雙系統(tǒng)熱泵除霜裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開的雙系統(tǒng)熱泵除霜裝置包括兩個制熱回路和兩套除霜機構(gòu)，所述的兩套除霜機構(gòu)的翅片溫度傳感器（11a/11b）設(shè)置在所述制熱回路的翅片蒸發(fā)器（9a/9b）上；融霜旁通電磁閥（18a/18b）串接在所述制熱回路的翅片蒸發(fā)器（9a/9b）和氣液分離器（12a/12b）之間；第一融霜電磁閥（14a/14b）和第一融霜單向閥（17a/17b）串接在其中一個制熱回路中的壓縮機（1a/1b）和另外一個制熱回路中的翅片蒸發(fā)器（9b/9a）之間；第二融霜電磁閥（19a/19b）和第二融霜單向閥（20a/20b）串接在其中一個制熱回路中的膨脹閥（7a/7b）和另外一個制熱回路中的翅片蒸發(fā)器（9b/9a）之間。解決了現(xiàn)有蒸發(fā)器除霜時造成的停機保護(hù)以及液壓縮現(xiàn)象，達(dá)到節(jié)能降耗、降低成本，縮短融霜時間，在環(huán)境溫度低于0℃時運行安全、穩(wěn)定、可靠的目的。
【專利說明】雙系統(tǒng)熱栗除霜裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型技術(shù)涉及空氣源熱泵除霜【技術(shù)領(lǐng)域】，主要涉及的是雙系統(tǒng)熱泵除霜裝置，適用于所有空氣源雙系統(tǒng)熱泵熱水器。
【背景技術(shù)】
[0002]公知的空氣源熱泵熱水器在低溫環(huán)境下運行制熱，當(dāng)蒸發(fā)器表面溫度低于空氣露點溫度且小于0°c時，蒸發(fā)器表面就會結(jié)霜。結(jié)霜初期，由于結(jié)霜增加了傳熱表面的粗糙度及表面積，使總的傳熱系數(shù)有所增加，但隨著霜層的逐漸增厚，空氣流過翅片管的阻力增大，空氣流量降低，導(dǎo)致翅片管內(nèi)制冷劑蒸發(fā)不充分，蒸發(fā)溫度降低，蒸發(fā)器出口過熱度減小，制冷劑流量降低，制熱量衰減，嚴(yán)重時導(dǎo)致壓縮機故障。因此，要保證熱泵在低溫環(huán)境下正常、穩(wěn)定運行，必須要考慮蒸發(fā)器的除霜問題。目前，空氣源熱泵熱水器最常用的除霜方式有三種:自然除霜、逆循環(huán)除霜、熱氣旁通除霜。
[0003]自然除霜:在高于0°C環(huán)境溫度中，當(dāng)系統(tǒng)需要除霜時停止運行一定時間，利用周圍環(huán)境中的熱量，使蒸發(fā)器溫度恢復(fù)到o°c以上，將結(jié)在蒸發(fā)器表面的霜層融化掉，這是一種最簡單的方法。除霜結(jié)束后，重新啟動制熱系統(tǒng)進(jìn)行工作。此除霜方式最大的優(yōu)點在于方法簡單，且不消耗額外的能量。但這種除霜方式存在一定的缺陷，除霜時間越長則熱量損失越多，導(dǎo)致熱泵制熱效率下降?？諝庠礋岜脽崴鞯恼舭l(fā)器多以露天放置為主，在北方溫度較低的地區(qū)，冬季溫度大多能夠到達(dá)0°c以下，無法采用此種方式進(jìn)行除霜。
[0004]逆循環(huán)除霜:當(dāng)系統(tǒng)需要除霜時，通過四通換向閥來改變制冷劑的流向，使機組由制熱循環(huán)變?yōu)橹评溲h(huán)，同時風(fēng)機停止工作，壓縮機排出的高溫氣體進(jìn)入翅片換熱器進(jìn)行化霜。在除霜循環(huán)的化霜過程中，機組從水系統(tǒng)中吸收熱量提供到翅片換熱器去除霜，機組產(chǎn)生的熱量是負(fù)數(shù)，負(fù)熱量的數(shù)量與機組在同樣時間內(nèi)產(chǎn)生的正熱量的數(shù)量大致相當(dāng)，所以從能量角度來講，這種除霜過程的損失相當(dāng)于兩倍除霜時間的停機，使機組的供熱量下降10%左右。另外，四通閥頻繁換向會影響其壽命和可靠性。
