[發(fā)明專利]具有除霜制熱不停機(jī)功能的空調(diào)器裝置

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• 申請日: 2018-03-14
• 公開（公告）號: CN108826536A
• 公開（公告）日: 2018-11-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 蔡德華;梁翛;何國庚;周賽
• 申請（專利權(quán)）人: 深圳華中科技大學(xué)研究院
• 主分類號: F24F5/00
• 分類號: F24F5/00;F24F13/30;F25B13/00;F25B41/00;F25B47/02
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本發(fā)明公開了一種具有除霜制熱不停機(jī)功能的空調(diào)器裝置，涉及空氣調(diào)節(jié)設(shè)備領(lǐng)域，該空調(diào)器裝置通過回收壓縮機(jī)機(jī)殼較高溫度的余熱，同時回收室內(nèi)換熱器出口液體冷媒過冷余熱，使得回收余熱熱量能夠完全補(bǔ)償化霜過程制冷劑液體蒸發(fā)吸熱量。除霜過程房間內(nèi)溫度以及室內(nèi)換熱器出風(fēng)溫度無明顯下降。除霜過程無電輔熱，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，制冷劑過冷余熱采用水作為蓄熱劑，材料實現(xiàn)零成本。壓縮機(jī)機(jī)殼的高溫余熱回收和制冷劑液體低溫余熱回收能夠適應(yīng)較長時間，較頻繁的除霜要求，使得機(jī)組能更好適應(yīng)低溫高濕環(huán)境。該除霜技術(shù)可通用于所有熱泵型空調(diào)器以及空氣源熱泵熱水器。其應(yīng)用推廣將極大提高熱泵型空調(diào)器的熱舒適性以及節(jié)能性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及空氣調(diào)節(jié)設(shè)備領(lǐng)域，特別涉及一種具有除霜制熱不停機(jī)功能的空調(diào)器裝置。

背景技術(shù)

空氣源熱泵廣泛應(yīng)用于家用和商用冬季采暖的場合。熱泵型空調(diào)器及熱泵熱水器取代小型燃煤鍋爐在北方地區(qū)普及也是治理霧霾的重要手段之一。熱泵型空調(diào)器在冬季低溫高濕的環(huán)境下制熱運(yùn)行時，流經(jīng)室外換熱器的制冷劑汽化需要不斷吸收空氣介質(zhì)中的熱量，當(dāng)室外環(huán)境溫度較低時，導(dǎo)致蒸發(fā)溫度降低，蒸發(fā)溫度低于0℃時容易出現(xiàn)結(jié)霜，霜層的加厚會使得空調(diào)制熱能力衰減，而無價值的耗能除霜又會造成房間溫度的大幅下降，嚴(yán)重影響室內(nèi)環(huán)境舒適度。結(jié)霜現(xiàn)象在低溫高濕環(huán)境下尤其嚴(yán)重。熱泵型空調(diào)冬季運(yùn)行的最大問題也是結(jié)霜和除霜的問題，除霜過程不僅會造成房間溫度的下降，同時，除霜過程也是無價值的耗能過程。因此，從舒適性和節(jié)能兩方面綜合考慮，熱泵結(jié)霜和除霜問題急需改善和優(yōu)化。熱泵型房間空調(diào)器在冬季低溫制熱運(yùn)行時，室外蒸發(fā)器翅片表面會結(jié)霜，隨著霜層的加厚，蒸發(fā)溫度降低，制熱量下降。同時，霜層覆蓋在翅片表面，引起翅片間隙變小，空氣流通阻力下降，風(fēng)機(jī)性能下降，進(jìn)而進(jìn)一步影響制熱效率，嚴(yán)重情況下將會出現(xiàn)空調(diào)停機(jī)現(xiàn)象。

熱泵型空調(diào)冬季低溫制熱的不停機(jī)除霜技術(shù)的市場需求越來越明顯。不停機(jī)除霜技術(shù)可以使得空調(diào)器的除霜過程和制熱過程同時進(jìn)行，除霜過程房間內(nèi)溫度下降不大，室內(nèi)換熱器出風(fēng)溫度波動較小，給用戶帶來良好的的熱舒適性體驗。不停機(jī)除霜方法有許多種，但是現(xiàn)有的不停機(jī)除霜技術(shù)都在不同程度上存在一定的問題，匯總?cè)缦拢?/p>

(1)使用電加熱：優(yōu)點是實施簡單，缺點是能耗大，且具有安全隱患。該方法不能滿足現(xiàn)在綠色產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)和要求。

(2)熱氣旁通：可分為單熱氣旁通和雙熱氣旁通。單熱氣旁通的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，缺點是蒸發(fā)器出口為兩相制冷劑，要求壓縮機(jī)氣液分離器體積足夠大，防止液積。雙熱氣旁通優(yōu)點是能夠減小蒸發(fā)器出口帶液量，減小液積風(fēng)險，但是同樣存在壓縮機(jī)排氣不足以使得壓縮機(jī)吸氣達(dá)到過熱的問題，成本較高。

(3)使用蓄熱材料回收壓縮機(jī)余熱或者電熱補(bǔ)償用于除霜。該方法有點是能夠利用壓縮機(jī)機(jī)殼余熱，有利于能效提升。缺點是蓄熱材料的由于需要直接套在壓縮機(jī)機(jī)殼上，安裝空間有限，體積有限，蓄熱能力有限，往往不能補(bǔ)償除霜過程的制冷劑液體蒸發(fā)吸熱量。通常采用電輔熱來補(bǔ)償，節(jié)能性降低。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種具有除霜制熱不停機(jī)功能的空調(diào)器裝置，是一種壓縮機(jī)高溫余熱回收結(jié)合制冷劑過冷低溫余熱回收的不停機(jī)除霜技術(shù)。該技術(shù)通過回收壓縮機(jī)機(jī)殼較高溫度的余熱，同時回收室內(nèi)換熱器出口液體冷媒過冷余熱，使得回收余熱熱量能夠完全補(bǔ)償化霜過程制冷劑液體蒸發(fā)吸熱量。除霜過程房間內(nèi)溫度以及室內(nèi)換熱器出風(fēng)溫度無明顯下降。除霜過程無電輔熱，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，控制方法簡單，制冷劑過冷余熱根據(jù)需要可采用水作為蓄熱劑，材料實現(xiàn)零成本。壓縮機(jī)機(jī)殼的高溫余熱回收和制冷劑液體低溫余熱回收能夠適應(yīng)較長時間，較頻繁的除霜要求，使得機(jī)組能夠更好的適應(yīng)低溫高濕的制熱運(yùn)行環(huán)境。該除霜技術(shù)可通用于所有熱泵型空調(diào)器以及空氣源熱泵熱水器。其應(yīng)用推廣將極大提高熱泵型空調(diào)器的熱舒適性以及節(jié)能性能。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供以下的技術(shù)方案：