CN101329129A - 一种四通阀旁通除霜装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种四通阀旁通除霜装置，包括压缩机、气液分离器、高压储液器、至少两个四通阀、至少两组冷凝侧换热组件、至少两组空气侧换热组件，压缩机的排气口与所有四通阀的第一端口连接，各四通阀的第二端口分别与各冷凝侧换热组件的一端连接，所有冷凝侧换热组件的另一端与高压储液器连接，高压储液器与各空气侧换热组件的一端连接，各空气侧换热组件的另一端分别与对应的四通阀的第三端口连接，各四通阀的第四端口均与气液分离器的输入端连接，气液分离器的输出端连接到压缩机的吸气口。本发明除霜时系统的压力波动小，具有较高的可靠性和稳定性，除霜效果好，除霜时间短，能够制热除霜同时进行，且结构简单。

Description

一种四通阀旁通除霜装置

【技术领域】

本发明涉及一种四通阀旁通除霜装置，尤其是空气源热泵机组中对蒸发器进行除霜的四通阀旁通除霜装置。

【背景技术】

空气热泵型机组在冬季制热运行时，空气侧换热器(此时用作蒸发器)表面会逐渐结霜，随着霜层的加厚，换热器换热能力不断下降，制热效果逐渐降低，此时应进行除霜。目前常用的除霜方法主要有以下几种：

一、采用四通阀换向反循环除霜。通过四通阀换向使机组从制热运行状态转变为制冷运行状态，蒸发器和冷凝器功能互换，从而达到除霜的目的。这种除霜方式存在以下几个问题：1、吸、排气压力变化剧烈，对压缩机冲击大，系统制冷剂回流量大；2、两器功能频繁转换，破坏了正常运行建立的热稳定，系统温度波动较大；3、除霜开始阶段机组排气压力骤然下降，会导致压缩机油蹦，对靠压差供油的螺杆压缩机会引起压缩机润滑不良，严重时可能损坏压缩机；4、除霜开始阶段有一个低压衰减过程，有时衰减到低压保护值以下，影响压缩机的使用寿命，低压衰减也会使系统回油困难。

换向除霜为避免以上情况，常在除霜开始前将压缩机停止5分钟左右，除霜结束再停5分钟，这样虽避免了压力波动，但同时也缩短了制热的有效时间，加剧了水温波动，压缩机需要频繁启动，影响压缩机的寿命。

二、显热旁通除霜。这种除霜方式是把一路排气直接通到蒸发器的进口，由于蒸发器跟压缩机吸气相连，排气不能被冷凝。故只能靠排气的显热进行除霜。这种除霜方式有以下的缺点：1、由于显热量较小，除霜时间长；2、除霜效果差，环境温度较低时可能会除不了霜。

三、普通潜热旁通除霜。采用这种除霜的机组需在每组空气侧换热器回气管上设一个电磁阀，除霜时关断其中一组空气侧换热器回气管上的电磁阀并引一路排气引入这个空气侧换热器中冷凝化霜。这种除霜方式较上面的两种除霜方式已有了很大的进步。但还存在以下不足：1、回气管管径较大，设电磁阀成本较高；2、为保证系统压力波动较小，旁通量不能太大，因此除霜时间会比较长；3、电磁阀阻力引起吸气压力下降，影响制热性能。

【发明内容】

本发明的目的就是解决现有技术中的问题，提出一种四通阀旁通除霜装置，结构简单，除霜效果好，除霜时间短，系统压力波动小，成本低。

为实现上述目的，本发明提出了一种四通阀旁通除霜装置，包括压缩机、气液分离器、高压储液器，还包括至少两个四通阀、至少两组冷凝侧换热组件、至少两组空气侧换热组件，所述压缩机的排气口与所有四通阀的第一端口连接，各四通阀的第二端口分别与各冷凝侧换热组件的一端连接，所有冷凝侧换热组件的另一端与高压储液器连接，高压储液器与各空气侧换热组件的一端，各空气侧换热组件的另一端分别与对应的四通阀的第三端口连接，各四通阀的第四端口均与气液分离器的输入端连接，气液分离器的输出端连接到压缩机的吸气口。

作为优选，所述冷凝侧换热组件包括冷凝侧换热器、制冷膨胀阀和冷凝侧单向阀，所述冷凝侧换热器的一端与四通阀的第二端口连接，冷凝侧换热器的另一端接制冷膨胀阀和冷凝侧单向阀的一端，制冷膨胀阀的另一端接高压储液器的输出端，冷凝侧单向阀的另一端接高压储液器的输入端。

作为优选，所述空气侧换热组件包括空气侧换热器、制热膨胀阀和空气侧单向阀，所述空气侧换热器的一端与四通阀的第三端口连接，空气侧换热器的另一端接制热膨胀阀和空气侧单向阀的一端，制热膨胀阀的另一端接高压储液器的输出端，空气侧单向阀的另一端接高压储液器的输入端。

