CN107044704A - 一种热泵系统及其化霜控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种热泵系统及其化霜控制方法，热泵系统包括压缩机、室外侧换热器以及室内侧换热器，所述压缩机、所述室外侧换热器和所述室内侧换热器通过管路阀门系统相连接，还包括蓄热模块，所述蓄热模块包括蓄热材料、能够与所述蓄热材料进行换热的换热管路、以及用于控制所述换热管路内的冷媒流量的阀门装置，所述换热管路与所述管路阀门系统相连接、且所述换热管路与所述室内侧换热器为并联关系。如此设置，本发明提供的热泵系统，其能够解决现有技术中热泵室外侧换热器化霜时，需要从室内侧取热，而导致房间舒适性变差的问题。

Description

一种热泵系统及其化霜控制方法
技术领域
本发明涉及热泵技术领域，更具体地说，涉及一种热泵系统及其化霜控制方法。
背景技术
当室外温度较低时，热泵的室外侧换热器表面容易产生结霜现象。一旦换热器的表面上结霜，与外界的换热将会受到较大影响，进而使热泵性能迅速衰减。
现有技术中，为了能够迅速除霜，通常是由室内侧取热，这样导致室内侧制热量不足，使得房间舒适性较差。
因此，如何能够解决现有技术中，热泵室外侧化霜时，需要从室内侧取热，而导致房间舒适性变差的问题，成为本领域技术人员所要解决的重要技术问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种热泵系统，其能够解决现有技术中热泵室外侧换热器化霜时，需要从室内侧取热，而导致房间舒适性变差的问题。本发明的目的还在于提供一种包括上述热泵系统的热泵系统的化霜控制方法。
本发明提供的一种热泵系统，包括压缩机、室外侧换热器以及室内侧换热器，所述压缩机、所述室外侧换热器和所述室内侧换热器通过管路阀门系统相连接，还包括蓄热模块，所述蓄热模块包括蓄热材料、能够与所述蓄热材料进行换热的换热管路、以及用于控制所述换热管路内的冷媒流量的阀门装置，所述换热管路与所述管路阀门系统相连接、且所述换热管路与所述室内侧换热器为并联关系。
优选地，所述蓄热材料包括具有微孔结构的石墨和吸附于所述微孔结构内的石蜡。
优选地，所述室内侧换热器为多个、且各个所述室内侧换热器为并联关系。
优选地，还包括与所述压缩机的吸气口相连通的气液分离器，所述阀门管路系统包括四通阀，所述四通阀的第一阀口通过第一管路与所述压缩机的出气口连通、第二阀口通过第二管路与所述室外侧换热器的第一端口相连通、第三阀口通过第三管路与所述室内侧换热器的第一端口相连通、第四阀口通过第四管路与所述气液分离器相连通，所述室外侧换热器的第二端口与所述室内侧换热器的第二端口通过第五管路相连通，所述换热管路的第一端口通过第一支路与所述第五管路相连通、第二端口通过第二支路与所述第三管路相连通。
优选地，所述阀门装置为设置在所述第一支路上的模块电子膨胀阀。
优选地，所述第五管路上设置有外机电子膨胀阀。
优选地，所述室内侧换热器为多个、且各个所述室内侧换热器均通过分支路与所述第三管路和第五管路相连通。
优选地，各个所述分支路上设有内机电子膨胀阀。
本发明还提供了一种热泵系统的化霜控制方法，基于如上任一项所述的热泵系统，包括步骤：
控制所述热泵系统处于制热模式，并控制所述阀门装置打开，使所述压缩机排出的高温冷媒进入所述蓄热模块的换热管路和所述室内侧换热器，所述蓄热模块的蓄热材料吸收所述换热管路的热能进行蓄热；
