CN2842320Y - 高效除霜型热泵热水机组 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种高效除霜型热泵热水机组，它采用一种高效、节能的除霜方式来满足热泵热水机组的冬季除霜，确保在低温环境下热气除霜干净。为此，在热泵热水机组热力循环系统中，设有一条由压力开关、流量调节阀、电磁阀和热气旁通装置依次串联而成的支路并联在压缩机出口与蒸发器入口两端。

Description

高效除霜型热泵热水机组
技术领域
本实用新型涉及热泵热水机技术领域，特别是一种高效除霜型热泵热水机组。
背景技术
热泵热水机组工作原理是逆卡诺热力循环。整个热力循环过程是：电力驱动压缩机强制工质在热力循环连接管内流动，压缩机从蒸发器吸入低压气态工质，压缩机做功W转换成工质内能，使工质状态发生变化，工质经压缩后从低压气态变为高温高压气态，再流经冷凝器，高温高压气态工质在冷凝器冷凝放热释放出来的热量Q2，从冷凝器出来的高压液态工质经膨胀阀节流减压后进入蒸发器吸收蒸发器外界热量Q1后，工质从高压液态变为低压气态，再开始下一次循环。由于释放的热量Q2＝吸收的热量Q1+压缩机做功W，热泵热水机组的性能系数COP＝Q2/W＝Q1/W+1＞1，而电热水器由于是完全直接消耗电能加热水，其效能比＜1，对比可知，热泵热水机组节能降耗明显，运行费用特别低。
但热泵热水机组在冬季制热水时，室外翅片式蒸发器其表面温度低于环境温度，当翅片式蒸发器表面温度低于空气露点温度时，空气中的水蒸汽便会凝结；当此温度开始低于0℃时，凝露便以疏松的冰晶体的形式堆积在翅片式蒸发器表面上形成霜。
在结霜的早期，由于霜层增加了传热表面的粗糙度及表面积，使总传热系数有所增加，随着霜层的逐渐增厚，又加大了空气流过翅片式蒸发器时的阻力，降低了空气流量，从而导致翅片式蒸发器内的工质蒸发不充分，蒸发温度降低，蒸发器出口过热度减少，制热量衰减，工质流量降低等问题，严重时会引起压缩机事故。此时，必须对热泵热水机组进行除霜操作。
现在的除霜方法有：四通阀换向除霜、热气旁通除霜、电加热除霜等。热气旁通除霜是指利用压缩机排气管和蒸发器入口之间的旁通回路，将压缩机的高温高压气体直接引入蒸发器中，主要利用压缩机壳体的蓄热量将蒸发器的霜层融化的除霜方法。
这种方法的缺点在于：在低环境气温、低水温的工况条件下，当压缩机蓄热用尽，仅依靠压缩机耗功提供热量时，蒸发器末端铜管的霜层较难融化。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种高效、节能的除霜方式来满足热泵热水机组的冬季除霜，确保在低温环境下热气除霜干净。
本实用新型的目的是通过下列技术方案实现的：一种高效除霜型热泵热水机组，通过热力循环连接管8依顺序将压缩机1出口、板式或管壳式或套管式冷凝器2入口、板式或管壳式或套管式冷凝器2出口、膨胀阀或毛细管3入口、膨胀阀或毛细管3出口、翅片式蒸发器6入口、翅片式蒸发器6出口、压缩机1入口相连接，形成一闭合热力循环，传热工质在该热力循环回路中流动，所述翅片式蒸发器6外侧设置有风机7，板式或管壳式或套管式冷凝器2装有进水管9和出水管10，在出水管10上设有水温控制器11，设有一条由压力开关12、流量调节阀14、电磁阀5、热气旁通装置依次串联而成的支路并联在压缩机1出口与蒸发器6入口两端。该热气旁通装置由稳压阀4与旁通管13并联组成，其中一个并联端与电磁阀5出口相连接，另一个并联端与蒸发器6入口相连接。
