CN106885404B - 一种热泵空调的制热除霜系统及方法和热泵空调 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种热泵空调的制热除霜系统及方法和热泵空调，制热除霜系统包括由压缩机、第一四通阀的第一通路、第一室内换热器、第一室外换热器和第一四通阀的第二通路依次通过管路连通构成第一制热回路，以及由压缩机、第二四通阀的第一通路、第二室内换热器、第二室外换热器和第二四通阀的第二通路依次通过管路连通构成第二制热回路，第一制热回路和第二制热回路相互独立；除霜时，压缩机、第二四通阀的第三通路、第二室外换热器、第二室内换热器和第二四通阀的第四通路依次通过管路连通构成除霜循环回路。本发明可通过四通阀来控制任一制热回路逆循环来实现另一回路中室外换热器的快速除霜，同时不造成房间温度的下降。

Description

一种热泵空调的制热除霜系统及方法和热泵空调
技术领域
本发明涉及热泵空调技术领域，具体涉及一种热泵空调的制热除霜系统及方法和热泵空调。
背景技术
现行国内热泵空调均采用逆循环(制冷循环)进行除霜，其运行原理可为：进入除霜模式-压缩机停止-四通阀换向-压缩机启动-除霜-压缩机停止-四通阀换向-压缩机启动-除霜结束。现有的除霜技术最大缺陷是除霜时室内需要被吸收一部分热量，使得房间温度降低，严重影响室内舒适度。现有的另一种除霜技术是采用热气旁通除霜，即利用压缩机的排气余热来提高制热时室外侧换热器进口温度，但此种除霜方式的最大缺陷是化霜时间长。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种热泵空调的制热除霜系统及方法和热泵空调。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种热泵空调的制热除霜系统，包括第一室内换热器、第二室内换热器、第一室外换热器、第二室外换热器、压缩机、第一四通阀和第二四通阀；所述第一室外换热器靠近所述第二室外换热器布置且相互独立；
所述压缩机、第一四通阀的第一通路、第一室内换热器、第一室外换热器和第一四通阀的第二通路依次通过管路连通构成第一制热回路；
制热模式下，所述压缩机、第二四通阀的第一通路、第二室内换热器、第二室外换热器和第二四通阀的第二通路依次通过管路连通构成第二制热回路，所述第一制热回路和第二制热回路相互独立；
除霜模式下，所述压缩机、第二四通阀的第三通路、第二室外换热器、第二室内换热器和第二四通阀的第四通路依次通过管路连通构成除霜循环回路，所述第一制热回路和除霜循环回路相互独立。
本发明的有益效果是：本发明通过设置两个四通阀，将整个制热循环分隔成两个制热回路，可通过四通阀来控制任一制热回路逆循环来实现另一回路中室外换热器的快速除霜，同时不造成房间温度的下降。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
进一步，所述第一室外换热器位于所述第二室外换热器和所述压缩机之间且与所述第二室外换热器接触布置。
采用上述进一步方案的有益效果是：通过将第一室外换热器和第二室外换热器接触布置，使第一室外换热器和第二室外换热器之间的热传递达到最佳，使除霜效果达到最好。
进一步，所述第一室内换热器靠近所述第二室内换热器布置且相互独立。
采用上述进一步方案的有益效果是：通过将第一室内换热器和第二室内换热器接触布置，避免除霜模式下，室内局部温差过大。
进一步，所述第一制热回路中，所述第一室内换热器和所述第一室外换热器之间的管路上设有第一节流装置。
进一步，所述第二制热回路和所述除霜循环回路中，所述第二室内换热器和所述第二室外换热器之间的管路上设有第二节流装置。
一种热泵空调的制热除霜方法，包括以下步骤：
S1，打开热泵空调，选择制热模式；
制热模式下，制冷工质从压缩机排出，制冷工质的一部分通过第一四通阀的第一通路流经所述第一室内换热器，制冷工质的另一部分通过第二四通阀的第一通路流经所述第二室内换热器；
制冷工质在第一室内换热器和第二室内换热器内放出热量加热室内空气后，进入到第一室外换热器和第二室外换热器中吸收室外空气中的热量，再分别通过第一四通阀的第二通路和第二四通阀的第二通路进入到压缩机内；
S2，当所述热泵空调制热模式运行一段时间后，选择除霜模式；
除霜模式下，制冷工质的一部分通过第一四通阀的第一通路流经所述第一室内换热器，该部分制冷工质在第一室内换热器内放出热量加热室内空气后，进入到第一室外换热器中吸收室外空气中的热量，再通过第一四通阀的第二通路进入到压缩机内；
