CN111473556B - 一种空气源低温热泵机组熔霜的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种空气源低温热泵机组熔霜的方法，其包括：S10)：提取热泵机组的熔霜时间；S20)：根据所述热泵机组的熔霜时间，计算平均融霜时间；S30)：在所述热泵机组的进口处安装过热管，并逐步调整过热管的安装位置，在所述过热管各个安装位置下，分别测试所述热泵机组的熔霜时间；S40)分别将所述过热管各个安装位置下的熔霜时间与所述平均融霜时间进行对比，得出所述过热管的适合安装位置。本发明的空气源低温热泵机组熔霜的方法可有效解决空气源低温热泵在冬季使用过程中存在的融霜难、易二次结霜问题。

Description

一种空气源低温热泵机组熔霜的方法

技术领域

本发明涉及热泵熔霜技术领域，特别涉及一种空气源低温热泵机组熔霜的方法。

背景技术

热泵通常是指一种利用高位能使热量从低位热源流向高位热源的节能装置。热泵将低温物体中的热能传送高温物体中，然后高温物体来加热水或采暖，热泵工作时消耗很少一部分电能，从环境中提取4到6倍的电能，进行温度提升利用，所以热泵比较节能。但是在北方地区，冬季平均气温低于零摄氏度，部分地区湿度较大，空气源热泵运行过程中结霜问题比较严重，导致换热效率比较低，严重的甚至影响热泵的使用寿命。

目前，低温热泵热水器是近年日趋受青睐的新型热水器，其用逆卡诺原理，以极少的电能，吸收空气中大量的低温热能，通过压缩机的压缩变为高温热能，传输至水箱，加热热水，所以它能耗低、效率高、速度快、安全性好、环保性强，源源不断的供应热水。作为热水系统它具有无以比拟的优点。但是目前的低温热泵热水器普遍存在蒸发器除霜效果较差的问题，当蒸发器在严寒的工况下工作会更快结霜，除霜效果差会更容易导致蒸发器结霜问题严重造成故障。

目前，空气源热泵机组已经广泛应用于学校宿舍、酒店、洗浴中心等场所，主要用于制冷、采暖、提供生活热水等。普通的空气源热泵机组的运行的环境温度一般为-7～43℃，在气候寒冷的地区，普通的空气源热泵机组就无法正常运行。需要使用到可以在环境温度较低的情况下正常运行(一般指的是在约-15～-20℃的环境温度下)的超低温空气源热泵机组。但，即便是能够在寒冷气候下正常工作的超低温空气源热泵，在采暖、制取热水的工况下，由于室外侧换热器放置在室外，当室外环境温度较低且空气中含有一定的湿度的时候，放置在室外的换热器就极易产生霜层，届时，将会严重影响机组的性能，甚至停机。为了解决霜层的问题，有的机组会安装除霜装置，这会造成机组的结构变得复杂，同时也会对机组的工作效率有影响。

此外，近些年来，空气源低温热泵在北方进行的如火如荼，生产热泵的厂家也是林林总总，但冬季热泵除霜一直是各个厂家的技术软肋，除霜是否彻底严重影响到机组的使用性能。

空气源低温热泵在冬季使用过程中，室外机为蒸发器，铜管铝翅形式蒸发器部位的温度在低于空气的露点温度时，翅片上容易结霜，在化霜过程中，积水流到翅片底部，在探头不能很好感应除霜结束温度时，或者是在程序除霜周期强制结束时，蒸发器底部存在残留冰晶，更容易引起二次结霜，严重影响机组换热，而一般的热泵机组按照常规的热泵设计并不能很好的解决机组融霜和二次结霜问题。

针对现用技术的缺陷，有必要提出一种新的空气源低温热泵熔霜的方法。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明目的在于提出一种新的空气源低温热泵熔霜的方法，本发明的空气源低温热泵熔霜的方法能够综合处理诸如现有技术中的冬季低温热泵除霜问题，以及本发明的空气源低温热泵熔霜的方法能够有效解决空气源低温热泵在冬季使用过程中存在的融霜难、易二次结霜问题。

