CN106885405B - 一种空调器系统及其除霜方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种空调器系统及其除霜方法，其包括：设置在冷媒循环路径上并依次连接的室内换热器、第一节流装置、室外换热器、四通阀、与室内换热器和室外换热器通过四通阀连接的压缩机；热液管路，连接在室内换热器与室外换热器之间、用于在除霜时冷媒以热液形式进入室外换热器；回流调节装置，其进口端分别与热液管路、第一节流装置、室外换热器连接，其出口端与四通阀连接，并用于在除霜时冷媒以蒸汽形式经过四通阀回流至压缩机。空调器系统采用热液除霜原理，使室外换热器除霜迅速；除霜时压缩机不停机，空调器系统继续保持制热运行，回流调节装置使冷媒以蒸汽形式回流入压缩机，避免压缩机带液压缩。

Description

一种空调器系统及其除霜方法
技术领域
本发明涉及空调技术领域，尤其涉及一种空调器系统及其除霜方法。
背景技术
目前市场上各厂家的热泵型空调器或热水器所采用的除霜方式基本都是采用压缩机的高温排气进行热气除霜。具体的除霜过程为：进入除霜模式-压缩机停止-四通阀换向-压缩机启动-热气冲霜-压缩机停止-四通阀换向-压缩机启动-防冷风-除霜结束进入正常制热模式，该除霜方式传统成熟但也存在不少缺点和不足，比如采用该除霜方式会增加压缩机的启停次数和四通阀的换向次数，这会大大缩减压缩机和四通阀零部件的使用寿命，同时该除霜方式用时偏长，恶劣条件下甚至更长且除霜还不干净，这会极大影响用户的使用舒适性。
目前关于如何更好地解决该传统除霜方式的缺点和不足的课题研究正在不断深入和发展，其中有些技术采用蓄热除霜方式，在正常制热时利用蓄热装置吸取并存储压缩机的散热，除霜时再把蓄热装置中的热量导出来用于除霜和供热。该除霜方式除霜时四通阀不换向、压缩机继续运行，其能够部分解决上述现有技术存在的缺点和不足。但该除霜方式也有如下缺点和不足：
1、除霜时液态制冷剂没有经过节流蒸发，直接进入室外换热器进行热液化霜，这样不能形成正常完整的制冷循环，系统高低压压差很难形成，很容易导致压缩机带液压缩，极大影响系统的运行可靠性和缩减压缩机的使用寿命；
2、压缩机壳体散发出的热量很有限，尤其在低温恶劣制热条件下蓄热装置收集的热量更低，这样会导致流经蓄热装置后的制冷剂换热不充分，过热度不足，这同样会导致压缩机出现湿压缩，缩减压缩机的使用寿命和降低系统的运行可靠性；
3、蓄热管路上的节流方式大部分采用的是毛细管节流，其稳定性较差，制冷剂流量基本不受控，当较多制冷剂流经蓄热装置时，很容易出现制冷剂蒸发不充分，系统压缩机吸收蒸发不完全的制冷剂后同样会缩减压缩机的使用寿命和增加空调系统运行的风险；
4、蓄热材料和技术目前尚未成熟，且成本偏高，操作不便，这极大影响其推广使用。
因此，现有技术还有待于改进和发展。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种空调器系统及其除霜方法，旨在解决现有技术中对空调器的室外换热器进行除霜时需要频繁启停压缩机、冷媒回流入压缩机时使压缩机带液压缩的问题。
本发明解决技术问题所采用的技术方案如下：
一种空调器系统，其包括设置在冷媒循环路径上并依次连接的室内换热器、第一节流装置、室外换热器、四通阀、与所述室内换热器和所述室外换热器通过所述四通阀连接的压缩机，其还包括：
热液管路，连接在所述室内换热器与所述室外换热器之间、用于在除霜时冷媒以热液形式进入所述室外换热器；
回流调节装置，其进口端分别与所述热液管路、所述第一节流装置、所述室外换热器连接，其出口端与所述四通阀连接，并用于在除霜时冷媒以蒸汽形式经过所述四通阀回流至所述压缩机。
所述空调器系统，其中，所述热液管路为所述第一节流装置的旁通管路。
所述空调器系统，其中，所述热液管路上设置有第一二通阀。
