CN101984311A - 带压缩机冷却的热水抑霜化霜装置 - Google Patents

Abstract

一种带压缩机冷却的热水抑霜化霜装置，包括：水箱(14)；冷水管(1)和热水出水管(2)；依次将节流阀(11)、翅片式蒸发器(7)、压缩机(13)和冷凝器(15)连接的热泵循环回路管(G)；与蒸发器的出口侧相对的风机电机(10)，在蒸发器侧安装有相对湿度传感器(4)，在蒸发器出口侧安装有风速传感器(8)，在蒸发器与压缩机之间的热泵循环回路管上安装有压力传感器(9)，在热水出水管上连接有中途安装有开度调节阀(5)的热水出水支管(2a)，其出口端安装有化霜喷淋装置(6)，在蒸发器的下方设有蓄水槽(3)。本发明不会影响热泵热水机组的加热的热水温度，且在对机组运行系统产生冲击的情况下能有效阻止霜层的聚积，并能迅速高效化霜。

Description

带压缩机冷却的热水抑霜化霜装置

技术领域

本发明涉及一种抑霜装置，尤其涉及热泵型热水器中带压缩机冷却的用热水对蒸发器的翅片进行除霜抑霜的装置。

背景技术

目前，空气源热泵热水器在冬季制热时，作为蒸发器的翅片式换热器的盘管温度总是低于周围环境温度，当盘管表面温度低于环境空气的露点温度时，空气中的水分就会析出，换热器的翅片表面就会产生冷凝水。如果盘管温度继续下降到0℃以下，冷凝水就会凝结成霜附着在翅片上。

盘管表面与外界环境之间的温差越大，结霜速度越快，结霜也越严重，若翅片表面附着有厚重的霜层，则会导致各翅片之间空气通道变窄、风量减小。此外，由于霜的导热效率低下，因而会使导热效果下降甚至造成障碍，使得蒸发压力及蒸发温度低下，压缩机吸气比容增大，压缩效率变低，排气温度升高，最终导致压缩机能力降低，造成冷却不良。

因此，为了维持机组的正常工作，对翅片换热器进行化霜是十分有必要的。目前，热泵的化霜方式从根本上可以分成三类：

1)电加热化霜法

采用电加热管的电加热化霜法其实际化霜效果较好，但电加热管的运用却导致热泵热水器不再节能，另外，电加热管的使用寿命有限，有引发过热起火的可能，安全性存在隐患。

2)反循环化霜法

四通阀换向反循环化霜是目前普遍使用的一种除霜方法，化霜速度较快，但化霜过程需从热水侧吸收热量，导致热水出水温度降低，同时四通阀频繁换向也会影响其可靠性及寿命。

3)热气旁通化霜法

热气旁通化霜无需改变制冷剂的循环流向，化霜时机组仍保持制热运行，对热泵热水器而言，是较理想的化霜方式。但其缺点在于热气旁通量的大小难以控制。若旁通量过小，则除霜速度较慢，霜层难以完全除尽；若旁通量过大，则容易造成压缩机吸气带液，影响压缩机正常工作。

由此，产生了一个技术性课题，即如何才能提供一种化霜装置，使其既不会对加热的热水温度产生影响，又不会对热泵热水机组的运行系统产生冲击的情况下能够有效阻止霜层的聚积，且在有霜之后能够迅速高效化霜。

发明内容

本发明就是为了解决这一课题而做的，其目的在于提供一种带压缩机冷却的热水抑霜化霜装置，用于热泵型热水器，其无需另外增加压缩机的功耗，能完全除霜且除霜速度快，化霜时能保持热水器的热水出水温度，且装置整体可靠性得到提高。

为实现上述目的，本发明的带压缩机冷却的热水抑霜化霜装置，包括：水箱(14)；一端与该水箱连通的冷水管(1)和热水出水管(2)；依次将节流阀(11)、翅片式蒸发器(7)、压缩机(13)和置于所述水箱内的冷凝器(15)予以串联连接而构成热泵循环回路的热泵循环回路管(G)；以及与所述翅片式蒸发器的出口侧相对的风机电机(10)，其特征在于，

在所述蒸发器侧安装有对环境相对湿度进行检测的相对湿度传感器(4)，在所述蒸发器出口侧安装有对所述蒸发器出口侧的出口风速进行检测的风速传感器(8)，在所述蒸发器与所述压缩机之间的所述热泵循环回路管上安装有对所述蒸发器的蒸发压力进行检测的压力传感器(9)，

