CN108362027A - 一种热泵系统及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种热泵系统及其控制方法。所述热泵系统包括压缩机、第一四通阀、第二四通阀、室外换热器和室内换热器，其中，所述室外换热器包括第一换热部和第二换热部，所述第一换热部和所述第二换热部之间设有流路切换装置，用于断开或接通所述第一换热部和所述第二换热部之间的连通，所述第二四通阀用于使得在制热模式下能够向所述第一换热部中通入高温制冷剂，使得所述热泵系统进入制热除冰模式。本发明的热泵系统能够方便地实现低温制热除冰功能，使室外换热器下侧的排水孔正常排水，同时，在正常的制冷、制热模式下，又不会占用室外换热器的分路，保证正常的换热面积和换热能力。

Description

一种热泵系统及其控制方法
技术领域
本发明涉及热泵技术领域，具体涉及一种热泵系统及其控制方法。
背景技术
热泵系统(例如热泵式空调或热泵式热水器等)在冬季运行(特别是在寒冷地带的冬季运行)时，热泵系统长时间进行制热模式运行，室外换热器做蒸发器，由于室外侧往往阴冷潮湿、气温低下，室外换热器表面温度会低于0℃，使室外空气中的气态湿空气，凝结成霜，并在外风机的引流下，霜会布满整个室外换热器，堵塞换热器与室外空气的热交换，从而使外机无法从室外吸收热量。以空调为例，这种情况会导致内机出风温度下降，甚至无法产生任何热风，进而导致用户舒适性变差，同时也危害着机组的安全。
因此，在制热模式下，当满足化霜条件时(例如当室外化霜感温包的检测值小于一定数值后即进入化霜模式)，热泵系统中的四通阀换向，使系统由制热模式转成制冷模式，一旦四通阀完成换向，室外换热器就变成冷凝器，由于室外换热器直接接收压缩机排出的高温高压气态制冷剂，通过这种高温制冷剂散发的热量，将附着在室外换热器上的霜进行融化，形成液态水流出室外换热器，保证了室外换热器的换热通道的畅通，从而当热泵系统再次进入制热模式时，室外换热器便可以充分地从室外环境吸收热量，保证内机出风温度。
然而，在化霜过程中融化的霜，会变成水排放到室外换热器的下方，例如流到外机的接水盘上，进而经接水盘上的排水孔流走。在寒冷地带如我国东北、西北以及华北等地区，会出现气温骤降的可能，如白天气温接近0℃，可能会有雨夹雪等降水，但是夜间气温骤降，雨雪成冰会堵住排水孔而在底盘上积累，此时外机虽有化霜过程，但因排水孔被冰堵住而无法正常排水，造成化霜产生的水又在室外换热器的底部变成冰，进而使得室外换热器上的冰霜层不断生长，最终影响室外换热器的换热，这种现象会极大影响系统的换热性及可靠性。
发明内容
基于上述现状，本发明的主要目的在于提供一种热泵系统及其控制方法，其能有效消除在制热模式下运行时室外换热器底部的冰，从而解决因外机排水孔结冰而造成室外换热器的冰堵问题，实现制热除冰模式。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
根据本发明的第一方面，一种热泵系统，包括压缩机、第一四通阀、第二四通阀、室外换热器和室内换热器，其中，所述第一四通阀用于在室外换热器和室内换热器之间进行制冷剂流向的切换，所述室外换热器包括第一换热部和第二换热部，所述第一换热部和所述第二换热部之间设有流路切换装置，用于断开或接通所述第一换热部和所述第二换热部之间的连通，所述第二四通阀用于使得在制热模式下能够向所述第一换热部中通入高温制冷剂，使得所述热泵系统进入制热除冰模式。
优选地，所述压缩机具有喷焓口和吸气口，在制热除冰模式下，所述第二四通阀使所述第一换热部连接于所述喷焓口和所述吸气口之间；和/或，
所述第一换热部位于所述室外换热器的底部，所述第二换热部位于所述第一换热部的上方。
优选地，所述第二四通阀具有第一端口、第二端口、第三端口和第四端口，其中，所述第一端口与所述喷焓口相通，所述第二端口和所述第四端口分别用于连通所述第一换热部的两端，所述第三端口用于连通所述吸气口。
