專利名稱：發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)式空調(diào)機(jī)的除霜裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種空調(diào)機(jī)的除霜裝置，特別是一種發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)式空調(diào)機(jī)的除霜裝置。
背景技術(shù)：
熱泵空調(diào)機(jī)在制熱過程中，當(dāng)室外機(jī)換熱器盤管溫度低于空氣露點(diǎn)溫度時(shí)，其表面產(chǎn)生冷凝水，冷凝水一旦低于0℃就可能結(jié)霜。結(jié)霜嚴(yán)重時(shí)，室外機(jī)換熱器散熱翅片間的風(fēng)道局部或全部被霜占據(jù)，從而增大熱阻和風(fēng)阻，這將直接影響其換熱效率。結(jié)霜現(xiàn)象在熱泵空調(diào)機(jī)的熱泵供熱過程中是不可避免的現(xiàn)象，因此，在熱泵空調(diào)機(jī)中設(shè)置除霜裝置是必需的。除霜裝置通常有逆循環(huán)除霜和旁通除霜兩種方式，對此分別說明如下逆循環(huán)除霜就是在供熱運(yùn)行中將制冷循環(huán)從供熱運(yùn)行切換為制冷運(yùn)行，使從壓縮機(jī)排出的熱的制冷劑氣體，流向結(jié)有霜的室外機(jī)換熱器，使附著在室外機(jī)換熱器的霜得以融化，逆循環(huán)除霜法的不足之處是由于除霜和制熱是交替進(jìn)行，從而導(dǎo)致頻繁的停壓縮機(jī)和切換四通換向閥；除霜過程中室內(nèi)不供應(yīng)熱量，甚至吹出冷風(fēng)；除霜占用時(shí)間長，導(dǎo)致該期間室內(nèi)溫度明顯下降；由制熱行換為除霜時(shí)，以及由除霜換為制熱時(shí)，每次轉(zhuǎn)換都有冷熱制冷劑的混合，從而導(dǎo)致能量的損失。
旁通除霜是在需要除霜時(shí)開啟旁通閥，使部分高壓排氣直接進(jìn)入室外機(jī)換熱器進(jìn)行除霜，它的優(yōu)點(diǎn)是除霜過程中能維持室內(nèi)一定量的熱量供應(yīng)，缺點(diǎn)是因?yàn)橹皇遣糠种评鋭┻M(jìn)入室外機(jī)換熱器，熱量有限，導(dǎo)致除霜時(shí)間比較長，融霜比較慢；需額外增加管道和閥件，不但增加材料成本，還要增加空間。
上述兩種除霜裝置，都屬于電驅(qū)動(dòng)的熱泵空調(diào)機(jī)的除霜裝置，它們都是利用壓縮機(jī)作功變成的系統(tǒng)熱量來除霜，其間沒有其他的熱量補(bǔ)充，而除霜是需要大量的熱量，所以總的效果比較差?，F(xiàn)在已有利用其他熱能來除霜的措施，如采用電加熱管，這樣雖然可提高除霜效果，但卻增加了部件成本，還耗費(fèi)不少電能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所述發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)式空調(diào)機(jī)是以燃?xì)鉃槟茉?，用燃?xì)怛?qū)動(dòng)燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)來帶動(dòng)壓縮機(jī)進(jìn)行制熱制冷。該空調(diào)機(jī)包括供熱除霜循環(huán)系統(tǒng)和控制系統(tǒng)，所述供熱除霜循環(huán)系統(tǒng)除了用于供熱以外，還用于除霜。本發(fā)明是對空調(diào)機(jī)的供熱除霜循環(huán)系統(tǒng)和控制系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)，并增加一冷卻水循環(huán)系統(tǒng)，以提高其除霜功能。
本發(fā)明的目的是根據(jù)現(xiàn)有電驅(qū)動(dòng)的熱泵空調(diào)機(jī)的除霜裝置的不足而發(fā)明一種發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)式空調(diào)機(jī)的除霜裝置，本裝置在除霜過程中除了利用壓縮機(jī)作功變成的系統(tǒng)熱量外，還從廢熱回收器和發(fā)動(dòng)機(jī)的缸體吸取廢棄熱量，作為除霜的補(bǔ)充熱量，所以大大提高了除霜的效果。由于除霜時(shí)充分利用了廢棄熱量，就可以從壓縮機(jī)在作功時(shí)變成的系統(tǒng)熱量中只拿出一部分用于除霜，而另一部分熱量則用于室內(nèi)供熱，所以在除霜的同時(shí)還能夠維持一定量的室內(nèi)供熱，使室內(nèi)沒有明顯的溫度下降，克服了傳統(tǒng)電驅(qū)動(dòng)的熱泵空調(diào)機(jī)在除霜時(shí)所具有的忽冷忽熱的現(xiàn)象，同時(shí)也無須增加其他的用于補(bǔ)充熱量的元器件，減少了設(shè)備的成本。
