CN221301454U - 一种空调 - Google Patents

Abstract

本申请涉及智能家电技术领域，公开一种空调，包括：通过冷媒管路依次连接的压缩机、室内换热器和室外换热器；和，纳米膜加热管，设于冷媒管路并连通在室内换热器与室外换热器之间。在除霜时，纳米膜加热管开启，对即将进入换热器内的低温冷媒进行加热，输出高温冷媒进入换热器，从而对换热器进行除霜。利用纳米加热技术能够实现快速加热，有助于提高加热效率，缩短化霜时间。

Description

一种空调

技术领域

本申请涉及智能家电技术领域，例如涉及一种空调。

背景技术

目前，在空调制热时，空调的室外换热器会出现结霜现象，存在对室外换热器进行除霜的需求。

为了解决对室外换热器进行除霜的问题，相关技术公开了一种空调除霜装置及方法，包括：在室外机安装电热丝，电热丝设置于室外换热器翅片及底盘等融霜水流经区域。在需要除霜时，对电热丝通电加热，从而对室外换热器加热除霜。

在实现本公开实施例的过程中，发现相关技术中至少存在如下问题：

相关技术虽然解决了对室外换热器进行除霜的需求，但是电热丝加热效率低，化霜时间长。

需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本申请的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

实用新型内容

为了对披露的实施例的一些方面有基本的理解，下面给出了简单的概括。所述概括不是泛泛评述，也不是要确定关键/重要组成元素或描绘这些实施例的保护范围，而是作为后面的详细说明的序言。

本公开实施例提供了一种空调，以提高加热效率，缩短化霜时间。

一种空调，包括：通过冷媒管路依次连接的压缩机、室内换热器和室外换热器；纳米膜加热管，设于冷媒管路并连通在室内换热器与室外换热器之间。

可选地，还包括：节流阀，设于冷媒管路并连通在室内换热器与纳米膜加热管之间。

可选地，所述纳米膜加热管，包括：绝缘管；纳米膜，设置于绝缘管外表面。

可选地，所述纳米膜加热管还包括：第一电极，设置于纳米膜的一端；第二电极，设置于纳米膜的另一端，其中，第一电机和第二电极用于对纳米膜通电。

可选地，纳米膜呈沿绝缘管的周向延伸的环形。

可选地，所述绝缘管包括：管主体，纳米膜设置于管主体的外表面；连接部，与管主体相连接，用于管主体与冷媒管路相连接。

可选地，所述绝缘管的内壁设有凹槽或凸起。

可选地，凹槽的形状为内螺纹，内螺纹的轴线与绝缘管的轴线重合；或者，凸起的形状为内螺纹，内螺纹的轴线与绝缘管的轴线重合。

可选地，所述纳米膜外表面设有保温层。

可选地，所述保温层的制作材料包括纳米气凝胶毡。

本公开实施例提供的一种室外换热器及空调，可以实现以下技术效果：

在除霜时，纳米膜加热管开启，对即将进入室外换热器内的低温冷媒进行加热，输出高温冷媒进入室外换热器，从而对室外换热器进行除霜。纳米膜加热管利用纳米加热技术能够实现快速加热，有助于提高加热效率，缩短化霜时间。

以上的总体描述和下文中的描述仅是示例性和解释性的，不用于限制本申请。

附图说明

一个或多个实施例通过与之对应的附图进行示例性说明，这些示例性说明和附图并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件示为类似的元件，附图不构成比例限制，并且其中：

图1是本公开实施例提供的一个空调制冷系统结构示意图；

图2是本公开实施例提供的纳米膜加热管的整体结构的示意图；

图3是本公开实施例提供的纳米膜加热管的剖视结构示意图；

图4是本公开实施例提供的一个空调的控制方法的流程图。

附图标记：1、压缩机；2、室内换热器；3、室外换热器；4、纳米膜加热管；5、节流阀；6、绝缘管；7、纳米膜；8、第一电极；9、第二电极；10、管主体；11、连接部；12、内螺纹；13、保温层。

