CN202133205U - 一种空气源热泵热水机组高效除霜装置 - Google Patents

一种空气源热泵热水机组高效除霜装置 Download PDF

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周健
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Abstract

本实用新型涉及一种空气源热泵热水机组高效除霜装置，具体是风冷式翅片换热器底部管路增加过冷回路，在风冷式翅片换热器底部，机组冷凝水盘内排水口侧布置底盘电加热带，同时对化霜控制逻辑进行改进。其目的过冷回路对风冷式翅片换热器底部进行加热，底盘电加热带对冷凝水盘进行加热，减轻风冷式翅片换热器的结霜情况，并利于化霜水的排出。改进控制逻辑，采用根据环境温度与盘管温度的差值作为判断化霜的条件，便于机组正确的判断化霜情况。

Description

一种空气源热泵热水机组高效除霜装置
技术领域
本实用新型涉及一种空气源泵热水装置，具体是一种空气源热泵热水机组高效除霜装置。 
背景技术
空气源泵热水机组能提供55度左右的热水，满足生活用水需求，较锅炉以及电热水器相比，能源利用效率极高，推广空气源热泵热水机组可以降低国内的能源消耗水平。 
空气源泵热水机组在冬天运行面临的问题就是冬季化霜问题。常规机组就是采用四通阀换向阀化霜，在冬天存在由于环境温度过低，机组化霜产生的冷凝水一部分在翅片换热器上流不尽，当转入制热运行时，马上就结冰，冷凝水在水盘上没有及时流出时，在低温环境下，结冰，堵塞排水孔，造成冷凝水在水盘内结冰，久而久之就在翅片换热器下部形成冰裙。 
传统的化霜控制逻辑是采用环境温度+时间+翅片盘管温度进行化霜条件判断的，往往造成在0到-5度左右湿度很大的情况下，结霜很严重但是时间未到不能化霜的情况，而在低温环境下，由于蒸发温度低，造成翅片盘管温度低，翅片换热器没有霜而机组频繁进行化霜的情况，造成机组制热效率低下。 
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种改善空气源热泵热水机组结霜情况，提高化霜效率的空气源热泵化霜结构以及 模式，提高空气源热泵热水机组在冬天运行时的制热效率，降低能耗。 
为实现上述目标，本实用新型采用了如下技术方案： 
空气源热泵热水机组高效除霜装置，整体上空气源热泵热水机组采用四通阀换向化霜，其特征在于风冷式翅片换热器底部管路增加过冷回路，底部水盘增加底盘电加热带，在每排风冷式翅片换热器底部采用2根或4根铜管作为高温高压液体过冷回路，改进控制逻辑，采用根据环境温度与盘管温度的差值作为判断化霜的条件。 
风冷式翅片换热器底部管路增加过冷回路，在每排风冷式翅片换热器底部采用1个或2个管路作为高温高压液体过冷回路，冷凝后高温高压液体在管路中流动，给风冷式翅片换热器加热。 
底部水盘增加底盘电加热带，当温度低于零摄氏度时，启动电加热。防止底部水盘以及排水口结冰。 
改进控制逻辑，采用根据环境温度与盘管温度的差值变化率作为判断化霜的条件，这样更好的判断机组是否需要化霜。其中，翅片式换热器采用图3的结构，制冷剂在换热铜管内流动，翅片式换热器分为两部分，一部分为上部的蒸发器部分，另一部分为下部的冷凝液体过冷回路。四个单向阀4构成单向阀组，保证始终是过冷液体流经过冷回路管路，对翅片光式换热器的底部进行加热，减少翅片式换热器的结霜，同时防止翅片换热器下部结冰。 
其中，在冷凝水盘，如图3所示，将翅片式换热器底部增加换热器支撑，将换热器与接水盘分离，在换热器底部安装底盘电加热带。在温度到达一定温度是开启底盘电加热带(根据环境温度开启)，防 止底盘结冰。 
作为化霜控制逻辑的改进，本实用新型采用单片机控制器，将化霜判断条件改变，改成由时间和翅片温度与环境温度之差值变化率控制开始化霜。 
