CN209857358U - 一种兼低温除霜与防高温的保护装置及空调器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种兼低温除霜与防高温的保护装置及空调器，涉及空调技术领域，包括接水盘、缓冲水箱、热管、冷却夹套、水箱、水泵与阀门；接水盘与缓冲水箱连通；热管的两端分别插入至缓冲水箱与室外冷凝器内部；冷却夹套套设在压缩机外侧，缓冲水箱与冷却夹套连通，冷却夹套设有出水管；冷却夹套、水泵与水箱与缓冲水箱连通形成循环通路；阀门包括第一阀门、第二阀门与第三阀门。本实用新型所述的兼低温除霜与防高温的保护装置及空调器，能够防止空调夏季制冷高温停机；同时利用压缩机散热加热循环水，对压缩机的降温的同时加热室外冷凝器，能够使空调冬季制热运行不结霜。

Description

一种兼低温除霜与防高温的保护装置及空调器

技术领域

本实用新型涉及空调技术领域，具体而言，涉及一种兼低温除霜与防高温的保护装置及空调器。

背景技术

随着空调技术的发展，人们在冬季较多地选择采用热泵型空调器制热来供热，是一种节能的供热方式。但是风冷热泵在室外环境温度低于5℃左右的工况下运行时，蒸发器表面温度很可能低于0℃，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。目前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在于除霜期间完全暂停向室内供热，并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。

在夏季采用热泵型空调器制冷，且外界温度较高时，空调周围温度可能高于55℃，致使空调冷凝器散热能力下降，空调制冷效果大幅度降低，甚至造成高温停机，无法使用。

由此可见，需要一种能够消除空调在低温和高温状态下不利状态的保护装置，为使空调在夏季高温天气下获得良好的使用效果，需要一种在高温条件下为空调降温，在低温条件下除霜的解决方案。

实用新型内容

本实用新型解决的是空调器在低温状态下制热时易结霜，在高温状态下制冷时机器温度过高，导致空调制冷或制热效果变差，停机甚至损坏的问题。

为解决上述问题，本实用新型提供一种兼低温除霜与防高温的保护装置，包括接水盘、缓冲水箱、热管、冷却夹套、水箱、水泵与阀门；

所述接水盘设置在室内蒸发器的下方，所述接水盘与所述缓冲水箱连通；

所述热管的一端插入至所述缓冲水箱中，所述热管的另一端插入至室外冷凝器内部；

所述冷却夹套套设在压缩机外侧，所述缓冲水箱与所述冷却夹套连通，所述冷却夹套设有出水管；

所述冷却夹套、所述水泵与所述水箱依次连通，所述水箱与所述缓冲水箱连通形成循环通路；

所述阀门包括第一阀门、第二阀门与第三阀门，所述第一阀门设置在所述接水盘与所述缓冲水箱之间，所述第二阀门设置在所述出水管处，所述第三阀门设置在所述水泵与所述冷却夹套或所述水箱之间。

冬季运行制热时，启动压缩机产生的热量，通过水做为媒介对室外冷凝器进行加温，可使室外机在低温环境下不结霜；夏季运行制冷时，利用室内排出的凝结水实现对室外机的降温处理。

可选地，所述接水盘与所述缓冲水箱的第一连接管路上设有第一三通，所述第一三通的三个端口分别连通所述接水盘、所述缓冲水箱与所述水箱，简化了结构，提高了管路的利用率。

可选地，所述第一阀门设置在所述接水盘与所述第一三通之间，第一阀门关闭时，接水盘内的水不会流淌至缓冲水箱与水箱中。

可选地，所述阀门还包括第四阀门，所述第四阀门设置在所述水箱与所述第一三通之间，第四阀门关闭，能够防止接水盘中的凝结水流淌至水箱内，也能够防止水箱中的水由于某些不可控因素而倒灌至接水盘，防止接水盘中的水过多而发生倾洒。

