一种二氧化碳热泵蒸发器的制作方法

本实用新型涉及一种热泵蒸发器，具体涉及了一种二氧化碳热泵蒸发器。

背景技术：

空气源二氧化碳热泵由于制冷剂自身特性，具有环保、耐低温、高温出水等特点，越来越受到市场的关注。空气源二氧化碳热泵一次性出水温度最高可达90℃以上，且能够在-30℃严寒气温下正常制取高温热水，相比常规空气源热泵而言，具有无可比拟的优势；但当环境温度较低，翅片换热器表面温度低于0℃时，其表面容易结霜，随着霜层不断加厚，换热热阻增大，导致机组换热性能下降，故需及时除霜。目前空气源二氧化碳热泵多采用热气旁通除霜，将压缩机排出的较高温度的制冷剂直接旁通后通向蒸发器内部，从而使翅片表面霜层融化，但由于热气旁通除霜仅仅利用的是压缩机本身产生的热量，除霜时间比较长，环温低时除霜效果不理想，且除霜过程中产生的化霜水经蒸发器托盘流到接水槽内，严寒气温下，化霜水尚未排出已被二次结冰，如此反复，接水槽内的冰越积越厚，严重时会接触到翅片换热器，影响机组的换热，甚至会损坏换热器导致制冷剂泄漏。

因此，如何解决空气源二氧化碳低温除霜和化霜水排出，特别是严寒气温下如何快速除霜且化霜水如何及时排尽，成为目前二氧化碳产品亟需攻克的技术关键。

技术实现要素：

本实用新型的目的是克服现有技术的不足，提供一种改进的二氧化碳热泵蒸发器，该蒸发器能够解决现有二氧化碳热泵系统在低环温运行时存在的除霜时间过长且排水不畅等不足之处。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种二氧化碳热泵蒸发器，所述二氧化碳热泵蒸发器包括固定座、分别设置在所述固定座左右两侧且形成有化霜水流通通道的侧蒸发器、设置在所述侧蒸发器的底部且用于支撑所述侧蒸发器的蒸发器托盘以及化霜排水系统，所述化霜排水系统包括插设在所述侧蒸发器中的多个化霜电加热管、与所述化霜水流通通道连通的接水槽、用于给所述接水槽加热的水槽电加热机构、与所述接水槽连通且设置有管道电加热伴热带的排水管，所述蒸发器托盘、所述接水槽和所述排水管由上而下依次设置。

根据本实用新型的一些优选方面，所述二氧化碳热泵蒸发器还包括控制系统和用于检测环境温度的温度传感器，所述控制系统分别与所述化霜电加热管、所述水槽电加热机构、所述管道电加热伴热带和所述温度传感器通信连接。

根据本实用新型的一些优选且具体的方面，所述侧蒸发器包括an支蒸发分路，所述的多个化霜电加热管分别插设在任一的第an支蒸发分路中。

根据本实用新型的一些优选方面，所述的多个化霜电加热管按照如下规律设置：从下而上第n个所述化霜电加热管插设在第an支蒸发分路上，且满足：an=n+(n-1)(n-2)/2。

根据本实用新型的一些优选方面，所述二氧化碳热泵蒸发器还包括设置在所述接水槽底部且用于支撑所述接水槽的水槽底板。

在本实用新型的一些实施方式中，所述接水槽与所述蒸发器托盘通过螺栓连接。

在本实用新型的一些实施方式中，所述接水槽包括带螺纹的排水口，所述排水管具有与所述排水口的螺纹相配合实现紧固的螺纹紧固件，所述排水口与所述螺纹紧固件相连接。

根据本实用新型的一些优选方面，所述水槽电加热机构设置在所述接水槽的外部的底部，所述二氧化碳热泵蒸发器还包括包覆在所述接水槽的外壁的保温棉，所述水槽电加热机构位于所述接水槽与所述保温棉之间。

根据本实用新型的一些优选且具体的方面，所述固定座为v型固定板。

根据本实用新型的一些优选且具体的方面，所述二氧化碳热泵蒸发器包括左侧蒸发器、右侧蒸发器、左接水槽、右接水槽、左水槽电加热机构、右水槽电加热机构、左排水管、右排水管和尾排水管，所述左侧蒸发器、所述左接水槽和所述左排水管依次连通，所述右侧蒸发器、所述右接水槽和所述右排水管依次连通，所述尾排水管分别与所述左排水管和所述右排水管连通，所述左水槽电加热机构设置在所述左接水槽的外部的底部，所述右水槽电加热机构设置在所述右接水槽的外部的底部。

由于上述技术方案运用，本实用新型与现有技术相比具有下列优点：

本实用新型创新地在原有蒸发器结构中，替换部分蒸发分路为化霜电加热管，同时在接水槽和排水管上均增设电加热设备，解决了二氧化碳热泵低环温运行时因热气旁通除霜造成除霜时间过长等问题，有利于降低除霜能耗，提高二氧化碳热泵综合低温性能，有利于低温时化霜水排水畅通，特别适用于严寒地区，整体结构简单且均在已有结构做出调整，易于推广。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，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性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本实用新型实施例二氧化碳热泵蒸发器的结构示意图；

图2为本实用新型实施例二氧化碳热泵蒸发器的侧面示意图；

图3为本实用新型实施例中蒸发器托盘、接水槽和水槽底板的配合示意图；

图4为图3中端部的放大示意图；

图5为图2中接水槽处的部分放大示意图；

图6为本实用新型实施例化霜排水系统的使用方法所采用的控制时序图；

其中，1、侧蒸发器；2、固定座；3、化霜电加热管；4、蒸发器托盘；5、接水槽；6、水槽电加热机构；7、保温棉；8、水槽底板；9、排水管；10、管道电加热伴热带；11、尾排水管；a、b分别代表一个排水口。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图与具体实施方式对本实用新型做详细的说明。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。但是本实用新型能够以很多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改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。

