高速除霜型热泵制造技术

本发明专利技术涉及一种高速除霜型热泵，其具有由压缩机（１１）、四通阀（２１）、内部热交换器（１２）、膨胀阀（２３，２４）以及外部热交换器（１３）形成的闭循环以通过四通阀（２１）切换制冷剂循环方向进行制冷和制热操作，其中连接在压缩机（１１）和四通阀（２１）之间的制冷剂管道上布置有三通阀（２２），并且从三通阀（２２）分叉出支路管（３１）以连接于在膨胀阀（２４）和外部热交换器（１３）之间连接的制冷剂管道，从而通过控制三通阀（２２），使得从压缩机（１１）排放出的热气经由支路管（３１）导至外部热交换器。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种安装有高速除霜装置的高速高效除霜的热泵，其中，压 縮机、四通阀、内部热交换器、膨胀阀以及外部热交换器形成闭循环，从而 通过四通阀切换制冷剂的循环方向进行制冷和制热操作。
技术介绍
通常，当热泵用于制热时，制冷剂循环表现为由压縮机、冷凝器、膨胀 阀以及蒸发器形成的闭循环，其中，所述压縮机用于将制冷剂压縮至高温高 压，所述冷凝器用于通过室内散热将从压縮机排放出来的高温高压的制冷剂 冷凝成液态，所述膨胀阀用于通过节流作用将从冷凝器中排放出来的液态制 冷剂膨胀至低压，所述蒸发器用于通过室外吸热将节流后的制冷剂蒸发成气 态。此外，众所周知，当制冷剂循环反向进行时，热泵能够用于制冷，因而， 作为采用四通阀的单一设备，所述热泵能够选择地进行制冷或制热操作，从 而可以有效地利用有限的空间。因此，近来，热泵在本领域非常流行。但是，根据该热泵，其在冬天进行制热操作时，作为蒸发器的外部热交 换器的表面温度设置得比室外空气的露点温度低，从而在外部热交换器的表 面会产生冰霜。如果冰霜淤积，使得空气流动不畅，会导致室外空气与制冷 剂之间的热交换变差，从而降低热泵的性能。此外，因为基于蒸发压力下降，吸收在压縮机上的制冷剂的比容变大， 因而压縮效率会变低并且排放温度会急剧增大，从而会造成压縮机损坏。因此，为防止此类问题，应该在特定条件下或特定时间内进行除霜操作。 在传统实践中已存在热气支路除霜操作。图1显示采用热气支路进行除霜操作的传统热泵(在韩国技术注册No. 20-0284796中公开)，下面将描述该热泵的大概结构。如图所示，压縮机11的排放线路通过四通阀21连接于作为冷凝器的内 部热交换器12，并且用于排放制冷剂的冷凝器12的出口连接于外部热交换 器13。外部热交换器13的出口连接于向压縮机供应制冷剂的压縮机11的进 □。在内部热交换器12和外部热交换器13之间设置有膨胀阀4，该膨胀阀 4用于通过节流作用将从内部热交换器12排放出来的高温高压的液态制冷 剂膨胀至低压，从而使得制冷剂易于蒸发，并且在膨胀阀4的进口处布置有 贮液器43，该贮液器43用于仅将液态制冷剂供给至膨胀阀4。为进行除霜操作，支路管31的一端连接在压縮机11的出口和四通阀21 之间，并且支路管31的另一端连接在外部热交换器13和膨胀阀4之间，同 时通过热气控制阀3进行控制。此外，在四通阀21和内部热交换器12之间 布置有控制阀1，在贮液器43和膨胀阀4之间布置有控制阀2，控制阀1和 2用作打开和关闭制冷剂管道的结构。参照如上所述循环的除霜操作，如果在内部热交换器12处的控制阀1 和2关闭、热气控制阀3打开的状态下于特定时间段内进行除霜操作，高温 高压的热气会被导至外部热交换器13，导致外部热交换器13的温度升高， 从而除去形成在外部热交换器13外部的霜或冰。在完成除霜操作后，开始 在控制阀1和2打开、热气控制阀3关闭的状态下进行正常运转，从而回到 正常的热泵循环。顺便说明一下，传统热泵的热气支路除霜循环存在下列问题第一，根据具有热气支路除霜循环的传统热泵，在制热操作过程中，未 完全蒸发的液态制冷剂会在外部热交换器13的内部(即在蒸发器的内部) 残留少许，从而它们会因自身重力积存在蒸发器的下管道内，其积存量高达蒸发器管道容积的约20%。此外，根据具有热气支路除霜循环的传统热泵，通过采用单独的管道将 热气导至蒸发器，在此情形下，即使将高达100%量的从压縮机排放出来的 热气旁通至蒸发器，积存在蒸发器下管道内的液态制冷剂也仅在其与热气接 触的顶部部分才会少量蒸发，从而积存在下管道的下侧内的、与热气不接触 的液态制冷剂仍然保持液态。因此，热气仅与积存在部分蒸发器管道上的制 冷剂进行热交换，然后便再循环回压縮机。通常情形下，在除霜操作过程中，从蒸发器13再循环回压縮机11的热 气会与积存在蒸发器13内的制冷剂充分地进行热交换，从而该热气的温度 和压力应当降低。