CN109631441A - 一种高效融化冷表面霜层的方法和装置 - Google Patents
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Abstract
一种高效融化冷表面霜层的方法和装置：将冷表面置于一个腔体中；在所述腔体的需要空气通过的表面上采用可屏蔽微波但可通过空气的金属丝网，在所述腔体的其他表面上采用不透气的可屏蔽微波的金属材料；设置微波发生装置；所述微波发生装置通过波导管及微波搅拌器与所述腔体连接；在所述腔体内设微波引导装置，使微波辐射到冷表面上并在所述腔体中均匀分布。当冷表面结霜时，启动所述微波发生装置及微波搅拌器，融化霜层。当通过冷的空气湿度较大，冷表面温度较低，容易发生结霜时，启动所述微波发生装置及微波搅拌器，防止冷表面结霜。
Description
技术领域
本发明涉及一种高效融化冷表面霜层的方法和装置，属于制热及节能技术领域。
背景技术
当湿度较大的空气经过温度较低的冷表面时，可能发生结霜。结霜在很多情况下是有害的。譬如，在空气源热泵蒸发器表面上结霜会堵塞空气流道，同时增大空气与蒸发器之间的传热热阻，从而恶化空气源热泵工作条件。再如，在新风排风空气热回收装置的表面结霜会堵塞空气流道，增大新风排风之间传热传质阻力，从而恶化热回收装置工作条件。
目前常用除霜方法都要中断相关设备正常工作过程，能耗较大，而且影响相关设备的工作效果。譬如，空气源热泵常用的除霜方式是进行反向循环，即原蒸发器作为冷凝器使用，放出热量，融化霜层。这种除霜方式中断了空气源热泵制热过程，能耗较大，降低空气源热泵能效40％以上，而且影响室内舒适度。再如，新风排风空气热回收装置常用的除霜方式是停止新风进入换热芯体，仅让排风进入换热芯体，融化霜层。这种除霜方式中断了新风排风空气热回收装置的工作过程，对室内舒适度影响较大。
发明内容
针对现有技术不足，本发明提出一种高效融化冷表面霜层的方法和装置，可在不中断相关设备正常工作过程、不影响相关设备工作效果的条件下，高效消除冷表面霜层，且可防止冷表面结霜。
为了实现上述目的，本发明采取以下设计方案：
将冷表面置于一个腔体中；在所述腔体的需要空气通过的表面上采用可屏蔽微波但可通过空气的金属丝网，在所述腔体的其他表面上采用不透气的可屏蔽微波的金属材料；设置微波发生装置；所述微波发生装置通过波导管及微波搅拌器与所述腔体连接；在所述腔体内设置微波引导装置，使微波辐射到冷表面上并在所述腔体中均匀分布。
微波发生装置发生的微波的频率范围为890～940MHz、2400～2500MHz、5725～5875MHz或22000～22250MHz。
为了提高微波在腔体内分布的均匀性，也可设置多个微波发生装置及相对应的波导管和微波搅拌器。
当所述冷表面结霜时，启动微波发生装置及微波搅拌器。由于微波具有不被金属材料吸收、但可被水分子吸收并加热水分子的特性，因而微波在腔体内不断反射，遇到霜层中的水分子时则被水分子吸收并加热水分子，从而融化霜层。
当经过所述冷表面的空气湿度较大，容易发生结霜时，启动微波发生装置及微波搅拌器。微波可对空气中的水分子选择性加热，在不提高空气温度的前提下提高水分子的温度，从而防止冷表面结霜。
由于微波可以选择性地对水分子进行加热，而微波发生装置的效率可以达到80％以上，因而本发明用于融化霜层或防止结霜的电量较少，具有较高能效。本发明在融化霜层或防止结霜运行过程中，不中断相关设备正常工作过程，从而提高了相关设备工作能效，保证了相关设备工作效果。
譬如，对于空气源热泵，与常规除霜方式相比，可以提高能效60％以上。而对于新风排风空气热回收装置，与常规除霜方式相比，可以提高能效40％以上。
本发明的创新性在于：
1、利用微波加热冷表面上形成的霜层，由于微波可以选择性地加热霜层中的水分子而不加热冷表面以及经过冷表面的空气，因而具有较高融霜效率。