优选地，所述流路切换装置包括设置在所述第一换热部第一端的第一三通换向阀和设置在所述第一换热部第二端的第二三通换向阀；和/或，
所述第三端口与所述吸气口之间还设有节流装置。
优选地，所述室外换热器的第一端设有集流管，所述集流管与所述第二换热部相通，当所述第一三通换向阀切换至第一状态时，所述第一换热部的第一端与所述集流管相通，当所述第一三通换向阀切换至第二状态时，所述第一换热部的第一端与所述第二四通阀的第二端口相通；和/或，
所述室外换热器的第二端设有分流器，所述分流器与所述第二换热部相通，当所述第二三通换向阀切换至第一状态时，所述第一换热部的第二端与所述分流器的一个分流支路相通，当所述第二三通换向阀切换至第二状态时，所述第一换热部的第二端与所述第二四通阀的第四端口相通。
优选地，所述第二换热部包括多个并列的换热管，每个换热管的第一端均与所述集流管相通，和/或，每个换热管的第二端分别与所述分流器的一个分流支路相通。
优选地，所述分流器的每个分流支路中均设有节流元件。
优选地，还包括过冷器，所述过冷器具有第一通路和第二通路，所述第一通路的第一端和第二端分别用于连通所述室外换热器和所述室内换热器，所述第二通路的第一端连通所述第二四通阀的第四端口，所述第二通路的第二端经由过冷器节流装置连通所述第一通路的第二端。
优选地，所述过冷器与所述室外换热器之间设有第一节流部件，和/或，所述过冷器与所述室内换热器之间设有第二节流部件。
优选地，所述室内换热器的两端分别设有第一截止阀和第二截止阀；和/或，
所述吸气口与所述第一四通阀之间设有气液分离器。
根据本发明的第二方面，一种用于控制前面所述的热泵系统的方法，包括步骤：
S10、控制所述热泵系统以制热模式运行；
S30、控制所述流路切换装置的状态，断开所述第一换热部和所述第二换热部之间的连通，控制所述第二四通阀的状态，向所述第一换热部中通入高温制冷剂，使所述热泵系统进入制热除冰模式。
优选地，所述第二四通阀的第一端口与压缩机的喷焓口相通，第二端口和第四端口分别用于连通所述第一换热部的两端，第三端口用于连通所述吸气口；步骤S30中，控制所述第二四通阀的状态的操作包括：使所述第一端口与所述第二端口在阀内导通、所述第三端口与所述第四端口在阀内导通。
优选地，在步骤S10和步骤S30之间，还包括步骤：
S20、控制所述热泵系统进入化霜模式：控制所述流路切换装置的状态，接通所述第一换热部和所述第二换热部之间的连通，控制所述第一四通阀切换状态，改变制冷剂的流向；在所述第一四通阀切换状态完成后，经过第一预定时长后，再次控制所述第一四通阀切换状态，之后执行步骤S30。
优选地，步骤S30中，进入制热除冰模式后，检测位于所述室外换热器下侧的构件的温度T，并与预设温度值a进行比较，当在第二预定时长内始终满足T≥a时，执行步骤：
S40、退出制热除冰模式，返回制热模式。
优选地，所述第二预定时长为30-300s；和/或，所述预设温度值a为0.5-2℃。
优选地，步骤S10中：
控制所述流路切换装置的状态，接通所述第一换热部和所述第二换热部之间的连通；和/或，控制所述第二四通阀的状态，使所述第一端口与所述第四端口在阀内导通、所述第三端口与所述第二端口在阀内导通。
优选地，还包括控制所述热泵系统进入制冷模式的步骤，所述步骤中：
控制所述流路切换装置的状态，接通所述第一换热部和所述第二换热部之间的连通；和/或，控制所述第二四通阀的状态，使所述第一端口与所述第二端口在阀内导通、所述第三端口与所述第四端口在阀内导通。
本发明的热泵系统能够方便地实现低温制热除冰功能，在低温制热条件下保证室外换热器底部的冰层化掉，使室外换热器下侧的排水孔正常排水，同时，在正常的制冷、制热模式下，又不会占用室外换热器的分路，保证正常的换热面积和换热能力。
