CN107036349A - 一种基于压缩机排气旁通融霜的热泵空调系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种基于压缩机排气旁通融霜的热泵空调系统。该系统利用压缩机排气对风冷型蒸发器进行除霜，达到蒸发器融霜及提高系统性能系数的目的，同时又克服了现有技术中逆向融霜方法中的缺陷，避免了制热的间断和温度的波动，提高了舒适度。

Description

一种基于压缩机排气旁通融霜的热泵空调系统
技术领域
本发明属于制冷热泵系统技术领域，具体涉及一种压缩机热气旁通融霜技术和制冷热泵系统。
背景技术
对于空气源热泵空调机组，在制热工况下，热泵机组性能系数随着环境温度的降低而衰减，当外部环境温度降低至-20℃时，其很难从环境中吸收热量，这主要是因为空调机组在室外温度低且带有一定的湿度情况下运行时，室外的风冷型翅片管蒸发器运行一段时间后会产生霜层。霜层的产生使得翅片管换热器翅片间距减小，造成室外循环风阻力增大、循环风量减小，同时因结霜导致风冷型翅片管蒸发器的传热热阻增大，传热系数降低，导致了相同工况下，需增大制冷剂和空气的换热温差，最终导致风冷型翅片管蒸发器内制冷剂的蒸发压力和蒸发温度降低，进一步加剧风冷型翅片管换热器的结霜程度，造成压缩机轴功率增大和性能系数下降。
目前，对于风冷型翅片管蒸发器的热泵空调机组多采用逆向融霜技术。在逆向融霜时，会造成制热的间断和温度的波动，造成舒适性降低。
因此，针对风冷型翅片管蒸发器的热泵空调机组，探索一种在低温工况下融霜及提高系统蒸发压力和蒸发温度的新技术和新方法，这在热泵供暖领域具有重要的现实意义。
发明内容
为解决现有技术中存在的问题，即冬季制热工况下，风冷型翅片管换热器作为蒸发器时，遇低温和高湿工况时，其翅片会结霜，导致系统蒸发压力、制热量以及系统性能系数降低。
本发明的目的是提供一种基于压缩机排气旁通融霜的热泵空调系统。该系统利用压缩机排气对风冷型蒸发器进行除霜，达到蒸发器融霜及提高系统性能系数的目的，同时又克服了现有技术中逆向融霜方法中的缺陷，避免了制热的间断和温度的波动，提高了舒适度。
本发明的技术方案是这样实现的：
一种基于压缩机排气旁通融霜的热泵空调，包括压缩机1、油分离器2、电磁阀3、冷凝器4、冷凝器风机4-1、高压储液器5、电子膨胀阀6、风冷型翅片管蒸发器7、气液分离器8、旁通回路电磁阀9和12 、主回路电磁阀10和11，并且风冷型翅片管蒸发器7包括主盘管7-1、融霜盘管7-2、风冷型翅片管蒸发器风机7-3；
压缩机1分别连接油分离器2、电磁阀3，油分离器2分别连接所述电磁阀3、旁通回路电磁阀9、主回路电磁阀10，同时所述电磁阀3、所述压缩机1及所述油分离器2串联形成回路，所述电磁阀3根据所述系统的要求控制开启，控制所述油分离器2分离的润滑油循环回到压缩机1，所述主回路电磁阀10连接冷凝器4，同时冷凝器风机4-1靠近所述冷凝器4设置，所述冷凝器4连接主回路电磁阀11，所述主回路电磁阀11、旁通回路电磁阀12连接高压储液器5，所述高压储液器5连接电子膨胀阀6，所述电子膨胀阀6连接风冷型翅片管蒸发器7的主盘管7-1，所述主盘管7-1连接气液分离器8，所述气液分离器8连接所述压缩机1；所述旁通回路电磁阀12另一端连接风冷型翅片管蒸发器7的融霜盘管7-2，同时风冷型翅片管蒸发器风机7-3靠近所述融霜盘管7-2设置，所述融霜盘管7-2连接所述旁通回路电磁阀9。
优选，所述融霜盘管7-2和所述主盘管7-1间隔设置；进一步优选每两排所述主盘管7-1之间设置一排所述融霜盘管7-2，以此提高蒸发器融霜速度。