具体实施方式

为了能够更加详尽地了解本公开实施例的特点与技术内容，下面结合附图对本公开实施例的实现进行详细阐述，所附附图仅供参考说明之用，并非用来限定本公开实施例。在以下的技术描述中，为方便解释起见，通过多个细节以提供对所披露实施例的充分理解。然而，在没有这些细节的情况下，一个或多个实施例仍然可以实施。在其它情况下，为简化附图，熟知的结构和装置可以简化展示。

本公开实施例的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本公开实施例的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。

本公开实施例中，术语“上”、“下”、“内”、“中”、“外”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系。这些术语主要是为了更好地描述本公开实施例及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本公开实施例中的具体含义。

另外，术语“设置”、“连接”、“固定”应做广义理解。例如，“连接”可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本公开实施例中的具体含义。

除非另有说明，术语“多个”表示两个或两个以上。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开实施例中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

通常情况下，空调的工作原理为：

制冷时，空调在工作过程中，压缩机会将气态的制冷剂压缩成为高温高压的气体，之后将其输送到冷凝器中；高温高压的制冷剂经过冷凝器的冷凝将热量散发，成为低温高压的制冷剂液体，这时制冷剂散发出的热量，会通过风扇经由室外机排出；变成液体的制冷剂通过管道进入到空调的毛细血管，通过毛细血管的节流，再被输送到空调蒸发器。空调蒸发器空间较大，制冷剂在通过了狭窄的毛细血管进入蒸发器，会迅速的进行吸热，这时室内的温度就会逐渐降低，等到制冷剂再次变为等温等压的气体时，就会又进入到压缩机中，循环进行工作。

空调在进行制热时，由压缩机将制冷剂压缩成为高温高压的气体，之后将其输送到冷凝器中。这时，利用四通阀改变散热方向。在冷凝器中制冷剂经过冷凝散热，这时散发出的热量不会被室外机排出，而是经过风扇转动通过风管被送到室内，实现对室内温度的升温；冷凝器散热完成之后，制冷剂通过管道被送入空调的毛细血管中，进行节流减压，然后被输送到空调蒸发器；冷凝剂在蒸发器中蒸发吸热，这时它所吸收的热量为室外的热量。

如图1所示，本公开实施例提供一种空调，包括：纳米膜加热管4和通过冷媒管路依次连接的压缩机1、室内换热器2和室外换热器3，其中，图1中箭头方向示意制热模式下冷媒的流向。

通常情况下，当室外温度低于5℃时，室外换热器的蒸发温度就会在0℃以下，空气中的水份就会在室外换热器表面结霜，从而导致室外换热器换热能力下降，制热效果降低。

由于空调室外机在室外温度低时极易出现室外换热器结霜现象，结霜会导致室外换热器传热热阻增大、空气流量减少、换热能力降低等问题，因此室外换热器表面结霜到一定程度时需要转换为除霜模式。传统空调化霜方式为制冷逆循环，从室内吸热，导致室内温度不稳定、用户热舒适性降低，并且存在四通阀换向噪音。因此，亟需能够实现低成本制热不停歇化霜的技术。

现有的制热不停机除霜技术大致可分为热气旁通除霜、采用电加热等辅助装置除霜以及利用蓄热装置除霜法三种类型。

热气旁通除霜是采用排气分流装置将部分压缩机排出的高温高压的气体通过旁通回路，直接引入室外换热器来除霜的。其需要增加旁通回路，结构复杂，可靠性下降。同时由于排气分流将一部分高温高压气体用于除霜，制热循环中的制冷剂减少，出风温度降低，制热量下降，用户舒适性仍然不理想。