控制所述热泵系统处于除霜模式，并控制室内侧换热器的冷媒流路关闭，压缩机排出的高温冷媒进入所述室外侧换热器后、再进入所述蓄热材料内进行吸热后进入压缩机内。
优选地，当所述蓄热材料蓄热温度达到预设温度时，则控制所述阀门装置的开度减小或关闭。
优选地，所述热泵系统处于除霜模式时，关闭所述室外侧换热器的风机。
本发明提供的一种热泵系统，包括压缩机、室外侧换热器以及室内侧换热器，压缩机、室外侧换热器和室内侧换热器通过管路阀门系统相连接，形成冷媒循环系统，需要说明的是，上述“管路阀门系统”与现有技术中的热泵系统的管路阀门系统相同，本文不再进行详细说明。本发明提供的热泵系统还包括蓄热模块，蓄热模块包括蓄热材料、能够与蓄热材料进行换热的换热管路、以及用于控制换热管路内的冷媒流量的阀门装置，换热管路与管路阀门系统相连接、且换热管路与室内侧换热器为并联关系。由于蓄热模块的换热管路与室内侧换热器为并联关系，当空调系统处于加热模式时，由四通阀流出的高压冷媒一部分可进入蓄热模块、另一部分进入室内侧换热器内，而后，由蓄热模块和室内侧换热器流出的冷媒进入室外侧换热器之后再次被吸入至压缩机内。如此设置，本发明提供的热泵系统，当热泵系统处于制热模式，可控制用于控制上述换热管路的阀门装置打开，使所述压缩机排出的高温冷媒进入所述蓄热模块的换热管路和所述室内侧换热器，所述蓄热模块的蓄热材料吸收所述换热管路的热能进行蓄热。当热泵系统处于除霜模式时，控制室内侧换热器的冷媒流路关闭，压缩机排出的高温冷媒进入室外侧换热器后、再进入蓄热材料内进行吸热后进入压缩机内。如此设置，除霜时压缩机排出的高温冷媒进入室外侧换热器直接进行换热除霜，而换热后的低温冷媒不会进入到室内侧换热器进行室内侧取热，而是进入到蓄热模块进行吸热，待吸热后再进入压缩机内。如此设置，本发明提供的热泵系统，其能够解决现有技术中热泵室外侧换热器化霜时，需要从室内侧取热，而导致房间舒适性变差的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例中热泵系统示意图；
图1中：
压缩机—11、室外侧换热器—12、室内侧换热器—13、蓄热模块—14、模块电子膨胀阀—15、四通阀—16、外机电子膨胀阀—17、内机电子膨胀阀—18。
具体实施方式
本发明的目的在于提供一种热泵系统，其能够解决现有技术中热泵室外侧换热器化霜时，需要从室内侧取热，而导致房间舒适性变差的问题。本发明的目的还在于提供一种包括上述热泵系统的热泵系统的化霜控制方法。
以下，参照附图对实施例进行说明。此外，下面所示的实施例不对权利要求所记载的发明内容起任何限定作用。另外，下面实施例所表示的构成的全部内容不限于作为权利要求所记载的发明的解决方案所必需的。
请参考图1，本实施例提供的一种热泵系统，包括压缩机11、室外侧换热器12、室内侧换热器13以及蓄热模块14。
压缩机11、室外侧换热器12和室内侧换热器13通过管路阀门系统相连接，形成冷媒循环系统。本实施例中的管路阀门系统与现有技术中的热泵系统的管路阀门系统的设置方式相同，故本文不再赘述。
本实施例中的蓄热模块14包括蓄热材料、能够与蓄热材料进行换热的换热管路、以及用于控制换热管路内的冷媒流量的阀门装置。该阀门装置优选为如图1中所示的模块电子膨胀阀15。
蓄热模块14的换热管路与管路阀门系统相连接、并且换热管路与室内侧换热器13为并联关系。
由于蓄热模块14的换热管路与室内侧换热器13为并联关系，当空调系统处于加热模式时，由四通阀16流出的高压冷媒一部分可进入蓄热模块14、另一部分进入室内侧换热器13内，而后，由蓄热模块14和室内侧换热器13流出的冷媒进入室外侧换热器12之后再次被吸入至压缩机11内。