特别地，本发明的热泵系统能够将室外换热器底部的一部分换热管与其余换热管相互分隔开，并利用第二四通阀的切换功能，在制热模式下，向室外换热器底部的那一部分换热管中通入高温制冷剂，以化除外机底盘上的冰，从而可以在化霜过程中以及化霜过程结束后，强化室外换热器的化霜效果。
附图说明
以下将参照附图对根据本发明的热泵系统及其控制方法的优选实施方式进行描述。图中：
图1为根据本发明的优选实施方式的热泵系统的原理示意图；
图2示出了图1的热泵系统在制冷模式下的制冷剂流向；
图3示出了图1的热泵系统在制热模式下的制冷剂流向；
图4示出了图1的热泵系统在化霜模式下的制冷剂流向；
图5示出了图1的热泵系统在制热除冰模式下的制冷剂流向；
图6示出了本发明的优选实施方式的热泵系统的控制方法流程图。
具体实施方式
热泵系统(如热泵式空调)一旦进入化霜模式后，由于四通阀的换向，室内机不再做冷凝器，而变成蒸发器，温度变低，此时为不降低室内温度，需要将内机风机关闭，防止室内吹冷风。但这样做的同时，也关闭了蒸发器吸收热量的热源，此时，冷凝热只等于压缩机耗功产生的热量(而在制冷循环中，冷凝热＝蒸发吸热量+压缩机耗功的当热量)，因此，增加压缩机耗功对于缩短化霜时间有着重要的作用。
然而，目前很多热泵系统的外机产品中，使用的是普通变频高压腔涡旋压缩机，即使用的是非增焓涡旋变频压缩机，与增焓变频涡旋压缩机相比，有着“同频能力低、同能力能效低、高频排气温度高、低温工况制热能力低”等缺点。
为此，现有技术中出现了一种针对寒冷地带的超低温热泵空调系统，其不仅可以有效降低环境的污染，也能提高能源利用率，而低温增焓(EVI：Enhanced VaporInjection)多联机，就是针对高能效、高制热能力而研发的一款新型多联机，其核心部件在于增焓压缩机的应用，其优势如下：
(1)低温增焓超强制热多联机，主要提高制热能力。其基本原理如下：制热增焓模式下，结合带经济器的系统设计，可以提高蒸发器入口和出口之间的焓差、并增大压缩机出口的制冷剂流量和提高压缩过程的做功，从而使系统的制热量显著增加。同时引进喷焓，可以有效降低排气温度，保护压缩机，延长系统寿命。
(2)“制冷过冷或双模式增焓+带经济器”主要提高制冷能力。其基本原理如下：制冷模式下，从冷凝器出来的液体经过过冷器进一步冷却，增加了过冷度，蒸发器入口和出口之间的焓差增加，从室内环境中多吸收了热量，进而降低了室内温度，达到提高制冷能力的目的。
然而，这种超强制热多联机虽然在低温工况下的制热能力高，但是在低温工况下，仍然难以解决因外机排水孔结冰而造成室外换热器的冰堵问题。
为此，本发明的第一方面提供了一种热泵系统，能够解决上述问题，该热泵系统优选为超强制热多联机，但也可以是其他机型。
如图1所示，本发明的热泵系统包括压缩机1、第一四通阀2、第二四通阀8、室外换热器3和室内换热器6，所述压缩机1优选为增焓压缩机，具有排气口Q、喷焓口P(即设置在压缩机中压腔的气口)和吸气口N，从而所述热泵系统优选为超强制热机型。其中，所述第一四通阀2为主四通阀，用于在室外换热器3和室内换热器6之间进行制冷剂流向的切换，以改变热泵系统的运行模式，例如制冷或制热等，第一四通阀1具有第一端口D、第二端口F、第三端口E和第四端口S，其中，所述第一端口D与所述排气口Q相通，所述第二端口F与所述室外换热器3相通，所述第三端口E与所述吸气口N相通(优选经气液分离器7连通吸气口N)，所述第四端口S与所述室内换热器6相通。
