[發明專利]集成渦流管和半導體制冷片的空調室外機除霜系統及方法

在審

• 申請號: 201911353864.0
• 申請日: 2019-12-26
• 公開（公告）號: CN111043801A
• 公開（公告）日: 2020-04-21
• 發明（設計）人: 吳露露;王瑜;向滕;成峰;邱蘭蘭
• 申請（專利權）人: 南京工業大學
• 主分類號: F25B47/02
• 分類號: F25B47/02;F25B47/00;F25B9/04;F25B13/00;F25B27/00;F25B21/02;F25B25/00;F25B41/04;F24F11/42
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集成渦流管和半導體制冷片的空調室外機除霜系統及方法，屬于空調維護領域。本發明利用渦流管和半導體制冷片產生熱量的工作特性，解決了冬季空調外機結霜問題。主要部件包括半導體制冷片、渦流管、換熱器、壓縮機、空氣泵、節流閥、水箱、太陽能板、微型風力發電機、蓄電池。本發明把渦流管和半導體制冷片與空調系統結合，冬季時，渦流管和半導體制冷片產生的熱氣結合家庭生活廢水中儲存的熱能，為空調室外機除霜；夏季時，渦流管和半導體制冷片作為空調輔助裝置參與室內制冷，同時利用太陽能板和微型風力發電機產生電源，保障本系統穩定節能地運行。

技術領域

本發明涉及集成渦流管和半導體制冷片的空調室外機除霜系統及方法，屬于空調維護領域。

背景技術

近幾年，隨著我國國民經濟的不斷發展，人們生活水平的不斷提高，空調已進入千家萬戶。在我國南方，供暖尚未普及，空調仍然是家庭過冬的必備設備。然而，當環境溫度較低時，空調制熱就很難運行了，即使運行，效果也很差，溫度越低，越容易結霜。這是因為在冬季，空調在運行時主要是進行供熱運行，在室外處于蒸發吸熱狀態，如果在使用空調的過程中，室外的溫度較低，那么空調室外機的換熱器的蒸發溫度會低于零度，空氣中的水分就會在空調室外機上凝結成霜。空調結霜會嚴重影響空調制熱的運行，直接造成空調停機，且總體上造成空調運行消耗電能變多，制熱效果變差。如何有效的解決空調外機結霜問題，引發越來越多人們的關注，利用外接熱能解決空調外機結霜成為家庭空調行業的研究方向。

目前，空調外機結霜是影響空調冬季制熱的主要原因，空調系統自己除霜是當前的主要方式，這是由空調廠家自己設定的除霜方案控制除霜。一般而言，室外溫度5度左右，空調都應該可以正常除霜，不影響空調的正常運行，但是當室外溫度過低時，空調自身除霜功能就難以有效使用。溫度過低時，手動除霜是一種有效的方式，用熱水沖刷空調外機，或者敲掉空調外機破冰實現除霜功能，但是難度系數較高，實踐不方便。此外，可以把空調調到制冷模式來進行除霜，此種方法只適用于外機結霜嚴重，空調難以運行，不適宜家庭日常空調除霜。外接熱源除霜，可以在極端天氣下保證空調的正常運行，已有部分學者提出在空調外機外接熱源進行除霜。如專利201611160266.8用于熱泵型客車空調系統的渦流管除霜系統，渦流管產生的熱氣通過熱通道、控制閥和熱氣流噴嘴噴射到蒸發器的外表面，有效的解決了熱泵型客車空調系統在冬季室外溫度較低時系統無法正常制熱，空調頻繁除霜和除霜不徹底等問題，但是未將渦流管可以分離冷熱兩股氣流的工作特性充分利用起來，造成了資源的浪費；如專利201210267469.2用熱水噴淋的方式來處理空調外機結霜問題，雖然也可解決空調外機結霜問題，但僅僅用熱水噴淋的方式除霜不僅能耗大、效率較低，且容易造成水污染。

本發明將渦流管和半導體制冷片兩種與空調系統結合，解決空調外機結霜問題的同時，輔助空調系統的制冷。冬季時，空氣泵驅使一定速度的氣體進入渦流管，產生熱氣為空調外機除霜，半導體制冷片通電后產生熱量的一端貼附于室外機換熱器一側，為空調外機除霜。同時，本發明設計了生活廢水循環輔助除霜功能，家庭廢水中所包含的熱量通過循環為空調外機除霜，實現了熱能的高效利用。夏季時，渦流管產生的冷氣通入室內和半導體制冷片產生冷量供給空調內機，輔助空調制冷。此外，本系統外接太陽能板和風力發電機，并將產生的電能儲存于蓄電池中，太陽能板和風力發電機為系統提供清潔環保的綠色能源，保障本系統的正常穩定運行。

發明內容

本發明的目的是提供集成渦流管和半導體制冷片的空調室外機除霜系統及方法。

該系統由第一換熱器1、第一半導體制冷片2、四通換向閥3、壓縮機4、第一熱氣流噴嘴5、第一熱氣流噴嘴6、第二熱氣流噴嘴7、節流閥8、進水泵9、進水截止閥10、生活廢熱水收集水箱11、排水泵12、排水截止閥13、接水盤14、第二半導體制冷片15、冷氣流噴嘴16、渦流管17、四通閥18、室內接口19、室外接口20、第一三通閥21、微型風力發電機22、蓄電池23、太陽能板24、第二三通閥25、空氣泵26、第三三通閥27組成；