专利名称：发动机驱动式空调机的除霜装置的制作方法
技术领域：
本发明是一种空调机的除霜装置，特别是一种发动机驱动式空调机的除霜装置。
背景技术：
热泵空调机在制热过程中，当室外机换热器盘管温度低于空气露点温度时，其表面产生冷凝水，冷凝水一旦低于0℃就可能结霜。结霜严重时，室外机换热器散热翅片间的风道局部或全部被霜占据，从而增大热阻和风阻，这将直接影响其换热效率。结霜现象在热泵空调机的热泵供热过程中是不可避免的现象，因此，在热泵空调机中设置除霜装置是必需的。除霜装置通常有逆循环除霜和旁通除霜两种方式，对此分别说明如下逆循环除霜就是在供热运行中将制冷循环从供热运行切换为制冷运行，使从压缩机排出的热的制冷剂气体，流向结有霜的室外机换热器，使附着在室外机换热器的霜得以融化，逆循环除霜法的不足之处是由于除霜和制热是交替进行，从而导致频繁的停压缩机和切换四通换向阀；除霜过程中室内不供应热量，甚至吹出冷风；除霜占用时间长，导致该期间室内温度明显下降；由制热行换为除霜时，以及由除霜换为制热时，每次转换都有冷热制冷剂的混合，从而导致能量的损失。
旁通除霜是在需要除霜时开启旁通阀，使部分高压排气直接进入室外机换热器进行除霜，它的优点是除霜过程中能维持室内一定量的热量供应，缺点是因为只是部分制冷剂进入室外机换热器，热量有限，导致除霜时间比较长，融霜比较慢；需额外增加管道和阀件，不但增加材料成本，还要增加空间。
上述两种除霜装置，都属于电驱动的热泵空调机的除霜装置，它们都是利用压缩机作功变成的系统热量来除霜，其间没有其他的热量补充，而除霜是需要大量的热量，所以总的效果比较差。现在已有利用其他热能来除霜的措施，如采用电加热管，这样虽然可提高除霜效果，但却增加了部件成本，还耗费不少电能。
发明内容
本发明所述发动机驱动式空调机是以燃气为能源，用燃气驱动燃气发动机来带动压缩机进行制热制冷。该空调机包括供热除霜循环系统和控制系统，所述供热除霜循环系统除了用于供热以外，还用于除霜。本发明是对空调机的供热除霜循环系统和控制系统进行改进，并增加一冷却水循环系统，以提高其除霜功能。
本发明的目的是根据现有电驱动的热泵空调机的除霜装置的不足而发明一种发动机驱动式空调机的除霜装置，本装置在除霜过程中除了利用压缩机作功变成的系统热量外，还从废热回收器和发动机的缸体吸取废弃热量，作为除霜的补充热量，所以大大提高了除霜的效果。由于除霜时充分利用了废弃热量，就可以从压缩机在作功时变成的系统热量中只拿出一部分用于除霜，而另一部分热量则用于室内供热，所以在除霜的同时还能够维持一定量的室内供热，使室内没有明显的温度下降，克服了传统电驱动的热泵空调机在除霜时所具有的忽冷忽热的现象，同时也无须增加其他的用于补充热量的元器件，减少了设备的成本。
本发明是按如下的方式来实现的本发明所述的发动机驱动式空调机的除霜装置，包括一供热除霜循环系统、一冷却水循环系统和一控制系统；供热除霜循环系统通过冷却水-制冷剂换热器与冷却水循环系统相连，供热除霜循环系统和冷却水循环系统通过电路与控制系统相连。
所述供热除霜循环系统是由压缩机、四通换向阀、室内机换热器、室内机膨胀阀、室外机膨胀阀，室外机换热器、冷却水-制冷剂换热器、四通换向阀、压缩机通过管道连接而成，在室内机换热器的外侧设有室内机风扇，在室外机换热器的外侧设有室外机风扇。
所述冷却水循环系统是由水泵、废热回收器、发动机、冷却水截止阀、冷却水-制冷剂换热器、水泵通过管道连接而成；在该冷却水循环系统中，设有两条与冷却水-制冷剂换热器相并联的支路该支路一是由冷却水截止阀与散热器串联而成；二是直接由冷却水截止阀构成。
所述控制系统由多个传感器和控制中心组成，其传感器为在室外机换热器上设有用于检测室外机换热器盘管温度的盘管温度传感器；在室外机换热器外面设有用于检测室外环境温度的温度传感器；在发动机出口处设置用于检测冷却水温度的冷却水温度传感器；在压缩机与四通换向阀之间的管道上设有用于检测从压缩机排出的高压高温气体压力的高压压力传感器；以上所述传感器通过电路与控制中心相连；另外，所述供热除霜循环系统中的室外机风扇、室内机风扇、室内机膨胀阀、室外机膨胀阀，以及冷却水循环系统中的冷却水截止阀也通过电路与控制中心连接。在供热除霜循环系统的工作过程中，环境温度传感器检测到的温度为t1、盘管温度传感器检测到的温度为t2、冷却水温度传感器检测到的温度为t3、高压压力传感器检测到的压力为P，当t1、t2、t3、P及运行时间T满足规定要求(这一要求在控制中心已人为设定)时，就进行供热运行或进行除霜运行。
