CN104764087A - 一种具备除霜功能的两级制热空调系统及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种具备除霜功能的两级制热空调系统及其控制方法，包括室外机和室内机，所述室外机中设置有主四通换向阀和蓄热四通换向阀，通过控制主四通换向阀和蓄热四通换向阀以及其余电磁阀的开闭实现空调系统两级制热和除霜过程同时运行，两级制热与蓄热运行同时进行。本发明的有益效果为：本发明中的空调系统能够实现两级制热与除霜同时运行，以及两级制热与蓄热同时运行，在进行除霜和蓄热时室内机制热不停机运转，能够提供给用户更好的使用感受，舒适度大大提高。

Description

一种具备除霜功能的两级制热空调系统及其控制方法
技术领域
本发明涉及空调系统控制领域，更具体的涉及一种具备除霜功能的两级制热空调系统及其控制方法。
背景技术
空调即空气调节，是指用人工手段对建筑/构筑物内环境空气的温度、湿度、洁净度、速度等参数进行调节和控制的过程，空调的结构主要包括：压缩机、冷凝器、蒸发器、四通阀、单向阀毛细管组件组成。
南方的冬天室内温度较低，常常需要使用空调对室内空气进行制热，然而在空调进行制热时，当蒸发温度降低导致室外换热器出现结霜现象，室外换热器结霜将严重影响空调的制热性能。
现有技术常用的除霜系统主要是热气旁通法和四通阀换向法。热气旁通法的基本原理是将压缩机排出的部分带有热量的气体通过支路分给室外换热器进行除霜，但这样的除霜方式会分流压缩机产生的部分热量进而影响空调的制热性能，并且采用热气旁通法进行除霜不仅除霜时间长而且除霜效果差。四通阀换向法的基本原理是采用四通换向阀通过切换四通阀不同的通路分别进行对室外换热器进行除霜和对室内进行制热，使用此方法进行除霜时需要切换四通换向阀的工况，将空调系统从制热状态变成制冷状态，从而不能保证持续不断的向室内供热，从而导致舒适度降低用户体验差。
发明内容
本发明的一个目的在于，提出一种两级制热和除霜过程同时运行，两级制热与蓄热运行同时进行，即在进行除霜过程中制热运行不停止的两级制热空调系统。
本发明的另一个目的在于，提出一种具备除霜功能的两级制热空调系统控制方法，能够实现两级制热和除霜过程同时运行和两级制热与蓄热运行同时进行。
为达此目的本发明采用以下技术方案：
一种具备除霜功能的两级制热空调系统，包括室外机和室内机，所述室外机中设置有主四通换向阀和蓄热四通换向阀；
所述蓄热四通换向阀的d口与一级压缩机的出口相连接，所述蓄热四通换向阀的c口和e口之间依次串联有室外冷凝器、室外电子膨胀阀、蓄热电子膨胀阀、相变蓄热器，所述蓄热四通换向阀的s口与所述主四通换向阀的s口并联后串联至气液分离器后连接至一级压缩机的入口；
所述主四通换向阀的d口与二级压缩机的出口相连接，所述主四通阀的e口通过气管截止阀连接至室内机的一端；
所述室外电子膨胀阀与所述蓄热电子膨胀阀之间还设置有与所述蓄热电子膨胀阀并联的第一支路，所述第一支路依次串联有高压储液器、第二电磁阀、液管截止阀，并通过所述液管截止阀连接至室内机的另一端；
所述第二电磁阀与所述液管截止阀之间设置有与所述液管截止阀并联的第二支路，所述第二支路依次串联有二级电子膨胀阀、闪发蒸发分离器、闪蒸单向阀并连接至所述室外冷凝器与所述室外电子膨胀阀之间；
