CN106766309B - 利用防冻液实现分段化霜功能的空气源热泵机组及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种利用防冻液实现分段化霜功能的空气源热泵机组及方法。包括压缩机、冷凝器、气分器、多个蒸发器、冷媒电磁阀和膨胀阀，压缩机通过冷凝器连接到多个蒸发器，再通过气分器返回压缩机循环，所述蒸发器设有化霜水路和冷媒管路，化霜水路和冷媒管路相互独立，冷媒管路通过冷媒电磁阀及膨胀阀与冷凝器连通，所述化霜水路通过化霜电磁阀连接到化霜水箱，化霜水箱的输出端通过化霜水泵将防冻液或导热油输送至蒸发器内的化霜水路，实现化霜，且化霜水箱内设有电加热器。有益效果是：除霜过程中，不进入防冻液的其他蒸发器依然可以进入制冷剂，从空气中吸热，从而解决了除霜时持续供热的问题，其除霜效果较好，达到了较好的推广效果。

Description

利用防冻液实现分段化霜功能的空气源热泵机组及方法

技术领域

本发明涉及一种空气源热泵供热机组及方法，特别涉及一种利用防冻液实现分段化霜功能的空气源热泵机组及方法。

背景技术

目前，人们对节能环保型的产品越来越关注，空气能热泵集节能、环保、安全、可全天候使用等这些优点使得空气源热泵这一产品已在欧美大多数发达国家得到广泛应用。空气能热泵在我国的起步晚，技术相对不成熟，在化霜这一块的瓶颈有待突破，由于空气能热泵用起来舒适、环保、节能、效果好等等特点已经在我国逐步占据小部分市场，未来空气能热泵的市场前景无限。

但是，在寒冷气候下，空气源热泵的机组盘管上很容易出现结霜的现象，这对整个空气源热泵机组的正常供热极其不利。目前空气源热泵中所采用的化霜技术主要有三种：四通阀反向化霜 、热气旁通化霜 、电加热化霜 。就应用情况而言，利用四通阀反向化霜这种技术进行化霜的产品相对较多。虽然四通阀反向化霜的化霜效果较好，但利用此种技术进行化霜时，空气源热泵的压缩机停止供热，反向作制冷开始运转，故系统供热量明显受到影响。经有关测试，采用这种技术进行化霜时所造成的热损失约占空气源热泵总能耗损失的10.2%。同时该化霜技术还容易导致“液击”，对压缩机的正常使用十分不利。

另外，采用热气旁通化霜这种技术的企业也比较多，通过将压缩机排气中的一分部分流到几个蒸发器中的一个进行除霜，使用高温冷媒气体除霜；这种技术虽然对整个空气源热泵系统所造成的冲击比较小，安全性相应较高，但其最大的弊端在于化霜的效果不够彻底相对于以上两种技术而言，电加热化霜这种技术的应用率比较低。虽然它的实际化霜效果最为理想，但采用电加热化霜需要使用电加热管，这使得空气源热泵的能耗增大，进而使其节能的优势不复存在。另外，电加热管的使用寿命有限，且存在过热导致起火的可能，在安全性方面还存有隐患。总之，化霜效果不够理想已经成为制约空气源热泵在我国大范围推广的重要因素。

发明内容

本发明的目的就是针对现有技术存在的上述缺陷，提供一种利用防冻液实现分段化霜功能的空气源热泵机组及方法，本发明具有除霜时可以持续供热，除霜效果好的特点。

本发明提到的一种利用防冻液实现分段化霜功能的空气源热泵机组，包括压缩机（1）、冷凝器（2）、气分器（3）、一个以上的蒸发器、冷媒电磁阀和膨胀阀，压缩机（1）通过冷凝器（2）连接到多个蒸发器，再通过气分器（3）返回压缩机（1）循环，其特征是：所述蒸发器设有化霜水路和冷媒管路，化霜水路和冷媒管路相互独立，冷媒管路通过冷媒电磁阀及膨胀阀与冷凝器（2）连通，所述化霜水路通过化霜电磁阀连接到化霜水箱（10），化霜水箱（10）的输出端通过化霜水泵（9）将防冻液或导热油输送至蒸发器内的化霜水路，实现化霜，且化霜水箱（10）内设有电加热器（11）。