[0005]熱氣旁通除霜:該除霜方法不改變制冷劑的流向，機組在除霜過程中保持制熱工作狀態(tài)不變，在一個制冷回路中，將壓縮機排出的高溫氣體直接旁通一部分至翅片蒸發(fā)器中進(jìn)行融霜。這種除霜方式，由于高壓側(cè)冷媒放出的熱量還是來自于蒸發(fā)器吸收的熱量，當(dāng)環(huán)境溫度較低，除霜速度不夠快時，將沒有足夠的熱量吸收，會使熱泵主機發(fā)生保護(hù)性停機。如采用簡單的旁通，即將壓縮機排出的高溫氣體全部旁通至翅片蒸發(fā)器進(jìn)行快速融霜，氣體冷媒釋放熱量后部分轉(zhuǎn)化為高壓液體，在除霜模式切換為制熱模式的瞬間，這部分高壓液體極易通過系統(tǒng)管路進(jìn)入壓縮機，使壓縮機出現(xiàn)液壓縮現(xiàn)象，降低了系統(tǒng)的安全性，為解決此種隱患可在翅片蒸發(fā)器和壓縮機之間安裝冷媒加熱裝置，此裝置只在除霜模式時運行，從而有效地避免了融霜后的液體冷媒直接進(jìn)入壓縮機，但冷媒加熱裝置的使用增加了系統(tǒng)的制造成本和融霜成本。

【發(fā)明內(nèi)容】
[0006]本實用新型的目的是針對上述幾種除霜方式存在的不足，提出一種雙系統(tǒng)熱泵除霜裝置。解決了現(xiàn)有蒸發(fā)器除霜時造成的停機保護(hù)以及液壓縮現(xiàn)象，達(dá)到節(jié)能降耗、降低成本，縮短融霜時間，在環(huán)境溫度低于o°c時運行安全、穩(wěn)定、可靠的目的。
[0007]本實用新型實現(xiàn)上述目的采取的技術(shù)方案是:一種雙系統(tǒng)熱泵除霜裝置，包括兩個制熱回路和兩套除霜機構(gòu)，所述的兩套除霜機構(gòu)均主要由翅片溫度傳感器、第一融霜電磁閥、第一融霜單向閥、融霜旁通電磁閥、第二融霜電磁閥、第二融霜單向閥和環(huán)境溫度傳感器組成，其中:翅片溫度傳感器設(shè)置在所述制熱回路的翅片蒸發(fā)器上；融霜旁通電磁閥(串接在所述制熱回路的翅片蒸發(fā)器和氣液分離器之間；第一融霜電磁閥和第一融霜單向閥串接在其中一個制熱回路中的壓縮機和另外一個制熱回路中的翅片蒸發(fā)器之間；第二融霜電磁閥和第二融霜單向閥串接在其中一個制熱回路中的膨脹閥和另外一個制熱回路中的翅片蒸發(fā)器之間。
[0008]本實用新型在兩個制熱回路中又設(shè)置了兩套除霜機構(gòu)，同時使用了自然除霜和熱氣除霜兩種除霜模式，當(dāng)翅片蒸發(fā)器的翅片溫度連續(xù)低于0°c達(dá)4小時且環(huán)境溫度高于5°C低于10°C時，被融霜的翅片蒸發(fā)器所在制熱回路停止工作，進(jìn)入自然除霜模式，不消耗額外的能量；當(dāng)翅片蒸發(fā)器的翅片溫度連續(xù)低于0°C達(dá)4小時且環(huán)境溫度低于5°C時，進(jìn)入熱氣除霜模式，被融霜的翅片蒸發(fā)器切換成另一回路中的冷凝器，另一回路中的冷凝器停止工作，由另一回路中的壓縮機排出的高溫氣體提供融霜熱量，融霜期間，被融霜翅片蒸發(fā)器所在回路停止工作，不消耗任何電能，該裝置不存在因除霜造成的停機保護(hù)以及液壓縮現(xiàn)象，該裝置成本低，只需要通過電磁閥和單向閥的控制便可實現(xiàn)除霜功能，結(jié)構(gòu)簡單，系統(tǒng)運行更加安全、穩(wěn)定、可靠。此種融霜方式所需的融霜時間只有傳統(tǒng)融霜方式所需時間的1/4，所耗的融霜能量只有逆循環(huán)除霜以及傳統(tǒng)意義上的熱氣旁通除霜所耗電能的1/4。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)原理圖。
