空氣能熱水器的除霜裝置及其除霜方法與流程

2023-09-18 16:20:25 2

本發明涉及一種除霜裝置，特別涉及一種空氣能熱水器的除霜裝置及其除霜方法，屬於空氣能熱水器除霜技術領域。

背景技術：

空氣能熱泵熱水器在低溫狀態下運行制熱，室外運行環境惡劣，當室外換熱器(制熱時起蒸發器作用)表面溫度低於空氣露點溫度且小於0℃時，室外換熱器表面會結霜，影響制熱效果和運行，霜與冰的形成和影響因素比較複雜，國內外關於常壓下結霜的傳熱傳質性能的研究已經比較多。

目前，國內的熱泵系統除霜方式主要有以下幾種方式：熱氣旁通除霜、電加熱化霜、自然停機化霜、四通閥換向化霜等。其中四通閥換向化霜技術是系統採用四通閥換向的功能，使蒸發器和冷凝器調換，這樣，系統就可以從熱水中吸收熱量，連同壓縮機的輸入功率，一起用於蒸發器的化霜。

四通閥除霜方式是比較合理的，然而中國博大地廣，從南到北，區域複雜，環境極為複雜，相同的設置，寒冷或較為乾燥的地區，則會監控不良，無霜化霜，白白浪費電能。在高溼地區，霜層厚實，結霜迅速，導致空氣流量降低，從而增大了空氣側對流換熱熱阻。

技術實現要素：

本發明目的之一是提供一種空氣能熱水器的除霜裝置，通過對多個溫度信號的實時採樣與判別，精確控制化霜進入狀態與結束狀態。

本發明的另一目的是提供一種空氣能熱水器的除霜裝置的除霜方法。

本發明採用的具體技術方案為：

一種空氣能熱水器的除霜裝置，包括壓縮機、冷凝器和蒸發器，所述壓縮機的一端通過排氣管與所述冷凝器連接，所述冷凝器連接出液管，所述出液管連接蒸發器，所述蒸發器通過低壓管與壓縮機連接，在所述冷凝器與蒸發器之間的出液管上設置有紅外加熱器，所述紅外加熱器連接控制板，所述控制板分別連接環境溫度傳感器、水箱溫度傳感器、回氣管溫度傳感器和蒸發器溫度傳感器，所述環境溫度傳感器設置在整個除霜裝置的外部，所述水箱溫度傳感器設置在水箱內，所述回氣管溫度傳感器設置在壓縮機的回氣管內，所述蒸發器溫度傳感器設置在蒸發器內，所述控制板內部設置有控制晶片。

進一步的，在所述冷凝器與所述紅外加熱器之間的出液管上設置一段毛細管。

其中，所述壓縮機用於將低溫低壓氣體轉換成高溫高壓氣。

所述排氣管用於將高溫高壓氣體輸送至冷凝器。

所述冷凝器通過風機和鋁翅片把高溫熱量排出外面。

所述出液管將高壓液體送至毛細管，經所述細管節流成為低溫低壓氣體。

所述蒸發器從環境中吸收熱量。

所述低壓管將經吸熱後的氣體輸送至儲液灌氣液分離。

進一步的，所述紅外加熱器包括發熱體，所述發熱體為圓柱體，內部設置有通孔，所述通孔的一端設置在發熱體的頂端，所述通孔的另一端設置在所述發熱體底部的側壁上，所述通孔內安裝紫銅管，圍繞所述紫銅管的外壁設置絕緣層，圍繞所述絕緣層外壁設置多個加熱體，圍繞所述加熱體四周在所述的發熱體內設置保溫層。

所述絕緣層為銅管提供60伏的電氣安全保護。

所述紫銅管將節流的工質輸送至蒸發器。

所述加熱體為60伏的電力為防結霜除霜提供熱源。

所述保溫層保護加熱體的無效散熱。

進一步的，所述發熱體外壁設置有防護層。

所述防護層為發熱體提供防雨防碰保護。

進一步的，所述蒸發器與壓縮機之間設置有儲液罐，用於備用和除存過多的油。

一種空氣能熱水器的除霜裝置的除霜方法：

所述環境溫度傳感器、環境溼度傳感器、回氣溫度傳感器和蒸發器溫度傳感器分別將環境溫度、環境溼度、回氣溫度和蒸發器溫度通過信號傳遞給控制板，所述控制板根據預設的判別模式控制紅外加熱器的加熱狀態。

