CN221238018U - 一种超声波测霜除霜一体化的空气源热泵蒸发器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型为一种超声波测霜除霜一体化的空气源热泵蒸发器，包括外壳、换热列管、变频发生器、超声波换能器、超声波发射器、超声波接收器、变幅杆、传振板和金属柔性多孔翅片；换热列管位于外壳内，若干金属柔性多孔翅片布置在换热列管上，传振板水平安装在换热列管上且与各个金属柔性多孔翅片连接在一起；变频发生器与超声波换能器电连接，超声波换能器的输出端与变幅杆的一端连接，变幅杆的另一端与传振板紧密接触；超声波发射器和超声波接收器位于外壳上，超声波发射器与超声波换能器电连接。该蒸发器分别通过超声波监测霜层厚度和使换热列管和金属柔性多孔翅片振动，使空气源热泵蒸发器在具备换热功能的基础上同时通过一套***实现测霜和除霜，除霜更加彻底，避免了二次结霜。
Description
技术领域
本实用新型涉及蒸发器除霜领域，具体为一种超声波测霜除霜一体化的空气源热泵蒸发器。
背景技术
空气源热泵以环境空气为低位热源进行供暖，具有较高的能效系数，受到了广泛的关注和使用。空气源热泵的蒸发器在工作时需要从外界吸取热量，在低温高湿环境下蒸发器容易结霜，进而影响机组的能效性能。
目前，针对空气源热泵蒸发器的除霜技术主要存在以下问题：1.测霜方法主要包括基于图像处理的测霜、红外线测霜和制冷剂过热度控制法，除霜方法主要包括逆向循环除霜、电加热除霜、热气旁通除霜和超声波除霜，故一般使用两套装置完成测霜和除霜工作，设备成本高、体积大、安装不方便。2.超声波除霜时，蒸发器换热管道振动幅度较低，结霜不能被完全除尽，而且被振落的霜容易残留在管路和翅片上引起二次结霜。
为此，本实用新型提出一种超声波测霜除霜一体化的空气源热泵蒸发器，将测霜和除霜结构结合在一起布置蒸发器上，使空气源热泵蒸发器在具备换热功能的基础上同时具备测霜和除霜功能，有效解决了除霜不彻底和引起二次结霜的问题。
实用新型内容
针对现有技术的不足，本实用新型拟解决的技术问题是，提供一种超声波测霜除霜一体化的空气源热泵蒸发器。
本实用新型解决所述技术问题采用的技术方案是：
一种超声波测霜除霜一体化的空气源热泵蒸发器，包括外壳和位于外壳内的换热列管；其特征在于，该蒸发器还包括变频发生器、超声波换能器、超声波发射器、超声波接收器、变幅杆、传振板和金属柔性多孔翅片；
若干金属柔性多孔翅片布置在换热列管上，传振板水平安装在换热列管上且与各个金属柔性多孔翅片连接在一起；变频发生器与超声波换能器电连接，超声波换能器的输出端与变幅杆的一端连接，变幅杆的另一端与传振板紧密接触；超声波发射器和超声波接收器位于外壳上，超声波发射器与超声波换能器电连接。
进一步的，所述蒸发器还包括风机，风机安装在外壳上，且正对换热列管和金属柔性多孔翅片。
进一步的，所述金属柔性多孔翅片采用铝制纤维制成，厚度0.2～0.5mm。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
1、本实用新型通过超声波发射器和超声波接收器利用超声波测距原理实现对霜层厚度的监测，通过超声波换能器将电能转化为机械能产生超声波，变幅杆进一步放大超声波的振动幅度，振动经传振板传递给换热列管和金属柔性多孔翅片，最终带动换热列管和金属柔性多孔翅片振动，使空气源热泵蒸发器在具备换热功能的基础上同时通过一套***实现测霜和除霜，解决了现有的蒸发器采用定时除霜带来的有霜不除、无霜也除等问题，更能够及时高效的除霜；以金属柔性多孔翅片代替传统的铝制翅片，金属柔性多孔翅片更易振动，且多孔结构更易于结霜的掉落。
2、风机在能加大空气流动速度、提高蒸发器换热能力的同时能够吹落换热列管和金属柔性多孔翅片上的残余结霜，解决了超声波除霜不彻底的问题，避免了残余结霜在换热列管和金属柔性多孔翅片上堆积而引起二次结霜。
附图说明
图1为整体结构示意图；
图2为整体结构去除外壳后的示意图；
图3为超声波换能器与变幅杆的连接示意图；
图4为图1中金属柔性多孔翅片沿B-B方向的剖视图；
图5为图1中金属柔性多孔翅片沿A-A方向的剖视图；
图6为振动时金属柔性多孔翅片的状态图；
图7为控制框图；
图中，1、变频发生器；2、超声波换能器；3、超声波发射器；4、超声波接收器；5、变幅杆；6、外壳；7、换热列管；8、传振板；9、风机；10、金属柔性多孔翅片。
具体实施方式
下面给出本实用新型的具体实施例。具体实施例仅用于进一步详细说明本实用新型，不限制本申请权利要求的保护范围。