本發(fā)明是按如下的方式來實(shí)現(xiàn)的本發(fā)明所述的發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)式空調(diào)機(jī)的除霜裝置，包括一供熱除霜循環(huán)系統(tǒng)、一冷卻水循環(huán)系統(tǒng)和一控制系統(tǒng)；供熱除霜循環(huán)系統(tǒng)通過冷卻水-制冷劑換熱器與冷卻水循環(huán)系統(tǒng)相連，供熱除霜循環(huán)系統(tǒng)和冷卻水循環(huán)系統(tǒng)通過電路與控制系統(tǒng)相連。
所述供熱除霜循環(huán)系統(tǒng)是由壓縮機(jī)、四通換向閥、室內(nèi)機(jī)換熱器、室內(nèi)機(jī)膨脹閥、室外機(jī)膨脹閥，室外機(jī)換熱器、冷卻水-制冷劑換熱器、四通換向閥、壓縮機(jī)通過管道連接而成，在室內(nèi)機(jī)換熱器的外側(cè)設(shè)有室內(nèi)機(jī)風(fēng)扇，在室外機(jī)換熱器的外側(cè)設(shè)有室外機(jī)風(fēng)扇。
所述冷卻水循環(huán)系統(tǒng)是由水泵、廢熱回收器、發(fā)動(dòng)機(jī)、冷卻水截止閥、冷卻水-制冷劑換熱器、水泵通過管道連接而成；在該冷卻水循環(huán)系統(tǒng)中，設(shè)有兩條與冷卻水-制冷劑換熱器相并聯(lián)的支路該支路一是由冷卻水截止閥與散熱器串聯(lián)而成；二是直接由冷卻水截止閥構(gòu)成。
所述控制系統(tǒng)由多個(gè)傳感器和控制中心組成，其傳感器為在室外機(jī)換熱器上設(shè)有用于檢測室外機(jī)換熱器盤管溫度的盤管溫度傳感器；在室外機(jī)換熱器外面設(shè)有用于檢測室外環(huán)境溫度的溫度傳感器；在發(fā)動(dòng)機(jī)出口處設(shè)置用于檢測冷卻水溫度的冷卻水溫度傳感器；在壓縮機(jī)與四通換向閥之間的管道上設(shè)有用于檢測從壓縮機(jī)排出的高壓高溫氣體壓力的高壓壓力傳感器；以上所述傳感器通過電路與控制中心相連；另外，所述供熱除霜循環(huán)系統(tǒng)中的室外機(jī)風(fēng)扇、室內(nèi)機(jī)風(fēng)扇、室內(nèi)機(jī)膨脹閥、室外機(jī)膨脹閥，以及冷卻水循環(huán)系統(tǒng)中的冷卻水截止閥也通過電路與控制中心連接。在供熱除霜循環(huán)系統(tǒng)的工作過程中，環(huán)境溫度傳感器檢測到的溫度為t1、盤管溫度傳感器檢測到的溫度為t2、冷卻水溫度傳感器檢測到的溫度為t3、高壓壓力傳感器檢測到的壓力為P，當(dāng)t1、t2、t3、P及運(yùn)行時(shí)間T滿足規(guī)定要求(這一要求在控制中心已人為設(shè)定)時(shí)，就進(jìn)行供熱運(yùn)行或進(jìn)行除霜運(yùn)行。
由于本發(fā)明增加一冷卻水循環(huán)系統(tǒng)，該冷卻水循環(huán)系統(tǒng)利用發(fā)動(dòng)機(jī)所產(chǎn)生的廢熱，并通過冷卻水-制冷劑換熱器對供熱除霜循環(huán)系統(tǒng)中的循環(huán)介質(zhì)加熱，以提高該循環(huán)介質(zhì)的溫度，加快循環(huán)速度，所以大大提高了除霜效率。
附1是本發(fā)明結(jié)構(gòu)中1壓縮機(jī) 2四通換向閥3室內(nèi)機(jī)換熱器 4室內(nèi)機(jī)膨脹閥5室外機(jī)膨脹閥 6室外機(jī)換熱器7冷卻水-制冷劑換熱器 8室內(nèi)機(jī)風(fēng)扇9室外機(jī)風(fēng)扇10水泵11廢熱回收器 12發(fā)動(dòng)機(jī)13a冷卻水截止閥13b冷卻水截止閥13e冷卻水截止閥14散熱器15盤管溫度傳感器 16環(huán)境溫度傳感器17冷卻水溫度傳感器 18高壓壓力傳感器。
具體實(shí)施例方式
如

