基于超疏水翅片管換熱器的空氣源熱泵噴淋除霜裝置的制造方法
【專利說明】基于超疏水翅片管換熱器的空氣源熱泵噴淋除霜裝置
[0001]
技術(shù)領域
[0002]本發(fā)明屬于制冷空調(diào)系統(tǒng)設計和制造的技術(shù)領域，涉及一種基于超疏水型翅片管換熱器的空氣源熱栗噴淋除霜方法及實現(xiàn)該方法的裝置。
[0003]
【背景技術(shù)】
[0004]空氣源熱栗兼顧制冷和制熱，具有一次能源綜合利用效率高、節(jié)能、環(huán)保以及初投資低等優(yōu)點。空氣源熱栗的大力推廣對提高我國能源綜合利用效率，實現(xiàn)節(jié)能減排具有重要意義?？諝庠礋崂醵局茻徇\行存在的最大問題是室外翅片管換熱器表面結(jié)霜，隨著換熱器翅片間霜層的生長，翅片表面與空氣間的換熱熱阻不斷增大，空氣流量減小，導致系統(tǒng)工作狀況惡化，效率降低，甚至不能正常工作。因此空氣源熱栗在結(jié)霜工況下運行必須適時除霜。
[0005]目前，常用的除霜方法是逆循環(huán)除霜和熱氣旁通除霜。逆循環(huán)除霜過程中由于四通閥頻繁換向，致使制冷系統(tǒng)壓縮機出現(xiàn)“奔油”現(xiàn)象，降低壓縮機的可靠性和使用壽命；除霜時制冷劑需從供熱系統(tǒng)中吸取熱量用于除霜，造成供熱系統(tǒng)溫度急劇波動，影響供熱房間的熱舒適性。熱氣旁通除霜的熱量主要來自壓縮機耗功，除霜速度較慢，且易造成除霜過程中壓縮機吸氣帶液?，F(xiàn)有除霜方法實施除霜時，熱栗機組需中斷制熱進行除霜，使得機組供熱不連續(xù)，且除霜過程中蒸發(fā)器表面霜層融化以及滯留水蒸發(fā)需消耗大量熱量和時間，導致除霜效率難以提高。
[0006]本發(fā)明創(chuàng)作者在前期研究中發(fā)現(xiàn)超疏水表面的融霜水滯留量少，且超疏水表面粘附性弱，表面滯留水滴易通過風力吹除?；诔杷统崞軗Q熱器的表面特性，發(fā)明出一種除霜時間短、除霜耗熱量少、可實現(xiàn)除霜期間供熱不間斷的空氣源熱栗除霜方法，對提高熱栗系統(tǒng)的供熱時間和效率具有重要意義。
[0007]

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]技術(shù)問題:本發(fā)明的目的是為解決現(xiàn)有除霜方式給空氣源熱栗系統(tǒng)帶來的諸多弊端，基于超疏水型翅片管換熱器的表面特性，提出一種除霜耗熱量少、可實現(xiàn)除霜期間供熱不間斷的空氣源熱栗噴淋除霜方法及裝置。
技術(shù)方案:本發(fā)明的基于超疏水型翅片管換熱器的空氣源熱栗噴淋除霜裝置，包括制冷劑回路、熱水回路和空氣回路。制冷劑回路包括壓縮機、四通閥、第一換熱器、第一單向閥、第二單向閥、第三單向閥、第四單向閥、第一電磁閥、第二電磁閥、儲液器、干燥過濾器、電子膨脹閥、翅片管換熱器、氣液分離器和加熱型蓄水箱，四通閥上設置有四通閥第一輸入端、四通閥第一輸出端、四通閥第二輸入端和四通閥第二輸出端，第一換熱器上設置有第一換熱器輸入端和第一換熱器輸出端，翅片管換熱器上設置有翅片管換熱器輸入端和翅片管換熱器輸出端，加熱型蓄水箱上設置有加熱型蓄水箱第一輸入端、加熱型蓄水箱第一輸出端、加熱型蓄水箱第二輸出端和加熱型蓄水箱第二輸入端；加熱型蓄水箱同時是熱水回路的組成部分，翅片管換熱器同時是空氣回路的組成部分；
制冷劑回路中，壓縮機輸出端與四通閥第一輸入端連接，四通閥第一輸出端與第一換熱器輸入端連接，第一換熱器輸出端分成兩路，一路與第一單向閥的入口連接，另一路與第三單向閥的出口連接，第一單向閥的出口分成三路，一路與第二單向閥的出口連接，一路通過第一電磁閥與儲液器輸入端連接，另一路通過第二電磁閥與加熱型蓄水箱第一輸入端連接，加熱型蓄水箱第一輸出端也與儲液器輸入端連接，儲液器輸出端通過干燥過濾器、電子膨脹閥同時與第四單向閥的入口和第三單向閥的入口連接，第四單向閥的出口與翅片管換熱器輸入端連接，翅片管換熱器輸入端同時還與第二單向閥的入口連接，翅片管換熱器輸出端與四通閥第二輸入端連接，四通閥第二輸出端與氣液分離器輸入端連接，氣液分離器輸出端與壓縮機輸入端連接；
