[发明专利]基于超疏水翅片换热器的具有脱离式除霜装置的空气源热泵及其工作方法

说明书

本发明公开了一种基于超疏水翅片换热器的具有脱离式除霜装置的空气源热泵及其工作方法。空气源热泵包括气液分离器、压缩机、四通换向器、第一换热器、第二换热器、第一风机、储液支路、融霜水回路、除霜制冷剂输送支路；融霜水回路包括融霜器、第一电磁阀、第二电磁阀；除霜制冷剂输送支路安装在压缩机的制冷剂输出端与第一换热器之间，且除霜制冷剂输送支路上安装有电动调节阀；融霜器位于第一换热器的下方，同时第一换热器翅片表面凝结的霜层能够恰好脱落至融霜器中；融霜器融化霜层的热量来自于第二换热器内侧制冷剂输送流道输出的制冷剂过冷放出的热量。本发明除霜过程中翅片表面霜层整体脱落，大幅减少除霜时间，有效降低除霜能耗。

技术领域

本发明涉及基于超疏水翅片换热器的具有脱离式除霜装置的空气源热泵，属于制冷\制热空调系统技术领域。

本发明还涉及一种上述空气源热泵的工作方法。

背景技术

空气源热泵兼顾制冷和制热功能，具有安全高效、节能环保、占地空间小以及初投资低等优点。空气源热泵的大力推广对实现节能减排具有重要意义。但是在寒冷气候条件下，空气源热泵冬季制热运行时存在室外翅片管换热器表面结霜的问题。随着换热器翅片表面霜层不断地生长，换热器的热阻不断增大，空气流量减小，导致系统工况恶化，效率降低，甚至不能正常工作。因此空气源热泵在制热工况下运行时必须适时除霜。

目前常用的除霜方法主要为逆向除霜法。逆向除霜法通过系统中的四通换向阀换向改变系统热量输送方向以达到除霜的目的，因此系统中四通换向阀频繁切换，致使系统压缩机出现“奔油”现象；同时，除霜过程中室内换热器从室内吸收热量，导致室内温度降低并产生较大波动，系统制热效果舒适度降低；同时，四通换向阀的切换导致系统内压力产生较大波动，不利于系统内部的稳定性，使得除霜时间长、能耗大；四通换向阀的频繁切换也降低了四通换向阀的寿命，影响使用效果。

发明内容

为了解决上述存在的问题，本发明公开了一种基于超疏水翅片换热器的空气源热泵脱离式除霜装置，超疏水表面黏附性弱，表面的凝结水滴及霜层容易脱落。基于超疏水型翅片管换热器的表面特性，本发明除霜时间短、除霜能耗少，对冬季室内制热影响小，可实现不间断供热的空气源热泵脱离式的除霜方法，同时该系统装置可增大空气源热泵夏季的制冷量，提高空气源热泵夏季工况的能效。本发明装置对于提高空气源热泵系统的冬夏季运行能效以及冬季除霜性能有重要意义，其具体技术方案如下：

一种基于超疏水翅片换热器的具有脱离式除霜装置的空气源热泵，包括气液分离器、压缩机、四通换向器、第一换热器、第二换热器、第一风机、储液支路、融霜水回路、除霜制冷剂输送支路，其中：

储液支路包括按照流体流向依次串接的储液器、过滤器、第三电磁阀以及电子膨胀阀；

第一换热器为超疏水翅片换热器，第一风机设置在第一换热器的外侧空气通道的出风口处；气液分离器的制冷剂输出端通过压缩机与四通换向阀的一个外接接口连接，四通换向阀余下的三个外接接口分别与第一换热器的内侧制冷剂输送通道的A端、第二换热器的内侧制冷剂输送通道的A端、气液分离器的制冷剂回收端一一对应连接；

除霜制冷剂输送支路安装在压缩机的制冷剂输出端与第一换热器的内侧制冷剂输送通道的B端之间，且除霜制冷剂输送支路上安装有电动调节阀；

第一换热器的内侧制冷剂输送通道的B端，通过第一单向阀与储液器连通，第二换热器的内侧制冷剂输送通道的B端通过第二单向阀与储液器连通；

而储液支路上的电子膨胀阀，分别通过第三单向阀、第四单向阀，与第一换热器的内侧制冷剂输送通道的B端、第二换热器的内侧制冷剂输送通道的B端对应连通；

融霜水回路包括融霜器、第一电磁阀、第二电磁阀；

融霜器为翅片换热器；融霜器的外侧空气通道的出风口处设置有第二风机，且融霜器的外侧空气通道配装有排水管；