上述蒸发器设有两组，一组为第一蒸发器（6A），第二组为第二蒸发器（6B），所述第一蒸发器（6A）的冷媒管路的输入端通过第一膨胀阀（5A-1）和第二膨胀阀（5A-2）汇总到第一冷媒电磁阀（4A），并连接到冷凝器（2）的输出端；所述的第一蒸发器（6A）的输出端连通到气分器（3），并通过气分器（3）返回到压缩机（1），实现循环。

上述第二蒸发器（6B）的冷媒管路的输入端通过第三膨胀阀（5B-1）和第四膨胀阀（5B-2）汇总到第二冷媒电磁阀（4B），并连接到冷凝器（2）的输出端；所述的第二蒸发器（6B）的输出端连通到气分器（3），并通过气分器（3）返回到压缩机（1），实现循环。

上述第一蒸发器（6A）内设有第一风机（7A）。

上述第二蒸发器（6B）内设有第二风机（7B）。

上述压缩机具备卸载运行功能。

本发明提到的一种利用防冻液实现分段化霜功能的空气源热泵机组的使用方法，包括以下过程：

空气源热泵机组正常运行中，当某一个蒸发器达到化霜条件时，化霜的步骤为：压缩机（1）卸载运行，需要化霜的蒸发器的冷媒电磁阀关闭，风机停止运转；化霜电磁阀打开，化霜水泵运行，将防冻液或导热油从化霜水箱中泵出，送入到需要化霜的蒸发器，对蒸发器进行化霜；当达到化霜退出条件后，化霜水泵停止运行，化霜电磁阀关闭，然后风机运行，冷媒电磁阀打开，蒸发器参与制冷循环；压缩机加载运行，防冻液或导热油的加热由电加热根据设定的加热温度进行。

优选的，本发明的蒸发器设有两组时，使用方法包括以下过程：

A、空气源热泵机组运行时，第一冷媒电磁阀（4A）和第二冷媒电磁阀（4B）打开，压缩机（1）运行，第一风机（7A）和第二风机（7B）运行，冷媒从压缩机（1）进入冷凝器（2），在冷凝器（2）中释放热量，然后经过第一冷媒电磁阀（4A）和第二冷媒电磁阀（4B） 分别进入第一蒸发器（6A）和第二蒸发器（6B），通过第一膨胀阀（5A-1）和第二膨胀阀（5A-2）进入第一蒸发器（6A），通过第三膨胀阀（5B-1）和第四膨胀阀（5B-2）进入第二蒸发器（6B），冷媒在两个蒸发器中吸热后进入气分器（3），再进入压缩机（1）循环；

B、当空气源热泵机组正常运行中第一蒸发器（6A）达到化霜条件时，化霜的步骤为：压缩机（1）卸载运行，第一蒸发器（6A）的第一冷媒电磁阀（4A）关闭，第一风机（7A）停止运转；第一化霜电磁阀（8A）打开，化霜水泵（9）运行，将防冻液或导热油从化霜水箱（9）中泵出，送入第一蒸发器（6A），对第一蒸发器（6A）进行化霜，达到化霜退出条件后，化霜水泵（9）停止运行，第一化霜电磁阀（8A）关闭，然后第一风机（7A）运行，第一冷媒电磁阀（4A）打开，第一蒸发器（6A）参与制冷循环，压缩机加载运行；

C、空气源热泵机组正常运行中第二蒸发器（6B）达到化霜条件时，化霜的步骤为：压缩机（1）卸载运行，第二蒸发器（6B）的第二冷媒电磁阀（4B）关闭，第二风机（7B）停止运转；第二化霜电磁阀（8B）打开，化霜水泵（9）运行，将防冻液或导热油从化霜水箱（9）中泵出，送入第二蒸发器（6B），对第二蒸发器（6B）进行化霜，达到化霜退出条件后，化霜水泵（9）停止运行，第二化霜电磁阀（8B）关闭，然后第二风机（7B）运行，第二冷媒电磁阀（4B）打开，第二蒸发器（6B）参与制冷循环，压缩机加载运行；

