CN103574758B - 空调器系统及其除霜方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种空调器系统及其除霜方法，包括在冷媒循环路径上设置的室内换热器、节流装置、室外换热器、四通换向阀、与室内换热器和室外换热器通过四通换向阀连接的压缩机，并且还包括：热液管路，连接在室内换热器和室外换热器之间，用于在除霜时冷媒以热液形式进入室外换热器以实现热液除霜。与现有技术的热气冲霜方式相比，本发明采用热液除霜方式，具有不停机化霜，化霜时间短，化霜极为迅速、化霜过程实现对房间不间断供热的优势。
Description
技术领域
本发明涉及空调器领域，尤其涉及空调器系统及其除霜方法。
背景技术
目前，国内的热泵空调和热水器所采用的除霜方式都是利用压缩机的排气温度进行热气冲霜。具体的除霜过程为：进入除霜模式-压缩机停止-四通阀换向-压缩机启动-热气冲霜-压缩机停止-四通阀换向-压缩机启动-放冷风-除霜结束。该除霜过程存在以下不足之处：
1、一个化霜周期需启停压缩机2次，启动能耗高，对电网有较大的冲击，启停频繁大幅缩减压缩机的寿命；
2、一个化霜周期四通阀换向2次，易磨损内部的滑块，造成四通阀换向故障率升高，缩减四通阀的寿命；
3、四通阀换向和压缩机的启停需要花费约4分钟，整个除霜过程需要花费约12分钟，恶劣环境下需要花费更长时间；
4、化霜时室内不制热，化霜结束后还需放一段时间冷风才能正常制热，严重影响室内舒适性；
5、化霜只依靠压缩机排气进行热气冲霜，能量来源于压缩机做功，用于除霜的能量最高只能达到压缩机的最高运行功率，恶劣环境下造成化霜时间长或化霜不干净；
6、压缩机运行时壁面与外界环境进行热交换，散发热量，造成排气温度有所下降，浪费能源。
目前，国外有些技术采用蓄热除霜方式。在正常制热时利用蓄热装置吸取并存储压缩机的散热，除霜时再把蓄热装置中的热量导出来用于除霜和供热。该除霜方式除霜时四通阀不需换向、压缩机不停止工作，能够部分地解决上述国内现有技术存在的不足。但该除霜方式发现也存在不足之处：
1、除霜时制冷剂没有经过节流蒸发，没有完整的制冷循环，这样会引起系统高低压差难以建立，压缩机运行可靠性差；
2、流经室外换热器的制冷剂和流经蓄热器的制冷剂混合后可能呈湿蒸汽状态，进入压缩机后造成压缩机湿压缩，严重缩短压缩机的使用寿命，也会造成室外机强烈的震动。
发明内容
本发明目的在于提供一种空调器系统及其除霜方法，以实现室外换热器的快速除霜。
为此，本发明提供了一种空调器系统，包括在冷媒循环路径上设置的室内换热器、第一节流装置、室外换热器、四通换向阀、与室内换热器和室外换热器通过四通换向阀连接的压缩机，并且还包括：热液管路，连接在室内换热器和室外换热器之间，用于在除霜时冷媒以热液形式进入室外换热器以实现热液除霜。
进一步地，上述热液管路为第一节流装置的旁通管路，热液管路上设有第一二通阀。
进一步地，上述热液管路与第一节流装置所在的管路为同一条管路，其中，第一节流装置在除霜时具有使冷媒以热液形式进入室外换热器的工作状态。
进一步地，上述空调器系统还包括：蓄热管路，与压缩机的吸气口一侧的吸气管路并联连接，蓄热支路上依次设有第二节流装置和吸收压缩机热能的蓄热器，以及第一控制阀，控制冷媒经由蓄热支路或吸气管路回流至压缩机的吸气口。
进一步地，上述第一控制阀为三通阀。
进一步地，上述第一控制阀由位于蓄热管路的第二二通阀和位于吸气管路的第三二通阀代替。
进一步地，上述压缩机为单级压缩机或双级压缩机。
进一步地，上述第一节流装置为电磁膨胀阀。
根据本发明的另一方面，提供了一种空调器系统的除霜方法，其中，在室外换热器除霜时，使室内换热器流出的冷媒以热液形式进入室外换热器以实现热液除霜。
进一步地，上述除霜方法还包括使室外换热器出口的冷媒通过第二节流装置节流后，进入蓄热器中蓄热，最后变成低压气体后进入压缩机。
与现有技术的热气冲霜方式相比，本发明采用一种新的热液除霜方式，具有以下优点：
1、采用热液化霜技术，热量供给充足，化霜极为迅速；
2、实现不停机化霜，化霜时间短，化霜过程实现对房间不间断供热，对房间舒适性贡献大。
