CN100592007C - 一种空气源热泵型空调器及其除霜方法 - Google Patents

一种空气源热泵型空调器及其除霜方法 Download PDF

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杨思思
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Abstract

本发明公开一种空气源热泵型空调器及其除霜方法。该空调器在室外并联装有第一室外换热器(4)和第二室外换热器(5),第一室外换热器(4)和第二室外换热器(5)与四通阀(2)连接的管路上分别装有电磁阀(6、7、8、9),与室内换热器(3)连接的管路上分别装有节流装置(10、11),电磁阀(6、7、8、9)与检测控制系统相连接,第一室外换热器(4)和第二室外换热器(5)之间连接有节流装置(12)。当需要除霜时,压缩机排气经四通阀后分两部分,一部分进入室内机保证室内供热,另一部分进入其中的一个室外换热器用于融霜,冷凝液则经过节流后进入另一个室外换热器蒸发,制冷剂蒸汽回到压缩机。

Description

一种空气源热泵型空调器及其除霜方法
技术领域
本发明涉及一种空气源热泵型空调器,本发明还涉及该空气源热泵 型空调器的除霜方法。 背景技术
由于空气源热泵型空调器在冬季按照制热方式供热运行时,室外热 交换器容易结霜,影响室外换热器的换热性能,影响空调的制热效果, 必须对室外热交换器进行除霜。
传统的除霜方法是将室内机的风机停机,并将四通换向阀进行切 换,空调系统按照制冷方式运行。这时室外换热器转换为制冷工况下的 冷凝器来用,室外换热器除霜所需的热量为室内换热器的吸热量及压縮 机做功之和。这种除霜方式存在以下缺点:
由于室内机的风机停机,室内换热器从室内环境中的吸热量很少, 除霜热量相对不足,使得除霜时间过长;
由于室内风扇停转,室内机在除霜时间内不能吹出热风,影响室内 舒适度,更为严重的是,由于除霜时室内换热器需从室内环境中吸取热 量,使得室温将下降,使室内环境更加恶劣。
由于除霜时间过长,室外换热器上部的融霜会掉到下部翅片上,下 面霜层积累很多,难以除掉,造成冰层堆积,影响换热器效率。 发明内容
本发明所要解决的技术问题是提出一种除拥有和常规空调系统相 同的夏天制冷、冬天制热的功能外,还可以在冬天制热运行工况下,在 不间断室内供热的前提下,快速地除去室外换热器上的结霜,同时保证 室内舒适度的空气源热泵型空调器。
本发明所要解决的第二个技术问题是提供该空气源热泵型空调器 的除霜方法。
为了解决上述技术问题,本发明提供的空气源热泵型空调器,包括 一个压縮机, 一个用于切换正、反制冷剂流向的四通阀,安装在室内的 至少一个室内换热器, 一个检测控制系统,在室外并联装有第一室外换 热器和第二室外换热器,所述的第一室外换热器和第二室外换热器与所 述的四通阀连接的管路上分别装有电磁阀,所述的第一室外换热器和第 二室外换热器与所述的室内换热器连接的管路上分别装有节流装置,所 述的电磁阀与所述的检测控制系统相连接,所述的第一室外换热器和第二室外换热器之间连接有节流装置。
所述的节流装置是毛细管或电子膨胀阀。 本空气源热泵型空调器的除霜是这样实现的:
当进行正常的制冷和制热工况运行时,第一室外换热器和第二室外 换热器并联使用,具有相同的功能,如同一个室外换热器,整个空调系 统如同常规的空调。
当需要除霜时,压缩机的高温高压排气制冷剂分成两部分分别进入 两个制冷剂管道, 一部分进入室内换热器,保证室内的供热,另一部分 进入其中的一个室外换热器,为该室外换热器融霜提供热量,冷凝液则 经过节流后都进入另一个室外换热器蒸发,蒸发出来的制冷剂蒸气进入 压縮机形成一个循环,当一个室外换热器除霜完成后,检测控制系统控 制相应电磁阀,使该室外换热器当作蒸发器使用进行制热循环,而另一 个室外换热器则可根据需要继续当蒸发器用或当冷凝器使用迸行除霜 操作。
两个室外换热器的功能切换由与之相连的四个电磁阀控制完成,四 个电磁阀通过空调的检测控制系统来控制。
两个室外换热器间用节流毛细管连接,当进行正常的制冷和制热循 环时,该毛细管不起任何作用。当有室外换热器进行除霜时,该毛细管 可以将从该室外换热器出来的冷凝液节流后,进入另一个室外换热器。
安装两个室外换热器,当一个换热器进行制热操作时,另一个换热 器进行除霜操作,这样,可以保证室内机一直处于制热运行工况,不会 影响到室内的舒适度。另外,因为是采用高温热气除霜,而且是从霜层 根部除起,风机照常运行,根部融化的霜层容易脱落,除霜速度很快。
综上所述,本发明是一种除拥有和常规空调系统相同的夏天制冷、 冬天制热的功能外,还可以在冬天制热运行工况下,在不间断室内供热 的前提下,快速地除去室外换热器上的结霜,同时保证室内舒适度的空 气源热泵型空调器。 附图说明
图l本发明系统所述制冷循环流程图; 图2本发明系统所述正常制热循环流程图; 图3本发明系统所述第一室外换热器除霜循环流程图; 图4本发明系统所述第二室外换热器除霜循环流程图; 图5除霜控制流程图。 具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。
