CN103673372B - 空调热泵系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种空调热泵系统，其在基础的空调热泵系统中增加一个太阳能辅助换热装置，所述太阳能辅助换热装置包括依次串联的第二电磁阀、辅助换热器及第二电子膨胀阀，所述辅助换热器包括由蓄热材料制成的壳体及设置于所述壳体内的盘管，所述壳体的蓄热材料将太阳能储存为热能并传递给所述盘管。在制热时，部分制冷剂的经辅助换热器蒸发之后再进入至室外机中蒸发，降低了因室外环境温度较低所带来的制冷剂蒸发不足、系统吸气压力低、室内机制热效果不良等现象，提高了室内机制热效果。在除霜时，部分制冷剂经辅助换热器蒸发后再进入室内机内，加快化霜速度、提高系统的吸气压力、提高系统的可靠性。

Description

空调热泵系统
技术领域
本发明属于空调技术领域，尤其涉及一种空调热泵系统。
背景技术
空调热泵系统在制热运行时，若室外环境温度较低，会出现冷媒蒸发不足、系统吸气压力低、室内机制热效果不良等现象。为改善室内机制热效果，目前常见的解决方法是为室内机加装电辅热装置，其缺点是该电辅热装置能耗较高而且存在一定的安全隐患。
受使用场所的安装条件的影响，若空调热泵系统的室内机与室外机之间距离较远，配管相对较长。在除霜运行时冷媒循环的流程较长，单位时间内流过室外机换热器中的冷媒量相对较少，一定程度上影响化霜的速度。同时化霜过程相当于低温制冷，化霜过程中由于室内机处于防冷风状态，冷媒蒸发不良可能导致系统吸气温度和吸气压力偏低，影响系统的可靠性。
另外，太阳能是一种新能源，具有清洁环保、储量巨大、光照普遍无地域限制的显著优点，在现代生活中正得到越来越广泛的应用。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种空调热泵系统，可在低温制热运行时有效提高室内机制热效果，在除霜运行时加快化霜速度并提高系统的吸气压力，提高系统的可靠性。
本发明实施例是这样实现的，一种空调热泵系统，其包括一四通阀、与所述四通阀的第一接口连接的压缩机、与所述四通阀的第二接口连接的室外机换热器模块、与所述四通阀的第三接口连接的储存制冷剂的储液罐、与所述四通阀的第四接口连接的室内机换热器模块、第一电磁阀及控制系统，所述第一电磁阀的一端连接于所述室外机换热器模块与所述室内机换热器模块之间的管路上，所述第一电磁阀的另一端连接于所述四通阀的第三接口与所述储液罐之间的管路上，所述压缩机与所述储液罐连接，所述室外机换热器模块包括依次串联的室外机换热器及第一电子膨胀阀，所述空调热泵系统还包括与所述第一电子膨胀阀并联的太阳能辅助换热装置，所述太阳能辅助换热装置包括依次串联的第二电磁阀、辅助换热器及第二电子膨胀阀，所述辅助换热器包括由蓄热材料制成的壳体及设置于所述壳体内的盘管，所述壳体的蓄热材料将太阳能储存为热能并传递给所述盘管，所述空调热泵系统在制冷时，所述控制系统控制所述第一接口与所述第二接口接通、控制所述第三接口与所述第四接口接通、控制所述第一电磁阀和所述第二电磁阀掉电及控制所述第二电子膨胀阀关闭；所述空调热泵系统在制热时，所述控制系统控制所述第一接口与所述第四接口接通、控制所述第二接口与所述第三接口接通及控制所述第一电磁阀掉电，在所述室内机换热器模块的温度低于第一预定温度值时，所述控制系统控制所述第二电磁阀通电及控制所述第二电子膨胀阀打开，在所述室内机换热器模块的温度高于第二预定温度值时，所述控制系统控制所述第二电磁阀掉电及控制所述第二电子膨胀阀关闭；所述空调热泵系统在除霜时，所述控制系统控制所述第一接口与所述第二接口接通、控制所述第三接口与所述第四接口接通、控制所述第一电磁阀和所述第二电磁阀通电及控制所述第二电子膨胀阀打开。
在制热时，部分制冷剂的经过辅助换热器蒸发之后再进入至室外机换热器中蒸发，降低了因室外环境温度较低所带来的制冷剂蒸发不足、系统吸气压力低、室内机制热效果不良等现象，提高了室内机制热效果。在除霜时，部分制冷剂经过所述辅助换热器蒸发后再进入室内机换热器模块内，降低因制冷剂蒸发不良而导致的系统吸气温度和吸气压力偏低的现象，加快化霜速度、提高系统的吸气压力、提高系统的可靠性。
