專利名稱：一種前置式內(nèi)輔熱防融霜裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種防融霜裝置，特別是涉及一種通過前置于蒸發(fā)器前的內(nèi)輔熱技術(shù)進(jìn)行防融霜的裝置。
背景技術(shù)：
長江中下游地區(qū)屬于熱工氣候分區(qū)中的夏熱冬冷地區(qū)，冬季平均溫度低，相對濕度大。而且在受北方強(qiáng)冷空氣的影響下，冬季會出現(xiàn)一定時(shí)間的霜凍或冰凍天氣。高濕度的環(huán)境條件是這一地區(qū)的特點(diǎn)，也是造成熱泵結(jié)霜嚴(yán)重和工作性能差的主要原因。熱泵在這種環(huán)境下工作時(shí)蒸發(fā)器極易結(jié)霜，系統(tǒng)工作性能衰減嚴(yán)重，隨時(shí)間推移，生長成的霜層導(dǎo)致?lián)Q熱過程惡化，使得機(jī)組的蒸發(fā)溫度降低。此時(shí)，由于大量液態(tài)制冷劑沒有及時(shí)蒸發(fā)，回液過多增加了壓縮機(jī)液擊的可能性。并且因?yàn)轭l繁的傳統(tǒng)的除霜方式使機(jī)組處于不穩(wěn)定的工作狀態(tài)，供熱效果和供熱時(shí)間都不能保證。傳統(tǒng)的除霜方法是將室內(nèi)機(jī)的風(fēng)機(jī)停機(jī)，并將四通換向閥進(jìn)行切換，空調(diào)系統(tǒng)按照制冷方式運(yùn)行。這時(shí)室外換熱器轉(zhuǎn)換為制冷工況下的冷凝器來用。這種除霜方式存在以下缺點(diǎn)由于室內(nèi)機(jī)的風(fēng)機(jī)停機(jī)，室內(nèi)換熱器從室內(nèi)環(huán)境吸熱量很少，除霜相對不足，使得除霜時(shí)間過長；由于室內(nèi)風(fēng)扇停轉(zhuǎn)，室內(nèi)機(jī)在除霜時(shí)室內(nèi)換熱器需從室內(nèi)環(huán)境中吸取熱量， 使得室溫將下降，使室內(nèi)環(huán)境更加惡劣。由于除霜時(shí)間過長，室外換熱器上部的融霜會掉到下部翅片上，下面霜層積累很多，難以除掉，造成冰層堆積，影響換熱器效率。另外一種熱氣旁通閥除霜是由熱氣旁通閥將高溫高壓排氣由壓縮機(jī)排氣口引向蒸發(fā)器，通過高溫高壓冷媒液化放熱來除霜。由于高壓側(cè)的冷媒的熱量還是來自于蒸發(fā)器吸收的熱量，當(dāng)氣溫較低， 除霜持續(xù)時(shí)間長，將沒有足夠熱量吸收，使主機(jī)進(jìn)入保護(hù)性停機(jī)狀態(tài)。常見的電熱融霜裝置是使用電熱絲作融霜熱源的，通常，按照電熱元件布置部位不同，可以再分為三種類型(1) 把電加熱器直接放置在換熱器的表面端部；(2)把電加熱器與換熱器做成一體；(3)把電熱管放在蒸發(fā)器內(nèi)的制冷劑管中。對于前兩種，由于電熱元件暴露在潮濕空氣中，為了保證潮濕空氣即冰層不被擊穿造成機(jī)組漏電的現(xiàn)象。通常流過電熱元件的電流并不大。當(dāng)化霜所需要的能量一定時(shí)，電流越小，對于已給的電熱融霜裝置，其所需要的化霜時(shí)間越長。第三種將電熱元件內(nèi)置于蒸發(fā)器內(nèi)的制冷劑管中，由于不再受制于安全電流，融霜速率得到提升。但是，與前兩種電熱除霜方式相比，電熱管套在換熱肋片管中，不僅僅要求電熱管具有更好的穩(wěn)定性，同時(shí)也增加了設(shè)備制造成本和制造及檢修的難度。此外，國內(nèi)空調(diào)設(shè)備生產(chǎn)廠家目前使用的單位時(shí)間繼電器構(gòu)成的簡單融霜控制器，其融霜時(shí)間為設(shè)定值，不能根據(jù)結(jié)霜量的多少進(jìn)行調(diào)節(jié)，如果時(shí)間繼電器出現(xiàn)故障，電熱管長時(shí)間工作，會燒壞空調(diào)設(shè)備。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種系統(tǒng)除霜無需停機(jī)的前置式外輔熱防融
