CN106403377A - 空气源热泵及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种空气源热泵及其控制方法，包括主压缩机构、加热器，至少两个第一换向装置、两个第一换热器和两个第一节流机构，还包括回液装置，回液装置出口端通过第一低压气体管与主压缩机构入口端相连，主压缩机构出口端依次通过加热器与高压液体管相连，回液装置入口端通过高压气体管与主压缩机构出口端和加热器之间的管道相连；第一节流机构一端与高压液体管相连，第一节流机构另一端通过第一换热器与第一换向装置的换向节点相连，第一换向装置的低压节点与第一低压气体管相连，第一换向装置的高压节点与高压气体管相连。冬季运行时，能实现从室外空气中吸热化霜，在化霜时能连续供热，并可以避免气液冲击。

Description

空气源热泵及其控制方法
技术领域
本发明涉及一种空气源热泵及其控制方法，属于制冷技术领域。
背景技术
随着经济的发展，环境保护要求的日益提高，空气源热泵的使用越来越普遍，但现有的单台空气源热泵供热量都较小，作为集中供暖系统的热源时，单台空气源热泵的供热面积都不大，要承担大的集中供暖面积时，必须采用多台空气源热泵、通过水系统并联同时供热的方式，这种方式不利于集中供暖系统的运行调节，也不利于空气源热泵水系统的防冻，水系统的水力平衡也会使整个热泵系统的造价上升；另外，现有的空气源热泵一般都是采用逆循环热气除霜的方式化霜，众所周知，这种除霜方式存在冷热量互相制约的问题，整个供暖季因为化霜所带来的能耗浪费相当大，同时，在化霜时，空气源热泵也不能正常供热；另外，其它常用化霜方式，例如：热气旁通除霜，在除霜时，通常也需要停止供热。
珠海格力电器股份有限公司于2008年2月27日公开的、申请号为200610037147.3的发明专利提出了一种热回收多联机，其系统组成分别如图12所示。
从图12中可知：当换热器2是热水加热器，换热器3是室外空气-制冷剂换热器时，就构成了一个大型空气源热泵系统，在该系统中，多个换热器3并联在高压气管5、中压液管6和低压气管7之间，各个换热器3可以独立地分别扮演蒸发器和冷凝器的角色，因此，在冬季制热工况下所带来的益处是当某一换热器3需要除霜时，通过四通阀4的切换，可以使该换热器3由蒸发器转化为冷凝器的角色，而其它换热器3继续扮演蒸发器的角色，从室外空气中吸热，并继续通过换热器2向用户供热，从而达到了从室外空气中吸热化霜，并连续供热的目的，克服了逆循环热气除霜方式所存在的缺陷。
但图12所示系统在实际使用过程中所存在的问题是：在冬季制热工况下工作时，压缩机1的排气直接进入换热器2为用户生产供暖热水，高压气管5中的制冷剂气体几乎是处于停滞状态，由于高压气管5外表面长时间的向空外空气中散热，制冷剂气体会凝结成液体，这些制冷剂液体如果不能及时通过毛细管8排走，那么除霜时，与制冷剂过热蒸气混合，又会重新气化，造成高压气管5中压力工况急骤变化，使四通阀4容易损坏。另外，图12所示系统开机阶段，由于高压气管5处于冷态，温度较低，而此时，压缩机1的排气压力和温度都较低，故在开机阶段，在高压气管5中会产生大量的制冷剂液体，因为毛细管8为了降低正常运行阶段的漏气损失，其阻力都较大，因此不可能及时排走系统开机阶段，由于暖管所产生的制冷剂液体，所以，开机阶段，在高压气管5中会产生气液冲击，更加容易损坏四通阀4，破坏系统的正常运行。
发明内容
本发明的目的是提供一种能从室外空气中吸热化霜，在化霜时能连续供热，并可以避免气液冲击的空气源热泵及其控制方法。
为了克服上述技术存在的问题，本发明解决技术问题的技术方案是：
1、一种空气源热泵，包括主压缩机构1、加热器2，至少两个第一换向装置40、两个第一换热器3和两个第一节流机构4，其特征是：该空气源热泵还包括回液装置30，所述回液装置30出口端通过第一低压气体管6与所述主压缩机构1入口端相连，所述主压缩机构1出口端依次通过所述加热器2入口端、加热器2出口端与高压液体管7相连，所述回液装置30入口端通过高压气体管5与所述主压缩机构1出口端和所述加热器2入口端之间的管道相连；
一个所述第一换向装置40、一个所述第一换热器3和一个所述第一节流机构4构成一组室外换热单元；
所述第一节流机构4一端与所述高压液体管7相连，所述第一节流机构4另一端通过第一换热器3与所述第一换向装置40的换向节点C相连，所述第一换向装置40的低压节点B与所述第一低压气体管6相连，所述第一换向装置40的高压节点A与所述高压气体管5相连。
2、一种空气源热泵，包括主压缩机构1、加热器2，至少两个第一换向装置40、两个第一换热器3和两个第一节流机构4，其特征是：该空气源热泵还包括辅助压缩机构8，
所述辅助压缩机构8入口端通过第一低压气体管6与所述主压缩机构1入口端相连，所述主压缩机构1出口端依次通过所述加热器2入口端、加热器2出口端与高压液体管7相连；所述辅助压缩机构8出口端通过高压气体管5与所述第一换向装置40的高压节点A相连；
一个所述第一换向装置40、一个所述第一换热器3和一个所述第一节流机构4构成一组室外换热单元；
所述第一节流机构4一端与所述高压液体管7相连，所述第一节流机构4另一端通过第一换热器3与所述第一换向装置40的换向节点C相连，所述第一换向装置40的低压节点B与所述第一低压气体管6相连。
3、一种空气源热泵，包括主压缩机构1、加热器2，至少一个第一换向装置40、一个第一换热器3和一个第一节流机构4，其特征是：该空气源热泵还包括辅助压缩机构8，以及至少一个第二换向装置41、一个第二换热器9和一个第二节流机构10；
一个所述第一换向装置40、一个所述第一换热器3和一个所述第一节流机构4构成一组室外换热单元；
一个所述第二换向装置41、一个所述第二换热器9和一个所述第二节流机构10也构成一组室外换热单元；
所述主压缩机构1入口端通过第一低压气体管6与所述第一换向装置40的低压节点B相连，所述主压缩机构1出口端依次通过加热器2入口端、加热器2出口端、高压液体管7分别与所述第一节流机构4、第二节流机构10一端相连；
所述辅助压缩机构8入口端通过第二低压气体管12与所述第二换向装置41的低压节点B相连，所述辅助压缩机构8出口端通过高压气体管5与所述主压缩机构1出口端和加热器2入口端之间的管道相连；
所述第一节流机构4另一端通过第一换热器3与所述第一换向装置40的换向节点C相连，所述第一换向装置40的高压节点A与高压气体管5相连；
所述第二节流机构10另一端通过第二换热器9与所述第二换向装置41的换向节点C相连，所述第二换向装置41的高压节点A与高压气体管5相连。
4、一种空气源热泵，包括主压缩机构1、加热器2，至少两个第一四通阀50、两个第一换热器3、两个第一节流机构4和两个第一单向阀71，其特征是：该空气源热泵还包括辅助压缩机构8和回液装置30；
一个所述第一四通阀50、一个所述第一换热器3、一个所述第一节流机构4和一个所述第一单向阀71构成一组室外换热单元；
所述辅助压缩机构8入口端通过第一低压气体管6与所述主压缩机构1入口端相连，所述主压缩机构1出口端依次通过所述加热器2入口端、加热器2出口端、高压液体管7与所述第一节流机构4一端相连；所述辅助压缩机构8出口端通过高压气体管5与所述第一四通阀50的高压节点51相连；
所述第一节流机构4另一端通过第一换热器3与所述第一四通阀50两个换向节点中的任意一个换向节点52相连，所述第一四通阀50的低压节点53与所述第一低压气体管6相连，所述第一四通阀50的另一个换向节点54依次通过所述第一单向阀71入口端、第一单向阀71出口端、高压排气管11、回液装置30与所述第一低压气体管6相连。
5、一种空气源热泵，包括主压缩机构1、加热器2；至少一个第一四通阀50、一个第一换热器3、一个第一节流机构4和一个第一单向阀71；至少一个第二四通阀80、一个第二换热器9、一个第二节流机构10和一个第二单向阀72；其特征是：该空气源热泵还包括辅助压缩机构8和回液装置30；
一个所述第一四通阀50、一个所述第一换热器3、一个所述第一节流机构4和一个所述第一单向阀71构成一组室外换热单元；
一个所述第二四通阀80、一个所述第二换热器9、一个所述第二节流机构10和一个所述第二单向阀72也构成一组室外换热单元；
所述主压缩机构1入口端通过第一低压气体管6与所述第一四通阀50的低压节点53相连，所述主压缩机构1出口端依次通过所述加热器2入口端、加热器2出口端、高压液体管7分别与所述第一节流机构4和第二节流机构10的一端相连；
