[发明专利]增加有防霜换热管的风源热泵

说明书

技术领域

本发明涉及制冷空调器、热泵热水器和节能技术领域。

背景技术

空气源热泵在冬季潮湿地区遇到最大问题是，蒸发器容易结霜，使化霜循环频繁起动，以致使热泵机组无法正常工作。

结霜的机理是，蒸发器的温度低于零度，一般在零下3～6℃，空气湿度大，空气流过蒸发器的翅片时，在低温的翅片表面上先结露，后结霜。显然，蒸发器的温度低于零度是结霜的必要条件。在南方冬季气温在0～10℃的时间很长，此时热泵的蒸发器温度一般要低于零度，所以容易结霜。

目前减少结霜或延缓除霜时间采用的一些方法是：(1)变翅片间距法，这在日本进口的无霜风冷冰箱上使用过，它对迎风面的首排翅片采用较大间距，逐渐增密，以防首排翅片结霜就使风道堵塞；(2)采用亲水纳米表面层的翅片，以减少霜核点生成的机会。这两种方法，都未在热泵机上使用，后者只是在实验室里的研究成果。

目前热泵使用的除霜方法主要有：(1)制冷剂反向循环除霜法；(2)夹心电热管除霜法；(3)旁通热气除霜法；(4)增大节流阀的开启度和变频压缩机转速除霜法等。有关热泵除霜问题研究文献很多，可以在《制冷与空调》等有关制冷技术和制冷设备的杂志中找到，例如，“风冷热泵机组中的热气除霜方法”(《制冷与空调》Vol.3，No.6，pp.47-49，2003.12)，“空气冷却器融霜方式的改进”(《制冷与空调》Vol.3，No.4，pp.63-65，2003.8)，“风冷热泵冷热水机组有关问题讨论(一)”《制冷与空调》Vol.1，No.6，pp.56-57，2001.12)。

风源热泵在冬季容易结霜，化霜频繁和不彻底，使机组效率大大降低，以至不能使用。

发明内容

为了克服现有风源热泵在冬季容易结霜，化霜频繁，造成机组效率降低的问题，本发明提出对风源热泵增加有防霜换热管的新技术，可有效减少风源热泵的结霜次数和结霜程度，延缓结霜时间，可使热泵结霜的地域北移，全年结霜期缩短，甚至可能在原只有轻微结霜区避免结霜，本发明技术在冬季还可增加热泵效率。

本发明采用的技术方案说明如下：

(一)基本技术方案

增加有防霜换热管的风源热泵，主要包括压缩机1，供热的冷凝器3，节流器4，从室外风源吸热的蒸发器5，气液分离器6和切换阀等，用连接管连接成热泵循环回路，回路内充装有制冷剂，其特征是在蒸发器5的迎风面增加一排用于制冷剂过冷和蒸发器辅助加热的“防霜换热管”52，防霜换热管与蒸发器的原有制冷剂蒸发用的换热管51共用相同的翅片，防霜换热管52连接在供热的冷凝器的制冷剂液体出口与节流器的进口之间。

(二)具体技术方案

(1)增加有防霜换热管的风源热泵，为小型单热源-减少结霜-反向除霜热泵热水机组，包括压缩机1，四通换向阀2，供热的冷凝器3，节流器4，从室外风源吸热的蒸发器5，气液分离器6，连接管，蒸发器的温度探测器54等；供热的冷凝器3包括储热水箱、冷凝器换热管、热水温度探测器、温度显示器以及进水调节阀，进、出水接口等；其特征是在蒸发器5的迎风面增加一排用于制冷剂过冷和蒸发器辅助加热的“防霜换热管”52，防霜换热管52与蒸发器5的原有制冷剂蒸发用的换热管51共用相同的翅片；制冷剂回路中还增加储液罐7；热泵工作的制冷剂循环连接方式为：压缩机1的出气口接四通换向阀2的高压气进口2a，四通换向阀的常通高压气出口经接口阀2b1和连接管L2与冷凝器的制冷剂进口连接，冷凝器的制冷剂出口经连接管L1和接口阀5a与储液器进口连接，储液器7的制冷剂液体出口与防霜换热管52的进口52a连接，防霜换热管52的出口连接到节流器4的进口，节流器4的出口与蒸发器5的蒸发用的换热管51的进口连接，蒸发器5的出口与四通换向阀2的低压气常通接口2d连接，四通换向阀2的公共低压气接口2c与气液分离器6的进口连接，气液分离器6的出口与压缩机1的进气口连接；所述节流器4是节流毛细管。