專利名稱：掃描除霜式空氣源燃氣熱泵的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種利用天然氣發(fā)動機驅動的空氣源燃氣熱泵，特別是在戶外進入超 低溫-12度條件下，仍能無須停機即可除霜的空氣源燃氣熱泵，屬于空調技術及節(jié)能領域。
背景技術：
現(xiàn)有的空氣源燃氣熱泵，主要由燃氣發(fā)動機、氟利昂壓縮機、四通閥、戶內換熱器、 節(jié)流閥和戶外換熱器組成，燃氣發(fā)動機使用天然氣為能源，驅動氟利昂壓縮機工作(也可先 驅動發(fā)電機工作，再用發(fā)電機發(fā)的電驅動氟利昂壓縮機工作)，燃氣發(fā)動機的排煙口經(jīng)排氣 管排出室外，當四通閥處于對室內制熱位置時，氟利昂壓縮機的輸出端經(jīng)四通閥、室內換熱 器、節(jié)流閥與室外換熱器連接，室外換熱器的另一端與氟利昂壓縮機的輸入端連接，此時的 室內換熱器起冷凝器作用，冷凝的氟利昂液經(jīng)節(jié)流器降壓，節(jié)流后的氟利昂在室外換熱器 中蒸發(fā)并從大氣中吸熱，所產(chǎn)生的低壓氟利昂蒸汽經(jīng)四通閥的引導被壓縮機的輸入端吸 入，完成循環(huán)，即可把室外較低溫度空氣中的熱量泵到室內以保證采暖的需要。夏天將四通 閥處于對室內制冷位置，使室外的換熱器作為冷凝器，室內的換熱器成為蒸發(fā)器，即可把室 內的熱量泵到室外的大氣中以保證室內降溫的需要。因其能量利用率高，是一種節(jié)能環(huán)保 型冷暖供應裝置。這種裝置在夏天工作時沒有什么問題，而問題是在冬季，特別是戶外溫度降到5°C 以下時，因為要保證能從大氣中吸熱，所以此時戶外換熱器的傳熱面溫度必須降到0°c或 甚至更低，當空氣流過低于0°c的傳熱面時，空氣中的水份就將在傳熱表面上結霜，此霜層 不但使傳熱量減少，而且由于空氣側通道的間隙都很窄小，只有1. 5-2. 5mm，結霜層將會嚴 重堵塞空氣通道，從而使蒸發(fā)壓力進一步下降，不但供熱量大大下降，而且最后被迫自動仃 機。傳統(tǒng)上為解決此一問題所采用的方式主要有兩種，第一種是利用四通閥改變機組的工 況，實際是切換到夏季工況把室內的熱量泵到室外的換熱器，使其成為冷凝器，從而發(fā)熱融 霜，融霜之后再轉回到冬季制熱工況；第二種辦法是在制造時就在室外的換熱器傳熱面中 嵌入電加熱元件，當結霜達到一定程度后自動停機并接通電熱元件加熱以融霜。但不論哪 一種方式，制熱過程都必須停下來，而且都要為融霜而消耗額外的電能。這種額外電能的消 耗會占到制熱過程電耗的10%。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是為了解決上述現(xiàn)有空氣源燃氣熱泵在冬季工作時需要經(jīng)常停機 進行融霜的問題，設計一種能在低氣溫條件下不停機即可融霜而正常工作的結構簡單合 理，直接利用燃氣發(fā)動機排出的高溫煙氣對室外換熱器結霜的傳熱表面輪流進行局部融霜 的掃描除霜式空氣源燃氣熱泵。本發(fā)明的基本構思在于利用燃氣發(fā)動機排出的高溫煙氣(其溫度可高達 300-400° C)進行除霜。但因該煙氣流量遠小于流經(jīng)其戶外換熱器的空氣流量，想利用煙氣 熱量對戶外換熱器結霜的傳熱表面全部加熱而防止結霜是根本行不通的。經(jīng)進一步研究發(fā)