所述辅助压缩机构8入口端通过第二低压气体管12与所述第二四通阀80的低压节点83相连，所述辅助压缩机构8出口端通过高压气体管5与所述主压缩机构1出口端和加热器2入口端之间的管道相连；
所述第二四通阀80的高压节点81与所述高压气体管5相连，所述第二四通阀80两个换向节点中的任意一个换向节点82通过第二换热器9与所述第二节流机构10的另一端相连，所述第二四通阀80的另一个换向节点84依次通过第二单向阀72入口端、第二单向阀72出口端、高压排气管11、回液装置30与所述第一低压气体管6或第二低压气体管12相连；
所述第一四通阀50的高压节点51与所述高压气体管5或所述第二四通阀80的高压节点81和高压气体管5之间的管道相连，所述第一四通阀50两个换向节点中的任意一个换向节点52通过第一换热器3与所述第一节流机构4的另一端相连；所述第一四通阀50的另一个换向节点54依次通过所述第一单向阀71入口端、第一单向阀71出口端与所述高压排气管11相连。
6、一种空气源热泵，包括主压缩机构1、加热器2，至少两个第一四通阀50、两个第一换热器3、两个第一节流机构4和两个第一单向阀71，其特征是：该空气源热泵还包括回液装置30；
一个所述第一四通阀50、一个所述第一换热器3、一个所述第一节流机构4和一个所述第一单向阀71构成一组室外换热单元；
所述主压缩机构1入口端依次通过第一低压气体管6、回液装置30出口端、回液装置30入口端、高压排气管11、第一单向阀71出口端、第一单向阀71入口端与所述第一四通阀50两个换向节点中的任意一个换向节点54相连，所述第一四通阀50的另一个换向节点52依次通过第一换热器3、第一节流机构4、高压液体管7、加热器2出口端、加热器2入口端与所述主压缩机构1出口端相连；
所述第一四通阀50的高压节点51通过高压气体管5与所述主压缩机构1出口端和加热器2入口端之间的管道相连；
所述第一四通阀50的低压节点53与所述第一低压气体管6相连。
7、一种空气源热泵，包括主压缩机构1、加热器2，至少两个第一四通阀50、两个第一换热器3、两个第一节流机构4和两个第一单向阀71，其特征是：该空气源热泵还包括回液装置30；
一个所述第一四通阀50、一个所述第一换热器3、一个所述第一节流机构4和一个所述第一单向阀71构成一组室外换热单元；
所述主压缩机构1入口端依次通过第一低压气体管6、回液装置30出口端、回液装置30入口端、高压气体管5与所述主压缩机构1出口端相连；
所述第一四通阀50的高压节点51与高压气体管5相连；所述第一四通阀50两个换向节点中的任意一个换向节点52依次通过第一换热器3、第一节流机构4、高压液体管7、加热器2出口端、加热器2入口端、高压排气管11、第一单向阀71出口端、第一单向阀71入口端与所述第一四通阀50的另一个换向节点54相连；所述第一四通阀50的低压节点53与所述第一低压气体管6相连。
8、一种空气源热泵，包括主压缩机构1、加热器2，至少两个第一换向装置40、两个第一换热器3和两个第一节流机构4，其特征是：该空气源热泵还包括除霜控制阀90；一个所述第一换向装置40、一个所述第一换热器3和一个所述第一节流机构4构成一组室外换热单元；
所述主压缩机构1出口端依次通过所述加热器2入口端、加热器2出口端、高压液体管7、第一节流机构4、第一换热器3与所述第一换向装置40的换向节点C相连，所述主压缩机构1入口端通过第一低压气体管6与所述第一换向装置40的低压节点B相连；第一换向装置40的高压节点A依次通过高压气体管5、除霜控制阀90与所述主压缩机构1出口端和加热器(2)入口端之间的管道相连。
9、一种空气源热泵的控制方法，该空气源热泵包括主压缩机构1、加热器2、除霜控制阀90，至少两个第一换向装置40、两个第一换热器3和两个第一节流机构4；
一个所述第一换向装置40、一个所述第一换热器3和一个所述第一节流机构4构成一组室外换热单元；
上述组成部件的连接关系是：所述主压缩机构1出口端依次通过所述加热器2入口端、加热器2出口端、高压液体管7、第一节流机构4、第一换热器3与所述第一换向装置40的换向节点C相连，所述主压缩机构1入口端通过第一低压气体管6与所述第一换向装置40的低压节点B相连；第一换向装置40的高压节点A依次通过高压气体管5、除霜控制阀90与所述主压缩机构1出口端和加热器2入口端之间的管道相连；
其特征是：该空气源热泵的控制方法如下：
1)当控制器检测到所述空气源热泵不需要除霜时，所述除霜控制阀90处于关闭状态，所述第一换向装置40的换向节点C与低压节点B连通；
2)当控制器检测到任意一个第一换热器3需要进行除霜时，与需要除霜的第一换热器3相配的第一换向装置40的换向节点C与高压节点A连通，同时，与需要除霜的第一换热器3相配的第一换向装置(40)的换向节点C与低压节点B处于关闭状态；除霜控制阀90开启；
3)当控制器检测到需要除霜的第一换热器3除霜结束时，关闭除霜控制阀90，使与需要除霜的第一换热器3相配的第一换向装置40的换向节点C与低压节点B连通。
本发明与现有技术相比，其有益效果是：
1.在运行时，可以从室外空气中吸热化霜，在化霜时能连续供热；
2.可以避免气液冲击；
3.结构简单；
4.本发明适用于工业和民用的热泵设备，特别适用于以空气作为低温热源的场合。
附图说明
图1是本发明实施例1结构示意图；
图2是本发明实施例2结构示意图；
图3是本发明实施例2变化方案结构示意图；
图4是本发明实施例3结构示意图；
图5是本发明实施例4结构示意图；
图6是本发明实施例5结构示意图；
图7是本发明实施例6结构示意图；
图8是本发明实施例7结构示意图；
图9是本发明实施例8结构示意图；
图10是本发明实施例中第一换向装置结构示意图；
图11是本发明实施例中第二换向装置结构示意图；
图12是现有技术结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明内容作进一步详细说明。
实施例1
如图1所示，本实施例是一种能实现从室外空气中吸热化霜，在化霜时能连续供热，并能避免气液冲击的大型空气源热泵。该空气源热泵用于全年有供热需求的场合。整个设备包括以下组成部分：主压缩机构1、加热器2，至少两个第一换向装置40、两个第一换热器3和两个第一节流机构4，还包括回液装置30。回液装置30由第一电磁阀32、第一毛细管31和温度传感器34组成；它们在系统中的连接关系是：第一电磁阀32入口端与高压气体管5相连，第一电磁阀32出口端通过第一毛细管31与第一低压气体管6相连，温度传感器34安装在第一电磁阀32入口端管道或出口端管道上。第一电磁阀32入口端即为回液装置30的入口端；第一毛细管31与第一低压气体管6的连接端即为回液装置30的出口端。
在图1所示系统中，一个所述第一换向装置40、一个所述第一换热器3和一个所述第一节流机构4构成一组室外换热单元。第一换向装置40为电磁三通阀20，电磁三通阀20在系统中的连接关系是：电磁三通阀20的常开节点与第一换向装置40的换向节点C相连，电磁三通阀20两个换向节点中的任意一个换向节点与第一换向装置40的高压节点A相连，电磁三通阀20的另一个换向节点与第一换向装置40的低压节点B相连。
第一节流机构4为电子膨胀阀。
该空气源热泵在全年运行过程中，可以实现供热功能，以及冬季供热兼除霜功能。工作时，第一换热器3在供热功能下作为蒸发器，从环境中吸收热量；在冬季供热兼除霜功能下，当任意一个第一换热器3需要化霜时，也可以通过与其相配的第一换向装置40的切换，使其转化为冷凝器，利用其它不需要化霜的第一换热器3从室外空气中吸收的热量进行化霜。加热器2全年作为冷凝器，为用户供热。
各功能下的工作流程分别如下所述。
(1)供热功能
工作时，第一节流机构4都正常工作。第一换向装置40的高压节点A与换向节点C之间的流通通道被关闭，第一换向装置40的低压节点B与换向节点C之间的流通通道被开启。
其工作流程是：制冷剂从主压缩机构1出口端排出后，被分成两路；绝大部分依次经过加热器2入口端、加热器2出口端、高压液体管7、第一节流机构4、第一换热器3、第一换向装置40的换向节点C、第一换向装置40的低压节点B、第一低压气体管6，进入主压缩机构1的入口端；另一小部份进入高压气体管5，并停滞在其中；
在工作过程中，由于高压气体管5表面的散热，停滞在其中的制冷剂会有一部份冷凝成制冷剂液体，当温度传感器34检测到这些制冷剂液体相对于主压缩机构1的排气压力所对应的制冷剂饱和温度具有一定的过冷度时，通过控制器发出指令，打开第一电磁阀32，使积聚在高压气体管5中的制冷剂液体通过第一毛细管31被排入第一低压气体管6中；与第一路混合后，进入主压缩机构1被再次压缩，至此完成一次循环。
