空调室外换热器及热泵空调的制作方法

本实用新型属于空调技术领域，尤其涉及一种热泵空调及其使用的室外换热器。

背景技术：

热泵空调在低温制热时，室外换热器会产生结霜现象从而导致换热效果变差，尤其是在列车等交通工具上使用的热泵空调，由于室外环境更为恶劣，室外换热器(蒸发器)长期处于温度为零下的环境中，换热器的铜铝翅片容易结霜，严重时甚至会造成空调制热量不足。空调化霜的传统解决办法是切换为制冷模式进行室外换热器的化霜，但此模式下会向车厢内吹冷风，给乘客带来不舒适感。后来空调厂商通过增设电加热或红外加热等辅助装置来对室外换热器进行化霜，但这无疑会增加成本，也使空调的结构更为复杂。

近年来，业内还提出了通过热气旁通管路引入热气来对室外换热器进行化霜的解决方案，将室外换热器的管路划分出一部分用于化霜，热气旁通管路的一端与压缩机的排气端相连、另一端与室外换热器中用于化霜的管路相连，需要化霜时，压缩器排出的部分热气通过热气旁通管路进入室外换热器的化霜管路中进行化霜。通过热气旁通管路从压缩机引出热气进行化霜虽然不需要额外设置其他的加热组件，但是要利用到室外换热器中的部分管路，因此在一定程度上会影响换热器的换热效率，如何合理规划室外换热器中主管路和化霜管路的布局，在有效解决热泵空调化霜问题的同时也确保热泵空调的制热效果，以实现节能降耗是目前亟待解决的问题之一。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种在有效化霜的同时保证空调制热效果的空调室外换热器及热泵空调。

为了实现上述目的，本实用新型采取如下的技术解决方案：

空调室外换热器，包括：主管路和化霜管路，所述化霜管路与热气旁通管相连，空调室外换热器根据迎风位置至少划分为第一区域和第二区域，所述第一区域位于空调室外换热器的迎风速弱的一侧，所述第一区域的化霜管路的设置密度最大。

由以上技术方案可知，本实用新型根据室外换热器在实际使用过程中各区域的结霜严重程度，针对性地对各区域化霜管路的设置密度(数量)进行规划设计，在结霜严重的迎风速弱的区域通过密集布置化霜管路以保证迎风速弱区域的化霜效果，在结霜情况相对轻微的区域化霜管路的设置相对稀疏，实现了对室外换热器的快速均匀的化霜，而且还可以保证换热器的换热能力，确保化霜时制热能力的最大化，不影响空调的制热效果。

进一步的，所述空调室外换热器的各区域均设置有主管路和化霜管路，所述空调室外换热器的化霜管路的总数小于或等于主管路的总数。

进一步的，所述空调室外换热器沿风向根据迎风位置依次划分为上部、中部和下部，下部位于空调室外换热器的迎风速弱的一侧。

进一步的，设置于所述空调室外换热器的中部、上部及下部的化霜管路的密度依次增大。

更具体的，所述空调室外换热器的下部按1:1～3的比例交替配置化霜管路和主管路；和/或所述空调室外换热器的上部按1:2～4的比例交替配置化霜管路和主管路；和/或所述空调室外换热器的中部按1:3～5的比例交替配置化霜管路和主管路。

通过合理配置各个区域的主管路和化霜管路的数量及设置位置，可以在保证换热器换热能力最大化的同时，实现有效化霜。

本实用新型还提供了一种空调室外换热器，包括：主管路和化霜管路，所述化霜管路与热气旁通管相连，空调室外换热器的迎风速弱的一侧区域的化霜管路的设置密度大于其他区域化霜管路的设置密度。

本实用新型还提供了一种热泵空调，包括压缩机、室内换热器和室外换热器，所述室外换热器为前述空调室外换热器，所述热气旁通管与所述压缩机的排气口相连。

通过对热泵空调室外换热器管路结构进行优化设计，提高了化霜管路的化霜效率，保证了化霜效果，有利于空调的节能降耗。

优选的，所述热气旁通管通过一连接管路与压缩机的液管相连，所述连接管路上设置有截止阀。

在优选方案中，将热气旁通管和液管连接起来，并在连接管路上设置截止阀，通过控制截止阀的打开/关闭，来切换化霜管路的工作状态，需要化霜时，连接管路上的截止阀关闭，压缩机排出的热气经热气旁通管引入化霜管路进行化霜，主管路仍继续进行制热，可确保热泵空调系统在正常制热的同时进行化霜；在不需要化霜时热气旁通管与压缩机排气口之间的管路关断，连接管路上的截止阀打开，热气旁通管和液管(主管路)之间导通，可使化霜管路和主管路一起参与制冷/制热，化霜管路不处于空闲状态，从而不会因为设置了化霜管路而损失室外换热器的换热面积，避免了换热器因设置化霜管路而要增大室外换热器体积以保证制冷/制热量的情况，有利于控制生产制造成本，尤其是在列车上使用时，不会额外增加列车空调的重量，在有效解决列车热泵空调化霜难的问题的同时，也提高了热泵空调和列车的节能效果。

更进一步的，所述主管路的一端经第一分液头与空调的液管相连，另一端与空调的气管相连；所述化霜管路的一端经第二分液头与热气旁通管相连，另一端与空调的气管相连。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做简单介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例室外换热器管路的区域分布图；

