CN104154691A - 一种风冷冷热水机组的多功能辅助系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种风冷冷热水机组的多功能辅助系统，包括自动喷热除霜兼热管辅助除霜系统和自动喷淋冷却系统，由除霜电磁阀(10)、除霜热管(9)、减压部件(8)、喷淋管(12)、喷淋电子膨胀阀(11)组成，减压部件(8)与壳管式蒸发器(3)之间、除霜电磁阀(10)与壳管式蒸发器(3)之间、除霜热管(9)与除霜电磁阀(10)之间、除霜热管(9)与减压部件(8)之间、减压部件(8)与喷淋电子膨胀阀(11)之间、喷淋电子膨胀阀(11)与喷淋管(12)之间均用管路连接构成多功能辅助系统，本发明采用喷热除霜兼热管除霜技术和喷淋冷却技术相结合，既可以保证机组在冬季低温环境和夏季高温环境的高效低耗，稳定可靠地运行，延长机组的使用寿命，还将喷热系统和喷淋系统部件整合，节省了机组的生成成本。

Description

一种风冷冷热水机组的多功能辅助系统

技术领域

本发明涉及一种风冷冷热水机组的多功能辅助系统，属空调技术领域，具体涉及风冷冷热水机组的辅助除霜技术和喷淋冷却技术。

背景技术

风冷冷热水机组在冬季低温环境运行时，冷凝器容易产生结霜现象，严重影响机组的制热效果，因此，需要机组进行除霜运行。

目前空调和热水器大都采取停机后，主机四通阀换向运行制冷的方式来达到除霜的目的，该除霜方式除霜效果最好，但是除霜动作太频繁严重影响了空调和热水器的使用效果。

为了减少机组停机除霜的次数，目前常用的辅助除霜方式有电热辅助除霜和高温高压制冷剂旁通管辅助除霜，虽然都起到了减少主机停机除霜次数的效果，但是电热辅助除霜能耗大，安全性低，使用局限性大；高温高压旁通管辅助除霜增加了制冷系统的管路焊点，由于要用到制冷剂，影响整个制冷系统运行的稳定性。

风冷冷热水机组在夏季高温环境运行时，冷凝器换热效果大幅下降，并且冷凝压力增高，机组负荷增加，能耗大，效果差。

既要在冬季减少主机停机除霜的次数，保证机组效果，保证机组安全、可靠的运行；又要在夏季高温时，保证制冷效果，降低能耗，提高机组能效，是目前热泵型空调机组需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的旨在提供一种风冷冷热水机组的多功能辅助系统，克服现有空调技术中不足，保证机组在冬季和夏季的恶劣条件下稳定、高效运行。

为实现上述目的，本发明的风冷冷热水机组的多功能辅助系统包括自动喷热除霜兼热管辅助除霜系统和自动喷淋冷却系统，自动喷热除霜兼热管辅助除霜系统和自动喷淋冷却系统由除霜电磁阀、除霜热管、减压部件、喷淋管、喷淋电子膨胀阀组成，减压部件与壳管式蒸发器之间、除霜电磁阀与壳管式蒸发器之间、除霜热管与除霜电磁阀之间、除霜热管与减压部件之间、减压部件与喷淋电子膨胀阀之间、喷淋电子膨胀阀与喷淋管之间均用管路连接构成多功能辅助系统。

