CN113028692A - 一种直接式电磁感应加热热泵除霜装置及方法 - Google Patents

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耿佃桥
李小梦
雷洪
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    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B47/00—Arrangements for preventing or removing deposits or corrosion, not provided for in another subclass
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25D—REFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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Abstract

一种直接式电磁感应加热热泵除霜装置及方法，装置包括换热器管道、局部式/整体式电磁感应加热线圈及控制器；换热器管道采用钢‑铜复合结构，外层为钢质层，的内层为铜质层；局部式电磁感应加热线圈缠绕在单根或多根换热器管道外侧，整体式电磁感应加热线圈缠绕在全部换热器管道外侧，局部式/整体式电磁感应加热线圈与控制器进行电连接，控制器外接交流电源。方法为：控制器接通交流电源；局部/整体除霜时，由控制器为局部式/整体式电磁感应加热线圈通电，同时将室外换热器风机的转速调小或关闭，且线圈通电时间为2min～6min；室外换热器风机在转速调小运行状态下除霜时间为0.5min～2min，在关闭状态下除霜时间为1min～3min；除霜结束后断开交流电源。

Description

一种直接式电磁感应加热热泵除霜装置及方法
技术领域
本发明属于热泵除霜技术领域，特别是涉及一种直接式电磁感应加热热泵除霜装置及方法。
背景技术
由于空气源热泵具有结构简单、性能稳定的特点，被广泛应用于中小型分散式供热场所，然而在冬季热泵运行过程中，室外机的换热器管道表面会在低温下产生结霜现象，而霜层的存在会增加换热器管道的传热热阻，当霜层达到一定厚度时，还会使空气流量减少，导致空气源热泵***的供热量明显降低。
为此，当空气源热泵的换热器管道表面产生结霜现象时就需要启动除霜，目前普遍采用的除霜方式都属于热力除霜法，具体包括逆循环除霜、热气旁通除霜和电加热除霜，其中的逆循环除霜和热气旁通除霜均利用压缩蒸汽的热量进行除霜，因此除霜时需要室外风机暂时停机，并且会影响室内采热。其中的电加热除霜需要在室外风机内设置电阻元件，通电后自发热除霜，但电加热除霜的能耗较高，节能性较差。此外，电磁感应加热除霜是近期出现的新型除霜方式，采用现有的电磁感应加热除霜方式时，则需要在翅片单独附加金属管，电磁感应加热的对象也是附加金属管，进而由附加金属管将产生的热量传递给换热器管道用于除霜。但是，现有的电磁感应加热除霜方式属于间接除霜方式，除霜过程中热量损失较为明显，因此导致除霜时的高能耗。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供一种直接式电磁感应加热热泵除霜装置及方法，采用直接电磁感应加热换热器管道的方式进行除霜，首次提出将换热器管道由传统的铜或铝单质结构改为钢-铜复合结构，在换热器管道的尺寸规格不变的情况下，可以有效降低换热器管道的材料成本，还可以利用复合结构中的钢质层作为电磁加热时的发热层，不但加热效果好，而且降低除霜成本也可以进一步降低。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种直接式电磁感应加热热泵除霜装置，包括换热器管道、局部式电磁感应加热线圈、整体式电磁感应加热线圈及控制器；所述换热器管道采用钢-铜复合结构，换热器管道的外层为钢质层，换热器管道的内层为铜质层，所述钢质层与铜质层的厚度比为0.05～0.8；所述局部式电磁感应加热线圈缠绕在单根或多根换热器管道外侧，局部式电磁感应加热线圈与控制器进行电连接，所述整体式电磁感应加热线圈缠绕在全部换热器管道外侧，整体式电磁感应加热线圈与控制器进行电连接，控制器外接交流电源。
当所述换热器管道存在局部易结霜区域时，在局部易结霜区域的换热器管道外侧布设局部式电磁感应加热线圈；当所述换热器管道存在整体易结霜区域时，在整体易结霜区域的换热器管道外侧布设整体式电磁感应加热线圈。
所述局部式电磁感应加热线圈和整体式电磁感应加热线圈的外部均包裹有隔热疏水层。
所述交流电源的输入电流强度为45A～100A，交流电源的频率为15kHz～40kHz。
一种直接式电磁感应加热热泵除霜方法，采用了所述的直接式电磁感应加热热泵除霜装置，具体为：当换热器管道在局部易结霜区域或整体易结霜区域产生结霜时，控制器接通交流电源；当进行局部除霜时，由控制器为局部式电磁感应加热线圈通电，当进行整体除霜时，由控制器为整体式电磁感应加热线圈通电，同时将室外换热器风机的转速调小或关闭；其中，局部式电磁感应加热线圈或整体式电磁感应加热线圈的通电时间为2min～6min，且当室外换热器风机在转速调小的运行状态下时，除霜时间为0.5min～2min，当室外换热器风机在关闭状态下时，除霜时间为1min～3min；当除霜结束后，断开交流电源。
本发明的有益效果：
本发明的直接式电磁感应加热热泵除霜装置及方法，采用直接电磁感应加热换热器管道的方式进行除霜，首次提出将换热器管道由传统的铜或铝单质结构改为钢-铜复合结构，在换热器管道的尺寸规格不变的情况下，可以有效降低换热器管道的材料成本，还可以利用复合结构中的钢质层作为电磁加热时的发热层，不但加热效果好，而且降低除霜成本也可以进一步降低。
附图说明
图1为本发明的一种直接式电磁感应加热热泵除霜装置的结构示意图；
图2为本发明的换热器管道的局部截面图；
图中，1—换热器管道，2—局部式电磁感应加热线圈，3—整体式电磁感应加热线圈，4—控制器，5—钢质层，6—铜质层。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的详细说明。
如图1、2所示，一种直接式电磁感应加热热泵除霜装置，包括换热器管道1、局部式电磁感应加热线圈2、整体式电磁感应加热线圈3及控制器4；所述换热器管道1采用钢-铜复合结构，换热器管道1的外层为钢质层5，换热器管道1的内层为铜质层6，所述钢质层5与铜质层6的厚度比为0.05～0.8；所述局部式电磁感应加热线圈2缠绕在单根或多根换热器管道1外侧，局部式电磁感应加热线圈2与控制器4进行电连接，所述整体式电磁感应加热线圈3缠绕在全部换热器管道1外侧，整体式电磁感应加热线圈3与控制器4进行电连接，控制器4外接交流电源。
当所述换热器管道1存在局部易结霜区域时，在局部易结霜区域的换热器管道1外侧布设局部式电磁感应加热线圈2；当所述换热器管道1存在整体易结霜区域时，在整体易结霜区域的换热器管道1外侧布设整体式电磁感应加热线圈3。
所述局部式电磁感应加热线圈2和整体式电磁感应加热线圈3的外部均包裹有隔热疏水层。
所述交流电源的输入电流强度为45A～100A，交流电源的频率为15kHz～40kHz。
本实施例中，局部式电磁感应加热线圈2布置数量为一个，整体式电磁感应加热线圈3布置数量为两个。
一种直接式电磁感应加热热泵除霜方法，采用了所述的直接式电磁感应加热热泵除霜装置，具体为：当换热器管道1在局部易结霜区域或整体易结霜区域产生结霜时，控制器4接通交流电源；当进行局部除霜时，由控制器4为局部式电磁感应加热线圈2通电，当进行整体除霜时，由控制器4为整体式电磁感应加热线圈3通电，同时将室外换热器风机的转速调小或关闭；其中，局部式电磁感应加热线圈2或整体式电磁感应加热线圈3的通电时间为4min，且当室外换热器风机在转速调小的运行状态下时，除霜时间为1min，当室外换热器风机在关闭状态下时，除霜时间为2min；当除霜结束后，断开交流电源。
实施例中的方案并非用以限制本发明的专利保护范围，凡未脱离本发明所为的等效实施或变更，均包含于本案的专利范围中。

