高效除霜型熱泵熱水機組的製作方法

2023-06-08 13:54:36

專利名稱：高效除霜型熱泵熱水機組的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及熱泵熱水機技術領域，特別是一種高效除霜型熱泵熱水機組。
背景技術：
熱泵熱水機組工作原理是逆卡諾熱力循環。整個熱力循環過程是電力驅動壓縮機強制工質在熱力循環連接管內流動，壓縮機從蒸發器吸入低壓氣態工質，壓縮機做功W轉換成工質內能，使工質狀態發生變化，工質經壓縮後從低壓氣態變為高溫高壓氣態，再流經冷凝器，高溫高壓氣態工質在冷凝器冷凝放熱釋放出來的熱量Q2，從冷凝器出來的高壓液態工質經膨脹閥節流減壓後進入蒸發器吸收蒸發器外界熱量Q1後，工質從高壓液態變為低壓氣態，再開始下一次循環。由於釋放的熱量Q2＝吸收的熱量Q1+壓縮機做功W，熱泵熱水機組的性能係數COP＝Q2/W＝Q1/W+1＞1，而電熱水器由於是完全直接消耗電能加熱水，其效能比＜1，對比可知，熱泵熱水機組節能降耗明顯，運行費用特別低。
但熱泵熱水機組在冬季制熱水時，室外翅片式蒸發器其表面溫度低於環境溫度，當翅片式蒸發器表面溫度低於空氣露點溫度時，空氣中的水蒸汽便會凝結；當此溫度開始低於0℃時，凝露便以疏鬆的冰晶體的形式堆積在翅片式蒸發器表面上形成霜。
在結霜的早期，由於霜層增加了傳熱表面的粗糙度及表面積，使總傳熱係數有所增加，隨著霜層的逐漸增厚，又加大了空氣流過翅片式蒸發器時的阻力，降低了空氣流量，從而導致翅片式蒸發器內的工質蒸發不充分，蒸發溫度降低，蒸發器出口過熱度減少，制熱量衰減，工質流量降低等問題，嚴重時會引起壓縮機事故。此時，必須對熱泵熱水機組進行除霜操作。
現在的除霜方法有四通閥換向除霜、熱氣旁通除霜、電加熱除霜等。熱氣旁通除霜是指利用壓縮機排氣管和蒸發器入口之間的旁通迴路，將壓縮機的高溫高壓氣體直接引入蒸發器中，主要利用壓縮機殼體的蓄熱量將蒸發器的霜層融化的除霜方法。
這種方法的缺點在於在低環境氣溫、低水溫的工況條件下，當壓縮機蓄熱用盡，僅依靠壓縮機耗功提供熱量時，蒸發器末端銅管的霜層較難融化。

發明內容
本實用新型的目的在於提供一種高效、節能的除霜方式來滿足熱泵熱水機組的冬季除霜，確保在低溫環境下熱氣除霜乾淨。
本實用新型的目的是通過下列技術方案實現的一種高效除霜型熱泵熱水機組，通過熱力循環連接管8依順序將壓縮機1出口、板式或管殼式或套管式冷凝器2入口、板式或管殼式或套管式冷凝器2出口、膨脹閥或毛細管3入口、膨脹閥或毛細管3出口、翅片式蒸發器6入口、翅片式蒸發器6出口、壓縮機1入口相連接，形成一閉合熱力循環，傳熱工質在該熱力循環迴路中流動，所述翅片式蒸發器6外側設置有風機7，板式或管殼式或套管式冷凝器2裝有進水管9和出水管10，在出水管10上設有水溫控制器11，設有一條由壓力開關12、流量調節閥14、電磁閥5、熱氣旁通裝置依次串聯而成的支路並聯在壓縮機1出口與蒸發器6入口兩端。該熱氣旁通裝置由穩壓閥4與旁通管13並聯組成，其中一個並聯端與電磁閥5出口相連接，另一個並聯端與蒸發器6入口相連接。
本實用新型的工作原理及工作過程是這樣的它是利用熱氣旁通除霜的工作原理，但熱氣旁通除霜在低氣溫時，當壓縮機蓄熱用盡時，壓縮機因工作壓力太低，無法提供高溫的熱氣來清除蒸發器末端的霜層。為解決現有熱氣旁通除霜無法滿足在低氣溫時的除霜要求，本實用新型增加了由穩壓閥4與旁通管13組成的熱氣旁通裝置，通過旁通管13的節流提升了壓縮機的排氣壓力，並且提高了壓縮機的排氣溫度，從而解決了壓縮機在低溫工況時無法提供高溫熱氣的問題。當壓力上升到設定壓力時穩壓閥4開始工作，穩定壓縮機的排氣壓力，保護壓縮機不會超壓工作。而且由於排氣壓力的提高，壓縮機殼體內的蓄熱也大大增加，這樣就大大縮短了除霜時間，改善了除霜效果。
與現有技術相比，本實用新型具有如下有益效果(1)由於壓縮機的排氣壓力提高，壓縮機的內能蓄熱也相應增加，在除霜過程中內能蓄熱越大，用來除霜的熱量就越大，因此可以大大縮短了除霜時間，改善除霜效果，大大降低了因除霜所消耗的能源。
(2)本實用新型提高了壓縮機的排氣溫度，穩定了排氣壓力，使壓縮機在蓄熱釋放完畢後，還能提供穩定的高溫氣體進行除霜，徹底解決了熱氣除霜在低溫環境下除霜不乾淨的問題。