图2为本实用新型实施例室外换热器外部管路连接示意图；

图3为本实用新型另一实施例室外换热器外部管路连接示意图。

以下结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细地说明。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进行详细描述，在详述本实用新型实施例时，为便于说明，表示器件结构的附图会不依一般比例做局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本实用新型保护的范围。需要说明的是，附图采用简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、清晰地辅助说明本实用新型实施例的目的。

热泵空调主要包括压缩机、室内换热器、室外换热器及节流装置，室内换热器、室外换热器、节流装置、压缩机通过制冷剂管路相连，组成制冷循环系统。列车上使用的热泵空调，制热时室外换热器不同位置的结霜情况并不完全相同，室外换热器的迎风速弱(低)的区域结霜尤其严重，室外换热器中部位置的结霜情况相较于风向上两外侧区域的结霜情况要轻微。本实用新型的基本思路是：根据室外换热器不同位置的结霜情况，分区域布置不同数量(密度)的化霜管路，优化设计化霜管路的布置位置及数量，使得化霜管路在化霜的同时，减小对换热器总体换热效果的影响。

以上是本实用新型的核心思想，下面对本实用新型实施例的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是本实用新型还可以采用其它不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似推广，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。

本实施例的空调室外换热器10包括主管路1和化霜管路2，主管路1和常规的室外换热器的盘管的结构相同。如图1和图2所示，主管路1的一端(出口)经第一分液头3与空调的液管4相连，另一端与空调的气管5相连，制冷剂在室外换热器、室内换热器和压缩机形成的循环回路中循环流动，实现空调的制热/制冷功能。化霜管路2的一端经第二分液头6与热气旁通管7相连，另一端与空调的气管5相连，热气旁通管7与压缩机的排气口(未图示)相连。

本实施例将室外换热器10沿风向分为三个区域，为了便于描述，将靠近室外换热器迎风面的区域定义为上部a，远离室外换热器迎风面的区域定义为下部c，室外换热器的中间区域为中部b，即，根据迎风位置，室外换热器10依次划分为上部、中部和下部。在热泵空调的制热过程中，其下部由于迎风速最弱(低)，因此下部区域的结霜程度是最严重的，在下部区域可以按1:1～3的比例交替配置化霜管路2和主管路1，即每隔1至3根主管路1就设置一根化霜管路2，如本实施例在室外换热器10的下部c按1:1的比例配置主管路1和化霜管路2，即主管路1和化霜管路2交替布置，每设置1根主管路1就设置1根化霜管路2，通过较为密集地布置化霜管路2来保证室外换热器10背风区域可以得到有效的化霜。在室外换热器10的上部区域可以按1:2～4的比例交替配置化霜管路2和主管路1，本实施例在室外换热器10的上部a按2:1的比例配置主管路1和化霜管路2，即每隔2根主管路1就设置1根化霜管路2。室外换热器10的中部区域由于位于中间，保温效果较好，因此结霜程度相对来说是最轻的，可以按1:3～5的比例交替配置化霜管路2和主管路1，本实施例在室外换热器10的中部b按3:1的比例配置主管路1和化霜管路2，即每隔3根主管路就设置1根化霜管路2。

作为本实用新型的一种优选的实施方案，与第一分液头3相连的液管4和与第二分液头6相连的热气旁通管7之间通过一段连接管路8连通，在连接管路8上设置有截止阀9，通过控制截止阀9的打开或关闭，可使液管4和热气旁通管7之间连通或关断，从而切换化霜管路2的功能状态。

当热泵空调处于制冷或制热模式时，热气旁通管7上的阀门关闭，即热气旁通管7与压缩机排气口间的通路处于关闭状态，压缩机的热气无法进入热气旁通管7中，将连接管路8上的截止阀9打开，热气旁通管7即可与液管4连通，此时与热气旁通管7连通的化霜管路2可经连接管路8和液管4与制冷剂循环管路相连，化霜管路2可以和主管路1一起参与制冷或制热，即室外换热器中的所有管路都参与制冷或制热，可以最大程度地发挥室外换热器的制冷/制热能力。

当热泵空调处于化霜模式时，打开热气旁通管7上的阀门，将压缩机排出的部分热气引入热气旁通管7中，同时将连接管路8上的截止阀9关断，热气旁通管7和液管4之间不通，进入热气旁通管7的热气进入室外换热器10的化霜管路2中进行化霜，与此同时室外换热器10的主管路1仍在进行正常的制热功能，不会因为化霜而影响空调的制热工作。

本实用新型分区域设置不同数量的化霜管路，可以对室外换热器进行快速均匀的化霜，而且根据结霜的严重程度在不同区域中所布置的化霜管路的疏密程度不同，室外换热器中化霜管路的总数量相对于主管路的数量要少，确保了化霜时制热能力的最大化。

在前述实施例中气管5和液管4位于室外换热器10的同一侧，但气管5也可以和液管4分别设置于室外换热器10的两侧(图3)。室外换热器除了可以划分为3个区域外，在其他的实施例中室外换热器也可以划分为2个区域或3个以上的区域，例如只划分为两个区域：结霜情况最严重的迎风速弱区域(第一区域)以及除了迎风速弱区域之外的其他区域(第二区域)，由于迎风速弱的区域对环境换热温差大导致容易结霜，在此区域内化霜管路的布置相对密集，其他区域的结霜情况相较迎风速弱的区域来说要轻微，化霜管路的数量可以少一些，布置稀疏一些，化霜管路的设置密度和数量(室外换热器中化霜管路的总数量小于或等于主管路的总数量)可以根据室外换热器的尺寸以及其实际应用环境进行调整，从而在实现有效化霜的同时保证空调的制热量。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型做任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。