霜裝置。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供的前置式內(nèi)輔熱防融霜裝置，包括連接于節(jié)
3流閥或毛細(xì)管和低溫?fù)Q熱側(cè)之間的制冷劑管，所述的制冷劑管串聯(lián)有變管徑制冷劑管，在所述的變管徑制冷劑管內(nèi)設(shè)有電熱元件。電熱元件可以是各種發(fā)熱元件，形狀也可以是任意的。所述的變管徑制冷劑管串聯(lián)有第一電磁閥，所述的變管徑制冷劑管和所述的第一電磁閥并聯(lián)有旁路電磁閥。采用上述技術(shù)方案的前置式外輔熱防融霜裝置，利用電-熱轉(zhuǎn)換原理，將一定電壓、一定電流的電熱元件插在毛細(xì)管和蒸發(fā)器之間制冷劑管里面，電熱管和制冷劑管之間通過焊接固定，管形狀可以為圓形或橢圓等，并維持制冷劑的流量不變，考慮到電熱元件的插入，在設(shè)計(jì)蒸發(fā)器的形體尺寸時(shí)應(yīng)遵循工質(zhì)流速(基本)保持不變以及工質(zhì)流量(基本) 保持不變，因而相應(yīng)增大制冷劑管的尺寸。系統(tǒng)除霜無需停機(jī)，所利用的電輔形式可以是交流電、直流電、太陽發(fā)電以及熱電。不僅適用于所有的空氣源熱泵，還包括所有具有輔熱加熱工質(zhì)特點(diǎn)的熱泵空調(diào)裝置。本發(fā)明在對空氣源熱泵提供一種前置式內(nèi)輔熱防霜技術(shù)，該技術(shù)可在不影響常規(guī)空調(diào)系統(tǒng)夏天制冷、冬天制熱的功能下，還可以在冬天制熱運(yùn)行工況、不間斷室內(nèi)供熱的前提下，在進(jìn)入蒸發(fā)器前快速地提高工質(zhì)的能量，使工質(zhì)具有較高的能量情況下進(jìn)入蒸發(fā)器， 防止結(jié)霜量的產(chǎn)生，并對蒸發(fā)器前置內(nèi)輔熱的結(jié)構(gòu)及整個(gè)系統(tǒng)的匹配進(jìn)行設(shè)計(jì)。綜上所述，本發(fā)明是一種系統(tǒng)除霜無需停機(jī)且操作簡單、融霜時(shí)間短、效率高、耗能少的前置式外輔熱防融霜裝置。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明的改進(jìn)結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。本發(fā)明在現(xiàn)場按照圖1即可完成，壓縮機(jī)1出口一端經(jīng)過四通閥2和消聲器15與高溫?fù)Q熱側(cè)13相連，一端從壓縮機(jī)1出口出來后經(jīng)過四通閥2，再經(jīng)過儲液器16回到壓縮機(jī)的入口 ；高溫?fù)Q熱側(cè)13 —端通過控制電磁閥14與消聲器15出口連通，另一端與干燥過濾器12，并經(jīng)過止回閥10與節(jié)流閥或毛細(xì)管11串聯(lián)連通；低溫?fù)Q熱側(cè)3通過變管徑制冷劑管8、制冷劑管9與節(jié)流閥或毛細(xì)管11串聯(lián)，另一端與四通閥2入口連接，在變管徑制冷劑管8內(nèi)設(shè)有電熱元件7，在電熱元件7與電源5連接；高溫?fù)Q熱側(cè)13可以是水冷也可以是風(fēng)冷的。