可选地，所述水泵与所述冷却夹套的第二连接管路上设有第二三通，所述第二三通的三个端口分别连接所述水泵、所述冷却夹套与所述出水管，简化了结构，提高了管路的利用率

可选地，所述第三阀门设置在所述水泵与所述冷却夹套之间时，所述第三阀门设置在所述水泵与所述第二三通之间，对水箱与出水管及冷却夹套之间管路的开闭进行控制。

可选地，所述接水盘的水平高度高于所述缓冲水箱的水平高度，确保接水盘内的冷凝水能够在重力作用下进入到缓冲水箱中。

可选地，所述热管插入所述室外冷凝器的一端依次穿过翅片，确保热管与翅片充分连接，提高热管对室外冷凝器热传递的传递效率。

可选地，所述热管插入所述缓冲水箱的一端设置有导热片，增大热管的换热效率。

可选地，所述冷却夹套外侧套设有保温棉，防止冷却夹套内的水与环境进行热交换，提高了冷却夹套与压缩机的能量交换。

本实用新型的另一目的在于提供一种空调器，上述所述的保护装置搭载在所述空调器内，或设置在所述空调器外侧，所述空调器具有更加稳定的工作状态，能够在低温条件下制热，高温条件下制冷。

附图说明

图1为本实用新型实施例所述的保护装置示意图；

图2为本实用新型实施例所述的热管示意图；

图3为本实用新型实施例所述的冷却夹套示意图；

图4为本实用新型实施例所述的保护装置在空调制冷时的工作示意图；

图5为本实用新型实施例所述的保护装置在空调制热时的工作示意图。

附图标记说明：

1-接水盘，2-缓冲水箱，3-热管，31-导热片，4-冷却夹套，41-出水管，42-套管，43-第一通孔，44-第二通孔，5-水箱，6-水泵，7-阀门，71-第一阀门，72-第二阀门，73-第三阀门，74-第四阀门，8-第一连接管路，81-第一三通，9-第二连接管路，91-第二三通。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施例做详细的说明。

在本实用新型的描述中，应当说明的是，实施例中所提到的术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，并不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。

随着人们生活水平的提高，以及空调技术的发展，人们在冬季越多的使用空调器进行制热，其中热泵型空调器制热是一种节能的供热方式，通过四通换向阀的改变，实现空调器蒸发器和冷凝器功能的互换，把室内机制冷的功能改变为制热的功能。

但是，在热泵型空调器制热时，尤其是室外环境温度较低的条件下，蒸发器表面的温度极大可能会降到零度以下，导致换热器发生结霜现象，减小翅片的空气通道，增加换热器的热阻，导致换热器性能急剧恶化，需要进行除霜。目前而言，常用的除霜方法是采用四通阀换向反循环，也就是高温冷媒反向进入到结霜的换热器，通过高温除霜，但是由于四通阀换向，该除霜过程需要完全暂停向室内供热，并且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，该除霜方法频繁开机停机，压力的大幅度波动也会对压缩机等设备造成较大地冲击，减少使用寿命。

在热泵型空调器制冷时，尤其是室外环境温度较高时，空调冷凝器的散热功能大幅度下降，空调制冷的效果不足，甚至造成压缩机温度过高，空调停机以及损坏，所以，需要对空调进行散热处理。

本实用新型针对上述问题，提供了一种兼低温除霜与防高温的保护装置，结合图1所示，包括接水盘1、缓冲水箱2、热管3、冷却夹套4、水箱5、水泵6与阀门7。

接水盘1设置在室内蒸发器的下方，接水盘1可设置在室内机内部，也可做为辅助装置设置在室内机外部，但是接水盘1需设置在室内蒸发器下方，室内蒸发器产生的凝结水可在重力作用下滴落到室内蒸发器中，具体地，所述接水盘1与所述缓冲水箱2连通，接水盘1中的凝结水可流淌至缓冲水箱2中。

