CN104515331A - 一种制热不停机除霜系统及除霜方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种制热不停机除霜系统，包括压缩机、四通阀、通过所述四通阀与所述压缩机吸气端相连的空气换热器以及通过所述四通阀与所述压缩机出气端相连的热水器换热器，还包括一个连接在所述压缩机进气端和出气端之间的泄压装置以及一个连接在所述热水器换热器和空气换热器之间的电子膨胀阀。本发明技术应用后，实现压缩机不停机除霜运行，可以较大幅度地提高制热运行率。

Description

一种制热不停机除霜系统及除霜方法

技术领域

本发明涉及家电领域，特别涉及热泵热水器领域，尤其涉及一种制热不停机除霜系统及除霜方法。

背景技术

随着经济的快速发展与人们生活品位的提高，生活用热水已成为人们的生活必需品，然而传统的热水器（电热水器，燃油、气热水器）具有能耗大、费用高、污染严重等缺点；而节能环保型太阳能热水器的运行又受到气象条件的制约。热泵的供热原理与传统的太阳能热水器截然不同，热泵以空气、水、太阳能等为低温热源，并以电能为动力从低温侧吸取热量来加热生活用水，热水通过循环系统直接送入用户作为热水供应或利用风机盘管进行小面积采暖。

热泵热水器就是利用逆卡诺原理，通过介质，把热量从低温物体传递到高温的水里的设备。热泵装置，可以使介质（冷媒）相变，变成比低温热源更低，从而自发吸收低温热源热量；回到压缩机后的介质，又被压缩成高温（比高温的水还高）高压气体，从而自发放热到高温热源；实现从将低温热源“搬运”热量到高温热源，突破能量转换100%瓶颈。

目前热泵热水器使用的是定速压缩机，制热除霜时需要停机进行四通阀的切换，制热运行率较低。尤其在冬季制热时，换热器结霜频繁，压缩机频繁停机除霜，制热运行率较差。

发明内容

有鉴于此，为解决上述问题，本发明提供了一种制热不停机除霜系统及除霜方法。

一种制热不停机除霜系统，包括压缩机、四通阀、通过所述四通阀与所述压缩机吸气端相连的空气换热器、通过所述四通阀与所述压缩机出气端相连的热水器换热器以及一个连接在所述热水器换热器和空气换热器之间的电子膨胀阀，还包括一个连接在所述压缩机进气端和出气端之间的泄压装置。

优选地，所述泄压装置为热空气膨胀阀。

优选地，所述泄压装置为热气体旁通阀，所述热气旁通阀连接在所述压缩机进气端和出气端之间的均压管路上。

优选地，所述空气换热器上设置有温度传感器，根据所述空气换热器的温度确定除霜时间。

一种制热不停机除霜方法，通过制热不停机除霜系统实现，其步骤为：

S1、当满足除霜条件时，通过对电子膨胀阀的控制，使压缩机吸气端为过热气体；

S2、打开热气体旁通阀，使压缩机泄压；

S3、四通阀切换，电子膨胀阀全开；

S4、关闭热气体旁通阀，待换热器除霜；

S5、除霜完成后，再打开热气体旁通阀；

S6、再次切换四通阀后，关闭热气体旁通阀，电子膨胀阀恢复到过热度控制模式，系统正常制热运行。

优选地，所述电子膨胀阀的控制为控制液态冷媒流入空气换热器的速率。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

（1）利用热气体旁通阀控制压缩机的负载，使得四通阀在切换时，压缩机不需要停机，从而较大幅度的提高制热运行率。

（2）由于压缩机的进气端和出气端分别与四通阀的两端相连，因此热气体旁通阀位于压缩机与四通阀之间，同时使得四通阀两端压力差适中，确保四通阀部品的信赖性。

附图说明

为了更清晰地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明制热不停机除霜系统的结构示意图；

图2为现有制热除霜系统的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图和具体实施方式对本发明的内容作进一步详细说明。

如图1所示，一种应用于热泵热水器中的制热不停机除霜系统，包括压缩机1、四通阀2、空气换热器3、热水器换热器4以及一个泄压装置和一个电子膨胀阀6。其中，该压缩机1的进气端11通过上述四通阀2中的两个阀口与上述空气换热器3连接，压缩机1的出气端12通过上述四通阀2的另外两个阀口与上述热水器换热器4连接。本发明中还设有一个泄压装置5，该热泄压装置5位于上述压缩机1和四通阀2之间，通过一端均压管路连接，该均压管路的一端连接在压缩机进气端11与四通阀2连接的管路上，另一端连接在压缩机出气端12与四通阀2连接的管路上，即当该泄压装置5打开时，可以直接连通压缩机1的进气端11和出气端12。上述热水器换热器4与空气换热器3之间，通过一条管路连接，该条管路上设有一个电子膨胀阀6。上述压缩机1、四通阀2、空气换热器3和热水器换热器4之间均由均压管路连接，用于冷媒的传递。