3現(xiàn)，戶外蒸發(fā)器的迎面風速不是太高，一般為1. 5—3m/s，所以在融霜之后，可以維持一小時 左右的制熱周期。如果在接近換熱器迎風面上安裝一個面積較小的可以沿換熱器迎風面循 環(huán)移動的噴射煙氣的煙氣掃描除霜裝置，用全部高溫煙氣直接沖刷此局部傳熱面，此時除 霜傳熱溫差是結霜傳熱溫差的百倍，而且可以適當設計煙氣出口流速也高于空氣流經(jīng)換熱 器的流速，即可使融霜的總傳熱能力將數(shù)百陪于結霜速度之上。同時在結構設計上使這種 沖刷的循環(huán)周期遠小于其常規(guī)融霜后能正常工作的周期，就能將傳熱面上只積存有極少量 的霜迅速被融解吹走，而這種除霜完全可以在不停機的情況下進行，所以能徹底底解決了 現(xiàn)有的空氣源燃氣熱泵需要經(jīng)常停機融霜的難題。本發(fā)明的掃描除霜式空氣源燃氣熱泵，其結構包括燃氣發(fā)動機、氟利昂壓縮機、四 通閥、戶內換熱器、節(jié)流閥和戶外換熱器，還包括煙氣三通閥和煙氣掃描除霜裝置，所述煙 氣掃描除霜裝置是一個面積較小的可以沿戶外換熱器迎風面循環(huán)移動的向戶外換熱器結 霜的傳熱表面噴射煙氣的裝置，煙氣三通閥的輸入端與燃氣發(fā)動機的排煙口連接，煙氣三 通閥的一個輸出端經(jīng)煙氣管與煙氣掃描除霜裝置的進氣端連接，煙氣三通閥的另一個輸出 端經(jīng)煙氣管排出室外或經(jīng)換熱水箱后排出室外。上述煙氣掃描除霜裝置可以設計成多種結構，對于戶外換熱器為圓形室外換熱器 時，其煙氣掃描除霜裝置可相應設計成旋轉型掃描除霜裝置，其一種結構包括支撐管和頂 管設有轉動座的Π型轉動噴氣管，所述支撐管固裝在圓形室外換熱器的中心，Π型轉動噴 氣管經(jīng)轉動座安裝在支撐管的頂端，Π型轉動噴氣管的兩個垂管吊裝在圓形室外換熱器的 外側，垂管內側設有噴氣孔，噴氣孔經(jīng)垂管和頂管與支撐管上端連通，支撐管下端為煙氣掃 描除霜裝置的進氣端。對于戶外換熱器為平板型換熱器時，其煙氣掃描除霜裝置可相應設計成平面移動 式掃描除霜裝置，其一種結構包括支撐管、肘接式伸縮管、噴氣管和線性往復裝置，所述線 性往復裝置裝在平板型換熱器上方，噴氣管橫向安裝在線性往復裝置上，噴氣管下方設有 噴氣孔，肘接式伸縮管的一端經(jīng)肘關節(jié)與噴氣管連通，肘接式伸縮管的另一端經(jīng)肘關節(jié)與 支撐管前端連通，支撐管后端為煙氣掃描除霜裝置的進氣端。上述線性往復裝置包括電機、絲桿、內絲滑塊和支架，支架安裝在平板型換熱器的 外框上，絲桿水平安裝在支架兩端，電機驅動絲桿正轉或反轉，內絲滑塊裝在絲桿上，噴氣 管安裝在內絲滑塊上。為了凈化煙氣，可在支撐管內裝有煙氣凈化瓷環(huán)。本發(fā)明的掃描除霜式空氣源燃氣熱泵，利用燃氣發(fā)動機排出的高溫煙氣對戶外換 熱器進行局部循環(huán)掃描式快速融霜，從而使空氣源燃氣熱泵能夠在低溫或超低溫條件下不 停機即可融霜而正常工作，徹底底解決了現(xiàn)有的空氣源燃氣熱泵需要經(jīng)常停機融霜的難 題。且無融霜能耗損失。是現(xiàn)有的空氣源燃氣熱泵的升級產(chǎn)品。