參見圖1，在變管徑制冷劑管8內(nèi)插入電熱元件7，并焊接固定，可以在不影響蒸發(fā)器的流動阻力等性能的情況下達(dá)到最大化利用熱能來提高工質(zhì)能量達(dá)到防霜的目的。參見圖1，當(dāng)進(jìn)行正常的制熱工況運(yùn)行時(shí)，電熱元件7不通電工作。當(dāng)需要除霜時(shí)， 電熱元件7通電工作，冷凝液經(jīng)過節(jié)流閥或毛細(xì)管11和制冷劑管9后進(jìn)入變管徑制冷劑管 8后，制冷劑溫度提高，這樣可以保證室內(nèi)機(jī)一直處于制熱運(yùn)行工況，不會影響到室內(nèi)的舒適度。參見圖1，電熱元件7長度L’、變管徑制冷劑管8長度L”根據(jù)融霜補(bǔ)熱量而確定其長度。電熱器件7的管徑Φ和制冷劑管9的管徑d及變管徑制冷劑管8的管徑D遵循工質(zhì)流速(基本)不變，工質(zhì)流量(基本)不變的原則來設(shè)計(jì)其大小。參見圖2，本發(fā)明在圖1的基礎(chǔ)上改進(jìn)，變管徑制冷劑管8串聯(lián)有第一電磁閥4，變管徑制冷劑管8和第一電磁閥4并聯(lián)有旁路電磁閥6。參見圖2，當(dāng)進(jìn)行正常的制熱工況運(yùn)行時(shí)，控制旁路電磁閥6連通節(jié)流閥或毛細(xì)管 11和低溫?fù)Q熱側(cè)3，第一電磁閥4斷開節(jié)流閥或毛細(xì)管9和低溫?fù)Q熱側(cè)3，電熱元件7不通電工作。當(dāng)需要除霜時(shí)，控制旁路電磁閥6斷開節(jié)流閥或毛細(xì)管11和低溫?fù)Q熱側(cè)3，第一電磁閥4連通節(jié)流閥或毛細(xì)管11和低溫?fù)Q熱側(cè)3，電熱元件7通電工作，冷凝液經(jīng)過節(jié)流閥或毛細(xì)管11和制冷劑管9后進(jìn)入變管徑制冷劑管8后，制冷劑溫度提高，這樣可以保證室內(nèi)機(jī)一直處于制熱運(yùn)行工況，不會影響到室內(nèi)的舒適度。高溫?fù)Q熱側(cè)13根據(jù)需要可采用風(fēng)冷或水冷或風(fēng)冷+水冷聯(lián)合技術(shù)或進(jìn)行熱回收裝置。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，保持了原有閥件的功能，可以最大限度地提高輔熱融霜的可靠性。蒸發(fā)端的低溫?fù)Q熱側(cè)3采用空冷蒸發(fā)器。由電熱元件7通電從外界獲得電輔5，可以是交流電、直流電、太陽發(fā)電以及熱電。除變管徑制冷劑管8、電熱元件7外，其他設(shè)備按原生產(chǎn)設(shè)備配套使用。在制冷工況下，改變四通閥方向，則圖示箭頭方向反向，控制旁路電磁閥6連通節(jié)流閥或毛細(xì)管11和高溫?fù)Q熱側(cè)3，第一電磁閥4斷開節(jié)流閥或毛細(xì)管9和高溫?fù)Q熱側(cè)3，按原制冷工況運(yùn)行，電熱元件7不通電工作，即防霜不啟動。由壓縮機(jī)1排出的高壓蒸汽，經(jīng)四通閥2進(jìn)入高溫?fù)Q熱側(cè)3，制冷劑蒸汽被冷凝成液體，經(jīng)高溫?fù)Q熱側(cè)3，通過旁路電磁閥6 連通節(jié)流閥或毛細(xì)管11進(jìn)入低溫?fù)Q熱側(cè)13，并在低溫?fù)Q熱側(cè)13中吸熱，將室內(nèi)空氣冷卻， 蒸發(fā)后的制冷劑蒸汽，經(jīng)四通閥2后被壓縮機(jī)1吸入，這樣周而復(fù)始，實(shí)現(xiàn)制冷循環(huán)。