CN104457067A - 节能型快速融霜装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种节能型快速融霜装置，该装置包含一套高压气体旁通组件和一套融霜压缩机组，高压气体旁通组件和融霜压缩机组分别与制冷***的高压侧和蒸发器并联。可解决制冷、采暖空调机组融霜过程中所引起的融霜时间长、蒸发器侧温度波动大、能耗高等问题。与现有技术相比节能、融霜速度快、温度波动小、对解决雾霾问题具有非常重要的意义。

Description

节能型快速融霜装置

技术领域

本发明涉及热交换技术领域，特别是涉及一种利用制冷剂的饱和性质使制冷空调***的蒸发器融霜时间短、蒸发器侧温度波动小、能耗低的快速融霜装置。

背景技术

我们知道，由于霜层导热系数很低，热阻很大，蒸发器结霜后，如果不能及时将其清除，制冷***的能耗至少增加10~15%，制冷***的耗电量约占冷藏库企业总耗电量的75%左右，因此，对于制冷***蒸发器结霜后，合理的融霜方式是非常重要的。

同样，对于空气源热泵型空调***来说，尤其是在我国长江流域以北地区，冬季环境湿度相对较大，蒸发器凝霜现象更为严重，造成冬季水温或者室内温度的波动大，不仅影响采暖效果，而且造成能源的无谓的损耗和浪费。

就目前来说，制冷***的融霜方式大致有人工扫霜、电加热融霜、压缩机排气融霜、高压气体融霜和高压液体融霜五种融霜方式。

蛇形管换热器以人工扫霜的方式，这种除霜方式存在的主要问题是扫霜不及时，以及蛇形管蒸发器顶部的霜层无法清除。

冷风机的融霜方式主要采用电加热融霜方式，电加热制热效率很低，因此所配置的电加热器功率通常为风机功率的6~10倍，这种融霜方式不仅导致投资费用增加，而且融霜过程中能耗增加、库温波动很大。

压缩机排气融霜的主要问题是同一个制冷***所配置的蒸发器不能同时融霜，而且对于蒸发温度较低的制冷***，压缩机的吸排气量很小，融霜时间很长，直接导致融霜过程中能耗增加、库温波动大。

高压气体融霜是从冷凝器顶部接一根高压气体管路至蒸发器，通过电磁阀或者截止阀控制，当蒸发器融霜时，压缩机停机，而后打开融霜电磁阀或截止阀使之冷凝器与蒸发器的压力平衡，从而达到融霜的目的，事实上，这种融霜方式高低压平衡的压力只有0.5~0.7MPa，对应的饱和温度8~12℃，尤其是对于蒸发温度较低的制冷***与被冷却空间的温度差相差较小，高压气体逐步冷凝器成高压液体，致使平衡压力逐步降低，融霜时间长，而且融霜不彻底。

高压液体融霜是将高压贮液器中的高压液体通过融霜截止阀或电磁阀直接供至蒸发器中，并使之冷凝器与蒸发器的压力平衡达到融霜的目的，因此，该融霜方式与高压气体融霜所不同的是，高压气体融霜方式是通过气体使高低压压力平衡达到融霜的目的，高压液体融霜方式是通过液体使高低压压力平衡达到融霜的目的，其原理是一致的，因此，这种融霜方式同样具有高压气体融霜的缺陷，而且这种融霜方式需要配置一个大容量的低压循环贮液桶，使之足以能够容纳下蒸发器中的制冷剂液体，以免压缩机产生湿冲程。

对于空气源热泵型空调机组在冬季采暖过程中，压缩机排气融霜方式对翅片换热器进行融霜，其缺陷与压缩机排气融霜方式一致，为节约篇幅，此不赘述。

综上所述，确实亟待一种能够彻底解决上述技术问题的新技术，从根本上解决制冷空调***融霜过程中所存在的融霜不及时、不彻底等一系列技术问题，从而降低融霜过程中的能耗，解决融霜过程中的温度波动大等问题，这对于提高制冷效率，确保压缩机的使用寿命，延缓气候变暖具有非常重要的意义。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术存在的前述技术问题，提供一种节能型快速融霜装置，该装置采用高低压平衡后，然后给蒸发器充注高压制冷剂气体，使蒸发器内的压力达到足以使其霜层快速脱落的温度，从而解决制冷、采暖空调机组融霜过程中所引起的融霜时间长、蒸发器侧温度波动大、能耗高等问题。

