CN106642851A - 一种能够预防室外换热器结霜的空调系统 - Google Patents

Abstract

一种能够预防室外换热器结霜的空调系统，包括：室外换热器以及与之相连接并进行热交换的室外水系统；结构相同的室外膜换热器和室内膜换热器，两者均设置有多层相互平行的换热单元，层与层之间留有供空气流通的空隙，每层换热单元包括两层溶液膜和间于两层溶液膜中间的布水层，两者的溶液膜相连通，构成闭式溶液循环系统；室外膜换热器上设置有供室外空气进入的室外进风口和将进入的空气排至室外的室外排风口；室内膜换热器上设置有供室内空气进入的室内进风口和将进入的空气排至室内的室内排风口；室外膜换热器的布水层与室外水系统相连通构成闭式循环的室外水循环系统。该空调系统可以预防室外换热器产生结霜现象，很好的延长了使用寿命。

Description

一种能够预防室外换热器结霜的空调系统

技术领域

本发明属于空调技术领域，尤其涉及一种能够预防室外换热器结霜的空调系统。

背景技术

目前，在循环能源中央空调热水系统中，广泛采用的除霜方式是逆循环除霜方式和热气旁通除霜方式，但这两种除霜方式都存在一定的弊端。

逆循环除霜方式中除霜时要求压缩机先停机以完成系统高低压对接，然后四通阀换向，之后重新启动压缩机使系统逆向运行除霜，四通阀换向不仅增加磨损，产生噪声，而且易使压缩机发生“奔油”的现象，除霜的频率越高，压缩机启停和四通阀的换向的频率也越高，大大缩短了压缩机和四通阀的寿命；同时，此种方式除霜时因缺少低温热源致使吸气压力低，除霜速度慢，结霜严重时除霜不干净；除霜时要从供热房间吸热，使得室温下降剧烈，除霜完毕恢复供热时有吹冷风的感觉，大大降低室内舒适性。

热气旁通除霜是利用压缩机的高温排气的热量，除霜时间长，吸气过热度低，易使得压缩机回液，同时，高温排气压力高，对压缩机产生一定冲击，所以对压缩机安全性也有较大影响。

所以，现有的空调系统除霜过程中易造成压缩机和四通阀的损耗，影响空调系统的使用寿命。

发明内容

有鉴于此，本发明的一个目的是提出一种能够预防室外换热器结霜的空调系统，以解决现有的空调系统在进行除霜的过程中，易造成压缩机和四通阀的损耗，影响空调的使用寿命的问题。为了对披露的实施例的一些方面有一个基本的理解，下面给出了简单的概括。该概括部分不是泛泛评述，也不是要确定关键/重要组成元素或描绘这些实施例的保护范围。其唯一目的是用简单的形式呈现一些概念，以此作为后面的详细说明的序言。

在一些可选的实施例中，该空调系统包括：室外换热器以及与所述室外换热器相连接并进行热交换的室外水系统；设置于室外的室外膜换热器和设置于室内的室内膜换热器；所述室外膜换热器和室内膜换热器的结构相同，均具有壳体，且壳体内设置有多层相互平行的换热单元，层与层之间留有供空气流通的空隙，每层换热单元包括两层溶液膜和间于两层溶液膜中间的布水层；所述室外膜换热器的溶液膜与所述室内膜换热器的溶液膜相连通，构成闭式循环的溶液循环系统；所述室外膜换热器的壳体上设置有供室外空气进入到其空隙中的室外进风口和将进入其空隙中并与其中的溶液和水进行热交换后的空气排至室外的室外排风口；所述室内膜换热器的壳体上设置有供室内空气进入到其空隙中的室内进风口和将进入其空隙中并与其中的溶液和水进行热交换后的空气排至室内的室内排风口；所述室外膜换热器的布水层与所述室外水系统相连通构成闭式循环的室外水循环系统。

进一步，室外膜换热器和室内膜换热器的壳体上均设置有连通其每层换热单元的溶液膜的进液管和出液管，并且均设置有连通每层换热单元的布水层的进水管和出水管；所述室外膜换热器的出液管与所述室内膜换热器的进液管相连通，所述室外膜换热器的进液管和所述室内膜换热器的出液管相连通；所述室外膜换热器的进水管和出水管与室外水系统相连通。

