一种换热器排水节能装置及空气源热泵机组

技术领域

本发明涉及热泵排水领域，尤其涉及一种换热器排水节能装置及空气源热泵机组。

背景技术

空气源热泵将空气中的低温热能通过压缩机转化为高温热能，具有节能、便捷、安全和环保的优点。基于其工作原理和产品结构特点，通常将其安装于室外环境。

当热泵机组运行制热工作模式时，翅片式换热器作蒸发器使用，蒸发时会产生大量的冷凝水沿着翅片往下流；由于水的张力作用，冷凝水形成水珠悬挂在翅片最下方，若仅靠水珠的自身重力作用进行排水，排水效率低、效果差，会使过多的冷凝水无法及时排出并集聚在翅片表面影响蒸发器的进风量，进而影响翅片式换热器的换热效率。

当热泵机组运行制冷工作模式时，翅片式换热器作冷凝器使用，此时不会产生冷凝水但会吸附空气中的大量尘埃和粉尘，使得翅片式换热器在使用一段时间后，散热翅片外表面会产生积尘，进而影响翅片式换热器的换热效率。

为此，现有顶出风结构的空气源热泵机组根据翅片式换热器的排水特性都会将翅片管换热器设计成竖直安装或倾斜一定角度安装，方便翅片管换热器顺利排水。但该设计存在以下问题：

(1)增加结构设计空间，使热泵机组的产品尺寸增大；

(2)换热器迎风面进风量存在分布不均，影响换热器效率。

发明内容

基于此，本发明的目的在于，提供一种换热器排水节能装置，其具有消除换热器积水、提高换热器的换热效率、增强换热器的散热效果的优点。

一种换热器排水节能装置，包括安装在换热器外表面的导轨、刷板组件和喷雾组件，所述刷板组件与所述导轨耦合连接并可沿所述导轨滑动，所述刷板组件在滑动过程中破坏附着在换热器外表面的水珠张力并引导水珠沿刷板组件脱离换热器；所述喷雾组件与所述刷板组件通过水路连接，所述喷雾组件将外部水源的水雾化后通过刷板组件喷淋到换热器外表面。

与现有技术相比，本发明所述的换热器排水节能装置，在热泵机组运行制热模式时可破坏换热器表面积聚的冷凝水的张力，引导冷凝水脱离换热器表面，提高换热器的换热效率；在热泵机组运行制冷模式时可向换热器喷淋水雾，增强换热器的散热效果；从整体上提高换热器的能效。

进一步地，所述刷板组件包括一底板及固定设置在底板上的滑块耦合架和导水刷组，所述滑块耦合架与所述导轨耦合并可带动所述刷板组件沿所述导轨滑动，所述导水刷组在滑动过程中引导附着在换热器外表面的水珠脱离换热器。

进一步地，所述刷板组件还包括驱动组件，所述驱动组件包括至少一驱动轮、至少一从动轮和驱动电机，所述驱动轮和所述从动轮设置在所述滑块耦合架上且与所述导轨的轨道面接触，所述驱动电机驱动所述驱动轮转动而带动所述从动轮转动，进而带动所述刷板组件沿所述导轨滑动。

进一步地，所述导水刷组由亲水性材料制作的毛刷均匀的排布在所述底板上。该设置可进一步地增强排除换热器表面水珠的能力。

进一步地，所述滑块耦合架与所述导轨耦合连接的部位为扣锁结构，打开所述扣锁将滑块耦合架置于所述导轨的轨道面上再扣上扣锁，使所述滑块耦合架与所述导轨耦合。该设置可使刷板组件轻松的安装在导轨上。

进一步地，所述喷雾组件还包括连接所述电动三通阀与所述进水管路的第二水管路，外部水源的水经电动三通阀后再经所述第二水管路后再经所述进水管路通过所述喷水孔喷淋到换热器外表面。当换热器表面沉积了较多灰尘和附着了树叶等物质时，该设置可有效清楚换热器表面的灰尘和垃圾，提供换热器表面的清洁度，使换热器在制冷模式时具有设计的最大进风量，不影响换热器的效率；在制热模式时可进行有效的散热。