(2)冬季供热兼除霜功能
在此功能下，图1所示方案，其中一组不需要除霜的第一换热器3仍然是蒸发器从室外空气中吸收热量；另一组需要除霜的第一换热器3转换成冷凝器进行化霜；加热器2仍然向用户供热；也就是说利用一组第一换热器3从室外空气中吸收热量，所吸收的热量以及压缩机所消耗的功一起用于用户的供热和另一组第一换热器3的化霜；因此，与逆循环热气除霜相比，不存在冷热量的相互抵消问题，本发明的这种除霜方法的实质是从室外空气中吸热化霜；当大型空气源热泵有多组第一换热器3时，其中一组第一换热器3化霜，对空气源热泵供热量的影响将较小；特别是在实际工程中，空气源热泵的选型都是按最不利工况进行选择，在运行中，空气源热泵通常都是在部份负荷下工作，因此，除霜时，通常通过调节空气源热泵的输出容量，也仍然可以满足用户的供热量需求。
工作时，与需要化霜的那一组第一换热器3相配的第一换向装置40需要进行切换，该第一换向装置40切换后的连通方式是：第一换向装置40的高压节点A与换向节点C之间的流通通道被开启，第一换向装置40的低压节点B与换向节点C之间的流通通道被关闭。化霜时，与需要化霜的那一组第一换热器3相配的第一节流机构4通过设定开度，控制用于化霜的制冷剂气体量。
其工作流程是：制冷剂从主压缩机构1出口端排出后，被分成两路；第一路经过加热器2入口端、加热器2出口端，再进入高压液体管7；第二路依次经过高压气体管5、与需要除霜的第一换热器3相配的第一换向装置40的高压节点A、与需要除霜的第一换热器3相配的第一换向装置40的换向节点C、需要除霜的第一换热器3、与需要除霜的第一换热器3相配的第一节流机构4，也进入高压液体管7；两路制冷剂液体在高压液体管7混合后，再依次经过与不需要化霜的第一换热器3相配的第一节流机构4、不需要化霜的第一换热器3、与不需要化霜的第一换热器3相配的第一换向装置40的换向节点C、与不需要化霜的第一换热器3相配的第一换向装置40的低压节点B、第一低压气体管6，回到主压缩机构1的入口端。此时，第一电磁阀32应处于关闭状态。
实际应用时，第一换向装置40除了可以是电磁三通阀20以外，还可以有以下方案(如图10所示)：
1)由第二电磁阀21和第三电磁阀22构成第一换向装置40；其连接方式是：第二电磁阀21的一端与第一换向装置40的高压节点A相连，第二电磁阀21的另一端通过第三电磁阀22与第一换向装置40的低压节点B相连，第一换向装置40的换向节点C与第二电磁阀21和第三电磁阀22之间的管道相连。
2)由一个第一四通阀50构成第一换向装置40；该第一四通阀50二个换向节点中的一个换向节点54始终处于截断的状态；其连接方式是：第一四通阀50的高压节点51与第一换向装置40的高压节点A相连，第一四通阀50的低压节点53与第一换向装置40的低压节点B相连，第一四通阀50的另一个换向节点52与第一换向装置40的换向节点C相连。
3)由一个第一四通阀50和一根第二毛细管35构成第一换向装置40。它们的连接方式是：第一四通阀50的高压节点51与第一换向装置40的高压节点A相连，第一四通阀50的低压节点53与第一换向装置40的低压节点B相连，第一四通阀50二个换向节点中的任意一个换向节点52与第一换向装置40的换向节点C相连，第一四通阀50的另一个换向节点54通过第二毛细管35与第一四通阀50的低压节点53和第一换向装置40的低压节点B之间的管道相连。
实施例2
如图2所示，本实施例也是一种能实现从室外空气中吸热化霜，在化霜时能连续供热，并能避免气液冲击的大型空气源热泵。整个设备包括以下组成部分：主压缩机构1、辅助压缩机构8、加热器2，至少两个第一换向装置40、两个第一换热器3和两个第一节流机构4。
在图2所示系统中，一个所述第一换向装置40、一个所述第一换热器3和一个所述第一节流机构4构成一组室外换热单元。第一换向装置40由第二电磁阀21和第三电磁阀22构成，它们在系统中的连接关系如实施例1所述。第一节流机构4为电子膨胀阀。
该空气源热泵在全年运行过程中，可以实现供热功能，以及冬季供热兼除霜功能。工作时，第一换热器3在供热功能下作为蒸发器，从环境中吸收热量；在冬季供热兼除霜功能下，当任意一个第一换热器3需要化霜时，也可以通过与其相配的第一换向装置40的切换，使其转化为冷凝器，利用其它不需要化霜的第一换热器3从室外空气中吸收的热量进行化霜。加热器2全年作为冷凝器，为用户供热。各功能下的工作流程分别如下所述。
(1)供热功能
工作时，第一节流机构4都正常工作。第二电磁阀21关闭或开启，第三电磁阀22开启。主压缩机构1正常工作，辅助压缩机构8不工作。
其工作流程是：制冷剂从主压缩机构1出口端排出后，依次经过加热器2入口端、加热器2出口端、高压液体管7、第一节流机构4、第一换热器3、第三电磁阀22、第一低压气体管6，进入主压缩机构1的入口端，完成一次循环。
(2)冬季供热兼除霜功能
在此功能下，主压缩机构1、辅助压缩机构8同时工作；图2所示方案，其中一组不需要化霜的第一换热器3仍然是蒸发器从室外空气中吸收热量；另一组需要化霜的第一换热器3转换成冷凝器进行化霜；加热器2仍然向用户供热；也就是说利用一组第一换热器3从室外空气中吸收热量，所吸收的热量以及压缩机所消耗的功一起用于用户的供热和另一组第一换热器3的化霜。
工作时，与需要化霜的那一组第一换热器3相配的第二电磁阀21开启，第三电磁阀22关闭；与需要化霜的那一组第一换热器3相配的第一节流机构4通过设定开度，控制用于化霜的辅助压缩机构8的排气量。而与不需要化霜的第一换热器3相配的第二电磁阀21关闭，第三电磁阀22仍然开启。
其工作流程是：工作时，第一低压气体管6中的低压制冷剂气体被分成两路；第一路进入主压缩机构1被压缩，制冷剂从主压缩机构1出口端排出后，经过加热器2入口端、加热器2出口端进入高压液体管7；第二路进入辅助压缩机构8被压缩，制冷剂从辅助压缩机构8出口端排出后，依次经过高压气体管5、与需要除霜的第一换热器3相配的第二电磁阀21、需要除霜的第一换热器3、与需要除霜的第一换热器3相配的第一节流机构4，也进入高压液体管7；两路制冷剂液体在高压液体管7混合后，再依次经过与不需要除霜的第一换热器3相配的第一节流机构4、不需要除霜的第一换热器3、与不需要除霜的第一换热器3相配的第三电磁阀22，回到第一低压气体管6，完成一次循环。
图3所示方案是图2所示方案的变化方案。在图3所示方案中，辅助压缩机构8的出口端不仅通过高压气体管5与第一换向装置40的高压节点A相连，而且还通过高压气体管5与主压缩机构1和加热器2之间的管道相连，因此，热泵在供热功能下工作时，辅助压缩机构8也可以正常工作，克服了图2所示方案在供热功能下工作时，辅助压缩机构8不能正常工作的缺陷。
实施例3
如图4所示，本实施例也是一种能实现从室外空气中吸热化霜，在化霜时能连续供热，并能避免气液冲击的大型空气源热泵。整个设备包括以下组成部分：主压缩机构1、辅助压缩机构8、加热器2；至少一个第一换向装置40、一个第一换热器3和一个第一节流机构4；至少一个第二换向装置41、一个第二换热器9和一个第二节流机构10。
在图4所示系统中，一个所述第一换向装置40、一个所述第一换热器3和一个所述第一节流机构4构成一组室外换热单元。第一换向装置40由第二电磁阀21和第三电磁阀22构成，它们在系统中的连接关系如实施例1所述。第一节流机构4和第二节流机构10为电子膨胀阀。
同样地，在图4所示系统中，一个所述第二换向装置41、一个所述第二换热器9和一个所述第二节流机构10也构成一组室外换热单元。第二换向装置41由第四电磁阀23和第五电磁阀24构成，它们在系统中的连接关系是：第四电磁阀23的一端与第二换向装置41的高压节点A相连，第四电磁阀23的另一端通过第五电磁阀24与第二换向装置41的低压节点B相连，第二换向装置41的换向节点C与第四电磁阀23和第五电磁阀24之间的管道相连。
第二换向装置41除了可以由第四电磁阀23和第五电磁阀24构成以外，还可以有以下方案：
1)也可以由电磁三通阀20构成第二换向装置41；其连接方式是：电磁三通阀20的常开节点与第二换向装置41的换向节点C相连，电磁三通阀20两个换向节点中的任意一个换向节点与第二换向装置41的高压节点A相连，电磁三通阀20的另一个换向节点与第二换向装置41的低压节点B相连。