进一步，溶液循环系统还包括：连通室外膜换热器的出液管和室内膜换热器的进液管以及连通所述室外膜换热器的进液管和所述室内膜换热器的出液管的溶液循环管路；所述溶液循环管路中位于所述室外膜换热器与所述室内膜换热器之间的管路上设置有除湿热交换器，所述溶液循环系统中循环的稀溶液和浓溶液在所述除湿热交换器中进行热交换。

进一步，溶液循环系统还包括：设置于溶液循环管路中的溶液泵。

在一些可选的实施例中，该空调系统还包括：设置于室外膜换热器的室外进风口正对位置的室外风扇和设置于室内膜换热器的室内进风口正对位置的室内风扇。

在一些可选的实施例中，该空调系统还包括：室内换热器，压缩机和四通阀；室外换热器、室内换热器、压缩机和四通阀顺次相连构成闭式循环的冷媒循环系统。

进一步，冷媒循环系统中，压缩机与四通阀之间设置有油分离器，压缩机与室内换热器之间设置有气液分离器。

进一步，冷媒循环系统中，室外换热器与室内换热器之间设置有室外电子膨胀阀、气管截止阀和室内电子膨胀阀；所述室外电子膨胀阀的两端设置有单向阀；所述气液分离器与所述室内换热器之间设置有液管截止阀。

在一些可选的实施例中，该空调系统还包括：与室内换热器相连接并进行热交换的室内水系统；所述室内水系统与室内膜换热器的进水管和出水管相连通构成闭式循环的室内水循环系统。

进一步，室外水循环系统中设置有室外水泵；室内水循环系统中设置有室内水泵。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明提供一种能够预防室外换热器结霜的空调系统，该空调系统中，室外换热器不会直接与室外的湿冷空气进行接触和热交换，同时，设置于室外的室外膜换热器吸收室外湿空气中的水分放出热量，并将热量通过设置于室外的室外水循环系统传递到了室外换热器上，使得室外换热器的温度不会降低到露点以下，从而保证该空调系统的室外换热器不会出现结霜或冻结的现象，很好的保护了该空调系统，延长了该空调系统的使用寿命，并且，该空调系统在室内侧设置有室内膜换热器和室内水循环系统，通过室内水同时与冷媒和溶液的热交换，实现了对室内空气同时进行温度和湿度的调节，适用性更好。

为了上述以及相关的目的，一个或多个实施例包括后面将详细说明并在权利要求中特别指出的特征。下面的说明以及附图详细说明某些示例性方面，并且其指示的仅仅是各个实施例的原则可以利用的各种方式中的一些方式。其它的益处和新颖性特征将随着下面的详细说明结合附图考虑而变得明显，所公开的实施例是要包括所有这些方面以及它们的等同。

附图说明

图1是本发明实施例的能够预防室外换热器结霜的空调系统的结构示意图；

图2是本发明实施例的室外膜换热器或室内膜换热器的结构示意图；

图3是本发明实施例的室外膜换热器或室内膜换热器中单层换热单元的侧视图。

具体实施方式

以下描述和附图充分展示出本发明的具体实施方案，以使本领域的技术人员能够实践它们。实施例仅代表可能的变化。除非明确要求，否则单独的部件和功能是可选的，并且操作的顺序可以变化。一些实施方案的部分和特征可以被包括在或替换其他实施方案的部分和特征。本发明的实施方案的范围包括权利要求书的整个范围，以及权利要求书的所有可获得的等同物。在本文中，本发明的这些实施方案可以被单独地或总地用术语“发明”来表示，这仅仅是为了方便，并且如果事实上公开了超过一个的发明，不是要自动地限制该应用的范围为任何单个发明或发明构思。

现在结合附图进行说明，图1示出的是一些可选的实施例中能够预防室外换热器结霜的空调系统的结构图；图2示出的是一些可选的实施例中室外膜换热器或室内膜换热器的结构图；图3示出的是一些可选的实施例中室外膜换热器或室内膜换热器中单层换热单元的侧视图。