前置式防融霜是相對于蒸發(fā)器而言，該發(fā)明成功克服了國內(nèi)外同類產(chǎn)品所存在的制熱流程改造復(fù)雜，元器件更換頻繁，不利于生產(chǎn)和加工等缺點(diǎn)。本發(fā)明所涉及的融霜裝置目前無工業(yè)生產(chǎn)，現(xiàn)有的電輔裝置采用加熱用戶側(cè)所需要的空氣或水，而非加熱制冷工質(zhì)， 因而效率低；蒸發(fā)器內(nèi)采用電輔技術(shù)安裝過程復(fù)雜，可靠及安全性非常差，無法在工業(yè)過程中采用。而熱氣旁通融霜雖然采用加熱制冷劑，但影響了冬天熱量的輸出，且效果不穩(wěn)定， 用戶舒適性差。本發(fā)明專利采用先進(jìn)簡便的制熱流程，元器件改動較少，易于產(chǎn)品的生產(chǎn)和加工，控制可靠性更高；與前置式外輔熱防融霜相比，內(nèi)輔熱效率更高，熱損失更小，用戶舒適性或產(chǎn)出熱量會更高。可成功預(yù)防室外蒸發(fā)側(cè)結(jié)霜的情況。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了空調(diào)、熱泵制冷制熱效果良好，并保證空調(diào)、熱泵各元器件穩(wěn)定運(yùn)行。本發(fā)明依據(jù)霜生長規(guī)律不局限于上述最佳實(shí)施方式，專利保護(hù)段在節(jié)流閥或毛細(xì)管之后到低溫?fù)Q熱側(cè)之間，并包括毛細(xì)管(節(jié)流閥)或其一部分。如果制冷劑不是氟利昂， 是氨類的，則在低溫?fù)Q熱側(cè)3之前會有低壓儲液器，則專利保護(hù)段在節(jié)流閥或毛細(xì)管到低溫?fù)Q熱側(cè)之間，包括低壓儲液器，因?yàn)樵摲浪慰稍O(shè)置在低壓儲液器上。任何人在本發(fā)明的啟示下在該段都可以得出其它各種形式的產(chǎn)品，但不論在其形狀或結(jié)構(gòu)上作任何變化，凡是與本發(fā)明相同或相近似的技術(shù)方案，均在其保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種前置式內(nèi)輔熱防霜裝置，包括連接于節(jié)流閥或毛細(xì)管(1 和低溫?fù)Q熱側(cè)(3)之間的制冷劑管(9)，其特征是所述的制冷劑管(9)串聯(lián)有變管徑制冷劑管(8)，在所述的變管徑制冷劑管⑶內(nèi)設(shè)有電熱元件(7)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的前置式內(nèi)輔熱防霜裝置，其特征是所述的變管徑制冷劑管 (8)串聯(lián)有第一電磁閥G)，所述的變管徑制冷劑管(8)和所述的第一電磁閥(4)并聯(lián)有旁路電磁閥(6)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種前置式內(nèi)輔熱防融霜裝置，包括連接于節(jié)流閥或毛細(xì)管(11)和低溫?fù)Q熱側(cè)(3)之間的制冷劑管(9)，所述的制冷劑管(9)串聯(lián)有變管徑制冷劑管(8)，在所述的變管徑制冷劑管(8)內(nèi)設(shè)有電熱器件(7)。本發(fā)明是一種系統(tǒng)防除霜無需停機(jī)且操作簡單、融霜時(shí)間短、效率高、耗能少的前置式外輔熱防霜裝置。裝置可應(yīng)用于空調(diào)、熱泵等系統(tǒng)中。
文檔編號F25B47/00GK102226610SQ20111015133
公開日2011年10月26日 申請日期2011年6月7日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月7日
發(fā)明者龔光彩 申請人:龔光彩