在所述热水出水管上连接有中途安装有开度调节阀(5)的热水出水支管(2a)，其出口端安装有位于所述蒸发器上方的化霜喷淋装置(6)，

在所述蒸发器的下方安置有蓄水槽(3)。

在上述结构中，还具有一端插入所述蓄水槽内、另一端安装有压缩机冷却喷淋装置(12)的压缩机冷却用水管(12a)，所述压缩机冷却喷淋装置位于所述压缩机的上方。

另外，在所述蒸发器出口侧与所述风机电机之间设有挡水板(16)。

当环境温度较高时，检测出的蒸发器的蒸发压力大于设定蒸发压力值时，不化霜。

当环境温度低于设定温度、所述蒸发压力小于设定蒸发压力值时，若所述环境相对湿度小于设定相对湿度、且在一定时间内所述出口风速无下降趋势，则所述开度调节阀小范围打开，来自于所述热水出水支管的热水经所述化霜喷淋装置而对所述蒸发器的翅片表面进行间歇性均匀喷洒，进行抑霜。

当环境温度低于设定温度、所述蒸发压力小于设定蒸发压力值时，若所述环境相对湿度小于设定相对湿度、且在一定时间内所述出口风速呈线性下降趋势，则所述开度调节阀大范围打开，来自于所述热水出水支管的热水经所述化霜喷淋装置而对所述蒸发器的翅片表面进行持续性均匀喷洒，进行化霜。

当所述出口风速恢复到设定出口风速时，所述开度调节阀关闭，停止化霜。

采用本发明，既不会对热泵热水机组的加热的热水温度产生影响，又不会对机组的运行系统产生冲击的情况下能够有效阻止霜层的聚积，且在有霜之后能够迅速高效化霜。

附图说明

图1是本发明的带压缩机冷却的热水抑霜化霜装置的大致结构图。

图2是本发明的带压缩机冷却的热水抑霜化霜装置工作模式方框图。

具体实施方式

下面，根据附图来说明本发明的带压缩机冷却的热水抑霜化霜装置的大致结构、工作原理和有益效果。

图1所示的本发明的带压缩机冷却的热水抑霜化霜装置的大致结构图。如图1所示，带压缩机冷却的热水抑霜化霜装置包括：水箱14；一端与该水箱14连通的冷水管1和热水出水管2；依次将节流阀11、翅片式蒸发器7、压缩机13和置于水箱14内的冷凝器15予以串联连接而构成热泵循环回路的热泵循环回路管G；以及与翅片式蒸发器7的出口侧(未图示)相对的风机电机10。

另外，在蒸发器7侧安装有对环境相对湿度进行检测的相对湿度传感器4，在蒸发器7出口侧安装有对蒸发器出口侧的出口风速进行检测的风速传感器8，在蒸发器7与压缩机13之间的热泵循环回路管G上安装有压力传感器9，用来对蒸发器7的蒸发压力进行检测。

另外，在热水出水管2上(热水出口端上)连接有热水出水支管2a，该热水出水支管2a的中途安装有开度调节阀5，以可对热水的流出量进行控制，并且热水出水支管2a的出口端(未图示)安装有位于蒸发器7上方的化霜喷淋装置6。

此外，在蒸发器7的下方安置有蓄水槽3，用来积蓄装置日常运行所形成的冷凝水和化霜所形成的水。

在上述结构中，还具有一端插入蓄水槽3内、另一端安装有压缩机冷却喷淋装置12的压缩机冷却用水管12a，压缩机冷却喷淋装置12位于压缩机13的上方，日常运行所形成的冷凝水和化霜所形成的水通过压缩机冷却用水管12a经压缩机冷却喷淋装置12而对压缩机13进行喷淋冷却。

在蒸发器7出口侧与风机电机10之间设有挡水板16，其作用是，当流经热水出水支管2a的热水从化霜喷淋装置6对蒸发器7进行喷淋抑霜、化霜时，防止水滴被风机电机10带出。

采用本发明的带压缩机冷却的热水抑霜化霜装置，其工作模式如下。

根据压力传感器9、风速传感器8、相对湿度传感器4所测的蒸发压力、蒸发器7出口风速和相对湿度这三个参数进行自调节模糊化霜。根据整个装置系统的特性，首先设定蒸发压力值P、设定出口风速V和设定相对湿度Dw。