由于本发明增加一冷却水循环系统，该冷却水循环系统利用发动机所产生的废热，并通过冷却水-制冷剂换热器对供热除霜循环系统中的循环介质加热，以提高该循环介质的温度，加快循环速度，所以大大提高了除霜效率。
附1是本发明结构中1压缩机 2四通换向阀3室内机换热器 4室内机膨胀阀5室外机膨胀阀 6室外机换热器7冷却水-制冷剂换热器 8室内机风扇9室外机风扇10水泵11废热回收器 12发动机13a冷却水截止阀13b冷却水截止阀13e冷却水截止阀14散热器15盘管温度传感器 16环境温度传感器17冷却水温度传感器 18高压压力传感器。
具体实施例方式
如
图1所示，本发明所述的发动机驱动式空调机的除霜装置，包括一供热除霜循环系统、一冷却水循环系统和一控制系统；供热除霜循环系统通过冷却水-制冷剂换热器7与冷却水循环系统相连，供热除霜循环系统和冷却水循环系统通过电路与控制系统相连。
所述供热除霜循环系统是由压缩机1、四通换向阀2、室内机换热器3、室内机膨胀阀4、室外机膨胀阀5，室外机换热器6、冷却水-制冷剂换热器7、四通换向阀2、压缩机1通过管道连接而成，在室内机换热器3的外侧设有室内机风扇8，在室外机换热器6的外侧设有室外机风扇9。
所述冷却水循环系统是由水泵10、废热回收器11、发动机12、冷却水截止阀13a、冷却水-制冷剂换热器7、水泵10通过管道连接而成；在本系统中，还设有两条与冷却水-制冷剂换热器7相并联的支路一是由冷却水截止阀13b与散热器14串联而成；二是直接由冷却水截止阀13c构成。
所述控制系统由多个传感器和控制中心组成，其传感器为在室外机换热器6上设有用于检测室外机换热器6盘管温度的盘管温度传感器15；在室外机换热器6外面设有用于检测室外环境温度的温度传感器16；在发动机12出口处设置用于检测冷却水温度的冷却水温度传感器17；在压缩机1与四通换向阀2之间的管道上设有用于检测从压缩机1排出的高压高温气体压力的高压压力传感器18；以上所述传感器通过电路与控制中心相连；另外，所述供热除霜循环系统中的室外机风扇9、室内机风扇8、室内机膨胀阀4、室外机膨胀阀5，以及冷却水循环系统中的冷却水截止阀13a、13b、13c也通过电路与控制中心连接。在供热除霜循环系统的工作过程中，环境温度传感器16检测到的温度为t1、盘管温度传感器15检测到的温度为t2、冷却水温度传感器17检测到的温度为t3、高压压力传感器18检测到的压力为P，当t1、t2、t3、P及运行时间T满足一定要求(这一要求在控制中心已人为设定)时，就进行供热运行；当t1、t2、t3、P及运行时间T满足另一要求(这另一要求在控制中心也已人为设定)时，就进行除霜运行。
除霜运行是在供热除霜循环系统接到控制中心的除霜命令后开始进行，在控制中心的控制下，将关闭室外机风扇6；把室内机膨胀阀4和室外机膨胀阀5开到最大位置；发动机12达到最高转速；由于除霜运行时仍要向室内供热，所以室内机风扇8处于关闭或小转速状态；冷却水循环系统中的冷却水则只流向冷却水-制冷剂换热器7。除霜运行的具体过程如图1所示压缩机1排出高压高温气体制冷剂经过四通换向阀2，通过连接管道进入室内机换热器3，由于室内机风扇8处于偶尔关闭或小转速状态，且室内机膨胀阀4开到最大，所以气态制冷剂没有液化就通过室内机膨胀阀4，经连接管到达室外机膨胀阀5，由于室外机膨胀阀5开到最大，热的气态制冷剂进入室外机换热器6，融化附着在室外机换热器翅片表面的霜，制冷剂在室外机换热器6内液化，其液态制冷剂进入冷却水-制冷剂换热器7被冷却水加热蒸发，其气态制冷剂经四通换向阀2返回压缩机1，完成一个除霜循环。这一除霜循环是利用压缩机1作功变成的系统热量的一部分来除霜，本发明更进一步地还要通过冷却水循环系统利用发动机12所产生的废热来辅助除霜，其运行过程如下冷却水从废热回收器11和发动机12的缸体上吸热，使冷却水的温度升高，当需要除霜时，冷却水截止阀13a被打开，而冷却水截止阀13b、13c则被关闭，所以冷却水将只流向冷却水-制冷剂换热器7，由于该冷却水的温度较高，所以，加热了在室外机换热器6内液化的制冷剂，制冷剂因受热汽化并能够维持不低的压力，这样的温度压力不低的气态制冷剂经压缩机1压缩后形成高温高压气体，循环不断。在除霜运行中，室外机换热器盘管温度t2将逐渐升高，当t2升到一定值时，将结束除霜运行而进入供热运行。
