专利名称：低温热泵空调的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种低温热泵空调，尤其是涉及一种进行过热度补偿，防止冷凝器结霜的低温热泵空调。
背景技术：
目前，一般的热泵空调在进入冬季制热工作时，随外界环境温度降低，制热效果迅速下降。原因是当汽液分离器中低温低压气体(气化后的制冷剂)被吸入压缩机后，经压缩机压缩，低温低压气体转变成高温高压气体，由四通阀的控制下进入制热循环。在制热循环中，高温高压气体经三通截止阀进入室内机冷凝器(制冷过程中为蒸发器)，与室内环境进行热交换，此时，高温高压气体转变成低温低压液体。低温低压液体经二通截止阀，通过毛细管(节流升压作用)的作用，使其压力提高，在蒸发器(制冷过程中为冷凝器)中，转变成气体或气液混合物，同时吸收环境热量，然后在四通阀的控制下，进入汽液分离器。完成一个制热循环，此过程反复循环，完成低温热泵空调的制热过程。在蒸发器中，低温低压液体转变成气体或气液混合物时，要吸收环境热量，当外界温度低以及湿度大时，易造成外部冷凝器结霜，使室外机换热效率降低，并且容易产生回液，长期运转容易烧压缩机。
实际运行表明，当室外空气温度在-2～7℃，而相对湿度大于50％时，冷凝器肋片盘管的结霜情况最严重。随着霜层的形成，机组的性能下降，工况恶化，制热量也将下降。其肋片盘管换热器，由于蒸发温度较低，室外温度较低，盘管表面的温度也随之下降，甚至低于0℃。当室外空气在风机驱动下流经盘管时，其所含的水分就会析出并附着于盘管表面形成霜层。空气相对湿度越大，盘管结霜就越严重。
目前热泵空调器的除霜方法一般采用改变制冷剂流向的办法。也就是说，当空调器需要除霜时，将空调器转为制冷模式运行，使室外机热交换器起冷凝器作用，此时冷媒会放出热量，利用此热量将结霜化掉。当空调器进入制热运行后，一般要连续工作50分钟后，电脑开始连续检测室外机热交换器的盘管温度，若该温度小于11℃，则空调器进入除霜运行，控制四通阀，使空调器进入制冷循环，一般除霜时间不超过8分钟。在除霜过程中，电脑将连续检测室外机热交换器的盘管温度，并从除霜开始计时，当检测到的盘管温度上升到≥10℃时或除霜的时间已经达到8分钟时，除霜就自动结束。此时压缩机也停止。经过10秒后，四通阀切换到制热位置，再经过1分钟后，空调器又进入制热状态。
中国专利CN2562113Y中采用了上述解决方案，以实现自动除霜功能。实施方法为在空气热源热泵系统基础上设置了一个化霜液体介质旁通管路，其功能是在空气热源热泵作除霜运行时，四通换向阀切换为制冷运行状态，室外热交换器内高压高温工质气体吸收管外霜层的冷量，使霜层液化。
运用目前自动除霜技术的热泵空调采用定期除霜或者定温除霜两种方式。这种除霜技术是通过四通换向阀切换使热泵进入制冷运行状态而实现的，它影响热泵整体制热效果，造成能量浪费。
发明内容
根据以上现有热泵空调除霜技术的不足，本实用新型的目的在于提出一种利用过热度补偿，防止冷凝器结霜的低温热泵空调。
本实用新型的低温热泵空调，其主要包括汽液分离器，压缩机，蒸发器和冷凝器，其特征在于还包括，一外盘管温度传感器，安装在所述的冷凝器上；一环境温度传感器，安装在所述的冷凝器的进风侧散热片附近；一加热带，设置在汽液分离器上。
本实用新型的低温热泵空调还包括一绝热保温层，其包裹在所述的汽液分离器的外层，所述的绝热保温层是由绝热保温棉组成。所述的加热带是由上加热带和下加热带组成。所述的上加热带的功率为40w，所述的下加热带的功率为25w。
使用本实用新型的低温热泵空调可以保持相对稳定的换热温差，并使其保持在1.5℃至3℃之间，从而实现低温环境下，相对湿度在80％以下的情况下冷凝器不结霜，空调始终保持的稳定制热运转过程，节省电能，制热效果好。
以下结合附图对本实用新型的低温热泵空调的实施例进行详细说明。
图1是本实用新型的低温热泵空调的系统原理图；图2是本实用新型的低温热泵空调的汽液分离器结构示意图。
图中1 三通截止阀 10 冷凝器2 汽液分离器 11 过滤器3 吸气温度传感器 12 毛细管4 压缩机 13 二通截止阀5 消声器 14 蒸发器6 排气传感器 15 内盘管传感器7 四通阀 16 下加热带8 外盘管温度传感器 17 上加热带9 环境温度传感器 18 绝热保温棉具体实施方式
本实用新型的低温热泵空调，一般用于风冷式低温热泵空调，其室外机为直流变频一拖一统一外机，它的内机可以与壁挂机，吊落机，卡式机，嵌入机等自由匹配，一般2P外机采用毛细管节流，3P及其以上的外机采用膨胀阀节流，它与其他一般热泵空调的不同之处在于，该热泵空调的汽液分离器上增加了加热带和绝热保温棉，并在室外机电脑板内增加了对加热带的开关与负荷控制。加热带通过连接弹簧环绕在汽液分离器的中下部，加热带的使用可以提高压缩机的吸气温度，补偿通过换热器没有实现的足够的过热度，同时有利于汽液分离器的工作。绝热保温棉的使用保证加热带产生的热量对汽液分离器进行有效的加热，防止热量向外散失。