圖1是本實用新型一個實施例的結構示意圖。
具體實施方式
通過下面實施例對本實用新型作進一步詳細闡述。
參見圖1所示，本實施例把壓力開關12預設2.3MPa打開，1.5MPa關閉，將穩壓閥4預設在2.5MPa動作，調整好流量調節閥14。
當熱泵熱水機組進入除霜程序時，首先停止板式或管殼式或套管式冷凝器2的水循環；由於壓縮機1工作，板式或管殼式或套管式冷凝器2的水循環被停止而無法釋放出熱量，經過膨脹閥3節流後，壓縮機1蓄熱內能不斷增加，壓力迅速提高；壓力開關12此時檢測系統壓力是否達到預設壓力，當達到2.3MPa時，壓力開關12控制電磁閥5打開，高壓、高溫的工質迅速經過旁通管13進入翅片式蒸發器6進行除霜。由於旁通管13的節流系統壓力會慢慢上升，當壓力超過2.5MPa時穩壓閥4開始工作，把多餘的壓力釋放到翅片式蒸發器6裡面，從而穩定壓縮機1的排氣壓力。使壓縮機能穩定地提供高溫氣體進行除霜。
本實用新型實施前後對比表表1實施前

表2實施後
權利要求1.一種高效除霜型熱泵熱水機組，通過熱力循環連接管(8)依順序將壓縮機(1)出口、板式或管殼式或套管式冷凝器(2)入口、板式或管殼式或套管式冷凝器(2)出口、膨脹閥或毛細管(3)入口、膨脹閥或毛細管(3)出口、翅片式蒸發器(6)入口、翅片式蒸發器(6)出口、壓縮機(1)入口相連接，形成一閉合熱力循環，傳熱工質在該熱力循環迴路中流動，所述翅片式蒸發器(6)外側設置有風機(7)，板式或管殼式或套管式冷凝器(2)裝有進水管(9)和出水管(10)，在出水管(10)上設有水溫控制器(11)，其特徵在於設有一條由壓力開關(12)、流量調節閥(14)、電磁閥(5)、熱氣旁通裝置依次串聯而成的支路並聯在壓縮機(1)出口與蒸發器(6)入口兩端。
2.根據權利要求1所述的一種高效除霜型熱泵熱水機組，其特徵在於所述熱氣旁通裝置由穩壓閥(4)與旁通管(13)並聯組成，其中一個並聯端與電磁閥(5)出口相連接，另一個並聯端與蒸發器(6)入口相連接。
專利摘要本實用新型公開了一種高效除霜型熱泵熱水機組，它採用一種高效、節能的除霜方式來滿足熱泵熱水機組的冬季除霜，確保在低溫環境下熱氣除霜乾淨。為此，在熱泵熱水機組熱力循環系統中，設有一條由壓力開關、流量調節閥、電磁閥和熱氣旁通裝置依次串聯而成的支路並聯在壓縮機出口與蒸發器入口兩端。
文檔編號F25B47/02GK2842320SQ20052006708
公開日2006年11月29日 申請日期2005年11月2日 優先權日2005年11月2日
發明者蔡林潤 申請人:佛山市確正冷熱設備有限公司