同时，本发明还提供一种空气源热泵机组，包括通过冷媒循环管路依次连接的压缩机、四通阀、空气侧翅片式换热器、节流阀、水源侧板式换热器，在所述空气侧翅片式换热器的外部设置了一如上述的排水节能装置。

进一步地，所述热泵机组还包括设置在所述热泵机组顶部的风机，所述空气侧翅片式换热器水平设置并与所述风机平行。

与现有技术相比，本发明所述的空气源热泵机组通过水平设置换热器，可有效控制机组的尺寸，同时结合换热器的排水节能装置，可使换热器在制冷模式时具有最大且均匀的进风量，在制热模式时具有有效的散热，整体提高机组的效率。

为了更好地理解和实施，下面结合附图详细说明本发明。

附图说明

图1为空气源热泵机组的结构示意图；

图2为排水节能装置的装配正视图；

图3为排水节能装置的结构示意图；

图4为图3排水节能装置中刷板组件的局部放大图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例的附图，对本发明的技术方案进行清楚完整的描述。

本申请实施例使用的术语仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请实施例。在本申请实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，除非另有说明，“多个”是指两个或两个以上；本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。在本申请的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区别，而非用于描述特定的顺序或先后次序，也不能理解为指示或暗示相对重要性。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

对于具顶部出风结构的空气源热泵机组，若将空气侧翅片式换热器设置成竖直式或倾斜式，可解决了空气侧翅片式换热器冷凝水的排水问题，但使空气侧翅片式换热器迎风面存在进风量分布不均、影响换热器效率的问题，及使整个空气源热泵机组尺寸增大的问题；若将空气侧翅片式换热器设置成水平式，即翅片水平面与风机所在面平行，可使空气侧翅片式换热器迎风面进风量分布均匀，但使空气侧翅片式换热器迎风面翅片存在易积水、排水困难的问题，及迎风面翅片易吸附积聚灰尘、背风面翅片易积聚自然下落的灰尘、落叶、垃圾等问题，使空气侧翅片式换热器的进风量降低、换热效率下降。为使空气侧翅片式换热器具有最大且均匀的进风量及无冷凝水积聚，使其时刻具有最佳的换热效率，本发明提供一种在水平设置的空气侧翅片式换热器上安装排水节能装置的空气源热泵机组，解决具顶部出风结构的空气源热泵机组的空气侧翅片式换热器迎风面翅片存在的易积水、排水困难的问题及迎风面、背风面翅片存在的易积尘的问题，使空气侧翅片式换热器进、出风通畅且均匀，提高空气侧翅片式换热器实际使用时的换热效率。

请参阅图1，本发明所述的空气源热泵机组包括压缩机100、四通阀(图未示出)、空气侧翅片式换热器300、节流阀(图未示出)、水源侧板式换热器500、风机600、排水节能装置700和控制器(图未示出)及其它辅助管件、支撑件。所述压缩机100、四通阀、空气侧翅片式换热器300、节流阀和水源侧板式换热器500依次通过冷媒管路循环连接。

请参阅图2，所述风机600设置在所述空气源热泵机组的顶部；所述空气侧翅片式换热器300水平设置在风机600正下方，使空气侧翅片式换热器300的迎风面风场均匀；所述排水节能装置700安装在空气侧翅片式换热器300的迎风面翅片和/或背风面翅片上，可沿空气侧翅片式换热器300的迎风面翅片和/或背风面翅片做往复运动。

所述控制器与排水节能装置700电连接或通讯连接，通过获取热泵机组的运行时间和工作模式，向排水节能装置700发送排水、喷雾或清洁的指令，控制排水节能装置700沿空气侧翅片式换热器300的迎风面翅片和/或背风面翅片的表面进行作业。

具体实施时，在所述空气侧翅片式换热器300的外表面靠近并平行于所述空气侧翅片式换热器300的迎风面翅片和背风面翅片的位置上设置中间端板310，所述中间端板310的长轴方向与所述空气侧翅片式换热器300两侧边板平行，且所述中间端板310位于两侧边板的中间位置。

