本发明专利技术涉及一种热管型空调器防、除霜系统及其防、除霜方法,压缩机余热回收通道与室外机通过隔板隔开,压缩机及排气管路位于压缩机余热回收通道中,压缩机余热回收通道内设置压缩机余热回收风扇,水平热管,水平热管与室外换热器的传热管平行且通过换热翅片紧密耦合。该方法将基于热管技术回收压缩机余热除霜和基于热气旁通除霜二者有效结合。冬季制热运行时可实现冬季制热防霜模式、冬季制热周期性双效除霜模式和冬季制热优化运行模式,具有防霜和除霜双重功能,延缓结霜时间、缩短除霜时间、实现室内机连续供热等显著优点;夏季制冷运行时,采用热管技术实现室外换热器双效冷却降低冷凝温度,从而可减少压缩机功耗、提高机组的工作性能。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种空调器防、除霜系统,具体是一种采用热管技术来回收热泵型空调器压缩机余热以防止室外换热器结霜并在低温工况下结合热气旁通来除霜的热管型空调器防、除霜系统。
技术介绍
在冬季采用热泵型空调器制热是一种节能的供热方式,风冷热泵在室外环境温度低于5°C的工况下运行时,蒸发器表面温度很可能低于0°C,室外换热器表面会发生结霜现象,结霜将会减小翅片间的空气通道,增加换热器的热阻,导致换热器的性能急剧恶化,因此当室外换热器的霜层达到一定厚度后就必须进行除霜。在一般陆用或海洋平台用空调器 中使用最为广泛的除霜方法是采用四通阀换向反循环,将室外换热器转换成冷凝器,该方法操作简单,无需增加额外部件,但此种除霜方式的最大缺点是不仅在除霜期间完全暂停向室内供热,且还需要从室内吸收热量用于除霜,严重影响了室内的舒适度;此外,该除霜方法频繁的开停机和压力大幅度波动会对压缩机等设备形成较大的冲击,影响其使用的可靠性。压缩机压缩过程中产生的部分热量通常经压缩机机壳以自然对流换热的方式直接排放到周围环境,夏季制冷时压缩机外壳在高温工况下其温度能达到100°C以上,冬季制热时其外壳温度也达70 80°C,若充分利用这部分热量可以有效地防止室外换热器的结霜问题,同时可以起到冷却压缩机的作用。如申请号为03116596. 6[的专利技术专利“利用压缩机余热的热泵型风冷空调器”,公开了一种利用压缩机余热除霜的方法,在冬季制热运行时室外机风机反向旋转,使得来自环境的空气先流经压缩机,与压缩机壳体进行热交换,空气温度提升后再流过室外换热器与制冷剂进行热交换。该专利技术通过回收压缩机原本释放给环境的热量,提高了室外换热器的进风温度,改善了热泵型风冷空调器在低温结霜工况下的性能;与传统四通阀换向除霜技术相比,该方法的优点是在除霜期间不会间断向室内的供热,但其缺点是由于压缩机与换热器距离较小,流经压缩机后的热空气分布不均,会导致换热器的某些部位始终无热风,结霜严重;另一方面,由于压缩机余热排放量通常小于除霜所需的供热量,二者能量不匹配会导致室外环境温度较低时无法实现完全除霜。如申请号为200910193412. O的专利技术专利“ 一种利用压缩机余热防霜的风冷热泵”,公开了另一种利用压缩机余热除霜的方法,除霜的主要结构是由金属蒸发腔、冷凝部、汽相金属管道、液相金属管道和金属散热翅片组成的平板回路热管,其中金属蒸发腔利用导热硅胶紧贴于压缩机顶部用于余热回收。在冬季制热运行时,无须额外动力的状况下,利用压缩机余热使得紧贴其顶部的金属蒸发腔内热管工质受热蒸发汽化,将热量带到冷凝部加热室外换热器的进口空气,从而实现防止结霜的目的。该方法仅能利用压缩机顶部排出的少部分余热进行除霜,无法利用压缩机外壳其它部分排出的余热;且由于压缩机运行时的长期振动会使得平板热管与压缩机外壳的接触面松动,降低工作可靠性,振动严重时造成导热硅胶和平板热管均会脱离压缩机,热管完全失效,无法起到除霜目的;另一方面,压缩机余热排放量与除霜所需供热量不匹配同样会导致室外环境温度较低时无法完全除霜;特别地,该方法在空调机夏季制冷模式运行时,即室外换热器的工作状态为冷凝器,由于压缩机与室外换热器之间的平板回路热管无法关闭,此时压缩机的余热会造成室外换热器的冷凝温度升高,导致机组的工作性能下降。如申请号为200810153761. 5 的专利技术专利“一种空调器的热气旁通不间断供热除霜循环结构”,公开了一种利用空调器制冷剂热气旁通进行防霜的方法,其实质是消耗原本向室内供热的部分制冷剂的冷凝热进行加热除霜,该专利利用毛细管和电磁阀的简单启停来进行室内供热和室外除霜之间冷媒流量的自动调节,保证了室外除霜的同时室内不间断供热,相对上述利用压缩机余热的除霜方法,该热气旁通技术具有可以实现完全除霜的优点,但其缺点是由于采用制冷剂的冷凝热进行除霜,因而减少了向室内的供热量,将导致机组的工作性能下降