热气旁通除霜的热量来源主要是压缩机做功。如果除霜时开启室内风机，将会有一部分热量散到室内去，这样必然会延长除霜时间。一般情况下，这种除霜方式需要8～15min。如果要想提高除霜速度，必须要加大压缩机功率输出。通常的做法就是在除霜时提升压缩机频率。但是这种做法受到两个方面的限制：一个是综合考虑到各种因素的压缩机本身设计的允许最高功率，另一个是压缩机噪声问题。过高的频率会导致空调器在除霜时噪声超标。且，室外机在除霜过程中，室外换热器内的冷媒经过放热，在出口处已经变成了温度极低的冷媒，这种状态的冷媒直接流入压缩机将极易导致压缩机发生液压缩。

采用电加热等辅助装置除霜时，一般在室外机安装适当功率的电热丝，电热丝直接附在室外换热器翅片及底盘等融霜水流经区域，对电热丝加热从而对室外换热器翅片以及底盘加热，达到除霜效果。但这种除霜方法存在电气安全性差、及系统效率低的问题。在使用过程中，部分来自电加热和除霜的热量会消散到大气中，增加了能耗问题。而且考虑到电热丝使用寿命有限，会造成一定的安全隐患。

相关技术中也有采用蓄热装置除霜法。蓄热装置除霜法利用蓄热装置在制热循环中积蓄热量，在除霜模式下放热，从而维持室内侧温度。利用蓄热装置除霜法除霜时，存在以下缺点：

在一个化霜周期需启停压缩机2次，启动能耗高，对电网有较大的冲击，启停频繁大大缩减压缩机的寿命；一个化霜周期四通阀换向2次，易磨损内部的滑块，造成四通阀换向故障率升高，缩减四通阀的寿命，需要经常更换四通阀，造成时间上的浪费；四通阀换向和压缩机的启停需要花费约4分钟，整个除霜过程需要花费约12分钟，恶劣环境下需要花费更长时间，因此蓄热装置除霜时间长，效果差；化霜时室内不制热，化霜结束后还需放一段时间冷风才能正常制热，严重影响室内舒适性；化霜只依靠压缩机排气进行热气冲霜，能量来源于压缩机做功，用于除霜的能量最高只能达到压缩机的最高运行功率，恶劣环境下造成化霜时间长或化霜不干净；压缩机运行时壁面与外界环境进行热交换，散发热量，造成排气温度有所下降，浪费能源。

目前，常用的除霜方案是在空气源热泵系统的膨胀阀和冷凝器之间增设电加热器辅助制热。但辅助制热的开启会增大能耗，不同工况下COP会降低，致使耗电量增大，需制定相应的策略以实现在舒适和节能之间寻求平衡。

可选地，如图1所示，纳米膜加热管4设于冷媒管路并连通在室内换热器2与室外换热器3之间。

在除霜时，纳米膜加热管4开启，对即将进入室外换热器3内的低温冷媒进行加热，输出高温冷媒进入室外换热器3，从而对室外换热器3进行除霜。利用纳米加热技术能够实现快速加热，有助于提高加热效率，缩短化霜时间。

