空气源热泵蒸发器及设计方法和含该蒸发器的空气源热泵技术

本发明专利技术提供一种空气源热泵蒸发器及设计方法和含该蒸发器的空气源热泵，用于解决现有技术中空气源热泵蒸发器翅片表面结霜速度较快，霜层堵塞通道速度较快、除霜周期较短的问题。所述空气源热泵蒸发器包括冷媒管道和串装在所述冷媒管道上的多个翅片，所述设计方法为在所述翅片的迎风侧设计有能够引导空气中水蒸气液化而非凝华的引导结构，使得空气中的水蒸气结冰而不结霜，以实现延长结化霜周期，降低化霜能耗，提高机组整体性能的目的。本发明专利技术空气源热泵蒸发器在同样工况和除霜条件下的除霜周期为原来的三倍左右，大大延长了除霜周期，提高了空气源热泵的工作效率。本发明专利技术结构简单、合理，成本低，容易实现，对系统的正常运行没有影响。

【技术实现步骤摘要】
空气源热泵蒸发器及设计方法和含该蒸发器的空气源热泵
本专利技术涉及除霜及延缓结霜领域，具体地涉及一种空气源热泵蒸发器及设计方法和含该蒸发器的空气源热泵。
技术介绍
近年来，随着人们生活水平的提高和国家对环境保护、节能减排的重视，空气源热泵机组作为一种节能设备被广泛使用。空气源热泵机组主要由蒸发器,压缩机,冷凝器和节流装置四部分组成,通过让制冷剂不断完成蒸发(吸收外界环境中热量)-压缩-冷凝(放出热量)-节流-蒸发的热力循环过程,从而将从外界环境中吸收的热量转移到水或空气中进行制热。空气源热泵机组在冬季制热运行时遇到的最大问题是蒸发器翅片表面结霜。由于霜层的形成与增长,加大了蒸发器翅片表面与空气间的传热热阻,增加了气流通过蒸发器翅片时的流动阻力,使得通过蒸发器翅片的空气流量下降,换热效率明显降低,导致由空气和蒸发器之间换热量下降,热泵机组的工作状况恶化,甚至不能够正常工作，此时便需要除霜，除霜过程中整个空气源热泵的输出能力将大幅度下降，并且在除霜的过程中需要消耗额外的能源，这也大大增加了运行成本，因此,延长除霜周期是提高空气源热泵冬季综合性能和稳定性的重要手段。目前主要能够延长除霜周期的延缓结霜方式如下：旁通热气延缓结霜：通过压缩机排气口设置旁路，旁通管路上设置有电磁阀，控制器调节电磁阀的开度，即控制从压缩机排气口流向室外热交换器的气体流通口的高温高压气体的流量，使气体流通口的气压大于或等于设定气压值P0，因此能够令室外热交换器的气体流通口的压力始终保持在一个较高的范围，令室外蒸发器内部压力较大，整个蒸发器表面温度较高，有效延缓室外机结霜，但是此方法一方面会牺牲机组部分能量用于延缓结霜，另一方面会存在湿度较低，轻结霜区域造成能量的浪费，综合性能下降。蒸发器表面改性抑霜：采用超声波或超疏水表面涂层降低结霜程度，但此方法费用较高，工艺复杂，不利于工业化生产。
技术实现思路
鉴于现有技术的上述缺陷和不足，本专利技术提供一种空气源热泵蒸发器及设计方法和含该蒸发器的空气源热泵，用于解决现有技术中空气源热泵蒸发器翅片表面结霜速度较快，霜层堵塞通道速度较快、除霜周期较短的问题。本专利技术提供一种空气源热泵蒸发器的设计方法，所述空气源热泵蒸发器包括冷媒管道和串装在所述冷媒管道上的多个翅片，在所述翅片的迎风侧设计有能够引导空气中水蒸气液化而非凝华的引导结构。本专利技术提供一种空气源热泵蒸发器，包括冷媒管道和串装在所述冷媒管道上的多个翅片，在所述空气源热泵蒸发器的迎风侧设置有能够引导空气中水蒸气液化而非凝华的引导结构。优选地，所述引导结构为设置在所述翅片迎风侧的格栅，所述格栅迎风侧的温度小于水蒸气液化的温度，且大于水凝固的温度，所述水蒸气经格栅通道进入所述翅片内。