一种基于电磁除霜的空气源热泵及除霜方法技术

本发明专利技术公开了一种基于电磁除霜的空气源热泵系统，包含电磁线圈，电磁线圈被配置为通过电磁线圈形成的电磁场覆盖空气热源泵系统的结霜区域。该系统利用电磁加热技术，提出电磁化霜的技术途径，具有高效节能、系统简单的优点。本发明专利技术同时公开了基于该空气源热泵系统的除霜方法。

An Air Source Heat Pump and Defrosting Method Based on Electromagnetic Defrosting

The invention discloses an air source heat pump system based on electromagnetic defrosting, which comprises an electromagnetic coil arranged to cover the frosting area of the air heat source pump system by an electromagnetic field formed by an electromagnetic coil. The system uses electromagnetic heating technology to propose the technical approach of electromagnetic defrosting, which has the advantages of high efficiency, energy saving and simple system. The invention also discloses a defrosting method based on the air source heat pump system.

【技术实现步骤摘要】
一种基于电磁除霜的空气源热泵及除霜方法
本专利技术属于暖通空调
，特别涉及一种基于电磁除霜的空气源热泵系统及除霜方法。
技术介绍
空气源热泵系统具有节能、环保、节省空间等优势，与此同时可以兼顾制冷和制热，一机两用，满足夏季供冷和冬季供暖的用户需求，设备利用率高。基于这一系列的优势，空气源热泵受到越来越多的青睐，得到迅速的发展。但是，空气源热泵在-5℃～5℃之间，相对湿度在70％以上的气象条件下运行时，其室外换热器表面容易结霜，从而导致机组运行不稳定或者可靠性差。室外换热器结霜后，霜层不断加厚，导致热阻增大，空气流动受阻，导致供热能力和机组的COP下降，造成能量的浪费。常用的除霜方法有逆循环除霜、热气旁通除霜和具有电加热功能的热泵除霜。其中，逆循环除霜时需要停止向室内供热，同时吸取室内的热量来除霜，会导致供水温度下降，严重影响人体的舒适度；并且，逆循环除霜时的排气压力较小，经过四通阀换向，容易给系统带来诸多冲击，影响系统的稳定性，且除霜时间长。热气旁通除霜虽然避免了吸收室内的热量，供水温度下降幅度较小，但是存在除霜时压缩机高负荷运行和压缩机可靠性运行等问题，并且除霜时间长。具有电加热功能的热泵除霜是和逆循环除霜一起作用的除霜模式，可以有效防止低温环境下翅片换热器爬冰的问题且化霜效果好，但是存在和逆循环除霜一样的问题且控制程序更加复杂。因此，如何高效节能地消除室外换热器表面结霜成为暖通空调领域亟待解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于提供一种基于电磁除霜的空气源热泵系统，该系统利用电磁加热技术，提出电磁化霜的技术途径，具有高效节能、系统简单的优点。本专利技术同时还提供了基于该系统的除霜方法。根据本专利技术，提供一种基于电磁除霜的空气源热泵系统，包含电磁线圈，电磁线圈被配置为通过电磁线圈形成的电磁场覆盖空气热源泵系统的结霜区域。根据本专利技术的一个实施例，电磁场为电磁线圈通电后形成的涡流电磁场。根据本专利技术的一个实施例，空气源热泵系统包含电磁管，电磁线圈穿插于电磁管内。根据本专利技术的一个实施例，电磁管为铜管。根据本专利技术的一个实施例，电磁线圈缠绕于一绝缘细直管上，绝缘细直管携带缠绕于其上的电磁线圈穿插于电磁管内，细直管的两侧分别与电磁管的两侧相互固定连接。根据本专利技术的一个实施例，空气源热泵系统包含彼此并行排列的多个翅片，电磁管彼此间隔地排布于翅片上。根据本专利技术的一个实施例，空气源热泵系统包含传热管，电磁管与传热管彼此交替地排布于翅片上。根据本专利技术，提供一种基于上述空气源热泵系统的除霜方法，其特征在于，包含以下步骤：步骤一：设置除霜条件；步骤二：当满足除霜条件时，关闭空气源热泵系统的轴流风机和压缩系统，使电磁线圈通电2-5min进行除霜；步骤三：空气源热泵机组在开启轴流风机状态下运行20-40s，然后在关闭轴流风机状态下运行1-3min；以及步骤四：使电磁线圈通电关闭，结束除霜。根据本专利技术的一个实施例，除霜条件包含翅片温度、环境温度、环境温度与翅片温度的差值以及除霜周期。根据本专利技术的一个实施例，除霜方法包含反复执行步骤三2-3次；当不满足除霜条件时，手动执行步骤二至步骤四。由于采用于上技术方案，本专利技术与现有技术相比具有如下优点：(1)本专利技术的基于电磁除霜的空气源热泵系统在停机状态下进行化霜，不会消耗供回水的热量，达到节能的效果。(2)电磁除霜采用高频电磁加热技术，根据翅片结构合理布置点位，能够很好的达到除霜的效果。(3)系统无需单向阀管组和四通换向阀等部件，并且当选择大型号的壳管式冷凝器(满液式)时可以省略传统空气源热泵必备的储液器，相比于逆循环除霜热泵系统、热气旁通除霜系统而言，管路连接较少，系统简单。附图说明本专利技术的上述和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得显而易见和容易理解，其中：图1A是根据本专利技术的基于电磁除霜的空气源热泵系统的示意图；图1B是根据本专利技术的基于电磁除霜的空气源热泵系统的侧视图；图1C是根据本专利技术的基于电磁除霜的空气源热泵系统的俯视图；图2是图1B中部分A的局部放大图；图3是依据本专利技术的除霜方法的流程图。附图标记说明：1竖直封板，2水平封板，3翅片，4中间支撑板，5分液管，6集气管，7电磁管，8传热管。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。如图1A-1C所述，依据本专利技术的基于电磁除霜的空气源热泵系统的一个实施例包含位于顶部和底部的一对水平封板2、位于左侧和右侧的一对竖直封板1、位于中间位置的中间支撑板4、彼此并行排列的多个翅片3、用于连通翅片3和供热管路的分液管5和集气管6、电磁管7和传热管8。其中，电磁管7内穿插有带芯电磁线圈，该电磁线圈与高频电源主机相连，形成闭环控制的加热系统，在接收到除霜指令时通电，执行除霜操作。在本专利技术的实例中，电磁线圈可以缠绕于一绝缘细直管上，绝缘细直管携带缠绕于其上的电磁线圈穿插于电磁管7内，细直管的两侧分别与电磁管7的两侧相互固定连接。具体地，首先将交流市电经整流电路滤波后转变成直流电源，然后再经过控制电路将该直流电源逆变为频率为20～40kHz的交变电源，并由高速变化的电流流过电磁线圈感应出交变磁场，当磁场内的磁力线通过导磁又导电材料的电磁管7(例如铜管)内，在电磁管7表面产生无数的小涡流，使得铜管内部的分子、原子无规则剧烈运动摩擦碰撞而自身产生热量，从而起到化霜的功效。在本专利技术的实施例中，电磁线圈可布置于易结霜的区域，使电磁线圈通电后形成的电磁场覆盖结霜区域。如图2所示，可将穿插有电磁线圈的电磁管7彼此间隔地——例如彼此间隔一排电磁管7的距离——排布于翅片3上。优选地，可将一排电磁管7与一排传热管8交替地排布于翅片3上，以通过传热管8的热传导进行化霜。下面结合图3以包含两组空气源热泵的基于电磁除霜的空气源热泵系统为例，详细说明该空气源热泵的除霜方法。步骤一：设置除霜条件。在本专利技术的实施例中，除霜条件可设置为：1、翅片温度ta＜0℃持续10S；2、环境温度tb<0℃；3、环境温度-翅片温度>除霜环翅差，其中，除霜环翅差为5℃；4、除霜周期T＝60min(上一次除霜结束到下一次除霜开始的时间间隔)。然而，根据不同地区或气候可设定不同的除霜条件及各条件所需满足的阈值。步骤二：当同时满足上述除霜条件1-4时，关闭空气源热泵系统的轴流风机和压缩系统，使电磁线圈通电2-5min进行除霜。例如，开始除霜时，首先1#空气源热泵轴流风机失电全关，1#空气源热泵压缩机全关，1#空气源热泵电磁线圈通电除霜运行3min。步骤三：空气源热泵机组在开启轴流风机状态下运行20-40s，然后在关闭轴流风机状态下运行1-3min。根据实际需要，该步骤可反复执行2-3次。例如，1#空气源热泵轴流风机全开运行30S，再停风机运行2min，随后轴流风机再开启运行20S后停止运行1min。步骤四：使电磁线圈通电关闭，结束除霜。除霜结束后，1#空气源热泵轴流风机得电全部开启，1#空气源热泵压缩机全开启。类似地，重复上述步骤对2#空气源热泵进行除本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于电磁除霜的空气源热泵系统，其特征在于，包含电磁线圈，所述电磁线圈被配置为通过所述电磁线圈形成的电磁场覆盖所述空气热源泵系统的结霜区域。