优选，所述融霜盘管7-2和所述主盘管7-1的数量设置多组，根据换热面积设定。
所述一种基于压缩机排气旁通融霜的热泵空调系统在无需融霜工况时，压缩机1的排气经油分离器2、主回路电磁阀10进入冷凝器4，排气旁通回路电磁阀9和12关闭，实现系统无融霜的制热。
融霜工况时，压缩机1的排气经油分离器2、主回路电磁阀进10入冷凝器4，继续制热，与此同时，旁通回路电磁阀9和12开启，部分压缩机1的高温排气进入风冷型蒸发器7的融霜盘管7-2进行融霜。
该发明可实现无需压缩机停机进行的电融霜以及逆向融霜导致的温度波动及舒适性的降低。与此同时，因部分高温高压制冷剂气体进入蒸发器融霜盘管，可较好地解决蒸发压力低等因素导致的制热性能系数降低的问题。
本发明的特点及有益效果是：
（1）一种基于压缩机排气旁通融霜的热泵空调系统中的风冷型蒸发器由两组盘管组成，分别用于吸收环境热量和融霜。
（2）由压缩机、油分离器、电磁阀、风冷型蒸发器等组成融霜系统，利用压缩机排气旁通回路的高温高压气体实现对风冷型翅片管蒸发器的融霜，提高系统性能系数。
（3）本发明无需逆向融霜，可实现房间连续供热，舒适性及节能特性明显。
附图说明
图1为实施例1一种基于压缩机排气旁通融霜的热泵空调的系统图。
图例说明：1、压缩机；2、油分离器；3、电磁阀；4、冷凝器，其中包括冷凝器风机4-1；5、高压储液器；6、电子膨胀阀；7、风冷型翅片管蒸发器，其中，风冷型翅片管蒸发器7包括主盘管7-1、融霜盘管7-2，风冷型翅片管蒸发器风机7-3；8、气液分离器；9、12 分别为旁通回路电磁阀；10、11分别为主回路电磁阀。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施例对本发明的结构原理作进一步的说明。但本实施例是叙述性的，而非限制性的，因此，并不局限于本发明所要保护的范围。
实施例1
一种基于压缩机排气旁通融霜的热泵空调，包括压缩机1、油分离器2、电磁阀3、冷凝器4、冷凝器风机4-1、高压储液器5、电子膨胀阀6、风冷型翅片管蒸发器7、气液分离器8、旁通回路电磁阀9和12 、主回路电磁阀10和11，并且风冷型翅片管蒸发器7包括主盘管7-1、融霜盘管7-2、风冷型翅片管蒸发器风机7-3；
压缩机1分别连接油分离器2、电磁阀3，油分离器2分别连接所述电磁阀3、旁通回路电磁阀9、主回路电磁阀10，同时所述电磁阀3、所述压缩机1及所述油分离器2串联形成回路，所述电磁阀3根据系统的控制要求开启，控制所述油分离器2分离的润滑油循环回到压缩机1，所述主回路电磁阀10连接冷凝器4，同时冷凝器风机4-1靠近所述冷凝器4设置，所述冷凝器4连接主回路电磁阀11，所述主回路电磁阀11、旁通回路电磁阀12分别连接高压储液器5，所述高压储液器5连接电子膨胀阀6，所述电子膨胀阀6连接风冷型翅片管蒸发器7的主盘管7-1，所述主盘管7-1连接气液分离器8，所述气液分离器8连接所述压缩机1；所述旁通回路电磁阀12连接风冷型翅片管蒸发器7的融霜盘管7-2，同时风冷型翅片管蒸发器风机7-3靠近所述融霜盘管7-2设置，所述融霜盘管7-2连接所述旁通回路电磁阀9；同时，所述融霜盘管7-2和所述主盘管7-1间隔设置。
本发明侧重于冬季制热工况风冷型翅片管蒸发器融霜和提高系统性能系数，所以针对制热工况进行说明。
该套系统包括热泵空调系统和融霜回路。压缩机1、油分离器2、主回路电磁阀10、冷凝器4、主回路电磁阀11、高压储液器5、电子膨胀阀6、主盘管7-1、气液分离器8依次串连构成的热泵空调系统。压缩机1、油分离器2、旁通回路电磁阀9、融霜盘管7-2、旁通回路电磁阀12依次串连后，所述旁通回路电磁阀12连接高压储液器5与所述热泵空调系统汇合，构成融霜回路。