制冷工质的另一部分通过第二四通阀的第三通路流经所述第二室外换热器，该部分制冷工质在第二室外换热器内放出热量进行自除霜并对第一室外换热器进行除霜后，进入到第二室内换热器吸收室内空气中的热量，再通过第二四通阀的第四通路进入到压缩机内。
本发明的有益效果是：本发明通过设置两个四通阀，将整个制热循环分隔成两个制热回路，可通过四通阀来控制任一制热回路逆循环来实现另一回路中室外换热器的快速除霜，同时不造成房间温度的下降。
进一步，所述第一室外换热器位于所述第二室外换热器和所述压缩机之间且与所述第二室外换热器接触布置。
采用上述进一步方案的有益效果是：通过将第一室外换热器和第二室外换热器接触布置，使第一室外换热器和第二室外换热器之间的热传递达到最佳，使除霜效果达到最好。
进一步，所述第一室内换热器靠近所述第二室内换热器布置且相互独立。
采用上述进一步方案的有益效果是：通过将第一室内换热器和第二室内换热器接触布置，避免除霜模式下，室内局部温差过大。
进一步，所述S1中，流经第一室内换热器和第二室内换热器的制冷工质，均经过节流后分别进入到第一室外换热器和第二室外换热器中；
所述S2中，流经第一室内换热器的制冷工质，经过节流后进入到第一室外换热器中；流经第二室外换热器的制冷工质，经过节流后进入到第二室内换热器中。
一种热泵空调，包括如上所述的制热除霜系统。
本发明的有益效果是：本发明热泵空调，通过设置两个四通阀，将整个制热循环分隔成两个制热回路，可通过四通阀来控制任一制热回路逆循环来实现另一回路中室外换热器的快速除霜，同时不造成房间温度的下降。
附图说明
图1为本发明的制热除霜系统在制热模式下的结构图；
图2为本发明的制热除霜系统在除霜模式下的结构图。
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1、第一室内换热器；2、第二室内换热器；3、第一室外换热器；4、第二室外换热器；5、第一四通阀；51、第一接口；52、第二接口；53、第三接口；54、第四接口；6、第二四通阀；61、第五接口；62、第六接口；63、第七接口；64、第八接口；7、压缩机；8、第一节流装置；9、第二节流装置。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
实施例1
如图1所示，一种热泵空调的制热除霜系统，包括第一室内换热器1、第二室内换热器2、第一室外换热器3、第二室外换热器4、压缩机7、第一四通阀5和第二四通阀6；所述第一室外换热器3靠近所述第二室外换热器4布置且相互独立，所述第一室内换热器1和所述第二室内换热器2相互独立；
如图1和图2所示，本实施例的第一四通阀5包括第一接口51、第二接口52、第三接口53和第四接口54，所述第一接口51和第二接口52连通形成所述第一四通阀5的第一通路，所述第四接口54和第三接口53连通形成所述第一四通阀5的第二通路。
本实施例的所述第二四通阀6包括第五接口61、第六接口62、第七接口63和第八接口64，所述第五接口61和第六接口62连通形成所述第二四通阀6的第一通路，所述第七接口63和所述第八接口64连通形成所述第二四通阀6的第二通路，所述第五接口61和所述第八接口64连通形成所述第二四通阀6的第三通路，所述第六接口62和所述第七接口63连通形成所述第二四通阀6的第四通路。
本实施例的制热除霜系统有两种模式，分别为制热模式和除霜模式。具体如下：
制热模式：
本实施例的制热除霜系统在制热模式下，如图1所示，图中的箭头为制冷工质的流向。所述压缩机7、第一四通阀5的第一通路、第一室内换热器1、第一室外换热器3和第一四通阀5的第二通路依次通过管路连通构成第一制热回路；所述压缩机7、第二四通阀6的第一通路、第二室内换热器2、第二室外换热器4和第二四通阀6的第二通路依次通过管路连通构成第二制热回路，所述第一制热回路和第二制热回路相互独立。所述第一制热回路中，所述第一室内换热器1和所述第一室外换热器3之间的管路上设有第一节流装置8。
制热模式下，如图1所示，图中的箭头为制冷工质的流向。所述制冷剂从压缩机7排出后，分别流向第一四通阀5和第二四通阀6，制冷剂的一部分经过第一四通阀5的第一接口51和第二接口52进入到第一室内换热器1中，制冷剂在第一室内换热器1中放出热量加热室内空气后，经过第一节流装置8节流后，流入到第一室外换热器3中吸收空气中的热量，最后再依次经过第一四通阀5的第四接口54和第三接口53流回到压缩机7中完成第一制热回路；
