專利名稱：一種前置式內輔熱防融霜裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種防融霜裝置，特別是涉及一種通過前置于蒸發器前的內輔熱技術進行防融霜的裝置。
背景技術：
長江中下游地區屬于熱工氣候分區中的夏熱冬冷地區，冬季平均溫度低，相對濕度大。而且在受北方強冷空氣的影響下，冬季會出現一定時間的霜凍或冰凍天氣。高濕度的環境條件是這一地區的特點，也是造成熱泵結霜嚴重和工作性能差的主要原因。熱泵在這種環境下工作時蒸發器極易結霜，系統工作性能衰減嚴重，隨時間推移，生長成的霜層導致換熱過程惡化，使得機組的蒸發溫度降低。此時，由于大量液態制冷劑沒有及時蒸發，回液過多增加了壓縮機液擊的可能性。并且因為頻繁的傳統的除霜方式使機組處于不穩定的工作狀態，供熱效果和供熱時間都不能保證。傳統的除霜方法是將室內機的風機停機，并將四通換向閥進行切換，空調系統按照制冷方式運行。這時室外換熱器轉換為制冷工況下的冷凝器來用。這種除霜方式存在以下缺點由于室內機的風機停機，室內換熱器從室內環境吸熱量很少，除霜相對不足，使得除霜時間過長；由于室內風扇停轉，室內機在除霜時室內換熱器需從室內環境中吸取熱量， 使得室溫將下降，使室內環境更加惡劣。由于除霜時間過長，室外換熱器上部的融霜會掉到下部翅片上，下面霜層積累很多，難以除掉，造成冰層堆積，影響換熱器效率。另外一種熱氣旁通閥除霜是由熱氣旁通閥將高溫高壓排氣由壓縮機排氣口引向蒸發器，通過高溫高壓冷媒液化放熱來除霜。由于高壓側的冷媒的熱量還是來自于蒸發器吸收的熱量，當氣溫較低， 除霜持續時間長，將沒有足夠熱量吸收，使主機進入保護性停機狀態。常見的電熱融霜裝置是使用電熱絲作融霜熱源的，通常，按照電熱元件布置部位不同，可以再分為三種類型(1) 把電加熱器直接放置在換熱器的表面端部；(2)把電加熱器與換熱器做成一體；(3)把電熱管放在蒸發器內的制冷劑管中。對于前兩種，由于電熱元件暴露在潮濕空氣中，為了保證潮濕空氣即冰層不被擊穿造成機組漏電的現象。通常流過電熱元件的電流并不大。當化霜所需要的能量一定時，電流越小，對于已給的電熱融霜裝置，其所需要的化霜時間越長。第三種將電熱元件內置于蒸發器內的制冷劑管中，由于不再受制于安全電流，融霜速率得到提升。但是，與前兩種電熱除霜方式相比，電熱管套在換熱肋片管中，不僅僅要求電熱管具有更好的穩定性，同時也增加了設備制造成本和制造及檢修的難度。此外，國內空調設備生產廠家目前使用的單位時間繼電器構成的簡單融霜控制器，其融霜時間為設定值，不能根據結霜量的多少進行調節，如果時間繼電器出現故障，電熱管長時間工作，會燒壞空調設備。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種系統除霜無需停機的前置式外輔熱防融
霜裝置。為了解決上述技術問題，本發明提供的前置式內輔熱防融霜裝置，包括連接于節