附图说明
图1是本发明实施例提供的空调热泵系统的示意图。
图2是图1的辅助换热器的结构示意图。
图3是图1的空调热泵系统在制冷时的示意图。
图4是图1的空调热泵系统在制热时的示意图。
图5是图1的空调热泵系统在除霜时的示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
请参阅图1，本发明实施例提供的空调热泵系统100包括一四通阀10、与所述四通阀10的第一接口11连接的压缩机20、与所述四通阀10的第二接口12连接的室外机换热器模块30、与所述四通阀10的第三接口13连接的储存制冷剂的储液罐40、与所述四通阀10的第四接口14连接的室内机换热器模块50、第一电磁阀60及控制系统（图未示）。
所述第一电磁阀60的一端连接于所述室外机换热器模块30与所述室内机换热器模块50之间的第一管路61上，所述第一电磁阀60的另一端连接于所述四通阀10的第三接口13与所述储液罐40之间的第二管路62上。所述压缩机20与所述储液罐40连接。所述室外机换热器模块30包括依次串联的室外机换热器31及第一电子膨胀阀32。
请同时参阅图2，所述空调热泵系统100还包括与所述第一电子膨胀阀32并联的太阳能辅助换热装置70。所述太阳能辅助换热装置70包括依次串联的第二电磁阀71、辅助换热器72及第二电子膨胀阀73。所述辅助换热器72包括由蓄热材料制成的壳体74及设置于所述壳体74内的盘管75。所述壳体74的蓄热材料将太阳能储存为热能并传递给所述盘管75。
请同时参阅图3，所述空调热泵系统100在制冷时，所述控制系统控制所述四通阀10的第一接口11与所述第二接口12接通、控制所述四通阀10的第三接口13与所述第四接口14接通、控制所述第一电磁阀60和所述第二电磁阀71掉电及控制所述第二电子膨胀阀73关闭。图中箭头所示为制冷剂的流向。在制冷时，制冷剂由压缩机20内流出，经过四通阀10的第一接口11和第二接口12进入所述室外机换热器31内，制冷剂经过室外机换热器31的冷凝后，经过第一电子膨胀阀32进入室内机换热器模块50，制冷剂在室内机换热器模块50内吸收室内温度后，经由四通阀10的第四接口14和第三接口13流至储液罐40内，储液罐40内的制冷剂进入压缩机20内进行压缩以进入下一个制冷循环。
请同时参阅图4，所述空调热泵系统100在制热时，所述控制系统控制所述四通阀10的第一接口11与所述第四接口14接通、控制所述第二接口12与所述第三接口13接通及控制所述第一电磁阀60掉电。在所述室内机换热器模块50的温度低于第一预定温度值时，所述控制系统控制所述第二电磁阀71通电及控制所述第二电子膨胀阀73打开，在所述室内机换热器模块50的温度高于第二预定温度值时，所述控制系统控制所述第二电磁阀71掉电及控制所述第二电子膨胀阀73关闭。图中箭头所示为制冷剂的流向。
在制热时，所述第一电磁阀60始终处于掉电状态，所述控制系统实时接收室内机换热器模块50的温度，并据此计算出平均温度值T，当控制系统检测到T低于第一预定温度值T1时，判定室内机送风温度偏低，制热效果较差，此时第二电磁阀71通电打开，第二电子膨胀阀73开至合适开度，使一部分制冷剂先进入至辅助换热器72，该部分制冷剂蒸发之后再进入至室外机换热器31中蒸发，降低了因室外环境温度较低所带来的制冷剂蒸发不足、系统吸气压力低、室内机制热效果不良等现象，提高了室内机制热效果。制冷剂由压缩机20内流出，经过四通阀10的第一接口11和第四接口14进入所述室内机换热器模块50内，制冷剂将热量经室内机换热器模块50释放至室内，然后，制冷剂的一部分依次经由第一电子膨胀阀32、室外机换热器31、四通阀10的第二接口12和第三接口13进入至储液罐40内；制冷剂的另一部分依次经过第二电子膨胀阀73、辅助换热器72、第二电磁阀71进入至室外机换热器31，然后再经由四通阀10的第二接口12和第三接口13流至储液罐40内，流入储液罐40内的制冷剂再进入压缩机20内进行压缩，以进入下一个制热循环。
