專利名稱：發(fā)動機驅(qū)動式空調(diào)機的除霜裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型是一種空調(diào)機的除霜裝置，特別是一種發(fā)動機驅(qū)動式空調(diào)機的除霜裝置。
背景技術：
熱泵空調(diào)機在制熱過程中，當室外機換熱器盤管溫度低于空氣露點溫度時，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)霜嚴重時，室外機換熱器散熱翅片間的風道局部或全部被霜占據(jù)，從而增大熱阻和風阻，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)機中設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)除霜就是在供熱運行中將制冷循環(huán)從供熱運行切換為制冷運行，使從壓縮機排出的熱的制冷劑氣體，流向結(jié)有霜的室外機換熱器，使附著在室外機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行，從而導致頻繁的停壓縮機和切換四通換向閥；除霜過程中室內(nèi)不供應熱量，甚至吹出冷風；除霜占用時間長，導致該期間室內(nèi)溫度明顯下降；由制熱行換為除霜時，以及由除霜換為制熱時，每次轉(zhuǎn)換都有冷熱制冷劑的混合，從而導致能量的損失。
旁通除霜是在需要除霜時開啟旁通閥，使部分高壓排氣直接進入室外機換熱器進行除霜，它的優(yōu)點是除霜過程中能維持室內(nèi)一定量的熱量供應，缺點是因為只是部分制冷劑進入室外機換熱器，熱量有限，導致除霜時間比較長，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)動的熱泵空調(diào)機的除霜裝置，它們都是利用壓縮機作功變成的系統(tǒng)熱量來除霜，其間沒有其他的熱量補充，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，還耗費不少電能。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型所述發(fā)動機驅(qū)動式空調(diào)機是以燃氣為能源，用燃氣驅(qū)動燃氣發(fā)動機來帶動壓縮機進行制熱制冷。該空調(diào)機包括供熱除霜循環(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。本實用新型是對空調(diào)機的供熱除霜循環(huán)系統(tǒng)和控制系統(tǒng)進行改進，并增加一冷卻水循環(huán)系統(tǒng)，以提高其除霜功能。
本實用新型的目的是根據(jù)現(xiàn)有電驅(qū)動的熱泵空調(diào)機的除霜裝置的不足而發(fā)明一種發(fā)動機驅(qū)動式空調(diào)機的除霜裝置，本裝置在除霜過程中除了利用壓縮機作功變成的系統(tǒng)熱量外，還從廢熱回收器和發(fā)動機的缸體吸取廢棄熱量，作為除霜的補充熱量，所以大大提高了除霜的效果。由于除霜時充分利用了廢棄熱量，就可以從壓縮機在作功時變成的系統(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)動的熱泵空調(diào)機在除霜時所具有的忽冷忽熱的現(xiàn)象，同時也無須增加其他的用于補充熱量的元器件，減少了設備的成本。
本實用新型是按如下的方式來實現(xiàn)的本實用新型所述的發(fā)動機驅(qū)動式空調(diào)機的除霜裝置，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、四通換向閥、室內(nèi)機換熱器、室內(nèi)機膨脹閥、室外機膨脹閥，室外機換熱器、冷卻水-制冷劑換熱器、四通換向閥、壓縮機通過管道連接而成，在室內(nèi)機換熱器的外側(cè)設有室內(nèi)機風扇，在室外機換熱器的外側(cè)設有室外機風扇。
所述冷卻水循環(huán)系統(tǒng)是由水泵、廢熱回收器、發(fā)動機、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)由多個傳感器和控制中心組成，其傳感器為在室外機換熱器上設有用于檢測室外機換熱器盤管溫度的盤管溫度傳感器；在室外機換熱器外面設有用于檢測室外環(huán)境溫度的溫度傳感器；在發(fā)動機出口處設置用于檢測冷卻水溫度的冷卻水溫度傳感器；在壓縮機與四通換向閥之間的管道上設有用于檢測從壓縮機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)中的室外機風扇、室內(nèi)機風扇、室內(nèi)機膨脹閥、室外機膨脹閥，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t1、t2、t3、P及運行時間T滿足規(guī)定要求(這一要求在控制中心已人為設定)時，就進行供熱運行或進行除霜運行。
由于本實用新型增加一冷卻水循環(huán)系統(tǒng)，該冷卻水循環(huán)系統(tǒng)利用發(fā)動機所產(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。


圖1是本實用新型結(jié)構(gòu)圖圖中1壓縮機 2四通換向閥3室內(nèi)機換熱器 4室內(nèi)機膨脹閥5室外機膨脹閥 6室外機換熱器7冷卻水-制冷劑換熱器 8室內(nèi)機風扇9室外機風扇 10水泵11廢熱回收器 12發(fā)動機13a冷卻水截止閥 13b冷卻水截止閥13c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。
具體實施方式
如圖1所示，本使用新型所述的發(fā)動機驅(qū)動式空調(diào)機的除霜裝置，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1、四通換向閥2、室內(nèi)機換熱器3、室內(nèi)機膨脹閥4、室外機膨脹閥5，室外機換熱器6、冷卻水-制冷劑換熱器7、四通換向閥2、壓縮機1通過管道連接而成，在室內(nèi)機換熱器3的外側(cè)設有室內(nèi)機風扇8，在室外機換熱器6的外側(cè)設有室外機風扇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)動機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)由多個傳感器和控制中心組成，其傳感器為在室外機換熱器6上設有用于檢測室外機換熱器6盤管溫度的盤管溫度傳感器15；在室外機換熱器6外面設有用于檢測室外環(huán)境溫度的溫度傳感器16；在發(fā)動機12出口處設置用于檢測冷卻水溫度的冷卻水溫度傳感器17；在壓縮機1與四通換向閥2之間的管道上設有用于檢測從壓縮機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)中的室外機風扇9、室內(nèi)機風扇8、室內(nèi)機膨脹閥4、室外機膨脹閥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t1、t2、t3、P及運行時間T滿足一定要求(這一要求在控制中心已人為設定)時，就進行供熱運行；當t1、t2、t3、P及運行時間T滿足另一要求(這另一要求在控制中心也已人為設定)時，就進行除霜運行。