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足,提供一种,该系统利用带吸液芯的水平热管充分回收压缩机外壳和排气管路排放的余热来提高室外换热器的进口空气温度,从而防止室外换热器结霜,并在低温工况下换热器结霜后耦合热气旁通技术进行完全除霜。为实现上述目的,本专利技术的技术方案是 一种热管型空调器防、除霜系统,包括热泵型空调器室外机、室外换热器、压缩机、室外换热器风扇、室外换热器、四通换向阀、隔板、压缩机余热回收风扇、压缩机余热回收通道、水平热管、热气旁通电磁阀、压缩机、气液分离器、电子膨胀阀、截止阀,室内机、室内换热器,其特点是压缩机余热回收通道与室外机通过隔板隔开,压缩机及排气管路位于压缩机余热回收通道中,压缩机余热回收通道内设置压缩机余热回收风扇和水平热管,水平热管位于风扇和压缩机之间,水平热管与室外换热器的传热管平行且通过换热翅片紧密耦合。压缩机、室外换热器、电子膨胀阀、室内换热器、四通换向阀和热气旁通电磁阀组成常规的制冷剂回路,压缩机的高压出口与四通换向阀的H接口相通,四通换向阀的I接口与室外换热器的a端相通,室外换热器的b端和电子膨胀阀的一端连接,电子膨胀阀的另一端经截止阀连接到室内换热器的d端,室内换热器的c端经截止阀与四通换向阀的K接口相通,四通换向阀的J接口与气液分离器的e端连接,气液分离器的f端连接到压缩机的低压入口,热气旁通电磁阀的一端连接到压缩机的高压出口,另一端连接到室外换热器的b端。一种应用热管型空调器防、除霜系统的防、除霜方法,冬季制热运行当室外换热器外表面结霜时,启动冬季制热防霜模式或当室外换热器外表面无霜时,启用冬季制热优化模式,开启电子膨胀阀,关闭热气旁通电磁阀,开启室外换热器风扇和压缩机余热回收风扇,通过水平热管回收压缩机的余热防止室外换热器结霜或提高室外换热器的蒸发温度。一种应用热管型空调器防、除霜系统的防、除霜方法,冬季制热运行,室外换热器结霜时,启用冬季制热周期性双效除霜模式,开启热气旁通电磁阀,关闭室外换热器风扇,开启压缩机余热回收风扇,通过水平热管回收压缩机的余热对室外换热器进行初步除霜,同时,通过热气旁通电磁阀利用压缩机排放的少部分高温制冷剂的冷凝热对室外换热器进行二次除霜。一种应用热管型空调器防、除霜系统的防、除霜方法,夏季制冷运行时,启用夏季制冷双效冷却模式,开启电子膨胀阀,关闭热气旁通电磁阀,开启室外换热器风扇和压缩机余热回收风扇,且使余热回收风扇的旋转方向与制热时相反,利用水平热管对室外换热器进行初步冷却,同时,利用室外换热器风扇对室外换热器进行二次冷却,实现室外换热器的双效冷却。本专利技术的有益效果 与现有技术相比,本专利技术具有以下显著的优点和积极的效果 第一,本专利技术在风冷热泵系统制热运行时利用带吸液芯的水平热管有效回收压缩机外壳和排气管路排放的余热,提高了室外换热器进口空气的温度,在一般天气条件下大大降低了结霜的可能性,在低温下也能延缓结霜时间,减少了机组除霜次数,降低霜层的厚度;由于在热管蒸发段与压缩机之间采用专门的余热回收风扇实现二者的换热,可有效解决传统压缩机余热回收过程中采用导热胶粘贴换热时因热管与压缩机壳体之间接触面松动和脱落造成传热恶化的问题,显著提高了可靠性。第二,本专利技术耦合压缩机余热除霜技术和热气旁通除霜技术,具有更好的适应性,可根据本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种热管型空调器防、除霜系统,包括热泵型空调器室外机(1)、室外换热器(3)、压缩机(10)、室外换热器风扇(2)、室外换热器(3)、四通换向阀(4)、隔板(5)、压缩机余热回收风扇(6)、压缩机余热回收通道(7)、水平热管(8)、热气旁通电磁阀(9)、压缩机(10)、气液分离器(11)、电子膨胀阀(12)、截止阀(13),室内机(14)、室内换热器(15),其特征在于:所述压缩机余热回收通道(7)与室外机(1)通过隔板(5)隔开,压缩机(10)及排气管路位于压缩机余热回收通道(7)中,压缩机余热回收通道(7)内设置压缩机余热回收风扇(6)和水平热管(8),水平热管(8)位于风扇(6)和压缩机(10)之间,水平热管(8)与室外换热器(3)的传热管平行且通过换热翅片紧密耦合。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员:李卉,史学增,赵海臣,叶琳,
申请(专利权)人:中国船舶重工集团公司第七零四研究所,
类型:发明
国别省市:
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