如此设置，本实施例提供的热泵系统，当热泵系统处于制热模式，热泵系统的控制器可控制用于控制上述换热管路的阀门装置打开，使压缩机11排出的高温冷媒进入蓄热模块14的换热管路和室内侧换热器13，蓄热模块14的蓄热材料吸收换热管路的热能进行蓄热。
当热泵系统处于除霜模式时，热泵系统的控制器控制室内侧换热器13的冷媒流路关闭，压缩机11排出的高温冷媒进入室外侧换热器12后、再进入蓄热材料内进行吸热后进入压缩机11内。
如此设置，除霜时压缩机11排出的高温冷媒进入室外侧换热器12直接进行换热除霜，而换热后的低温冷媒不会进入到室内侧换热器13进行室内侧取热，而是进入到蓄热模块14进行吸热，待吸热后再进入压缩机11内。因此，本实施例提供的热泵系统，其能够解决现有技术中热泵室外侧换热器12化霜时，需要从室内侧取热，而导致房间舒适性变差的问题。
本实施例的优选方案中，蓄热材料包括具有微孔结构的石墨和吸附于微孔结构内的石蜡。
本实施例中，上述具有微孔结构的石墨可以具体为多孔膨胀石墨，多孔膨胀石墨具有很好的吸附性能和导热性能的特点，将液态石蜡吸附在膨胀石墨的微孔结构内，制备出导热良好的蓄热材料，上述微孔结构的孔径较小，因此，能够形成毛细作用力。在毛细作用力和表面张力的作用下，液态石蜡很难从石墨的微孔结构内渗透出来，从而抑制了石蜡在蓄热技术中应用时的液态流动问题，同时，石墨具有较高的导热系数，有助于提高了石蜡的导热性能。
本实施例中，室内侧换热器13可以为多个、且各个室内侧换热器13为并联关系。当然，在其它实施例中，室内侧换热器13也可只设置一个。
当室内侧换热器13为多个时，各个室内侧换热器13通过分支路并联在管路阀门系统上。比如，室内侧换热器13可以为两个，两个室内侧换热器13都各自通过分支路并联在管路阀门系统上，且各个室内侧换热器13的分支路上都设有用于控制其冷媒流量的内机电子膨胀阀17。
本实施例提供的热泵系统还包括气液分离器，其中，气液分离器与压缩机11的吸气口相连通。上述阀门管路系统包括四通阀16，四通阀16的第一阀口通过第一管路与压缩机11的出气口连通、第二阀口通过第二管路与室外侧换热器12的第一端口相连通、第三阀口通过第三管路与室内侧换热器13的第一端口相连通、第四阀口通过第四管路与气液分离器相连通，室外侧换热器12的第二端口与室内侧换热器13的第二端口通过第五管路相连通，换热管路的第一端口通过第一支路与第五管路相连通、第二端口通过第二支路与第三管路相连通。
如此，通过上述阀门管路系统能够形成冷媒循环系统。
另外，为了方便控制流过室外侧换热器12的冷媒流量，上述第五管路上设置有外机电子膨胀阀17。
本实施例还提供了一种热泵系统的化霜控制方法，基于如上实施例中的热泵系统，该控制方法具体为：
当热泵系统处于制热模式时，控制蓄热模块14的模块电子膨胀阀15的开度，使压缩机11排出的高温冷媒经过四通阀16后一部分流入蓄热模块14进行蓄热，其余流进室内侧换热器13。经室内侧换热器13放热后的冷媒，流经室外侧换热器12后，回到压缩机11吸气侧。当蓄热模块14蓄满热量后，则模块电子膨胀阀15打到A步数，该步数范围在0～200，具体看阀体选型，以维持蓄热模块14整体温度。