熱水回路包括加熱型蓄水箱、過濾器、水栗、噴嘴、電加熱帶、集水盤、三通閥，三通閥上設置有三通閥第一輸入端、三通閥第一輸出端和三通閥第二輸出端；熱水回路中，加熱型蓄水箱上設置有溫度傳感器和液位傳感器，加熱型蓄水箱第二輸出端依次通過過濾器、水栗與噴嘴連接，噴嘴上設置有電加熱帶，噴嘴正對翅片管換熱器進風口，集水盤位于翅片管換熱器底部，集水盤底部的出水口與三通閥第一輸入端連接，三通閥第一輸出端與加熱型蓄水箱第二輸入端連接，三通閥第二輸出端與排水管道連接，電加熱帶安裝于噴嘴外表面；空氣回路包括翅片管換熱器和風機，風機設置在翅片管換熱器出風口處。
[0009]進一步的，本發(fā)明裝置在非結(jié)霜工況運行時:第一電磁閥打開，第二電磁閥關(guān)閉。在結(jié)霜工況運行時，第一電磁閥關(guān)閉，第二電磁閥打開，制冷劑流經(jīng)加熱型蓄水箱。
[0010]進一步的，本發(fā)明裝置中，熱水回路中加熱熱水的熱量來源于制冷劑過冷放出的熱量，無需額外增加熱源。
[0011]進一步的，本發(fā)明裝置中，當翅片管換熱器表面需除霜時，水栗啟動，熱水通過噴嘴噴淋于翅片管換熱器表面的霜層，實現(xiàn)霜層融化。
[0012]進一步的，本發(fā)明裝置中，翅片管換熱器為超疏水型翅片管換熱器，利用超疏水型翅片管換熱器表面對水滴的低粘附特性，使所噴熱水及融霜水從翅片表面自行脫落。
[0013]進一步的，本發(fā)明裝置中，風機為可換向變速風機，對尚滯留翅片表面的少量水滴，通過風機換向和提高風速吹除。
[0014]進一步的，本發(fā)明裝置中，熱水回路中，通過三通閥向加熱型蓄水箱內(nèi)進行補水。
[0015]進一步的，本發(fā)明裝置中，熱水回路上各設備和各段管道均進行保溫，防止氣溫較低時回路凍結(jié)。
[0016]本發(fā)明空氣源熱栗在夏季制冷模式運行時，低溫低壓的制冷劑氣體從氣液分離器中被壓縮機吸入、壓縮后變成高溫高壓的過熱蒸氣排出，經(jīng)過四通閥進入翅片管換熱器，在翅片管換熱器中，制冷劑放出熱量冷凝成液體后，再經(jīng)過第二單向閥和第一電磁閥進入儲液器，制冷劑從儲液器出來后，依次經(jīng)過干燥過濾器、電子膨脹閥和第三單向閥后，進入第一換熱器，制冷劑在第一換熱器中吸收熱量蒸發(fā)成過熱蒸氣，實現(xiàn)制冷，制冷劑從第一換熱器出來后經(jīng)過四通閥進入氣液分離器，然后再次被吸入壓縮機，完成制冷循環(huán)。空氣回路中，空氣在風機作用下流經(jīng)翅片管換熱器，空氣在翅片管換熱器中與制冷劑換熱。此過程中，水栗關(guān)閉，熱水回路不工作。
[0017]空氣源熱栗冬季制熱模式非結(jié)霜工況運行時:第一電磁閥打開，第二電磁閥關(guān)閉。氣液分離器中低溫低壓的制冷劑氣體被壓縮機吸入、壓縮后排出，經(jīng)過四通閥進入第一換熱器，制冷劑在第一換熱器中冷凝成液體后，經(jīng)過第一單向閥、第一電磁閥進入儲液器，制冷劑從儲液器出來后經(jīng)過干燥過濾器和電子膨脹閥被節(jié)流成氣液兩相，經(jīng)過第四單向閥進入翅片管換熱器，制冷劑在翅片管換熱器中與空氣換熱后變成過熱蒸氣，制冷劑從翅片管換熱器出來后經(jīng)過四通閥進入氣液分離器，然后再次被吸入壓縮機，完成制熱循環(huán)?？諝饣芈分?，空氣在風機作用下流經(jīng)翅片管換熱器，空氣在翅片管換熱器中與制冷劑換熱。此過程中，水栗關(guān)閉，熱水回路不工作。
[0018]空氣源熱栗冬季制熱模式結(jié)霜工況下運行時:第一電磁閥關(guān)閉，第二電磁閥打開。氣液分離器中低溫低壓的制冷劑氣體被壓縮機吸入、壓縮后排出，經(jīng)過四通閥進入第一換熱器，制冷劑在