所述空调器系统，其中，所述回流调节装置包括：将所述四通阀与所述室外换热器连接的第一管路，设置在所述第一管路上的第一控制阀，板式换热器，将所述板式换热器的冷源进口与所述第一控制阀连接的第一热交换管路，将所述板式换热器的冷源出口与所述第一管路连接的第二热交换管路，将所述板式换热器的热源进口与所述热液管路和所述第一节流装置连接的第三热交换管路，将所述板式换热器的热源出口与所述第一热交换管路连接的第四热交换管路，以及设置在所述第一热交换管路上的第二节流装置；所述第二节流装置位于所述第四热交换管路与所述第一热交换管路的连接点和所述板式换热器之间。
所述空调器系统，其中，所述第三热交换管路上设置有第二二通阀。
所述空调器系统，其中，所述第一控制阀为三通阀。
所述空调器系统，其中，所述第四热交换管路上还设置有用于控制冷媒由所述板式换热器的热源出口流入所述第一热交换管路的单向阀。
所述空调器系统，其中，所述第二热交换管路上设置有感温包。
如上任一所述空调器系统的除霜方法，其包括：控制所述第一节流装置关闭，自所述室内换热器流出的冷媒经所述热液管路进入所述室外换热器。
所述除霜方法，其中，其还包括：自所述室外换热器、所述热液管路流出的冷媒经由所述回流调节装置以蒸汽形式回流入所述压缩机。
有益效果：所述空调器系统采用热液除霜原理，使得所述室外换热器除霜十分迅速；除霜期间所述压缩机不停机，空调器系统继续保持制热运行，且除霜周期短，可大大提高室内房间的舒适性；所述回流调节装置使冷媒以蒸汽形式回流入所述压缩机，避免所述压缩机带液压缩；通过所述第二节流装置的精准控制，保证返回所述压缩机的制冷剂蒸汽处于适当过热状态，大大提高整个空调器系统的性能和可靠性。
附图说明
图1是本发明中所述压缩机为单级压缩机时所述空调器系统的示意图；
图2是本发明中所述压缩机为双级压缩机时所述空调器系统的示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图，并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
请同时参阅图1与图2。如图1所示，图中箭头表示所述空调系统中冷媒循环的流向。本发明提供一种空调器系统，其包括设置在冷媒循环路径上并依次连接的室内换热器10、第一节流装置20、室外换热器30、四通阀40、与所述室内换热器10和所述室外换热器30通过所述四通阀40连接的压缩机50，其还包括：
热液管路100，连接在所述室内换热器10与所述室外换热器30之间、用于在除霜时冷媒以热液形式进入所述室外换热器30；
回流调节装置，其进口端分别与所述热液管路100、所述第一节流装置20、所述室外换热器30连接，其出口端与所述四通阀40连接，并用于在除霜时冷媒以蒸汽形式经过所述四通阀40回流至所述压缩机50。
所述热液管路100为所述第一节流装置20的旁通管路；所述热液管路100上设置有第一二通阀110。在除霜时，所述热液管路100能够旁通从所述室内换热器10流出的冷媒，使其不经过所述第一节流装置20直接进入所述室外换热器30来达到热液除霜的目的。
对所述室外换热器30进行除霜时，关闭所述第一节流装置20，打开所述第一二通阀110，由所述压缩机50流向所述室内换热器10的冷媒为高温高压制冷蒸汽，经过所述室内换热器10后转变为热的液态制冷剂，此时冷媒的热量充足；利用所述热液管路100，使从所述室内换热器10流出的热的液态制冷剂不发生节流的进入所述室外换热器30进行热液除霜，冷媒经由所述室外换热器30后以低温液态制冷剂流出；同时经所述热液管路100的热的液态制冷剂分流进入所述回流调节装置，经所述室外换热器30后流出的低温液态制冷剂通过所述回流调节装置的进口端进入所述回流调节装置，使得从所述回流调节装置的出口端流出的冷媒以蒸汽形式经过所述四通阀40回流至所述压缩机50，从而避免所述压缩机50带液压缩，提高所述空调器系统的运行可靠性，延长所述压缩机50的使用寿命，并在所述压缩机50不停机的状态下实现化霜。