2)如图11所示，由一个第二四通阀80构成第二换向装置41；该第二四通阀80二个换向节点中的一个换向节点84始终处于截断的状态；其连接方式是：第二四通阀80的高压节点81与第二换向装置41的高压节点A相连，第二四通阀80的低压节点83与第二换向装置41的低压节点B相连，第二四通阀80的另一个换向节点82与第二换向装置41的换向节点C相连。
3)如图11所示，由一个第二四通阀80和一根第三毛细管36构成第二换向装置41。它们的连接方式是：第二四通阀80的高压节点81与第二换向装置41的高压节点A相连，第二四通阀80的低压节点83与第二换向装置41的低压节点B相连，第二四通阀80二个换向节点中的任意一个换向节点82与第二换向装置41的换向节点C相连，第二四通阀80的另一个换向节点84通过第三毛细管36与第二四通阀80的低压节点83和第二换向装置41的低压节点B之间的管道相连。
该空气源热泵在全年运行过程中，也可以实现供热功能，以及冬季供热兼除霜功能。工作时，第一换热器3和第二换热器9在供热功能下作为蒸发器，从环境中吸收热量；在冬季供热兼除霜功能下，当第一换热器3需要化霜时，通过与其相配的第一换向装置40的切换，使其转化为冷凝器，利用不需要化霜的第二换热器9从室外空气中吸收的热量进行化霜；同样地，当第二换热器9需要化霜时，通过与其相配的第二换向装置41的切换，使其转化为冷凝器，利用不需要化霜的第一换热器3从室外空气中吸收的热量进行化霜。加热器2全年作为冷凝器，为用户供热。各功能下的工作流程分别如下所述。
(1)供热功能
工作时，第一节流机构4和第二节流机构10都正常工作。第二电磁阀21、第四电磁阀23关闭，第三电磁阀22、第五电磁阀24开启。主压缩机构1、辅助压缩机构8都正常工作。
其工作流程是：来自加热器2出口端的制冷剂液体在进入高压液体管7后被分成两路；第一路依次经过第一节流机构4、第一换热器3、第一换向装置40的换向节点C、第三电磁阀22、第一换向装置40的低压节点B、第一低压气体管6，进入主压缩机构1被压缩后，被排入主压缩机构1的出口端管道；第二路依次经过第二节流机构10、第二换热器9、第二换向装置41的换向节点C、第五电磁阀24、第二换向装置41的低压节点B、第二低压气体管12，进入辅助压缩机构8被压缩后，经过高压气体管5也被排入主压缩机构1的出口端管道；两路制冷剂在主压缩机构1的出口端管道混合后，再经过加热器2进入高压液体管7，至此完成一次循环。
(2)冬季供热兼除霜功能
在此功能下，分为二种运行情况，一种是第一换热器3需要化霜时，第二换热器9不需要化霜，正常工作，从室外空气中吸热，分别用于供热和第一换热器3的化霜；另一种情况是第二换热器9需要化霜时，第一换热器3不需要化霜，正常工作，从室外空气中吸热，分别用于供热和第二换热器9的化霜。其工作情况分别如下所述。
1)第一换热器3需要化霜时，第二换热器9正常工作
此时，主压缩机构1不工作，辅助压缩机构8正常工作；第二电磁阀21、第五电磁阀24开启，第三电磁阀22、第四电磁阀23关闭；第一节流机构4通过设定开度，控制进入第一换热器3用于化霜的制冷剂气体量；第二节流机构10正常工作。
其工作流程是：制冷剂从辅助压缩机构8出口端排出后，进入高压气体管5被分成两路；第一路依次经过第一换向装置40的高压节点A、第二电磁阀21、第一换向装置40的换向节点C、第一换热器3、第一节流机构4，进入高压液体管7；第二路依次经过加热器2入口端、加热器2出口端也进入高压液体管7；两路制冷剂在高压液体管7混合后，再依次经过第二节流机构10、第二换热器9、第二换向装置41的换向节点C、第五电磁阀24、第二换向装置41的低压节点B、第二低压气体管12，进入辅助压缩机构8被压缩，至此完成一次循环。
2)第二换热器9需要化霜时，第一换热器正常工作
此时，主压缩机构1正常工作，辅助压缩机构8不工作；第二电磁阀21、第五电磁阀24关闭，第三电磁阀22、第四电磁阀23开启；第二节流机构10通过设定开度，控制进入第二换热器9用于化霜的制冷剂气体量；第一节流机构4正常工作。
其工作流程是：制冷剂从主压缩机构1出口端排出后，被分成两路；第一路依次经过高压气体管5、第二换向装置41的高压节点A、第四电磁阀23、第二换向装置41的换向节点C、第二换热器9、第二节流机构10，进入高压液体管7；第二路依次经过加热器2入口端、加热器2出口端也进入高压液体管7；两路制冷剂在高压液体管7混合后，再依次经过第一节流机构4、第一换热器3、第一换向装置40的换向节点C、第三电磁阀22、第一换向装置40的低压节点B、第一低压气体管6，进入主压缩机构1被压缩，至此完成一次循环。
实施例4
如图5所示，本实施例也是一种能实现从室外空气中吸热化霜，在化霜时能连续供热，并避免气液冲击的大型空气源热泵。整个设备包括以下组成部分：主压缩机构1、辅助压缩机构8、加热器2，至少两个第一四通阀50、两个第一换热器3、两个第一节流机构4和两个第一单向阀71，还包括回液装置30。回液装置30由第一毛细管31组成；其在系统中的连接关系是：第一毛细管31入口端与高压排气管11相连，第一毛细管31出口端与第一低压气体管6相连。
图5所示系统中，一个所述第一四通阀50、一个所述第一换热器3、一个所述第一节流机构4和一个所述第一单向阀71构成一组室外换热单元。第一节流机构4为电子膨胀阀。
该空气源热泵在全年运行过程中，可以实现供热功能，以及冬季供热兼除霜功能。工作时，第一换热器3在供热功能下作为蒸发器，从环境中吸收热量；在冬季供热兼除霜功能下，当任意一个第一换热器3需要化霜时，也可以通过与其相配的第一四通阀50的切换，使其转化为冷凝器，利用其它不需要化霜的第一换热器3从室外空气中吸收的热量进行化霜，并同时供热。加热器2全年作为冷凝器，为用户供热。各功能下的工作流程分别如下所述。
(1)供热功能
工作时，第一节流机构4、主压缩机构1都正常工作；辅助压缩机构8不工作。第一四通阀50的换向节点52与第一四通阀50的低压节点53连通，第一四通阀50的换向节点54与第一四通阀50的高压节点51连通。
该功能下的工作流程是：制冷剂从主压缩机构1出口端排出后，依次经过加热器2入口端、加热器2出口端、高压液体管7、第一节流机构4、第一换热器3、第一四通阀50的换向节点52、第一四通阀50的低压节点53、第一低压气体管6，进入主压缩机构1的入口端，被再次压缩，至此完成一次循环。
(2)冬季供热兼除霜功能
在此功能下，主压缩机构1、辅助压缩机构8都正常工作。其中一组不需要除霜的第一换热器3仍然是蒸发器从室外空气中吸收热量；另一组需要除霜的第一换热器3转换成冷凝器进行化霜；加热器2仍然向用户供热；也就是说利用一组第一换热器3从室外空气中吸收热量，所吸收的热量以及压缩机所消耗的功一起用于用户的供热和另一组第一换热器3的化霜。
工作时，与需要化霜的那一组第一换热器3相配的第一四通阀50需要进行切换，该第一四通阀50切换后的连通方式是：第一四通阀50的高压节点51与换向节点52连通，第一四通阀50的低压节点53与换向节点54连通。化霜时，与需要化霜的那一组第一换热器3相配的第一节流机构4通过设定开度，控制用于化霜的辅助压缩机构8的排气量。
其工作流程是：工作时，第一低压气体管6中的低压制冷剂气体被分成两路；第一路进入主压缩机构1被压缩，制冷剂从主压缩机构1出口端排出后，依次经过加热器2入口端、加热器2出口端进入高压液体管7；第二路进入辅助压缩机构8被压缩，制冷剂从辅助压缩机构8出口端排出后，进入高压气体管5又被分成占绝大部份的第三路、占小部份的第四路；第三路依次经过与需要除霜的第一换热器3相配的第一四通阀50的高压节点51、与需要除霜的第一换热器3相配的第一四通阀50的换向节点52、需要除霜的第一换热器3、与需要除霜的第一换热器3相配的第一节流机构4，也进入高压液体管7；第一路和第三路制冷剂在高压液体管7混合后，再依次经过与不需要除霜的第一换热器3相配的第一节流机构4、不需要除霜的第一换热器3、与不需要除霜的第一换热器3相配的第一四通阀50的换向节点52、与不需要除霜的第一换热器3相配的第一四通阀50的低压节点53，回到第一低压气体管6；第四路制冷剂依次经过与不需要除霜的第一换热器3相配的第一四通阀50的高压节点51、与不需要除霜的第一换热器3相配的第一四通阀50的换向节点54、与不需要除霜的第一换热器3相配的第一单向阀71、高压排气管11、第一毛细管31，也回到第一低压气体管6；两路制冷剂在第一低压气体管6混合后，再次分别进入主压缩机构1、辅助压缩机构8被压缩，至此完成一次循环。
回液装置30除了可以是由第一毛细管31组成以外，还可以有以下方案：
