CN106288484A - 一种空气源热泵系统及其除霜控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明是一种空气源热泵系统，包括压缩机、四通换向阀、室内换热器、气液分离器、第一三通阀、第二三通阀、相变蓄热器、节流部件、电磁阀，室外换热器，第一三通阀设置在气液分离器的入口、蓄热器以及室外换热器的出口之间，第二三通阀设置在相变蓄热器的进口、室内换热器以及室外换热器的出口之间，第一三通阀的位置高于室外换热器及与室外换热器的出口连接的管路，电磁阀与节流部件并联，通过合理控制三通阀和电磁阀开启和关闭的时机，迅速完成系统除霜前后的高低压对接，可延长压缩机和四通阀的使用寿命，提高系统运行的稳定性，有利于降低成本。并提供其科学合理，适用性强，推广应用价值高的除霜控制方法。
Description
技术领域
本发明涉及制冷与热泵领域，是一种空气源热泵系统及其除霜控制方法。
背景技术
空气源热泵在冬季制热运行时，室外机会结霜，霜层堵塞了空气通道，严重的影响了供热效果，所以必须除霜。现有的空气源热泵除霜方式主要有两种：热气旁通除霜和逆循环除霜，但二者均存在一定的缺陷性，主要表现为：热气旁通除霜过程除霜的能量基本来自压缩机的耗功，除霜过程吸气、排气压力变化剧烈，对压缩机的冲击大，逆循环除霜过程有压力衰减，易造成低压保护而停机，四通阀频繁换向影响其使用寿命，除霜时间长，除霜能耗损失大，而且除霜时室温下降剧烈，严重影响室内舒适性。
发明内容
基于上述问题，本发明的目的是，提供一种结构简单，性能可靠，除霜效果，使用寿命长的空气源热泵系统；并提供其科学合理，适用性强，推广应用价值高的空气源热泵系统的除霜控制方法。
本发明的目的是由以下技术方案来实现的：一种空气源热泵系统，它包括压缩机、四通换向阀、室内换热器、气液分离器、节流部件、室外换热器，其特征在于，还包括相变蓄热器、第一三通阀，第二三通阀和电磁阀，所述气液分离器的出口与所述压缩机的吸气口连通，所述压缩机的出口端通过所述四通换向阀的其中一个通孔与室内换热器的入口连通，所述室内换热器的出口所述与第二三通阀的入口连通，所述第二三通阀的第一出口与所述相变蓄热器的入口连通，所述第二三通阀的第二出口与所述室外换热器的出口连通，所述相变蓄热器的出口通过所述节流部件与所述室外换热器的入口连通，所述电磁阀设置在所述节流部件的进出口旁通管路上，所述第一三通阀的出口与所述气液分离器的入口连通，所述第一三通阀的第一入口通过所述四通换向阀与所述室外换热器的出口管连通，所述第一三通阀的第二入口与所述相变蓄热器的入口和第二三通阀的第一出口之间的管路连通，所述第一三通阀的位置高于所述室外换热器及与室外换热器的出口连接的管路，并使所述室外换热器的出口与第一三通阀之间的管路应尽可能缩短，目的是防止除霜时所述室外换热器的出口与第一三通阀之间的管路内积存液体制冷剂而减少系统内参与循环的制冷剂的量，所述第一旁通管路的一端与所述第一三通阀的第二入口连通，所述第一旁通管路的另一端与所述第二三通阀的第一出口连通，所述第二旁通管路的一端与所述第二三通阀的第二出口连通，所述第二旁通管路的另一端与所述室外换热器的出口连通。
所述节流部件为带关闭功能的电子膨胀阀、热力膨胀阀、毛细管、节流孔板中的一种。
所述三通阀为两位电磁三通阀或电动三通阀中的一种。
所述相变蓄热器内蓄热材料的量应保证在系统供热期间所蓄存的热量大于除霜期间所需要的能量，即蓄热量>除霜期间向室内的供热量+除霜所需要的能量－除霜期间压缩机的输入功。
一种空气源热泵系统的除霜控制方法，其特征是，它包括的内容有：当空气源热泵系统接到除霜指令时，通过所述第一三通阀的切换连通所述相变蓄热器和所述气液分离器，通过所述第二三通阀的切换连通所述室内换热器和室外换热器，所述电磁阀开启，所述节流部件全开，当所述相变蓄热器的压力小于1.1倍的所述室外换热器的压力时，所述电磁阀关闭，通过调节所述节流部件的开度来控制所述压缩机的吸气过热度，直到除霜结束，当接到恢复供热的指令时，通过所述第一三通阀的切换连通所述室外换热器和所述气液分离器，通过所述第二三通阀的切换连通所述室内换热器和相变蓄热器，所述电磁阀开启，所述节流部件全开，当所述室外换热器的压力小于1.1倍的相变蓄热器的压力时，所述电磁阀关闭，通过调节所述节流部件的开度来控制所述压缩机的吸气过热度。
