷却塔的工质采用一定浓度范围的低冰点的某种物质的水溶液，配合一个脱水器以保持其工质浓度。

本发明的有益效果是，因为室外机蒸发器与室外空气间接换热，蒸发器与冷却塔耦合避免了与环境直接接触而产生霜冻，所以冬季热泵机组制热的时候不会结霜，在确保正常制热运行的同时又提高了制热效率，乙二醇水溶液作为载冷剂冰点较低，冬季室外温度不足以使其凝固，以保证蒸发器与环境持续换热，脱水器确保乙二醇溶液的浓度保持在一定的范围内，从而稳定其凝点。

附图说明

附图是本发明的工作原理图。

其中：1，压缩机 ；2，冷凝器；3，节流单元 ；4，蒸发器；5，导热单元；6，冷却塔；7，脱水器。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

在附图中，压缩机（1）做功实现工质的汽液转化，变为高压高温汽态，进入冷凝器（2）内，压力变小，高压气态工质在冷凝器内液化，变为低压低温液态，工质由汽态转化为液态的同时放出大量的热，达到制热效果，而后经节流阀（3）进入蒸发器（4）内，在节流的作用下增加液态工质的压力使其变为高压低温液态，在蒸发器内汽化，通过导热单元（5）与冷却塔（6）强制换热，达到吸热的目的，在环境中吸取热量，再进入压缩机进行压缩，完成一个制热循环，冷却塔配合设置脱水器（7），在溶液浓度低于20%时，脱水器工作过滤除水分，使溶液浓度提高，被滤除的水分被排出。

电力驱动压缩机做功提高工质能量，通过压力和温度的变化实现工质的汽液态转换，利用工质汽化吸热、液化放热的性质在室内机一端放热，在室外机一端吸热，室外机耦合冷却塔，间接和空气接触，冷却塔工质采用冰点较低的浓度在20～50%之间的乙二醇溶液，为了保持溶液浓度在这一范围内，冷却塔配合设置脱水器。

其中，蒸发器与冷却塔利用导热单元通过联通或者其他方式耦合在一起，联通方式时，导热单元采用套管式换热器，利用换热器与冷凝塔换热，采用耦合式时，蒸发器设置在冷却塔内，在传递的过程中不会外泄热量，没有热量损失。

冷却塔内的工质采用20～50%浓度的乙二醇溶液，其冰点随着乙二醇在水溶液中的浓度变化而变化，浓度在59％以下时，水溶液中乙二醇浓度升高冰点降低，但浓度超过59％后，随着乙二醇浓度的升高，其冰点呈上升趋势。

冷却塔配合设置脱水器，脱水器有两种：蒸发式和渗透式，蒸发式脱水器利用环境能蒸发水分，使乙二醇水溶液中的水分受热蒸发或利用水分子的自由运动蒸发水分以提高水溶液浓度；渗透式脱水器利用渗透膜施以渗透压力，从而滤除乙二醇溶液当中的水分，使溶液保持在一定的浓度范围内，稳定乙二醇水溶液的冰点。