以下结合附图做出进一步说明。
图1是本实用新型的低温热泵空调的系统原理图。参见图1，本实用新型的低温热泵空调的相关部件包括，汽液分离器2的排气口与压缩机4的进气口相连，压缩机4的排气口经四通阀7、三通截止阀1与蒸发器14的进气口相连，蒸发器14的出液口经二通截止阀13、毛细管12、过滤器11与冷凝器10的进液口相连，冷凝器10的出气口经四通阀7与汽液分离器2进气口相连。吸气温度传感器3位于焊在吸气管上的套管里，外盘管温度传感器8位于冷凝器10的中部，内盘管传感器15位于蒸发器14中部，环境温度传感器9位于冷凝器10进风侧散热片附近。
在制热过程中，汽液分离器2中的低温低压气体(气化后的制冷剂)被吸入压缩机4后，经压缩机4压缩，低温低压气体转变成高温高压气体，在四通阀7的控制下，进入制热循环。在制热循环中，低温低压气体经三通截止阀1进入室内机蒸发器14(制热过程中为冷凝器)，在室温下，高温高压气体转变成低温低压液体，同时放出热量，使室内温度得到提高。然后，与环境进行热交换后的低温低压液体经二通截止阀13，通过毛细管12(节流升压作用)的作用，使其压力提高，在冷凝器10(制热过程中为蒸发器)中，转变成气体或气液混合物，同时吸收环境热量，在四通阀7的控制下，进入汽液分离器2，此过程反复循环，完成制热过程。在外部冷凝器10(制热过程中为蒸发器)中，低温低压液体转变成气体或气液混合物时，要吸收环境热量，当外界温度低以及湿度大时，易造成外部冷凝器10结霜，使室外机换热效率降低。
图2是本实用新型的低温热泵空调的汽液分离器结构示意图。参见图2，本实用新型的低温热泵空调的汽液分离器2，其外周边加热带，分为上加热带17和下加热带16，其中上加热带17环绕在汽液分离器2的中部，下加热带16环绕在汽液分离器2的下部。汽液分离器2的外周缘包裹有绝热保温棉18。当外部冷凝器10上结霜时，汽液分离器2上的加热带16与17开始工作，提高汽液冷凝器2的吸气温度，并在绝热保温棉18的作用下，保证加热带产生的热量不散失。
在本实用新型的低温热泵空调的制热过程中，由室外机电脑板通过检测冷凝器盘管温度Tg，室外环境温度Th来自动调节加热带的开关与负荷。冷凝器盘管温度Tg和室外环境温度Th是分别通过外盘管温度传感器8和环境温度传感器9来检测的。在制热模式下，当Th≤2℃，且Th-Tg＞1.5℃时，控制汽液分离器2的加热带开启，Th-Tg≤1.5℃时，汽液分离器2的加热带关闭。本实用新型中，汽液分离器2采用上下双加热带控制，其中下加热带16功率大概在40W，上加热带17功率大概在25W。运行过程中，根据Th-Tg的范围进行加热带的控制，当1.5≤Th-Tg≤5℃时，只开启上加热带17，当Th-Tg＞5℃时，上下加热带全部开启，当Th-Tg＜1.5℃时，上下加热带全部关闭。总之，通过对上下加热带的开关和负荷控制，控制相对稳定的换热温差(1.5℃＜Th-Tg≤3℃)，从而实现低温环境下，相对湿度在80％以下冷凝器10不结霜，空调始终保持的稳定制热运转过程。
权利要求1.一种低温热泵空调，其主要包括汽液分离器(2)，压缩机(4)，蒸发器(14)和冷凝器(10)，其特征在于还包括一外盘管温度传感器(8)，安装在所述的冷凝器(10)上；一环境温度传感器(9)，安装在所述的冷凝器(10)的进风侧散热片附近；一加热带，设置在汽液分离器(2)上。
2.如权利要求1所述的低温热泵空调，其特征在于还包括一绝热保温层，其包裹在所述的汽液分离器(2)的外层。
3.如权利要求2所述的低温热泵空调，其特征在于所述的绝热保温层是由绝热保温棉组成。
4.如权利要求1所述的低温热泵空调，其特征在于所述的加热带是由上加热带(17)和下加热带(16)组成。
5.如权利要求4所述的低温热泵空调，其特征在于所述的上加热带(17)的功率为40w，所述的下加热带(16)的功率为25w。
专利摘要本实用新型是一种低温热泵空调，其主要包括汽液分离器，压缩机，蒸发器和冷凝器，安装在所述的冷凝器上的外盘管温度传感器，安装在所述的冷凝器的进风侧散热片附近的环境温度传感器，设置在汽液分离器上的上加热带和下加热带，包裹在所述的汽液分离器的外层的绝热保温层。在该低温热泵空调的制热过程中，通过对制冷剂进行过热度补偿的方法来实现冷凝器的不结霜运行。使用本实用新型的低温热泵空调可以保持相对稳定的换热温差，并使其保持在1.5℃至3℃之间，从而实现低温环境下，相对湿度在80％以下的情况下冷凝器不结霜，空调始终保持的稳定制热运转过程，节省电能，制热效果好。
文档编号F25B47/00GK2809531SQ20052011069
公开日2006年8月23日 申请日期2005年6月27日 优先权日2005年6月27日
发明者张晓兰, 赵振立, 崔国宝 申请人:海尔集团公司, 青岛海尔空调电子有限公司