除了上面所描述的目的、特征、和优点之外，本发明具有的其它目的、特征、和优点，将结合附图作进一步详细的说明。
附图说明
构成本说明书的一部分、用于进一步理解本发明的附图示出了本发明的优选实施例，并与说明书一起用来说明本发明的原理。图中：
图1是根据本发明第一实施例的空调器系统的示意图；
图2是根据本发明第二实施例的空调器系统的示意图；以及
图3是根据本发明第三实施例的空调器系统的示意图。
附图标记说明
10室内换热器20电子膨胀阀
30室内换热器40四通换向阀
50压缩机60闪蒸器
70补气阀80第二毛细管
100蓄热支路110第一毛细管
120蓄热器200吸气管路
300热液管路310第一二通阀
131第二二通阀132第三二通阀
130三通阀。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
本发明提供了一种空调器系统的除霜方法，其中，在室外换热器除霜时，使室内换热器流出的冷媒以热液方式（即不节流地）进入室外换热器以实现热液除霜。
上述除霜方法优点如下：1、采用热液化霜技术，热量供给充足，化霜极为迅速；2、实现不停机化霜，化霜时间短，化霜过程实现对房间不间断供热，对房间舒适性贡献大。
优选地，使室外换热器出口的冷媒通过毛细管节流后，进入蓄热器中蓄热，最后变成低压气体后进入压缩机。如此，冷媒经过蓄热器吸热变为过热蒸汽后再进入压缩机，化霜时压缩机运行更可靠。同时利用蓄热器，综合利用压缩机废热，节能程度高。
下面对用于执行本发明的除霜方法的空调器系统进行详细描述。
本发明的空调器系统是在现有的空调器系统基础上改进的。现有的空调器系统包括在冷媒循环路径上设置的室内换热器10、电子膨胀阀20和室外换热器30、四通换向阀40、以及与室内换热器10和室外换热器30通过四通换向阀40连接的压缩机50。当然还可以包括其他部件，例如当压缩机50为双级压缩机时，还包括闪蒸器和补气阀，如图2所示。这些部件及其用途和安装连接为空调器系统的技术人员所熟知，在此不再详细说明。
图1示出了根据本发明第一实施例的空调器系统的示意图，如图1所示，在现有的空调器系统的基础上，本发明的空调器系统还包括：蓄热支路100，与压缩机50的吸气口一侧的吸气管路200并联连接，蓄热支路100上依次设有节流用第一毛细管110和吸收压缩机50热能的蓄热器120；热液管路300，连接在室内换热器10和室外换热器30之间，为电磁膨胀阀20的旁通管路，热液管路300上设有第一二通阀310，用于在除霜时冷媒不节流地进入室外换热器30以实现热液除霜；以及三通阀130，控制冷媒经由蓄热支路100或吸气管路200回流至压缩机50的吸气口。
当需要化霜时，第一二通阀310开启，让室内热的冷媒迅速流向室外换热器30；同时，室外换热器30流出的低温冷媒经过蓄热器120吸热再进入压缩机50，实现了迅速化霜的同时，提高了压缩机效率，提升了压缩机的可靠性。
本发明的空调器系统是在普通的空调器系统基础上改进的，正常的制冷制热循环与平常所用的制冷制热循环没有差别。本发明的系统共有五种工作方式，分别是：制冷模式、制热模式、供热除霜模式、快速除霜模式、蓄热供热模式。下面分别说明：
一、制冷模式：第一二通阀310关闭，三通阀130指向左位，使冷媒经吸气管路200回流至压缩机50的吸气口，与常规制冷模式无异；
二、制热模式：第一二通阀310关闭，三通阀130指向左位，使冷媒经吸气管路200回流至压缩机50的吸气口，蓄热器在正常制热时进行蓄热，与常规制热模式无异；
三、供热除霜模式：四通阀不换向，第一二通阀310开启，三通阀130指向右位，使低压冷媒流向蓄热支路100，在蓄热器内进行吸热，然后进入压缩机。蓄热器内储存的热量通过压缩机搬运至室内机供热或室外机除霜。实现除霜的同时进行室内供热。冷媒状态变化：高温排气通过室内放热变成中温液体，然后快速通入室外换热器快速化霜。室外换热器出口的低温液态冷媒经三通阀130流向蓄热支路100，通过毛细管节流，进入蓄热器中蓄热，变成低压气体进入压缩机，完成循环。