[0010]圖中:la/lb、壓縮機，2a/2b、輔助電磁閥，3a/3b、水冷冷凝器，4a/4b、干燥過濾器，5a/5b、視液鏡，6a/6b、制熱電磁閥,7a/7b、膨脹閥,8a/8b、制熱單向閥，9a/9b、翅片蒸發(fā)器，10a/10b、軸流風(fēng)機，lla/llb、翅片溫度傳感器，12a/12b、氣液分離器，13a/13b、排氣溫度傳感器，14a/14b、第一融霜電磁閥，15a/15b、高低壓力表，16a/16b、高低壓力控制器，17a/17b、第一融霜單向閥，18a/18b、融霜旁通電磁閥，19a/19b、第二融霜電磁閥，20a/20b、第二融霜單向閥，21a/21b、環(huán)境溫度傳感器。
【具體實施方式】
[0011]結(jié)合附圖，給出本實用新型的實施例如下:
[0012]如圖1所示:本實施例所述的雙系統(tǒng)熱泵除霜裝置包括兩個制熱回路和兩套除霜機構(gòu)。兩個制熱回路(a系統(tǒng)制熱回路和b系統(tǒng)制熱回路)的構(gòu)成和運行方式都是一樣的，均包括壓縮機la/lb、輔助電磁閥2a/2b、水冷冷凝器3a/3b、干燥過濾器4a/4b、視液鏡5a/5b、制熱電磁閥6a/6b、膨脹閥7a/7b、制熱單向閥8a/8b、翅片蒸發(fā)器9a/9b、軸流風(fēng)機10a/10b、氣液分離器12a/12b、排氣溫度傳感器13a/13b、高低壓力表15a/15b和高低壓力控制器16a/16b。兩套除霜機構(gòu)的構(gòu)成和運行方式也都是一樣的，均包括翅片溫度傳感器lla/llb、第一融霜電磁閥14a/14b、第一融霜單向閥17a/17b、融霜旁通電磁閥18a/18b、第二融霜電磁閥19a/19b、第二融霜單向閥20a/20b和環(huán)境溫度傳感器21a/21b。翅片溫度傳感器lla/llb設(shè)置在翅片蒸發(fā)器9a/9b上；融霜旁通電磁閥18a/18b串接在翅片蒸發(fā)器9a/9b和氣液分離器12a/12b之間；第一融霜電磁閥14a/14b和第一融霜單向閥17a/17b串接在其中一個制熱回路中的壓縮機la/lb和另外一個制熱回路中的翅片蒸發(fā)器9b/9a之間；第二融霜電磁閥19a/19b和第二融霜單向閥20a/20b串接在其中一個制熱回路中的膨脹閥7a/7b和另外一個制熱回路中的翅片蒸發(fā)器9b/9a之間。本實施例所述的兩個制熱回路為公知技術(shù)，在此不再詳細(xì)贅述。
[0013]當(dāng)環(huán)境溫度高于10°C時，雙系統(tǒng)熱泵除霜裝置處于正常工作狀態(tài)，兩個制熱回路各自獨立運行，獨立控制，a系統(tǒng)中水冷冷凝器3a的進(jìn)、出水口和b系統(tǒng)中水冷冷凝器3b的進(jìn)、出水口對應(yīng)并聯(lián)在一起形成循環(huán)水總進(jìn)、出水口。a系統(tǒng)和b系統(tǒng)的制熱工作原理是一樣的。