本发明的有益效果体现在：
1.能够使空气源热泵系统在除霜前后压缩机无需启停、四通阀不用换向，即可完成除霜前后空气源热泵系统的高低压对接，可提高空气源热泵系统除霜的可靠性和运行的稳定性，有利于降低成本；
2.能够实现在除霜时室内温度几乎不下降，保证了室内的舒适性；
3.能够利用相变蓄热器蓄存制冷剂过冷液体的余热为除霜过程提供低温热源，减少了除霜能耗；
4.其结构简单，性能可靠，除霜效果好，使用寿命长；
5.其方法科学合理，适用性强，推广应用价值高。
附图说明
图1是本发明的一种空气源热泵系统结构示意图。
具体实施方式
下面利用附图和实施例对本发明进行详细描述。
参照图1，本发明的一种空气源热泵系统，包括压缩机1、四通换向阀2、室内换热器3、气液分离器4、节流部件8、室外换热器10，还包括相变蓄热器7、第一三通阀5、第二三通阀6、电磁阀9，所述气液分离器4的出口与所述压缩机1的吸气口连通，所述压缩机1的出口端通过所述四通换向阀2的其中一个通孔与室内换热器3的入口连通，所述室内换热器3的出口所述与第二三通阀6的入口连通，所述第二三通阀6的第一出口与所述相变蓄热器7的入口连通，所述第二三通阀6的第二出口与所述室外换热器10的出口连通，所述相变蓄热器7的出口通过所述节流部件8与所述室外换热器10的入口连通，所述电磁阀9设置在所述节流部件8的进出口旁通管路上，所述第一三通阀5的出口与所述气液分离器4的入口连通，所述第一三通阀5的第一入口通过所述四通换向阀2与所述室外换热器10的出口管连通，所述第一三通阀5的第二入口与所述相变蓄热器7的入口和第二三通阀6的第一出口之间的管路连通，所述第一三通阀5的位置高于所述室外换热器10及与室外换热器10的出口连接的管路，并使所述室外换热器10的出口与第一三通阀5之间的管路应尽可能缩短，目的是防止除霜时所述室外换热器10的出口与第一三通阀5之间的管路内积存液体制冷剂而减少系统内参与循环的制冷剂的量，所述第一旁通管路11的一端与所述第一三通阀5的第二入口连通，所述第一旁通管路11的另一端与所述第二三通阀6的第一出口连通，所述第二旁通管路12的一端与所述第二三通阀6的第二出口连通，所述第二旁通管路12的另一端与所述室外换热器10的出口连通。所述节流部件8为带关闭功能的电子膨胀阀。所述三通阀为两位电磁三通阀。所述相变蓄热器7内蓄热材料的量应保证在系统供热期间所蓄存的热量大于除霜期间所需要的能量，即蓄热量>除霜期间向室内的供热量+除霜所需要的能量－除霜期间压缩机的输入功。这样设计是为了保证除霜时蓄热器有充足的蓄热量，可实现除霜时室内温度几乎不下降。
本发明的一种空气源热泵系统的除霜控制方法，包括的内容有：
1）空气源热泵系统系统制热蓄热运行时，节流部件8打开，电磁阀9关闭，通过第一三通阀5的切换连通室外换热器10和气液分离器4，通过第二三通阀6的切换连通室内换热器3和相变蓄热器7。从压缩机1出来的高温高压制冷剂依次流经四通换向阀2，进入室内机组的室内换热器3冷凝放热，实现向室内的供热，然后经第二三通阀6进入相变蓄热器7进行蓄热并实现过冷,再经节流部件8完成制冷剂的节流，制冷剂变成低温低压后进入室外换热器10吸取室外空气的热量，然后经四通换向阀2、第一三通阀5、气液分离器4回到压缩机1，实现供热及蓄热循环；
2）当空气源热泵系统接到除霜指令时，通过第一三通阀5的切换连通相变蓄热器7和气液分离器4，通过第二三通阀6的切换连通室内换热器3和室外换热器10，电磁阀9开启，节流部件8全开，目的是使相变蓄热器7和室外换热器10的压力迅速达到平衡，缩短过渡过程，当相变蓄热器7的压力小于1.1倍的室外换热器10的压力时，电磁阀9关闭，通过调节节流部件8的开度来控制所述压缩机1的吸气过热度，至此完成了除霜前系统的高低压对接，该过程可防止室内换热器3吹冷风，最大幅度的减少了室温的降低。从压缩机1出来的高温高压制冷剂经四通换向阀2，进入室内机组的室内换热器3冷凝放热，实现向室内的供热，然后经第二三通阀6进入室外换热器10进行除霜化霜，随后制冷剂经节流部件8节流变成低温低压，进入相变蓄热器7吸收蓄热器蓄存的热量，最后经第一三通阀5、气液分离器4回到压缩机1；