较好地，在安装接水盘1与缓冲水箱2时，接水盘1的高度要高于缓冲水箱2的高度，接水盘1至缓冲水箱2的连接管道也逐渐降低，确保接水盘1中的凝结水能够在重力作用下流入缓冲水箱2中。

热管3是一种高导热性能的传热元件，其传热效率高、结构紧凑、流体阻损小，通过在全封闭真空管壳内工质的蒸发与凝结来传递热量，具有极高的导热性、良好的等温性、冷热两侧的传热面积可任意改变、可远距离传热、可控制温度等一系列优点，本实用新型采用热管3做为热量的传递元件，结合图2所示，热管3是一种水平放置的有芯热管，其内部充注制冷剂，并依靠内部毛细力作为循环动力，任意一端受热可作为蒸发端，而另一端向外散热就成为冷凝端；相反任意一端作为冷凝端，而另一端就是蒸发端，进而实现同时制热和制冷的装置。

热管3的一端插入至所述缓冲水箱2中，并与缓冲水箱2中流经的水接触，热管3的另一端插入至室外冷凝器内部，较好地，诸如空调换热管与翅片相结合的结构，热管3插入室外冷凝器的一端依次穿过翅片，确保热管3与翅片充分连接，提高热管3对室外冷凝器热传递的传递效率。

较好地，热管3插入至缓冲水箱2中的一端设置有导热片31，导热片31可以为铜质、铝制或其他导热性能好的金属制成，导热片31有多个，多个导热片31间隔排列在热管3插入缓冲水箱2的一端，增大热管3的换热效率。

冷却夹套4套设在压缩机外侧，所述缓冲水箱2与所述冷却夹套4连通，缓冲水箱2中的水可流至冷却夹套4内，冷却夹套4中的水也可流至缓冲水箱2中。

所述冷却夹套4设有出水管41，冷却夹套4中的水可通过出水管41排出；较好地，冷却夹套4的外侧套设有保温棉，能够对冷却夹套4内的水进行保温，防止冷却夹套4内的水与环境进行热交换，提高了冷却夹套4与压缩机的能量交换。

具体地，结合图3与图4所示，冷却夹套4包括套管42、第一通孔43与第二通孔44，套管42为中空结构，套管42即一个包裹在压缩机表面，内部可通水的圆筒形外壳，水在内部通道流动，带走压缩机表面产热，以及压缩机表面产热传递给套管内的水，可对水进行加热处理；第一通孔43与第二通孔44均与套管42的内腔连通，具体地，第一通孔43高于第二通孔44的高度，第一通孔43位于套管42侧壁靠近顶部位置处，第二通孔44位于套管42侧壁靠近底部位置处，第一通孔43与水泵6连通，第二通孔44与缓冲水箱2连通，可选地，第一通孔43可以与缓冲水箱2连通，第二通孔44可以与水泵6连通。

缓冲水箱2、冷却夹套4、水泵6与水箱5依次连通，水箱5另起管道与缓冲水箱2连通，形成循环通路；

具体地，阀门7包括第一阀门71、第二阀门72与第三阀门73，第一阀门71设置在所述接水盘1与所述缓冲水箱2之间，第一阀门71打开，接水盘1内的凝结水流至缓冲水箱2中，当第一阀门71关闭时，接水盘1与缓冲水箱2断开连通状态；第二阀门72设置在出水管41处，第二阀门72打开时，缓冲水箱2中的水可通过出水管41排出，第二阀门72关闭则关闭出水管41；第三阀门73设置在水泵6与冷却夹套4或水箱5之间，第三阀门73开启时，水泵6可将水箱5内的水打水至冷却夹套4内，第三阀门73关闭则阻断水泵6与水箱5的连通。

较好地，结合图1所示，接水盘1与缓冲水箱2通过第一连接管路8进行连接，第一连接管路8上设有第一三通81，第一三通81的三个端口分别连通接水盘1、缓冲水箱2与水箱5，此时，水箱5和接水盘1两个装置共用一条管道与缓冲水箱2连通，简化了结构，提高了管路的利用率。