为实现上述目的，本发明提出了一种空气源低温热泵机组熔霜的方法，其中，所述空气源低温热泵机组熔霜的方法包括：

S10)：提取热泵机组的熔霜时间；

S20)：根据所述热泵机组的熔霜时间，计算平均融霜时间；

S30)：在所述热泵机组的进口处安装过热管，并逐步调整过热管的安装位置，在所述过热管各个安装位置下，分别测试所述热泵机组的熔霜时间；

S40)分别将所述过热管各个安装位置下的熔霜时间与所述平均融霜时间进行对比，得出所述过热管的适合安装位置。

如上所述的空气源低温热泵机组熔霜的方法，其中，步骤S30)和步骤S40)之间还包括：

S31)在所述过热管的各个安装位置下，分别逐步调整除霜探头的位置，测试所述除霜探头在各个位置下所述热泵机组的熔霜时间。

如上所述的空气源低温热泵机组熔霜的方法，其中，步骤S40)还包括：

根据所述除霜探头在各个位置下的熔霜时间，确定所述除霜探头的适合位置。

如上所述的空气源低温热泵机组熔霜的方法，其中，在步骤S10)中，提取热泵机组的熔霜时间包括：

在实验室中记录热泵机组的熔霜时间，并提取所述热泵机组的熔霜时间。

如上所述的空气源低温热泵机组熔霜的方法，其中，在步骤S20)中，对实验室中记录的所述热泵机组的熔霜时间去除异常数据，计算平均融霜时间。

如上所述的空气源低温热泵机组熔霜的方法，其中，在步骤S30)中，所述过热管从所述热泵机组的蒸发器的底端逐步向上调整。

如上所述的空气源低温热泵机组熔霜的方法，其中，所述过热管向上调整的步长为1cm。

如上所述的空气源低温热泵机组熔霜的方法，其中，所述过热管的适合安装位置为距离所述蒸发器的底端5cm处。

如上所述的空气源低温热泵机组熔霜的方法，其中，所述空气源低温热泵机组熔霜的方法还包括：

S50)在所述过热管的适合安装位置下，逐步调整除霜探头的位置，测试所述除霜探头在各个位置下所述热泵机组的熔霜时间。

如上所述的空气源低温热泵机组熔霜的方法，其中，步骤S50)还包括：

根据所述除霜探头在各个位置下的熔霜时间，确定所述除霜探头的适合位置。

空气源低温热泵在冬季使用过程中，室外机为蒸发器，铜管铝翅形式蒸发器部位的温度在低于空气的露点温度时，翅片上容易结霜，在化霜过程中，积水流到翅片底部，在探头不能很好感应除霜结束温度时，或者是在程序除霜周期强制结束时，蒸发器底部存在残留冰晶，更容易引起二次结霜，严重影响机组换热，而一般的热泵机组按照常规的热泵设计并不能很好的解决机组融霜和二次结霜问题。本发明的空气源低温热泵机组熔霜的方法通过增加过热管和优化除霜感温探头位置的方法，可有效解决空气源低温热泵在冬季使用过程中存在的融霜难，易二次结霜问题。本发明的过热管初始安装在蒸发器进口位置，空气源低温热泵机组由蒸发器、冷凝器、压缩机、膨胀阀四大主要部件构成封闭系统，其内充注有适量的工质。机组运行基本原理依据是逆卡循环原理:液态工质首先在蒸发器内吸收空气中的热量而蒸发形成蒸汽(汽化)，汽化潜热即为所回收热量，而后经压缩机压缩成高温高压气体，进入冷凝器内冷凝成液态(液化)把吸收的热量发给需要的加热的水中，液态工质经膨胀阀降压膨胀后经过热管，重新回到蒸发器内，吸收热量蒸发而完成一个循环，如此往复，不断吸收低温源的热而输出所加热的水中，直接达到预定温度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的空气源低温热泵机组熔霜的方法的一实施例的流程图；

图2为本发明的空气源低温热泵机组熔霜的方法的另一实施例的流程图；

图3为本发明的空气源低温热泵机组熔霜的方法的另一实施例的流程图；以及

图4为本发明的热泵机组的示意图。

在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合具体实施例及相应的附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1至图4分别为本发明的空气源低温热泵机组熔霜的方法的一实施例的流程图、本发明的空气源低温热泵机组熔霜的方法的另一实施例的流程图、本发明的空气源低温热泵机组熔霜的方法的另一实施例的流程图以及本发明的热泵机组的示意图。