但是，如上所述，因为100%数量的、已经旁通至蒸发器的高温高压的 热气仅能与积存在部分蒸发器管道上的制冷剂进行热交换，所以热交换操作 进行得不完全，从而不理想地妨碍了热气温度和压力充分降低。从蒸发器再循环回压縮机的热气超过适当的压力，因此，如果通过压縮 机11再压縮，产生的过高压力对压縮机形成影响，从而使得压縮机发生故 障。因而，根据具有热气支路除霜循环的传统热泵，理论上，高温高压的热 气会达到100%数量地旁通至蒸发器，但实际上，当考虑其稳定操作时，旁 通至蒸发器的热气量的范围仅在20%-30%之间，这当然会带来除霜效率大大 降低的缺点。第二，因为旁通至蒸发器的热气量的范围仅在如上所述的20%-30%之 间，所以传统热泵的除霜效率较低。因此，为实现成功的除霜操作，除霜操 作应进行相对长的时间。通常，在传统热泵中，成功的除霜操作要进行5-10分钟或更长时间， 其取决于积霜量。在除霜操作过程中，制热操作停止，这会产生另一问题室内温度会变得大大低于适当值，从而在除霜操作尚未完全结束的状态下不 可避免地要再次启动制热操作以保持适当的室内温度。因此，积存在外部热交换器13下管道内的液态制冷剂不能完全蒸发，从而，仍会有特定量的形成在下管道外表面上的霜或冰残存其上，并且不能 完全去除。如果在外部热交换器13下管道端仍然残留有冰霜的状态下反复进行不 完全的除霜操作，冰霜会堆积。结果，堆积的冰霜会不理想地堵塞外部热交 换器13的管道，这会封闭气流通道，从而导致不能制热的状态。第三，在如上所述的具有热气支路除霜循环的传统热泵中，于液态制冷 剂在外部热交换器13的下管道内积存的状态下，外部热交换器13和内部热 交换器12之间会产生制冷剂量的差异。在此状态下，如果除霜操作完成并 回到制热操作，外部热交换器13内的制冷剂会在液态下流进压縮机ll，因 而，在压縮机ll内会发生液压縮，从而使得压縮机ll容易发生故障。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的是提供一种高速除霜型热泵，该高速除霜型热泵在 除霜操作过程中能够使热气旁通达到100%的量，从而能够高速进行除霜操 作，并且依照该除霜操作能够极大地减少制热停止的时间。根据本专利技术，提供一种高速除霜型热泵，该高速除霜型热泵在具有热气 支路除霜循环的除霜操作中，将热气平均供给至外部热交换器13的全部管 道上，从而完全蒸发存在于外部热交换器管道内的液态制冷剂，并将在外部 热交换器上进行热交换之后再次从压縮机流出的热气保持在适当的温度和 压力下。根据本专利技术，通过以上结构，在除霜操作过程中旁通至蒸发器的热气达 到100%的量，同时解决了传统问题即因在制热操作过程中液态制冷剂积存在蒸发器的下管内而进行除霜仅在蒸发器的下部进行。如上所述，根据本专利技术，在除霜操作过程中，高温高压的热气旁通达到 100%的量以蒸发热交换器外表面的霜和存在于下管内的液态制冷剂，从而 高效地实现热交换和降压。因而，在与外部热交换器进行热交换后，比起在传统实践中旁通达到100%量的热气，流进压縮机ll的热气具有较低的温度和压力，根据除霜操 作的测试结果，热气的低压范围稳定在4KPa-6KPa之间，其高压范围稳定在 10KPa-15KPa之间。因此，本专利技术的高速除霜型热泵能够极大地减少压縮机故障，该故障为 在传本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高速除霜型热泵，其中，制冷剂在由压缩机（１１）、四通阀（２１）、内部热交换器（１２）、膨胀阀（２３，２４）以及外部热交换器（１３）形成的闭循环中循环，以通过四通阀（２１）切换制冷剂循环方向来进行制冷和制热操作，该高速除霜型热泵包括：　 　三通阀（２２），该三通阀（２２）布置在连接于压缩机（１１）和四通阀（２１）之间的制冷剂管道上；以及　支路管（３１），该支路管（３１）从三通阀（２２）分叉出来并连接到在膨胀阀（２４）和外部热交换器（１３）之间连接的制冷剂管道上；　 　从而在三通阀（２２）的控制下，将从压缩机（１１）排放出的热气经过支路管（３１）导至外部热交换器。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：朴椿璟，
申请(专利权)人：快白技术有限公司，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]