D、如果第一蒸发器（6A）和第二蒸发器（6B） 都达到化霜条件，则先达到条件的先化霜，不同的蒸发器化霜转换过程中，压缩机保持卸载不变，当达到化霜条件的蒸发器都化霜完毕后，压缩机再加载运行。

本发明的有益效果是：本发明采用的蒸发器数量不少于两个，每个蒸发器内设计有化霜水路和冷媒管路，化霜水路和冷媒管路相互独立，化霜水箱内置电加热，化霜水箱存储防冻液或导热油，冻液被加热后，根据需要被送入到若干个蒸发器中需要除霜的那一个蒸发器，除霜过程中，不进入防冻液的其他蒸发器依然可以进入制冷剂，从空气中吸热，从而解决了除霜时可以持续供热的问题，另外，其除霜效果较好，达到了较好的推广效果。

附图说明

附图1是本发明的整体结构示意图；

附图2是本发明的蒸发器的结构示意图；

附图3是第一蒸发器工作时的示意图；

附图4是第二蒸发器工作时的示意图；

图中：压缩机1、冷凝器2、气分器3、第一冷媒电磁阀4A、第二冷媒电磁阀4B、第一膨胀阀5A-1、第二膨胀阀5A-2、第三膨胀阀5B-1、第四膨胀阀5B-2、第一蒸发器6A、第二蒸发器6B、第一风机7A、第二风机7B、第一化霜电磁阀8A、第二化霜电磁阀8B、化霜水泵9、化霜水箱10、电加热器11。

具体实施方式

结合附图1-4，对本发明作进一步的描述：

本发明提到的一种利用防冻液实现分段化霜功能的空气源热泵机组，包括压缩机1、冷凝器2、气分器3、一个以上的蒸发器、冷媒电磁阀和膨胀阀，压缩机1通过冷凝器2连接到多个蒸发器，再通过气分器3返回压缩机1循环，其特征是：所述蒸发器设有化霜水路和冷媒管路，化霜水路和冷媒管路相互独立，冷媒管路通过冷媒电磁阀及膨胀阀与冷凝器2连通，所述化霜水路通过化霜电磁阀连接到化霜水箱10，化霜水箱10的输出端通过化霜水泵9将防冻液或导热油输送至蒸发器内的化霜水路，实现化霜，且化霜水箱10内设有电加热器11。另外，需要说明的是：化霜管路为示意，并不代表接管在蒸发器上部。

优选的，本发明的蒸发器设有两组，一组为第一蒸发器6A，第二组为第二蒸发器6B，所述第一蒸发器6A的冷媒管路的输入端通过第一膨胀阀5A-1和第二膨胀阀5A-2汇总到第一冷媒电磁阀4A，并连接到冷凝器2的输出端；所述的第一蒸发器6A的输出端连通到气分器3，并通过气分器3返回到压缩机1，实现循环。

另外，上述的第二蒸发器6B的冷媒管路的输入端通过第三膨胀阀5B-1和第四膨胀阀5B-2汇总到第二冷媒电磁阀4B，并连接到冷凝器2的输出端；所述的第二蒸发器6B的输出端连通到气分器3，并通过气分器3返回到压缩机1，实现循环。

其中，第一蒸发器6A内设有第一风机7A，上述第二蒸发器6B内设有第二风机7B。上述压缩机具备卸载运行功能。

本发明提到的一种利用防冻液实现分段化霜功能的空气源热泵机组的使用方法，包括以下过程：

空气源热泵机组正常运行中，当某一个蒸发器达到化霜条件时，化霜的步骤为：压缩机1卸载运行，需要化霜的蒸发器的冷媒电磁阀关闭，风机停止运转；化霜电磁阀打开，化霜水泵运行，将防冻液或导热油从化霜水箱中泵出，送入到需要化霜的蒸发器，对蒸发器进行化霜；当达到化霜退出条件后，化霜水泵停止运行，化霜电磁阀关闭，然后风机运行，冷媒电磁阀打开，蒸发器参与制冷循环；压缩机加载运行，防冻液或导热油的加热由电加热根据设定的加热温度进行。