如图1所示，本发明的空气源低温热泵机组熔霜的方法包括如下步骤：

S10)：提取热泵机组的熔霜时间；

S20)：根据所述热泵机组的熔霜时间，计算平均融霜时间；

S30)：在所述热泵机组的进口处安装过热管，并逐步调整过热管的安装位置，在所述过热管各个安装位置下，分别测试所述热泵机组的熔霜时间；

S40)分别将所述过热管各个安装位置下的熔霜时间与所述平均融霜时间进行对比，得出所述过热管的适合安装位置。

本发明的空气源低温热泵机组熔霜的方法通过增设过热管并优化过热管的位置来有效解决空气源低温热泵在冬季使用过程中存在的融霜难、易二次结霜的问题，从而实现综合处理冬季低温热泵除霜问题。

进一步地，如图2所示，在一具体实施例中，步骤S30)和步骤S40)之间还包括：步骤S31)，其中步骤S31)为：在所述过热管的各个不同安装位置下，分别逐步调整除霜探头的位置，测试所述除霜探头在各个位置下所述热泵机组的熔霜时间。根据调整除霜探头的位置并测得各个位置下所述热泵机组的熔霜时间来实现对除霜探头位置的优化。

具体地，在步骤S40中还包括：根据所述除霜探头在各个位置下的熔霜时间，确定所述除霜探头的适合位置。也即根据熔霜时间的长短来确定除霜探头的最优位置。在本实施例中，通过增加过热管和优化除霜感温探头位置的方法，可进一步地有效解决空气源低温热泵在冬季使用过程中存在的融霜难、易二次结霜问题。

在一具体实施例中，在步骤S10)中，提取热泵机组的熔霜时间的具体过程中，在实验室中记录热泵机组的熔霜时间，并提取所述热泵机组的熔霜时间。利用实验室中现有技术中的热泵机组的熔霜时间来提取热泵机组的熔霜时间。

进一步地，在在具体实施例中，在步骤S20)中，计算平均融霜时间的具体过程为：对实验室中记录的所述热泵机组的熔霜时间去除异常数据，计算平均融霜时间，从而避免异常数据对本发明的空气源低温热泵机组熔霜的方法带来偏差，其中，异常数据是指与其他数据相比，差异或偏差比较大的数据，例如，与其他数据偏差大于20％、40％或者50％的数据可以被认为异常数据，在此不做具体地限定。

具体地，过热管的初始安装位置为热泵机组的蒸发器的最下端处(即底端处)，并从底端逐步向上调整，从而根据在多个位置处测量过热管所对应的熔霜时间，根据熔霜时间的长短来确定过热管的适宜安装位置。

在一具体实施例中，在过热管从蒸发器的最下端逐步向上调整过程中，其向上调整的步长为1cm，研究表明，通过该设定距离，可以实现在尽量减少测量次数的情况下可以达到不同位置下的测量精度以实现寻找出最优的安装位置的效果。

在一具体实施例中，所述过热管的适合安装位置为距离所述蒸发器的底端5cm处，在该位置处，熔霜时间最短和/或熔霜效果最好。

在一备选实施例中，所述空气源低温热泵机组熔霜的方法还包括：步骤S50)，该步骤S50)在步骤S40)之后，其中步骤S50)为：在所述过热管的适合安装位置下，逐步调整除霜探头的位置，测试所述除霜探头在各个位置下所述热泵机组的熔霜时间。即根据步骤S40)确定过热管的适合安装位置后，再保持过热管处于适合安装位置条件下，分别逐步调整除霜探头的位置，测试所述除霜探头在各个位置下所述热泵机组的熔霜时间，根据调整除霜探头的位置并测得各个位置下所述热泵机组的熔霜时间来实现对除霜探头位置的优化。

在一具体实施例中，步骤S50)还包括：根据所述除霜探头在各个位置下的熔霜时间，确定所述除霜探头的适合位置。也即根据熔霜时间的长短来确定除霜探头的最优位置。在本实施例中，通过增加过热管和优化除霜感温探头位置的方法，可进一步地有效解决空气源低温热泵在冬季使用过程中存在的融霜难、易二次结霜问题。

参考图3，对本发明的空气源低温热泵机组熔霜的方法的一具体实施例进行详细地描述，该实施例为使本发明的描述更加清楚，其并非用于限制本发明的目的。

如图3所示，本发明的空气源低温热泵机组熔霜的方法包括如下步骤：

首先，在实验室提取以往旧款热泵机组融霜时间；

第二，对采集的数据进行清洗，去除异常数据，计算平均融霜时间；

第三，过热管的初始安装从蒸发器最低端逐步向上调整，调整间隔设为1cm，记录多组增加过热管的热泵机组融霜时间，在每一组热泵机组融霜时间中，改变除霜探头距离底部的位置，从而得到过热管处于各个位置下，除霜探头位置改变对熔霜时间和/或熔霜效果的影响；