作为优选，还包括空气侧电磁阀和冷凝侧电磁阀，所述空气侧电磁阀串联在高压储液器与制热膨胀阀之间，所述冷凝侧电磁阀串联在高压储液器与制冷膨胀阀之间。

作为优选，还包括过滤器，所述过滤器的一端与高压储液器连接，另一端与空气侧电磁阀和冷凝侧电磁阀连接。

本发明的有益效果：本发明对需要除霜的一组空气侧换热器通过切换对应的四通阀，使高温高压的制冷剂气体进入空气侧换热器，从而达到除霜的目的。通过轮流切换四通阀，对空气侧换热器进行分组除霜。除霜时其余的空气侧换热器和冷凝侧换热器的功能没有变化，因此在除霜的同时机组仍然能够具有制热的功能。并且在除霜时系统的压力波动小，系统高压和低压均能保持在安全的范围之内，保证机组除霜时机组的可靠性和稳定性。除霜效果好，除霜时间短。除霜时间比普通除霜和四通阀换向反循环除霜都要短。除霜效果优于普通潜热旁通除霜，但是成本远低于普通潜热旁通除霜。除霜时压缩机不需要停机，增加机组制热时间，提高机组综合能效比。管路阻力小、除霜快速彻底、制热除霜同时进行。本发明结构简单。

本发明的特征及优点将通过实施例结合附图进行详细说明。

【附图说明】

图1是本发明一种四通阀旁通除霜装置的结构示意图。

【具体实施方式】

图1是本发明一种四通阀旁通除霜装置的结构示意图。本实施例以四通阀、冷凝侧换热组件、空气侧换热组件均为两组为例，对本发明的原理进行具体说明。

该四通阀旁通除霜装置中包括压缩机20、气液分离器19、高压储液器7、第一四通阀17、第二四通阀18、过滤器8、空气侧电磁阀9、冷凝侧电磁阀10、两组冷凝侧换热组件和两组空气侧换热组件。所述压缩机20的排气口与第一四通阀17和第二四通阀18的第一端口连接，第一四通阀17和第二四通阀18的第二端口分别与两组冷凝侧换热组件的一端连接，两组冷凝侧换热组件的另一端与高压储液器7连接，高压储液器7与过滤器8的一端，过滤器8的另一端与空气侧电磁阀9和冷凝侧电磁阀10连接，空气侧电磁阀9与两组空气侧换热组件连接，冷凝侧电磁阀10与两组冷凝侧换热组件，两组空气侧换热组件的另一端分别与第一四通阀17和第二四通阀18的第三端口连接，第一四通阀17和第二四通阀18的第四端口均与气液分离器19的输入端连接，气液分离器19的输出端连接到压缩机20的吸气口。

第一组冷凝侧换热组件包括第一冷凝侧换热器15、第一制冷膨胀阀12和第一冷凝侧单向阀16。第一冷凝侧换热器15的一端与第一四通阀17的第二端口连接，第一冷凝侧换热器15的另一端接第一制冷膨胀阀12和第一冷凝侧单向阀16的一端，第一制冷膨胀阀12的另一端与冷凝侧电磁阀10连接，第一冷凝侧单向阀16的另一端接高压储液器7的输入端。

第二组冷凝侧换热组件包括第二冷凝侧换热器14、第二制冷膨胀阀11和第二冷凝侧单向阀13。第二冷凝侧换热器14的一端与第二四通阀18的第二端口连接，第二冷凝侧换热器14的另一端接第二制冷膨胀阀11和第二冷凝侧单向阀13的一端，第二制冷膨胀阀11的另一端与冷凝侧电磁阀10连接，第二冷凝侧单向阀13的另一端接高压储液器7的输入端。

第一组空气侧换热组件包括第一空气侧换热器6、第一制热膨胀阀4和第一空气侧单向阀5，第一空气侧换热器6的一端与第一四通阀17的第三端口连接，另一端接第一制热膨胀阀4和第一空气侧单向阀5的一端，第一制热膨胀阀4的另一端接空气侧电磁阀9，第一空气侧单向阀5的另一端接高压储液器7的输入端。

第二组空气侧换热组件包括第二空气侧换热器3、第二制热膨胀阀1和第二空气侧单向阀2，第二空气侧换热器3的一端与第二四通阀18的第三端口连接，另一端接第二制热膨胀阀1和第二空气侧单向阀2的一端，第二制热膨胀阀1的另一端接空气侧电磁阀9，第二空气侧单向阀2的另一端接高压储液器7的输入端。

制热运行时，经压缩机20压缩后的高温高压制冷剂气体分成二路，其中一路通过第一四通阀17进入第一冷凝侧换热器15冷凝成液态制冷剂后经过第一冷凝侧单向阀16进入高压储液器7，另一路通过第二四通阀18进入第二冷凝侧换热器14冷凝成液态制冷剂后经过第二冷凝侧单向阀13进入高压储液器7，高压储液器7出来的液态制冷剂经过过滤器8和空气侧电磁阀9后再分成二路，其中一路通过第二制热膨胀阀1节流后进入第二空气侧换热器3蒸发成低压的制冷剂气体，再通过第二四通阀18后进入气液分离器19，另外一路通过第一制热膨胀阀4节流后进入第一空气侧换热器6蒸发成低压的制冷剂气体，再通过第一四通阀17后进入气液分离器19，低压制冷剂气体通过气液分离器19后再次进入压缩机20进行压缩。

