空气能热水器的除霜装置及其除霜方法与流程

本发明涉及一种除霜装置，特别涉及一种空气能热水器的除霜装置及其除霜方法，属于空气能热水器除霜技术领域。

背景技术：

空气能热泵热水器在低温状态下运行制热，室外运行环境恶劣，当室外换热器(制热时起蒸发器作用)表面温度低于空气露点温度且小于0℃时，室外换热器表面会结霜，影响制热效果和运行，霜与冰的形成和影响因素比较复杂，国内外关于常压下结霜的传热传质性能的研究已经比较多。

目前，国内的热泵系统除霜方式主要有以下几种方式：热气旁通除霜、电加热化霜、自然停机化霜、四通阀换向化霜等。其中四通阀换向化霜技术是系统采用四通阀换向的功能，使蒸发器和冷凝器调换，这样，系统就可以从热水中吸收热量，连同压缩机的输入功率，一起用于蒸发器的化霜。

四通阀除霜方式是比较合理的，然而中国博大地广，从南到北，区域复杂，环境极为复杂，相同的设置，寒冷或较为干燥的地区，则会监控不良，无霜化霜，白白浪费电能。在高湿地区，霜层厚实，结霜迅速，导致空气流量降低，从而增大了空气侧对流换热热阻。

技术实现要素：

本发明目的之一是提供一种空气能热水器的除霜装置，通过对多个温度信号的实时采样与判别，精确控制化霜进入状态与结束状态。

本发明的另一目的是提供一种空气能热水器的除霜装置的除霜方法。

本发明采用的具体技术方案为：

一种空气能热水器的除霜装置，包括压缩机、冷凝器和蒸发器，所述压缩机的一端通过排气管与所述冷凝器连接，所述冷凝器连接出液管，所述出液管连接蒸发器，所述蒸发器通过低压管与压缩机连接，在所述冷凝器与蒸发器之间的出液管上设置有红外加热器，所述红外加热器连接控制板，所述控制板分别连接环境温度传感器、水箱温度传感器、回气管温度传感器和蒸发器温度传感器，所述环境温度传感器设置在整个除霜装置的外部，所述水箱温度传感器设置在水箱内，所述回气管温度传感器设置在压缩机的回气管内，所述蒸发器温度传感器设置在蒸发器内，所述控制板内部设置有控制芯片。

进一步的，在所述冷凝器与所述红外加热器之间的出液管上设置一段毛细管。

其中，所述压缩机用于将低温低压气体转换成高温高压气。

所述排气管用于将高温高压气体输送至冷凝器。

所述冷凝器通过风机和铝翅片把高温热量排出外面。

所述出液管将高压液体送至毛细管，经所述细管节流成为低温低压气体。

所述蒸发器从环境中吸收热量。

所述低压管将经吸热后的气体输送至储液灌气液分离。

进一步的，所述红外加热器包括发热体，所述发热体为圆柱体，内部设置有通孔，所述通孔的一端设置在发热体的顶端，所述通孔的另一端设置在所述发热体底部的侧壁上，所述通孔内安装紫铜管，围绕所述紫铜管的外壁设置绝缘层，围绕所述绝缘层外壁设置多个加热体，围绕所述加热体四周在所述的发热体内设置保温层。

所述绝缘层为铜管提供60伏的电气安全保护。

所述紫铜管将节流的工质输送至蒸发器。

所述加热体为60伏的电力为防结霜除霜提供热源。

所述保温层保护加热体的无效散热。

进一步的，所述发热体外壁设置有防护层。

所述防护层为发热体提供防雨防碰保护。

进一步的，所述蒸发器与压缩机之间设置有储液罐，用于备用和除存过多的油。

一种空气能热水器的除霜装置的除霜方法：

所述环境温度传感器、环境湿度传感器、回气温度传感器和蒸发器温度传感器分别将环境温度、环境湿度、回气温度和蒸发器温度通过信号传递给控制板，所述控制板根据预设的判别模式控制红外加热器的加热状态。