第四，根据融霜时间的长短和融霜的效果判断过热管位置是否合理，根据新版热泵融霜时间(即增设过热管后的数据)与历史数据(即旧款热泵机组融霜时间的数据)判断，判断过热管是否合理，若新的融霜时间比旧款热泵机组融霜时间变短，则过热管安装合理，以及根据过热管不同位置下的熔霜时间及效果来确定过热管的适宜安装位置。研究表明，过热管一般安装在蒸发器底部5cm处。

第五，保持过热管安装位置不变时(即保证过热管处于最优安装位置时)调整除霜探头距离底部的位置时所获得的熔霜时间判断除霜探头位置距离底部最优位置，具体地，融霜时间最短、效果最佳时，除霜探头位置距离过热器的底部所对应的位置最优。

结合图4对本发明的空气源低温热泵机组的工作原理进行简要地说明，热泵机组是按照“逆卡诺”原理工作的，逆卡诺循环原理是空气源低温热泵机组由蒸发器1、冷凝器2、压缩机3、膨胀阀4四大主要部件构成封闭系统，其内充注有适量的工质。机组运行基本原理依据是逆卡循环原理：液态工质首先在蒸发1内吸收空气中的热量而蒸发形成蒸汽(汽化)，汽化潜热即为所回收热量，而后经压缩机3压缩成高温高压气体，进入冷凝器2内冷凝成液态(液化)把吸收的热量发给需要的加热的水中，液态工质经膨胀阀4降压膨胀后经过热管，重新回到蒸发器1内，吸收热量蒸发而完成一个循环，如此往复，不断吸收低温源的热而输出所加热的水中，直接达到预定温度，本发明的空气源低温热泵机组通过增设过热管5以及除霜探头6处于优化位置能够实现避免在热水器中的蒸发盘管上会由于低温而附着冰霜的缺陷，从而达到了效解决空气源低温热泵在冬季使用过程中存在的融霜难，易二次结霜问题。

以上所述仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明。对于本领域技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。

Claims (8)

1.一种空气源低温热泵机组熔霜的方法，其特征在于，包括：

S10)：提取热泵机组的熔霜时间；

S20)：根据所述热泵机组的熔霜时间，计算平均融霜时间；

S30)：在所述热泵机组的进口处安装过热管，并逐步调整过热管的安装位置，在所述过热管各个安装位置下，分别测试所述热泵机组的熔霜时间；

S40)分别将所述过热管各个安装位置下的熔霜时间与所述平均融霜时间进行对比，得出所述过热管的适合安装位置；

步骤S30)和步骤S40)之间还包括：

S31)在所述过热管的各个安装位置下，分别逐步调整除霜探头的位置，测试所述除霜探头在各个位置下所述热泵机组的熔霜时间；

步骤S40)还包括：

根据所述除霜探头在各个位置下的熔霜时间，确定所述除霜探头的适合位置。

2.根据权利要求1所述的空气源低温热泵机组熔霜的方法，其特征在于，在步骤S10)中，提取热泵机组的熔霜时间包括：

在实验室中记录热泵机组的熔霜时间，并提取所述热泵机组的熔霜时间。

3.根据权利要求2所述的空气源低温热泵机组熔霜的方法，其特征在于，在步骤S20)中，对实验室中记录的所述热泵机组的熔霜时间去除异常数据，计算平均融霜时间。

4.根据权利要求1所述的空气源低温热泵机组熔霜的方法，其特征在于，在步骤S30)中，所述过热管从所述热泵机组的蒸发器的底端逐步向上调整。

5.根据权利要求4所述的空气源低温热泵机组熔霜的方法，其特征在于，所述过热管向上调整的步长为1cm。

6.根据权利要求5所述的空气源低温热泵机组熔霜的方法，其特征在于，所述过热管的适合安装位置为距离所述蒸发器的底端5cm处。

7.根据权利要求1所述的空气源低温热泵机组熔霜的方法，其特征在于，所述空气源低温热泵机组熔霜的方法还包括：

S50)在所述过热管的适合安装位置下，逐步调整除霜探头的位置，测试所述除霜探头在各个位置下所述热泵机组的熔霜时间。

8.根据权利要求7所述的空气源低温热泵机组熔霜的方法，其特征在于，步骤S50)还包括：

根据所述除霜探头在各个位置下的熔霜时间，确定所述除霜探头的适合位置。

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