3流閥或毛細管和低溫換熱側之間的制冷劑管，所述的制冷劑管串聯有變管徑制冷劑管，在所述的變管徑制冷劑管內設有電熱元件。電熱元件可以是各種發熱元件，形狀也可以是任意的。所述的變管徑制冷劑管串聯有第一電磁閥，所述的變管徑制冷劑管和所述的第一電磁閥并聯有旁路電磁閥。采用上述技術方案的前置式外輔熱防融霜裝置，利用電-熱轉換原理，將一定電壓、一定電流的電熱元件插在毛細管和蒸發器之間制冷劑管里面，電熱管和制冷劑管之間通過焊接固定，管形狀可以為圓形或橢圓等，并維持制冷劑的流量不變，考慮到電熱元件的插入，在設計蒸發器的形體尺寸時應遵循工質流速(基本)保持不變以及工質流量(基本) 保持不變，因而相應增大制冷劑管的尺寸。系統除霜無需停機，所利用的電輔形式可以是交流電、直流電、太陽發電以及熱電。不僅適用于所有的空氣源熱泵，還包括所有具有輔熱加熱工質特點的熱泵空調裝置。本發明在對空氣源熱泵提供一種前置式內輔熱防霜技術，該技術可在不影響常規空調系統夏天制冷、冬天制熱的功能下，還可以在冬天制熱運行工況、不間斷室內供熱的前提下，在進入蒸發器前快速地提高工質的能量，使工質具有較高的能量情況下進入蒸發器， 防止結霜量的產生，并對蒸發器前置內輔熱的結構及整個系統的匹配進行設計。綜上所述，本發明是一種系統除霜無需停機且操作簡單、融霜時間短、效率高、耗能少的前置式外輔熱防融霜裝置。
圖1是本發明的結構示意圖；圖2是本發明的改進結構示意圖。
具體實施例方式下面結合附圖和具體實施方式
對本發明作進一步說明。本發明在現場按照圖1即可完成，壓縮機1出口一端經過四通閥2和消聲器15與高溫換熱側13相連，一端從壓縮機1出口出來后經過四通閥2，再經過儲液器16回到壓縮機的入口 ；高溫換熱側13 —端通過控制電磁閥14與消聲器15出口連通，另一端與干燥過濾器12，并經過止回閥10與節流閥或毛細管11串聯連通；低溫換熱側3通過變管徑制冷劑管8、制冷劑管9與節流閥或毛細管11串聯，另一端與四通閥2入口連接，在變管徑制冷劑管8內設有電熱元件7，在電熱元件7與電源5連接；高溫換熱側13可以是水冷也可以是風冷的。參見圖1，在變管徑制冷劑管8內插入電熱元件7，并焊接固定，可以在不影響蒸發器的流動阻力等性能的情況下達到最大化利用熱能來提高工質能量達到防霜的目的。參見圖1，當進行正常的制熱工況運行時，電熱元件7不通電工作。當需要除霜時， 電熱元件7通電工作，冷凝液經過節流閥或毛細管11和制冷劑管9后進入變管徑制冷劑管 8后，制冷劑溫度提高，這樣可以保證室內機一直處于制熱運行工況，不會影響到室內的舒適度。參見圖1，電熱元件7長度L’、變管徑制冷劑管8長度L”根據融霜補熱量而確定其長度。電熱器件7的管徑Φ和制冷劑管9的管徑d及變管徑制冷劑管8的管徑D遵循工質流速(基本)不變，工質流量(基本)不變的原則來設計其大小。參見圖2，本發明在圖1的基礎上改進，變管徑制冷劑管8串聯有第一電磁閥4，變管徑制冷劑管8和第一電磁閥4并聯有旁路電磁閥6。參見圖2，當進行正常的制熱工況運行時，控制旁路電磁閥6連通節流閥或毛細管 11和低溫換熱側3，第一電磁閥4斷開節流閥或毛細管9和低溫換熱側3，電熱元件7不通電工作。當需要除霜時，控制旁路電磁閥6斷開節流閥或毛細管11和低溫換熱側3，第一電磁閥4連通節流閥或毛細管11和低溫換熱側3，電熱元件7通電工作，冷凝液經過節流閥或毛細管11和制冷劑管9后進入變管徑制冷劑管8后，制冷劑溫度提高，這樣可以保證室內機一直處于制熱運行工況，不會影響到室內的舒適度。高溫換熱側13根據需要可采用風冷或水冷或風冷+水冷聯合技術或進行熱回收裝置。