所述的預設的判別模式為：

進入化霜狀態的條件：

-1℃≤環境溫度≤20℃時，

滿足以下兩種情況之一：

a.水箱溫度≤40℃,且盤管溫度≤-4℃；

b.水箱溫度＞40℃，且盤管溫度≤-3℃；

且壓縮機累計運行45分鐘，且連續運行30分鐘；

或者當-4℃≤環境溫度＜-1℃時，

滿足以下兩種情況之一：

a.水箱溫度≤40℃，且盤管溫度≤-5℃；

b.水箱溫度＞40℃，且盤管溫度≤-4℃；

且壓縮機累計運行45分鐘，且連續運行30分鐘；

或者環境溫度≤-5℃時，

滿足以下兩種情況之一：

a.水箱溫度≤40℃，且盤管溫度≤-8℃；

b.水箱溫度＞40℃，且盤管溫度≤-6℃；

且壓縮機累計運行45分鐘，且連續運行30分鐘；

退出化霜狀態的條件：

化霜時間滿8分鐘，或者化霜時間滿3分鐘，且盤管溫度≥12℃；或者盤管溫度≥22℃；或者化霜時出現高壓或排氣保護。

本發明的優點為：

本發明通過在冷凝器與蒸發器之間的出液管上設置有紅外加熱器，每一瓦都通過壓縮機的回氣管吸入壓縮機提高壓縮機的排氣溫度加快水箱的加熱，根據預測空氣能熱水器的熱效率將被提高28％；由於取消了原有的四通閥模式，因此節省了約40％的系統管路，並消除了四通閥洩漏的隱患，系統更加穩定高效；由於四通閥的取消，系統工藝大大的得到簡化，生產效率與質量也得到大幅度的提高。

附圖說明

圖1為本發明的結構示意圖，

圖2為紅外加熱器的結構示意圖，

圖中，1-壓縮機，2-冷凝器，3-蒸發器，4-排氣管，5-出液管，6-低壓管，7-紅外加熱器，71-發熱體，72-通孔，73-紫銅管，74-絕緣層，75-加熱體，76-保溫層，77-防護層，8-毛細管，9-儲液罐。

具體實施方式

為使本發明實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。

如圖1所示，一種空氣能熱水器的除霜裝置，包括壓縮機1、冷凝器2和蒸發器3，壓縮機1的一端通過排氣管4與冷凝器2連接，冷凝器2連接出液管5，出液管5連接蒸發器3，蒸發器3通過低壓管6與壓縮機1連接，在冷凝器2與蒸發器3之間的出液管5上設置有紅外加熱器7，紅外加熱器7連接控制板，控制板分別連接環境溫度傳感器、水箱溫度傳感器、回氣管溫度傳感器和蒸發器溫度傳感器，環境溫度傳感器設置在整個除霜裝置的外部，水箱溫度傳感器設置在水箱內，回氣管溫度傳感器設置在壓縮機的回氣管內，蒸發器溫度傳感器設置在蒸發器內，控制板內部設置有控制晶片。

在冷凝器2與紅外加熱器7之間的出液管5上設置一段毛細管8。

如圖2所示，紅外加熱器7包括發熱體71，發熱體71為圓柱體，內部設置有通孔72，通孔72的一端設置在發熱體71的頂端，通孔72的另一端設置在發熱體71底部的側壁上，通孔72內安裝紫銅管73，圍繞紫銅管73的外壁設置絕緣層74，圍繞絕緣層74外壁設置多個加熱體75，圍繞加熱體75四周在發熱體71內設置保溫層76，發熱體71外壁設置有防護層77。

蒸發器3與壓縮機1之間設置有儲液罐9，用於備用和除存過多的油。

本發明的除霜方法為：環境溫度傳感器、環境溼度傳感器、回氣溫度傳感器和蒸發器溫度傳感器分別將環境溫度、環境溼度、回氣溫度和蒸發器溫度通過信號傳遞給控制板，控制板根據預設的判別模式控制紅外加熱器7的加熱狀態。

其中，預設的判別模式為：

進入化霜狀態的條件：

-1℃≤環境溫度≤20℃時，

滿足以下兩種情況之一：

a.水箱溫度≤40℃,且盤管溫度≤-4℃；

b.水箱溫度＞40℃，且盤管溫度≤-3℃；

且壓縮機累計運行45分鐘，且連續運行30分鐘。

或者當-4℃≤環境溫度＜-1℃時，

滿足以下兩種情況之一：

a.水箱溫度≤40℃，且盤管溫度≤-5℃；

b.水箱溫度＞40℃，且盤管溫度≤-4℃；

且壓縮機累計運行45分鐘，且連續運行30分鐘。

或者環境溫度≤-5℃時，

滿足以下兩種情況之一：

a.水箱溫度≤40℃，且盤管溫度≤-8℃；

b.水箱溫度＞40℃，且盤管溫度≤-6℃；

且壓縮機累計運行45分鐘，且連續運行30分鐘。

退出化霜狀態的條件：

化霜時間滿8分鐘，或者化霜時間滿3分鐘，且盤管溫度≥12℃；或者盤管溫度≥22℃；或者化霜時出現高壓或排氣保護。

最後應說明的是：以上所述的實施例僅用於說明本發明的技術方案，而非對其限制；儘管參照前述實施例對本發明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解：其依然可以對前述實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分或全部技術特徵進行等同替換；而這些修改或替換，並不使相應技術方案的本質脫離本發明各實施例技術方案的範圍。