[發明專利]用于對熱泵系統中的外部蒸發器進行除冰的系統

有效

• 申請號: 201680051042.5
• 申請日: 2016-09-01
• 公開（公告）號: CN108027177B
• 公開（公告）日: 2021-04-09
• 發明（設計）人: 布魯諾·貝加雷利
• 申請（專利權）人: 貝加弗特有限責任公司
• 主分類號: F25B6/02
• 分類號: F25B6/02;F25B47/02;F25D21/12
• 代理公司: 北京安信方達知識產權代理有限公司 11262
• 代理人: 張華卿;楊明釗

一種用于對熱泵系統中的外部蒸發器進行除冰的系統(10、70)，其特征在于其包括：?制冷回路(20、80)，其在輸入端和輸出端連接到所述熱泵系統，并且適于輸送冷卻劑氣體，所述制冷回路(20、80)包括用于儲存除冰流體的罐(34、87)和浸入所述除冰流體中的第一熱交換器(32、85)；和?除冰回路(50、90)，其在輸入端和輸出端連接到所述罐(34、87)，并且適于輸送所述除冰流體，所述除冰回路(50、90)包括第二熱交換器(56、97)；所述第二熱交換器(56、97)布置成鄰近所述外部蒸發器。

本發明涉及一種用于對熱泵系統中的外部蒸發器進行除冰的系統，具體地但非排他地，在適于加熱或冷卻住宅、商業或工業建筑物的空調系統的領域中有用和實用。

如果熱泵系統(諸如例如空調系統)被配置為作為加熱器操作，則安裝在外部環境中的相應交換器或散熱器將作為蒸發器操作，并且由于這個原因，其表面的溫度相當低。

當外部空氣也很冷，典型地在冬季，并且濕度百分比變化時，在外部蒸發器的表面上會形成霜或冰，導致熱交換效率因此降低，主要是由于冰的隔熱能力以及外部蒸發器的翅片之間的間距的減小。

基本上，如果作為蒸發器操作的外部散熱器或交換器沒有周期性地被除霜，則熱泵系統的操作以及還有功效和效率將受到顯著的負面影響。

通常，當外部蒸發器上的霜層或冰層過多時，熱泵系統的功率將會降低，冷卻流體的蒸發壓力將會改變，并且可能會出現故障，諸如例如：

-在壓縮機抽吸過程中液相的冷卻劑氣體可能返回，導致壓縮機損壞或完全斷裂；

-不斷且突然地觸發除冰系統，導致能量浪費；

-從作為冷凝器操作的內部交換器輸出的暖空氣很少；

-相對于制造商給出的性能規格，性能系數(高達30％)顯著降低。

因此，除冰循環(也被稱為除霜循環)的目的是融化形成在外部蒸發器的表面上的這種霜或冰；根據系統的類型和不同的要求，可以采用不同的方法進行除冰循環。

最常用的除冰方法(特別是在空調領域中)利用了在單個熱泵中結合加熱功能和冷卻功能的可能性，從而能夠通過循環逆轉來進行對外部蒸發器的周期性除冰，這可以使來自壓縮機的通常呈氣體形式的高溫冷卻流體能夠進入待被除冰的外部蒸發器。

在常規的熱泵系統中，諸如例如常規的空調系統，為了融化這層冰，可逆閥臨時逆轉冷卻流體的循環，以便改變熱流的方向；以此方式，外部散熱器和內部散熱器的作用也逆轉，外部散熱器從作為蒸發器變為作為冷凝器，內部散熱器從作為冷凝器變為作為蒸發器。

因此，在除冰循環中，冷卻流體在內部散熱器中蒸發并且在外部散熱器中冷凝，內部和外部通風停止，從而降低除冰所需的熱能，并且壓縮機在外部散熱器中壓縮處于高溫的氣體，從而可以融化已經形成的冰。

通常，常規的熱泵系統每小時有兩個或三個除冰循環，這些除冰循環在外部空氣溫度為+4÷5℃時執行，并且根據當時的濕度執行。

顯然，在熱泵處于該除冰步驟時，內部散熱器冷卻例如用于待加熱的建筑物的房間的空氣，因此在空氣進入循環之前需要加熱空氣(這被稱為預熱)。

最大的問題之一涉及正確地調整除冰循環的頻率。事實上，不頻繁的除冰循環導致在外部蒸發器表面上經常形成冰，從而惡化了熱交換效率；而過度頻繁的除冰循環導致冷空氣進入空調系統，對最終用戶的舒適產生不利影響，并且導致能量浪費，例如這是由于頻繁的冷卻流體循環逆轉或重復的預熱操作。

對除冰循環的持續時間的調整對于冰的完全融化也具有戰略意義。事實上，如果除冰步驟太短，則外部蒸發器上存在的霜或冰不會全部熔化，并且當除冰步驟結束并且操作返回到加熱步驟時，剩余部分傾向于凝固得更厚更緊湊。