本發明結構簡單，保持了原有閥件的功能，可以最大限度地提高輔熱融霜的可靠性。蒸發端的低溫換熱側3采用空冷蒸發器。由電熱元件7通電從外界獲得電輔5，可以是交流電、直流電、太陽發電以及熱電。除變管徑制冷劑管8、電熱元件7外，其他設備按原生產設備配套使用。在制冷工況下，改變四通閥方向，則圖示箭頭方向反向，控制旁路電磁閥6連通節流閥或毛細管11和高溫換熱側3，第一電磁閥4斷開節流閥或毛細管9和高溫換熱側3，按原制冷工況運行，電熱元件7不通電工作，即防霜不啟動。由壓縮機1排出的高壓蒸汽，經四通閥2進入高溫換熱側3，制冷劑蒸汽被冷凝成液體，經高溫換熱側3，通過旁路電磁閥6 連通節流閥或毛細管11進入低溫換熱側13，并在低溫換熱側13中吸熱，將室內空氣冷卻， 蒸發后的制冷劑蒸汽，經四通閥2后被壓縮機1吸入，這樣周而復始，實現制冷循環。前置式防融霜是相對于蒸發器而言，該發明成功克服了國內外同類產品所存在的制熱流程改造復雜，元器件更換頻繁，不利于生產和加工等缺點。本發明所涉及的融霜裝置目前無工業生產，現有的電輔裝置采用加熱用戶側所需要的空氣或水，而非加熱制冷工質， 因而效率低；蒸發器內采用電輔技術安裝過程復雜，可靠及安全性非常差，無法在工業過程中采用。而熱氣旁通融霜雖然采用加熱制冷劑，但影響了冬天熱量的輸出，且效果不穩定， 用戶舒適性差。本發明專利采用先進簡便的制熱流程，元器件改動較少，易于產品的生產和加工，控制可靠性更高；與前置式外輔熱防融霜相比，內輔熱效率更高，熱損失更小，用戶舒適性或產出熱量會更高。可成功預防室外蒸發側結霜的情況。本發明實現了空調、熱泵制冷制熱效果良好，并保證空調、熱泵各元器件穩定運行。本發明依據霜生長規律不局限于上述最佳實施方式，專利保護段在節流閥或毛細管之后到低溫換熱側之間，并包括毛細管(節流閥)或其一部分。如果制冷劑不是氟利昂， 是氨類的，則在低溫換熱側3之前會有低壓儲液器，則專利保護段在節流閥或毛細管到低溫換熱側之間，包括低壓儲液器，因為該防霜段可設置在低壓儲液器上。任何人在本發明的啟示下在該段都可以得出其它各種形式的產品，但不論在其形狀或結構上作任何變化，凡是與本發明相同或相近似的技術方案，均在其保護范圍之內。
權利要求
1.一種前置式內輔熱防霜裝置，包括連接于節流閥或毛細管(1 和低溫換熱側(3)之間的制冷劑管(9)，其特征是所述的制冷劑管(9)串聯有變管徑制冷劑管(8)，在所述的變管徑制冷劑管⑶內設有電熱元件(7)。
2.根據權利要求1所述的前置式內輔熱防霜裝置，其特征是所述的變管徑制冷劑管 (8)串聯有第一電磁閥G)，所述的變管徑制冷劑管(8)和所述的第一電磁閥(4)并聯有旁路電磁閥(6)。
全文摘要
本發明公開了一種前置式內輔熱防融霜裝置，包括連接于節流閥或毛細管(11)和低溫換熱側(3)之間的制冷劑管(9)，所述的制冷劑管(9)串聯有變管徑制冷劑管(8)，在所述的變管徑制冷劑管(8)內設有電熱器件(7)。本發明是一種系統防除霜無需停機且操作簡單、融霜時間短、效率高、耗能少的前置式外輔熱防霜裝置。裝置可應用于空調、熱泵等系統中。
文檔編號F25B47/00GK102226610SQ20111015133
公開日2011年10月26日 申請日期2011年6月7日 優先權日2011年6月7日
發明者龔光彩 申請人:龔光彩