如图1～3所示，在一些可选的实施例中，公开了一种能够预防室外换热器结霜的空调系统，该空调系统包括：室外换热器1以及与所述室外换热器1相连接并进行热交换的室外水系统2；设置于室外的室外膜换热器3和设置于室内的室内膜换热器4；所述室外膜换热器3和室内膜换热器4的结构相同，均具有壳体5，且壳体5内设置有多层相互平行的换热单元6，层与层之间留有供空气流通的空隙，每层换热单元6包括两层溶液膜7和间于两层溶液膜7中间的布水层8；所述室外膜换热器3的溶液膜与所述室内膜换热器4的溶液膜相连通，构成闭式循环的溶液循环系统9；所述室外膜换热器3的壳体上设置有供室外空气进入到其空隙中的室外进风口和将进入其空隙中并与其中的溶液和水进行热交换后的空气排至室外的室外排风口；所述室内膜换热器4的壳体上设置有供室内空气进入到其空隙中的室内进风口和将进入其空隙中并与其中的溶液和水进行热交换后的空气排至室内的室内排风口；所述室外膜换热器3的布水层与所述室外水系统2相连通构成闭式循环的室外水循环系统10。在该空调系统中，与其室外换热器1直接接触并进行热交换的是室外水循环系统10，同时，室外水循环系统10与溶液循环系统9进行热交换，在此过程中，只有处于溶液循环系统9中的室外膜换热器3会与室外空气进行接触并进行热交换，当该空调系统处于制热模式下运行时，设置于室外的室外膜换热器3中的溶液会吸收室外湿空气中的水分并放出热量，该热量会通过与室外水循环系统10的热交换过程传递到室外换热器1上，一方面避免了室外换热器1直接与湿冷空气接触而产生冻结，另一方面也可以防止室外换热器1的温度降到露点以下而结霜，这样，很好的预防了该空调系统的室外换热器1出现结霜的现象，相应的，避免了该空调系统由于除霜而造成压缩机和四通阀的损耗，从而影响使用寿命的问题出现，极大地延长了该空调系统的使用寿命。另外，该空调系统的室内膜换热器4会与室内空气进行接触并进行热交换，这样，室内膜换热器4中的溶液就可以对室内的空气进行除湿或加湿的处理，满足该空调系统对室内空气的湿度调节，适用性更佳。

进一步，室外膜换热器3和室内膜换热器4的壳体5上均设置有连通其每层换热单元6的溶液膜7的进液管11和出液管12，并且均设置有连通每层换热单元6的布水层8的进水管13和出水管14；所述室外膜换热器3的出液管与所述室内膜换热器4的进液管相连通，所述室外膜换热器3的进液管和所述室内膜换热器4的出液管相连通，构成所述闭式循环的溶液循环系统9；所述室外膜换热器3的进水管和出水管与所述室外水系统2相连通，构成所述闭式循环的室外水循环系统10。

进一步，溶液循环系统9还包括：连通所述室外膜换热器3的出液管和所述室内膜换热器4的进液管以及连通所述室外膜换热器3的进液管和所述室内膜换热器4的出液管的溶液循环管路15，通过该溶液循环管路15以及设置于室外膜换热器3和室内膜换热器4中的进液管和出液管，将室外膜换热器3和室内膜换热器4中的溶液膜连通为一个闭式循环的溶液循环系统9，使得室外膜换热器3中的溶液和室内膜换热器4中的溶液可以在该溶液循环系统9中循环流动，满足该空调系统的工作需求；所述溶液循环管路15中位于所述室外膜换热器3与所述室内膜换热器4之间的管路上设置有除湿热交换器16，所述溶液循环系统9中循环的稀溶液和浓溶液在所述除湿热交换器16中进行热交换，从而加快该溶液循环系统9中流动的稀溶液与浓溶液之间的温度传递，提高溶液循环系统9的效率。

进一步，溶液循环系统9还包括：设置于溶液循环管路15中的溶液泵17，该溶液泵17用作该溶液循环系统9的循环动力装置。

在一些可选的实施例中，该空调系统还包括：设置于室外膜换热器3的室外进风口正对位置的室外风扇18和设置于室内膜换热器4的室内进风口正对位置的室内风扇19，在室外膜换热器3的室外进风口处设置室外风扇18，可以加快室外空气与室外膜换热器3的热量交换，同理，在室内膜换热器4的室内进风口处设置室内风扇19，可以加快室内空气与室内膜换热器4的热量交换，从而加快整个系统的热量交换，提高系统的工作效率，更加节能。

在一些可选的实施例中，该空调系统还包括：室内换热器20，压缩机21和四通阀22；所述室外换热器1、室内换热器20、压缩机21和四通阀22顺次相连构成闭式循环的冷媒循环系统23，该冷媒循环系统23通过其室外换热器1与室外水循环系统10的连接实现了冷媒与室外水持续循环的热交换。