进一步地，所述格栅内的叶片平行设置，所述叶片包括叶身和能够抑制结霜的叶头，所述叶头的两侧与所述叶身的引导风面平滑对接。更进一步地，所述叶头内设置有空心结构。更进一步地，所述空心结构内填充有隔温材料。进一步地，所述叶头的导热系数大于0.25w/m·k且小于237w/m·k。进一步地，所述叶头包括第一斜面、第二斜面和圆柱面，所述圆柱面的两侧分别与第一斜面和所述第二斜面的一侧相切，所述第一斜面和所述第二斜面的另一侧沿空气流动方向张开，并分别与所述叶身的两侧面平滑过渡连接。更进一步地，所述第一斜面和所述第二斜面对称设置在所述圆柱面两侧，所述第一斜面和所述第二斜面的夹角为5-10°。更进一步地，所述叶身的两侧面沿所述空气流动方向向内侧渐缩。更进一步地，所述侧面的渐缩角度为0.5-2°。更进一步地，所述格栅的叶片间隙走向与所述空气源热泵蒸发器翅片的间隙走向相垂直，所述叶片的叶头向迎风侧的下方倾斜设置，所述叶片的叶身与所述空气源热泵蒸发器的翅片相接触。优选地，所述格栅的叶片间隙走向与所述空气源热泵蒸发器翅片的间隙走向相平行。更进一步地，所述格栅的叶片数量与所述翅片数量相对应，且所述叶片的叶身尾部与所述翅片的迎风侧平滑接触。优选地，所述引导结构为设置在每个翅片迎风侧的无冷媒缓冷翅头，所述无冷媒缓冷翅头上不安装所述冷媒管道。进一步地，所述无冷媒缓冷翅头上设置有多个沿所述缓冷翅片厚度方向上贯通的通孔。进一步地，所述无冷媒缓冷翅头与所述翅片为一体结构。进一步地，所述无冷媒缓冷翅头由导热系数小于237w/m·k的材料制成。进一步地，所述无冷媒缓冷翅头表面涂刷有能够降低所述无冷媒缓冷翅头导热系数的涂层。进一步地，所述无冷媒缓冷翅头上设置增长缓冷距离的缓冷结构。本专利技术还提供一种能够延长除霜周期的空气源热泵，包括压缩机、冷凝器和节流装置，还包含上述任一项所述的空气源热泵蒸发器。本专利技术空气源热泵蒸发器及设计方法和含该蒸发器的空气源热泵，其在翅片迎风侧设置有引导空气中水蒸气液化而非凝华的引导结构，空气进入翅片前需要穿过引导结构，在空气进入引导结构时，使水蒸气液化成水，并在后续经过翅片时由水凝结成冰，一方面能够避免水蒸气直接凝华成多霜核的霜(霜为近似雪花形的树枝状冰晶，粗糙度较高，霜核较多)，所导致的结霜速度加快，另一方面水蒸气在液化成水再变成冰后的体积相对于由水蒸气直接凝华成霜后的体积大大缩小，从而增长了翅片的堵塞时长，大大增长了除霜的周期。本专利技术空气源热泵蒸发器在同样工况和除霜条件下的除霜周期为原来的三倍左右，大大延长了除霜周期，提高了空气源热泵的工作效率。本专利技术结构简单、合理，成本低，容易实现，对系统的正常运行没有影响。附图说明通过参考附图会更加清楚的理解本专利技术的特征和优点，附图是示意性的而不应理解为对本专利技术进行任何限制，在附图中：图1为本专利技术空气源热泵蒸发器实施例一的结构示意图；图2为图1中的a-a剖视图；图3为图2中I区域的局部放大图；图4为实施例一中叶片的结构示意图；图5为本专利技术空气源热泵蒸发器实施例二中叶片的结构示意图；图6为本专利技术空气源热泵蒸发器实施例三的结构视图；图7为图6中的b-b剖视图；图8为图7中的c-c剖视图；图9为本专利技术空气源热泵蒸发器实施例四的结构示意图；图10为图9中的d-d剖视图；图11本专利技术空气源热泵蒸发器实施例五的结构示意图；图12本专利技术空气源热泵蒸发器实施例五的又一结构示意图。