优选的，本发明的蒸发器设有两组时，使用方法包括以下过程：

A、空气源热泵机组运行时，第一冷媒电磁阀4A和第二冷媒电磁阀4B打开，压缩机1运行，第一风机7A和第二风机7B运行，冷媒从压缩机1进入冷凝器2，在冷凝器2中释放热量，然后经过第一冷媒电磁阀4A和第二冷媒电磁阀4B 分别进入第一蒸发器6A和第二蒸发器6B，通过第一膨胀阀5A-1和第二膨胀阀5A-2进入第一蒸发器6A，通过第三膨胀阀5B-1和第四膨胀阀5B-2进入第二蒸发器6B，冷媒在两个蒸发器中吸热后进入气分器3，再进入压缩机1循环；

B、当空气源热泵机组正常运行中第一蒸发器6A达到化霜条件时，化霜的步骤为：压缩机1卸载运行，第一蒸发器6A的第一冷媒电磁阀4A关闭，第一风机7A停止运转；第一化霜电磁阀8A打开，化霜水泵9运行，将防冻液或导热油从化霜水箱9中泵出，送入第一蒸发器6A，对第一蒸发器6A进行化霜，达到化霜退出条件后，化霜水泵9停止运行，第一化霜电磁阀8A关闭，然后第一风机7A运行，第一冷媒电磁阀4A打开，第一蒸发器6A参与制冷循环，压缩机加载运行；

C、空气源热泵机组正常运行中第二蒸发器6B达到化霜条件时，化霜的步骤为：压缩机1卸载运行，第二蒸发器6B的第二冷媒电磁阀4B关闭，第二风机7B停止运转；第二化霜电磁阀8B打开，化霜水泵9运行，将防冻液或导热油从化霜水箱9中泵出，送入第二蒸发器6B，对第二蒸发器6B进行化霜，达到化霜退出条件后，化霜水泵9停止运行，第二化霜电磁阀8B关闭，然后第二风机7B运行，第二冷媒电磁阀4B打开，第二蒸发器6B参与制冷循环，压缩机加载运行；

D、如果第一蒸发器6A和第二蒸发器6B 都达到化霜条件，则先达到条件的先化霜，不同的蒸发器化霜转换过程中，压缩机保持卸载不变，当达到化霜条件的蒸发器都化霜完毕后，压缩机再加载运行。

本发明的优点是，在化霜过程中，可实现蒸发器分组化霜，同时机组依然可以供热；另外，在化霜时，对机组运行的影响小，化霜效果好。

以上所述，仅是本发明的部分较佳实施例，任何熟悉本领域的技术人员均可能利用上述阐述的技术方案加以修改或将其修改为等同的技术方案。因此，依据本发明的技术方案所进行的任何简单修改或等同置换，尽属于本发明要求保护的范围。

Claims (4)

1.一种利用防冻液实现分段化霜功能的空气源热泵机组，包括压缩机（1）、冷凝器（2）、气分器（3）、一个以上的蒸发器、冷媒电磁阀和膨胀阀，压缩机（1）通过冷凝器（2）连接到多个蒸发器，再通过气分器（3）返回压缩机（1）循环，其特征是：所述蒸发器设有化霜水路和冷媒管路，化霜水路和冷媒管路相互独立，冷媒管路通过冷媒电磁阀及膨胀阀与冷凝器（2）连通，所述化霜水路通过化霜电磁阀连接到化霜水箱（10），化霜水箱（10）的输出端通过化霜水泵（9）将防冻液或导热油输送至蒸发器内的化霜水路，实现化霜，且化霜水箱（10）内设有电加热器（11）；

所述蒸发器设有两组，一组为第一蒸发器（6A），第二组为第二蒸发器（6B），所述第一蒸发器（6A）的冷媒管路的输入端通过第一膨胀阀（5A-1）和第二膨胀阀（5A-2）汇总到第一冷媒电磁阀（4A），并连接到冷凝器（2）的输出端；所述的第一蒸发器（6A）的输出端连通到气分器（3），并通过气分器（3）返回到压缩机（1），实现循环；