所述的预设的判别模式为：

进入化霜状态的条件：

-1℃≤环境温度≤20℃时，

满足以下两种情况之一：

a.水箱温度≤40℃,且盘管温度≤-4℃；

b.水箱温度＞40℃，且盘管温度≤-3℃；

且压缩机累计运行45分钟，且连续运行30分钟；

或者当-4℃≤环境温度＜-1℃时，

满足以下两种情况之一：

a.水箱温度≤40℃，且盘管温度≤-5℃；

b.水箱温度＞40℃，且盘管温度≤-4℃；

且压缩机累计运行45分钟，且连续运行30分钟；

或者环境温度≤-5℃时，

满足以下两种情况之一：

a.水箱温度≤40℃，且盘管温度≤-8℃；

b.水箱温度＞40℃，且盘管温度≤-6℃；

且压缩机累计运行45分钟，且连续运行30分钟；

退出化霜状态的条件：

化霜时间满8分钟，或者化霜时间满3分钟，且盘管温度≥12℃；或者盘管温度≥22℃；或者化霜时出现高压或排气保护。

本发明的优点为：

本发明通过在冷凝器与蒸发器之间的出液管上设置有红外加热器，每一瓦都通过压缩机的回气管吸入压缩机提高压缩机的排气温度加快水箱的加热，根据预测空气能热水器的热效率将被提高28％；由于取消了原有的四通阀模式，因此节省了约40％的系统管路，并消除了四通阀泄漏的隐患，系统更加稳定高效；由于四通阀的取消，系统工艺大大的得到简化，生产效率与质量也得到大幅度的提高。

附图说明

图1为本发明的结构示意图，

图2为红外加热器的结构示意图，

图中，1-压缩机，2-冷凝器，3-蒸发器，4-排气管，5-出液管，6-低压管，7-红外加热器，71-发热体，72-通孔，73-紫铜管，74-绝缘层，75-加热体，76-保温层，77-防护层，8-毛细管，9-储液罐。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

如图1所示，一种空气能热水器的除霜装置，包括压缩机1、冷凝器2和蒸发器3，压缩机1的一端通过排气管4与冷凝器2连接，冷凝器2连接出液管5，出液管5连接蒸发器3，蒸发器3通过低压管6与压缩机1连接，在冷凝器2与蒸发器3之间的出液管5上设置有红外加热器7，红外加热器7连接控制板，控制板分别连接环境温度传感器、水箱温度传感器、回气管温度传感器和蒸发器温度传感器，环境温度传感器设置在整个除霜装置的外部，水箱温度传感器设置在水箱内，回气管温度传感器设置在压缩机的回气管内，蒸发器温度传感器设置在蒸发器内，控制板内部设置有控制芯片。

在冷凝器2与红外加热器7之间的出液管5上设置一段毛细管8。

如图2所示，红外加热器7包括发热体71，发热体71为圆柱体，内部设置有通孔72，通孔72的一端设置在发热体71的顶端，通孔72的另一端设置在发热体71底部的侧壁上，通孔72内安装紫铜管73，围绕紫铜管73的外壁设置绝缘层74，围绕绝缘层74外壁设置多个加热体75，围绕加热体75四周在发热体71内设置保温层76，发热体71外壁设置有防护层77。

蒸发器3与压缩机1之间设置有储液罐9，用于备用和除存过多的油。

本发明的除霜方法为：环境温度传感器、环境湿度传感器、回气温度传感器和蒸发器温度传感器分别将环境温度、环境湿度、回气温度和蒸发器温度通过信号传递给控制板，控制板根据预设的判别模式控制红外加热器7的加热状态。

其中，预设的判别模式为：

进入化霜状态的条件：

-1℃≤环境温度≤20℃时，

满足以下两种情况之一：

a.水箱温度≤40℃,且盘管温度≤-4℃；

b.水箱温度＞40℃，且盘管温度≤-3℃；

且压缩机累计运行45分钟，且连续运行30分钟。

或者当-4℃≤环境温度＜-1℃时，

满足以下两种情况之一：

a.水箱温度≤40℃，且盘管温度≤-5℃；

b.水箱温度＞40℃，且盘管温度≤-4℃；

且压缩机累计运行45分钟，且连续运行30分钟。

或者环境温度≤-5℃时，

满足以下两种情况之一：

a.水箱温度≤40℃，且盘管温度≤-8℃；

b.水箱温度＞40℃，且盘管温度≤-6℃；

且压缩机累计运行45分钟，且连续运行30分钟。

退出化霜状态的条件：

化霜时间满8分钟，或者化霜时间满3分钟，且盘管温度≥12℃；或者盘管温度≥22℃；或者化霜时出现高压或排气保护。

最后应说明的是：以上所述的实施例仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或全部技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。