所述室外换热器3包括第一换热部和第二换热部(图中未详细示出)，所述第一换热部优选位于室外换热器的底部，所述第二换热部则优选位于所述第一换热部上方，所述第一换热部和所述第二换热部之间设有流路切换装置9、11，用于断开或接通所述第一换热部和所述第二换热部之间的连通，使得第一换热部既可以与第二换热部相通以便共同用作蒸发器或冷凝器，又可以与第二换热部断开连通而各自通入不同属性的制冷剂。所述第二四通阀8用于使得在制热模式下能够向所述第一换热部中通入高温制冷剂(即压缩机提供的高温制冷剂)，以使得所述热泵系统进入制热除冰模式。也即，所述第二四通阀8有两个端口与第一换热部的两端相连，而另两个端口则例如可连接热泵系统中的其他支路，使得在制热模式下且第二四通阀8处于某一状态下时，热泵系统中的高温制冷剂能够顺利地流入第一换热部中。
本发明的热泵系统能够方便地实现低温制热除冰功能，在低温制热条件下保证室外换热器底部的冰层化掉，使室外换热器底部的排水孔正常排水，同时，在正常的制冷、制热模式下，又不会占用室外换热器的分路，保证正常的换热面积和换热能力。
特别地，本发明的热泵系统能够将室外换热器底部的一部分换热管(例如最底下的一路换热管，也即离外机接水盘最近的换热管)与其余换热管相互分隔开，并利用第二四通阀的切换功能，在制热模式下，向室外换热器底部的那一部分换热管中通入高温制冷剂，以化除外机底盘上的冰，从而可以在化霜过程中以及化霜过程结束后，强化室外换热器的化霜效果。
优选地，在制热除冰模式下，所述第二四通阀8使所述第一换热部连接于所述喷焓口P和所述吸气口N之间，这样，就可以使压缩机1的中压腔喷出中压高温气态制冷剂，通过第二四通阀8流入第一换热部中，经释放冷凝热，实现室外换热器3底部的换热后，再通过第二四通阀8流回压缩机的吸气口N。
优选地，如图1所示，所述第二四通阀8具有第一端口D1、第二端口F1、第三端口E1和第四端口S1，其中，所述第一端口D1与所述喷焓口P相通，所述第二端口F1和所述第四端口S1分别用于连通所述第一换热部的两端，所述第三端口E1用于连通所述吸气口N(优选经气液分离器7连通所述吸气口N)，也即与所述第一四通阀2的第三端口E相通。因此，在制热除冰模式下，第二四通阀8的第一端口D1和第二端口F1在阀内导通，第三端口E1和第四端口S1在阀内导通。
优选地，所述第二四通阀8的第三端口E1与所述吸气口N之间还设有节流装置15，优选为毛细管，并且节流装置15优选设置在所述气液分离器7的上游侧。
优选地，如图1所示，所述流路切换装置包括设置在所述第一换热部第一端(图中为左端)的第一三通换向阀9和设置在所述第一换热部第二端(图中为右端)的第二三通换向阀11，从而可通过控制第一三通换向阀9和第二三通换向阀11而方便地实现第一换热部与第二换热部之间的通断状态的切换、以及第一换热部与第二四通阀8之间的连接状态的切换。
优选地，如图1所示，所述室外换热器3的第一端(图中为左端，例如为与第一四通阀2相连的一端)设有集流管10，所述集流管10与所述第二换热部相通。当所述第一三通换向阀9切换至第一状态时，所述第一换热部的第一端与所述集流管10相通，也即与第二换热部相通；当所述第一三通换向阀切换至第二状态时，所述第一换热部的第一端与所述第二四通阀8的第二端口F1相通。具体地，第一三通换向阀9具有第一端口A1、第二端口B1和第三端口C1，其中，第一端口A1连通所述第一换热部的第一端，第二端口B1连通集流管10，第三端口C1连通第二四通阀8的第二端口F1。于是，当所述第一三通换向阀9切换至第一状态时，第一端口A1和第二端口B1在阀内导通；当所述第一三通换向阀9切换至第二状态时，第一端口A1和第三端口C1在阀内导通。
优选地，如图1所示，所述室外换热器3的第二端(图中为右端)设有分流器12，其例如包括多个分流支路，分别用于连通室外换热器3内部的多个换热管(包括第二换热部的换热管和第一换热部的换热管)，也即，所述分流器12与所述第二换热部相通，当所述第二三通换向阀11切换至第一状态时，所述第一换热部的第二端与所述分流器12的一个分流支路相通，当所述第二三通换向阀11切换至第二状态时，所述第一换热部的第二端与所述第二四通阀8的第四端口S1相通。具体地，第二三通换向阀9具有第一端口A2、第二端口B2和第三端口C2，其中，第一端口A2连通所述第一换热部的第二端，第二端口B2连通分流器12的一个分流支路，第三端口C2连通第二四通阀8的第四端口S2。于是，当所述第二三通换向阀11切换至第一状态时，第一端口A2和第二端口B2在阀内导通；当所述第二三通换向阀9切换至第二状态时，第一端口A2和第三端口C2在阀内导通。