在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。

下面结合附图对本实用新型优选的实施方式进行详细说明。

如图1至图6所示，本例提供一种二氧化碳热泵蒸发器，该二氧化碳热泵蒸发器包括固定座2、分别设置在固定座2左右两侧且形成有化霜水流通通道的侧蒸发器1、设置在侧蒸发器1的底部且用于支撑侧蒸发器1的蒸发器托盘4以及化霜排水系统，化霜排水系统包括插设在侧蒸发器1中的多个化霜电加热管3、与化霜水流通通道连通的接水槽5、用于给接水槽5加热的水槽电加热机构6、与接水槽5连通且设置有管道电加热伴热带10（可以防止排水管9被结冰堵死等情况发生）的排水管9，蒸发器托盘4、接水槽5和排水管9由上而下依次设置。

本例中，二氧化碳热泵蒸发器还包括控制系统和用于检测环境温度的温度传感器，控制系统分别与化霜电加热管3、水槽电加热机构6、管道电加热伴热带10和温度传感器通信连接，通过控制系统能够准确控制各个设备的启停，便于提升工作效率。

本例中，二氧化碳热泵蒸发器还包括设置在接水槽5底部且用于支撑接水槽5的水槽底板8，提升稳定性的同时便于其他部件的连接。

具体地，本例中的接水槽5与蒸发器托盘4通过螺栓连接。同时本例的接水槽5包括带螺纹的排水口（如图2所示，包括排水口a和排水口b），排水管9具有与排水口的螺纹相配合实现紧固的螺纹紧固件，排水口与螺纹紧固件相连接，如此方便更换排水管9，且两者之间相互连接更简单，有利于操作。

本例中，将水槽电加热机构6设置在接水槽5的外部的底部，二氧化碳热泵蒸发器还包括包覆在接水槽5的外壁的保温棉7，水槽电加热机构6位于接水槽5与保温棉7之间。如此设置，一方面防止水槽电加热机构6产生的热量散失过快，另一方面保证水槽电加热机构6能够紧密贴合接水槽5的底部，提升加热效果。

本例中，固定座2为v型固定板，当然本例中的v型并不一定严格按照v型设计，但整体上呈现v型。

具体地，如图2所示，本例中的二氧化碳热泵蒸发器大致为左右对称结构，其包括左侧蒸发器、右侧蒸发器、左接水槽、右接水槽、左水槽电加热机构、右水槽电加热机构、左排水管、右排水管和尾排水管11，左侧蒸发器、左接水槽和左排水管依次连通，右侧蒸发器、右接水槽和右排水管依次连通，尾排水管分别与左排水管和右排水管连通，左水槽电加热机构设置在左接水槽的外部的底部，右水槽电加热机构设置在右接水槽的外部的底部。

本例中，化霜排水系统的使用方法为：如图6为本例中的系统控制时序图，当该系统启动后，当通过温度传感器检测到环境温度≥t1时，化霜电加热管3、水槽电加热机构6和管道电加热伴热带10不工作；通过温度传感器检测到环境温度＜t1时，除霜开始，化霜电加热管3、水槽电加热机构6和管道电加热伴热带10启动加热，除霜结束后，化霜电加热管3断电，水槽电加热机构6和管道电加热伴热带10延时t时间后停止工作；

其中，延时时间t根据环境温度不同而不同，当t2≤环境温度＜t1时，水槽电加热机构6和管道电加热伴热带10延时t1时间后断电；当t3≤环境温度＜t2时，水槽电加热机构6和管道电加热伴热带10延时t2时间后断电；当环境温度＜t3时，水槽电加热机构6和管道电加热伴热带10延时t3时间后断电。

本例中，t1为-1~1℃，t2为-6~-4℃，t3为-12~-8℃，t1为55-65s，t2为115-125s，t3为170-190s；具体地，t1为0℃，t2为-5℃，t3为-10℃，t1为60s，t2为120s，t3为180s。当然对于地域不同，t1-t3的温度可以有所不同，t1-t3也可以有所差异。

本例中，侧蒸发器1包括an支蒸发分路，上述多个化霜电加热管3分别插设在任一的第an支蒸发分路中；进一步地，本例中，上述多个化霜电加热管3按照如下规律设置：从下而上第n个化霜电加热管3插设在第an支蒸发分路上，且满足：an=n+(n-1)(n-2)/2；总体呈现“下密上疏”的特点，可以提升二氧化碳热泵在低环温下的化霜性能；另外，本例中的化霜电加热管3可为星型接法，其中n为3的倍数。具体地，在本例中，化霜电加热管3实质上是替换了原先其中一个蒸发分路（也可称管路），多个化霜电加热管3即是占据了原先多个蒸发分路（也可称管路）的位置。

综上，本实用新型创新地在原有蒸发器结构中，替换部分蒸发分路为化霜电加热管3，同时在接水槽5和排水管9上均增设电加热设备，解决了二氧化碳热泵低环温运行时因热气旁通除霜造成除霜时间过长等问题，有利于降低除霜能耗，提高二氧化碳热泵综合低温性能，有利于低温时化霜水排水畅通，特别适用于严寒地区，整体结构简单且均在已有结构做出调整，易于推广；同时结合环境温度的高低和系统除霜状态，智能控制化霜电加热、接水槽电加热和管道伴热带的启停及运行时间，有利于降低化霜能耗。因此，本实用新型的二氧化碳热泵蒸发器适用于低温地区特别适用于严寒地区，具有化霜时间短、排水通畅等特点。

上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围，凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。