所述第二蒸发器（6B）的冷媒管路的输入端通过第三膨胀阀（5B-1）和第四膨胀阀（5B-2）汇总到第二冷媒电磁阀（4B），并连接到冷凝器（2）的输出端；所述的第二蒸发器（6B）的输出端连通到气分器（3），并通过气分器（3）返回到压缩机（1），实现循环；

所述第一蒸发器（6A）内设有第一风机（7A）；

所述第二蒸发器（6B）内设有第二风机（7B）。

2.根据权利要求1所述的利用防冻液实现分段化霜功能的空气源热泵机组，其特征是：所述压缩机具备卸载运行功能。

3.一种如权利要求1或2所述的利用防冻液实现分段化霜功能的空气源热泵机组的使用方法，其特征是包括以下过程：

空气源热泵机组正常运行中，当某一个蒸发器达到化霜条件时，化霜的步骤为：压缩机（1）卸载运行，需要化霜的蒸发器的冷媒电磁阀关闭，风机停止运转；化霜电磁阀打开，化霜水泵运行，将防冻液或导热油从化霜水箱中泵出，送入到需要化霜的蒸发器，对蒸发器进行化霜；当达到化霜退出条件后，化霜水泵停止运行，化霜电磁阀关闭，然后风机运行，冷媒电磁阀打开，蒸发器参与制冷循环；压缩机加载运行，防冻液或导热油的加热由电加热根据设定的加热温度进行。

4.根据权利要求3所述的用防冻液实现分段化霜功能的空气源热泵机组的使用方法，其特征是蒸发器设有两组时，包括以下过程：

A、空气源热泵机组运行时，第一冷媒电磁阀（4A）和第二冷媒电磁阀（4B）打开，压缩机（1）运行，第一风机（7A）和第二风机（7B）运行，冷媒从压缩机（1）进入冷凝器（2），在冷凝器（2）中释放热量，然后经过第一冷媒电磁阀（4A）和第二冷媒电磁阀（4B） 分别进入第一蒸发器（6A）和第二蒸发器（6B），通过第一膨胀阀（5A-1）和第二膨胀阀（5A-2）进入第一蒸发器（6A），通过第三膨胀阀（5B-1）和第四膨胀阀（5B-2）进入第二蒸发器（6B），冷媒在两个蒸发器中吸热后进入气分器（3），再进入压缩机（1）循环；

B、当空气源热泵机组正常运行中第一蒸发器（6A）达到化霜条件时，化霜的步骤为：压缩机（1）卸载运行，第一蒸发器（6A）的第一冷媒电磁阀（4A）关闭，第一风机（7A）停止运转；第一化霜电磁阀（8A）打开，化霜水泵（9）运行，将防冻液或导热油从化霜水箱（10）中泵出，送入第一蒸发器（6A），对第一蒸发器（6A）进行化霜，达到化霜退出条件后，化霜水泵（9）停止运行，第一化霜电磁阀（8A）关闭，然后第一风机（7A）运行，第一冷媒电磁阀（4A）打开，第一蒸发器（6A）参与制冷循环，压缩机加载运行；

C、空气源热泵机组正常运行中第二蒸发器（6B）达到化霜条件时，化霜的步骤为：压缩机（1）卸载运行，第二蒸发器（6B）的第二冷媒电磁阀（4B）关闭，第二风机（7B）停止运转；第二化霜电磁阀（8B）打开，化霜水泵（9）运行，将防冻液或导热油从化霜水箱（10）中泵出，送入第二蒸发器（6B），对第二蒸发器（6B）进行化霜，达到化霜退出条件后，化霜水泵（9）停止运行，第二化霜电磁阀（8B）关闭，然后第二风机（7B）运行，第二冷媒电磁阀（4B）打开，第二蒸发器（6B）参与制冷循环，压缩机加载运行；

D、如果第一蒸发器（6A）和第二蒸发器（6B） 都达到化霜条件，则先达到条件的先化霜，不同的蒸发器化霜转换过程中，压缩机保持卸载不变，当达到化霜条件的蒸发器都化霜完毕后，压缩机再加载运行。