热泵热水器的工作原理是：首先空气进入空气换热器3，在低温冷媒的作用下吸收空气中的热量后气化，然后由压缩机1压缩制热变成高温高压的气体，接着进入热水器换热器4，通过盘管冷凝器与热水器水箱中的水充分换热，水吸热升温而冷媒降温，最后冷媒经膨胀阀6释放压力，回温到低温低压的气液混合状态后再次进入空气换热器3循环使用。

在实际使用过程中，当空气换热器3温度低于环境空气的露点温度时，整个空气换热器3上散热片表面会产生凝露水，当环境空气温度低于0℃，凝露水就会凝结成薄霜。当然结霜严重时会影响机器制热效果。目前热泵热水器使用的是定速压缩机，该压缩机需要停机进行除霜，但压缩机的频繁停机除霜会导致制热运行率低下，为解决该问题，本发明在压缩机1和四通阀2之间增设一个泄压装置5。上述泄压装置5优选为组合型安全泄压装置或阀型安全泄压阀装置，进一步，本发明实施例采用热气体旁通阀。

对比停机除霜系统，本发明制热不停机除霜系统增加了作为泄压装置的热气体旁通阀5，作用在于除霜运行，四通阀2切换时，控制压缩机1的负载，使得四通阀2切换时的压力差适中，确保四通阀2部品的信赖性。本发明的工作方法：系统制热运行，当满足除霜条件后，进入除霜运行；通过对电子膨胀阀6的特殊控制，使压缩机1吸气侧为过热气体；打开热气体旁通阀5，压缩机1卸载，进气端11与出气端12压力平衡；四通阀2切换，使得压缩机1出气端12与空气换热器3连通、压缩机进气端11与热水器换热器4连通，电子膨胀阀6全开；然后关闭热气体旁通阀5，待除霜完成后，再打开热气体旁通阀5；再次切换四通阀2后，关闭热气体旁通阀5，电子膨胀阀6恢复到过热度控制模式，系统正常制热运行。其中，电子膨胀阀6的特殊控制为控制适当减少液态冷媒流入空气换热器3内。

另外，空气换热器3上设置有一个温度传感器7，该温度传感器7用于感知空气换热器3的温度，安装在热水器内的控制器可根据空气换热器3的温度调节制热系统的除霜时间。

在本发明的实际应用中，空气换热器还配备有一个风扇8，促进空气换热器中的冷媒与空气进行换热。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

本发明提供了一种制热不停机除霜控制方式，除霜运行，四通阀切换时，压缩机不需要停机，从而较大幅度的提高制热运行率；除此之外，利用热气体旁通阀控制压缩机的负载，使得四通阀在切换时，压力差适中，确保四通阀部品的信赖性。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (6)

1.一种制热不停机除霜系统，包括压缩机、四通阀、通过所述四通阀与所述压缩机吸气端相连的空气换热器、通过所述四通阀与所述压缩机出气端相连的热水器换热器以及一个连接在所述热水器换热器和空气换热器之间的电子膨胀阀，其特征在于，还包括一个连接在所述压缩机进气端和出气端之间的泄压装置。

2.根据权利要求1所述的制热不停机除霜系统，其特征在于，所述泄压装置为热空气膨胀阀。

3.根据权利要求1所述的制热不停机除霜系统，其特征在于，所述泄压装置为热气体旁通阀，所述热气旁通阀连接在所述压缩机进气端和出气端之间的均压管路上。

4.根据权利要求1所述的制热不停机除霜系统，其特征在于，所述空气换热器上设置有温度传感器，所述温度传感器根据所述空气换热器的温度确定除霜时间。

5.一种制热不停机除霜方法，通过权利要求1所述的制热不停机除霜系统实现，其步骤为：

S1、当满足除霜条件时，通过对电子膨胀阀的控制，使压缩机吸气端为过热气体；

S2、打开热气体旁通阀，使压缩机泄压；

S3、四通阀切换，电子膨胀阀全开；

S4、关闭热气体旁通阀，待换热器除霜；

S5、除霜完成后，再打开热气体旁通阀；

S6、再次切换四通阀后，关闭热气体旁通阀，电子膨胀阀恢复到过热度控制模式，系统正常制热运行。

6.根据权利要求4所述的制热不停机除霜方法，其特征在于，所述电子膨胀阀的控制为控制液态冷媒流入空气换热器的速率。