圖1所示，本發(fā)明所述的發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)式空調(diào)機(jī)的除霜裝置，包括一供熱除霜循環(huán)系統(tǒng)、一冷卻水循環(huán)系統(tǒng)和一控制系統(tǒng)；供熱除霜循環(huán)系統(tǒng)通過冷卻水-制冷劑換熱器7與冷卻水循環(huán)系統(tǒng)相連，供熱除霜循環(huán)系統(tǒng)和冷卻水循環(huán)系統(tǒng)通過電路與控制系統(tǒng)相連。
所述供熱除霜循環(huán)系統(tǒng)是由壓縮機(jī)1、四通換向閥2、室內(nèi)機(jī)換熱器3、室內(nèi)機(jī)膨脹閥4、室外機(jī)膨脹閥5，室外機(jī)換熱器6、冷卻水-制冷劑換熱器7、四通換向閥2、壓縮機(jī)1通過管道連接而成，在室內(nèi)機(jī)換熱器3的外側(cè)設(shè)有室內(nèi)機(jī)風(fēng)扇8，在室外機(jī)換熱器6的外側(cè)設(shè)有室外機(jī)風(fēng)扇9。
所述冷卻水循環(huán)系統(tǒng)是由水泵10、廢熱回收器11、發(fā)動(dòng)機(jī)12、冷卻水截止閥13a、冷卻水-制冷劑換熱器7、水泵10通過管道連接而成；在本系統(tǒng)中，還設(shè)有兩條與冷卻水-制冷劑換熱器7相并聯(lián)的支路一是由冷卻水截止閥13b與散熱器14串聯(lián)而成；二是直接由冷卻水截止閥13c構(gòu)成。
所述控制系統(tǒng)由多個(gè)傳感器和控制中心組成，其傳感器為在室外機(jī)換熱器6上設(shè)有用于檢測室外機(jī)換熱器6盤管溫度的盤管溫度傳感器15；在室外機(jī)換熱器6外面設(shè)有用于檢測室外環(huán)境溫度的溫度傳感器16；在發(fā)動(dòng)機(jī)12出口處設(shè)置用于檢測冷卻水溫度的冷卻水溫度傳感器17；在壓縮機(jī)1與四通換向閥2之間的管道上設(shè)有用于檢測從壓縮機(jī)1排出的高壓高溫氣體壓力的高壓壓力傳感器18；以上所述傳感器通過電路與控制中心相連；另外，所述供熱除霜循環(huán)系統(tǒng)中的室外機(jī)風(fēng)扇9、室內(nèi)機(jī)風(fēng)扇8、室內(nèi)機(jī)膨脹閥4、室外機(jī)膨脹閥5，以及冷卻水循環(huán)系統(tǒng)中的冷卻水截止閥13a、13b、13c也通過電路與控制中心連接。在供熱除霜循環(huán)系統(tǒng)的工作過程中，環(huán)境溫度傳感器16檢測到的溫度為t1、盤管溫度傳感器15檢測到的溫度為t2、冷卻水溫度傳感器17檢測到的溫度為t3、高壓壓力傳感器18檢測到的壓力為P，當(dāng)t1、t2、t3、P及運(yùn)行時(shí)間T滿足一定要求(這一要求在控制中心已人為設(shè)定)時(shí)，就進(jìn)行供熱運(yùn)行；當(dāng)t1、t2、t3、P及運(yùn)行時(shí)間T滿足另一要求(這另一要求在控制中心也已人為設(shè)定)時(shí)，就進(jìn)行除霜運(yùn)行。
除霜運(yùn)行是在供熱除霜循環(huán)系統(tǒng)接到控制中心的除霜命令后開始進(jìn)行，在控制中心的控制下，將關(guān)閉室外機(jī)風(fēng)扇6；把室內(nèi)機(jī)膨脹閥4和室外機(jī)膨脹閥5開到最大位置；發(fā)動(dòng)機(jī)12達(dá)到最高轉(zhuǎn)速；由于除霜運(yùn)行時(shí)仍要向室內(nèi)供熱，所以室內(nèi)機(jī)風(fēng)扇8處于關(guān)閉或小轉(zhuǎn)速狀態(tài)；冷卻水循環(huán)系統(tǒng)中的冷卻水則只流向冷卻水-制冷劑換熱器7。除霜運(yùn)行的具體過程如圖1所示壓縮機(jī)1排出高壓高溫氣體制冷劑經(jīng)過四通換向閥2，通過連接管道進(jìn)入室內(nèi)機(jī)換熱器3，由于室內(nèi)機(jī)風(fēng)扇8處于偶爾關(guān)閉或小轉(zhuǎn)速狀態(tài)，且室內(nèi)機(jī)膨脹閥4開到最大，所以氣態(tài)制冷劑沒有液化就通過室內(nèi)機(jī)膨脹閥4，經(jīng)連接管到達(dá)室外機(jī)膨脹閥5，由于室外機(jī)膨脹閥5開到最大，熱的氣態(tài)制冷劑進(jìn)入室外機(jī)換熱器6，融化附著在室外機(jī)換熱器翅片表面的霜，制冷劑在室外機(jī)換熱器6內(nèi)液化，其液態(tài)制冷劑進(jìn)入冷卻水-制冷劑換熱器7被冷卻水加熱蒸發(fā)，其氣態(tài)制冷劑經(jīng)四通換向閥2返回壓縮機(jī)1，完成一個(gè)除霜循環(huán)。