如图1所示，图中的箭头为制冷工质的流向。制冷剂的另一部分经过第二四通阀6的第五接口61和第六接口62进入到第二室内换热器2中，制冷剂在第二室内换热器2中放出热量加热室内空气后，经过第二节流装置9节流后，流入到第二室外换热器4中吸收空气中的热量，最后再依次经过第二四通阀6的第四接口64和第三接口63流回到压缩机7中完成第二制热回路。
除霜模式：
本实施例的制热除霜系统在除霜模式下，如图2所示，图中的箭头为制冷工质的流向。所述压缩机7、第一四通阀5的第一通路、第一室内换热器1、第一室外换热器3和第一四通阀5的第二通路依次通过管路连通构成第一制热回路；所述压缩机7、第二四通阀6的第三通路、第二室外换热器4、第二室内换热器2和第二四通阀6的第四通路依次通过管路连通构成除霜循环回路，所述第一制热回路和除霜循环回路相互独立。所述第二制热回路和所述除霜循环回路中，所述第二室内换热器2和所述第二室外换热器4之间的管路上设有第二节流装置9。
除霜模式下，如图2所示，图中的箭头为制冷工质的流向。所述制冷剂从压缩机7排出后，分别流向第一四通阀5和第二四通阀6，制冷剂的一部分经过第一四通阀5的第一接口51和第二接口52进入到第一室内换热器1中，制冷剂在第一室内换热器1中放出热量加热室内空气后，经过第一节流装置8节流后，流入到第一室外换热器3中吸收空气中的热量，最后再依次经过第一四通阀5的第四接口54和第三接口53流回到压缩机7中完成第一制热回路；
如图2所示，图中的箭头为制冷工质的流向。制冷剂的另一部分经过第二四通阀6的第五接口61和第八接口64进入到第二室外换热器4中，制冷剂在第二室外换热器4中放出热量进行自除霜以及对第一室外换热器3进行除霜后，经过第二节流装置9节流后，流入到第二室内换热器2中吸收空气中的热量，最后再依次经过第二四通阀6的第六接口62和第七接口63流回到压缩机7中完成除霜循环回路。
本实施例通过设置两个四通阀，将整个制热循环分隔成两个制热回路，可通过四通阀来控制任一制热回路逆循环来实现另一回路中室外换热器的快速除霜，同时不造成房间温度的下降。
如图1和图2所示，图中的箭头为制冷工质的流向。本实施例的所述第一室外换热器3位于所述第二室外换热器4和所述压缩机7之间且靠近所述第二室外换热器4布置，第一室外换热器3和第二室外换热器4之间的距离以能够实现良好的热传导为宜，优选为将第一室外换热器3和第二室外换热器4接触布置。例如，可以直接将一个完整的换热器拆分成第一室内换热器1和第二室内换热器2，或者直接设置两个并排布置的第一室内换热器1和第二室内换热器2，使第一室外换热器3和第二室外换热器4之间的热传递达到最佳，使除霜效果达到最好。
如图1和图2所示，本实施例的所述第一室内换热器1靠近所述第二室内换热器2布置，以方便安装。例如，可以直接将一个完整的换热器拆分成第一室内换热器1和第二室内换热器2，或者直接设置两个并排布置的第一室内换热器1和第二室内换热器2，使第一室内换热器1和第二室内换热器2之间的热传递达到最佳，避免室内局部温度过高或过低。
本实施例的制热除霜系统通过设置两个四通阀，可既能保证室内温度不明显下降，同时又能快速除去室外换热器的结霜层。
实施例2
本实施例的一种采用实施例1热泵空调的制热除霜系统的除霜方法，包括以下步骤：
S1，打开热泵空调，选择制热模式；
制热模式下，制冷工质从压缩机排出，制冷工质的一部分通过第一四通阀的第一通路流经所述第一室内换热器，制冷工质的另一部分通过第二四通阀的第一通路流经所述第二室内换热器；
制冷工质在第一室内换热器和第二室内换热器内放出热量加热室内空气后，进入到第一室外换热器和第二室外换热器中吸收室外空气中的热量，再分别通过第一四通阀的第二通路和第二四通阀的第二通路进入到压缩机内；
S2，当所述热泵空调制热模式运行一段时间后，选择除霜模式；
除霜模式下，制冷工质的一部分通过第一四通阀的第一通路流经所述第一室内换热器，该部分制冷工质在第一室内换热器内放出热量加热室内空气后，进入到第一室外换热器中吸收室外空气中的热量，再通过第一四通阀的第二通路进入到压缩机内；
制冷工质的另一部分通过第二四通阀的第三通路流经所述第二室外换热器，该部分制冷工质在第二室外换热器内放出热量进行自除霜并对第一室外换热器进行除霜后，进入到第二室内换热器吸收室内空气中的热量，再通过第二四通阀的第四通路进入到压缩机内。
所述S1中，流经第一室内换热器和第二室内换热器的制冷工质，均经过节流后分别进入到第一室外换热器和第二室外换热器中；
所述S2中，流经第一室内换热器的制冷工质，经过节流后进入到第一室外换热器中；流经第二室外换热器的制冷工质，经过节流后进入到第二室内换热器中。
本实施例的制热除霜方法，采用两个四通阀、两个室内换热器和两个室外换热器，使在除霜时至少有一个制热循环回路在运行，既能保证室内温度不明显下降，同时又能快速除去室外换热器的结霜层。