附圖1是本發(fā)明的一種結構示意圖中的1是燃氣發(fā)動機，2是氟利昂壓縮機，3是四通閥，4是戶內換熱器，5是戶內風 機，6是節(jié)流閥，7是戶外換熱器，8是戶外風機，9是Π型轉動噴氣管，10是支撐管，11是煙 氣凈化瓷環(huán)，12是轉動座，13是垂管，14是煙氣三通閥。
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附圖2是附圖1中的A-A向視附圖3是本發(fā)明的一種平面移動式掃描除霜裝置的結構示意圖； 圖中的20是肘接式伸縮管，21是噴氣管，22是平板型換熱器，23是絲桿，24是內絲滑 塊，25是支架，26是電機。
具體實施例方式參見附圖1，本發(fā)明的掃描除霜式空氣源燃氣熱泵，包括燃氣發(fā)動機1、氟利昂壓 縮機2、四通閥3、戶內換熱器4、節(jié)流閥6和戶外換熱器7，還包括煙氣三通閥14和煙氣掃 描除霜裝置，所述煙氣掃描除霜裝置是一個面積較小的可以沿戶外換熱器迎風面循環(huán)移動 的向戶外換熱器結霜的傳熱表面噴射煙氣的裝置，煙氣三通閥14的輸入端與燃氣發(fā)動機1 的排煙口連接，煙氣三通閥14的一個輸出端經(jīng)煙氣管與煙氣掃描除霜裝置的進氣端連接， 煙氣三通閥14的另一個輸出端經(jīng)煙氣管排出室外或經(jīng)換熱水箱后排出室外。低溫除霜時， 將煙氣三通閥14置于圖1中的位置即可，如無霜可除時，可將煙氣三通閥14置于將煙氣管 排出室外或經(jīng)換熱水箱后排出室外的位置。上述煙氣掃描除霜裝置可以設計成多種結構，對于戶外換熱器為圓形室外換熱器 時，其煙氣掃描除霜裝置可相應設計成旋轉型掃描除霜裝置，其一種結構包括支撐管10和 頂管設有轉動座12的π型轉動噴氣管，所述支撐管10固裝在圓形室外換熱器7的中心， Π型轉動噴氣管經(jīng)轉動座12安裝在支撐管10的頂端，Π型轉動噴氣管的兩個垂管13吊 裝在圓形室外換熱器7的外側，垂管13內側設有噴氣孔，垂管13經(jīng)轉動座12與支撐管10 上端連通，支撐管10下端為煙氣掃描除霜裝置的進氣端。其結構參見附圖1和附圖2，Π 型轉動噴氣管可用電機驅動繞支撐管10轉動，電機驅動可用多種常見方式實現(xiàn)，也就未在 圖中畫出。對于戶外換熱器為平板型換熱器時，其煙氣掃描除霜裝置可相應設計成平面移動 式掃描除霜裝置，其一種結構包括支撐管10、肘接式伸縮管20、噴氣管21和線性往復裝置， 所述線性往復裝置裝在平板型換熱器22上方，噴氣管21橫向安裝在線性往復裝置上，噴氣 管21下方設有噴氣孔，肘接式伸縮管20的一端經(jīng)肘關節(jié)與噴氣管21連通，肘接式伸縮管 20的另一端經(jīng)肘關節(jié)與支撐管10前端連通，支撐管10后端為煙氣掃描除霜裝置的進氣端。上述線性往復裝置包括電機26、絲桿23、內絲滑塊24和支架25，支架25安裝在平 板型換熱器22的外框上，絲桿23水平安裝在支架25兩端，電機26驅動絲桿23正轉或反 轉，內絲滑塊24裝在絲桿23上，噴氣管21安裝在內絲滑塊24上。工作時，內絲滑塊帶動 噴氣管沿絲桿作往復運動，即可將高溫煙氣以局部循環(huán)掃描方式向戶外換熱器結霜的傳熱 表面噴射而除霜。調整理電機轉速即可方便的調整噴氣管的掃描整理度，以實現(xiàn)最佳除霜 效果。為了凈化煙氣，可在支撐管10內裝有煙氣凈化瓷環(huán)11。使噴向戶外換熱器的煙氣 更為清潔，經(jīng)長期工作后，可將污染的瓷環(huán)取出即可方便的清潔去污。
