一种整体式热泵机组

技术领域

本发明涉及空调制冷技术领域，特别涉及一种整体式热泵机组。

背景技术

热泵空调利用地表土壤、空气和水体所储藏的太阳能资源作为冷热源，无燃烧，无排烟，无废弃物，无污染，是一种清洁环保的利用可再生资源的一种技术。热泵系统由热泵机组、高位能输配系统、低位热源采集系统和热分配系统四部分组成；以室外空气为热源(或热汇)的热泵机组，称为空气源热泵机组，整套系统又称空气源热泵空调系统；其中，热泵机组是热泵系统中最为重要的一部分，它关系着整个制冷/制热的工作效率和能源损耗。

常用的热泵机组中，其原理是：机组运行制冷时，循环流程是：压缩机→气液分离器→四通阀→翅片换热器→电子膨胀阀→套管换热器→四通阀→气液分离器→压缩机。机组运行制热时，循环流程是：压缩机→气液分离器→四通阀→套管换热器→电子膨胀阀→翅片换热器→四通阀→气液分离器→压缩机。机组通过套管换热器中的循环水把机组的冷或热量不断的输送给空调末端系统，达到制冷和制热的目的。

而传统的热泵机组体积较大、电控布局往往较为复杂，占用空间大，且采用一体式的外壳安装，导致内部电控部件维修不便；同时，由于电控部件发热和水汽侵蚀问题，容易导致设备故障；此外，电控部件中的强电和弱电线路混合布置，存在安全隐患；因此，如何优化电控布局，提高热泵机组的运行效率和维修便利性，成为亟待解决的问题。

发明内容

为了解决上述背景技术中提出的技术缺陷，本发明的目的是提供一种整体式热泵机组，旨在解决现有技术中的缺陷，提高热泵机组的运行效率和维护便利性。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种整体式热泵机组，所述机箱内竖向设置有中隔板，所述中隔板将机箱的内腔分隔为风机风道腔和管路腔，位于所述管路腔内设置有热泵系统和电控系统，所述热泵系统与电控系统采用竖向布局，所述热泵系统包括热力模块和水力模块，所述热力模块与水力模块之间相互连通；所述电控系统内采用强弱电分离设置，且电控系统的外侧涂覆有防水材料；所述电控系统包括主控模块、电源模块、传感器模块和执行器模块，所述主控模块负责协调各模块工作，所述电源模块提供稳定电源，所述传感器模块收集设备运行数据，所述执行器模块控制设备运行状态；各模块通过通信接口实现数据交互。

优选的，所述热泵模块包括储液器、气液分离器和压缩机，所述储液器和气液分离器固定连接于中隔板位于管道腔的一侧上，且储液器和气液分离器均与压缩机之间通过管道连通，所述压缩机固定于机箱的底部。

优选的，所述管道上安装有用于控制气流方向的四通阀部件。

优选的，所述水力模块包括水泵、水箱和水管，所述水泵连接于水管上，用于增压流量和控制水流的流向；所述水箱安装于热泵模块的后方，所述水管与水箱相连通，且水管位于机箱的背侧设置有进水口和出水口。

优选的，所述主控模块外固定连接有内机板电控盒，所述内机板电控盒悬挂于机箱的右前侧；所述电源模块、传感器模块和执行器模块外均连接有驱动板电控盒，所述驱动板电控盒横向设置于机箱的上部，且驱动板电控盒横跨设置在中隔板两侧的风机风道腔和管路腔上。

优选的，所述驱动板电控盒的底部还设置有散热器，所述散热器由多个等距排列的散热翅片组成，且散热器的一侧可拆卸连接于中隔板位于风机风道腔的一侧。

优选的，所述中隔板位于管道腔的一侧还连接有电抗器，所述电抗器分别与主控模块、电源模块、传感器模块以及执行器模块电连接。

优选的，所述风机风道腔内设置有换热器和风机，所述风机至少设置为两个，两个所述风机呈上下排列设置，且风机与换热器电连接。

优选的，所述机箱包括框架、风机盖板以及侧盖板，所述风机盖板位于机箱前侧且固定连接于框架上，且风机盖板上设置有风机网罩，所述风机网罩套设于风机上；所述侧盖板设置有多个，多个所述侧盖板均固定安装于框架的四周侧壁上。

优选的，所述框架上还单独设置有热泵盖板和电控盖板，所述热泵盖板和电控盖板均与风机盖板同侧设置，且热泵盖板与电控盖板可拆卸连接于框架上形成检修口。

综上所述，本发明的有益效果为:

本发明通过将热泵系统和电控系统集成设计于机箱内，一体式的结构使得热泵机组的体积减少，方便于搬运和安装；同时，电控系统内强电与弱电线路实现严格分离，保障系统安全可靠；并且在电控系统外涂覆防水材料能够避免发生电控部件发热和水汽侵蚀问题，从而确保设备稳定运行，提高使用寿命。