请参阅图3，所述排水节能装置700包括导轨710、至少一刷板组件720和喷雾组件730。

所述导轨710安装在所述中间端板310上，并沿着所述中间端板310的长轴方向设置。所述导轨710根据刷板组件720的数量铺设，当只需在所述空气侧翅片式换热器300的迎风面翅片或背风面翅片安装一刷板组件720时，则将所述导轨710铺设在所述迎风面翅片或背风面翅片的中间端板310上；当需在所述迎风面翅片和背风面翅片都安装刷板组件720时，则将导轨710铺设在所述迎风面翅片和背风面翅片的中间端板310上。

请参阅图4，所述刷板组件720包括一底板721及设置在所述底板721上的滑块耦合架722、导水刷组723和驱动组件724。所述刷板组件720安装在导轨710上，通过所述滑块耦合架722与所述导轨710进行耦合，使所述刷板组件720可沿平行于迎风面翅片和/或背风面翅片的导轨710做往复运动。

所述底板721为一长条形的具有一定刚度的板，其长度略小于所述空气侧翅片式换热器300两侧边板间的距离，使所述刷板组件720沿导轨710滑动时，其长度可覆盖到空气侧翅片式换热器300靠近两侧边板的翅片。所述底板721面向所述空气侧翅片式换热器300翅片的工作面划分为中心驱动区A、刷组排布区B和边缘喷水区C。

所述滑块耦合架722固定安装在所述底板721的中心驱动区A上，所述滑块耦合架722中部具有一镂空部，所述镂空部分为上镂空部和下镂空部，所述上镂空部和下镂空部贯穿，其中，下镂空部形状与所述导轨710横截面形状匹配以使所述导轨710能穿过所述镂空部而使所述滑块耦合架722与所述导轨710耦合，进而使所述刷板组件720可沿平行于迎风面翅片和/或背风面翅片的导轨710做往复运动。进一步的，所述滑块耦合架722的中部镂空部由一卡件和一扣锁合围形成，合围的镂空部的下镂空部形状与所述导轨710横截面形状匹配，打开所述扣锁将卡件置于所述导轨710上，再扣上扣锁，使所述滑块耦合架722与所述导轨710耦合。

所述导水刷组723固定填充在刷组排布区B上，用于与空气侧翅片式换热器300翅片表面接触，引导所述空气侧翅片式换热器300翅片表面的水珠沿导水刷流动。进一步地，所述导水刷组723采用亲水性材料，用于增强空气侧翅片式换热器300表面水珠的排除能力。

所述驱动组件724固定设置在中心驱动区A上，其包括至少一驱动轮7241、至少一从动轮7242和驱动电机。所述驱动轮7241和所述从动轮7242均安装在滑块耦合架722的中部镂空部的上镂空部区域。所述驱动轮7241和所述从动轮7242的滚轮与导轨710的轨道面接触，所述驱动轮7241与所述从动轮7242在所述导轨710的轨道面上对称设置。所述驱动轮7241与驱动电机传动连接，所述从动轮7242在所述驱动轮7241的转动下跟随驱动轮7241转动，进而带动所述刷板组件720沿着导轨710做往复运动。所述驱动电机安装在所述滑块耦合架722的一侧并与所述驱动轮7241传动连接。通电后，所述驱动电机驱动驱动轮7241带动从动轮7242一同沿着导轨710的轨道面行进，使所述刷板组件720可稳固的在所述导轨710上行进。以上是本申请提供的一种导轨与驱动轮、从动轮的设置方式，本申请不对此作限制。在具体实施时，可采用现有的滚珠导轨、滚轮导轨、滑块导轨等的设置方式，以使所述刷板组件720可沿着导轨710做往复运动。

所述喷雾组件730包括设置在所述底板721边缘喷水区C上的若干喷水孔731、进水管路732，及设置在所述刷板组件720外侧的第一水管路734、第二水管路735和雾化水泵736，及连接第一水管路734、第二水管路735与外部水源的电动三通阀737。