当热泵系统判定室外侧换热器12需要化霜时，可控制压缩机11频率降到P1值，四通阀16换向后再提频到P值。室内侧换热器13和室外侧换热器12的风机停机，内机电子膨胀阀17的开度打小至0B，外机电子膨胀阀17全开，高温冷媒先进入室外侧换热器12进行除霜后，由于室内侧换热器13的电子膨胀阀关闭，导致流出室外侧换热器12的冷媒只能进入蓄热模块14进行蒸发吸热，再回到压缩机11吸气侧。循环进行，当满足退出化霜条件，四通阀16切换到制热状态，内机开启，同时蓄热模块14进行蓄热。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (11)

1.一种热泵系统，包括压缩机(11)、室外侧换热器(12)以及室内侧换热器(13)，所述压缩机(11)、所述室外侧换热器(12)和所述室内侧换热器(13)通过管路阀门系统相连接，其特征在于，还包括蓄热模块(14)，所述蓄热模块(14)包括蓄热材料、能够与所述蓄热材料进行换热的换热管路、以及用于控制所述换热管路内的冷媒流量的阀门装置，所述换热管路与所述管路阀门系统相连接、且所述换热管路与所述室内侧换热器(13)为并联关系。
2.如权利要求1所述的热泵系统，其特征在于，所述蓄热材料包括具有微孔结构的石墨和吸附于所述微孔结构内的石蜡。
3.如权利要求1所述的热泵系统，其特征在于，所述室内侧换热器(13)为多个、且各个所述室内侧换热器(13)为并联关系。
4.如权利要求1所述的热泵系统，其特征在于，还包括与所述压缩机(11)的吸气口相连通的气液分离器，所述阀门管路系统包括四通阀(16)，所述四通阀(16)的第一阀口通过第一管路与所述压缩机(11)的出气口连通、第二阀口通过第二管路与所述室外侧换热器(12)的第一端口相连通、第三阀口通过第三管路与所述室内侧换热器(13)的第一端口相连通、第四阀口通过第四管路与所述气液分离器相连通，所述室外侧换热器(12)的第二端口与所述室内侧换热器(13)的第二端口通过第五管路相连通，所述换热管路的第一端口通过第一支路与所述第五管路相连通、第二端口通过第二支路与所述第三管路相连通。
5.如权利要求4所述的热泵系统，其特征在于，所述阀门装置为设置在所述第一支路上的模块电子膨胀阀(15)。
6.如权利要求4所述的热泵系统，其特征在于，所述第五管路上设置有外机电子膨胀阀(17)。
7.如权利要求4所述的热泵系统，其特征在于，所述室内侧换热器(13)为多个、且各个所述室内侧换热器(13)均通过分支路与所述第三管路和第五管路相连通。
8.如权利要求7所述的热泵系统，其特征在于，各个所述分支路上设有内机电子膨胀阀(18)。
9.一种热泵系统的化霜控制方法，基于如权利要求1-8任一项所述的热泵系统，其特征在于，包括步骤：
控制所述热泵系统处于制热模式，并控制所述阀门装置打开，使所述压缩机(11)排出的高温冷媒进入所述蓄热模块(14)的换热管路和所述室内侧换热器(13)，所述蓄热模块(14)的蓄热材料吸收所述换热管路的热能进行蓄热；
控制所述热泵系统处于除霜模式，并控制室内侧换热器(13)的冷媒流路关闭，压缩机(11)排出的高温冷媒进入所述室外侧换热器(12)后、再进入所述蓄热材料内进行吸热后进入压缩机(11)内。
10.如权利要求9所述的热泵系统的化霜控制方法，其特征在于，当所述蓄热材料蓄热温度达到预设温度时，则控制所述阀门装置的开度减小或关闭。
11.如权利要求9所述的热泵系统的化霜控制方法，其特征在于，所述热泵系统处于除霜模式时，关闭所述室外侧换热器(12)的风机。
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