纳米膜是由多种材料均匀搭积成的矩阵或结晶结构，发热面温度均匀平衡，膜结构稳定。

纳米膜加热技术是基于纳米材料的技术，使用的是微小的纳米粒子，可以有效地转换电能和热能，以达到高效传热和高精度加热的效果。

可选地，纳米膜加热可以实现快速、低功耗的加热，并能够对广泛的温度范围进行调节。

在实际使用中，可以在室外换热器翅片或底盘处设有温度传感器，系统根据温度传感器反馈的温度控制纳米膜加热管动态加热，从而根据温度需求实现自动温度调节。

纳米膜的特殊材料结构具有良好的耐热性和耐腐蚀性，且可以有效承受热负荷，可以长期正常使用。

纳米膜的功率密度高，加热效率高，产生同等量的热量仅需厚膜或电阻丝的0.1-0.5的体积便能实现，体积小，不占用空间。

在利用纳米膜进行加热时，纳米膜的加热功率密度是电热阻丝的17倍左右，最高可达170W/cm²，在1-2秒内便可达到稳定工作状态，在很大程度上，节约了能源。

因此，将纳米膜技术应用于空调外机除霜，在实现高效率制热的同时，降低能耗，且不影响室内的制热量，提高室内舒适度。

纳米膜加热技术大大提高了加热效率，更加稳定可靠、安全可靠。它能够有效地加热介质并保持温度，降低耗能，加快加热速度，节省能源消耗。

安装纳米膜加热管时，可竖直将纳米膜加热管接入冷媒管路，使得冷媒自下而上流经纳米膜加热管，提高热利用率。

可以理解的是，纳米膜加热管也可以垂直、倾斜等状态安装至冷媒管路中。

可选地，如图1所示，空调还包括节流阀5。节流阀5设于冷媒管路并连通在室内换热器2与纳米膜加热管4之间。

利用节流阀5控制冷媒的流量和压力，从而实现空调系统的正常运行。

将纳米膜加热管4设置在节流阀5和室外换热器3之间，经节流阀5节流后的冷媒流入纳米膜加热管4，使得纳米膜加热管4不影响冷媒的正常运行。

可选地，如图2和图3所示，纳米膜加热管4包括绝缘管6和纳米膜7，纳米膜7设置于绝缘管6外表面。

在实际制造中，绝缘管6可以由无机材料制作而成，绝缘管6的横截面可以为圆形。在将纳米膜加热管4接入冷媒管路后，冷媒在绝缘管6限定出的通道内流动。

将纳米膜7设置于绝缘管6外表面，在对纳米膜7通电后，纳米膜7加热绝缘管6，绝缘管6与流经绝缘管6的冷媒进行换热，从而使得冷媒加热并对室外换热器3进行化霜。

纳米膜加热管4本身构造简单，制作简便，将纳米膜加热管4应用至空调化霜中，既提高加热效率，又有助于降低成本。

可选地，如图2和图3所示，纳米膜加热管4还包括第一电极8和第二电极9。

第一电极8设置于纳米膜7的一端；第二电极9设置于纳米膜7的另一端。其中，第一电机和第二电极9用于对纳米膜7通电。

第一电极8和第二电极9均可采用常见的金属材料制成，例如银、铜、铁等；或者，采用金属合金、石墨等材料制成。

利用第一电极8和第二电极9对纳米膜7稳定供电，使得纳米膜7持续制热，使得空调在化霜的过程中，也不会影响对室内的供热，提高用户体验。

可选地，如图3所示，纳米膜7呈沿绝缘管6的周向延伸的环形。

纳米膜7覆盖至绝缘管6外表面，从而增大纳米膜7与绝缘管6之间的换热面积，使得绝缘管6能够跟随纳米膜7快速升温，从而对流经绝缘管6的冷媒进行换热加热，有助于提高换热效率。

可以理解，纳米膜7也可以不成沿绝缘管6的周向延伸的环形。

可选地，纳米膜7沿绝缘管6轴线的长度小于或等于绝缘管6的长度。

可选地，纳米膜7可以为整体的膜，也可以包括多个独立的膜。

可选地，如图2和图3所示，绝缘管6包括管主体10和连接部11。其中，纳米膜7设置于管主体10的外表面，管主体10限定出供冷媒流通的通道；连接部11与管主体10相连接，用于管主体10与冷媒管路相连接。