进一步，冷媒循环系统23中，压缩机21与四通阀22之间设置有油分离器24，压缩机21与室内换热器20之间设置有气液分离器25。

进一步，冷媒循环系统23中，室外换热器1与室内换热器20之间设置有室外电子膨胀阀26、气管截止阀27和室内电子膨胀阀28；所述室外电子膨胀阀26的两端设置有单向阀29；所述气液分离器25与所述室内换热器20之间设置有液管截止阀30。

在一些可选的实施例中，该空调系统还包括：与所述室内换热器20相连接并进行热交换的室内水系统31；所述室内水系统31与所述室内膜换热器4的进水管和出水管相连通构成闭式循环的室内水循环系统32，这样，室内水循环系统32同时与冷媒循环系统23和溶液循环系统9进行热交换，即室内水同时与冷媒和溶液持续的进行热交换，同时，室内水循环系统32与室内膜换热器4的热交换还会使得该室内水循环系统32对进入该室内膜换热器4的空隙中的室内空气进行温度调节，从而，在室内侧，室内膜换热器4可以同时对进入其空隙中的室内空气同时实现温度和湿度的调节，且该温度和湿度的调节相互独立，互不影响，不需要再增加额外的其它操作，即可实现该空调系统对室内空气的温度和湿度的同时调节，更加节能，适用性更好。并且，由于室内水同时与溶液和冷媒进行热交换，使得冷媒的作用通过室内水传递到了溶液中，这样使得该空调系统对室内空气的温度和湿度的调节更加精确。

进一步，室外水循环系统10中设置有室外水泵33，该室外水泵33用作该室外水循环系统10中的循环动力装置；所述室内水循环系统32中设置有室内水泵34，该室内水泵34用作该室内水循环系统32中的循环动力装置。

制冷除湿模式下，该空调系统的工作流程为：冷媒循环系统23启动运行，室外水循环系统10与室外换热器1进行热交换，吸收冷媒中的热量，并将吸收的冷媒中的热量传递给室外膜换热器3中的溶液，使得室外膜换热器3中的溶液浓度再生，由稀溶液变为浓溶液，重新进入循环系统，满足系统后续的制冷除湿工作的需求，此外，室外空气也会将热量传给室外膜换热器3中的溶液，加速溶液的浓度再生，同时，室内水循环系统32与室内换热器20进行热交换，室内水循环系统32中的室内水被冷媒降温，降温后的室内水对进入室内膜换热器4的空隙中的室内空气进行降温处理，实现室内空气的降温，达到制冷的效果，此外，室内膜换热器4中的溶液吸收进入其空隙的空气中的水分，对所述空气进行除湿的处理，实现室内空气的除湿效果，在此过程中，室内膜换热器4中的溶液由于吸收水分，使得浓度降低，变为稀溶液重新进入溶液循环系统9中进行浓度再生，满足系统后续的工作需要，并且，溶液循环系统9中的除湿热交换器16会加快该系统中稀溶液和浓溶液的循环速率，提高溶液循环系统9的循环效率，从而加快该空调系统的工作效率。

制热加湿模式下，该空调系统的工作流程为：四通阀22换向，冷媒循环系统23启动运行，室内水循环系统32与室内换热器20进行热交换，室内水循环系统32中的室内水吸收冷媒中的热量，温度升高，对进入室内膜换热器4的空隙的空气进行加热处理，并且，将冷媒的热量传递给室内膜换热器4中的溶液，使得该室内膜换热器4中的溶液的水分蒸发至室内，达到对室内空气进行加湿的效果，在此过程中，室内膜换热器4中溶液的浓度升高，此时，室内膜换热器4在溶液循环系统9中用作溶液再生装置，同时，室外水循环系统10与室外换热器1进行热交换的过程中，室外水会吸收冷媒的冷量，被降温，而室外膜换热器3中的溶液由于吸收了室外空气中的水分，会放出热量，从而可以中和掉上述冷量，使得室外膜换热器3、室外水循环系统10以及室外换热器1的温度都不会下降到露点以下，同时，室外换热器1也不会直接与室外湿冷空气直接进行接触和热交换，从而保证该空调系统中室外换热器1不会出现结霜或冻结的现象，很好的保护了该空调系统，延长了该空调系统的使用寿命，而室外膜换热器3中的溶液在吸收室外空气中的水分的过程中，浓度会降低，变为稀溶液，重新进入溶液循环系统9中进行浓度再生，满足系统后续的工作需求，并且，溶液循环系统9中的除湿热交换器16会加快该系统中稀溶液和浓溶液的循环速率，提高溶液循环系统的循环效率，从而加快该空调系统的工作效率。