进一步的，所述回流调节装置包括：将所述四通阀40与所述室外换热器30连接的第一管路200，设置在所述第一管路200上的第一控制阀70，板式换热器60，将所述板式换热器60的冷源进口与所述第一控制阀70连接的第一热交换管路300，将所述板式换热器的冷源出口与所述第一管路200连接的第二热交换管路400，将所述板式换热器60的热源进口与所述热液管路100和所述第一节流装置20连接的第三热交换管路500，将所述板式换热器60的热源出口与所述第一热交换管路300连接的第四热交换管路600，以及设置在所述第一热交换管路300上的第二节流装置210；所述第二节流装置210位于所述第四热交换管路600与所述第一热交换管路300的连接点和所述板式换热器60之间。所述第一控制阀70为三通阀；所述第三热交换管路500上设置有第二二通阀310。
所述空调器系统包括四种工作模式：
一、制冷模式：所述第一二通阀110关闭，所述第一节流装置20开启，所述第一控制阀70指向右位，使冷媒经吸气管路700回流至所述压缩机50的吸气口，与现有技术中空调器的制冷模式无异。
二、制热模式：所述第一二通阀110关闭，所述第一节流装置20开启，所述第一控制阀70指向右位，使冷媒经吸气管路700回流至所述压缩机50的吸气口，与现有技术中空调器的制热模式无异。
三、制热除霜模式：所述四通阀40不换向，所述第一节流装置20关闭，所述第一二通阀110开启，所述第一控制阀70指向左位，所述第二节流装置210开启，所述第二二通阀310开启。由所述压缩机50流出的高温高压制冷蒸汽流经所述室内换热器10后变为液态高温制冷剂，液态高温制冷剂不发生节流的经过所述热液管路100后直接流入所述室外换热器30进行热液除霜，然后经所述第一控制阀70左位流入所述第一热交换管路300，经由所述第二节流装置210的节流降压后蒸发吸热成具有一定热度的制冷剂蒸汽，并进入所述板式换热器60；由于所述第二二通阀310处于开启状态，因此液态高温制冷剂不发生节流的经过所述热液管路100后不仅会流入所述室外换热器30，还会同时流入所述第三热交换管路500，并通过所述板式换热器60的热源入口进入所述板式换热器60，在所述板式换热器60内，液态高温制冷蒸汽与经由所述第二节流装置210的节流降压后蒸发吸热成具有一定热度的制冷剂蒸汽在所述板式换热器60内进行热交换，成为低温的液态制冷剂，并由所述第四热交换管路600流出后与所述第一热交换管路300内的冷媒进行混合，混合后的冷媒经过所述第二节流装置210节流降压后蒸发吸热，并通过所述板式换热器60的冷源入口再次进入所述板式换热器60进行热交换，最后冷媒以低压蒸汽形式依次经过所述板式换热器60的冷源出口、所述第二热交换管路400、所述第一管路200、所述四通阀40后进入所述压缩机50的吸气管路700，返回所述压缩机50，从而完成制热除霜循环。
四、快速除霜模式：所述空调器系统的室内机风机不运转，不进行供热，所述压缩机50排出的热量全部进入所述室外换热器30进行除霜，大大的提升了化霜的速度。
较佳的，所述第一节流装置20为电子膨胀阀；所述第四热交换管路600上还设置有用于控制冷媒由所述板式换热器60的热源出口流入所述第一热交换管路300的单向阀320。所述单向阀320开启后，由所述板式换热器60的热源出口流出的冷媒只能经过所述第四热交换管路600后流入所述第一热交换管路300，与所述第一热交换管路300内的冷媒进行混合。
进一步的，为了保证除霜时回流入所述压缩机50的冷媒不带液，自所述板式换热器60的冷源出口以蒸汽形式排出的冷媒的过热度需要在预设的△t1～△t2温度范围内。其中，过热度=回气温度-空调器系统低压对应的饱和温度，可见，回气温度（即自所述板式换热器60的冷源出口排入所述第二热交换管路400的冷媒的温度）的高低对过热度的高低有直接影响，而回气温度可以通过对所述第二节流装置210开度大小的调节进行调节。所述空调器系统还包括设置在所述第二热交换管路400上的感温包61，所述感温包61用于检测回气温度。当回气温度过低，使对应的过热度低于△t1时，可将所述第二节流装置210的开度调小；当回气温度过高，使对应的过热度高于△t2时，可将所述第二节流装置210的开度调大。
