CN2615600Y

CN2615600Y - 一种过冷抑冰的风侧换热装置

Info

Publication number: CN2615600Y
Application number: CN 03236248
Authority: CN
Inventors: 孔维利; 刘建丽
Original assignee: Tsinghua Tongfang Artificial Environment Co Ltd
Current assignee: Wuxi Tongfang Artificial Environment Co Ltd; Tsinghua Tongfang Artificial Environment Co Ltd
Priority date: 2003-01-17
Filing date: 2003-01-17
Publication date: 2004-05-12
Anticipated expiration: 2013-01-17

Abstract

本实用新型公开了一种过冷抑冰的风侧换热装置，其包括常规换热器和过冷换热器，即对风侧换热器中的换热管作了分成两组集束，构成两个独立的流道的改进，该两个换热器通过管路与制热用单向阀、制冷用单向阀以及制热膨胀阀和制冷膨胀阀连通构成风侧换热装置，本装置可以使下部靠近集水盘的过冷换热器中始终流过高温介质，有效地防止冬季除霜后化霜水在集水盘冰冻积累的问题，避免其对集水盘和换热器铜管的损坏。本实用新型结构简单，实现起来方便有效，同时，使热泵系统能够稳定运行，获得较好的性能。热泵在夏季使用时，由于一部分高温高压介质流经风换热器的下部，该部分起到过冷器的作用，从而可以增加蒸发器的制冷量，增进系统的能效比。

Description

一种过冷抑冰的风侧换热装置

技术领域

本实用新型涉及空气源热泵机组，尤其是一种过冷抑冰的风侧换热装置。

背景技术

目前，空气源热泵机组在冬季低温环境下除霜过程中存在一些比较严重的问题：随着除霜过程的运行，会有大量的化霜水沿着换热器的翅片流下。因为除霜进行的时间是有限的，在这些化霜水还没有完全从集水盘流出的时候，除霜结束的条件就会满足而导致除霜过程结束，随着风侧换热器转变为蒸发器，就使一部分化霜水迅速在集水盘上结成冰，随着多次除霜过程的进行，化霜水所结的冰就会越聚越多，而多次结冰的过程会严重损坏翅片中的铜管以及集水盘。

发明内容

本实用新型的目的在于改进现有技术中的不足，提供一种可以防止冬季除霜后化霜水在集水盘中冰冻的积累，从而避免对集水盘和换热器铜管损坏的过冷抑冰的风侧换热装置。

本实用新型的目的是这样实现的：

一种过冷抑冰的风侧换热装置，其包括风侧换热器，所述风侧换热器由设于上方的常规换热器和设于下方的过冷换热器组成，其中常规换热器中的若干换热管的两端设有进出口集束集管器；在下方的所述过冷换热器中的换热管进出管的两端设有另外的集束集管器。

该常规换热器和过冷换热器与管路连接构成制热循环路径和制冷循环路径中的一部分。

在制热循环路径中的一部分是：其中过冷换热器后面连接储液罐及膨胀阀，然后再连接常规换热器，常规换热器再与制热循环管路中的其它部分连接，即与四通阀连接，继而连接气液分离器至压缩机的吸气端，压缩机的排气端连接四通阀后面连接水侧换热器，再连接本风侧换热装置的制热循环路径；

在制冷循环路径中的一部分是：其中常规换热器后面连接过冷换热器，再后面连接储液罐和膨胀阀，接其后面是制冷循环管路中的其它部分，即连接管路与水侧换热器连通，水侧换热器在连接四通阀，继而连接气液分离器制压缩机的吸气端，该压缩机的排气端与本风侧换热装置的制冷循环路径连接。

由此，在制热循环中，在过冷换热器中总是流过的是未经节流减压的制冷剂，其温度较高，其处于风侧换热器的下方靠近集水盘，因此，可以及时对常规换热器上结霜在除霜过程中的化霜水加热使之蒸发，对集水盘中的积存化霜水也能够将其蒸发掉。而在制冷循环中，过冷换热器又等于在常规换热器的基础上增加了一个辅助的冷凝器，扩大的冷凝器的换热面积，有利于制冷循环。

具体地风侧换热装置的管路设置情况可以是：包括制热单向阀和制冷单向阀，所述制冷单向阀的进口与所述常规换热器的一个集束集管器连通，制热单向阀与制冷单向阀导通方向相反地设于同一管路上，且制热单向阀远离该常规换热器设置，在两个所述单向阀之间的管路上设一支路与所述过冷换热器的一个集束集管器相连通，在所述常规换热器与和其邻近的制冷单向阀之间的管路上设一支路。

在本风侧换热装置中还包括储液罐和膨胀阀时，上述管路中的所述过冷换热器的另一个集束集管器上连接管路连接一储液罐的进口，该储液罐的出口处连接两个支管路，分别连接制热膨胀阀的进口和制冷膨胀阀的进口，所述制热膨胀阀的出口连接在所述常规换热器与和其邻近的单向阀之间的管路上设的所述支路。