为了实现上述发明目的，本发明公开的技术方案是：这种节能型快速融霜装置，包含一套高压气体旁通组件和一套融霜压缩机组，高压气体旁通组件10和融霜压缩机组20分别与制冷***的高压侧和蒸发器302并联。

进一步地，所述高压气体旁通组件由进气管路101、阀门102、出气管路103组成，其中进气管路101与制冷空调***的高压侧冷凝器305或者高压贮液器306或者高压气体管路相连接，出气管路103与制冷空调***的蒸发器302相连接。

进一步地，所述融霜压缩机组20包括：一台小型融霜压缩机201、气液分离器202、油分离器203、吸气阀门204、排气阀门205、吸气管路206、排气管路207、回油管208，其中排气管路207与制冷空调***的蒸发器302相连接，吸气管路206与制冷空调***的冷凝器305的出液管相连接。

进一步地，当蒸发器为冷风机时，可以在冷风机的接水盘内设置融霜换热管，利用该融霜装置可以同时给脱落在接水盘的融霜水进行加热，解决接水盘融霜水结冰问题。

进一步地，所述的阀门102、吸气阀门204、排气阀门205为电磁阀。采用电磁阀等自动阀门时，通过电气程序控制可以实现自动融霜。

本发明还涉及这种节能型快速融霜装置在制冷领域、空调领域、供暖领域的应用。对于风冷热泵机组冬季制热时采用该融霜装置，不仅可以有效地解决空调室内温度波动的问题，而且解决了由于水盘结冰，而引起的翅片换热器靠近水盘处结冰问题。

  本发明的工作原理是：当制冷***满足融霜条件时，用于循环制冷的主压缩机和蒸发器的风机停止工作，关闭蒸发器回气管路上的制冷阀门，打开融霜装置旁通管路上的阀门，这时制冷***高压气体通过该融霜装置旁通管路进入蒸发器，并在短时间内实现了制冷***的高低压平衡，而后关闭融霜装置旁通管路上的阀门，打开融霜压缩机组吸排气管路上的阀门后，启动用于融霜的小型制冷压缩机，这时融霜压缩机从高压侧吸入制冷剂气体，通过消耗电能将其压缩成高压过热的制冷剂气体排至蒸发器，并在短时间内将蒸发器内的压力提高至1.0MPa以上，对应的冷凝温度在30℃以上，这时蒸发器上的霜层很快融化，蒸发器上的双层融化脱落后，停止融霜压缩机工作，并同时关闭融霜压缩机吸排气管路上的阀门，融霜结束。

 本发明的其它方面和特征及其优点，将在下面结合附图中的具体实施例通过举例的方式在说明书中进行更为详细的介绍。

附图说明

图1为本发明高压气体旁通组件的结构示意图。

图2为本发明融霜压缩机组的结构示意图。

图3为本发明与制冷***连接的工作原理图。

具体实施方式

以下结合附图，以举例说明而非对于发明思想所要求的保护范围的限制的方式，详细地描述本发明的较佳实施方式及其有所改变的实例。

图1是作为本发明的节能型快速装置融霜的高压气体旁通组件工作原理示意图。高压气体旁通组件10主要包括：进气管路101、阀门102、出气管路103。

图2是作为本发明节能型快速装置融霜的融霜压缩机组工作原理示意图。融霜压缩机组20主要包括：融霜压缩机(201)、气液分离器202、油分离器203、吸气阀门204、排气阀门205、吸气管路206、排气管路207、回油管208。