还包括第三支路，所述第三支路为：所述主四通换向阀的d口与第三电磁阀串联后，与所述蓄热四通换向阀的d口并联，然后依次串联第一电磁阀和闪发蒸发分离器的蒸汽入口，所述闪发蒸发分离器的蒸汽出口连接至所述二级压缩机的入口。
进一步的，所述室外电子膨胀阀的两端并联有室外单向阀。
进一步的，所述一级压缩机与所述蓄热四通换向阀之间依次连接有一级油分离器和第一单向阀。
进一步的，所述二级压缩机和与所述主四通换向阀之间依次连接有二级油分离器和第二单向阀。
进一步的，所述第三电磁阀一端连接至第一单向阀和所述蓄热四通换向阀的d口之间，所述第三电磁阀的另一端连接至第二单向阀和所述主四通换向阀的d口之间。
进一步的，所述主四通换向阀的c口和s口之间设置有毛细管。
进一步的，所述室内机内设置有至少一组供热支路，所述供热支路包括串联设置的室内蒸发器和室内电子膨胀阀。
一种应用于上述的具备除霜功能的两级制热空调系统的控制方法，包括：
两级制热与除霜过程，包括：控制所述主四通换向阀通电，所述蓄热电子膨胀阀、室内电子膨胀阀开启，所述蓄热换向阀不通电，所述第二电磁阀、第三电磁阀、室外电子膨胀阀关闭；
两级制热与蓄热过程，包括：控制所述主四通换向阀、蓄热四通换向阀通电，所述蓄热电子膨胀阀、室外电子膨胀阀、二级电子膨胀阀、室内电子膨胀阀开启，所述第三电磁阀关闭。
本发明的有益效果为：
（1）本发明中的空调系统能够实现两级制热与除霜同时运行，以及两级制热与蓄热同时运行，在进行除霜和蓄热时室内机制热不停机运转，能够提供给用户更好的使用感受，舒适度大大提高；
(2)本发明中的空调系统的与蓄热器连接的管路较少，有利于对蓄热器进行模块化，有效降低系统的复杂化；
（3）本发明中的蓄热器与压缩机的排气出口直接连接，由于排气出口的温度较高，因此可供选择的用于蓄热器的相变材料种类更多；
（4）本发明中的控制方法，通过调节双四通换向阀以及电磁阀等的开关状态，能够实现两级制热与除霜运行、两级制热与蓄热运行，实现除霜运行过程汇总能够保证内机制热不停机。
附图说明
图1是本发明提供的具备除霜功能的两级制热空调系统在进行两级制热与除霜运行时制冷剂流向示意图；
图2是本发明提供的具备除霜功能的两级制热空调系统在进行两级制热与蓄热运行时制冷剂流向示意图。
图中：
1、一级压缩机；2、二级压缩机；3、一级油分离器；4、二级油分离器；5、蓄热四通换向阀；6、主四通换向阀；7、毛细管；8、室外冷凝器；9、室外电子膨胀阀；10、室外单向阀；11、高压储液器；12、液管截止阀；13、室内电子膨胀阀；14、室内蒸发器；15、气管截止阀；16、气液分离器；17、蓄热电子膨胀阀；18、相变蓄热器；19、闪发蒸发分离器；20、第一电磁阀；21、第三电磁阀；22第三电磁阀；24、二级电子膨胀阀；25、第一单向阀；26、第二单向阀；28、闪蒸单向阀；29、第二电磁阀；A、室外机；B、室内机。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
如图1、如图2所示，是本发明提供的具备除霜功能的两级制热空调系统的连接结构。包括室外机A和室内机B，所述室外机A中设置有主四通换向阀6和蓄热四通换向阀5；所述蓄热四通换向阀5的d口与一级压缩机1的出口相连接，所述蓄热四通换向阀5的c口和e口之间依次串联有室外冷凝器8、室外电子膨胀阀9、蓄热电子膨胀阀17、相变蓄热器18，所述蓄热四通换向阀5的s口与所述主四通换向阀6的s口并联后串联至气液分离器16后连接至一级压缩机1的入口，其中在所述室外电子膨胀阀9的两端并联有室外单向阀10。所述主四通换向阀6的d口与二级压缩机2的出口相连接，所述主四通阀6的e口通过气管截止阀15连接至室内机B的一端，所述主四通换向阀6的c口和s口之间设置有毛细管7。所述室内机B内设置有至少一组供热支路，所述供热支路包括串联设置的室内蒸发器14和室内电子膨胀阀13。