3）当除霜过程结束，系统要进行下一个供热蓄热循环时，通过第一三通阀5的切换连通室外换热器10和气液分离器4，通过第二三通阀6的切换连通室内换热器3和相变蓄热器7，电磁阀9开启，节流部件8全开，当室外换热器10的压力小于1.1倍的相变蓄热器7的压力时，电磁阀9关闭，通过调节节流部件8的开度来控制压缩机1的吸气过热度，至此完成了除霜后系统的高低压对接，该过程可防止室内换热器3吹冷风，最大幅度的减少了室温的降低，然后开始供热蓄热循环，至此完成了系统的一个结霜除霜周期循环。
以上述仅为本发明的优选实施方式而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种空气源热泵系统，它包括压缩机、四通换向阀、室内换热器、气液分离器、节流部件、室外换热器，其特征在于，还包括相变蓄热器、第一三通阀，第二三通阀和电磁阀，所述气液分离器的出口与所述压缩机的吸气口连通，所述压缩机的出口端通过所述四通换向阀的其中一个通孔与室内换热器的入口连通，所述室内换热器的出口所述与第二三通阀的入口连通，所述第二三通阀的第一出口与所述相变蓄热器的入口连通，所述第二三通阀的第二出口与所述室外换热器的出口连通，所述相变蓄热器的出口通过所述节流部件与所述室外换热器的入口连通，所述电磁阀设置在所述节流部件的进出口旁通管路上，所述第一三通阀的出口与所述气液分离器的入口连通，所述第一三通阀的第一入口通过所述四通换向阀与所述室外换热器的出口管连通，所述第一三通阀的第二入口与所述相变蓄热器的入口和第二三通阀的第一出口之间的管路连通，所述第一三通阀的位置高于所述室外换热器及与室外换热器的出口连接的管路，并使所述室外换热器的出口与第一三通阀之间的管路应尽可能缩短，目的是防止除霜时所述室外换热器的出口与第一三通阀之间的管路内积存液体制冷剂而减少系统内参与循环的制冷剂的量，所述第一旁通管路的一端与所述第一三通阀的第二入口连通，所述第一旁通管路的另一端与所述第二三通阀的第一出口连通，所述第二旁通管路的一端与所述第二三通阀的第二出口连通，所述第二旁通管路的另一端与所述室外换热器的出口连通。
2.根据权利要求1所述一种空气源热泵系统，其特征在于，所述节流部件为带关闭功能的电子膨胀阀、热力膨胀阀、毛细管、节流孔板中的一种。
3.根据权利要求1所述一种空气源热泵系统，其特征在于，所述三通阀为两位电磁三通阀或电动三通阀中的一种。
4.根据权利要求1所述一种空气源热泵系统，其特征在于，所述相变蓄热器内蓄热材料的量应保证在系统供热期间所蓄存的热量大于除霜期间所需要的能量，即蓄热量>除霜期间向室内的供热量+除霜所需要的能量－除霜期间压缩机的输入功。
5.根据权利要求1所述一种空气源热泵系统，其特征在于，除霜控制方法包括的内容有：当空气源热泵系统接到除霜指令时，通过所述第一三通阀的切换连通所述相变蓄热器和所述气液分离器，通过所述第二三通阀的切换连通所述室内换热器和室外换热器，所述电磁阀开启，所述节流部件全开，当所述相变蓄热器的压力小于1.1倍的所述室外换热器的压力时，所述电磁阀关闭，通过调节所述节流部件的开度来控制所述压缩机的吸气过热度，直到除霜结束，当接到恢复供热的指令时，通过所述第一三通阀的切换连通所述室外换热器和所述气液分离器，通过所述第二三通阀的切换连通所述室内换热器和相变蓄热器，所述电磁阀开启，所述节流部件全开，当所述室外换热器的压力小于1.1倍的相变蓄热器的压力时，所述电磁阀关闭，通过调节所述节流部件的开度来控制所述压缩机的吸气过热度。
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