CN105650822A - 热泵空调器及其化霜方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种热泵空调器及其化霜方法。该热泵空调器包括压缩机(1)、蒸发器(2)、辅助连接管路(3)、泵送装置(4)、冷凝器(5)和节流装置(6)，辅助连接管路(3)连接在蒸发器(2)的出口和冷凝器(5)的进口之间，并与压缩机(1)并联，辅助连接管路(3)上设置有第一开关阀(7)，泵送装置(4)与节流装置(6)并联。根据本发明的热泵空调器，可以解决现有技术中热泵空调器化霜时能效较差的问题。

Description

热泵空调器及其化霜方法

技术领域

本发明涉及空调技术领域，具体而言，涉及一种热泵空调器及其化霜方法。

背景技术

热泵正常运行时，低温侧为蒸发器，高温侧为冷凝器，热泵从低温侧吸收热量，将热量转移到高温侧，从而提供高温侧的温度，满足高温侧的高温需求。冬季热泵运行时，大部分时间低温侧环境温度很低，蒸发器内部制冷剂的温度低于零度，长期运行后，就会导致蒸发器外表面大量结霜，霜层附着在蒸发器表面，大大降低了换热效果，从而导致整个机组的制热量下降，无法满足制热需求。此时，就需要对蒸发器进行化霜。

目前，热泵空调器的化霜仍然绝大部分采用传统的通过四通阀切换制冷制热模式来进行，在需要化霜时，通过四通阀换向进行将制热运行切换为制冷运行，对蒸发器进行化霜。但是四通阀的结构特性决定了四通阀会给制冷系统带来较大的压降，从而造成制冷能力的白白浪费，能效较差。

发明内容

本发明实施例中提供一种热泵空调器及其化霜方法，以解决现有技术中热泵空调器化霜时能效较差的问题。

为解决上述技术问题，根据本发明的一个方面，提供了一种热泵空调器，包括压缩机、蒸发器、辅助连接管路、泵送装置、冷凝器和节流装置，辅助连接管路连接在蒸发器的出口和冷凝器的进口之间，并与压缩机并联，辅助连接管路上设置有第一开关阀，泵送装置与节流装置并联。

作为优选，节流装置为电子膨胀阀。

作为优选，压缩机的进口端和/或出口端设置有第二开关阀。

作为优选，泵送装置的进口端连接至冷凝器的出口，泵送装置的出口端连接至蒸发器的进口。

作为优选，节流装置为热力膨胀阀或毛细管，热力膨胀阀或毛细管与第三开关阀串联之后与泵送装置并联。

根据本发明的另一方面，提供了一种上述的热泵空调器的化霜方法，包括：步骤S1：检测热泵空调器是否需要化霜；步骤S2：若检测到热泵空调器需要化霜，关闭压缩机，打开第一开关阀，关闭节流装置，开启泵送装置；步骤S3：若检测到热泵空调器完成化霜，则关闭泵送装置，关闭第一开关阀，打开压缩机和节流装置，控制热泵空调器恢复制热运行。

作为优选，步骤S1包括：通过设置在蒸发器上的温度传感器检测化霜温度T1；当连续t1时间检测到T1小于化霜温度预设值，则判断热泵空调器需要化霜。

根据本发明的另一方面，提供了步骤S2包括：第一开关阀开启t2时间后，关闭节流装置的同时打开泵送装置。

根据本发明的另一方面，提供了步骤S3包括：当连续t3时间后，如果检测到化霜温度T1大于等于化霜结束温度预设值时，判断化霜完成。

根据本发明的另一方面，提供了步骤S3还包括：在进行热泵空调器恢复制热运行的操作时，首先关闭泵送装置的同时打开节流装置，在节流装置开始t4时间后，开启压缩机的同时关闭第一开关阀。

根据本发明的热泵空调器，在需要进行化霜时，只需要关闭压缩机，通过泵送装置使得制冷剂经由冷凝器流动至蒸发器，并避免制冷剂流经节流装置，就可以方便地将冷凝器处的热量由制冷剂传递至蒸发器位置，在需要化霜时才利用泵送装置进行化霜，在无需化霜时系统运行不增加任何压降部件，可以按需供给，既保证了化霜需求，又消除了制热运行时的资源浪费，提高了空调器的能效。

附图说明

图1是本发明实施例的热泵空调器的结构示意图；

图2是本发明实施例的热泵空调器的化霜方法流程图。

附图标记说明：

1、压缩机；2、蒸发器；3、辅助连接管路；4、泵送装置；5、冷凝器；6、节流装置；7、第一开关阀；8、第二开关阀。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细描述，但不作为对本发明的限定。

请参考图1所示，本发明提供了一种热泵空调器，包括压缩机1、蒸发器2、辅助连接管路3、泵送装置4、冷凝器5和节流装置6，辅助连接管路3连接在蒸发器2的出口和冷凝器5的进口之间，并与压缩机1并联，辅助连接管路3上设置有第一开关阀7，泵送装置4与节流装置6并联。

