[发明专利]脉冲电热和储热除冰装置及方法

说明书

相关申请的交叉引用

本发明要求2005年1月24日提交的第60/646,394号美国临时专利、2005年1月25日提交的第60/646,932号美国临时专利和2005年11月23日提交的第60/739,506号美国临时专利的优先权。

背景技术

在存在水蒸气或流体的情况下，冰或霜可堆积在寒冷的表面上。为了保持表面的清洁(例如，为了改善热传递性质、摩擦性质或空气动力学性质)，需要将冰或霜除去或者可获取表面的冰以作他用。消耗最小的能量清洁某些表面的冰，这对于大多数制冷装置来说是很有利的。

发明内容

在一个实施方式中，脉冲电热除冰装置包括制冷单元的一个或更多的冷却剂管筒和片。片与冷却剂管筒热接触，并且管筒或片或其二者形成电阻加热器。一个或更多的开关可向所述电阻加热器施加电功率，从而产生热量以从所述管筒和/或片上除去冰。电阻加热器可形成为多个加热器部分，并且可配置开关，从而单独向所述加热器部分施加所述电功率。

在另一个实施方式中，脉冲电热除冰装置包括制冷单元的一个或更多的冷却剂管筒。所述一个或更多的冷却剂管筒形成电阻加热器。一个或更多的开关可向所述电阻加热器施加电功率，从而产生热量以从所述管筒上除去冰。

在另一个实施方式中，一种方法可从制冷单元的冷却剂管筒和/或冷却片上将冰除去。该方法包括以下步骤，在常规制冷模式中在所述管筒和/或所述冷却片上聚集冰，并且向所述管筒或所述片或其二者施加电功率脉冲，从而除去所述冰。

在另一个实施方式中，脉冲电热除冰装置包括具有一个或更多的冰生长区域的造冰管筒。一个或更多的指形冷冻器和/或冷却剂管筒将热量从每一个冰生长区域带走。将水引入造冰管筒中，从而在所述冰生长区域使至少部分所述水凝固为冰。电源周期性地向所述管筒或与管筒热接触的加热器提供电功率脉冲，以至少使所述冰的界面层融化，从而从所述管筒上将所述冰除去。

在另一个实施方式中，脉冲电热除冰装置包括多个造冰管筒。指形冷冻器和/或冷却剂管筒将热量从每一个造冰管筒的冰生长区域带走。将水引入每一个造冰管筒内，从而在所述冰生长区域使至少部分所述水凝固为冰。电源周期性地向每一个管筒提供电功率脉冲，以至少使所述冰的界面层融化，从而从所述管筒上将所述冰除去。

在另一个实施方式中，脉冲电热除冰装置包括与气化器板热接触的一个或更多的冷却剂管筒。一个或更多的加热器设置为邻近所述气化器板、并处于所述冷却剂管筒之间。所述加热器被配置为用于将电功率转化为热量，从而使冰从所述气化器板上除去。

在另一个实施方式中，脉冲电热除冰装置包括与气化器板热接触的一个或更多的冷却剂管筒。加热器设置在所述冷却剂管筒和所述气化器板之间。所述加热器被配置为用于将电功率转化为热量，从而使冰从所述气化器板上除去。

在另一个实施方式中，冷冻单元被配置为储热造冰系统。冷冻单元具有压缩机和用于分散多余热量的冷凝器以及通过所述压缩机、冷凝器和冷却剂管筒流通的冷却剂。冷却剂管筒与气化器板热接触。在所述压缩机之后并在所述冷凝器之前，箱体由所述冷却剂向加热流体传递热量。所述加热流体周期性地穿过与所述气化器板热接触的加热管筒流动，从而从所述气化器板上除去冰。

在另一个实施方式中，一种方法可从制冷单元的冷却剂管筒、冷却片和/或气化器板上除冰。在造冰或制冷模式中，从冷却剂向加热流体传递热量。在所述造冰或制冷模式中，在所述冷却剂管筒、冷却片和/或气化器板上聚集冰。使所述加热流体穿过与所述冷却剂管筒、冷却片和气化器板中的至少一个热接触的加热管筒流动，从而除去所述冰。

在另一个实施方式中，脉冲电热除冰装置包括具有与热交换表面热接触的冷却剂管筒的热交换器。电源对所述热交换器进行电开关，以进行脉冲加热。

附图说明

图1示意性地示出了根据一个实施方案的一个脉冲电热除冰装置；

图2A和图2B示出了图1所示脉冲电热除冰装置的部分A；

图3示出了根据一个实施方案的一个脉冲电热除冰装置；

图4示出了根据一个实施方案的一个脉冲电热除冰装置；

图5示出了根据一个实施方案的一个脉冲电热除冰装置；

图6为根据一个实施方案用于从制冷单元的冷却剂管筒和/或冷却片上除冰的方法的流程图；

图7示出了具有安装在管筒上的一排冷却片的热交换器的一个实施方案；

图8示出了一个管筒和冷却片组件的剖视图；

图9为示出了在室温下纯铝的热扩散长度关于时间的曲线图；