附图说明

图1为本发明整体式热泵机组的结构示意图；

图2为本发明整体式热泵机组的内部结构示意图；

图3为本发明整体式热泵机组的另一侧内部示意图；

图4为本发明中热泵系统的结构示意图；

图5为本发明中水力模块的结构示意图；

图6为本发明中电控系统的详细布局的结构示意图。

图中的附图标记说明：

1、机箱；11、风机风道腔；12、管路腔；13、框架；14、风机盖板；141、风机网罩；15、侧盖板；16、热泵盖板；17、电控盖板；2、中隔板；3、热泵系统；31、热力模块；311、储液器；312、气液分离器；313、压缩机；314、管道；315、四通阀部件；32、水力模块；321、水泵；322、水箱；323、水管；324、进水口；325、出水口；4、电控系统；41、主控模块；42、电源模块；43、传感器模块；44、执行器模块；5、内机板电控盒；6、驱动板电控盒；7、散热器；8、电抗器；9、换热器；10、风机。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本领域技术人员应理解的是，在本发明的揭露中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系，其仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此上述术语不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“安装”、“设置”、“设有”、“连接”、“相连”应做广义理解。例如，可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明的描述中，如果具有“若干”之类的词汇描述，其含义是一个或者多个，多个的含义是两个及以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二、第三只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

以下结合附图1-6，对本发明一种整体式热泵机组的实施例作进一步详细说明。

一种整体式热泵机组，如图1、2所示，包括机箱1，机箱1内竖向设置有中隔板2，中隔板2将机箱1的内腔分隔为风机风道腔11和管路腔12，位于管路腔12内设置有热泵系统3和电控系统4，热泵系统3与电控系统4采用竖向布局，热泵系统3包括热力模块31和水力模块32，热力模块31与水力模块32之间相互连通；电控系统4内采用强弱电分离设置，且电控系统4的外侧涂覆有防水材料；电控系统4包括主控模块41、电源模块42、传感器模块43和执行器模块44，主控模块41负责协调各模块工作，所述电源模块42提供稳定电源，传感器模块43收集设备运行数据，执行器模块44控制设备运行状态；各模块通过通信接口实现数据交互。

具体的，电控系统4与热泵系统3采用竖向布局，能够充分利用有限空间且便于整机管路布局，从而确保紧凑结构，便于集成与安装；同时本发明的整体式热泵机组通过强弱电分离技术，提高了设备的安全性和可靠性，强电线路和弱电线路分别布置在电控箱的不同区域，通过隔离装置进行隔离，这样可以有效防止强电对弱电的干扰和影响，避免了因线路短路等问题导致的设备故障；另外，在电控系统4的外侧涂覆防水材料形成防水涂层，有效防止水分侵入，避免水分造成电路损坏导致存在安全隐患，这些设计确保了热泵机组能够在各种环境下的稳定运行。

其中，强电与弱电线路分离设计包括隔离器和电缆槽。隔离器防止强电对弱电的干扰，电缆槽保护线路不受外界环境影响。这种设计提高了系统的安全性和可靠性。

在本实施例中，风机风道腔11内设置有换热器9和风机10，风机10至少设置为两个，两个风机10呈上下排列设置，且风机10与换热器9电连接。

具体的，采用双风机10结构能够加快实现高效能源转换，并通过换热器9将水能快速转换为热能，进而实现热泵机组的制冷或制热效果。

在本实施例中，机箱1包括框架13、风机盖板14以及侧盖板15，风机盖板14位于机箱1前侧且固定连接于框架13上，且风机盖板14上设置有风机网罩141，风机网罩141套设于风机10上；侧盖板15设置有多个，多个所述侧盖板15均固定安装于框架13的四周侧壁上。

具体的，机箱1采用拼接式的结构能够使安装方便，避免因体积过大造成占地空间大等问题，同时框架13上由风机盖板14和侧盖板15进行拼接形成完整的一体式结构，风机盖板14上设置的风机网罩141能够为风机10进行遮挡，避免灰尘和其他杂质卷入风机10中影响工作。

在本实施例中，框架13上还单独设置有热泵盖板16和电控盖板17，热泵盖板16和电控盖板17均与风机盖板14同侧设置，且热泵盖板16与电控盖板17可拆卸连接于框架13上形成检修口。

具体的，热泵盖板16和电控盖板17单独设计能够将便于检修且不互相影响，并且检修位置朝前，方便工人进行操作；从而提高整体式热泵机组的实用性和适用范围。

在本实施例中，如图4所示，热泵模块包括储液器311、气液分离器312和压缩机313，储液器311和气液分离器312固定连接于中隔板2位于管道314腔的一侧上，且储液器311和气液分离器312均与压缩机313之间通过管道314连通，压缩机313固定于机箱1的底部；管道314上安装有用于控制气流方向的四通阀部件315。

具体的，压缩机313通过四通阀部件315和管道314分别与储液器311、气液分离器312连接。制冷剂在冷凝器里散热冷凝后，在气液分离器312的作用下从气态变成了液态，使用储液器311可以使得制冷剂能液态聚集，以保证制冷剂进入换热器9时是完全液态，而防止因冷凝不好出现液气混合的现象。