在所述室内机换热器模块50的温度高于第二预定温度值T2时，不需要辅助换热器72辅助蒸发制冷剂，因此，所述控制系统控制所述第二电磁阀71掉电及控制所述第二电子膨胀阀73关闭，屏蔽辅助换热器72。
请同时参阅图5，所述空调热泵系统100在除霜时，所述控制系统控制所述第一接口11与所述第二接口12接通、控制所述第三接口13与所述第四接口14接通、控制所述第一电磁阀60和所述第二电磁阀71通电及控制所述第二电子膨胀阀73打开。图中箭头所示为制冷剂的流向。
在除霜时，制冷剂由压缩机20内流出，经由四通阀10的第一接口11和第二接口12进入至所述室外机换热器31内，一部分制冷剂经由第一电子膨胀阀32流过，一部分制冷剂依次经由第二电磁阀71、辅助换热器72、第二电子膨胀阀73后与经过第一电子膨胀阀32流过来的那部分制冷剂汇流，然后再分流，一部分制冷剂由第一电磁阀60流至储液罐40内，另外一部分制冷剂流入室内机换热器模块50内，然后经由四通阀10的第四接口14及第三接口13流入储液罐40内。所述辅助换热器72帮助制冷剂蒸发，降低因制冷剂蒸发不良而导致的系统吸气温度和吸气压力偏低的现象，加快化霜速度、提高系统的吸气压力、提高系统的可靠性。
所述室内机换热器模块50包括并联设置的至少二组室内机换热器模组51。每一室内机换热器模组51包括依次串联的室内机换热器52及第三电子膨胀阀53。制冷剂在进入室内机换热器模块50时，被分成若干条支路。
在本实施例中，为了提高热能传递的效率，所述盘管75为铜管。可以理解地，所述盘管75也可为其他金属材料制成，例如，铝。
为了更加提高除霜的效率，所述空调热泵系统100在除霜时，所述第二电子膨胀阀73打开至最大程度。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种空调热泵系统，其包括一四通阀、与所述四通阀的第一接口连接的压缩机、与所述四通阀的第二接口连接的室外机换热器模块、与所述四通阀的第三接口连接的储存制冷剂的储液罐、与所述四通阀的第四接口连接的室内机换热器模块、第一电磁阀及控制系统，所述第一电磁阀的一端连接于所述室外机换热器模块与所述室内机换热器模块之间的管路上，所述第一电磁阀的另一端连接于所述四通阀的第三接口与所述储液罐之间的管路上，所述压缩机与所述储液罐连接，所述室外机换热器模块包括依次串联的室外机换热器及第一电子膨胀阀，其特征在于：所述空调热泵系统还包括与所述第一电子膨胀阀并联的太阳能辅助换热装置，所述太阳能辅助换热装置包括依次串联的第二电磁阀、辅助换热器及第二电子膨胀阀，所述辅助换热器包括由蓄热材料制成的壳体及设置于所述壳体内的盘管，所述壳体的蓄热材料将太阳能储存为热能并传递给所述盘管，所述空调热泵系统在制冷时，所述控制系统控制所述第一接口与所述第二接口接通、控制所述第三接口与所述第四接口接通、控制所述第一电磁阀和所述第二电磁阀掉电及控制所述第二电子膨胀阀关闭；所述空调热泵系统在制热时，所述控制系统控制所述第一接口与所述第四接口接通、控制所述第二接口与所述第三接口接通及控制所述第一电磁阀掉电，在所述室内机换热器模块的温度低于第一预定温度值时，所述控制系统控制所述第二电磁阀通电并控制所述第二电子膨胀阀打开，在所述室内机换热器模块的温度高于第二预定温度值时，所述控制系统控制所述第二电磁阀掉电并控制所述第二电子膨胀阀关闭；所述空调热泵系统在除霜时，所述控制系统控制所述第一接口与所述第二接口接通、控制所述第三接口与所述第四接口接通、控制所述第一电磁阀和所述第二电磁阀通电及控制所述第二电子膨胀阀打开。
2.如权利要求1所述的空调热泵系统，其特征在于：所述室内机换热器模块包括并联设置的至少二组室内机换热器模组，每一室内机换热器模组包括依次串联的室内机换热器及第三电子膨胀阀。
3.如权利要求1所述的空调热泵系统，其特征在于：所述盘管为铜管。
4.如权利要求1所述的空调热泵系统，其特征在于：所述空调热泵系统在除霜时，所述第二电子膨胀阀打开至最大程度。
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