現(xiàn)以a系統(tǒng)為例進(jìn)行說明，它是由壓縮機la、輔助電磁閥2a、水冷冷凝器3a、干燥過濾器4a、視液鏡5a、制熱電磁閥6a、膨脹閥7a、制熱單向閥8a、翅片蒸發(fā)器9a、軸流風(fēng)機10a、氣液分離器12a、排氣溫度傳感器13a、高低壓力表15a、高低壓力控制器16a及其管路構(gòu)成的封閉回路，在制熱模式下，輔助電磁閥2a、制熱電磁閥6a和融霜旁通電磁閥18a都處于開啟狀態(tài)，第一融霜電磁閥14a/14b和第二融霜電磁閥19a/19b均處于關(guān)閉狀態(tài)，壓縮機Ia排出的高溫高壓氣體進(jìn)入水冷冷凝器3a被循環(huán)水冷卻后變?yōu)楦邷馗邏阂后w，冷媒放出的熱量被循環(huán)水帶走，高溫高壓液體冷媒經(jīng)過膨脹閥7a節(jié)流后變?yōu)榈蜏氐蛪红F狀液體進(jìn)入翅片蒸發(fā)器9a，翅片蒸發(fā)器9a通過軸流風(fēng)機IOa的輔助作用從周圍環(huán)境中吸收大量的空氣能，使低溫低壓的液態(tài)冷媒發(fā)生汽化變?yōu)榈蜏氐蛪旱臍怏w進(jìn)入壓縮機la，由此完成一個制熱循環(huán)。
[0014]當(dāng)翅片蒸發(fā)器9a或9b的翅片溫度連續(xù)低于0°C達(dá)4小時且環(huán)境溫度高于5°C低于10°c時，熱泵主機就會出現(xiàn)輕微的結(jié)霜現(xiàn)象，這時待融霜的翅片蒸發(fā)器9a或9b所在制熱回路停止工作，進(jìn)入自然除霜模式。
[0015]當(dāng)蒸發(fā)器翅片溫度連續(xù)低于(TC達(dá)4小時且環(huán)境溫度低于5°C時，進(jìn)入熱氣除霜模式，被融霜的翅片蒸發(fā)器9a或9b由另一回路中壓縮機Ib或Ia排出的高溫氣體提供融霜熱量，以b系統(tǒng)中翅片蒸發(fā)器9b需要融霜為例進(jìn)行融霜原理介紹，融霜期間，翅片蒸發(fā)器9b所在b系統(tǒng)停止工作，不消耗任何電能，與此同時，關(guān)閉a系統(tǒng)中的輔助電磁閥2a和制熱電磁閥6a，打開第一融霜電磁閥14a、融霜旁通電磁閥18a和第二融霜電磁閥19a，此時壓縮機Ia排出的高溫氣體冷媒流經(jīng)翅片蒸發(fā)器9b實現(xiàn)除霜功能，當(dāng)翅片溫度傳感器Ila的溫度高于8°C時，融霜結(jié)束，融霜時間只有傳統(tǒng)融霜方式所需時間的1/4，此融霜原理同樣適用于a系統(tǒng)中被融霜的翅片蒸發(fā)器9a。該裝置通過電磁閥的切換來控制熱泵主機的制熱回路和除霜機構(gòu)，所用元器件均為通用元器件，采用的是公知的控制方式。
【權(quán)利要求】
1.一種雙系統(tǒng)熱泵除霜裝置，包括兩個制熱回路，其特征是:還包括兩套除霜機構(gòu)，所述的兩套除霜機構(gòu)均主要由翅片溫度傳感器(lla/llb)、第一融霜電磁閥(14a/14b)、第一融霜單向閥(17a/17b )、融霜旁通電磁閥(18a/ 18b )、第二融霜電磁閥(19a/ 19b )、第二融霜單向閥(20a/20b)和環(huán)境溫度傳感器(21a/21b)組成，其中:翅片溫度傳感器設(shè)置在所述制熱回路的翅片蒸發(fā)器(9a/9b)上；融霜旁通電磁閥串接在所述制熱回路的翅片蒸發(fā)器(9a/9b)和氣液分離器(12a/12b)之間；第一融霜電磁閥和第一融霜單向閥串接在其中一個制熱回路中的壓縮機(la/lb)和另外一個制熱回路中的翅片蒸發(fā)器(9b/9a)之間；第二融霜電磁閥和第二融霜單向閥串接在其中一個制熱回路中的膨脹閥(7a/7b)和另外一個制熱回路中的翅片蒸發(fā)器(9b/9a)之間。
【文檔編號】F25B47/02GK203489560SQ201320478062
【公開日】2014年3月19日 申請日期:2013年8月7日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月7日
【發(fā)明者】曹輝, 劉軍, 馮俊樂, 徐春堂, 師莉麗, 程利平 申請人:洛陽中懋環(huán)保設(shè)備有限公司