具体地，结合图1所示，第一阀门71设置在接水盘1与第一三通81之间，第一阀门71关闭时，接水盘1内的水不会流淌至缓冲水箱2与水箱5中。

具体地，结合图1所示，阀门7还包括第四阀门74，第四阀门74设置在水箱5与第一三通81之间，在第一阀门71打开时，第四阀门74关闭，能够防止接水盘1中的凝结水流淌至水箱5内，也能够防止水箱5中的水由于某些不可控因素而倒灌至接水盘1，防止接水盘1中的水过多而发生倾洒。

可选地，水泵6与冷却夹套4之间通过第二连接管路9进行连接，第二连接管路9上设置有第二三通91，第二三通91的三个端口分别连通冷却夹套4、水泵6与出水管41，出水管41通过三通接在第二连接管路9上，提高了管路的利用率，简化了管道结构；该种结构下，第三阀门73设置在水泵6与冷却夹套4之间时，第三阀门73较好地设置在水泵6与第二三通91之间，对水箱5与出水管41及冷却夹套4之间管路的开闭进行控制。

具体地，上述所述的保护装置可搭载在空调器内部，也可做为辅助装置设置在空调器的外侧，对空调器在高温制冷和低温制热进行保护，冬季运行制热时，启动压缩机产生的热量，通过水做为媒介对室外冷凝器进行加温，可使室外机在低温环境下不结霜；夏季运行制冷时，利用室内排出的凝结水实现对室外机的降温处理。

结合图4所示，所述保护装置在空调器制冷时的工作原理为：空调器在夏季运行制冷时，压缩机运行，室外冷凝器放热，室内蒸发器吸热制冷；随着压缩机的不断运行，室内蒸发器表面产生凝结水，接水盘1收集所述凝结水；此时第一阀门71与第二阀门72开启，第三阀门73与第四阀门74关闭，产生的凝结水凭借重力作用，通过第一阀门71与第二阀门72进入缓冲水箱2，在缓冲水箱2内与热管3进行换热，将冷量传至热管3插入室外冷凝器的一端，从而实现对冷凝器的降温，换热后的凝结水从缓冲水箱2出来后进入冷却夹套4，继续给压缩机降温，在高温环境下，压缩机表面温度很高，对压缩机进行降温，可延长压缩机的使用寿命，并实现空调器的稳定运行；最后通过第二阀门72排出，整个过程通过凝结水、热管3、冷却夹套4实现对室外冷凝器和压缩机的双重降温功能，有利于高温环境下，空调器的稳定运行，能够很好的防止夏季空调器散热不良与高温停机的问题。

结合图5所示，所述保护装置在空调器制热时的工作原理为：空调器在冬季运行制热时，压缩机运行，室内蒸发器放热，室外冷凝器吸热，随着空调器的不断运行，室外冷凝器表面温度越来越低，压缩机表面温度越来越高，此时第一阀门71与第二阀门72关闭，第三阀门73、第四阀门74与水泵6开启；在水泵6的作用下，水箱5中的水通过第三阀门73进入冷却夹套4，通过压缩机表面散发的热量，将冷却夹套4中的水进行加热，同时能够降低压缩机的温度；加热之后的水进入缓冲水箱2并与热管3进行换热，并将热量传至室外冷凝器，实现对室外冷凝器的加热，从缓冲水箱2出来后的水通过第四阀门74进入水箱5，以此循环；从而可以实现室外冷凝器表面温度大于0℃，空调器制热运行不结霜，并且在寒冷环境下，冷凝器表面温度有所提高，能够有利于空调的制热，较好的提高冬季空调的使用舒适性。