1)如图1所示，由第一电磁阀32、第一毛细管31和温度传感器34组成；其连接方式与实施例1相同。温度传感器34也可以设置在第一电磁阀32出口端与第一毛细管31之间的管道上。
2)如图7所示，由第一电磁阀32、第一毛细管31、积液器33和温度传感器34组成；它们的连接方式：第一电磁阀32入口端依次通过积液器33出口端、积液器33入口端与高压气体管5相连，第一电磁阀32出口端通过第一毛细管31与第一低压气体管6相连，温度传感器34安装在积液器33出口端和第一电磁阀32入口端之间的管道或第一电磁阀32出口端与第一毛细管31之间的管道上。积液器33入口端即是回液装置30入口端。
在实际应用中，可以对图5所示方案作进一步的改进。在进一步改进方案中，辅助压缩机构8的出口端不仅通过高压气体管5与第一四通阀50的高压节点51相连，而且还通过高压气体管5与主压缩机构1出口端和加热器2入口端之间的管道相连，因此，该热泵在供热功能下工作时，辅助压缩机构8也可以正常工作，克服了图5所示方案在供热功能下工作时，辅助压缩机构8不能正常工作的缺陷。
实施例5
如图6所示，本实施例也是一种能实现从室外空气中吸热化霜，在化霜时能连续供热，并能避免气液冲击的大型空气源热泵。整个设备包括以下组成部分：主压缩机构1、辅助压缩机构8、加热器2；至少一个第一四通阀50、一个第一换热器3、一个第一节流机构4和一个第一单向阀71；至少一个第二四通阀80、一个第二换热器9、一个第二节流机构10和一个第二单向阀72。
在图6所示系统中，一个所述第一四通阀50、一个所述第一换热器3、一个所述第一节流机构4和一个所述第一单向阀71构成一组室外换热单元。第一节流机构4和第二节流机构10为电子膨胀阀。同样地，在图6所示系统中，一个所述第二四通阀80、一个所述第二换热器9、一个所述第二节流机构10和一个第二单向阀72也构成一组室外换热单元。
该空气源热泵在全年运行过程中，也可以实现供热功能，以及冬季供热兼除霜功能。工作时，第一换热器3和第二换热器9在供热功能下作为蒸发器，从环境中吸收热量；在冬季供热兼除霜功能下，当第一换热器3需要化霜时，通过与其相配的第一四通阀50的切换，使其转化为冷凝器，利用不需要化霜的第二换热器9从室外空气中吸收的热量进行化霜；同样地，当第二换热器9需要化霜时，通过与其相配的第二四通阀80的切换，使其转化为冷凝器，利用不需要化霜的第一换热器3从室外空气中吸收的热量进行化霜。加热器2全年作为冷凝器，为用户供热。各功能下的工作流程分别如下所述。
(1)供热功能
工作时，第一节流机构4和第二节流机构10都正常工作；主压缩机构1、辅助压缩机构8也都正常工作；第一四通阀50的高压节点51与第一四通阀50的换向节点54连通，第一四通阀50的低压节点53与第一四通阀50的换向节点52连通；第二四通阀80的高压节点81与第二四通阀80的换向节点84连通，第二四通阀80的低压节点83与第二四通阀80的换向节点82连通。
其工作流程是：来自加热器2出口端的制冷剂液体在进入高压液体管7后被分成两路；第一路制冷剂依次经过第一节流机构4、第一换热器3、第一四通阀50的换向节点52、第一四通阀50的低压节点53，进入第一低压气体管6；第二路制冷剂依次经过第二节流机构10、第二换热器9、第二四通阀80的换向节点82、第二四通阀80的低压节点83、第二低压气体管12，进入辅助压缩机构8被压缩后，进入高压气体管5又被分为占绝大部份的第三路、占小部份的第四路和第五路；第三路制冷剂通过高压气体管5进入主压缩机构1的出口端管道；第四路制冷剂依次经过第一四通阀50的高压节点51、第一四通阀50的换向节点54、第一单向阀71，进入高压排气管11；第五路制冷剂依次经过第二四通阀80的高压节点81、第二四通阀80的换向节点84、第二单向阀72，也进入高压排气管11；第四路和第五路制冷剂在高压排气管11混合后，通过回液装置30也进入第一低压气体管6，与第一路制冷剂在第一低压气体管6混合后，进入主压缩机构1被压缩，再被排入主压缩机构1的出口端管道，与第三路制冷剂在主压缩机构1的出口端管道中混合后，再依次通过加热器2入口端、加热器2出口端又进入高压液体管7中，至此完成一次循环。
(2)冬季供热兼除霜功能
在此功能下，分为二种运行情况，一种是第一换热器3需要化霜时，第二换热器9不需要化霜，而正常工作，从室外空气中吸热，分别用于供热和第一换热器3的化霜；另一种情况是第二换热器9需要化霜时，第一换热器3不需要化霜，而正常工作，从室外空气中吸热，分别用于供热和第二换热器9的化霜。其工作情况分别如下所述。
1)第一换热器3需要化霜时，第二换热器9正常工作
此时，主压缩机构1不工作，辅助压缩机构8正常工作；第一四通阀50需要换向，而第二四通阀80保持不变，其连通状态与供热功能下相同；第一四通阀50换向后的连通状态是：第一四通阀50的高压节点51与第一四通阀50的换向节点52连通，第一四通阀50的低压节点53与第一四通阀50的换向节点54连通；第一节流机构4通过设定开度，控制进入第一换热器3用于化霜的制冷剂气体量；第二节流机构10正常工作。
其工作流程是：制冷剂从辅助压缩机构8出口端排出后，进入高压气体管5被分成两路；第一路依次经过第一四通阀50的高压节点51、第一四通阀50的换向节点52、第一换热器3、第一节流机构4，进入高压液体管7；第二路经过加热器2也进入高压液体管7；两路制冷剂在高压液体管7混合后，再依次经过第二节流机构10、第二换热器9、第二四通阀80的换向节点82、第二四通阀80的低压节点83、第二低压气体管12，进入辅助压缩机构8被压缩，至此完成一次循环。
2)第二换热器9需要化霜时，第一换热器正常工作
此时，主压缩机构1正常工作，辅助压缩机构8不工作；第一四通阀50不需要换向，其连通状态与供热功能下相同；而第二四通阀80需要换向，第二四通阀80换向后的连通状态是：第二四通阀80的高压节点81与第二四通阀80的换向节点82连通，第二四通阀80的低压节点83与第二四通阀80的换向节点84连通；第二节流机构10通过设定开度，控制进入第二换热器9用于化霜的制冷剂气体量；第一节流机构4正常工作。
其工作流程是：制冷剂从主压缩机构1出口端排出后，被分成三路；第一路依次经过高压气体管5、第二四通阀80的高压节点81、第二四通阀80的换向节点82、第二换热器9、第二节流机构10，进入高压液体管7；第二路经过加热器2也进入高压液体管7；第一路和第二路制冷剂在高压液体管7混合后，再依次经过第一节流机构4、第一换热器3、第一四通阀50的换向节点52、第一四通阀50的低压节点53、进入第一低压气体管6；第三路制冷剂依次经过高压气体管5、第一四通阀50的高压节点51、第一四通阀50的换向节点54、第一单向阀71、高压排气管11、回液装置30，也进入第一低压气体管6；两路制冷剂在第一低压气体管6混合后，再进入主压缩机构1被压缩，至此完成一次循环。
实施例6
如图7所示，本实施例也是一种能实现从室外空气中吸热化霜，在化霜时能连续供热，并能避免气液冲击的大型空气源热泵。整个设备包括以下组成部分：主压缩机构1、加热器2，至少两个第一四通阀50、两个第一换热器3、两个第一节流机构4和两个第一单向阀71，还包括回液装置30。回液装置30由第一电磁阀32、第一毛细管31、积液器33和温度传感器34组成。它们在系统中的连接关系详见实施例4所述。
图7所示系统中，一个所述第一四通阀50、一个所述第一换热器3、一个所述第一节流机构4和一个所述第一单向阀71构成一组室外换热单元。第一节流机构4为电子膨胀阀。
该空气源热泵在全年运行过程中，可以实现供热功能，以及冬季供热兼除霜功能。工作时，第一换热器3在供热功能下作为蒸发器，从环境中吸收热量；在冬季供热兼除霜功能下，当任意一个第一换热器3需要化霜时，也可以通过与其相配的第一四通阀50的切换，使其转化为冷凝器，利用其它不需要化霜的第一换热器3从室外空气中吸收的热量进行化霜，并同时供热。加热器2全年作为冷凝器，为用户供热。各功能下的工作流程分别如下所述。
(1)供热功能
工作时，第一节流机构4、主压缩机构1都正常工作。第一四通阀50的换向节点52与第一四通阀50的低压节点53连通，第一四通阀50的换向节点54与第一四通阀50的高压节点51连通。
该功能下的工作流程是：制冷剂从主压缩机构1出口端排出后，被分成两路；第一路依次经过加热器2入口端、加热器2出口端、高压液体管7、第一节流机构4、第一换热器3、第一四通阀50的换向节点52、第一四通阀50的低压节点53，进入第一低压气体管6；第二路依次经过高压气体管5、第一四通阀50的高压节点51、第一四通阀50的换向节点54、第一单向阀71、高压排气管11、回液装置30，也进入第一低压气体管6；两路在第一低压气体管6中混合后；进入主压缩机构1的入口端，被再次压缩，至此完成一次循环。