本发明的空调系统中，室外换热器不会直接与室外的湿冷空气进行接触和热交换，同时，设置于室外的室外膜换热器吸收室外湿空气中的水分放出热量，并将热量通过设置于室外的室外水循环系统传递到了室外换热器上，使得室外换热器的温度不会降低到露点以下，从而保证该空调系统的室外换热器不会出现结霜或冻结的现象，很好的保护了该空调系统，延长了该空调系统的使用寿命，并且，该空调系统在室内侧设置有室内膜换热器和室内水循环系统，通过室内水同时与冷媒和溶液的热交换，实现了对室内空气同时进行温度和湿度的调节，适用性更好。

总之，以上所述仅为本发明的实施例，仅用于说明本发明的原理，并非用于限定本发明的保护范围。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 (10)

1.一种能够预防室外换热器结霜的空调系统，其特征在于，包括：

室外换热器以及与所述室外换热器相连接并进行热交换的室外水系统；

设置于室外的室外膜换热器和设置于室内的室内膜换热器；

所述室外膜换热器和室内膜换热器的结构相同，均具有壳体，且壳体内设置有多层相互平行的换热单元，层与层之间留有供空气流通的空隙，每层换热单元包括两层溶液膜和间于两层溶液膜中间的布水层；

所述室外膜换热器的溶液膜与所述室内膜换热器的溶液膜相连通，构成闭式循环的溶液循环系统；

所述室外膜换热器的壳体上设置有供室外空气进入到其空隙中的室外进风口和将进入其空隙中并与其中的溶液和水进行热交换后的空气排至室外的室外排风口；

所述室内膜换热器的壳体上设置有供室内空气进入到其空隙中的室内进风口和将进入其空隙中并与其中的溶液和水进行热交换后的空气排至室内的室内排风口；

所述室外膜换热器的布水层与所述室外水系统相连通构成闭式循环的室外水循环系统。

2.根据权利要求1所述的空调系统，其特征在于，还包括：设置于所述室外膜换热器的室外进风口正对位置的室外风扇和设置于所述室内膜换热器的室内进风口正对位置的室内风扇。

3.根据权利要求2所述的空调系统，其特征在于，所述室外膜换热器和室内膜换热器的壳体上均设置有连通其每层换热单元的溶液膜的进液管和出液管，并且均设置有连通每层换热单元的布水层的进水管和出水管；所述室外膜换热器的出液管与所述室内膜换热器的进液管相连通，所述室外膜换热器的进液管和所述室内膜换热器的出液管相连通；所述室外膜换热器的进水管和出水管与所述室外水系统相连通。

4.根据权利要求3所述的空调系统，其特征在于，还包括：室内换热器，压缩机和四通阀；所述室外换热器、室内换热器、压缩机和四通阀顺次相连构成闭式循环的冷媒循环系统。

5.根据权利要求4所述的空调系统，其特征在于，还包括：与所述室内换热器相连接并进行热交换的室内水系统；所述室内水系统与所述室内膜换热器的进水管和出水管相连通构成闭式循环的室内水循环系统。

6.根据权利要求5所述的空调系统，其特征在于，所述溶液循环系统还包括：连通所述室外膜换热器的出液管和所述室内膜换热器的进液管以及连通所述室外膜换热器的进液管和所述室内膜换热器的出液管的溶液循环管路；所述溶液循环管路中位于所述室外膜换热器与所述室内膜换热器之间的管路上设置有除湿热交换器，所述溶液循环系统中循环的稀溶液和浓溶液在所述除湿热交换器中进行热交换。

7.根据权利要求6所述的空调系统，其特征在于，所述溶液循环系统还包括：设置于所述溶液循环管路中的溶液泵。

8.根据权利要求7所述的空调系统，其特征在于，所述室外水循环系统中设置有室外水泵；所述室内水循环系统中设置有室内水泵。

9.根据权利要求8所述的空调系统，其特征在于，所述冷媒循环系统中，压缩机与四通阀之间设置有油分离器，压缩机与室内换热器之间设置有气液分离器。

10.根据权利要求9所述的空调系统，其特征在于，所述冷媒循环系统中，室外换热器与室内换热器之间设置有室外电子膨胀阀、气管截止阀和室内电子膨胀阀；所述室外电子膨胀阀的两端设置有单向阀；所述气液分离器与所述室内换热器之间设置有液管截止阀。