CN1337552A

CN1337552A - 风冷热泵式空调器的防结冰装置

Info

Publication number: CN1337552A
Application number: CN 00120981
Authority: CN
Inventors: 王洪军
Original assignee: Beijing Haier IC Design Co Ltd
Current assignee: Beijing Haier IC Design Co Ltd
Priority date: 2000-08-03
Filing date: 2000-08-03
Publication date: 2002-02-27

Abstract

本发明公开了一种风冷热泵式空调器的防结冰装置。在该空调器室外热交换器下部设有辅助热交换器,在室外热交换器与辅助热交换器之间设有毛细管、单向阀并联组件,所述单向阀允许制冷剂由室外热交换器流向辅助热交换器;于辅助热交换器和通往室内热交换器的管道之间设有毛细管、单向阀并联组件,所述单向阀许可制冷剂从室内热交换器经管道流向辅助热交换器;本发明的辅助热交换器在制热运行中无霜,可防止热交换器底部管路结冰,制热效率高。

Description

风冷热泵式空调器的防结冰装置

本发明涉及一种风冷热泵式空调器的防结冰装置。

风冷热泵式空调器广泛应用于家庭、办公室等人居环境之中。其结构如附图1所示。风冷热泵式空调器由室外机20和室内机21和连接管12、14构成。其中室外机由压缩机1、四通阀2、室外热交换器4、毛细管8与22、气液分离器17和用于室外热交换器4强化传热的风扇18等部件构成；室内机由室内热交换器13和用于室内热交换器13强化传热与调节风量的风扇19等部件构成。

空调器的运行分两种，即制冷运行和制热运行，制冷运行是通过消耗一定的压缩功，将室内的热量转移到室外空气中去，实现室内降温、除湿。制热运行是通过消耗一定的压缩功，把室外空气中的热量转移到室内来，将室内温度升高、变暖。

空调器在制热运行过程中，由于室外热交换器表面温度低于室外环境空气，且当室外空气温度较低时，室外换热器表面温度会结霜，当霜层增加到一定程度后，换热热阻增大，蒸发温度降低，制冷剂从室外空气中所获取的热量将减少，且室内换热器表面温度下降，将严重影响室内的制热效果和室内环境的舒适性，此时空调器必须进行除霜运行。

在现有技术中，空调器的除霜运行通常采用四通阀换向除霜方法，即四通阀通电，使制冷剂的流向与空调器制冷运行时相同。在除霜运行时，室内热交换器13作为制冷***的蒸发器，从室内环境中取热，为降低对室内环境舒适性的影响程度，室内热交换器风扇19停止运转；此时，室外热交换器4作为制冷***的冷凝器，高温制冷剂蒸气将热量释放至热交换器4表面的霜层，使之融化，为充分利用其冷凝热，此时风扇18停止运转。

在风冷热泵式空调器中，其室外热交换器4普遍采用气体管在上部，液体管在下部的结构方式，其结构原理图参见图3(图中箭头方向表示空调器制热运行时制冷剂的流向，热交换器管路中的实线表示热交换器的正面的管路连接方式，虚线表示热交换器的反面的管路连接方式)。即制冷运行时，制冷剂蒸气由压缩机1出发经四通阀2、气体管3，由热交换器4的上部进入，冷凝后的液体由下部流出；制热运行时，低温液态制冷剂从热交换器4的下部进入，蒸发后的气态制冷剂从热交换器4的上部经气体管3流向四通阀2。

除霜运行时，制冷剂蒸气从热交换器4的上部进入，被冷凝后的液体从下部流出，同时上部融化后的液态水沿翅片表面流经下部翅片表面，存留在室外机20的底盘之中，当室外空气温度过低时，在除霜运行过程中，热交换器下部管内制冷剂液体过冷度可能低于0℃，致使下部管外霜层不能被融化，反而将上部流下的水冻结成冰，并附着在翅片表面，当结束除霜重新回到制热运行时，这些凝结水或冰被低温的制冷剂冻结、成长。随着制热与除霜运行过程的循环进行，室外机20的底盘及热交换器4下部将会被冰堆积“冰山”，且越来越高，这些“冰山”的成长最终会导致制热效果下降，而且还会出现室外热交换器风扇18被“冰山”冻住，导致风扇电机烧毁。近年来，此类故障出现的频率在逐年上涨，已被空调器厂家引起了足够的重视，但至今尚无解决的办法，更无这方面的文献报道。