如图2所示，当环境温度较高，高于设定温度且检测出的蒸发器7的蒸发压力大于设定蒸发压力值P时，不化霜。

当环境温度低于设定温度、蒸发压力小于设定蒸发压力值P时，若环境相对湿度小于设定相对湿度Dw、且在一定时间内蒸发器7出口风速无下降趋势，表明蒸发器7的翅片(未图示)表面没有积累霜层，进入抑霜模式。即，此时开度调节阀5小范围打开(稍许打开，例如开度为10％以下)，在热水出水支管2a中流过的热水水量较少，使来自于热水出水支管2a的热水经化霜喷淋装置6而对蒸发器7的翅片表面进行间歇性均匀喷洒，进行抑霜。

当环境温度低于设定温度、蒸发压力小于设定蒸发压力值P时，若环境相对湿度小于设定相对湿度Dw、且在一定时间内蒸发器7出口风速呈线性下降趋势，表明蒸发器7的翅片表面积累有霜层，进入快速除霜模式。即，此时开度调节阀5大范围打开(例如开度为50％以上)，使来自于热水出水支管2a的大量热水经化霜喷淋装置6而对蒸发器7的翅片表面进行持续性均匀喷洒，进行化霜。

当蒸发器7的出口风速恢复到设定出口风速V时，开度调节阀5关闭，使来自于热水出水支管2a的热水停止对蒸发器7喷淋，停止化霜。

在上述抑霜、化霜的过程中所形成的水滴入到蓄水槽3内，可从压缩机冷却用水管12a经压缩机冷却喷淋装置12而作为对压缩机13进行喷淋冷却用水的来源。

通过使用本发明的带压缩机冷却的热水抑霜化霜装置，在抑霜化霜过程中无需另外增加压缩机功耗，且不会对已经加热好的热水温度产生影响。同时，因为在环境温度较低的冬季，机组运行时蒸发器的蒸发压力降低，制热量下降，而通过一定量的热水流经翅片式蒸发器的翅片表面，可以从一定程度上提高蒸发温度，从而提高制热量。另外，通过增设蓄水槽，经蒸发器翅片表面冷却后的水可以对压缩机进行喷淋冷却，从而延长压缩机的使用寿命。

Claims (6)

1.一种带压缩机冷却的热水抑霜化霜装置，包括：水箱(14)；一端与该水箱连通的冷水管(1)和热水出水管(2)；依次将节流阀(11)、翅片式蒸发器(7)、压缩机(13)和置于所述水箱内的冷凝器(15)予以串联连接而构成热泵循环回路的热泵循环回路管(G)；以及与所述翅片式蒸发器的出口侧相对的风机电机(10)，其特征在于，

在所述蒸发器侧安装有对环境相对湿度进行检测的相对湿度传感器(4)，在所述蒸发器出口侧安装有对所述蒸发器出口侧的出口风速进行检测的风速传感器(8)，在所述蒸发器与所述压缩机之间的所述热泵循环回路管上安装有对所述蒸发器的蒸发压力进行检测的压力传感器(9)，

在所述热水出水管上连接有中途安装有开度调节阀(5)的热水出水支管(2a)，其出口端安装有位于所述蒸发器上方的化霜喷淋装置(6)，

在所述蒸发器的下方安置有蓄水槽(3)。

2.如权利要求1所述的带压缩机冷却的热水抑霜化霜装置，其特征在于，具有一端插入所述蓄水槽内、另一端安装有压缩机冷却喷淋装置(12)的压缩机冷却用水管(12a)，所述压缩机冷却喷淋装置位于所述压缩机的上方。

3.如权利要求1所述的带压缩机冷却的热水抑霜化霜装置，其特征在于，在所述蒸发器出口侧与所述风机电机之间设有挡水板(16)。

4.如权利要求1～3中任一项所述的带压缩机冷却的热水抑霜化霜装置，其特征在于，当环境温度低于设定温度、所述蒸发压力小于设定蒸发压力值时，若所述环境相对湿度小于设定相对湿度、且在一定时间内所述出口风速无下降趋势，则所述开度调节阀小范围打开，来自于所述热水出水支管的热水经所述化霜喷淋装置而对所述蒸发器的翅片表面进行间歇性均匀喷洒，进行抑霜。

5.如权利要求1～3中任一项所述的带压缩机冷却的热水抑霜化霜装置，其特征在于，当环境温度低于设定温度、所述蒸发压力小于设定蒸发压力值时，若所述环境相对湿度小于设定相对湿度、且在一定时间内所述出口风速呈线性下降趋势，则所述开度调节阀大范围打开，来自于所述热水出水支管的热水经所述化霜喷淋装置而对所述蒸发器的翅片表面进行持续性均匀喷洒，进行化霜。

6.如权利要求5所述的所述的带压缩机冷却的热水抑霜化霜装置，其特征在于，当所述出口风速恢复到设定出口风速时，所述开度调节阀关闭，停止化霜。