其中，四通阀部件315包括C管、D管、E管和S管，C管连接储液器311，D管连接压缩机313上的排气管，S管连接压缩机313上的吸入管，E管连接气液分离器312，在热泵系统3进行工作时，通过四通阀部件315控制压缩机313的运作，并同时控制制热或制冷模式，使得四通阀部件315起到切换制冷或制热模式，并在在同一个系统中实现制冷制热，满足使用需求。

值得注意的是，本发明的热泵记组能够同时满足制热和制冷需求，通过在压缩机313的一端连接储液器311，利用储液器311补偿系统的漏损，防止停机后液体制冷剂流入换热器9，造成再次启动时可能发生的压缩机313“液击”现象(液击指当压缩机313内有大量液态制冷剂时，启动压缩机313时可能将导致压缩机313“带液启动”)；同时还能够维持蒸发和冷凝间的制冷剂平衡；使进入换热器9前的制冷剂有一定的过冷度；另外，还能够防止压缩机313冬季工作时出现“回液”(其中回液指过量的液态制冷剂稀释冷冻机油，冲刷轴承上的机油并使机油不能形成有效的油膜)。需要说明的是，如果采用储液器311还是不能保证防止回液时，可通过在吸气侧配置的气液分离器312为压缩机313提供防止过量制冷剂返回的保护，为低压侧增加额外的容积，防止压缩机313吸入液态的制冷剂造成故障。

为了保证较高能效比，可根据需求选择是否采用兼备制冷和制热的热泵系统3，若是单纯制热的热泵系统3，可取消储液器311，因为制冷和制热时的系统所运用到的冷媒量是不一样的，在单纯制热时，储液器311只是对过量的制冷剂起作用，而制热时所需的制冷剂相对较少，因此储液器311非必要选择。

在本实施例中，如图1所示，水力模块32包括水泵321、水箱322和水管323，所述水泵321连接于水管323上，用于增压流量和控制水流的流向；水箱322安装于热泵模块的后方，水管323与水箱322相连通，且水管323位于机箱1的背侧设置有进水口324和出水口325。

具体的，水利模块能够为热泵模块提供冷凝作用，利用水箱322储存水量，并通过水泵321控制水流量的大小，从而为制冷时提供快速的冷凝需求；而将进水口324和出水口325均设置在背侧，使得整体机组外观美观，且水泵321朝向热泵盖板16的一侧，方便于后续的维护和安装。

在本实施例中，如图2所示，主控模块41外固定连接有内机板电控盒5，内机板电控盒5悬挂于机箱1的右前侧；电源模块42、传感器模块43和执行器模块44外均连接有驱动板电控盒6，驱动板电控盒6横向设置于机箱1的上部，且驱动板电控盒6横跨设置在中隔板2两侧的风机风道腔11和管路腔12上。

具体的，内机板电控盒5和驱动板电控盒6的作用是用于固定主控模块41、电源模块42、传感器模块43以及执行器模块44，同时还能够起到防水保护的效果；同时为了进一步提升热泵机组的散热性能，驱动板电控盒6的底部还设置有散热器7，散热器7由多个等距排列的散热翅片组成，且散热器7的一侧可拆卸连接于中隔板2位于风机风道腔11的一侧；采用多个散热翅片能够增加热量的挥发面积，加快风机风道腔11和管路腔12内的热量散发，提供热泵机组的工作效率。

在本实施例中，中隔板2位于管道314腔的一侧还连接有电抗器8，电抗器8分别与主控模块41、电源模块42、传感器模块43以及执行器模块44电连接。

具体的，电抗器8与电控系统4电性连接起到稳定电路效果，延长其使用寿命，并且将电抗器8布置于中隔板2上能够方便于解决发热过高的问题同时还能够达到防水的目的；而在中隔板2上开设若干通孔，便于配合风机10工作使中隔板2两侧空间的空气流动。

本发明的整体式热泵机组通过特殊设计和材料选择，解决了发热和防水问题；例如，可以采用散热片、风扇等散热设备，以及防水涂层、密封圈等防水措施。这些措施确保了热泵机组的正常运行和延长了设备寿命。

本发明的工作原理：

在进行工作时，热泵模块上的压缩机313从吸气管吸入低温低压的制冷剂气体，经过压缩得到高温高压的制冷剂气体，为制冷循环提供动力，从而实现压缩→冷凝(放热)→膨胀→蒸发(吸热)的制冷循环；同时换热器9配合风机10工作进行强化换热，通过与低温介质进行换热，将压缩机313排出的高温高压制冷剂蒸汽冷凝成过冷液体；气液分离器312和储液器311将四通阀节流后的低温低压两相流吸热蒸发成饱和或过热制冷剂蒸汽，送入压缩机313进行压缩，水力模块32为整个制冷过程中提供水流进行换热和冷凝的作用，与此同时，室内气流温度得到降低，从而达到制冷的目的；本发明通过将热泵系统3和电控系统4集成安装于机箱1内，确保紧凑结构；同时电控盖板17及热泵盖板16独立设计，便于维护与检修，且检修口朝向前，便于操作；此外，强电与弱电线路实现严格分离，保障系统安全可靠。

本具体实施方式的实施例均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，其中相同的零部件用相同的附图标记表示。故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。