所述室外电子膨胀阀9与所述蓄热电子膨胀阀17之间还设置有与所述蓄热电子膨胀阀17并联的第一支路，所述第一支路依次串联有高压储液器11、第二电磁阀29、液管截止阀12，并通过所述液管截止阀12连接至室内机B的另一端。
所述第二电磁阀29与所述液管截止阀12之间设置有与所述液管截止阀12并联的第二支路，所述第二支路依次串联有二级电子膨胀阀24、闪发蒸发分离器19、闪蒸单向阀28并连接至所述室外冷凝器8与所述室外电子膨胀阀9之间。
还包括第三支路，所述第三支路为：所述主四通换向阀6的d口与第三电磁阀22串联后，与所述蓄热四通换向阀5的d口并联，然后依次串联第一电磁阀20和闪发蒸发分离器19的蒸汽入口，所述闪发蒸发分离器19的蒸汽出口连接至所述二级压缩机2的入口。其中，所述第三电磁阀22一端连接至第一单向阀25和所述蓄热四通换向阀5的d口之间，所述第三电磁阀22的另一端连接至第二单向阀26和所述主四通换向阀6的d口之间。
其中，所述一级压缩机1与所述蓄热四通换向阀5之间依次连接有一级油分离器3和第一单向阀25；所述二级压缩机2和与所述主四通换向阀6之间依次连接有二级油分离器4和第二单向阀26。
本发明中的空调系统能够实现两级制热与除霜同时运行，以及两级制热与蓄热同时运行，在进行除霜和蓄热时室内机制热不停机运转，能够提供给用户更好的使用感受，舒适度大大提高；空调系统的与蓄热器连接的管路较少，有利于对蓄热器进行模块化，有效降低系统的复杂化；蓄热器与压缩机的排气出口直接连接，由于排气出口的温度较高，因此可供选择的用于蓄热器的相变材料种类更多。
本发明还公开了一种应用于上述具备除霜功能的两级制热空调系统的控制方法，包括两级制热与除霜过程和两级制热与蓄热过程。
在进行两级制热与除霜过程时，控制所述主四通换向阀6通电，所述蓄热电子膨胀阀17、室内电子膨胀阀13开启，所述蓄热换向阀5不通电，所述第二电磁阀29、第三电磁阀22、室外电子膨胀阀9关闭。此时，空调系统中的制冷剂流向形成两条回路，一条是除霜回路，另一条是除霜过程两级制热回路。
除霜回路包括：从一级压缩机1的出口出来的高温高压气体依次经过一级油分离器3和第一单向阀25后进入蓄热四通换向阀5的d口，从蓄热四通换向阀5的c口出来的制冷剂到达室外冷凝器8进行除霜，而后依次经过室外单向阀10、蓄热电子膨胀阀17、相变蓄热器18进入蓄热四通换向阀5的e口，从蓄热四通换向阀5的s口出来的制冷剂进入气液分离器16进行气液分离后回到一级压缩机1，完成除霜过程。