综上，本实用新型提供了一种兼低温除霜与防高温的保护方法：在空调制冷模式运行时，收集室内蒸发器产生的凝结水并对室外冷凝器和/或压缩机进行冷却；在空调制热模式运行时，将外置循环水先导流至压缩机处进行加热，同时对压缩机进行降温，再将加热后的循环水导流至室外冷凝器进行热传递，热传递后再循环至压缩机中加热，以此循环。本方法实现了对室外机的降温处理，能够防止空调夏季制冷高温停机；同时利用压缩机散热加热循环水，对压缩机的降温的同时加热室外冷凝器，能够使空调冬季制热运行不结霜，并且在温度降低的环境下保持良好的制热效果。

虽然本实用新型披露如上，但本实用新型并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本实用新型的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (11)

1.一种兼低温除霜与防高温的保护装置，其特征在于，包括接水盘(1)、缓冲水箱(2)、热管(3)、冷却夹套(4)、水箱(5)、水泵(6)与阀门(7)；

所述接水盘(1)设置在室内蒸发器的下方，所述接水盘(1)与所述缓冲水箱(2)连通；

所述热管(3)的一端插入至所述缓冲水箱(2)中，所述热管(3)的另一端插入至室外冷凝器内部；

所述冷却夹套(4)套设在压缩机外侧，所述缓冲水箱(2)与所述冷却夹套(4)连通，所述冷却夹套(4)设有出水管(41)；

所述冷却夹套(4)、所述水泵(6)与所述水箱(5)依次连通，所述水箱(5)与所述缓冲水箱(2)连通形成循环通路；

所述阀门(7)包括第一阀门(71)、第二阀门(72)与第三阀门(73)，所述第一阀门(71)设置在所述接水盘(1)与所述缓冲水箱(2)之间，所述第二阀门(72)设置在所述出水管(41)处，所述第三阀门(73)设置在所述水泵(6)与所述冷却夹套(4)或所述水箱(5)之间。

2.根据权利要求1所述的兼低温除霜与防高温的保护装置，其特征在于，所述接水盘(1)与所述缓冲水箱(2)的第一连接管路(8)上设有第一三通(81)，所述第一三通(81)的三个端口分别连通所述接水盘(1)、所述缓冲水箱(2)与所述水箱(5)。

3.根据权利要求2所述的兼低温除霜与防高温的保护装置，其特征在于，所述第一阀门(71)设置在所述接水盘(1)与所述第一三通(81)之间。

4.根据权利要求2所述的兼低温除霜与防高温的保护装置，其特征在于，所述阀门(7)还包括第四阀门(74)，所述第四阀门(74)设置在所述水箱(5)与所述第一三通(81)之间。

5.根据权利要求1所述的兼低温除霜与防高温的保护装置，其特征在于，所述水泵(6)与所述冷却夹套(4)的第二连接管路(9)上设有第二三通(91)，所述第二三通(91)的三个端口分别连接所述水泵(6)、所述冷却夹套(4)与所述出水管(41)。

6.根据权利要求5所述的兼低温除霜与防高温的保护装置，其特征在于，所述第三阀门(73)设置在所述水泵(6)与所述冷却夹套(4)之间时，所述第三阀门(73)设置在所述水泵(6)与所述第二三通(91)之间。

7.根据权利要求1所述的兼低温除霜与防高温的保护装置，其特征在于，所述接水盘(1)的水平高度高于所述缓冲水箱(2)的水平高度。

8.根据权利要求1所述的兼低温除霜与防高温的保护装置，其特征在于，所述热管(3)插入所述室外冷凝器的一端依次穿过翅片。

9.根据权利要求1所述的兼低温除霜与防高温的保护装置，其特征在于，所述热管(3)插入所述缓冲水箱(2)的一端设置有导热片(31)。

10.根据权利要求1所述的兼低温除霜与防高温的保护装置，其特征在于，所述冷却夹套(4)外侧套设有保温棉。

11.一种空调器，其特征在于，权利要求1-10任一所述的保护装置搭载在所述空调器内，或设置在所述空调器外侧。