供热运行时，压缩机1排出高压高温气体制冷剂经过四通换向阀2，通过连接管道进入室内机换热器3，通过室内机风扇8向室内散热，制冷剂在室内机换热器3内液化，液态制冷剂流经室内机膨胀阀4和连接管到达室外机膨胀阀5，经过室外机膨胀阀5节流后(开度不是最大位置)，高压液态制冷剂变成低压低温的气液混合状态，低压低温的制冷剂进入室外机换热器6吸热蒸发，室外机风扇9送风提供蒸发需要的热量，未完全蒸发的制冷剂进入冷却水-制冷剂换热器7被冷却水加热蒸发，气态制冷剂经四通换向阀2返回压缩机1。
在除霜运行中，控制中心将根据高压压力传感器18所检测的压力值p控制室内机风扇8的不同转速，平衡用于室内对供热量和用于除霜的热量两者的关系。
在除霜运行中冷却水截止阀13a开、13b关和13c关。在其它运行情况中，冷却水截止阀13a、13b和13c的开闭由冷却水温度传感器17所检测到的温度t3来控制，当t3＞90℃，13a关、13b开、13c关；当45℃＜t3≤90℃，13a开、13b关、13c关；当t3≤45℃，13a关、13b关、13c开。
权利要求
1.一种发动机驱动式空调机的除霜装置，其特征在于其包括一供热除霜循环系统、一冷却水循环系统和一控制系统；供热除霜循环系统通过冷却水-制冷剂换热器与冷却水循环系统相连，供热除霜循环系统和冷却水循环系统通过电路与控制系统相连。
2.根据权利要求1所述的所述发动机驱动式空调机的除霜装置，其特征在于所述的供热除霜循环系统是由压缩机、四通换向阀、室内机换热器、室内机膨胀阀、室外机膨胀阀，室外机换热器、冷却水-制冷剂换热器、四通换向阀、压缩机通过管道连接而成，在室内机换热器的外侧设有室内机风扇，在室外机换热器的外侧设有室外机风扇。
3.根据权利要求1所述的所述发动机驱动式空调机的除霜装置，其特征在于所述冷却水循环系统是由水泵、废热回收器、发动机、冷却水截止阀、冷却水-制冷剂换热器、水泵通过管道连接而成。
4.根据权利要求3所述的所述发动机驱动式空调机的除霜装置，其特征在于在所述冷却水循环系统中，设有由冷却水截止阀与散热器串联的支路与冷却水-制冷剂换热器相并联。
5.根据权利要求3所述的所述发动机驱动式空调机的除霜装置，其特征在于在所述冷却水循环系统中，设有由冷却水截止阀构成的支路与冷却水-制冷剂换热器相并联。
6.根据权利要求1所述的所述发动机驱动式空调机的除霜装置，其特征在于所述控制系统由多个传感器和控制中心组成，其传感器为在室外机换热器上设有用于检测室外机换热器盘管温度的盘管温度传感器；在室外机换热器外面设有用于检测室外环境温度的温度传感器；在发动机出口处设置用于检测冷却水温度的冷却水温度传感器；在压缩机与四通换向阀之间的管道上设有用于检测从压缩机排出的高压高温气体压力的高压压力传感器；以上所述传感器通过电路与控制中心相连。
7.根据权利要求1所述的所述发动机驱动式空调机的除霜装置，其特征在于所述供热除霜循环系统中的室外机风扇、室内机风扇、室内机膨胀阀、室外机膨胀阀，以及冷却水循环系统中的冷却水截止阀通过电路与控制中心连接。
全文摘要
本发明是一种空调机的除霜装置，特别是一种发动机驱动式空调机的除霜装置。本发明所述的发动机驱动式空调机的除霜装置，包括一供热除霜循环系统、一冷却水循环系统和一控制系统；供热除霜循环系统通过冷却水－制冷剂换热器与冷却水循环系统相连，供热除霜循环系统和冷却水循环系统通过电路与控制系统相连。本发明是对空调机的供热除霜循环系统和控制系统进行改进，并增加一冷却水循环系统，通过冷却水循环系统利用发动机所产生的废热来除霜以提高其除霜效率。
文档编号F25B47/02GK1884940SQ20051007764
公开日2006年12月27日 申请日期2005年6月22日 优先权日2005年6月22日
发明者张晓兰, 冯自平, 刘振宇, 黄冲, 宋强 申请人:海尔集团公司, 青岛海尔空调电子有限公司