所述压缩机50可以为单级压缩机，也可以为双级压缩机。当所述压缩机50为双级压缩机时，所述空调器系统还包括闪蒸器80、补气阀90和补气节流装置91，如图2所示，图中箭头表示所述空调器系统中冷媒流向，闪蒸器80、补气阀90和补气节流装置91的安装连接及用途为空调器系统的技术人员所熟知，在此不再详细说明。
本发明还提供如上任一所述空调器系统的除霜方法，其包括：控制所述第一节流装置关闭，自所述室内换热器流出的冷媒经所述热液管路进入所述室外换热器；其还包括：自所述室外换热器、所述热液管路流出的冷媒经由所述回流调节装置以蒸汽形式回流入所述压缩机。
综上所述，本发明提供一种空调器系统，其包括设置在冷媒循环路径上并依次连接的室内换热器、第一节流装置、室外换热器、四通阀、与所述室内换热器和所述室外换热器通过所述四通阀连接的压缩机，其还包括：热液管路，连接在所述室内换热器与所述室外换热器之间、用于在除霜时冷媒以热液形式进入所述室外换热器；回流调节装置，其进口端分别与所述热液管路、所述第一节流装置、所述室外换热器连接，其出口端与所述四通阀连接，并用于在除霜时冷媒以蒸汽形式经过所述四通阀回流至所述压缩机。所述空调器系统采用热液除霜原理，使得所述室外换热器除霜十分迅速；除霜期间所述压缩机不停机，空调器系统继续保持制热运行，且除霜周期短，可大大提高室内房间的舒适性；所述回流调节装置使冷媒以蒸汽形式回流入所述压缩机，避免所述压缩机带液压缩；通过所述第二节流装置的精准控制，保证返回所述压缩机的制冷剂蒸汽处于适当过热状态，大大提高整个空调器系统的性能和可靠性。
应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (7)

1.一种空调器系统，其包括设置在冷媒循环路径上并依次连接的室内换热器、第一节流装置、室外换热器、四通阀、与所述室内换热器和所述室外换热器通过所述四通阀连接的压缩机，其特征在于，其还包括：
热液管路，连接在所述室内换热器与所述室外换热器之间、用于在除霜时冷媒以热液形式进入所述室外换热器；
回流调节装置，其进口端分别与所述热液管路、所述第一节流装置、所述室外换热器连接，其出口端与所述四通阀连接，并用于在除霜时冷媒以蒸汽形式经过所述四通阀回流至所述压缩机；所述回流调节装置包括：将所述四通阀与所述室外换热器连接的第一管路，设置在所述第一管路上的第一控制阀，板式换热器，将所述板式换热器的冷源进口与所述第一控制阀连接的第一热交换管路，将所述板式换热器的冷源出口与所述第一管路连接的第二热交换管路，将所述板式换热器的热源进口与所述热液管路和所述第一节流装置连接的第三热交换管路，将所述板式换热器的热源出口与所述第一热交换管路连接的第四热交换管路，以及设置在所述第一热交换管路上的第二节流装置；所述第二节流装置位于所述第四热交换管路与所述第一热交换管路的连接点和所述板式换热器之间；所述热液管路为所述第一节流装置的旁通管路；所述热液管路上设置有第一二通阀。
2.根据权利要求1所述空调器系统，其特征在于，所述第三热交换管路上设置有第二二通阀。
3.根据权利要求1所述空调器系统，其特征在于，所述第一控制阀为三通阀。
4.根据权利要求1所述空调器系统，其特征在于，所述第四热交换管路上还设置有用于控制冷媒由所述板式换热器的热源出口流入所述第一热交换管路的单向阀。
5.根据权利要求1所述空调器系统，其特征在于，所述第二热交换管路上设置有感温包。
6.如权利要求1-5任一所述空调器系统的除霜方法，其特征在于，其包括：控制所述第一节流装置关闭，自所述室内换热器流出的冷媒经所述热液管路进入所述室外换热器。
7.根据权利要求6所述除霜方法，其特征在于，其还包括：自所述室外换热器、所述热液管路流出的冷媒经由所述回流调节装置以蒸汽形式回流入所述压缩机。
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