使用时，
在压缩机排气旁通融霜的热泵空调系统制热、无除霜工况下，制冷工质在主盘管7-1内吸热汽化后进入气液分离器8，制冷工质蒸汽经压缩机1提高压力后，经油分离器2和主回路电磁阀10，排入冷凝器4放热冷凝，冷凝后的液体制冷工质经主回路电磁阀11，进入高压储液器5，然后经电子膨胀阀6节流降压后再循环进入所述主盘管7-1，完成热泵系统循环。此过程中，旁通回路电磁阀9和12关闭。
在压缩机排气旁通融霜的热泵空调系统制热、融霜工况下，一路制冷工质在主盘管7-1内吸热汽化后进入气液分离器8，制冷工质蒸汽经压缩机1提高压力后，经油分离器2和主回路电磁阀10，排入冷凝器4放热冷凝，冷凝后的液体制冷工质经主回路电磁阀11，进入高压储液器5，然后经电子膨胀阀6节流降压后再循环进入所述主盘管7-1，完成热泵空调系统的循环。
与此同时，旁通回路电磁阀9和12开启。经压缩机1提高压力后的高温高压制冷工质气体，经油分离器2后一路旁通经旁通回路电磁阀9进入融霜盘管7-2，在风冷型翅片管蒸发器7内冷凝放热，变为高压液体，后经旁通回路电磁阀12，进入高压储液器5。此过程，因风冷型翅片管蒸发器7内通过高温高压蒸汽快速融霜和提高系统蒸发压力。
本例中所述制冷工质为R22制冷剂或R134a制冷剂。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种等同变换，这些等同变换均属于本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种基于压缩机排气旁通融霜的热泵空调，其特征在于包括压缩机（1）、油分离器（2）、电磁阀（3）、冷凝器（4）、冷凝器风机（4-1）、高压储液器（5）、电子膨胀阀（6）、风冷型翅片管蒸发器（7）、气液分离器（8）、旁通回路电磁阀（9、12）、主回路电磁阀（10、11），并且风冷型翅片管蒸发器（7）包括主盘管（7-1）、融霜盘管（7-2）、风冷型翅片管蒸发器风机（7-3）；
压缩机（1）分别连接油分离器（2）、电磁阀（3），油分离器（2）分别连接所述电磁阀（3）、旁通回路电磁阀（9）、主回路电磁阀（10），同时所述电磁阀（3）、所述压缩机（1）及所述油分离器（2）串联形成回路，所述主回路电磁阀（10）连接冷凝器（4），同时冷凝器风机（4-1）靠近所述冷凝器（4）设置，所述冷凝器（4）连接主回路电磁阀（11），所述主回路电磁阀（11）、旁通回路电磁阀（12）连接高压储液器（5），所述高压储液器（5）连接电子膨胀阀（6），所述电子膨胀阀（6）连接风冷型翅片管蒸发器（7）的主盘管（7-1），所述主盘管（7-1）连接气液分离器（8），所述气液分离器（8）连接所述压缩机（1）；所述旁通回路电磁阀（12）另一端连接风冷型翅片管蒸发器（7）的融霜盘管（7-2），同时风冷型翅片管蒸发器风机（7-3）靠近所述融霜盘管（7-2）设置，所述融霜盘管（7-2）连接所述旁通回路电磁阀（9）。
2.根据权利要求1所述的一种基于压缩机排气旁通融霜的热泵空调，其特征在于所述融霜盘管（7-2）和所述主盘管（7-1）间隔设置。
3.根据权利要求2所述的一种基于压缩机排气旁通融霜的热泵空调，其特征在于每两排所述主盘管（7-1）之间设置一排所述融霜盘管（7-2）。
4.根据任一权利要求1-3所述的一种基于压缩机排气旁通融霜的热泵空调，其特征在于所述融霜盘管（7-2）和所述主盘管（7-1）的数量设置多组。
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