Claims (5)

1.一种直接式电磁感应加热热泵除霜装置，其特征在于：包括换热器管道、局部式电磁感应加热线圈、整体式电磁感应加热线圈及控制器；所述换热器管道采用钢-铜复合结构，换热器管道的外层为钢质层，换热器管道的内层为铜质层，所述钢质层与铜质层的厚度比为0.05～0.8；所述局部式电磁感应加热线圈缠绕在单根或多根换热器管道外侧，局部式电磁感应加热线圈与控制器进行电连接，所述整体式电磁感应加热线圈缠绕在全部换热器管道外侧，整体式电磁感应加热线圈与控制器进行电连接，控制器外接交流电源。
2.根据权利要求1所述的一种直接式电磁感应加热热泵除霜装置，其特征在于：当所述换热器管道存在局部易结霜区域时，在局部易结霜区域的换热器管道外侧布设局部式电磁感应加热线圈；当所述换热器管道存在整体易结霜区域时，在整体易结霜区域的换热器管道外侧布设整体式电磁感应加热线圈。
3.根据权利要求1所述的一种直接式电磁感应加热热泵除霜装置，其特征在于：所述局部式电磁感应加热线圈和整体式电磁感应加热线圈的外部均包裹有隔热疏水层。
4.根据权利要求1所述的一种直接式电磁感应加热热泵除霜装置，其特征在于：所述交流电源的输入电流强度为45A～100A，交流电源的频率为15kHz～40kHz。
5.一种直接式电磁感应加热热泵除霜方法，采用权利要求1所述的直接式电磁感应加热热泵除霜装置，其特征在于具体为：当换热器管道在局部易结霜区域或整体易结霜区域产生结霜时，控制器接通交流电源；当进行局部除霜时，由控制器为局部式电磁感应加热线圈通电，当进行整体除霜时，由控制器为整体式电磁感应加热线圈通电，同时将室外换热器风机的转速调小或关闭；其中，局部式电磁感应加热线圈或整体式电磁感应加热线圈的通电时间为2min～6min，且当室外换热器风机在转速调小的运行状态下时，除霜时间为0.5min～2min，当室外换热器风机在关闭状态下时，除霜时间为1min～3min；当除霜结束后，断开交流电源。
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