具体地，所述进水管路732一端连通所有喷水孔731，另一端分别与第一水管路734、第二水管路735连通。所述第一水管路一端与进水管路732连接并在连接处设置第一电动单向调节阀7341，控制进入所述进水管路732的水雾量，所述第一水管路732的另一端与所述雾化水泵736的一端连接，所述雾化水泵736的另一端与所述电动三通阀737的第一阀口连接。所述第二水管路735一端与进水管路732连接并在连接处设置第二电动单向调节阀7351，控制进入所述进水管路732的水流量，所述第二水管路735的另一端与所述电动三通阀737的第二阀口连接。所述电动三通阀737的第三阀口与外部水源连接，通过控制第一阀口、第二阀口的开闭，向所述喷水孔731输送水或水雾。

在具体实施时，可根据需要在所述空气侧翅片式换热器300的迎风面翅片或背风面翅片安装一刷板组件720。亦可在所述空气侧翅片式换热器300的迎风面翅片和背风面翅片各安装一刷板组件720，各刷板组件720独立作业。

在另一实施方式中，当在所述空气侧翅片式换热器300的迎风面翅片和背风面翅片各安装一刷板组件时，可将安装在背风面翅片的刷板组件720的驱动电机和雾化水泵736省略，使安装在背风面翅片的刷板组件与安装在迎风面翅片的刷板组件共用同一驱动电机和同一雾化水泵，相应的电路连接和水路连接根据实际情况进行调整，并在两刷板组件沿底板721的长度方向的两端侧设置牵引绳，使安装在背风面翅片一侧的刷板组件在迎风面翅片侧的刷板组件的带动下一起沿着导轨710行进，共同在所述空气侧翅片式换热器300迎风面翅片和背风面翅片上作业。

当空气源热泵机组运行制热模式一段时间后，控制器向排水节能装置700的刷板组件720发送排水作业指令，控制驱动组件724驱动底板721带动导水刷组723在所述空气侧翅片式换热器300的迎风面翅片表面做往复扫刷运动，同时控制喷雾组件730关闭第一电动单向调节阀7341和第二电动单向调节阀7351。导水刷组723与所述空气侧翅片式换热器300迎风面翅片接触，破坏冷凝水水珠的张力，引导冷凝水沿着导水刷组723脱离所述空气侧翅片式换热器300迎风面翅片，避免所述空气侧翅片式换热器300迎风面翅片表面积水，提高空气侧翅片式换热器的换热效率。

当空气源热泵机组运行制冷模式一段时间后，控制器向排水节能装置700的刷板组件720发送喷雾作业指令，控制驱动组件724驱动底板721在所述空气侧翅片式换热器300的迎风面和/或背风面翅片表面做往复运动，同时控制喷雾组件730关闭第二电动单向调节阀7351，打开第一电动单向调节阀7341，使电动三通阀737的第一阀口和第三阀口导通，启用雾化水泵将水进行高压雾化后从若干喷水孔731喷出，直接喷淋到空气侧翅片式换热器300上，增强空气侧翅片式换热器的散热效果。

当空气源热泵机组运行清洁模式时，控制器向排水节能装置700的刷板组件72发送清洁作业指令，控制驱动组件724驱动底板721带动导水刷组723在所述空气侧翅片式换热器300的迎风面和/或背风面翅片表面做往复扫刷运动，同时控制喷雾组件730关闭第一电动单向调节阀7341，打开第二电动单向调节阀7351，使电动三通阀737的第二阀口和第三阀口导通，将外部水源的水从若干喷水孔731喷出，直接喷淋到空气侧翅片式换热器300上冲洗翅片上沉积的灰尘，此时导水刷组723将携带灰尘的污水刷出排出，提高了空气侧翅片式换热器300的表面清洁度，使空气侧翅片式换热器300在制冷模式时具有最大且均匀的进风量，提高空气侧翅片式换热器的换热效率。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，则本发明也意图包含这些改动和变形。