(2)冬季供热兼除霜功能
在此功能下，主压缩机构1正常工作。其中一组不需要除霜的第一换热器3仍然是蒸发器从室外空气中吸收热量；另一组需要除霜的第一换热器3转换成冷凝器进行化霜；加热器2仍然向用户供热；也就是说利用一组第一换热器3从室外空气中吸收热量，所吸收的热量以及压缩机所消耗的功一起用于用户的供热和另一组第一换热器3的化霜。
工作时，与需要化霜的那一组第一换热器3相配的第一四通阀50需要进行切换，该第一四通阀50切换后的连通方式是：第一四通阀50的高压节点51与换向节点52连通，第一四通阀50的低压节点53与换向节点54连通。化霜时，与需要化霜的那一组第一换热器3相配的第一节流机构4通过设定开度，控制用于化霜的制冷剂气体量。
其工作流程是：制冷剂从主压缩机构1出口端排出后，被分成三路；第一路经过加热器2进入高压液体管7；第二路进入高压气体管5又被分成第三路和第四路；第三路依次经过与需要除霜的第一换热器3相配的第一四通阀50的高压节点51、与需要除霜的第一换热器3相配的第一四通阀50的换向节点52、需要除霜的第一换热器3、与需要除霜的第一换热器3相配的第一节流机构4，也进入高压液体管7；第一路和第三路制冷剂在高压液体管7混合后，再依次经过与不需要除霜的第一换热器3相配的第一节流机构4、不需要除霜的第一换热器3、与不需要除霜的第一换热器3相配的第一四通阀50的换向节点52、与不需要除霜的第一换热器3相配的第一四通阀50的低压节点53，回到第一低压气体管6；第四路制冷剂依次经过与不需要除霜的第一换热器3相配的第一四通阀50的高压节点51、与不需要除霜的第一换热器3相配的第一四通阀50的换向节点54、与不需要除霜的第一换热器3相配的第一单向阀71、高压排气管11、回液装置30，也回到第一低压气体管6；两路制冷剂在第一低压气体管6混合后，再进入主压缩机构1被压缩，至此完成一次循环。
回液装置30也可以是由第一毛细管31组成，或者是由第一电磁阀32、第一毛细管31和温度传感器34组成。
实施例7
如图8所示，本实施例也是一种能实现从室外空气中吸热化霜，在化霜时能连续供热，并避免气液冲击的大型空气源热泵。整个设备包括以下组成部分：主压缩机构1、加热器2，至少两个第一四通阀50、两个第一换热器3、两个第一节流机构4和两个第一单向阀71，还包括回液装置30。回液装置30由第一电磁阀32、第一毛细管31、积液器33和温度传感器34组成。它们在系统中的连接关系详见实施例4所述。
图8所示系统中，一个所述第一四通阀50、一个所述第一换热器3、一个所述第一节流机构4和一个所述第一单向阀71构成一组室外换热单元。第一节流机构4为电子膨胀阀。
该空气源热泵在全年运行过程中，可以实现供热功能，以及冬季供热兼除霜功能。工作时，第一换热器3在供热功能下作为蒸发器，从环境中吸收热量；在冬季供热兼除霜功能下，当任意一个第一换热器3需要化霜时，也可以通过与其相配的第一四通阀50的切换，使其转化为冷凝器，利用其它不需要化霜的第一换热器3从室外空气中吸收的热量进行化霜，并同时供热。加热器2全年作为冷凝器，为用户供热。各功能下的工作流程分别如下所述。
(1)供热功能
工作时，第一节流机构4、主压缩机构1都正常工作。第一四通阀50的换向节点52与第一四通阀50的低压节点53连通，第一四通阀50的换向节点54与第一四通阀50的高压节点51连通。
该功能下的工作流程是：制冷剂从主压缩机构1出口端排出后，进入高压气体管5被分成两路；第一路依次经过高压气体管5、回液装置30，进入第一低压气体管6；第二路依次经过第一四通阀50的高压节点51、第一四通阀50的换向节点54、第一单向阀71入口端、第一单向阀71出口端、高压排气管11、加热器2入口端、加热器2出口端、高压液体管7、第一节流机构4、第一换热器3、第一四通阀50的换向节点52、第一四通阀50的低压节点53，也进入第一低压气体管6；两路在第一低压气体管6中混合后；进入主压缩机构1的入口端，被再次压缩，至此完成一次循环。
(2)冬季供热兼除霜功能
在此功能下，主压缩机构1正常工作。其中一组不需要除霜的第一换热器3正常工作，仍然是蒸发器从室外空气中吸收热量；另一组需要除霜的第一换热器3转换成冷凝器进行化霜；加热器2仍然向用户供热。
工作时，与需要化霜的那一组第一换热器3相配的第一四通阀50需要进行切换，该第一四通阀50切换后的连通方式是：第一四通阀50的高压节点51与换向节点52连通，第一四通阀50的低压节点53与换向节点54连通。化霜时，与需要化霜的那一组第一换热器3相配的第一节流机构4通过设定开度，控制用于化霜的制冷剂气体量。
其工作流程是：制冷剂从主压缩机构1出口端排出后，进入高压气体管5被分成三路；第一路依次经过高压气体管5、回液装置30，进入第一低压气体管6；第二路依次经过与不需要除霜的第一换热器3相配的第一四通阀50的高压节点51、与不需要除霜的第一换热器3相配的第一四通阀50的换向节点54、与不需要除霜的第一换热器3相配的第一单向阀71、高压排气管11、加热器2，进入高压液体管7；第三路依次经过与需要除霜的第一换热器3相配的第一四通阀50的高压节点51、与需要除霜的第一换热器3相配的第一四通阀50的换向节点52、需要除霜的第一换热器3、与需要除霜的第一换热器3相配的第一节流机构4，也进入高压液体管7；第二路和第三路制冷剂在高压液体管7混合后，再依次经过与不需要除霜的第一换热器3相配的第一节流机构4、不需要除霜的第一换热器3、与不需要除霜的第一换热器3相配的第一四通阀50的换向节点52、与不需要除霜的第一换热器3相配的第一四通阀50的低压节点53，也进入第一低压气体管6，与第一路制冷剂在第一低压气体管6混合后，再进入主压缩机构1被压缩，至此完成一次循环。
回液装置30也可以是由第一毛细管31组成；或者是由第一电磁阀32、第一毛细管31、积液器33和温度传感器34组成。
实施例8
如图9所示，本实施例也是一种能实现从室外空气中吸热化霜，在化霜时能连续供热，并避免气液冲击的大型空气源热泵。整个设备包括以下组成部分：主压缩机构1、加热器2，至少两个第一换向装置40、两个第一换热器3和两个第一节流机构4，还包括除霜控制阀90。
在图9所示系统中，一个所述第一换向装置40、一个所述第一换热器3和一个所述第一节流机构4构成一组室外换热单元。第一换向装置40为由第二电磁阀21和第三电磁阀22构成，它们在系统中的连接关系如实施例1所述。第一节流机构4为电子膨胀阀；除霜控制阀90为电磁阀。
该空气源热泵在全年运行过程中，可以实现供热功能，以及冬季供热兼除霜功能。工作时，第一换热器3在供热功能下作为蒸发器，从环境中吸收热量；在冬季供热兼除霜功能下，当任意一个第一换热器3需要化霜时，也可以通过与其相配的第一换向装置40的切换，使其转化为冷凝器，利用其它不需要化霜的第一换热器3从室外空气中吸收的热量进行化霜。加热器2全年作为冷凝器，为用户供热。各功能下的工作流程分别如下所述。
(1)供热功能
工作时，主压缩机构1、第一节流机构4都正常工作；除霜控制阀90关闭；第二电磁阀21关闭或开启；第三电磁阀22开启。
其工作流程是：制冷剂从主压缩机构1出口端排出后，依次经过加热器2入口端、加热器2出口端、高压液体管7、第一节流机构4、第一换热器3、第一换向装置40的换向节点C、第三电磁阀22、第一换向装置40的低压节点B、第一低压气体管6，进入主压缩机构1的入口端，被再次压缩，至此完成一次循环。
(2)冬季供热兼除霜功能
在此功能下，图9所示方案，其中一组不需要化霜的第一换热器3仍然作为蒸发器正常工作，从室外空气中吸收热量；另一组需要化霜的第一换热器3则转换成冷凝器进行化霜；加热器2仍然向用户供热；也就是说利用一组第一换热器3从室外空气中吸收热量，所吸收的热量以及压缩机所消耗的功一起用于用户的供热和另一组第一换热器3的化霜。
工作时，与需要化霜的那一组第一换热器3相配的第一换向装置40需要进行切换，即：与需要化霜的第一换热器3相配的第二电磁阀21开启，与需要化霜的第一换热器3相配的第三电磁阀22关闭。化霜时，与需要化霜的那一组第一换热器3相配的第一节流机构4通过设定开度，控制用于化霜的制冷剂气体量。与不需要化霜的第一换热器3相配的第一换向装置40不需要切换；除霜控制阀90开启。