除霜運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行，在控制中心的控制下，將關閉室外機風扇6；把室內(nèi)機膨脹閥4和室外機膨脹閥5開到最大位置；發(fā)動機12達到最高轉(zhuǎn)速；由于除霜運行時仍要向室內(nèi)供熱，所以室內(nèi)機風扇8處于關閉或小轉(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。除霜運行的具體過程如圖1所示壓縮機1排出高壓高溫氣體制冷劑經(jīng)過四通換向閥2，通過連接管道進入室內(nèi)機換熱器3，由于室內(nèi)機風扇8處于偶爾關閉或小轉(zhuǎn)速狀態(tài)，且室內(nèi)機膨脹閥4開到最大，所以氣態(tài)制冷劑沒有液化就通過室內(nèi)機膨脹閥4，經(jīng)連接管到達室外機膨脹閥5，由于室外機膨脹閥5開到最大，熱的氣態(tài)制冷劑進入室外機換熱器6，融化附著在室外機換熱器翅片表面的霜，制冷劑在室外機換熱器6內(nèi)液化，其液態(tài)制冷劑進入冷卻水-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1，完成一個除霜循環(huán)。這一除霜循環(huán)是利用壓縮機1作功變成的系統(tǒng)熱量的一部分來除霜，本實用新型更進一步地還要通過冷卻水循環(huán)系統(tǒng)利用發(fā)動機12所產(chǎn)生的廢熱來輔助除霜，其運行過程如下冷卻水從廢熱回收器11和發(fā)動機12的缸體上吸熱，使冷卻水的溫度升高，當需要除霜時，冷卻水截止閥13a被打開，而冷卻水截止閥13b、13c則被關閉，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1壓縮后形成高溫高壓氣體，循環(huán)不斷。在除霜運行中，室外機換熱器盤管溫度t2將逐漸升高，當t2升到一定值時，將結(jié)束除霜運行而進入供熱運行。
供熱運行時，壓縮機1排出高壓高溫氣體制冷劑經(jīng)過四通換向閥2，通過連接管道進入室內(nèi)機換熱器3，通過室內(nèi)機風扇8向室內(nèi)散熱，制冷劑在室內(nèi)機換熱器3內(nèi)液化，液態(tài)制冷劑流經(jīng)室內(nèi)機膨脹閥4和連接管到達室外機膨脹閥5，經(jīng)過室外機膨脹閥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入室外機換熱器6吸熱蒸發(fā)，室外機風扇9送風提供蒸發(fā)需要的熱量，未完全蒸發(fā)的制冷劑進入冷卻水-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1。
在除霜運行中，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)機風扇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系。
在除霜運行中冷卻水截止閥13a開、13b關和13c關。在其它運行情況中，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t3＞90℃，13a關、13b開、13c關；當45℃＜t3≤90℃，13a開、13b關、13c關；當t3≤45℃，13a關、13b關、13c開。
權(quán)利要求1.一種發(fā)動機驅(qū)動式空調(diào)機的除霜裝置，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)動機驅(qū)動式空調(diào)機的除霜裝置，其特征在于所述的供熱除霜循環(huán)系統(tǒng)是由壓縮機、四通換向閥、室內(nèi)機換熱器、室內(nèi)機膨脹閥、室外機膨脹閥，室外機換熱器、冷卻水-制冷劑換熱器、四通換向閥、壓縮機通過管道連接而成，在室內(nèi)機換熱器的外側(cè)設有室內(nèi)機風扇，在室外機換熱器的外側(cè)設有室外機風扇。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的所述發(fā)動機驅(qū)動式空調(diào)機的除霜裝置，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)動機、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)動機驅(qū)動式空調(diào)機的除霜裝置，其特征在于在所述冷卻水循環(huán)系統(tǒng)中，設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)動機驅(qū)動式空調(diào)機的除霜裝置，其特征在于在所述冷卻水循環(huán)系統(tǒng)中，設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)動機驅(qū)動式空調(diào)機的除霜裝置，其特征在于所述控制系統(tǒng)由多個傳感器和控制中心組成，其傳感器為在室外機換熱器上設有用于檢測室外機換熱器盤管溫度的盤管溫度傳感器；在室外機換熱器外面設有用于檢測室外環(huán)境溫度的溫度傳感器；在發(fā)動機出口處設置用于檢測冷卻水溫度的冷卻水溫度傳感器；在壓縮機與四通換向閥之間的管道上設有用于檢測從壓縮機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)動機驅(qū)動式空調(diào)機的除霜裝置，其特征在于所述供熱除霜循環(huán)系統(tǒng)中的室外機風扇、室內(nèi)機風扇、室內(nèi)機膨脹閥、室外機膨脹閥，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。
專利摘要本實用新型是一種空調(diào)機的除霜裝置，特別是一種發(fā)動機驅(qū)動式空調(diào)機的除霜裝置。本實用新型所述的發(fā)動機驅(qū)動式空調(diào)機的除霜裝置，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。本實用新型是對空調(diào)機的供熱除霜循環(huán)系統(tǒng)和控制系統(tǒng)進行改進，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)動機所產(chǎn)生的廢熱來除霜以提高其除霜效率。
文檔編號F25B49/02GK2809522SQ200520110610
公開日2006年8月23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 申請人:海爾集團公司, 青島海爾空調(diào)電子有限公司