所述制热单向阀的进口和所述制冷膨胀阀的出口设与水侧换热器连通的管路；所述常规换热器的另一个集束集管器上设与通过四通阀及压缩机连通的管路。

在冬季时，现有技术中的风侧换热器当作蒸发器，由水侧换热器排出的温度较高的制冷剂通常是先经过储液罐到膨胀阀减压，然后到风侧换热器上蒸发、吸热、气化，再通过四通阀回到压缩机，这样风侧换热器结霜，而系统除霜的化霜水极易积存在集水盘上并结冰覆盖换热管，而使用了本实用新型提供的过冷抑冰的风侧换热装置后，由水侧换热器排出的温度较高的制冷剂先流经所述过冷换热器，然后再经过储液罐到制热膨胀阀，再到常规换热器。这样，在集水盘的上侧的过冷换热器的温度总是较热的，可以将设于其上方的常规换热器的结霜及时融化，并在当制冷系统进行化霜后使流到集水盘中的化霜水及时蒸发掉，因此，集水盘中就再也不会出现积水和积水结冰在换热器的翅片及铜管上积累的问题了。本风侧换热装置在当热泵在夏季处于制冷循环中时，风侧换热器成为冷凝器，由压缩机来的高温制冷剂先进入所述常规换热器，再通过所述过冷换热器，然后才经过储液罐和制冷膨胀阀再到水侧换热器。这时，由于有了过冷换热器，就相当于增加了风侧换热器的换热面积，从而可以有效地提高蒸发器的制冷量，增加本制冷系统的能效比。

本实用新型提供的风侧换热装置由于提供了两个换热器，设于靠近集水盘的下部过冷换热器的换热管中可与上部的常规换热器中流过不同温度的制冷介质，具体地说，就是在下部的过冷换热器的换热管中引入高温高压介质，即从水侧换热器(此时为冷凝器)出来的高温高压液体先进入风侧换热器的所述下部过冷换热器，之后再进入高压储液罐，继而通过节流阀再进入风侧换热装置的上部常规换热器中进行蒸发。这样，就能够使集水盘时刻处于比较高的温度，从而可有效地防止化霜水在集水盘中结冰。

适应上述的风侧换热器，在热泵管路系统中要进行一定的调整，如设置制热、制冷两个膨胀阀，并设有制热用和制冷用两个单向阀，以及若干支管路，使在当热泵进行制热循环和制冷循环中使本风侧换热装置可以根据设计要求而运行。

本实用新型提供的过冷抑冰的风侧换热器通过设置两个换热器，也可以认为是对风侧换热器中的换热管作了分成两组集束，构成两个独立的流道的改进，由此，在使用时可以使下部靠近集水盘的一组流道中始终流过高温高压介质，从而实现了有效地防止冬季除霜后化霜水在集水盘冰冻积累的问题，避免其对集水盘和换热器铜管的损坏。本实用新型结构简单，实现起来方便有效，同时，使热泵系统能够稳定运行，获得较好的性能。热泵在夏季使用时，由于一部分高温高压介质流经风换热器的下部，该部分起到过冷器的作用，从而可以增加蒸发器的制冷量，增进系统的能效比。

附图说明

下面结合附图对本实用新型作进一步说明。

图1为本实用新型提供的一种过冷抑冰的风侧换热装置的具体实施例的结构示意图；

图2为使用本实用新型提供的过冷抑冰的风侧换热器的热泵的结构示意图。

具体实施方式

本实用新型提供的过冷抑冰的风侧换热装置1包括风侧换热器10，其包括一个常规换热器101，在常规换热器101中设有若干换热管1011，该换热器的外侧设有翅片(图中未示出)，这些换热管1011的进出口集束在一起并分别连接于两个集管器(分液器)上；风侧换热器10还包括一个在靠近集水盘(图中未示出)附近的设于常规换热器下方的过冷换热器102，其进出管口集束在一起并连接于另外的两个集管器102a和102b上，风侧换热装置1还包括分别与常规换热器101和过冷换热器102相连接的储液罐11和制冷膨胀阀12及制热膨胀阀13，其具体结构如图1所示。

在上方的常规换热管101进出口集管器中靠水侧换热器5(参看图2)一侧的一个集管器101b的接管上设两个支路，其中一个支路连接一个制热膨胀阀13的出口端，另一个支路连接一个制冷单向阀14，该制冷单向阀14的导通方向是向着水侧换热器5；在该制冷单向阀14的排出口处的管路上设两个支路，其中一支路连通过冷换热器102的一个集束器102a，在该过冷换热器102的另一个集束器102b上连接管路与储液罐11和制热膨胀阀13的入口端连接，另一支路上连接另一个制热单向阀15的出口端，该制热单向阀15的入口端连接两个支路，其中一个支路与水侧换热器5连接，另一个支路连接制冷膨胀阀12的出口端，该制冷膨胀阀12的入口端连接一管路，该管路分别与储液罐11和制热膨胀阀13的进口端相连通。