与除霜过程同时进行的除霜过程两级制热回路包括：从一级压缩机1的出口出来的高温高压气体依次经过一级油分离器3、第一单向阀25、第一电磁阀20后从闪发蒸发分离器19的蒸汽入口进入闪发蒸发分离器19中，并从闪发蒸发分离器19的蒸汽出口进入到二级压缩机2中二次压缩，从二级压缩机2的出口出来的高温高压制冷剂依次经过二级油分离器4、第二单向阀26进入到主四通换向阀6的d口；从主四通换向阀6的e口出来的制冷剂通过气管截止阀15进入到室内机B中依次通过室内蒸发器14和室内电子膨胀阀13进行热交换；进行热交换后的制冷剂通过液管截止阀12回到室外机A中后经过二级电子膨胀阀24通过闪发蒸发分离器19的溶液入口进入闪发蒸发分离器19并从溶液出口出来依次经过闪蒸单向阀28、室外单向阀10、蓄热电子膨胀阀17、相变蓄热器18进入到蓄热四通换向阀5的e口中，从蓄热四通换向阀5的s口出来的制冷剂经过气液分离器16后回到一级压缩机1，两级制热过程结束。
在进行两级制热与蓄热过程运行时，控制所述主四通换向阀6、蓄热四通换向阀5通电，所述蓄热电子膨胀阀17、室外电子膨胀阀9、二级电子膨胀阀24、室内电子膨胀阀13开启，所述第三电磁阀22关闭。此时，空调系统中的制冷剂流向形成三条回路，一条是蓄热回路，另两条分别是第一蓄热过程两级制热回路和第二蓄热过程两级制热回路。
蓄热回路包括：从一级压缩机1中出来的高温高压制冷剂依次经过一级油分离器3、第一单向阀25后进入通过蓄热四通换向阀5的d口，从蓄热四通换向阀5的e口出来的制冷剂进入相变蓄热器18进行换热后依次经过蓄热电子膨胀阀17、室外电子膨胀阀9、室外冷凝器8进入蓄热四通换向阀5的c口，从蓄热四通换向阀5的e口出来的制冷剂再经过气液分离器16回到一级压缩机1中，完成蓄热过程。
与蓄热过程同时进行的第一蓄热过程两级制热回路包括：从一级压缩机1中出来的高温高压制冷剂依次经过一级油分离器3、第一单向阀25、第一电磁阀20从闪发蒸发分离器19的蒸汽入口进入到闪发蒸发分离器19并通过蒸汽出口进入到二级压缩机2进行二次压缩，从二级压缩机2的出口出来的制冷剂依次经过二级油分离器4、第二单向阀26、主四通换向阀6的d口、主四通换向阀6的e口、气管截止阀15进入到室内机B中依次通过室内蒸发器14、室内电子膨胀阀13进行热交换，而后通过液管截止阀12回到室外机A中，并依次通过第二电磁阀29、高压储液器11、室外电子膨胀阀9、室外冷凝器8、蓄热四通换向阀5的c口、蓄热四通换向阀5的s口、气液分离器16回到一级压缩机1中。
与蓄热过程同时进行的第二蓄热过程两级制热回路包括：从一级压缩机1中出来的高温高压制冷剂依次经过一级油分离器3、第一单向阀25、第一电磁阀20从闪发蒸发分离器19的蒸汽入口进入到闪发蒸发分离器19并通过蒸汽出口进入到二级压缩机2进行二次压缩，从二级压缩机2的出口出来的制冷剂依次经过二级油分离器4、第二单向阀26、主四通换向阀6的d口、主四通换向阀6的e口、气管截止阀15进入到室内机B中依次通过室内蒸发器14、室内电子膨胀阀13进行热交换，而后通过液管截止阀12回到室外机A中，而后经过二级电子膨胀阀24和闪发蒸发分离器19的溶液入口进入到闪发蒸发分离器19中，并从闪发蒸发分离器19的溶液出口依次经过闪蒸单向阀28、室外冷凝器8、蓄热四通换向阀5的c口、蓄热四通换向阀5的s口、气液分离器16回到一级压缩机1。
本发明中的控制方法，通过调节双四通换向阀以及电磁阀等的开关状态，能够实现两级制热与除霜运行、两级制热与蓄热运行，实现除霜运行过程汇总能够保证内机制热不停机。
以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种具备除霜功能的两级制热空调系统，包括室外机（A）和室内机（B），其特征在于，所述室外机（A）中设置有主四通换向阀（6）和蓄热四通换向阀（5）；