参见图1, 一个压縮机1通过一个用于切换正、反制冷剂流向的四
通阀2与安装在室内的一个室内换热器3和并联装在室外第一室外换热器4和第二室外换热器5连接,室内换热器3可以是一个或多个,第一 室外换热器4与四通阀2连接的管路上分别装有第一电磁阀6和第二电 磁阀7,第二室外换热器5与四通阀2连接的管路上分别装有第三电磁 阀8和第四电磁阀9,第一室外换热器4与室内换热器3连接的管路上 装有第一节流装置10,第二室外换热器5与室内换热器3连接的管路上 装有第二节流装置11,第一电磁阀6、第二电磁阀7、第三电磁阀8和 第四电磁阀9与检测控制系统相连接,第一室外换热器4和第二室外换 热器5之间连接有第三节流装置12。
第一节流装置IO、第二节流装置ll、第三节流装置12可以是毛细 管,也可以是电子膨胀阀。
下面通过附图说明本发明提出的热泵空调系统的制冷、制冷、融霜 工作原理。
一、 夏天正常制冷运行工况:
系统正常制冷运行时的循环流程如图l所示。这时,第一电磁阀6 和第四电磁阀9关闭,而第二电磁阀7和第三电磁阀8打开。制冷剂经 压縮机1压縮后排出,排出的高温高压制冷剂蒸汽,通过四通换向阀2 的a端口进入跟b端口相连的第三制冷剂管道15,至用作冷凝器用的第 一室外换热器4和第二室外换热器5,在这两个室外换热器中冷凝成液 体后,制冷剂分别通过第一节流装置10和第二节流装置11进入室内换 热器3,此时,室内换热器3作为蒸发器用,制冷剂在蒸发器吸热蒸发变为 饱和的制冷剂蒸汽,制冷剂蒸汽再由四通换向阀2的c端口流经d端口 后,由第四制冷剂管道16回到压缩机1吸气口。这样的制冷循环和常 规的空调系统无异。
二、 冬天正常制热运行工况
系统正常制热运行时的循环流程如图2所示。这时,第一电磁阀6 和第四电磁阀9关闭,而第二电磁阀7和第三电磁阀8打开。制冷剂经 压縮机l压縮后排出,排出的高温高压制冷剂蒸汽,通过四通换向阀2 的a端口进入跟c端口相连的第一制冷剂管道13,至用作冷凝器用的室 内换热器3,在室内换热器3中冷凝成液体后,制冷剂分别通过第一节流 装置10和第二节流装置11再分别进入第一室外换热器4和第二室外换 热器5,此时,室外换热器作为蒸发器用,制冷剂在蒸发器吸热蒸发变为 饱和的制冷剂蒸汽,制冷剂蒸汽再由四通换向阀2的c端口流经d端口 后,由第四制冷剂管道16回到压缩机1吸气口。这样的制热循环和常 规的空调系统无异。
三、 室外换热器除霜工况
本发明系统采用第一室外换热器4和第二室外换热器5分别除霜的 运行控制策略。当检测系统检测第一室外换热器4需要进行除霜时,这时,第二电 磁阀7和第四电磁阀9关闭,而第一电磁阀6和第三电磁阀8打开。系 统除霜循环流程如图3所示。制冷剂经压缩机1压縮成高温高压蒸汽后 排出,经四通换向阀的a端口进入跟c端口相连的第一制冷剂管道13 和第二制冷剂管道14。进入第一制冷剂管道13这部分制冷剂依然进入 室内换热器3,对房间进行制热,制冷剂再经过作为第二节流装置ll进 入第二室外换热器5,此时第二室外换热器5照常作为蒸发器使用,蒸 发出来的制冷剂蒸汽流过电磁阀8,经第三制冷剂管道15路通过四通换 向阀2的b端口经d端口由第四制冷剂管道16回到压縮机1。而进入第 二制冷剂管道14的另一部分高温制冷剂蒸汽则经第一电磁阀6进入第 一室外换热器4,此时第一室外换热器4当作冷凝器使用,冷凝后的液 体经第三节流装置12节流后和室内换热器3过来的制冷剂液体汇合, 并被送到第二室外换热器5去蒸发。第一室外换热器4上的积霜可以被 制冷剂的冷凝热融化,达到除霜的目的。
当检测系统检测第二室外换热器5需要进行除霜时,这时,第一电 磁阀6和第三电磁阀8关闭,而第二电磁阀7和第四电磁阀9打开。系 统除霜循环流程如图4所示。制冷剂经压縮机1压縮成高温高压蒸汽后 排出,经四通换向阀的a端口进入跟c端口相连的第一制冷剂管道13 和第二制冷剂管道14。进入第一制冷剂管道13这部分制冷剂依然进入 室内换热器3,对房间进行制热,制冷剂再经过作为第二节流装置ll进 入第一室外换热器4,此时第一室外换热器4照常作为蒸发器使用,蒸 发出来的制冷剂蒸汽流过电磁阀7,经第三制冷剂管道15路通过四通换 向阀2的b端口经d端口由第四制冷剂管道16回到压縮机1。而进入第 二制冷剂管道14的另一部分高温制冷剂蒸汽则经第四电磁阀9进入第 二室外换热器5,此时第二室外换热器5当作冷凝器使用,冷凝后的液 体经第三节流装置12节流后和室内换热器3过来的制冷剂液体汇合, 并被送到第一室外换热器4。第二室外换热器5上的积霜可以被制冷剂 的冷凝热融化,达到除霜的目的。
通过连接两个室外换热器之间的第三节流装置12,将除霜室外换热 器内的冷凝液导入另一个室外换热器内,避免了制冷剂液体回到压縮机 产生液击的可能。
当同时检测到第一室外换热器4和第二室外换热器5需要进行除霜 时,采用第一室外换热器4优先的运行控制策略,第一室外换热器4除 霜完毕再启动第二室外换热器5除霜运行。这样,可以保证室内换热器 3 —直处于制热运行工况,不会影响到室内的舒适度。控制流程图如图 5所示。另外,因为是采用高温热气除霜,而且是从霜层根部除起,风 机照常运行,根部融化的霜层容易脱落,除霜速度很快。