如图2所示，将本风侧换热装置1设于热泵的制冷循环系统中，常规换热器101的集束器101a仍然通过四通阀2及气液分离器3与压缩机4相连接，制冷膨胀阀的排出口上的支路仍然与水侧换热器5相连接。

当热泵进行制热循环时，即水侧换热器5为冷凝器时，该循环系统中的制冷剂是这样循环的：由压缩机4排出的高温高压气态制冷剂通过四通阀2到水侧换热器5，在此与冷媒如水换热提高冷媒的温度，较低温度的制冷剂离开水侧换热器5后来到制热单向阀15所在的支路，然后由集束集管器102a进入过冷换热器102，由过冷换热器102的集束集管器102b出来后进入储液罐11，再通过制热膨胀阀13减压后通过集束集管器101b进入常规换热器101进行蒸发过程，最后，经过蒸发后气化了的制冷剂由常规换热器的集束集管器101a排出通过四通阀2和气液分离器3回到压缩机的吸入口。其中，流过过冷换热器102中的制冷剂因为未经过减压膨胀，故其温度相对比较高，也不会发生蒸发相变，所以，此换热器管子上不会结霜，且其还向周围散发一定的热量，而设于过冷换热器上方的常规换热器中流过的制冷剂是经过减压节流膨胀的，其将在该换热器中发生蒸发的相变，在该换热器的换热管上会结霜。当系统除霜时，化霜水向下流过过冷换热器，积存一定的化霜水，而因为过冷换热器设于常规换热器的下方并靠近集水盘，所以，集水盘中的水在除霜结束后过冷换热器的加热下会蒸发掉而绝对不会结冰或使冰覆盖换热器的铜管。

而在热泵进行制冷循环时，即水侧换热器成为蒸发器时，该循环系统中的制冷剂是这样循环的：由压缩机4排出的高温高压气态制冷剂通过四通阀2到风侧换热装置1中，经集束集管器101a进入常规换热器101，再从集束集管器101b出来通过制冷单向阀14由集束集管器102a进入过冷换热器102，再由集束集管器102b排出过冷换热器102，然后通过储液罐11和制冷膨胀阀12，到水侧换热器，最后回到压缩机的吸入口。在这一循环中，过冷换热器相当于与常规换热器串联，以此增大了常规换热器的换热面积，所以可提高系统的能效比。

Claims

1、一种过冷抑冰的风侧换热装置，其特征在于：包括风侧换热器，所述风侧换热器由设于上方的常规换热器和设于下方的过冷换热器组成，其中常规换热器中的若干换热管的两端设有进出口集束集管器；在下方的所述过冷换热器中的换热管进出管的两端设有另外的集束集管器。

2、根据权利要求1所述的风侧换热装置，其特征在于：该常规换热器和过冷换热器与管路连接构成制热循环路径和制冷循环路径中的一部分，在制热循环路径中的一部分是：其中过冷换热器后面连接储液罐及膨胀阀，然后再连接常规换热器；在制冷循环路径中的一部分是：其中常规换热器后面连接过冷换热器，再后面连接储液罐和膨胀阀。

3、根据权利要求1所述的风侧换热装置，其特征在于：还包括制热单向阀和制冷单向阀，所述制冷单向阀的进口与所述常规换热器的一个集束集管器连通，制热单向阀与制冷单向阀导通方向相反地设于同一管路上，且制热单向阀远离该常规换热器设置，在两个所述单向阀之间的管路上设一支路与所述过冷换热器的一个集束集管器相连通，在所述常规换热器与和其邻近的制冷单向阀之间的管路上设一支路。

4、根据权利要求3所述的风侧换热装置，其特征在于：还包括储液罐和膨胀阀，所述常规换热器、过冷换热器和所述制热单向阀和制冷单向阀与储液罐、膨胀阀的连接结构为：所述过冷换热器的另一个集束集管器上连接管路连接一储液罐的进口，该储液罐的出口处连接两个支管路，分别连接制热膨胀阀的进口和制冷膨胀阀的进口，所述制热膨胀阀的出口连接在所述常规换热器与和其邻近的单向阀之间的管路上设的所述支路上与常规换热器连通。

5、根据权利要求4所述的风侧换热装置，其特征在于：所述制热单向阀的进口和所述制冷膨胀阀的出口设与水侧换热器连通的管路；所述常规换热器的另一个集束集管器上设与通过四通阀、气液分离器与压缩机连通的管路。