本发明的目的是为克服上述不足之处而设计一种由辅助热交换器、两对毛细管、单向阀并联组件加上现有的空调器组成的风冷热泵式空调器的防结冰装置。

本发明内容：一种风冷热泵式空调器的防结冰装置，包括室外热交换器、毛细管和单向阀并联组件，其特征在于：在室外热交换器下部设有辅助热交换器，在室外热交换器与辅助热交换器之间设有毛细管、单向阀并联组件，所述单向阀允许制冷剂由室外热交换器流向辅助热交换器；于辅助热交换器和通往室内热交换器的管道之间设有毛细管、单向阀并联组件，所述单向阀许可制冷剂从室内热交换器经管道流向辅助热交换器。单向阀、毛细管并联组件也可使用电子膨胀阀代替。

本发明优点：

1.在空调器制热运行除霜时，高温制冷剂将热量释放至室外热交换器表面的霜层，使霜层融化，由于制热运行中辅助热交换器表面无霜，所以室外热交换器表面的霜层融化后能够顺利地流至室外机底盘，不会滞留在室外热交换器下部与辅助热交换器表面，可防止室外热交换器底部管路、翅片及室外机底盘因除霜/结霜循环进行而出现的结冰现象，能防止室外热交换器风扇扇叶被冻结而引起的烧毁风扇电机等故障的发生，也使空调器具有较高的制热效率。

2.本发明只需对空调器的室外热交换器进行改制，即把室外热交换器的下部两排(或多排)翅片盘管做为辅助热交换器，再增加一个单向阀，所述单向阀与原有的辅助毛细管组成另一个单向阀、毛细管并联组件，结构简单，增加成本很少。

附图说明：

图1为现有空调的示意图；

图2为本发明示意图；

图3为现有室外热交换器结构示意图；

图4为本发明室外热交换器、辅助热交换器及单向阀、毛细管并联组件及管道连接结构示意图。

下面结合附图及实施例进一步说明本发明：

请参看图2、图4，风冷热泵式空调器的防结冰装置是在现有空调器室外热交换器4上的改进，把室外热交换器4的下部两排的翅片盘管23做为辅助热交换器7，并通过单向阀5和毛细管6并联组件将热交换器4与辅助热交换器7连接起来，在辅助热交换器7的出口和液体管10之间设置单向阀9和毛细管8并联组件。根据上述连接关系，就构成了能防止室外热交换器结冰的装置。

风冷热泵式空调器的防结冰装置由室外机20和室内机21和连接管12、14构成。其中室外机由压缩机1、四通阀2、室外热交换器4、毛细管5、单向阀6、辅助热交换器7、毛细管8、单向阀9、气液分离器17和用于室外热交换器4强化传热的风扇18等部件构成；室内机由室内热交换器13和用于室内热交换器13强化传热与调节风量的风扇19等部件构成。

空调器制冷运行时，低压气态制冷剂经压缩机1压缩成高温高压气态制冷剂，经四通阀2(此时四通阀不接电)、连接管3进入室外热交换器4；高压气态制冷剂在室外热交换器4内与室外环境空气进行换热，将热量排放至室外空气而冷却、冷凝；由于毛细管6的阻力大于单向阀5，制冷剂从热交换器4的出口流出，经过单向阀5和毛细管6并联组件时，被单向阀5旁通，直接进入辅助热交换器7中，继续进行冷凝及过冷；液态制冷剂流经单向阀9和毛细管8组件时，由于单向阀9反向，故制冷剂在毛细管8内节流降压后经液体管10、液体阀11和液体连接管12后进入室内热交换器13；制冷剂液体部分在此处吸收室内环境介质的热量，蒸发成气态制冷剂；气态制冷剂沿气体连接管14、气体阀15、气体管16、四通阀2、气液分离器17，然后返回压缩机1。当空调器在制冷运行时，通过消耗一定的压缩功，将室内环境中的热量转移到室外环境空气中去，实现室内降温、除湿的目的。