本实用新型提供了一种超声波测霜除霜一体化的空气源热泵蒸发器(以下简称蒸发器，参见图1-7)，包括变频发生器1、超声波换能器2、超声波发射器3、超声波接收器4、变幅杆5、外壳6、换热列管7、传振板8和金属柔性多孔翅片10；
所述换热列管7位于外壳6内，换热列管7的两端分别与空气源热泵的压缩机和膨胀阀连接；若干金属柔性多孔翅片10呈阵列套装在换热列管7上且与换热列管7焊接在一起；传振板8水平安装在换热列管7上，且与换热列管7和所有金属柔性多孔翅片10固定连接；变频发生器1和超声波换能器2位于外壳6内，变频发生器1通过导线与超声波换能器2连接，超声波换能器2的输出端与变幅杆5的一端连接，变幅杆5的另一端与传振板8的侧面紧密接触；超声波发射器3和超声波接收器4安装外壳6上，超声波发射器3通过导线与超声波换能器2连接，超声波发射器3的发射端和超声波接收器4的接收端正对换热列管7的同一根换热管且应保证换热列管7分别到超声波发射器3与和超声波接收器4的水平距离相等，用于监测换热列管7的霜层厚度；可以在外壳6上安装多组超声波发射器3和超声波接收器4，多点位监测霜层厚度。
变频发生器1为超声波换能器2提供电能，超声波换能器2将电能转化为机械能，即超声波，变幅杆5将超声波的振动幅度进一步放大，并通过传振板8带动金属柔性多孔翅片10振动，使金属柔性多孔翅片10上的结霜掉落，达到除霜的目的。金属柔性多孔翅片10不仅增大换热列管的换热面积，而且相比于传统翅片，传振板8更易带动金属柔性多孔翅片10振动，使金属柔性多孔翅片10上的结霜振落，多孔结构更易于结霜的掉落，由于金属柔性多孔翅片10与换热列管7固定连接，也能带动换热列管7振动，使除霜更加彻底。
该蒸发器还包括风机9；风机9固定安装在外壳6上，且正对换热列管7和金属柔性多孔翅片10，风机9将换热列管7和金属柔性多孔翅片10上的残余结霜吹落，避免二次结霜的情况发生，风机9也能加大空气的流动速度以提高蒸发器的换热能力。外壳6在安装风机9的侧壁和与风机9正对的侧壁上设有若干通气孔。
所述换热列管7采用铜管呈蛇形盘绕而成。金属柔性多孔翅片10采用铝制纤维制成，厚度0.2～0.5mm，保证一定的柔性，有利于振动。
本实用新型的工作原理及过程是：
在空气源热泵的膨胀阀中膨胀后的低温低压制冷剂进入到换热列管7中，在流经换热列管7时吸收空气中的潜热而汽化，从而达到吸热的目的；从换热列管7中流出的气态制冷剂经过空气源热泵的压缩机加压后，进入到冷凝器中进行放热，随后流入膨胀阀完成循环。
在蒸发器工作过程中，变频发生器1将电源提供的50Hz电流转化为20kHz-40kHz的高频电流为超声波换能器2供电，超声波换能器2驱动超声波发射器3向换热列管7发射超声波，超声波接收器4接收换热列管7反射回来的超声波，利用超声波测距原理，即根据超声波从发送到返回的整个过程的时间计算当前霜层厚度，若当前霜层厚度小于预先设置的阈值，则不需要除霜，超声波换能器2继续驱动超声波发射器3发射超声波，持续监测霜层厚度；若当前霜层厚度大于等于预先设置的阈值，则需要除霜，超声波换能器2不再驱动超声波发射器3工作，此时变频发生器1将50Hz电流转化为大于20kHz的高频电流为超声波换能器2供电，超声波换能器2将电能转化为机械能产生超声波，与超声波换能器2连接的变幅杆5将超声波的振动幅度进一步加大，同时由于变幅杆5与传振板8紧密接触，通过传振板8带动换热列管7和金属柔性多孔翅片10振动，将换热列管7和金属柔性多孔翅片10上的结霜振落。同时，风机9工作将堆积在传振板8和金属柔性多孔翅片10上的残余结霜吹落，完成除霜后，超声波发射器3和超声波接收器4继续监测霜层厚度，实现霜层厚度的实时监测和及时除霜。
本实用新型未述及之处适用于现有技术。
Claims (3)
1.一种超声波测霜除霜一体化的空气源热泵蒸发器，包括外壳和位于外壳内的换热列管；其特征在于，该蒸发器还包括变频发生器、超声波换能器、超声波发射器、超声波接收器、变幅杆、传振板和金属柔性多孔翅片；
若干金属柔性多孔翅片布置在换热列管上，传振板水平安装在换热列管上且与各个金属柔性多孔翅片连接在一起；变频发生器与超声波换能器电连接，超声波换能器的输出端与变幅杆的一端连接，变幅杆的另一端与传振板紧密接触；超声波发射器和超声波接收器位于外壳上，超声波发射器与超声波换能器电连接。
2.根据权利要求1所述的超声波测霜除霜一体化的空气源热泵蒸发器，其特征在于，所述蒸发器还包括风机，风机安装在外壳上，且正对换热列管和金属柔性多孔翅片。
3.根据权利要求1所述的超声波测霜除霜一体化的空气源热泵蒸发器，其特征在于，所述金属柔性多孔翅片采用铝制纤维制成，厚度0.2～0.5mm。
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