Claims (3)

1、一种空气源热泵型空调器,包括一个压缩机(1),一个用于切换正、反制冷剂流向的四通阀(2),安装在室内的至少一个室内换热器(3),一个检测控制系统,其特征是:在室外并联装有第一室外换热器(4)和第二室外换热器(5),所述的第一室外换热器(4)和第二室外换热器(5)与所述的四通阀(2)连接的管路上分别装有电磁阀(6、7、8、9),所述的第一室外换热器(4)和第二室外换热器(5)与所述的室内换热器(3)连接的管路上分别装有节流装置(10、11),所述的电磁阀(6、7、8、9)与所述的检测控制系统相连接,所述的第一室外换热器(4)和第二室外换热器(5)之间连接有节流装置(12)。
2、 根据权利要求1所述的空气源热泵型空调器,其特征在于:所 述的节流装置(IO、 11、 12)是毛细管或电子膨胀阀。
3、 实现权利要求1所述的空气源热泵型空调器的除霜方法,其特 征在于:当需要除霜时,所述的压縮机(l)的高温高压排气制冷剂分成 两部分分别进入两个制冷剂管道, 一部分进入所述的室内换热器(3), 保证室内的供热,另一部分进入其中的一个室外换热器,为该室外换热 器融霜提供热量,冷凝液则经过节流后都进入另一个室外换热器蒸发, 蒸发出来的制冷剂蒸汽进入压縮机形成一个循环,当一个室外换热器除 霜完成后,检测控制系统控制相应电磁阀,使该室外换热器当作蒸发器 使用进行制热循环,而另一个室外换热器则可根据需要继续当蒸发器用 或当冷凝器使用进行除霜操作。
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