附图标记1空气源热泵蒸发器11冷媒管道12翅片13格栅131叶片1311叶头1312叶身1313隔温材料13111第一斜面13112圆柱面13113空腔13114第二斜面13121第一侧面13122第二侧面13a叶片13b翅头131b通孔13c翅头131c弯曲部131d弯折部具体实施方式空气源热泵机组在冬季制热运行时遇到的最大问题是空气源热泵蒸发器翅片表面结霜。由于霜层的形成与增长,加大了空气源热泵蒸发器翅片表面与空气间的传热热阻,增加了气流通过空气源热泵蒸发器翅片时的流动阻力,使得通过空气源热泵蒸发器翅片的空气流量下降,换热效率明显降低,导致空气和空气源热泵蒸发器之间换热量下降,热泵机组的工作状况恶化,甚至不能够正常工作，此时便需要除霜。在漫长的除霜研发道路上，研发人员进行了大量的实验和尝试，比如：旁通热气延缓结霜，其通过控制从压缩机排气口流向室外热交换器的气体流通口的高温高压气体的流量，使气体流通口的气压大于或等于设定气压值P0，因此能够令室外热交换器的气体流通口的压力始终保持在一个较高的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种空气源热泵蒸发器的设计方法，所述空气源热泵蒸发器包括冷媒管道和串装在所述冷媒管道上的多个翅片，其特征在于，在所述翅片的迎风侧设计有能够引导空气中水蒸气液化而非凝华的引导结构。

【技术特征摘要】
1.一种空气源热泵蒸发器的设计方法，所述空气源热泵蒸发器包括冷媒管道和串装在所述冷媒管道上的多个翅片，其特征在于，在所述翅片的迎风侧设计有能够引导空气中水蒸气液化而非凝华的引导结构。2.一种空气源热泵蒸发器，包括冷媒管道和串装在所述冷媒管道上的多个翅片，其特征在于，在所述空气源热泵蒸发器的迎风侧设置有能够引导空气中水蒸气液化而非凝华的引导结构。3.根据权利要求2所述的空气源热泵蒸发器，其特征在于，所述引导结构为设置在所述翅片迎风侧的格栅，所述格栅迎风侧的温度小于水蒸气液化的温度，且大于水凝固的温度，所述水蒸气经格栅通道进入所述翅片内。4.根据权利要求3所述的空气源热泵蒸发器，其特征在于，所述格栅内的叶片平行设置，所述叶片包括叶身和能够抑制结霜的叶头，所述叶头的两侧与所述叶身的引导风面平滑对接。5.根据权利要求4所述的空气源热泵蒸发器，其特征在于，所述叶头内设置有空心结构。6.根据权利要求5所述的空气源热泵蒸发器，其特征在于，所述空心结构内填充有隔温材料。7.根据权利要求4所述的空气源热泵蒸发器，其特征在于，所述叶头的导热系数大于0.25w/m·k且小于237w/m·k。8.根据权利要求4所述的空气源热泵蒸发器，其特征在于，所述叶头包括第一斜面、第二斜面和圆柱面，所述圆柱面的两侧分别与第一斜面和所述第二斜面的一侧相切，所述第一斜面和所述第二斜面的另一侧沿空气流动方向张开，并分别与所述叶身的两侧面平滑过渡连接。9.根据权利要求8所述的空气源热泵蒸发器，其特征在于，所述第一斜面和所述第二斜面对称设置在所述圆柱面两侧，所述第一斜面和所述第二斜面的夹角为5-10°。10.根据权利要求9所述的空气源热泵蒸发器，其特征在于，所述叶身的两侧面沿所...

【专利技术属性】
技术研发人员：李文，李群山，
申请(专利权)人：山东奇威特太阳能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37