其工作流程是：制冷剂从主压缩机构1出口端排出后，被分成两路；第一路经过加热器2，再进入高压液体管7；第二路依次经过除霜控制阀90、高压气体管5、与需要除霜的第一换热器3相配的第一换向装置40的高压节点A、与需要除霜的第一换热器3相配的第一换向装置40的第二电磁阀21、与需要除霜的第一换热器3相配的第一换向装置40的换向节点C、需要除霜的第一换热器3、与需要除霜的第一换热器3相配的第一节流机构4，也进入高压液体管7；两路制冷剂液体在高压液体管7混合后，再依次经过与不需要化霜的第一换热器3相配的第一节流机构4、不需要化霜的第一换热器3、与不需要化霜的第一换热器3相配的第一换向装置40的换向节点C、与不需要化霜的第一换热器3相配的第三电磁阀22、与不需要化霜的第一换热器3相配的第一换向装置40的低压节点B、第一低压气体管6，回到主压缩机构1的入口端，进入主压缩机构1再次被压缩，至此完成一次循环。
第一换向装置40除了可以是由第二电磁阀21和第三电磁阀22构成以外，还可以有以下方案：
1)由电磁三通阀20构成，在系统中的连接关系详见实施例1。
2)由一个第一四通阀50构成第一换向装置40；该第一四通阀50二个换向节点中的一个换向节点54始终处于截断的状态；其连接方式是：第一四通阀50的高压节点51与第一换向装置40的高压节点A相连，第一四通阀50的低压节点53与第一换向装置40的低压节点B相连，第一四通阀50的另一个换向节点52与第一换向装置40的换向节点C相连。
3)由一个第一四通阀50和一根第二毛细管35构成第一换向装置40。它们的连接方式是：第一四通阀50的高压节点51与第一换向装置40的高压节点A相连，第一四通阀50的低压节点53与第一换向装置40的低压节点B相连，第一四通阀50二个换向节点中的任意一个换向节点52与第一换向装置40的换向节点C相连，第一四通阀50的另一个换向节点54通过第二毛细管35与第一四通阀50的低压节点53和第一换向装置40的低压节点B之间的管道相连。
在本实施例图9所示方案的工作过程中，该空气源热泵的控制方法如下：
1)当控制器检测到所述空气源热泵不需要除霜时，即在正常工作过中，所述除霜控制阀90处于关闭状态，所述第一换向装置40的换向节点C与低压节点B连通；在图9所示方案中是：第三电磁阀22开启；第二电磁阀21即可以是关闭或也可以是开启。
2)当控制器检测到任意一个第一换热器3需要进行除霜时，与该需要除霜的第一换热器3相配的第一换向装置40的换向节点C与高压节点A之间的通道连通，同时，与该需要除霜的第一换热器3相配的第一换向装置40的换向节点C与低压节点B之间的通道关闭(即：在图9所示方案中，第二电磁阀21开启，第三电磁阀22关闭)；开启除霜控制阀90；与需要除霜的第一换热器3相配的第一节流机构4通过设定开度，控制用于化霜的制冷剂气体量；
与不需要除霜的第一换热器3相配的第一换向装置40的换向节点C与高压节点A之间的通道关闭，同时，与不需要除霜的第一换热器3相配的第一换向装置40的换向节点C与低压节点B之间的通道处于开启状态，即：在图9所示方案中，第二电磁阀21关闭，第三电磁阀22开启。
3)当控制器检测到需要除霜的第一换热器3除霜结束时，关闭除霜控制阀90，使与需要除霜的第一换热器3相配的第一换向装置40的换向节点C与低压节点B连通，在图9所示方案中是：第三电磁阀22开启；第二电磁阀21则可以是关闭的状态，也可以是开启的状态。
本发明上述所有实施例的方案中，所述第一单向阀71、第二单向阀72中的任意一个单向阀都能够采用电磁阀、具有关断功能的节流机构(例如：电子膨胀阀)或流量调节机构中的任意一种替代。
本发明上述所有实施例的方案中，主压缩机构1、辅助压缩机构8中的任意一个或二个同时，都可以采用以下压缩机中的任意一种：涡旋压缩机、螺杆压缩机、滚动转子式压缩机、滑片式压缩机、旋叶式压缩机、离心压缩机、数码涡旋压缩机、磁悬浮压缩机；主压缩机构1、辅助压缩机构8中的任意一个或二个同时，也可以是变容量压缩机(例如：变频压缩机、数码涡旋压缩机)，或定速压缩机。
本发明上述所有实施例的方案中，主压缩机构1、辅助压缩机构8还可以是由至少二台变容量压缩机组成的压缩机组，或者是由至少二台定速压缩机组成的压缩机组；另外，主压缩机构1、辅助压缩机构8也可以是至少一台变容量压缩机和至少一台定速压缩机组成的压缩机组。
本发明上述所有实施例的方案中，第一换热器3、第二换热器9中的任意一个除了可以是制冷剂-空气换热器以外，也可以是制冷剂-水换热器或其它种类的换热器；作为制冷剂-水换热器时，可采用容积式换热器、板式换热器、壳管式换热器或套管式换热器中的任意一种。第一换热器3、第二换热器9中的任意一个作为制冷剂-空气换热器时，通常采用翅片式换热器，所述翅片式换热器的翅片一般为铝或铝合金材质，在一些特殊的场合也使用铜材质。
本发明上述所有实施例的方案中，第一节流机构4、第二节流机构10中的一个、甚至所有节流机构都能够采用具有关断功能的节流机构(例如：电子膨胀阀)所替代。
本发明上述所有实施例的方案中，所述的所有管道都是铜管。

Claims (9)

1.一种空气源热泵，包括主压缩机构(1)、加热器(2)，至少两个第一换向装置(40)、两个第一换热器(3)和两个第一节流机构(4)，其特征是：该空气源热泵还包括回液装置(30)，所述回液装置(30)出口端通过第一低压气体管(6)与所述主压缩机构(1)入口端相连，所述主压缩机构(1)出口端依次通过所述加热器(2)入口端、加热器(2)出口端与高压液体管(7)相连，所述回液装置(30)入口端通过高压气体管(5)与所述主压缩机构(1)出口端和所述加热器(2)入口端之间的管道相连；
一个所述第一换向装置(40)、一个所述第一换热器(3)和一个所述第一节流机构(4)构成一组室外换热单元；
所述第一节流机构(4)一端与所述高压液体管(7)相连，所述第一节流机构(4)另一端通过第一换热器(3)与所述第一换向装置(40)的换向节点(C)相连，所述第一换向装置(40)的低压节点(B)与所述第一低压气体管(6)相连，所述第一换向装置(40)的高压节点(A)与所述高压气体管(5)相连。
2.一种空气源热泵，包括主压缩机构(1)、加热器(2)，至少两个第一换向装置(40)、两个第一换热器(3)和两个第一节流机构(4)，其特征是：该空气源热泵还包括辅助压缩机构(8)，
所述辅助压缩机构(8)入口端通过第一低压气体管(6)与所述主压缩机构(1)入口端相连，所述主压缩机构(1)出口端依次通过所述加热器(2)入口端、加热器(2)出口端与高压液体管(7)相连；
所述辅助压缩机构(8)出口端通过高压气体管(5)与所述第一换向装置(40)的高压节点(A)相连；
一个所述第一换向装置(40)、一个所述第一换热器(3)和一个所述第一节流机构(4)构成一组室外换热单元；
所述第一节流机构(4)一端与所述高压液体管(7)相连，所述第一节流机构(4)另一端通过第一换热器(3)与所述第一换向装置(40)的换向节点(C)相连，所述第一换向装置(40)的低压节点(B)与所述第一低压气体管(6)相连。
3.一种空气源热泵，包括主压缩机构(1)、加热器(2)，至少一个第一换向装置(40)、一个第一换热器(3)和一个第一节流机构(4)，其特征是：该空气源热泵还包括辅助压缩机构(8)，以及至少一个第二换向装置(41)、一个第二换热器(9)和一个第二节流机构(10)；
一个所述第一换向装置(40)、一个所述第一换热器(3)和一个所述第一节流机构(4)构成一组室外换热单元；
一个所述第二换向装置(41)、一个所述第二换热器(9)和一个所述第二节流机构(10)也构成一组室外换热单元；
所述主压缩机构(1)入口端通过第一低压气体管(6)与所述第一换向装置(40)的低压节点(B)相连，所述主压缩机构(1)出口端依次通过加热器(2)入口端、加热器(2)出口端、高压液体管(7)分别与所述第一节流机构(4)、第二节流机构(10)一端相连；
所述辅助压缩机构(8)入口端通过第二低压气体管(12)与所述第二换向装置(41)的低压节点(B)相连，所述辅助压缩机构(8)出口端通过高压气体管(5)与所述主压缩机构(1)出口端和加热器(2)入口端之间的管道相连；
所述第一节流机构(4)另一端通过第一换热器(3)与所述第一换向装置(40)的换向节点(C)相连，所述第一换向装置(40)的高压节点(A)与高压气体管(5)相连；
所述第二节流机构(10)另一端通过第二换热器(9)与所述第二换向装置(41)的换向节点(C)相连，所述第二换向装置(41)的高压节点(A)与高压气体管(5)相连。