這一除霜循環(huán)是利用壓縮機(jī)1作功變成的系統(tǒng)熱量的一部分來除霜，本發(fā)明更進(jìn)一步地還要通過冷卻水循環(huán)系統(tǒng)利用發(fā)動(dòng)機(jī)12所產(chǎn)生的廢熱來輔助除霜，其運(yùn)行過程如下冷卻水從廢熱回收器11和發(fā)動(dòng)機(jī)12的缸體上吸熱，使冷卻水的溫度升高，當(dāng)需要除霜時(shí)，冷卻水截止閥13a被打開，而冷卻水截止閥13b、13c則被關(guān)閉，所以冷卻水將只流向冷卻水-制冷劑換熱器7，由于該冷卻水的溫度較高，所以，加熱了在室外機(jī)換熱器6內(nèi)液化的制冷劑，制冷劑因受熱汽化并能夠維持不低的壓力，這樣的溫度壓力不低的氣態(tài)制冷劑經(jīng)壓縮機(jī)1壓縮后形成高溫高壓氣體，循環(huán)不斷。在除霜運(yùn)行中，室外機(jī)換熱器盤管溫度t2將逐漸升高，當(dāng)t2升到一定值時(shí)，將結(jié)束除霜運(yùn)行而進(jìn)入供熱運(yùn)行。
供熱運(yùn)行時(shí)，壓縮機(jī)1排出高壓高溫氣體制冷劑經(jīng)過四通換向閥2，通過連接管道進(jìn)入室內(nèi)機(jī)換熱器3，通過室內(nèi)機(jī)風(fēng)扇8向室內(nèi)散熱，制冷劑在室內(nèi)機(jī)換熱器3內(nèi)液化，液態(tài)制冷劑流經(jīng)室內(nèi)機(jī)膨脹閥4和連接管到達(dá)室外機(jī)膨脹閥5，經(jīng)過室外機(jī)膨脹閥5節(jié)流后(開度不是最大位置)，高壓液態(tài)制冷劑變成低壓低溫的氣液混合狀態(tài)，低壓低溫的制冷劑進(jìn)入室外機(jī)換熱器6吸熱蒸發(fā)，室外機(jī)風(fēng)扇9送風(fēng)提供蒸發(fā)需要的熱量，未完全蒸發(fā)的制冷劑進(jìn)入冷卻水-制冷劑換熱器7被冷卻水加熱蒸發(fā)，氣態(tài)制冷劑經(jīng)四通換向閥2返回壓縮機(jī)1。
在除霜運(yùn)行中，控制中心將根據(jù)高壓壓力傳感器18所檢測的壓力值p控制室內(nèi)機(jī)風(fēng)扇8的不同轉(zhuǎn)速，平衡用于室內(nèi)對供熱量和用于除霜的熱量兩者的關(guān)系。
在除霜運(yùn)行中冷卻水截止閥13a開、13b關(guān)和13c關(guān)。在其它運(yùn)行情況中，冷卻水截止閥13a、13b和13c的開閉由冷卻水溫度傳感器17所檢測到的溫度t3來控制，當(dāng)t3＞90℃，13a關(guān)、13b開、13c關(guān)；當(dāng)45℃＜t3≤90℃，13a開、13b關(guān)、13c關(guān)；當(dāng)t3≤45℃，13a關(guān)、13b關(guān)、13c開。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)式空調(diào)機(jī)的除霜裝置，其特征在于其包括一供熱除霜循環(huán)系統(tǒng)、一冷卻水循環(huán)系統(tǒng)和一控制系統(tǒng)；供熱除霜循環(huán)系統(tǒng)通過冷卻水-制冷劑換熱器與冷卻水循環(huán)系統(tǒng)相連，供熱除霜循環(huán)系統(tǒng)和冷卻水循環(huán)系統(tǒng)通過電路與控制系統(tǒng)相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的所述發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)式空調(diào)機(jī)的除霜裝置，其特征在于所述的供熱除霜循環(huán)系統(tǒng)是由壓縮機(jī)、四通換向閥、室內(nèi)機(jī)換熱器、室內(nèi)機(jī)膨脹閥、室外機(jī)膨脹閥，室外機(jī)換熱器、冷卻水-制冷劑換熱器、四通換向閥、壓縮機(jī)通過管道連接而成，在室內(nèi)機(jī)換熱器的外側(cè)設(shè)有室內(nèi)機(jī)風(fēng)扇，在室外機(jī)換熱器的外側(cè)設(shè)有室外機(jī)風(fēng)扇。