调节第二四通阀18，就实现对第二空气侧换热器3的除霜。经压缩机20压缩后的高温高压制冷剂气体分成二路，其中一路通过第一四通阀17进入第一冷凝侧换热器15冷凝成液态制冷剂后经过第一冷凝侧单向阀16进入高压储液器7，另外一路通过第二四通阀18进入第二空气侧换热器3融化第二空气侧换热器3上的霜层，气态制冷剂被冷凝成液态后经过第二空气侧单向阀2进入高压储液器7，高压储液器7出来的液态制冷剂经过过滤器8和空气侧电磁阀9后，通过第一制热膨胀阀4节流后进入第一空气侧换热器6蒸发成低压的制冷剂气体，再通过第一四通阀17后进入气液分离器19，低压制冷剂气体通过气液分离器19后再次进入压缩机20进行压缩。

调节第一四通阀17，就实现对第一空气侧换热器6的除霜。经压缩机20压缩后的高温高压制冷剂气体分成二路，其中一路通过第二四通阀18进入第二冷凝侧换热器14冷凝成液态制冷剂后经过第二冷凝侧单向阀13进入高压储液器7，另外一路通过第一四通阀17进入第一空气侧换热器6融化第一空气侧换热器6上的霜层，气态制冷剂被冷凝成液态后经过第一空气侧单向阀5进入高压储液器7，高压储液器7出来的液态制冷剂经过过滤器8和空气侧电磁阀9后，通过第二制热膨胀阀1节流后进入第二空气侧换热器3蒸发成低压的制冷剂气体，再通过第二四通阀18后进入气液分离器19，低压制冷剂气体通过气液分离器19后再次进入压缩机20进行压缩。

本实施例中以采用两组四通阀、冷凝侧换热组件和空气侧换热组件为例，对本发明的原理进行了具体说明，采用三组、四组或更多组的情况与本实施例类似，可以通过调节相应的四通阀对该组空气侧换热器进行除霜。

本发明涉及的各组空气侧换热器和冷凝侧换热器之间的液体管路可采用集中的液管路设备，也可以采用分开的液管路设备形式。上述的储液器、过滤器和电磁阀等均为液管路设备。

本发明涉及的各组空气侧换热器和冷凝侧换热器可以采用分体结构也可以采用整体结构。冷凝侧换热器在系统中的功能可以通过四通阀的切换而变成蒸发器。

上述实施例是对本发明的说明，不是对本发明的限定，任何对本发明简单变换后的方案均属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种四通阀旁通除霜装置，包括压缩机(20)、气液分离器(19)、高压储液器(7)，其特征在于：还包括至少两个四通阀、至少两组冷凝侧换热组件、至少两组空气侧换热组件，所述压缩机(20)的排气口与所有四通阀的第一端口连接，各四通阀的第二端口分别与各冷凝侧换热组件的一端连接，所有冷凝侧换热组件的另一端与高压储液器(7)连接，高压储液器(7)与各空气侧换热组件的一端，各空气侧换热组件的另一端分别与对应的四通阀的第三端口连接，各四通阀的第四端口均与气液分离器(19)的输入端连接，气液分离器(19)的输出端连接到压缩机(20)的吸气口。

2.如权利要求1所述的一种四通阀旁通除霜装置，其特征在于：所述冷凝侧换热组件包括冷凝侧换热器、制冷膨胀阀和冷凝侧单向阀，所述冷凝侧换热器的一端与四通阀的第二端口连接，冷凝侧换热器的另一端接制冷膨胀阀和冷凝侧单向阀的一端，制冷膨胀阀的另一端接高压储液器(7)的输出端，冷凝侧单向阀的另一端接高压储液器(7)的输入端。

3.如权利要求2所述的一种四通阀旁通除霜装置，其特征在于：所述空气侧换热组件包括空气侧换热器、制热膨胀阀和空气侧单向阀，所述空气侧换热器的一端与四通阀的第三端口连接，空气侧换热器的另一端接制热膨胀阀和空气侧单向阀的一端，制热膨胀阀的另一端接高压储液器(7)的输出端，空气侧单向阀的另一端接高压储液器(7)的输入端。

4.如权利要求3所述的一种四通阀旁通除霜装置，其特征在于：还包括空气侧电磁阀(9)和冷凝侧电磁阀(10)，所述空气侧电磁阀(9)串联在高压储液器(7)与制热膨胀阀之间，所述冷凝侧电磁阀(10)串联在高压储液器(7)与制冷膨胀阀之间。

5.如权利要求4所述的一种四通阀旁通除霜装置，其特征在于：还包括过滤器(8)，所述过滤器(8)的一端与高压储液器(7)连接，另一端与空气侧电磁阀(9)和冷凝侧电磁阀(10)连接。

Images