根据本发明的热泵空调器，在需要进行化霜时，只需要关闭压缩机1，通过泵送装置4使得制冷剂经由冷凝器5流动至蒸发器2，并避免制冷剂流经节流装置6，就可以方便地将冷凝器5处的热量由制冷剂传递至蒸发器2位置，对蒸发器2进行化霜处理。

热泵空调器在需要化霜时才利用泵送装置4进行化霜，在无需化霜时系统运行不增加任何压降部件，可以按需供给，既保证了化霜需求，又消除了制热运行时的资源浪费，提高了空调器的能效。

本发明的热泵空调器取消了四通阀，通过与节流装置6并联一路泵送装置4来进行化霜运行，可以节省成本，提高热泵空调器的工作能效。

优选地，节流装置6为电子膨胀阀。节流装置6也可以为热力膨胀阀或毛细管，热力膨胀阀或毛细管与第三开关阀串联之后与泵送装置4并联。热泵空调器在进行化霜时，第三开关阀可以控制热力膨胀阀或毛细管所在管路的断开，从而控制制冷剂不从节流装置6经过，避免出现节流降压，提高蒸发温度，从而提高热泵空调器的性能系数。当然，此处的节流装置6也可以用其他的具有节流效果的结构来代替，例如节流孔等。

压缩机1的进口端和/或出口端设置有第二开关阀8，可以在压缩机1停止工作后断开压缩机1所在管路，使得热泵空调器进行化霜时制冷剂无法流经压缩机1，能够避免制冷剂由冷凝器5流向蒸发器2时向压缩机1分流，提高制冷剂的传热效率。

泵送装置4的进口端连接至冷凝器5的出口，泵送装置4的出口端连接至蒸发器2的进口。在进行化霜处理时，由于泵送装置4的泵送方向与制冷剂的最初流向相同，因此可以利用制冷剂的惯性减少泵送装置4的做功，降低泵送装置4的功耗，提高化霜效率。在完成化霜之后，在泵送装置4泵送作用的惯性下，制冷剂继续沿着热泵空调器制热运行时的流向流动，使得压缩机1在打开之后就能够快速进入到正常的运行制热状态中，减少了热泵空调器制热和化霜两种状态切换过程中的能量损耗，降低了中间切换过程所需耗费的时间，提高了切换效率。

结合参见图1所示，在热泵空调器正常运行时，泵送装置4关闭，第一开关阀7关闭，第二开关阀8打开，制冷剂流经压缩机1、冷凝器5、电子膨胀阀、蒸发器2、第二开关阀8、压缩机1循环，通过压缩机1运行制热。当热泵空调器需要进行化霜时，压缩机1关闭，第二开关阀8关闭，电子膨胀阀关闭，阻断制冷剂通过压缩机1的流路；泵送装置4打开，第一开关阀7开启，制冷剂通过泵送装置4、蒸发器2、第一开关阀7、冷凝器5、泵送装置4循环，制冷剂在低温侧与高温侧循环流动，此循环完全为自然循环，不需要节流装置，根据热力学第二定律，热量可以从高温侧自动向低温侧转移，制冷剂从高温侧吸收热量，到低温侧放出热量，如此循环，随着蒸发器侧温度升高，霜层逐渐融化消失，此时机组可以恢复到制热运行。

结合参见图2所示，根据本发明的实施例，提供了一种上述的热泵空调器的化霜方法，包括：步骤S1：检测热泵空调器是否需要化霜；步骤S2：若检测到热泵空调器需要化霜，关闭压缩机1，打开第一开关阀7，关闭节流装置6，开启泵送装置4；步骤S3：若检测到热泵空调器完成化霜，则关闭泵送装置4，关闭第一开关阀7，打开压缩机1和节流装置6，控制热泵空调器恢复制热运行。

在检测到热泵空调器需要进行化霜时，可以关闭压缩机1的运行以及节流装置6的节流，并通过泵送装置4将制冷剂从冷凝器5输送至蒸发器2，从而使冷凝器5的热量传输至蒸发器2对蒸发器2进行化霜，从而降低制冷系统运行过程的降压，减少制冷能力的浪费，提高热泵空调器的工作能效，提高热泵空调器的节能性。

步骤S1包括：通过设置在蒸发器2上的温度传感器检测化霜温度T1；当连续t1时间检测到T1小于化霜温度预设值T0，则判断热泵空调器需要化霜。当检测到蒸发器2上的化霜温度低于化霜温度预设值T0，就说明蒸发器2有化霜需求，可以对蒸发器2进行化霜处理。此处的t1例如为30s，当连续30s检测到T1小于化霜温度预设值T0时，就可以确认蒸发器2上的温度低于化霜温度预设值T0，需要进行化霜，由于温度检测持续了足够的时间，可以避免出现蒸发器2上温度检测不稳导致的T1偶尔低于化霜温度预设值T0的现象，提高检测结果的准确性，避免在无需化霜时进行化霜而造成能源浪费，影响热泵空调器的运行。