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的所述發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)式空調(diào)機(jī)的除霜裝置，其特征在于所述冷卻水循環(huán)系統(tǒng)是由水泵、廢熱回收器、發(fā)動(dòng)機(jī)、冷卻水截止閥、冷卻水-制冷劑換熱器、水泵通過管道連接而成。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的所述發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)式空調(diào)機(jī)的除霜裝置，其特征在于在所述冷卻水循環(huán)系統(tǒng)中，設(shè)有由冷卻水截止閥與散熱器串聯(lián)的支路與冷卻水-制冷劑換熱器相并聯(lián)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的所述發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)式空調(diào)機(jī)的除霜裝置，其特征在于在所述冷卻水循環(huán)系統(tǒng)中，設(shè)有由冷卻水截止閥構(gòu)成的支路與冷卻水-制冷劑換熱器相并聯(lián)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的所述發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)式空調(diào)機(jī)的除霜裝置，其特征在于所述控制系統(tǒng)由多個(gè)傳感器和控制中心組成，其傳感器為在室外機(jī)換熱器上設(shè)有用于檢測室外機(jī)換熱器盤管溫度的盤管溫度傳感器；在室外機(jī)換熱器外面設(shè)有用于檢測室外環(huán)境溫度的溫度傳感器；在發(fā)動(dòng)機(jī)出口處設(shè)置用于檢測冷卻水溫度的冷卻水溫度傳感器；在壓縮機(jī)與四通換向閥之間的管道上設(shè)有用于檢測從壓縮機(jī)排出的高壓高溫氣體壓力的高壓壓力傳感器；以上所述傳感器通過電路與控制中心相連。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的所述發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)式空調(diào)機(jī)的除霜裝置，其特征在于所述供熱除霜循環(huán)系統(tǒng)中的室外機(jī)風(fēng)扇、室內(nèi)機(jī)風(fēng)扇、室內(nèi)機(jī)膨脹閥、室外機(jī)膨脹閥，以及冷卻水循環(huán)系統(tǒng)中的冷卻水截止閥通過電路與控制中心連接。
全文摘要
本發(fā)明是一種空調(diào)機(jī)的除霜裝置，特別是一種發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)式空調(diào)機(jī)的除霜裝置。本發(fā)明所述的發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)式空調(diào)機(jī)的除霜裝置，包括一供熱除霜循環(huán)系統(tǒng)、一冷卻水循環(huán)系統(tǒng)和一控制系統(tǒng)；供熱除霜循環(huán)系統(tǒng)通過冷卻水－制冷劑換熱器與冷卻水循環(huán)系統(tǒng)相連，供熱除霜循環(huán)系統(tǒng)和冷卻水循環(huán)系統(tǒng)通過電路與控制系統(tǒng)相連。本發(fā)明是對空調(diào)機(jī)的供熱除霜循環(huán)系統(tǒng)和控制系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)，并增加一冷卻水循環(huán)系統(tǒng)，通過冷卻水循環(huán)系統(tǒng)利用發(fā)動(dòng)機(jī)所產(chǎn)生的廢熱來除霜以提高其除霜效率。
文檔編號(hào)F25B47/02GK1884940SQ20051007764
公開日2006年12月27日 申請日期2005年6月22日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月22日
發(fā)明者張曉蘭, 馮自平, 劉振宇, 黃沖, 宋強(qiáng) 申請人:海爾集團(tuán)公司, 青島海爾空調(diào)電子有限公司