本实用新型的工作原理及工作过程是这样的：它是利用热气旁通除霜的工作原理，但热气旁通除霜在低气温时，当压缩机蓄热用尽时，压缩机因工作压力太低，无法提供高温的热气来清除蒸发器末端的霜层。为解决现有热气旁通除霜无法满足在低气温时的除霜要求，本实用新型增加了由稳压阀4与旁通管13组成的热气旁通装置，通过旁通管13的节流提升了压缩机的排气压力，并且提高了压缩机的排气温度，从而解决了压缩机在低温工况时无法提供高温热气的问题。当压力上升到设定压力时稳压阀4开始工作，稳定压缩机的排气压力，保护压缩机不会超压工作。而且由于排气压力的提高，压缩机壳体内的蓄热也大大增加，这样就大大缩短了除霜时间，改善了除霜效果。
与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：
(1)由于压缩机的排气压力提高，压缩机的内能蓄热也相应增加，在除霜过程中内能蓄热越大，用来除霜的热量就越大，因此可以大大缩短了除霜时间，改善除霜效果，大大降低了因除霜所消耗的能源。
(2)本实用新型提高了压缩机的排气温度，稳定了排气压力，使压缩机在蓄热释放完毕后，还能提供稳定的高温气体进行除霜，彻底解决了热气除霜在低温环境下除霜不干净的问题。
附图说明
图1是本实用新型一个实施例的结构示意图。
具体实施方式
通过下面实施例对本实用新型作进一步详细阐述。
参见图1所示，本实施例把压力开关12预设2.3MPa打开，1.5MPa关闭，将稳压阀4预设在2.5MPa动作，调整好流量调节阀14。
当热泵热水机组进入除霜程序时，首先停止板式或管壳式或套管式冷凝器2的水循环；由于压缩机1工作，板式或管壳式或套管式冷凝器2的水循环被停止而无法释放出热量，经过膨胀阀3节流后，压缩机1蓄热内能不断增加，压力迅速提高；压力开关12此时检测系统压力是否达到预设压力，当达到2.3MPa时，压力开关12控制电磁阀5打开，高压、高温的工质迅速经过旁通管13进入翅片式蒸发器6进行除霜。由于旁通管13的节流系统压力会慢慢上升，当压力超过2.5MPa时稳压阀4开始工作，把多余的压力释放到翅片式蒸发器6里面，从而稳定压缩机1的排气压力。使压缩机能稳定地提供高温气体进行除霜。
本实用新型实施前后对比表：
表1：实施前
  蒸发器铜管排数   进水温度   环境温度   相对湿度   压缩机排气温度   压缩机排气压力   除霜时间   结论
5排 15℃ 2℃ 95％ 38℃ 0.85MPa 18min   除霜不干净
表2：实施后
  蒸发器铜管排数   进水温度   环境温度   相对湿度   压缩机排气温度   压缩机排气压力   除霜时间   结论
  5排   15℃   2℃   95％   98℃   2.2MPa   11min   除霜干净

Claims (2)

1、一种高效除霜型热泵热水机组，通过热力循环连接管(8)依顺序将压缩机(1)出口、板式或管壳式或套管式冷凝器(2)入口、板式或管壳式或套管式冷凝器(2)出口、膨胀阀或毛细管(3)入口、膨胀阀或毛细管(3)出口、翅片式蒸发器(6)入口、翅片式蒸发器(6)出口、压缩机(1)入口相连接，形成一闭合热力循环，传热工质在该热力循环回路中流动，所述翅片式蒸发器(6)外侧设置有风机(7)，板式或管壳式或套管式冷凝器(2)装有进水管(9)和出水管(10)，在出水管(10)上设有水温控制器(11)，其特征在于：设有一条由压力开关(12)、流量调节阀(14)、电磁阀(5)、热气旁通装置依次串联而成的支路并联在压缩机(1)出口与蒸发器(6)入口两端。
2、根据权利要求1所述的一种高效除霜型热泵热水机组，其特征在于：所述热气旁通装置由稳压阀(4)与旁通管(13)并联组成，其中一个并联端与电磁阀(5)出口相连接，另一个并联端与蒸发器(6)入口相连接。
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