[發明專利]一種用于家用空氣源熱泵系統的相變儲熱除霜裝置

在審

• 申請號: 201811474496.0
• 申請日: 2018-12-04
• 公開（公告）號: CN109595847A
• 公開（公告）日: 2019-04-09
• 發明（設計）人: 劉占斌;李明佳;何雅玲;姜濤;張宏偉;王文瑄
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: F25B13/00
• 分類號: F25B13/00;F25B41/04;F25B47/02;F28D20/02
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 段俊濤

本發明涉及一種用于家用空氣源熱泵系統的新型相變儲熱除霜裝置，安裝在常規家用熱泵系統內，有效提高除霜效率和室內舒適度。該裝置包括相變儲熱器、制冷劑旁路、電磁三通閥、電磁三通閥、控制器。相變儲熱器包裹在壓縮機外，吸收和儲存壓縮機散失的廢熱。除霜時，高溫制冷劑進入室外換熱器除霜，低溫制冷劑進入相變儲熱器吸熱。與家用空氣源熱泵系統普遍采用的四通換向閥除霜技術相比，本發明實現了系統用壓縮機廢熱的回收利用，為系統除霜提供了充足的能量來源，克服了四通換向閥除霜技術時間長、能耗大、室內舒適度降低的缺陷，且具有結構緊湊、造價低廉、對原有熱泵設備結構改動小等優點。

技術領域

本發明屬于人居環境技術領域，涉及家用通風冷暖設備的除霜，特別涉及一種用于家用空氣源熱泵系統的相變儲熱除霜裝置。

背景技術

空氣源熱泵具有冷熱雙制、占用空間小、節能、環保、方便等優點，但其結霜問題是影響熱泵系統冬季正常制熱的主要因素。因此，改善除霜性能是推進空氣源熱泵系統發展的必要條件。家用空氣源熱泵系統的傳統除霜方式為四通換向閥除霜，即四通換向閥換向，室外機作為冷凝器，室內機作為蒸發器，且室內風機一般處于關閉狀態，因此導致除霜能量來源不足，除霜時間長，除霜效率低，室內環境的舒適性降低等缺點。相變儲熱除霜技術相比于四通換向閥除霜具有以下優點：有效回收利用了壓縮機的廢熱，為除霜過程提供了充足的能量，縮短了除霜時間，除霜過程中低溫制冷劑不走室內機，不會降低室內舒適度。但由于儲熱器結構和儲熱材料性能需要進一步優化和提升，因此相變儲熱除霜技術鮮有應用。

發明內容

為了克服上述現有技術中家用空氣源熱泵系統傳統除霜技術的缺點，本發明的目的在于提供一種用于家用空氣源熱泵系統的相變儲熱除霜裝置，其結構緊湊、成本低廉、能有效改善除霜性能。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案是：

一種用于家用空氣源熱泵系統的相變儲熱除霜裝置，安裝在家用熱泵系統內，有效提高除霜效率和室內舒適度，包括包裹在壓縮機6外側以吸收并儲存其散失低品位廢熱的相變儲熱器1，所述相變儲熱器1的一個端口通過管路一和電磁三通閥一3連接室內換熱器9的介質入口管路，另一個端口通過管路二和電磁三通閥二4連接室內換熱器9的介質出口管路，所述管路一和管路二組成制冷劑旁路2，所述室內換熱器9的介質入口和出口管路為制冷劑主管路，通過閥門控制連通所述制冷劑旁路2和制冷劑主管路，壓縮機6的排氣端連通室外換熱器10，將熱量傳遞給室外換熱器10外表面的霜層實現除霜，完成熱交換的制冷劑經制冷劑旁路2將相變儲熱器1存儲的低品位熱量帶走，并返回壓縮機6的吸氣端，完成一次循環。

所述壓縮機6的排氣端連接四通換向閥7的a口，吸氣端連接四通換向閥7的c口，四通換向閥7的b口連接室外換熱器10的介質入口，d口連接電磁三通閥一3的一個端口，電磁三通閥一3的另兩個端口分別連接室內換熱器9的介質入口以及管路一的一端，室內換熱器9的介質出口連接電磁三通閥二4的一個端口，電磁三通閥二4另兩個端口分別連接室外換熱器10的介質出口以及管路二的一端，管路一的另一端和管路二的另一端分別連接相變儲熱器1的兩個端口。

所述電磁三通閥一3、電磁三通閥二4均與控制器5連接，在熱泵系統運行模式設定為制冷或者制熱時，控制器5控制電磁三通閥一3和電磁三通閥二4關閉制冷劑主管路與制冷劑旁路2之間的連通，在熱泵系統運行模式設定為除霜時，控制器5控制電磁三通閥一3和電磁三通閥二4開啟制冷劑主管路與制冷劑旁路2之間的連通。

連接所述室外換熱器10的介質出口和電磁三通閥二4之間的管路上設置有電子膨脹閥8。

所述壓縮機6、電子膨脹閥8均與控制器5連接，根據熱泵系統設定模式控制壓縮機啟停和頻率，電子膨脹閥8的開度，實現系統運行狀態控制，進一步優化除霜效率。

所述相變儲熱器1結構為管殼式，內管為蛇形管，蛇形管呈獨特的非均勻方式布置，材料與制冷劑旁路2一樣，均為紫銅。