实施例3
一种热泵空调，包括如实施例1所述的制热除霜系统。本实施例的热泵空调通过设置两个四通阀，将整个制热循环分隔成两个制热回路，可通过四通阀来控制任一制热回路逆循环来实现另一回路中室外换热器的快速除霜，同时不造成房间温度的下降。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (8)

1.一种热泵空调的制热除霜系统，其特征在于，包括第一室内换热器(1)、第二室内换热器(2)、第一室外换热器(3)、第二室外换热器(4)、压缩机(7)、第一四通阀(5)和第二四通阀(6)；所述第一室外换热器(3)靠近所述第二室外换热器(4)布置且相互独立；所述第一室外换热器(3)位于所述第二室外换热器(4)和所述压缩机(7)之间且与所述第二室外换热器(4)接触布置；
所述压缩机(7)、第一四通阀(5)的第一通路、第一室内换热器(1)、第一室外换热器(3)和第一四通阀(5)的第二通路依次通过管路连通构成第一制热回路；
制热模式下，所述压缩机(7)、第二四通阀(6)的第一通路、第二室内换热器(2)、第二室外换热器(4)和第二四通阀(6)的第二通路依次通过管路连通构成第二制热回路，所述第一制热回路和第二制热回路相互独立；所述第一室内换热器靠近所述第二室内换热器布置；
除霜模式下，所述压缩机(7)、第二四通阀(6)的第三通路、第二室外换热器(4)、第二室内换热器(2)和第二四通阀(6)的第四通路依次通过管路连通构成除霜循环回路，所述第一制热回路和除霜循环回路相互独立。
2.根据权利要求1所述一种热泵空调的制热除霜系统，其特征在于，所述第一室内换热器(1)和所述第二室内换热器(2)相互独立。
3.根据权利要求1或2所述一种热泵空调的制热除霜系统，其特征在于，所述第一制热回路中，所述第一室内换热器(1)和所述第一室外换热器(3)之间的管路上设有第一节流装置(8)。
4.根据权利要求3所述一种热泵空调的制热除霜系统，其特征在于，所述第二制热回路和所述除霜循环回路中，所述第二室内换热器(2)和所述第二室外换热器(4)之间的管路上设有第二节流装置(9)。
5.一种热泵空调的制热除霜方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1，打开热泵空调，选择制热模式；
制热模式下，制冷工质从压缩机(7)排出，制冷工质的一部分通过第一四通阀(5)的第一通路流经第一室内换热器(1)，制冷工质的另一部分通过第二四通阀(6)的第一通路流经第二室内换热器(2)；
制冷工质在第一室内换热器(1)和第二室内换热器(2)内放出热量加热室内空气后，进入到第一室外换热器(3)和第二室外换热器(4)中吸收室外空气中的热量，再分别通过第一四通阀(5)的第二通路和第二四通阀(6)的第二通路进入到压缩机(7)内；所述第一室内换热器靠近所述第二室内换热器布置；所述第一室外换热器(3)位于所述第二室外换热器(4)和所述压缩机(7)之间且与所述第二室外换热器(4)接触布置；
S2，当所述热泵空调制热模式运行一段时间后，选择除霜模式；
除霜模式下，制冷工质的一部分通过第一四通阀(5)的第一通路流经所述第一室内换热器(1)，该部分制冷工质在第一室内换热器(1)内放出热量加热室内空气后，进入到第一室外换热器(3)中吸收室外空气中的热量，再通过第一四通阀(5)的第二通路进入到压缩机(7)内；
制冷工质的另一部分通过第二四通阀(6)的第三通路流经所述第二室外换热器(4)，该部分制冷工质在第二室外换热器(4)内放出热量进行自除霜并对第一室外换热器(3)进行除霜后，进入到第二室内换热器(2)吸收室内空气中的热量，再通过第二四通阀(6)的第四通路进入到压缩机(7)内。
6.根据权利要求5所述一种热泵空调的制热除霜方法，其特征在于，所述第一室内换热器(1)和所述第二室内换热器(2)相互独立。
7.根据权利要求5或6所述一种热泵空调的制热除霜方法，其特征在于，所述S1中，流经第一室内换热器(1)和第二室内换热器(2)的制冷工质，均经过节流后分别进入到第一室外换热器(3)和第二室外换热器(4)中；
所述S2中，流经第一室内换热器(1)的制冷工质，经过节流后进入到第一室外换热器(3)中；流经第二室外换热器(4)的制冷工质，经过节流后进入到第二室内换热器(2)中。
8.一种热泵空调，其特征在于，包括如权利要求1至4任一项所述的制热除霜系统。
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