權利要求
1.一種掃描除霜式空氣源燃氣熱泵，包括燃氣發(fā)動機、氟利昂壓縮機、四通閥、戶內換 熱器、節(jié)流閥和戶外換熱器，其特征在于還包括煙氣三通閥和煙氣掃描除霜裝置，所述煙氣 掃描除霜裝置是一個面積較小的可以沿戶外換熱器迎風面循環(huán)移動的向戶外換熱器結霜 的傳熱表面噴射煙氣的裝置，煙氣三通閥的輸入端與燃氣發(fā)動機的排煙口連接，煙氣三通 閥的一個輸出端經(jīng)煙氣管與煙氣掃描除霜裝置的進氣端連接，煙氣三通閥的另一個輸出端 經(jīng)煙氣管排出室外或經(jīng)換熱水箱后排出室外。
2.如權利要求1所述的掃描除霜式空氣源燃氣熱泵，其特征在于所述煙氣掃描除霜裝 置包括支撐管和頂管設有轉動座的Π型轉動噴氣管，所述支撐管固裝在圓形室外換熱器 的中心，Π型轉動噴氣管經(jīng)轉動座安裝在支撐管的頂端，Π型轉動噴氣管的兩個垂管吊裝 在圓形室外換熱器的外側，垂管內側設有噴氣孔，垂管經(jīng)轉動座與支撐管上端連通，支撐管 下端為煙氣掃描除霜裝置的進氣端。
3.如權利要求1所述的掃描除霜式空氣源燃氣熱泵，其特征在于所述煙氣掃描除霜裝 置包括支撐管、肘接式伸縮管、噴氣管和線性往復裝置，所述線性往復裝置裝在平板型換熱 器上方，噴氣管橫向安裝在線性往復裝置上，噴氣管下方設有噴氣孔，肘接式伸縮管的一端 經(jīng)肘關節(jié)與噴氣管連通，肘接式伸縮管的另一端經(jīng)肘關節(jié)與支撐管前端連通，支撐管后端 為煙氣掃描除霜裝置的進氣端。
4.如權利要求3所述的掃描除霜式空氣源燃氣熱泵，其特征在于所述線性往復裝置包 括電機、絲桿、內絲滑塊和支架，支架安裝在平板型換熱器的外框上，絲桿水平安裝在支架 兩端，電機驅動絲桿正轉或反轉，內絲滑塊裝在絲桿上，噴氣管安裝在內絲滑塊上。
5.如權利要求2或3或4所述的掃描除霜式空氣源燃氣熱泵，其特征在于所述支撐管 內裝有煙氣凈化瓷環(huán)。
全文摘要
本發(fā)明的掃描除霜式空氣源燃氣熱泵，包括燃氣發(fā)動機、氟利昂壓縮機、四通閥、戶內換熱器、節(jié)流閥和戶外換熱器，其特征在于還包括煙氣三通閥和煙氣掃描除霜裝置，所述煙氣掃描除霜裝置是一個面積較小的可以沿戶外換熱器迎風面循環(huán)移動的向戶外換熱器結霜的傳熱表面噴射煙氣的裝置，煙氣三通閥的輸入端與燃氣發(fā)動機的排煙口連接，煙氣三通閥的一個輸出端經(jīng)煙氣管與煙氣掃描除霜裝置的進氣端連接。利用燃氣發(fā)動機排出的高溫煙氣對戶外換熱器進行局部循環(huán)掃描式快速融霜，從而使空氣源燃氣熱泵能夠在低溫或超低溫條件下不停機即可融霜而正常工作，且無融霜能耗損失。是現(xiàn)有的空氣源燃氣熱泵的升級產(chǎn)品。
文檔編號F25B30/02GK102003835SQ20101059314
公開日2011年4月6日 申請日期2010年12月17日 優(yōu)先權日2010年12月17日
發(fā)明者吳昊 申請人:吳昊