4.一种空气源热泵，包括主压缩机构(1)、加热器(2)，至少两个第一四通阀(50)、两个第一换热器(3)、两个第一节流机构(4)和两个第一单向阀(71)，其特征是：该空气源热泵还包括辅助压缩机构(8)和回液装置(30)；
一个所述第一四通阀(50)、一个所述第一换热器(3)、一个所述第一节流机构(4)和一个所述第一单向阀(71)构成一组室外换热单元；
所述辅助压缩机构(8)入口端通过第一低压气体管(6)与所述主压缩机构(1)入口端相连，所述主压缩机构(1)出口端依次通过所述加热器(2)入口端、加热器(2)出口端、高压液体管(7)与所述第一节流机构(4)一端相连；
所述辅助压缩机构(8)出口端通过高压气体管(5)与所述第一四通阀(50)的高压节点(51)相连；
所述第一节流机构(4)另一端通过第一换热器(3)与所述第一四通阀(50)两个换向节点中的任意一个换向节点(52)相连，所述第一四通阀(50)的低压节点(53)与所述第一低压气体管(6)相连，所述第一四通阀(50)的另一个换向节点(54)依次通过所述第一单向阀(71)入口端、第一单向阀(71)出口端、高压排气管(11)、回液装置(30)与所述第一低压气体管(6)相连。
5.一种空气源热泵，包括主压缩机构(1)、加热器(2)；至少一个第一四通阀(50)、一个第一换热器(3)、一个第一节流机构(4)和一个第一单向阀(71)；至少一个第二四通阀(80)、一个第二换热器(9)、一个第二节流机构(10)和一个第二单向阀(72)；其特征是：该空气源热泵还包括辅助压缩机构(8)和回液装置(30)；
一个所述第一四通阀(50)、一个所述第一换热器(3)、一个所述第一节流机构(4)和一个所述第一单向阀(71)构成一组室外换热单元；
一个所述第二四通阀(80)、一个所述第二换热器(9)、一个所述第二节流机构(10)和一个所述第二单向阀(72)也构成一组室外换热单元；
所述主压缩机构(1)入口端通过第一低压气体管(6)与所述第一四通阀(50)的低压节点(53)相连，所述主压缩机构(1)出口端依次通过所述加热器(2)入口端、加热器(2)出口端、高压液体管(7)分别与所述第一节流机构(4)和第二节流机构(10)的一端相连；
所述辅助压缩机构(8)入口端通过第二低压气体管(12)与所述第二四通阀(80)的低压节点(83)相连，所述辅助压缩机构(8)出口端通过高压气体管(5)与所述主压缩机构(1)出口端和加热器(2)入口端之间的管道相连；
所述第二四通阀(80)的高压节点(81)与所述高压气体管(5)相连，所述第二四通阀(80)两个换向节点中的任意一个换向节点(82)通过第二换热器(9)与所述第二节流机构(10)的另一端相连，所述第二四通阀(80)的另一个换向节点(84)依次通过第二单向阀(72)入口端、第二单向阀(72)出口端、高压排气管(11)、回液装置(30)与所述第一低压气体管(6)或第二低压气体管(12)相连；
所述第一四通阀(50)的高压节点(51)与所述高压气体管(5)或所述第二四通阀(80)的高压节点(81)和高压气体管(5)之间的管道相连，所述第一四通阀(50)两个换向节点中的任意一个换向节点(52)通过第一换热器(3)与所述第一节流机构(4)的另一端相连；所述第一四通阀(50)的另一个换向节点(54)依次通过所述第一单向阀(71)入口端、第一单向阀(71)出口端与所述高压排气管(11)相连。
6.一种空气源热泵，包括主压缩机构(1)、加热器(2)，至少两个第一四通阀(50)、两个第一换热器(3)、两个第一节流机构(4)和两个第一单向阀(71)，其特征是：该空气源热泵还包括回液装置(30)；
一个所述第一四通阀(50)、一个所述第一换热器(3)、一个所述第一节流机构(4)和一个所述第一单向阀(71)构成一组室外换热单元；
所述主压缩机构(1)入口端依次通过第一低压气体管(6)、回液装置(30)出口端、回液装置(30)入口端、高压排气管(11)、第一单向阀(71)出口端、第一单向阀(71)入口端与所述第一四通阀(50)两个换向节点中的任意一个换向节点(54)相连，所述第一四通阀(50)的另一个换向节点(52)依次通过第一换热器(3)、第一节流机构(4)、高压液体管(7)、加热器(2)出口端、加热器(2)入口端与所述主压缩机构(1)出口端相连；
所述第一四通阀(50)的高压节点(51)通过高压气体管(5)与所述主压缩机构(1)出口端和加热器(2)入口端之间的管道相连；
所述第一四通阀(50)的低压节点(53)与所述第一低压气体管(6)相连。
7.一种空气源热泵，包括主压缩机构(1)、加热器(2)，至少两个第一四通阀(50)、两个第一换热器(3)、两个第一节流机构(4)和两个第一单向阀(71)，其特征是：该空气源热泵还包括回液装置(30)；
一个所述第一四通阀(50)、一个所述第一换热器(3)、一个所述第一节流机构(4)和一个所述第一单向阀(71)构成一组室外换热单元；
所述主压缩机构(1)入口端依次通过第一低压气体管(6)、回液装置(30)出口端、回液装置(30)入口端、高压气体管(5)与所述主压缩机构(1)出口端相连；
所述第一四通阀(50)的高压节点(51)与高压气体管(5)相连；所述第一四通阀(50)两个换向节点中的任意一个换向节点(52)依次通过第一换热器(3)、第一节流机构(4)、高压液体管(7)、加热器(2)出口端、加热器(2)入口端、高压排气管(11)、第一单向阀(71)出口端、第一单向阀(71)入口端与所述第一四通阀(50)的另一个换向节点(54)相连；所述第一四通阀(50)的低压节点(53)与所述第一低压气体管(6)相连。
8.一种空气源热泵，包括主压缩机构(1)、加热器(2)，至少两个第一换向装置(40)、两个第一换热器(3)和两个第一节流机构(4)，其特征是：该空气源热泵还包括除霜控制阀(90)；一个所述第一换向装置(40)、一个所述第一换热器(3)和一个所述第一节流机构(4)构成一组室外换热单元；
所述主压缩机构(1)出口端依次通过所述加热器(2)入口端、加热器(2)出口端、高压液体管(7)、第一节流机构(4)、第一换热器(3)与所述第一换向装置(40)的换向节点(C)相连，所述主压缩机构(1)入口端通过第一低压气体管(6)与所述第一换向装置(40)的低压节点(B)相连；第一换向装置(40)的高压节点(A)依次通过高压气体管(5)、除霜控制阀(90)与所述主压缩机构(1)出口端和加热器(2)入口端之间的管道相连。
9.一种空气源热泵的控制方法，该空气源热泵包括主压缩机构(1)、加热器(2)、除霜控制阀(90)，至少两个第一换向装置(40)、两个第一换热器(3)和两个第一节流机构(4)；
一个所述第一换向装置(40)、一个所述第一换热器(3)和一个所述第一节流机构(4)构成一组室外换热单元；
上述组成部件的连接关系是：所述主压缩机构(1)出口端依次通过所述加热器(2)入口端、加热器(2)出口端、高压液体管(7)、第一节流机构(4)、第一换热器(3)与所述第一换向装置(40)的换向节点(C)相连，所述主压缩机构(1)入口端通过第一低压气体管(6)与所述第一换向装置(40)的低压节点(B)相连；第一换向装置(40)的高压节点(A)依次通过高压气体管(5)、除霜控制阀(90)与所述主压缩机构(1)出口端和加热器(2)入口端之间的管道相连；
其特征是：该空气源热泵的控制方法如下：
1)当控制器检测到所述空气源热泵不需要除霜时，所述除霜控制阀(90)处于关闭状态，所述第一换向装置(40)的换向节点(C)与低压节点(B)连通；
2)当控制器检测到任意一个第一换热器(3)需要进行除霜时，与需要除霜的第一换热器(3)相配的第一换向装置(40)的换向节点(C)与高压节点(A)连通，同时，与需要除霜的第一换热器(3)相配的第一换向装置(40)的换向节点(C)与低压节点(B)处于关闭状态；除霜控制阀(90)开启；
3)当控制器检测到需要除霜的第一换热器(3)除霜结束时，关闭除霜控制阀(90)，使与需要除霜的第一换热器(3)相配的第一换向装置(40)的换向节点(C)与低压节点(B)连通。
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WO2020103271A1 (zh) * 2018-11-20 2020-05-28 青岛海尔空调电子有限公司 一种热泵系统

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