[发明专利]一种利用压缩机余热防霜的风冷热泵

说明书

技术领域

本发明专利涉及一种风冷热泵室外换热器的防霜装置，尤其是涉及一种利用压缩机余热提高室外换热器空气进口温度，防止风冷热泵室外换热器在低温工况下结霜的新型节能防霜装置。 

技术背景

风冷热泵机组能够通过室外换热器吸收大气环境中的热量，具有节能和环保双重效果，在世界各地得到了广泛的应用。风冷热泵在冬季运行时，室外温度过低，空气中显热量很小，换热是主要靠空气中的潜热换热。当室外换热器翅片表面温度低于0℃且低于大气露点温度时，室外换热器表面要结霜。在大气温度较低而相对湿度较大的情况下这种现象尤为严重。当室外换热器霜层发展到一定程度就必须除霜，而除霜需要消耗能量。据统计，用于除霜消耗的能量占热泵总能耗的10-20％，这从一定程度上抵消了热泵节能的效果。因此风冷热泵在北方市场广泛应用的主要问题就是如何解决风冷热泵在冬季低温工况下的结霜问题。 

为了减少风冷热泵机组室外换热器结霜对机组性能的影响，技术上目前都是在研究采用什么除霜方式以及如何优化除霜控制方法使风冷热泵机组在低温条件下稳定可靠的运行。 

申请号为97110273.2中国发明专利公开了一种空调机的除霜控制方法，该方法是在空调机的热泵供暖时，检测室内换热器的温度梯度的降低是由高负荷状态引起的还是由结霜状态引起的，并在进行高负荷防止操作时封锁除霜控制，当具备指定的条件时才开始进行除霜控制。这种控制除霜方式虽然在一定程度上能够优化除霜时间和次数，但也是在室外换热器结霜后再来考虑结霜，不可避免的降低了室内的舒适度和增加了能耗。 

申请号为200610145421.9中国发明专利申请公开了一种在室外机换热器上安装缠绕发热线的方形铁框，由室外机的印刷线路板控制发热线的开关，利用发热线通电放热来提高室外机进风温度，以此提高空气中显热量的比例，降低换热器对潜热量的需求，减少凝结水，延缓结霜的除霜装置。这种除霜方式虽然能有效除霜，提高系统制热量，但是需要消耗大量的电能，并不经济。 

申请号为200910036760.7的中国发明专利申请公开了一种装有冷媒电加热器，利用四通阀将制热模式切换到制冷模式的除霜系统。用于除霜的能量来自室内环境的热量以及冷媒电加热器所消耗的电能。这种除霜装置在运行时，热泵不但不能向室内提供热量，相反还要从室内吸收热量用于除霜，使温度较高的制冷剂流经室外换热器使霜层融化，达到除霜目的。此种除霜方式不仅使热泵系统的能效降低，而且也极大影响室内的舒适度。另外，系统由制热模式向化霜模式切换过程也造成系统的能量浪费。 

发明内容

本发明旨在为有效地解决风冷热泵在北方冬季运行时室外机常常因结霜恶化传热，影响风冷热泵系统性能的问题，提供一种应用平板回路热管回收压缩机原本释放给环境的热量提高室外换热器进口空气温度以达到节能防霜的目的。 

本发明的目的通过如下技术方案实现： 

一种利用压缩机余热防霜的风冷热泵：包括制冷剂回路、平板回路热管和室外机风机；由压缩机、室外换热器、节流装置和室内换热器成制冷剂回路；压缩机的排气管连接室内换热器的进口，室内换热器的出口连接节流装置的进口、节流装置的出口连接室外换热器的进口，室外换热器的出口连接压缩机的吸气管；由金属蒸发腔、冷凝部、汽相金属管道、液相金属管道和金属散热翅片组成平板回路热管；金属毛细芯将金属蒸发腔分隔成左右空腔，左右空腔分别与液相金属管道和汽相金属管道连通；液相金属管道和汽相金属管道与冷凝部连通，冷凝部处于室外换热器的迎风面上，冷凝部的散热管路和室外换热器的蒸发管路错排穿插布置在同一金属散热翅片上；金属蒸发腔紧贴压缩机顶部；工作流体设置在金属蒸发腔、冷凝部、汽相金属管道和液相金属管道组成的回路中；室外机风机位于室外换热器的背风面。 

为进一步实现本发明目的，所述金属蒸发腔为空心腔体，腔体中部设有金属丝网15和金属毛细芯，金属丝网位于一部分金属毛细芯上方并与该部分毛细芯在中部纵向填充金属蒸发腔，该部分金属毛细芯占整体金属毛细芯宽度的1/4～3/4；剩余部分毛细芯单独在中部纵向位于金属丝网一侧，在中部纵向填满填充金属蒸发腔。 

所述工作流体优选为水或乙醇。 

所述室内换热器和室外换热器都优选为百叶窗式管翅式换热器。 

所述压缩机优选为涡旋式压缩机；节流装置优选为电子膨胀阀；室外机风机优选为大叶片低转速轴流风机。 

所述金属蒸发腔与压缩机中间优选涂有导热硅胶。