[發明專利]一種冷媒加熱器及具有其的空調系統

在審

• 申請號: 201811177447.0
• 申請日: 2018-10-10
• 公開（公告）號: CN109341164A
• 公開（公告）日: 2019-02-15
• 發明（設計）人: 王會;刁永發
• 申請（專利權）人: 東華大學
• 主分類號: F25B47/00
• 分類號: F25B47/00;F25B13/00;F25B49/02
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 翁若瑩;柏子雵

本發明涉及一種冷媒加熱器，包括外部加熱源，其特征在于，還包括銅管，外部加熱源外敷于銅管管壁，在銅管內設有金屬泡沫。本發明的另一個技術方案是提供了一種具有上述的冷媒加熱器的空調系統，包括壓縮機，壓縮機的進口端連接四通閥的端口一，四通閥的端口二連接外換熱器，外換熱器經由節流閥連接內換熱器，內換熱器連接四通閥的端口四，其特征在于，壓縮機的出口端經由上述的冷媒加熱器連接四通閥的端口三。本發明具有如下優點：填充金屬泡沫的冷媒加熱器，換熱效率很高；由于該冷媒加熱器換熱效率高，即使在大熱流加熱情況下，管路內部及金屬泡沫也可控制在較低溫度，保證溫度不會超溫；結構體積小，金屬泡沫填充于銅管內部，不占據額外的空間。

技術領域

本發明涉及一種冷媒加熱器及具有該冷媒加熱器的空調系統。

背景技術

在熱泵空調制熱的冬季，由于室外環境溫度很低，在空調未運行的情況下，整個系統內的冷媒大多以液態的形式存在于室外側。因此，在空調開機制熱時，通常沒有足夠的熱量使得這些液態冷媒迅速氣化，胝縮機吸氣口獲取不到足夠的氣態冷媒，吸氣壓力逐漸降低，排氣壓力也很低，導致空調啟動后制熱效果差，制熱速度慢。隨著壓縮機注入的熱量和從環境緩慢吸收的熱量增加，殘存在室外側的液態冷媒基本全部氣化后，才能進入正常的系統制熱狀態。這個過程可能持續十幾分鐘甚至幾十分鐘，極大的影響了用戶的使用體驗。

針對這類空調啟動制熱速度慢的問題，可以通過在啟動階段采取外部加熱的方式提高空調的制熱速度，而加熱器的加熱效率是實現此方法的關鍵。需要在加入足夠熱量的同時，保證與冷媒接觸的加熱器表面溫度不會過高，從而保證流經加熱器表面的潤滑油不會被破壞。

發明內容

本發明的目的是：提高低溫條件下空調啟動后達到正常制熱效果的速度。

為了達到上述目的，本發明的一個技術方案是提供了一種冷媒加熱器，包括外部加熱源，其特征在于，還包括銅管，外部加熱源外敷于銅管管壁，在銅管內設有金屬泡沫。

優選地，所述金屬泡沫與所述銅管焊接在一起。

優選地，所述金屬泡沫的材質與所述銅管相同，或不相同。

優選地，所述金屬泡沫均勻的填充于所述銅管內。

優選地，所述金屬泡沫的孔隙率不小于0.95，孔密度不大于10PPI。

優選地，所述金屬泡沫填充方式為依據孔密度的不同梯度填充，或者在所述銅管內設有金屬支架，所述金屬泡沫采用直徑小于管徑的金屬泡沫圓柱，該金屬泡沫圓柱通過金屬支架固定于所述銅管的管道中軸線上。

優選地，所述梯度填充為靠近所述銅管壁面處的所述金屬泡沫孔密度小，靠近所述銅管的管道中心的所述金屬泡沫孔密度大。

本發明的另一個技術方案是提供了一種具有上述的冷媒加熱器的空調系統，包括壓縮機，壓縮機的進口端連接四通閥的端口一，四通閥的端口二連接外換熱器，外換熱器經由節流閥連接內換熱器，內換熱器連接四通閥的端口四，其特征在于，壓縮機的出口端經由上述的冷媒加熱器連接四通閥的端口三，通過操作四通閥使得端口一與端口二相通、端口三與端口四相通，或使得端口三與端口一相通、端口二與端口四相通，冷媒加熱器與控制閥并聯。

優選地，在所述冷媒加熱器的所述銅管的壁面設有壁面溫度傳感器，壁面溫度傳感器與加熱量控制單元相連。

金屬泡沫作為一種比表面積大、重量輕、體積小、結構堅同的高效強化傳熱手段，可極大的提高換熱效率，是一種非常有價值的冷媒加熱途徑。

由于采用了上述的技術方案，本發明與現有技術相比，具有以下的優點和積極效果：

(1)填充金屬泡沫的冷媒加熱器，換熱效率很高，其壁面換熱系數通常可達到未填充時的幾十到上百倍。