1.冬季自动喷热除霜兼热管辅助除霜系统，具体步骤如下：

a.所述除霜系统中除霜热管的热源由空调循环热水提供；

b.在空调循环回水管与除霜热管间设置减压部件；

c.在除霜热管与空调循环出水管路之间设置除霜电磁阀；

d.在喷淋管与热管进口端间设置喷淋电子膨胀阀；

e.通过机组控制器持续检测冷凝器盘管入口温度、中部温度和环境温度；

f.根据控制器检测到的冷凝器盘管入口温度和环境温度判断是否开启辅助除霜系统；若开启则进入步骤g；

g.控制除霜电磁阀开启；

h.根据控制器检测到的冷凝器盘管入口温度和环境温度判断是否开启喷热除霜系统；若开启则进入步骤i；

i.根据冷凝器盘管入口温度和中部温度控制喷淋电子膨胀阀开度，进行喷热除霜；

j.控制器自动判断检测到的冷凝器盘管入口温度，是否满足退出条件；若满足则执行步骤k，若不满足则继续执行步骤i；

k.关闭喷淋电子膨胀阀，第五预设时长后关闭除霜电磁阀。

所述步骤a中除霜系统中辅助除霜中的热源由循环热水提供。

所述步骤b中减压部件、除霜电磁阀和除霜热管串联连接。

所述步骤d中喷淋电子膨胀阀与辅助除霜系统旁管连接。

所述的辅助除霜系统与空调循环水系统并联连接。

所述步骤f具体为：

f1.制热持续运行第一预设时长；

f2.控制器判断所述冷凝器入口温度与所述环境温度是否满足预设首次开启除霜电磁阀温度要求；若满足则执行步骤f3，否则继续执行步骤f2；

f3.计算持续满足f2条件的时长；

f4.控制器判断f3的时长是否满足第二预设时长；若满足则执行步骤g，否则继续执行f3。

所述步骤h具体为：

h1.步骤g持续运行第三预设时长；

h2.控制器判断所述冷凝器盘管入口温度和环境温度是否满足开启喷热除霜系统预设温度；若满足则执行步骤h3，否则继续执行步骤h2；

h3.计算持续满足h2条件的时长；

h4.控制器判断h3的时长是否满足第四预设时长；若满足则执行步骤i，否则执行h3。

2.夏季自动喷淋冷却系统，具体步骤如下：

a.所述喷淋冷却系统共用所述的喷热除霜系统；

b.控制器持续检测冷凝器盘管入口温度和中部温度；

c.根据冷凝器盘管中部温度判断是否开启喷淋冷却系统；若开启则进入步骤d：

d.根据冷凝器盘管入口温度和中部温度控制喷淋电磁阀开度，进行喷淋冷却；

e.控制器判断冷凝器盘管中部温度，是否满足退出条件；若满足则执行步骤f，否则继续执行步骤d；

f.关闭所述喷淋电子膨胀阀。

所述步骤c具体为：

c1.步骤c持续运行第六预设时长；

c2.控制器判断所述冷凝器盘管中部温度是否满足开启喷淋冷却系统预设温度；若满足则执行步骤c3，否则继续执行步骤c2；

c3.计算持续满足c2条件的时长；

c4.控制器判断c3的时长是否满足第七预设时长；若满足则执行步骤d，否则执行c3。

本发明的一种风冷冷热水机组的多功能辅助系统与现有技术相比具有如下优异效果：

1、本发明不直接使用制冷系统高温高压制冷剂做辅助除霜热源，不使用危险系数高的强电电源作为除霜热源，并且采用热管辅助除霜系统简单、可靠、易于实现；2、本发明利用喷淋冷却系统在冬季是作为喷热除霜系统，不必另设系统，充分利用了机组自身资源，节省生成成本；3.本发明运用喷热除霜和热管除霜相结合，除霜更彻底，极大的降低了机组停机除霜的频率，甚至不必再停机除霜，使得机组可以长期稳定的持续运行，增长机组的使用寿命，将机组的制热效率最大化；4.本发明还集成了喷淋冷却系统，保证机组可以在夏季高温环境制冷时稳定、高效、低能耗的运行。

附图说明

图1为本发明的制热控制流程示意图。

图2为本发明的制冷控制流程示意图。

图3为本发明的空调系统构成示意图。

其中：1、为压缩机，2、为四通换向阀，3、为壳管蒸发器，4、为节流部件，5、为翅片式冷凝器，6、为气液分离器，7、为热水循环泵，8、为减压部件，9、为除霜热管，10、为除霜电磁阀，11、为喷淋电子膨胀阀，12、为喷淋管。