本实用新型采用上述技术方案后，可具有以下有益效果： 
(1)降低冬季空气源热泵热水机组冬季结霜程度，便于化霜。 
(2)防止空气源热泵热水机组冬天在翅片式换热器下部出现结冰的现象，防止冷凝水盘结冰，使机组化霜效果改善，提高机组运行效率。 
(3)减少机组在低温环境下的无效除霜，提高运行效率。 
附图说明
图1是现有技术的空气源热泵热水机组工作原理图。 
图2是本实用新型的工作原理图。 
图3是本实用新型翅片式换热器以及底盘电加热安装的结构原理图。 
具体实施方式
下面结合说明书附图和具体实施方式对本实用新型做进一步的说明，但本实用新型所保护的范围并不局限于此，由此得到的任何技术启示和改进皆属于本实用新型的保护范畴。 
如图1所示，现有技术的空气源热泵热水机组中，压缩机1、四通阀2、套管式换热器3、干燥过滤器5、热力膨胀阀7、翅片式换热器8和气液分离器9，机组化霜时直接四通阀换向化霜。在低温环 境下会造成化霜不完全或排水不完全的现象，造成结冰，制热效果降低。 
为弥补现有技术的不足，如图2和图3所示，本实用新型空气源热泵热水机组高效除霜装置增加了四个单向阀，对翅片式换热器进行改进，在下部增加过冷回路。在制热循环过程中，制冷剂从压缩机1排出，流经四通阀2，进入套管式换热器3(冷凝器)，从套管式换热器3出来，通过单向阀4和干燥过滤器5，然后高温高压的液体进入翅片式换热器8的下部过冷回路管路6，在过冷回路管路6中对翅片式换热器8进行加热，然后由膨胀阀7节流，通过单向阀4进入翅片式换热器8的蒸发器回路，经过四通阀2和气液分离器9最后回到压缩机1。在化霜过程中制冷剂从压缩机1排出，流经四通阀2，进入翅片式换热器8(冷凝器)，从翅片式换热器8出来，通过单向阀4和干燥过滤器5，然后高温高压的液体进入翅片式换热器8的下部过冷回路管路6，在过冷回路管路6中对翅片式换热器8进行加热，然后由膨胀阀7节流，通过单向阀4进入套管式换热器3(蒸发器)，经过四通阀2和气液分离器9最后回到压缩机1。在整个运行过程中，高温的液体始终对翅片式换热器8进行加热，很好的起到了抑制结霜和利于化霜的效果。 
如图3所示本实用新型空气源热泵热水机组高效除霜装置在底部安装的底盘电加热带，将翅片式换热器底部增加换热器支撑，将换热器与接水盘分离，在换热器底部安装底盘电加热带。在温度到达一定温度是开启底盘电加热带(根据环境温度开启)，防止底盘结冰。 本实用新型一种空气源热泵热水机组高效除霜装置将化霜控制逻辑改进，由于结霜后造成传热热阻增大，在换热面积不变的情况下，必然造成蒸发温度(翅片温度)下降，在结霜情况越严重的情况下蒸发温度下降也越快，采用蒸发温度(翅片温度)与环境温度的差值作为化霜的判断条件，真实的反映了机组的结霜情况，避免了无效化霜，提高了制热效率。本实用新型采用单片机控制器，将化霜判断条件改变，改成由时间和翅片温度与环境温度之差值变化率控制开始化霜。 

Claims (3)

1.一种空气源热泵热水机组高效除霜装置，整体上空气源热泵热水机组采用四通阀换向化霜，其特征在于风冷式翅片换热器底部管路增加过冷回路，底部水盘增加底盘电加热带，在每排风冷式翅片换热器底部采用2根或4根铜管作为高温高压液体过冷回路，改进控制逻辑，采用根据环境温度与盘管温度的差值作为判断化霜的条件。
2.根据权利要求1所述一种空气源热泵热水机组高效除霜装置，其特征在于：风冷式翅片换热器底部管路增加过冷回路，在每排风冷式翅片换热器底部采用1个或2个管路作为高温高压液体过冷回路，冷凝后高温高压液体在管路中流动，给风冷式翅片换热器加热。
3.根据权利要求1所述一种空气源热泵热水机组高效除霜装置，其特征在于：底部水盘增加底盘电加热带，当温度低于零摄氏度时，启动电加热，防止底部水盘以及排水口结冰。 
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