【技术特征摘要】
1.一种基于电磁除霜的空气源热泵系统，其特征在于，包含电磁线圈，所述电磁线圈被配置为通过所述电磁线圈形成的电磁场覆盖所述空气热源泵系统的结霜区域。2.根据权利要求1所述的基于电磁除霜的空气源热泵系统，其特征在于，所述电磁场为所述电磁线圈通电后形成的涡流电磁场。3.根据权利要求1或2所述的基于电磁除霜的空气源热泵系统，其特征在于，所述空气源热泵系统包含电磁管，所述电磁线圈穿插于所述电磁管内。4.根据权利要求3所述的基于电磁除霜的空气源热泵系统，其特征在于，所述电磁管为铜管。5.根据权利要求3所述的基于电磁除霜的空气源热泵系统，其特征在于，所述电磁线圈缠绕于一绝缘细直管上，所述绝缘细直管携带缠绕于其上的所述电磁线圈穿插于所述电磁管内，所述细直管的两侧分别与所述电磁管的两侧相互固定连接。6.根据权利要求3所述的基于电磁除霜的空气源热泵系统，其特征在于，所述空气源热泵系统包含彼此并行排列的多个翅片，所述电磁管彼此...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄智强，丁财丰，
申请(专利权)人：北京中科华誉热泵设备制造有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11