具体实施方案

下面结合附图对本发明的风冷冷热水机组的多功能辅助系统进行详细描述。

图1所示的制热控制流程如下：

P1机组开启制热运行。

运行状态为，空调循环泵5正常运转，空调系统正常运行；

P2控制器检测冷凝器盘管入口温度、中部温度和环境温度；

P3根据冷凝器盘管入口温度和环境温度控制器判断是否开启辅助除霜电磁阀；若满足开启条件，则执行P4；若不满足，则执行P2；具体步骤为：

P3a.制热持续运行第一预设时长；

P3b.控制器判断冷凝器入口温度与环境温度是否满足预设首次开启除霜电磁阀温度要求；若满足则执行步骤P3c，否则继续执行步骤P3b；

P3c.计算持续满足P3b条件的时长；

P3d.控制器判断P3c的时长是否满足第二预设时长；若满足则执行步骤P4，若不满足则执行P3b；

P4除霜电磁阀开启；

P5根据冷凝器入口温度和环境温度控制器判断是否开启喷热除霜，若开启则执行P6，否则继续执行P5。具体步骤为：

P5a.P4持续运行第三预设时长；

P5b.控制器判断冷凝器盘管入口温度和环境温度是否满足开启喷热除霜系统预设温度；若满足则执行步骤P5c，否则继续执行步骤P5b；

P5c.计算持续满足P5b条件的时长；

P5d.控制器判断P5c的时长是否满足第四预设时长；若满足则执行步骤P6，否则执行P5c；

P6根据冷凝器入口温度和中部温度控制喷淋电子膨胀阀开度，开启喷热除霜；

P7控制器判断冷凝器盘管入口温度是否满足退出辅助除霜条件，若满足，则执行P8，否则执行P6；

P8关闭喷淋电子膨胀阀；

P9满足第五预设时长后，关闭除霜电磁阀。

图2所示的制冷控制流程如下：

P1机组开启制冷运行。

运行状态为，空调循环泵5正常运转，空调系统正常运行；

P2控制器检测冷凝器盘管入口温度、中部温度和环境温度；

P3根据冷凝器盘管中部温度控制器判断是否开启喷淋冷却系统；若满足开启条件，则执行P4，否则继续执行P3。具体步骤为：

P3a.制冷持续运行第六预设时长；

P3b.控制器判断冷凝器盘管中部温度是否满足开启喷淋冷却系统预设温度；若满足则执行步骤P3c，否则继续执行步骤P3b；

P3c.计算持续满足P3b条件的时长；

P3d.控制器判断P3c的时长是否满足第七预设时长；若满足则执行步骤P4，否则执行P3c；

P4根据冷凝器入口温度和中部温度控制喷淋电子膨胀阀开度，开启喷淋冷却系统；

P5控制器判断冷凝器中部温度是否满足退出喷淋条件，若满足则执行P6，若不满足则继续执行P5；

P6关闭喷淋电子膨胀阀，退出喷淋冷却系统。

图3所示的空调系统包括包括压缩机1，四通换向阀2，水冷蒸发器3，节流部件4，翅片式冷凝器5，气液分离器6，热水循环泵7，减压部件8，除霜热管9，除霜电磁阀10，喷淋电子膨胀阀11，喷淋管12，由除霜电磁阀10、除霜热管9、减压部件8、喷淋管12、喷淋电子膨胀阀11组成自动喷热除霜兼热管辅助除霜系统和自动喷淋冷却系统，减压部件8与壳管式蒸发器之间、除霜电磁阀10与壳管式蒸发器3之间、除霜热管9与除霜电磁阀10之间、除霜热管9与减压部件8之间、减压部件8与喷淋电子膨胀阀11之间、喷淋电子膨胀阀11与喷淋管12之间均用管路连接构成多功能辅助系统。

本发明采取空调循环热水作为辅助除霜热源，辅助除霜系统不用参与制冷系统中的运行调节，所以控制简单，运行安全可靠，采用本发明方案设计辅助除霜系统，不仅可以大大减少机组停机除霜的频率，保证了机组制热效果；而且用循环热水做除霜热源的方法，安全、可靠，完全不会影响制冷系统的正常运作。

本发明采取喷热除霜系统和喷淋冷却系统共用的方式，不仅可以保证机组冬季和夏季在恶劣条件下稳定、高效运行，还节约了生成成本，节省了机组内部空间。

下面结合附图3，具体说明本发明实施方案。

在该空调系统中包含有：压缩机1，四通换向阀2，壳管蒸发器3，节流部件，4，翅片式冷凝器5，气液分离器6，热水循环泵7，减压部件8，除霜热管9，除霜电磁阀10，喷淋电子膨胀阀11，喷淋管12，控制所需参数有：环境温度Ta，冷凝器盘管入口温度Te、中部温度Tc，制热持续运行时长t1，满足开启辅助除霜冷凝器盘管入口温度时长t2，开启除霜电磁阀持续时长t3，满足退出除霜条件持续时长t4，关闭除霜电磁阀后持续时长t5，制冷持续运行时长t6，冷凝器中部温度持续满足开启喷淋条件时长t7，开启喷淋后持续满足退出喷淋条件时长t8。

制热时，通过检测Ta和Te温度和持续时长情况，判断是否开启辅助除霜电磁阀，通过累计除霜电磁阀开机时长，判断是否开启喷淋电子膨胀阀喷热除霜。

当开启制热时长t1>a min，开始检测环境温度Ta和冷凝器盘管入口温度Te。

若满足：ta≤A℃，且Te≤B℃，且t2>b min，则辅助除霜电磁阀10开启；否则不开启。

除霜电磁阀10开启过程中，若满足：Te>B℃，则除霜电磁阀10关闭；否则保持。

若满足：t3>c min，则根据Tc-Te值与C值比较，控制喷淋电子膨胀阀开启步数。

当Te>B，且t4>d min，则喷淋电子膨胀阀关闭。

当t5>e min，则关闭除霜电磁阀，退出辅助除霜。

该实施方案中，a、b、c、d、e、A、B、C为优化方案所设定值。

制冷时，通过检测Tc温度和持续时长情况，判断是否开启喷淋电子膨胀阀。

当开启制冷时长t6>f min，开始检测冷凝器中部温度Tc。

若满足：Tc>D℃，且t7>g min，则根据Tc-Te值与E值比较，控制喷淋电子膨胀阀开启步数。

当Tc<E，且t8>h min，则关闭喷淋电子膨胀阀，退出喷淋冷却。

该实施方案中，f、g、h、D、E为优化方案所设定值。

Claims (5)