四、快速除霜模式：室内不进行供热。压缩机做功产生的热量、蓄热器热量以及压缩机本体热量全部用于室外机化霜，化霜非常快速。室内风机不运转，压缩机排出的热量全部进入室外换热器，完成化霜。
五、蓄热供热模式：当空调器在室外温度较高的环境下运行时比如室外温度在7～20℃之间，此时正常制热运行时，可以适当地在制热运行一段时间后将三通阀指向右位，冷媒流向蓄热支路100，将蓄热器内的热量搬运至室内，从而彻底实现压缩机废热综合利用，提升了样机的节能效果。
图2是根据本发明第二实施例的空调器系统的示意图。如图2所示，本实施例与第一实施例区别在于，压缩机50为双级压缩机，为此设置了与之配套的闪蒸器60、补气阀70、节流用第二毛细管80以及相应的连接管路，以为双级压缩机进行补气。
图3是根据本发明第三实施例的空调器系统的示意图。如图3所示，与第一实施例不同之处在于，热液管路300与电磁膨胀阀20所在的管路为同一条管路，其中，电磁膨胀阀20具有使冷媒不节流地以热液形式进入室外换热器30的工作状态。当电磁膨胀阀开至最大时基本没有节流效果，用来在化霜时将高温液态冷媒迅速输送至室外换热器进行融霜。
另外，第一实施例的三通阀130由位于蓄热管路100上的第二二通阀131和位于吸气管路200上的第三二通阀132代替。
当需要化霜时，电子膨胀阀开至最大，让室内热的冷媒迅速流向室外换热器；同时，第三二通阀132关闭，第二二通阀131开启，室外换热器流出的低温冷媒经第二二通阀131到蓄热器吸热再进入压缩机，实现了迅速化霜的同时，提高了压缩机效率，提升了压缩机的可靠性。
在实施例中，电磁膨胀阀20可由具有使冷媒不节流地进入室外换热器30的工作状态的其他节流装置来代替。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种空调器系统，包括在冷媒循环路径上设置的室内换热器(10)、第一节流装置、室外换热器(30)、四通换向阀(40)、与所述室内换热器(10)和室外换热器(30)通过四通换向阀(40)连接的压缩机(50)，其特征在于，还包括：
热液管路(300)，连接在所述室内换热器(10)和所述室外换热器(30)之间，用于在除霜时冷媒以热液形式进入所述室外换热器(30)以实现热液除霜，
蓄热支路(100)，与所述压缩机的吸气口一侧的吸气管路(200)并联连接，所述蓄热支路(100)上依次设有第二节流装置和吸收所述压缩机(50)热能的蓄热器(120)，以及
第一控制阀(130)，控制冷媒经由所述蓄热支路(100)或吸气管路(200)回流至所述压缩机(50)的吸气口。
2.根据权利要求1所述的空调器系统，其特征在于，所述热液管路(300)为所述第一节流装置的旁通管路，所述热液管路(300)上设有第一二通阀(310)。
3.根据权利要求1所述的空调器系统，其特征在于，所述热液管路(300)与所述第一节流装置所在的管路为同一条管路，其中，所述第一节流装置在除霜时具有使冷媒以热液形式进入所述室外换热器(30)的工作状态。
4.根据权利要求1所述的空调器系统，其特征在于，所述第一控制阀(130)为三通阀。
5.根据权利要求1所述的空调器系统，其特征在于，所述第一控制阀(130)由位于所述蓄热支路的第二二通阀(131)和位于所述吸气管路(200)的第三二通阀(132)代替。
6.根据权利要求1所述的空调器系统，其特征在于，所述压缩机(50)为单级压缩机或双级压缩机。
7.根据权利要求1所述的空调器系统，其特征在于，所述第一节流装置为电磁膨胀阀。
8.一种根据权利要求1至7中任一项所述的空调器系统的除霜方法，其特征在于，包括：
在室外换热器(30)除霜时，使室内换热器(10)流出的冷媒以热液形式进入所述室外换热器(30)以实现热液除霜。
9.根据权利要求8所述的空调器系统的除霜方法，其特征在于，还包括：使所述室外换热器(30)出口的冷媒通过第二节流装置节流后，进入蓄热器(120)中蓄热，最后变成低压气体后进入压缩机(50)。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |