CN104813122A - 用于对与空气调节单元相连的蒸发器除冰的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

一种用于对连接到空气调节单元(9)的热泵(2)中的蒸发器(1)除冰的方法和装置，其中空气调节单元(9)包括可控热量回收装置(10)。所述热泵(2)包括具有制冷剂(4)的制冷剂系统(3)、至少一个压缩机(5)、至少一个冷凝器(6)、至少一个第一膨胀阀(7)和至少一个蒸发器(1)。热泵(2)进一步包括至少一个四通阀(8)，该四通阀在流动方向上安置在压缩机(5)之后且冷凝器(6)之前，并且所述四通阀(8)安置来切换制冷剂系统(3)中的制冷剂(4)的流动方向，由此，制冷剂(4)被送到蒸发器(1)而不是冷凝器(6)而不通过膨胀阀(7)。所述热量回收装置(10)安置来从第一气流(11)回收能量并将其传送到第二气流(12)，所述蒸发器(1)安置在第一气流(11)中，在流动方向上位于热量回收装置(10)之后，并且冷凝器(6)安置在第二气流(12)中，在流动方向上位于热量回收装置(10)之后。本发明的特征在于，当在蒸发器(1)中发生结冰时，通过蒸发器(1)的制冷剂(4)的温度增大，同时由于热量回收装置(10)下调，由此从内部通过升高制冷剂(4)的温度和从外部通过第一气流(11)实现了蒸发器(1)的同时加热，所述温度在当热量回收减少时升高，由此蒸发器(1)得以除冰。

Description

用于对与空气调节单元相连的蒸发器除冰的方法和设备
技术领域
本发明涉及用于对与空气调节单元相连的热泵装置中的蒸发器除冰(defrosting)的方法和设备，所述空气调节单元包括从排出的空气例如从建筑物回收热能的某种装置。
背景技术
在空气调节领域中，在需要对供应的空气加热的情形下，为空气调节单元配备某种热量回收装置以从被加热的排出的空气回收热量并将该热量传递给供应的空气是常见的。相反，在排出的空气比室外空气更冷的情形下冷却供应的空气也是热量回收装置的常见任务。不管热量回收的类型如何，对供应的空气进行后处理的某种装置是常见的，例如，用于控制供应的空气的温度到期望值即所谓的设定点而不管室外空气温度如何的加热线圈和/或冷却线圈。
现有技术还提供了与空气调节单元有关的热泵解决方案，取决于主要功能是加热、冷却还是热回收，它们被称作例如热泵、冷却器等。实践中，热泵布置为与空气调节单元相连或者布置在空气调节单元中，热泵包括具有某种类型的热传递介质/制冷剂的制冷剂回路、蒸发器、冷凝器以及压缩机和膨胀阀。热泵可以设计为具有所谓的逆向的制冷剂回路，该回路意味着，多通阀根据需要可以改变制冷剂的流动方向到与正常流动方向相反的方向。关于空气调节单元，所谓的直接膨胀线圈即DX线圈布置在供应的空气中，并且一个DX线圈布置在抽出的空气中即布置在排出的空气中，沿着流动方向在热交换器之后，这样，处于将被释放到外界空气中的空气中。这些DX线圈代表蒸发器或者冷凝器，其取决于制冷剂在系统中被泵送的流动方向。DX线圈典型地由多个具有铝翅片的铜管构成，其中制冷剂通过铜管，热量与通过DX线圈的环境空气进行交换而被放出或吸收。铝翅片增大DX线圈的热传递表面。
热泵工艺的总的功能是使得介质例如空气的热含量从热量可以被收集的位置移动到需要热量且热量可以被排出的另一位置。热泵工艺能够工作是因为当通过膨胀阀时系统中的制冷剂从高压传递到明显的低压，这也意味着制冷剂的温度剧烈下降。制冷剂然后通过蒸发器，在那里它由于从环境介质例如户外空气或者如在本案中从来自于空气调节单元的排出空气/抽出空气中吸收热量而蒸发。蒸汽然后通过压缩机，在那里他被压缩以再次获得高压，同时，在压缩期间，温度升高；并且，在大多数情形下，压缩机热量也被回收和传递到制冷剂。然后，制冷剂以被加热的高压蒸汽的形式被送出到冷凝器上，在那里高压蒸汽冷凝并变为液体。在该工艺过程中，冷凝器释放热量，并且该热量以及任何压缩机热量被用于加热加热侧面。其后，制冷剂被送出到膨胀阀，如此，热泵周期完成。当回路被用于空气调节单元中进行冷却时，工艺逆向地简单运行，也就是，制冷剂在系统中在另一方向送出，其中每个DX线圈可以移动，以使得蒸发而是在供应的空气中发生，该空气然后被冷却，而冷凝发生在排出空气/抽出空气中。
当这些系统操作时，时常出现对蒸发器除冰的需求，因为蒸发器侧的DX线圈被迅速冷却下来，这是由于蒸发过程自身以及蒸发器中非常冷的制冷剂；以及蒸发器被暴露以冷却并且潮湿的空气经常通过蒸发器/DX线圈。在加热情形下尤其如此，也就是，当热量从排气空气/抽出空气被吸收并且传递到供应空气以便加热该供应空气时。这样的结果是，如果不除冰，在蒸发器中会发生严重的结冰。在冷却模式下在空气调节单元中利用热泵工艺是相对常见的，当所述单元具有热交换器时有时也是常见的。由于上述的结冰问题，对于用热交换器和热泵组合来加热的场合没有已知的解决方案，并且，对于有效且实用的除冰技术，因为尚没有人研究出足够优良的蒸发器除冰技术。它简单地耗费了太多能量，并且供应空气的温度由于除冰步骤而波动(在除冰期间冷却供应空气，尽管需要加热)。由于空气调节单元包括热交换器，该热交换器通过加热而被控制以便从排出空气回收最大热量，结果，在热量回收后并且在蒸发器之前的温度下降。这以及蒸发器内的冷却制冷剂的组合增大了如上所述的在蒸发器行结冰以及发生严重结冰的风险。根据大多数类型的热泵中的传统方法，除冰操作如下地进行：制冷剂回路通过在制冷剂回路中安置多通阀等而被逆向驱动，所述阀在需要除冰时改变制冷剂流动方向，其中在适当的时间温暖的制冷剂被送出到蒸发器而不是冷凝器，以使得冰溶解，DX线圈从而从内部通过制冷剂被加热。这种控制构成定时器控制的除冰步骤，其中该步骤根据预设的间隔被重复，或者在除冰步骤开始后当发生结冰时进行防冰提示。在这些情形下，除冰主要根据开/关原则，即除冰进行中或未进行除冰，来进行，而除冰进行中根据某一时间来进行，或者一直进行直到系统提示结冰消失。
在其它的热泵应用中，比如传统的空气热泵或者冷却器中，蒸发器单独布置在户外空气中，在顶部或者在壁上等。在这些应用中，蒸发器通常装备有风扇，该风扇吹动或者吸引空气通过蒸发器。在除冰期间，制冷剂回路在风扇关闭的同时逆向以不使得延长除冰周期，如果环境空气被冷却的话。在通风的场合，当空气处理风扇必须连续运转时，甚至在蒸发器的除冰期间，由于通风要求，情况会稍微不同。这影响除冰周期时长，除冰周期被延长；并且借助于空气调节单元通风的建筑物必须在除冰期间保持通风。除冰周期的时间越长，则损失越多的能量，并且供应空气的温度变得越低，这会导致使用热泵以便加热供应空气的解决方案变得稀少的问题。但是，如上所述，通过热泵进行冷却是相对常见的，因为通常不会有相同的问题，因为蒸发器设置在绝不会比+15℃更冷的温度，因为你很少能够影响供应空气比这还冷。
当具有热泵解决方案的空气调节单元在加热模式运行时，即，在一年的冷的季节里，如所述地，在操作过程中会存在连续的除冰需求。在通风情形下的供应空气侧，存在如上所述的缺点，即，供应空气的温度需求，这在安置用于加热的其它热泵中不是个问题，其中通风需要并未迫近。通过诸如除冰技术的逆向操作，可以说，各个DX线圈至少最终从蒸发器侧变化到冷凝器侧，反之亦然。布置在供应空气中在热交换器之后的DX线圈在加热情形中通常是在热交换器已经将热量传递到供应空气后用于将供应空气加热到设定值的最后加热单元。供应空气侧的DX线圈因此在加热情形中构成冷凝器，但是在蒸发器通过逆向操作而除冰(抽取空气)时，供应空气DX线圈变为冷侧。尽管通风不能被关掉，但是这意味着供应空气最终冷却下来，不管是否需要热量。供应空气温度在其它方式中不能比在供应空气中安装额外的加热电池而更保持稳定。期望除冰时间最小化，恰恰是因为在通风场合中这些独特的缺点。
现有技术的问题是，除冰步骤相当耗时，尽管受控的除冰从蒸发器内部通过加热制冷剂而单向地进行。而且，热量回收并行于除冰而操作，其本身冷却通过蒸发器的空气从而延长除冰时间，并且供应空气风扇和排出空气风扇必须连续运行。
发明内容
本发明的目的是通过本发明的第一方面的方法解决上述问题，所述方法是通过从内部和外部同时加热蒸发器而为蒸发器除冰的方法。这通过升高通过蒸发器的制冷剂的温度从而从内部加热蒸发器同时下调空气调节单元中的热量回收装置而实现。通过在除冰期间减少热量回收，在热交换器之后的空气温度升高，也就是，在蒸发器之前通过蒸发器的空气从外侧被加热。通过本发明的方法，与单向除冰的早前的解决方案相比，根据本发明的方法的除冰时间降低，并且同时实现更稳定的供应空气温度，因为如果需要的话除冰可以在除冰场中更早地进行，以及以更短的少的步骤进行，以提供更均匀的供应空气温度。
根据本发明方法的优选实施例，制冷剂的温度在除冰期间被升高，因为热泵被逆向操作，即，制冷剂在制冷剂系统中与用于加热模式的一般方向相比在相反逆向被泵送。这通过四通阀而实现，所述阀切换流动方向以使得在压缩机之后的被加热的高压蒸汽被送到蒸发器而不是送入冷凝器，而不通过膨胀阀。这样，蒸发器，即DX线圈，在第一空气流中从内部通过加热的制冷剂以及从外部通过下调热量回收装置而被加热，从而允许第一空气流变得比以前更暖和，比导致蒸发器结冰的操作模式更暖和。与早前的解决方案相比，这将明显缩短除冰时间。
根据本方法的另一优选实施例制冷剂回路包括所谓的热气阀，该阀沿着流动方向布置在压缩机之后，作为膨胀阀之后对制冷剂管的旁路。通过该阀，可以将在压缩机之后的加热的高压蒸汽直接送到蒸发器，而不通过膨胀阀或者四通阀。经由热气阀，全部的或者一部分蒸汽被送到蒸发器，在那里，适当地，剩余的一部分蒸汽经由四通阀被送到冷却器，如通常的一样。直接送到蒸发器的加热后的热气蒸汽的量从内部直接加热蒸发器，而热量回收装置被下调并从蒸发器管外部提供加热。
在本发明方法的上一所述实施例中，能量将最终仅由供应的压缩机热量组成。根据进一步优选的方法，上面的与以下的组合：压缩机速度增大而热气阀有限地打开。这充分增大蒸发器的温度以足以防止结冰和熔解冰，同时供应空气被加热并且供应空气温度比传统的逆向操作更稳定，其中，可以说，在除冰期间冷凝器停止以加热供应空气。通过该方法，冷凝器甚至在除冰期间持续供应热能量。
实现除冰期间升高制冷剂温度的替代方法是：通过降低压缩机速度以使得蒸发器的冷却能力降低来降低冷却能力。以这种方法，通过蒸发器的制冷剂的温度变得更高，这如前所述地与下调热量回收装置相结合，从而从内部以及从外部实现双除冰。
为了确定通过上述任一方法控制除冰以实现蒸发器的双侧除冰的最适当的方法，根据优选实施例，温度在热量回收装置和蒸发器之间被测量。由该温度指导，除冰被控制以例如经由四通阀逆向地运行制冷剂回路，也就是，在相反方向上发送热气到蒸发器而不是冷凝器，或者，允许一部分热气被分别送到蒸发器和冷凝器，或者，通过下调压缩机速度而降低蒸发器中的冷却能力，或者，如果装置包括热气阀，则将全部的或者一部分热气分别送到蒸发器和冷凝器。尤其是结合包括四通阀和热气阀二者的装置提供温度控制，在选择除冰方法方面非常灵活，这在通风场合在以前是无法获得的。
在本方法的进一步优选的实施例中，热泵还包括储存器和第二膨胀阀，它们安置在第一膨胀阀和冷凝器之间。优选地，两个膨胀阀都是电子的，这样容易控制。第一膨胀阀控制到蒸发器的制冷剂，第二膨胀阀控制储存器中的制冷剂水平，与第一阀相互作用，用于获得受控的即所谓的过热。过热是通过测量压缩机之前的压力，然后计算制冷剂的理论温度，以及测量压缩机之前的管的表面温度，来限定的。理论温度与管的测量温度进行比较，它们之间的差被限定为过热。如果过热低于预设的所谓的设置点，第二膨胀阀稍微节流制冷剂，这导致过热将升高。如果过热相反地高于设置点，则第二膨胀阀稍微打开，过热从而降低。储存器用作当制冷剂的消耗/需求关于不同温度而改变时制冷剂的缓冲器。包括储存器和第二膨胀阀的热泵的优点是，除了在储存器中的制冷剂缓冲器的直接调节的优点，过热可以关于上面描述的使用的除冰技术而被调节/平衡。因此获得关于操作模式的受控量的制冷剂以及在压缩机的部分载荷下在冷凝器中平衡的对应压力。在所有情形中，本发明构思借助于蒸发器通过加热的制冷剂而除冰以及通过流动的排出空气/抽出空气被加热而除冰的双侧除冰而被实现。
对根据上述任一除冰技术的过热的平衡的替代方案是，根据本发明的优选实施例，通过利用过热作为除冰。通过下调压缩机的速度并结合第一膨胀阀节流制冷剂流，过热增大。该过程有利地被用于形成快速且短的除冰周期并且优选地在蒸发器中在结冰初期就除冰。增大的过热加热蒸发器中的制冷剂，由此从蒸发器内部执行除冰，并结合降低热量回收，蒸发器的除冰从外部执行，因为在热量回收后的空气的温度稍微升高。该类型的连同通风系统的热泵解决方案在以前是没有的，并且相对于传统技术的优势是很大的，因为除冰技术比以前的解决方案更灵活，其都取决于膨胀阀、制冷剂储存器的数量以及控制除冰的能力，例如在结冰初期的快速且短的除冰周期，也就是，通过升高的过热，或者结合上述的其它方法，以提供双侧除冰。
从本发明的第二方面，所述目的通过在开始部分指定类型的装置实现，所述装置具有特定的特征，即，热泵包括热气阀，沿着制冷剂流向来看，该热气阀布置在压缩机之后。所述装置包括热气阀，因此，不同于在传统应用中通过完全逆向的操作运行，而是让温暖的高压蒸汽直接被送到蒸发器以对蒸发器除冰，而蒸汽不会通过膨胀阀。经由热气阀，全部的或者一部分的蒸汽被送到蒸发器，并且根据需要，剩余的一部分经由四通阀送到冷凝器，如一般的那样。直接送到蒸发器的加热后的高压蒸汽量从内部加热蒸发器，而热交换器被下调并从蒸发器管外面提供加热，这样，本发明被利用。通过利用经由热气阀将一部分加热的高压蒸汽送到蒸发器并让其余部分经由四通阀进入到冷凝器的机会，仍可以通过冷凝器能量加热进入的空气，而不管蒸发器的除冰操作如何。这种可能性并不存在于以前的应用中，因为仅逆向操作并不允许这种选择可能性。能够通过冷凝器能量加热进入的空气的结果是，供应空气的温度总体上更稳定得多，因为可以说冷凝器并不像在以前的解决方案中那样在除冰期间变为“冷侧”。
根据所述装置的优选实施例，热泵还包括储存器和第二膨胀阀，它们安置在第一膨胀阀和冷凝器之间。优选地，两个膨胀阀都是电子的，从而是可控的。第一膨胀阀安置来控制到蒸发器的制冷剂的流动，第二膨胀阀安置来控制储存器中的制冷剂的水平，与第一阀合作，以实现受控的制冷剂量以及在压缩机的部分载荷下在冷凝器中的平衡的对应压力。储存器动作当制冷剂的消耗/需求随着不同温度而变化时制冷剂的缓冲器。包括储存器和第二膨胀阀的热泵的优点是，除了在储存器中的制冷剂缓冲器的直接调节的优点之外，过热可以关于所用的除冰技术而调节/平衡。不管是使用的根据本发明的哪种除冰技术，在全部情形中都可以获得良好的灵活性，本发明构思这样实现：借助于蒸发器通过热制冷剂除冰和由流动的排出空气/抽出空气加热而除冰的双侧除冰。
根据进一步的优选实施例，所述装置包括安置在热量回收装置和蒸发器之间的温度传感器。温度在此在其之间进行测量以决定根据所述方法的任一优选实施例的最适当的除冰方法，并且，根据需要以及用于实际运行模式的适当方法而实现蒸发器的双侧除冰。由该温度导引，除冰例如根据完全逆向的操作经由四通阀进行控制，也就是，在相反方向将制冷剂送到蒸发器而不是冷凝器，或者，借助于热气阀让一部分制冷剂被分别送到蒸发器和冷凝器，或者，通过下调压缩机速度而降低蒸发器的冷却能力。尤其是，温度控制与包括四通阀和热气阀二者的设备组合在一起，在选择除冰方法方面提供很高的灵活性，这在以前的通风领域中是不可能的。
根据所述装置的优选实施例，热泵包括沿着制冷剂流向安置在压缩机之前但是在四通阀之后的闪蒸罐(flash tank)。为了实现热泵系统的最佳性能，人们尽力在蒸发器中注入尽可能多的制冷剂而没有任何制冷剂作为流体退出蒸发器。而且，压缩机对于流体非常敏感，基于这些原因，有利地，在压缩机之前具有闪蒸罐形式的罐。这提供制冷剂的缓冲器以便最优化操作以及防止任何流体抵达压缩机。通过外部环境，也就是，快速改变的情况，会发生不稳定，从而导致流体会从蒸发器出来。如果例如制冷剂回路打开而没有停止压缩机或者快速停止通风系统，这同样会发生。通过闪蒸罐，从蒸发器出来的任何流体在它抵达压缩机之间被截取。因此，实现了更高等级的压缩机安全性以及设备在用于在空气调节单元中加热供应空气的热泵装置上会发生的特定情况期间的操作。
与现有技术的技术方案相比，本发明实现了许多优点：
-蒸发器的双侧除冰，其赋予了更快的除冰周期以及更稳定的供应温度。
-甚至在进行中的除冰期间，可以经由冷凝器连续地加热空气调节单元中的供应空气从而使得供应空气温度变得更稳定。
-通过包括四通阀、热气阀、优选为电子类型的双膨胀阀、用于控制和缓冲制冷剂的储存器，在选择除冰方法方面获得了大的灵活性，并且还可以控制过热。
附图说明
下面是示意性原理图：
图1示出根据本发明的热泵的总布局图，所述热泵安置来连接到空气调节单元，该空气调节单元包括热量回收装置，并且在用于加热供应空气的一般模式下运行；
图2示出在利用尤其是热气阀同时对蒸发器除冰和通过冷凝器加热的期间的根据本发明的热泵的总布局图；
图3示出在用于对蒸发器除冰的逆向操作期间的根据本发明的热泵的总布局图。原则上，该图还示出了发生冷却需求的冷却模式。
本发明的建设性的设计在下面参照附图详细描述本发明的示例性实施例中变得明显，所述附图示出本发明的优选而非限制性的实施例。
具体实施方式
图1示出安置作为空气调节单元9的一部分的根据本发明的热泵2的优选实施例的总布局图。应当理解，功能部件也可以安置为连接到空气调节单元9的一整个单元模块或者许多更小的模块。此外，还应当注意到，空气调节单元9还包括在附图中未示出的其它部件，例如过滤器、任何其它加热器和冷却器、传感器等。根据该图所示的实施例，第一气流11设置在整个空气调节单元9的上半部，并且沿着第一气流11的流向，在图中，从右至左，第一气流11包括例如从房屋、公寓等出来的排出空气18。通常，排出空气18在它抵达热量回收装置10之前通过过滤器(未示出)。根据优选实施例，它是可控的旋转热量回收装置10。然后，第一气流11通过蒸发器1，所述蒸发器1由第一线圈29组成，然后空气通过排气扇22，所述排气扇22驱动第一气流11。然后，空气离开空气调节单元9，从而称作抽出空气19，该抽出空气被释放到建筑物外面的露天空气。在空气调节单元9的下部有第二气流12，以及在图中从左至右相继地室外空气20，该室外空气20被吸进空气调节单元9中。室外空气20在它抵达热量回收装置10之前通常通过过滤器(未示出)。然后，第二气流12抵达冷凝器6，该冷凝器6由第二DX线圈30构成，然后，空气通过供气扇23，该供气扇驱动第二气流12通过空气调节单元9并进一步进入室内。在供气扇23之后，空气一般称作供应空气21。
热泵2，依次包括具有制冷剂4的制冷剂系统3，并且在加热情形下的一般操作下，以下部件被包括，它们全部通过导管连接，顺序如下。第一压缩机5，其后为四通阀8，该四通阀具有安置用于使得制冷剂4从压缩机5流入的第一入口24，以及用于使得制冷剂4流出到冷凝器6的第一出口25，以及用于使得制冷剂4回流到压缩机5的第二出口26。这样，在第二出口26和压缩机5之间具有闪蒸罐17，该闪蒸罐17安置来分离最终的流体制冷剂4，以仅让气态的制冷剂4抵达压缩机5。压缩机5对流体非常敏感，为了达到系统中的最佳性能，人们尽力在蒸发器1中注入最大量的制冷剂4而没有任何制冷剂4作为流体退出蒸发器1。通过外部环境，即快速改变的条件，在系统中会发生不稳定性，从而导致液体可能从蒸发器1出来。如果制冷剂回路打开而没有停止压缩机5，这也可能发生。通过闪蒸罐17，从蒸发器1出来的任何液体在它抵达压缩机5以前被截取。在四通阀8的第一出口25之后跟着的是所述的冷凝器6/第二DX线圈30，其后沿着流向是第二膨胀阀15，然后是安置作为制冷剂系统3中的制冷剂4的缓冲器的储存器14。尽管冷却回路在不同的操作环境下工作，但是在系统中需要不同量的制冷剂4，并且根据优选实施例，制冷剂4的不同需求在储存器14中而非冷凝器6中被缓冲，其否则为一般模式。沿着流动方向，在储存器14之后为第一膨胀阀7，然后是蒸发器1/第一DX线圈29，此后，热泵环闭合是通过蒸发器1出口连接到四通阀8的第二入口27。除此之外，有所谓的用于制冷剂4的旁路28，该旁路安置来发送加热后的高压蒸汽直接到压缩机5，通过热气阀13，到蒸发器1，而不通过第一膨胀阀7或者第二膨胀阀15。
功能加热操作
在主要要求加热的期间，热量回收装置10完全用于从排出的空气18回收热能以加热供应空气21。根据图2中的例子，可控制的旋转热量回收装置10以最大速度运转以便实现最大热量回收。这样，在热量回收装置10之后温度T1变低，并且通常排出的空气18还包含一些湿气。温度T1由在第一气流11流动方向定位在热量回收装置10之后的温度传感器16测量。当热量回收装置10的能力不足时，必须给供应空气21增加额外的热量，并且根据本发明，是借助于热泵2。这样，能量供应到压缩机5以驱动热泵过程并从排出的空气18经由蒸发器1回收多余热量，并经由冷凝器6将该热量传递到供应空气21。压缩机5通常向着供应空气21温度的预设值调节，来自冷凝器6的加热能力遵从于压缩机5的速度。在定位于供应空气21中的冷凝器6中，即在第二DX线圈30中，压缩机热量和冷凝器热量都被递送到供应空气21。冷却能力在定位在抽出空气19中的蒸发器1中，即在第一DX线圈29中，被递送，并随着抽出空气19出来到自由环境中。后者与从排出的空气18回收热量从而冷却抽出空气19相同。在加热模式期间，热气阀13完全闭合，而第二膨胀阀15完全打开，第一膨胀阀7控制蒸发器1上的制冷剂的流动并向着如上所述的所谓的过热调节。过热优选地为大约4-8K以便最佳操作。当热量回收装置10和蒸发器1之间的温度T1下降至2-4℃时，将在蒸发器1中发生结冰。何时开始结冰以及它将变得多严重取决于蒸发器1中的空气温度、空气湿度和冷却能力。因此，当存在除冰需求时，其可以通过以下不同方式完成。
软除冰
在结冰处于其最初阶段的情形下或者当情况是如此的以使得足以通过短的除冰步骤来保持不结冰时，可能的是，作为替代方法，通过降低压缩机5速度以降低蒸发器1的冷却能力，同时节流第二膨胀阀15，这增大过热。因为通过的第一气流11/排出的空气18并不是与在结冰情况下冷却下来得一样多，因为降低的冷却能力以及制冷剂4通过增大的过热而被加热，蒸发器1的双侧侧面得以实现，并且该方法适于快速且重复的除冰周期。
图2示出本发明的优选实施例，其中根据下面的描述，热气阀13用于对蒸发器1除冰。
热气除冰
当在蒸发器1中表现出结冰时，热气阀13在操作期间打开，即，在供应空气21的加热通过冷凝器6执行的同时打开，并且温暖的热气通过旁路28被直接送到蒸发器1，以从内部解冻蒸发器1。尽管没有能量供应到蒸发器1，但是能量随后在系统中被消耗并且最终系统中的能量仅包括压缩机能量，如果没有新的能量被供给的话。但是，通过替代地有限地打开热气阀13同时增大压缩机5速度，除冰和能量消耗被控制，蒸发器1中的温度在加热能量被递送到冷凝器6的同时增大。然后，可以提高蒸发器1中的温度到一水平，在该水平，冰熔化，同时用于除冰和用于加热供应空气21二者的能量足够。此外，蒸发器1的除冰通过降低旋转热量回收装置10的速度而被进一步促进以使得在转子和蒸发器1之间的排出的空气18的温度T1增大，从而从外部和内部执行除冰。通过储存器14以及第一和第二膨胀阀7，15，在系统中的过热和制冷剂4的量总是得到平衡以便最佳操作。优选地，两个膨胀阀7，和热气阀13是电子控制的。第一膨胀阀7以及电子热气阀13平衡热气旁路和蒸发器1上的制冷剂流之间的关系，而第二膨胀阀15平衡在冷凝器6上的制冷剂流。
图3示出根据本发明的热泵2在用于对蒸发器1除冰的逆向操作期间的总布局图。大体上地，该图还示出当存在冷却需求时的冷却模式。正如传统的热泵，完全可以逆向运行热泵2以便对蒸发器1除冰。通过在蒸发器1中表明结冰，四通阀8切换为逆向操作并将温暖的热气/制冷剂4直接送到蒸发器1，即送到定位在第一气流11中的第一DX线圈29。这样，第一DX线圈29从内部被加热，并且因为冷却能力在蒸发器1/第一DX线圈29中降低，所以通过的排出空气18/抽出空气19变得更暖和，蒸发器1/第一DX线圈29的双侧除冰发生。这可以优选地同时结合下调旋转热量回收装置10的速度。这提供除冰步骤的更快速的进行。通过该方法，定位在第一气流11中的第一DX线圈29即加热模式下的蒸发器1将被加热。然而，第二DX线圈30在逆向操作期间冷却下来，由此供应空气21将冷却。这在当供应空气温度对于供应到室内而言会变得太冷时会构成一缺点。这当然取决于空气调节单元9服务于的室内的类型如何，但是，通常人们尽力最小化冷的和温暖的供应空气21之间的波动。在此，最重要的是，蒸发器1/第一DX线圈29的除冰是快速的，这通过根据本发明的双侧除冰方法解决。
冷却操作
在当主要需要冷却时，热量回收装置10完全地用于从排出的空气18获得冷却，如果排出的空气18比室外空气20更冷的话，并冷却供应空气21。根据图3中的例子，可控制的旋转热量回收装置10以最大速度运转以便获得最大冷却。四通阀8已经切换制冷剂4的流向到逆向操作，在该情形下为切换到用于冷却操作。压缩机5向着供应空气21的预设值调节，并且制冷剂回路的冷却能力取决于压缩机5的速度。从第二DX线圈，冷却现在释放到供应空气21，而冷凝器热和压缩机热释放在第一DX线圈29中并随着抽出空气19出到自由环境中。在冷却操作时，第一DX线圈29构成冷凝器6，第二DX线圈30因此构成蒸发器1。在冷却期间，热气阀13完全关闭，而第一膨胀阀7完全打开，第二膨胀阀15控制制冷剂4在第二DX线圈30上的流动并向着用于过热的预设值调节。为了最佳的冷却，过热优选地为大约4-8K。
附图标记列表
1＝蒸发器
2＝热泵
3＝制冷剂系统
4＝制冷剂
5＝压缩机
6＝冷凝器
7＝第一膨胀阀
8＝四通阀
9＝空气调节单元
10＝热量回收装置
11＝第一气流
12＝第二气流
13＝热气阀
14＝储存器
15＝第二膨胀阀
16＝温度传感器
17＝闪蒸罐
18＝排出空气
19＝抽出空气
20＝室外空气
21＝供应空气
22＝排气扇
23＝供气扇
24＝第一入口
25＝第一出口
26＝第二出口
27＝第二入口
28＝旁路
29＝第一DX线圈
30＝第二DX线圈

Claims (10)

1.一种用于对热泵(2)中的蒸发器(1)除冰的方法，所述热泵(2)包括具有制冷剂(4)的制冷剂系统(3)，并且沿着流动方向安置着至少一个压缩机(5)、至少一个冷凝器(6)、至少一个第一膨胀阀(7)和至少一个蒸发器(1)，并且进一步地，热泵(2)包括至少一个四通阀(8)，该四通阀在流动方向上安置在压缩机(5)之后且冷凝器(6)之前，并且所述四通阀(8)安置来切换制冷剂(4)在制冷剂系统(3)中的流动方向，即所谓的逆向操作，由此，制冷剂(4)被送到蒸发器(1)而不是冷凝器(6)而不通过膨胀阀(7)，并且进一步地，热泵(2)安置为连接到空气调节单元(9)，该空气调节单元(9)包括可控制的热量回收装置(10)，该热量回收装置(10)安置来从第一气流(11)回收能量并将其传送到第二气流(12)，所述蒸发器(1)安置在第一气流(11)中，在流动方向上位于热量回收装置(10)之后，并且冷凝器(6)安置在第二气流(12)中，在流动方向上位于热量回收装置(10)之后，其特征在于，当在蒸发器(1)中发生结冰时，通过蒸发器(1)的制冷剂(4)的温度增大，同时由于热量回收装置(10)下调，热量回收可以说减少，由此从内部通过升高制冷剂(4)的温度和从外部通过穿过第一气流(11)实现了蒸发器(1)的同时加热，所述温度在当热量回收减少时升高，由此蒸发器(1)得以除冰。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在除冰时制冷剂(4)的温度升高通过热泵(2)逆向运转实现，所述逆向运转是通过四通阀(8)改变制冷剂(4)在制冷剂系统(3)中的流动方向，由此加热后的制冷剂(4)被送到蒸发器(1)而不是冷凝器(6)。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在除冰时制冷剂(4)的温度升高通过以下实现：热泵(2)包括热气阀(13)，该热气阀在流动方向上安置在压缩机(5)之后，并且在操作期间该热气阀(13)完全地或者部分地打开，从而将一部分受热的制冷剂(4)直接引导到蒸发器(1)而制冷剂(4)不通过第一膨胀阀(7)，同时剩余部分的制冷剂(4)被送到冷凝器(6)。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，压缩机(5)速度在热气阀(13)完全地或者部分地打开时同时增大。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在除冰时制冷剂(4)的温度升高通过以下实现：通过减小压缩机(5)的速度，蒸发器(1)的冷却能力减小。
6.如前述权利要求中的任一项所述的方法，其特征在于，在热量回收装置(10)和蒸发器(1)之间的温度(T1)被测量，并且当在蒸发器(1)中发生结冰时，除冰方法的选择是基于所述温度(T1)。
7.如前述权利要求中的任一项所述的方法，其特征在于，所述热泵(2)进一步包括安置在第一膨胀阀(7)和冷凝器(6)之间的储存器(14)和第二膨胀阀(15)，所述第一膨胀阀(7)控制在蒸发器(1)上的制冷剂(4)流动，所述第二膨胀阀(15)通过与第一膨胀阀(7)相互作用控制在储存器(14)中的制冷剂(4)水平，以获得受控量的制冷剂(4)并且平衡在压缩机(5)的部分载荷下在冷凝器(6)中的对应压力。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述除冰是这样实现的：通过升高过热在通常操作设置点上方，通过降低压缩机(5)速度同时节流第一膨胀阀(7)，以及通过降低蒸发器(1)的冷却能力。
9.一种用于对热泵(2)中的蒸发器(1)除冰的装置，所述热泵(2)包括具有制冷剂(4)的制冷剂系统(3)，并且沿着流动方向安置着至少一个压缩机(5)、至少一个冷凝器(6)、至少一个第一膨胀阀(7)和至少一个蒸发器(1)，并且进一步热泵(2)包括至少一个四通阀(8)，该四通阀在流动方向上安置在压缩机(5)之后且冷凝器(6)之前，并且所述四通阀(8)安置来切换制制冷剂(4)在冷剂系统(3)中的流动方向，即所谓的逆向操作，由此，制冷剂(4)被送到蒸发器(1)而不是冷凝器(6)而不通过膨胀阀(7)，并且进一步地热泵(2)安置为连接到空气调节单元(9)，该空气调节单元(9)包括可控制的热量回收装置(10)，该热量回收装置(10)安置来从第一气流(11)回收能量并将其传送到第二气流(12)，所述蒸发器(1)安置在第一气流(11)中，在流动方向上位于热量回收装置(10)之后，并且冷凝器(6)安置在第二气流(12)中，在流动方向上位于热量回收装置(10)之后，热泵(2)包括热气阀(13)，该热气阀在制冷剂(4)的流动方向上安置在压缩机(5)之后，其特征在于，所述热气阀(13)安置为在操作期间完全或者部分打开从而将一部分受热的制冷剂(4)直接导引到蒸发器(1)而制冷剂(4)不通过第一膨胀阀(7)，同时剩余部分的制冷剂(4)被送到冷凝器(6)。
10.如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述热泵(2)包括安置在第一膨胀阀(7)和冷凝器(6)之间的储存器(14)和第二膨胀阀(15)，所述第一膨胀阀(7)被布置成控制在蒸发器(1)上的制冷剂(4)流动，所述第二膨胀阀(15)被布置成通过与第一膨胀阀(7)相互作用控制在储存器(14)中的制冷剂(4)水平，以获得受控量的制冷剂(4)并且平衡在压缩机(5)的部分载荷下在冷凝器(6)中的对应压力。
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