图3是节能型快速融霜装置的与制冷***连接方式的工作原理图。包括：高压气体旁通组件10、融霜压缩机组20。

下面结合附图3，将节能型快速融霜装置的实施例，具体说明应用上述节能型快速融霜装置的工作原理。

当蒸发器302结霜到一定厚度需要融霜时，制冷压缩机301停止运行，这时关闭蒸发器302供液管路上的阀门303和回气管路上的阀门304，而后打开高压气体旁通组件10上的阀门102，则冷凝器305、高压贮液器306内的高压气体通过高压气体旁通组件10的进气管路101、阀门102和出气管路103进入蒸发器302，并很快使蒸发器302与冷凝器305、高压贮液器306内的压力达到平衡，压力平衡后蒸发器内的压力约为0.5~0.7 MPa，蒸发器内的温度约为8~12℃，而后打开融霜压缩机组20上的吸气管路阀门204、排气管路阀门205，启动融霜压缩机201，这时融霜压缩机210通过吸气管路206从冷凝器305至高压贮液器306之间的高压管路上吸入0.5~0.7 MPa制冷剂气液两相体，经过气液分离器202将其吸入的制冷剂气液两相体中的液体进行分离，而后气体被融霜压缩机201吸入，通过消耗电能将其与压缩成高压制冷器气体，进入油分离器203将随融霜压缩机201排气带出来的润滑油进行分离，分离下来的润滑油经过回油管路208进入气液分离器202，连续返回融霜压缩机201，高压气体则经过排气管路207进入蒸发器302内，当蒸发器302内的压力达到1.0~1.3MPa时，停止融霜压缩机运行，同时关闭阀门204、205，蒸发器302内制冷剂的温度约为30~35℃，则附着在蒸发器302表面上的霜层自然融化脱落，融霜结束。

由此可见，该节能型快速融霜装置具有如下显著优势。

1、节能。节能型快速融霜装置只是利用了融霜压缩机201对气体进行压缩的功能，融霜过程中只需要通过节能型快速融霜装置的压缩机201将高低压平衡后的蒸发器302内的压力由0.5~0.7MPa提高到1.0~1.3MPa，压力提升幅度很小，需要的高压气体量也很小，因此，融霜压缩机的功率很小，仅为电加热融霜或者制冷剂热气融霜能耗的5%左右，节能效果非常显著。

2、融霜速度快。高压气体旁通组件在数秒钟之内就可以达到蒸发器302与冷凝器305、高压贮液器306之间的高低压平衡，由于高低压平衡后其内部的温度已经达到8℃，在这种条件下，蒸发器302的霜层已经开始松动，融霜压缩机只需要工作很短的时间，就可以将蒸发器302内的压力提高至1.0~1.3MPa，使蒸发器302内的温度达到30℃以上，因此，整个融霜过程中时间非常短。

3、温度波动小。传统的电加热融霜、制冷剂热气融霜，融霜结束后蒸发器的问题通常在50℃，而且融霜时间很长，导致蒸发器侧温度波动很大，对于制冷***来说，直接影响储藏食品的质量和保鲜时间，对于空调机组来说，直接影响室内的舒适度，而且剧烈的温度波动，也直接导致了制冷压缩机工作过程中的能耗的增加。

4、对解决雾霾问题具有非常重要的意义。由于我国目前的电力供应仍以火电为主，因此，减少电力能源的消耗也间接地对解决雾霾问题产生积极的影响。

Claims (9)

1.一种节能型快速融霜装置，包括高压气体旁通组件（10）和融霜压缩机组（20），其特征在于：高压气体旁通组件（10）和融霜压缩机组（20）分别与制冷***的高压气体侧和蒸发器（302）串联。

2.根据权利要求1所述的一种节能型快速融霜装置，其特征在于所述高压气体旁通组件由进气管路（101）、阀门（102）、出气管路（103）组成，其中进气管路（101）与制冷空调***的高压侧冷凝器（305）或者高压贮液器（306）或者高压气体管路相连接，出气管路（103）与制冷空调***的蒸发器（302）相连接。

3.根据权利要求1所述的一种节能型快速融霜装置，其特征在于所述融霜压缩机组（20）包括：融霜压缩机（201）、气液分离器（202）、油分离器（203）、吸气阀门（204）、排气阀门（205）、吸气管路（206）、排气管路（207）、回油管（208），其中排气管路（207）与制冷空调***的蒸发器（302）相连接，吸气管路（206）与制冷空调***的冷凝器（305）的出液管相连接。

4.根据权利要求1所述的一种节能型快速融霜装置，其特征在于当蒸发器为冷风机时，在冷风机的接水盘内设置融霜换热管。

5.根据权利要求2所述的一种节能型快速融霜装置，其特征在于所述的阀门（102）为电磁阀。

6.根据权利要求3所述的一种节能型快速融霜装置，其特征在于所述的吸气阀门（204）、排气阀门（205）为电磁阀。

7.权利要求1-6任一所述的一种节能型快速融霜装置在制冷领域的应用。

8.权利要求1-6任一所述的一种节能型快速融霜装置在空调领域的应用。

9.权利要求1-6任一所述的一种节能型快速融霜装置在供暖领域的应用。