空调器制热运行时，低压气态制冷剂经压缩机1压缩成高温高压气态制冷剂，经接电换向后的四通阀2、气体管16、气体阀15、气体连接管14后进入室内热交换器13；高压气态制冷剂在室内热交换器13内与室内环境进行换热，将热量排放至室内空气介质而冷却、冷凝并过冷成高压液态制冷剂；高压液态制冷剂沿液体连接管12、液体阀11、液体管10进入单向阀9和毛细管8并联组件；由于毛细管8的阻力大于单向阀9，制冷剂未经节流而旁通进入辅助热交换器7，高压液体制冷剂在辅助热交换器7中得到过冷，由于辅助热交换器7内制冷剂的温度高于0℃，即使室外环境空气温度过低，辅助热交换器7表面也不会结霜；过冷后的高压液态制冷剂进入单向阀5和毛细管6并联组件，因单向阀5与制冷剂流向相反，故制冷剂在毛细管6内节流降压，进入室外热交换器4，液态制冷剂在室外热交换器4中吸收室外环境空气的热量，蒸发成气态制冷剂；气态制冷剂沿气体管3、四通阀2、气液分离器17，然后返回压缩机1。当空调器在制热运行时，通过消耗一定的压缩功，将室外环境空气中的热量转移至室内环境中去，实现加热室内环境空气介质的目的。

空调器在除霜运行时，室内热交换器13作为制冷***的蒸发器，从室内环境中取热，为降低对室内环境舒适性的影响程度，室内热交换器风扇19停止运转。室外热交换器4和辅助热交换器7作为制冷***的冷凝器，高温制冷剂蒸气将热量释放至热交换器4表面的霜层，使之融化，为充分利用其冷凝热，此时风扇18停止运转；由于制热运行时，辅助热交换器表面7无霜，故在除霜运行时，室外热交换器4表面的霜层能够顺利地流至室外机底盘，而不会存留在室外热交换器4下部与辅助热交换器7表面。本发明能使室外热交换器4表面的霜层完全、干净地除掉，而不会出现残霜，所以下次制热时，具有良好的制热效率。

本发明是在现有技术中增加了一只单向阀9，将现有技术中的辅助毛细管22更改为毛细管6，所增加的成本较少。

本发明中的单向阀5毛细管6并联组件和单向阀9毛细管8并联组件，二者或二者之一可以由电子膨胀阀取代。空调器制冷运行时，单向阀5毛细管6并联组件旁通或取代单向阀5毛细管6并联组件的电子膨胀阀全开，单向阀9毛细管8并联组件或取代单向阀9毛细管8并联组件的电子膨胀阀起着节流装置的作用；制热运行时，单向阀9毛细管8并联组件旁通或取代单向阀9毛细管8并联组件的电子膨胀阀全开，单向阀5毛细管6并联组件或取代单向阀5毛细管6并联组件的电子膨胀阀起着节流装置的作用。电子膨胀阀的型号为CEV15RC，CEV18RC……多种，市场有销售，可按需要选购。

Claims

1.一种风冷热泵式空调器的防结冰装置，包括室外热交换器、毛细管和单向阀并联组件，其特征在于：在室外热交换器下部设有辅助热交换器，在室外热交换器与辅助热交换器之间设有毛细管、单向阀并联组件，所述单向阀允许制冷剂由室外热交换器流向辅助热交换器；于辅助热交换器和通往室内热交换器的管道之间设有毛细管、单向阀并联组件，所述单向阀许可制冷剂从室内热交换器经管道流向辅助热交换器。

2.如权利要求1所述的风冷热泵式空调器的防结冰装置，其特征在于：单向阀、毛细管并联组件也可使用电子膨胀阀代替。