1.一种风冷冷热水机组的多功能辅助系统，包括自动喷热除霜兼热管辅助除霜系统和自动喷淋冷却系统，自动喷热除霜兼热管辅助除霜系统和自动喷淋冷却系统由除霜电磁阀(10)、除霜热管(9)、减压部件(8)、喷淋管(12)、喷淋电子膨胀阀(11)组成，其特征在于减压部件(8)与壳管式蒸发器(3)之间、除霜电磁阀(10)与壳管式蒸发器(3)之间、除霜热管(9)与除霜电磁阀(10)之间、除霜热管(9)与减压部件(8)之间、减压部件(8)与喷淋电子膨胀阀(11)之间、喷淋电子膨胀阀(11)与喷淋管(12)之间均用管路连接构成多功能辅助系统。

2.根据权利要求1所述的风冷冷热水机组的多功能辅助系统，其特征在于自动喷热除霜系统和自动喷淋冷却系统共用管路和部件。

3.根据权利要求1所述的风冷冷热水机组的多功能辅助系统，其特征在于所述的自动喷热除霜兼热管辅助除霜系统和喷淋冷却系统的除霜热源和喷淋水源为空调热水和空调冷冻水。

4.根据权利要求1所述的风冷冷热水机组的多功能辅助系统，其特征在于所述的自动喷热除霜兼热管辅助除霜系统，具体步骤如下：

a.在空调循环回水管与除霜热管(9)间设置减压部件(8)；

b.在除霜热管(9)与空调循环出水管路之间设置除霜电磁阀(10)；

c.在喷淋管(12)与热管进口端间设置喷淋电子膨胀阀(11)；

d.持续检测冷凝器盘管入口温度、中部温度和环境温度；

e.根据冷凝器盘管入口温度和环境温度判断是否开启辅助除霜系统；若开启则进入步骤f；

f.控制所述除霜电磁阀(10)开启；

g.根据冷凝器盘管入口温度和环境温度判断是否开启喷热除霜系统；若开启则进入步骤h；

h.根据冷凝器盘管入口温度和中部温度控制喷淋电子膨胀阀(11)开度，进行喷热除霜；

i.判断冷凝器盘管入口温度，是否满足退出条件；若满足则执行步骤j，若不满足则继续执行步骤h；

j.关闭所述喷淋电子膨胀阀，第五预设时长后关闭所述除霜电磁阀(10)；

所述步骤a中所述减压部件(8)、除霜电磁阀(10)和除霜热管(9)相对串联连接；

所述步骤c中所述喷淋电子膨胀阀(11)与辅助除霜系统旁管连接；

所述的辅助除霜系统与空调循环水系统相对并联连接；

所述步骤e具体为：

e1.制热持续运行第一预设时长；

e2.判断所述冷凝器入口温度与所述环境温度是否满足预设首次开启除霜电磁阀(10)温度要求；若满足则执行步骤e3，否则继续执行步骤e2；

e3.计算持续满足e2条件的时长；

e4.判断e3的时长是否满足第二预设时长；若满足则执行步骤f，否则继续执行e3；

所述步骤g具体为：

g1.步骤f持续运行第三预设时长；

g2.判断所述冷凝器盘管入口温度和环境温度是否满足开启喷热除霜系统预设温度；若满足则执行步骤g3，否则继续执行步骤g2；

g3.计算持续满足g2条件的时长；

g4.判断g3的时长是否满足第四预设时长；若满足则执行步骤h，否则执行g3。

5.根据权利要求1所述的风冷冷热水机组的多功能辅助系统，其特征在于所述的自动喷淋冷却系统，具体步骤如下：

a.持续检测冷凝器盘管入口温度和中部温度；

b.根据冷凝器盘管中部温度判断是否开启喷淋冷却系统；若开启则进入步骤c：

c.根据冷凝器盘管入口温度和中部温度控制喷淋电磁阀开度，进行喷淋冷却；

d.判断冷凝器盘管中部温度，是否满足退出条件；若满足则执行步骤e，否则继续执行步骤c；

e.关闭所述喷淋电子膨胀阀(11)；

所述步骤b具体为：

b1.步骤b持续运行第六预设时长；

b2.判断所述冷凝器盘管中部温度是否满足开启喷淋冷却系统预设温度；若满足则执行步骤b3，否则继续执行步骤b2；

b3.计算持续满足b2条件的时长；

b4.判断b3的时长是否满足第七预设时长；若满足则执行步骤c，否则执行b3。