2、利用微波选择性加热潮湿空气中的水分子，但不加热空气，从而防止水分子在冷表面结霜。
3、在融霜或防霜运行过程中，不需要停止相关设备正常工作过程，从而提高相关设备工作能效，保证工作效果。
附图说明
图1为本发明公开的“一种高效融化冷表面霜层的方法和装置”的具体实施例1。
图2为本发明公开的“一种高效融化冷表面霜层的方法和装置”的具体实施例2。
图中，1-空气源热泵蒸发器；2-金属外壳；3-可屏蔽微波的金属丝网；4-微波发生装置；5-波导管；6-微波搅拌器；7-微波导引装置；8-新风排风热交换芯体；9-金属隔板；10-排风机；11-新风机。
图中，空心箭头指示空气流动方向。
以下结合附图对本发明进行进一步的说明。
具体实施方式
在具体实施例1中，冷表面为空气源热泵蒸发器1的表面。如图1所示，金属外壳2、可屏蔽微波的金属丝网3构成一个腔体，空气源热泵蒸发器1置于所述腔体中。设置微波发生装置4。所述微波发生装置4通过波导管5、微波搅拌器6与所述腔体连接。在所述腔体中设置微波导引装置7。当空气源热泵蒸发器1表面结霜时，启动微波发生装置4和微波搅拌器6。微波发生装置4发生的微波经过波导管5和微波搅拌器6进入所述腔体中。微波在所述腔体壁面及微波导引装置7的反射作用下，经过空气源热泵蒸发器1的表面并在所述腔体中均匀分布。微波遇到空气源热泵蒸发器表面的霜层时，被霜层中的水分子吸收并加热水分子，从而融化霜层。
在具体实施例2中，冷表面为新风排风热交换芯体8的换热表面。如图2所示，金属外壳2、可屏蔽微波的金属丝网3和金属隔板9等构成一个腔体，新风排风热交换芯体8置于所述腔体中。设置微波发生装置4。所述微波发生装置4通过波导管5、微波搅拌器6与所述腔体连接。在所述腔体中设置微波导引装置7。设置排风机10和新风机11。当排风机10和新风机11运行时，新风和排风在新风排风热交换芯体8中进行热交换。当新风温度较低时，在新风排风热交换芯体8的表面发生结霜。这时，启动微波发生装置4和微波搅拌器6。微波发生装置4发生的微波经过波导管5和微波搅拌器6进入所述腔体中。微波在所述腔体的壁面及微波导引装置7的反射作用下，穿过新风排风热交换芯体8并在所述腔体中均匀分布。微波遇到新风排风热交换芯体表面的霜层时，被霜层中的水分子吸收并加热水分子，从而融化霜层。
在上述实施例中，为了进一步提高微波在所述腔体内分布的均匀性，也可设置多个微波发生装置，并相应设置波导管和微波搅拌器。
Claims (5)
1.一种高效融化冷表面霜层的方法和装置：将冷表面置于一个腔体中；在所述腔体的需要空气通过的表面上采用可屏蔽微波但可通过空气的金属丝网，在所述腔体的其他表面上采用不透气的可屏蔽微波的金属材料；设置微波发生装置；所述微波发生装置通过波导管及微波搅拌器与所述腔体连接；在所述腔体内设微波引导装置，使微波辐射到冷表面上并在所述腔体中均匀分布。
2.如权利要求1所述的一种高效融化冷表面霜层的方法和装置，其特征在于：所述微波发生装置发生的微波的频率范围为890～940MHz、2400～2500MHz、5725～5875MHz或22000～22250MHz。
3.如权利要求1所述的一种高效融化冷表面霜层的方法和装置，其特征在于：当冷表面结霜时，启动所述微波发生装置及微波搅拌器，融化霜层。
4.如权利要求1所述的一种高效融化冷表面霜层的方法和装置，其特征在于：当经过冷的空气湿度较大，冷表面温度较低，容易发生结霜时，启动所述微波发生装置及微波搅拌器，防止冷表面结霜。
5.如权利要求1所述的一种高效融化冷表面霜层的方法和装置，其特征在于：为了提高微波在所述腔体内分布的均匀性，设置多个微波发生装置及对应的波导管和微波搅拌器。
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2019
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