步骤S2包括：第一开关阀7开启t2时间后，关闭节流装置6的同时打开泵送装置4。此处的t2例如为10s。在第一开关阀7开启10s后才关闭节流装置6，能够保证制冷剂在辅助连接管路3内流通，可以避免发生流量突变问题，保证制冷剂流动的平稳性，提高热泵空调器运行状态切换时的平稳性。

步骤S3包括：当连续t3时间后，如果检测到化霜温度T1大于等于化霜结束温度预设值T2时，判断化霜完成。此处的t3例如为30s，当连续30s检测到化霜温度T1大于等于化霜结束温度预设值T2，可以更加准确地确认化霜完成。此处的T2>T0。

步骤S3还包括：在进行热泵空调器恢复制热运行的操作时，首先关闭泵送装置4的同时打开节流装置6，在节流装置6开始t4时间后，开启压缩机1的同时关闭第一开关阀7。

通过在蒸发器2上布置温度传感器，检测化霜温度T1，当连续30s检测到化霜温度T1＜化霜温度设置值T0时，认为有化霜需求，开始进行化霜，即满足化霜调节后，立即关闭压缩机1，关闭第二开关阀8，同时开启第一开关阀7，使系统中的制冷剂仍然能够保持循环流动，防止制冷剂流动突然停止给压缩机1带来较大的冲击。

第一开关阀7开启10s后，关闭电子膨胀阀，同时开启泵送装置4，制冷剂就开始进行自然循环。当连续30s检测到化霜温度T1≥化霜结束设置温度T2时，认为化霜完毕，机组可以恢复正常制热运行。此时，立即关闭泵送装置4，同时开启电子膨胀阀，电子膨胀阀开启10s后，开启第二开关阀8和压缩机1，同时关闭第一开关阀7，进行正常制热运行。

这样，在正常制热运行中，由于制冷剂循环流路中没有四通阀，压降大大地降低了，因此蒸发温度也就得到了相应的提高，提高了机组运行的性能系数。

当然，以上是本发明的优选实施方式。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明基本原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种热泵空调器，其特征在于，包括压缩机(1)、蒸发器(2)、辅助连接管路(3)、泵送装置(4)、冷凝器(5)和节流装置(6)，所述辅助连接管路(3)连接在所述蒸发器(2)的出口和所述冷凝器(5)的进口之间，并与所述压缩机(1)并联，所述辅助连接管路(3)上设置有第一开关阀(7)，所述泵送装置(4)与所述节流装置(6)并联。

2.根据权利要求1所述的热泵空调器，其特征在于，所述节流装置(6)为电子膨胀阀。

3.根据权利要求1所述的热泵空调器，其特征在于，所述压缩机(1)的进口端和/或出口端设置有第二开关阀(8)。

4.根据权利要求1所述的热泵空调器，其特征在于，所述泵送装置(4)的进口端连接至所述冷凝器(5)的出口，所述泵送装置(4)的出口端连接至所述蒸发器(2)的进口。

5.根据权利要求4所述的热泵空调器，其特征在于，所述节流装置(6)为热力膨胀阀或毛细管，所述热力膨胀阀或毛细管与第三开关阀串联之后与所述泵送装置(4)并联。

6.一种如权利要求1所述的热泵空调器的化霜方法，其特征在于，包括：

步骤S1：检测热泵空调器是否需要化霜；

步骤S2：若检测到热泵空调器需要化霜，关闭压缩机(1)，打开第一开关阀(7)，关闭节流装置(6)，开启泵送装置(4)；

步骤S3：若检测到热泵空调器完成化霜，则关闭泵送装置(4)，关闭第一开关阀(7)，打开压缩机(1)和节流装置(6)，控制热泵空调器恢复制热运行。

7.根据权利要求6所述的化霜方法，其特征在于，所述步骤S1包括：

通过设置在蒸发器(2)上的温度传感器检测化霜温度T1；

当连续t1时间检测到T1小于化霜温度预设值，则判断热泵空调器需要化霜。

8.根据权利要求6所述的化霜方法，其特征在于，所述步骤S2包括：

第一开关阀(7)开启t2时间后，关闭节流装置(6)的同时打开泵送装置(4)。

9.根据权利要求6所述的化霜方法，其特征在于，所述步骤S3包括：

当连续t3时间后，如果检测到化霜温度T1大于等于化霜结束温度预设值时，判断化霜完成。

10.根据权利要求6所述的化霜方法，其特征在于，所述步骤S3还包括：

在进行热泵空调器恢复制热运行的操作时，首先关闭泵送装置(4)的同时打开节流装置(6)，在节流装置(6)开始t4时间后，开启压缩机(1)的同时关闭第一开关阀(7)。