所述蓄热四通换向阀（5）的d口与一级压缩机（1）的出口相连接，所述蓄热四通换向阀（5）的c口和e口之间依次串联有室外冷凝器（8）、室外电子膨胀阀（9）、蓄热电子膨胀阀（17）、相变蓄热器（18），所述蓄热四通换向阀（5）的s口与所述主四通换向阀（6）的s口并联后串联至气液分离器（16）后连接至一级压缩机（1）的入口；
所述主四通换向阀（6）的d口与二级压缩机（2）的出口相连接，所述主四通阀（6）的e口通过气管截止阀（15）连接至室内机（B）的一端；
所述室外电子膨胀阀（9）与所述蓄热电子膨胀阀（17）之间还设置有与所述蓄热电子膨胀阀（17）并联的第一支路，所述第一支路依次串联有高压储液器（11）、第二电磁阀（29）、液管截止阀（12），并通过所述液管截止阀（12）连接至室内机（B）的另一端；
所述第二电磁阀（29）与所述液管截止阀（12）之间设置有与所述液管截止阀（12）并联的第二支路，所述第二支路依次串联有二级电子膨胀阀（24）、闪发蒸发分离器（19）、闪蒸单向阀（28）并连接至所述室外冷凝器（8）与所述室外电子膨胀阀（9）之间；
还包括第三支路，所述第三支路为：所述主四通换向阀（6）的d口与第三电磁阀（22）串联后，与所述蓄热四通换向阀（5）的d口并联，然后依次串联第一电磁阀（20）和闪发蒸发分离器（19）的蒸汽入口，所述闪发蒸发分离器（19）的蒸汽出口连接至所述二级压缩机（2）的入口。
2.根据权利要求1所述的一种具备除霜功能的两级制热空调系统，其特征在于，所述室外电子膨胀阀（9）的两端并联有室外单向阀（10）。
3.根据权利要求2所述的一种具备除霜功能的两级制热空调系统，其特征在于，所述一级压缩机（1）与所述蓄热四通换向阀（5）之间依次连接有一级油分离器（3）和第一单向阀（25）。
4.根据权利要求3所述的一种具备除霜功能的两级制热空调系统，其特征在于，所述二级压缩机（2）与所述主四通换向阀（6）之间依次连接有二级油分离器（4）和第二单向阀（26）。
5.根据权利要求4所述的一种具备除霜功能的两级制热空调系统，其特征在于，所述第三电磁阀（22）一端连接至第一单向阀（25）和所述蓄热四通换向阀（5）的d口之间，所述第三电磁阀（22）的另一端连接至第二单向阀（26）和所述主四通换向阀（6）的d口之间。
6.根据权利要求5所述的一种具备除霜功能的两级制热空调系统，其特征在于，所述主四通换向阀（6）的c口和s口之间设置有毛细管（7）。
7.根据权利要求6所述的一种具备除霜功能的两级制热空调系统，其特征在于，所述室内机（B）内设置有至少一组供热支路，所述供热支路包括串联设置的室内蒸发器（14）和室内电子膨胀阀（13）。
8.一种应用于如权利要求7所述的具备除霜功能的两级制热空调系统的控制方法，其特征在于，包括：
两级制热与除霜过程，包括：控制所述主四通换向阀（6）通电，所述蓄热电子膨胀阀（17）、室内电子膨胀阀（13）开启，所述蓄热换向阀（5）不通电，所述第二电磁阀（29）、第三电磁阀（22）、室外电子膨胀阀（9）关闭；
两级制热与蓄热过程，包括：控制所述主四通换向阀（6）、蓄热四通换向阀（5）通电，所述蓄热电子膨胀阀（17）、室外电子膨胀阀（9）、二级电子膨胀阀（24）、室内电子膨胀阀（13）开启，所述第三电磁阀（22）关闭。
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