在本实施例中，管主体10和连接部11的横截面均以圆形为例且大小相同，连接部11设置于管主体10的两端，连接部11与管主体10同轴。

在安装纳米膜加热管4时，利用连接部11将纳米膜加热管4焊接在冷媒管路内，或其他固定方式固定在冷媒管路内。这样，能够防止在安装纳米膜加热管4时纳米膜7被损坏。

可选地，如图2和图3所示，绝缘管6的内壁设有凹槽或凸起。

凹槽或凸起增大冷媒与绝缘管6内壁之间的换热面积，从而提高换热效率，降低成本。

可选地，凹槽的形状为内螺纹12，内螺纹12的轴线与绝缘管6的轴线重合；或者，凸起的形状为内螺纹12，内螺纹12的轴线与绝缘管6的轴线重合。

通过内螺纹12增加绝缘管6内部供冷媒流通的管道的表面积，使得冷媒流经绝缘管6时用于热传递的表面积增大，从而有助于提高换热效率。

内螺纹12结构还可以改变冷媒在绝缘管6内的流动方式，增加冷媒的湍急程度，从而增加传热系数。

可选地，如图3所示，纳米膜7外表面设有保温层13。

在纳米膜7通电加热室，保温层13对纳米膜7进行保温，有助于防止热量散失，提高热利用率。

可选地，保温层13的制作材料包括纳米气凝胶毡。

纳米气凝胶毡导热系数低，有抗拉及抗压强度，既便于保温，又能够保护纳米膜7。

在实际应用中，在室外换热器3设有温度传感器。温度传感器的可以为一个，可以为多个，用于检测室外换热器3的温度，并将温度反馈至空调电控系统。

参照图4，本公开实施例还提供一种用于空调制热的控制方法。空调制热的过程中，首先判断是否需要进行化霜。此时，空调电控系统持续获取室外换热器3的温度，当检测到室外换热器3温度小于设置的第一温度阈值时，则表明室外换热器3表面凝霜，空调进入化霜模式。

在化霜模式时，对纳米膜加热管4通电，以加热流经纳米膜加热管4的冷媒，从而对室外换热器3进行化霜。

在化霜模式开启后，进行化霜结束判断。总的来说，运行第一设定时间后，当检测到室外换热器3温度大于等于第二温度阈值时，则除霜结束；否则，继续除霜第二设定时间，直至检测到室外换热器3温度大于等于第二温度阈值。

除霜期间纳米膜加热器开启，可以在四通阀不换向的情况下，同时实现供热和除霜，不会影响室内温度，提高用户体验。

纳米膜加热器可以实现瞬热，大大缩短化霜时间。加工简单，成本低。不需要增加回路结构，仅需焊接一段厚膜加热管；加热管内置螺纹，提高换热效率，降低成本。

以上描述和附图充分地示出了本公开的实施例，以使本领域的技术人员能够实践它们。其他实施例可以包括结构的以及其他的改变。实施例仅代表可能的变化。除非明确要求，否则单独的部件和功能是可选地，并且操作的顺序可以变化。一些实施例的部分和特征可以被包括在或替换其他实施例的部分和特征。本公开的实施例并不局限于上面已经描述并在附图中示出的结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (9)

1.一种空调，其特征在于，包括：

通过冷媒管路依次连接的压缩机、室内换热器和室外换热器；

纳米膜加热管，设于冷媒管路并连通在室内换热器与室外换热器之间，其中，纳米膜加热管包括绝缘管和纳米膜，纳米膜设置于绝缘管外表面。

2.根据权利要求1所述的空调，其特征在于，还包括：

节流阀，设于冷媒管路并连通在室内换热器与纳米膜加热管之间。

3.根据权利要求1所述的空调，其特征在于，所述纳米膜加热管还包括：

第一电极，设置于纳米膜的一端；

第二电极，设置于纳米膜的另一端，其中，第一电机和第二电极用于对纳米膜通电。

4.根据权利要求1所述的空调，其特征在于，纳米膜呈沿绝缘管的周向延伸的环形。

5.根据权利要求1所述的空调，其特征在于，所述绝缘管包括：

管主体，纳米膜设置于管主体的外表面；

连接部，与管主体相连接，用于管主体与冷媒管路相连接。

6.根据权利要求1所述的空调，其特征在于，所述绝缘管的内壁设有凹槽或凸起。

7.根据权利要求6所述的空调，其特征在于，凹槽的形状为内螺纹，内螺纹的轴线与绝缘管的轴线重合；或者，

凸起的形状为内螺纹，内螺纹的轴线与绝缘管的轴线重合。

8.根据权利要求1所述的空调，其特征在于，所述纳米膜外表面设有保温层。

9.根据权利要求8所述的空调，其特征在于，所述保温层的制作材料包括纳米气凝胶毡。