于是，当第一三通换向阀9和第二三通换向阀11同时切换至第一状态时，第一换热部和第二换热部并联，可共同用作蒸发器或冷凝器；当第一三通换向阀9和第二三通换向阀11同时切换至第二状态时，第一换热部与第二换热部彼此隔离，第一换热部便可以单独通入高温制冷剂，以用于制热除冰。
优选地，所述第二换热部包括多个并列的换热管，每个换热管的第一端均与所述集流管10相通，每个换热管的第二端分别与所述分流器12的一个分流支路相通。
优选地，如图1所示，所述分流器12的每个分流支路上均设有节流元件13，优选为毛细管。
优选地，如图1所示，本发明的热泵系统还包括过冷器5，所述过冷器5具有第一通路和第二通路，所述第一通路的第一端J用于连通所述室外换热器3，例如经由所述分流器12连通所述室外换热器3；所述第一通路的第二端K用于连通所述室内换热器6。所述第二通路的第一端L连通所述第二四通阀8的第四端口S1，也即同时连通所述第二三通换向阀11的第三端口C2，所述第二通路的第二端M经由过冷器节流装置(优选为过冷器电子膨胀阀)16连通所述第一通路的第二端K，也即同时连通所述室内换热器6。
优选地，如图1所示，所述过冷器5与所述室外换热器3之间设有第一节流部件14，例如为制热电子膨胀阀，优选设置在过冷器5的第一通路的第一端J与所述分流器12之间。所述过冷器5与所述室内换热器6之间设有第二节流部件17，例如为内机电子膨胀阀。
优选地，如图1所示，所述室内换热器6的两端分别设有第一截止阀18和第二截止阀19。例如，第一截止阀18优选设置在所述第二节流部件17和所述过冷器5之间，第二截止阀19优选设置在室内换热器6与第一四通阀2的第四端口S之间。
所述压缩机1的吸气口N与所述第一四通阀2的第三端口E之间设有所述气液分离器7。
本发明的热泵系统通过第二四通阀8、第一三通换向阀9和第二三通换向阀11的切换作用，实现制冷剂流体的换向，即实现制冷、制热、化霜模式下不占用室外换热器3的换热面积，而在制热除冰模式下实现切换，同时还不影响制冷、制热的正常运行效果。
以下参照图2-5说明本发明的优选实施方式的热泵系统在各个模式下的工作原理和制冷剂流向。
如图2所示，在制冷模式下，第一四通阀2的第一端口D和第二端口F在阀内导通、第三端口E和第四端口S在阀内导通，第二四通阀8的第一端口D1和第二端口F1在阀内导通、第三端口E1和第四端口S1在阀内导通，第一三通换向阀9的第一端口A1和第二端口B1在阀内导通，第二三通换向阀11的第一端口A2和第二端口B2在阀内导通，此时室外换热器3全部用于冷凝散热，即第一换热部的分路不被占用。制冷剂流向如图2中的箭头所示，增焓(EVI)压缩机1排气，通过第一四通阀2流入室外换热器3，经过制热电子膨胀阀(即第一节流部件14)后进入过冷器5，制冷剂在此分成两路：一路经过过冷器5的第一通路，过内机电子膨胀阀(即第二节流部件17)，再进入室内换热器6，再过第一四通阀2，进入气液分离器7，最后流到压缩机1的吸气口N回到压缩机1中，完成一次主循环；另一路则为从过冷器5的第一通路流出的一部分中温高压制冷剂，其经过过冷器节流装置(即过冷器电子膨胀阀)16的节流降压作用，变成低温低压气态制冷剂(同时还为过冷器5的第一通路进行降温，提高过冷度)，随后通过第二四通阀8流到气液分离器7中。此模式下，压缩机1的喷焓口P通过第二四通阀的第一端口D1和第二端口F1连通第一三通换向阀9的第三端口C1，由于该第三端口C1为截止状态，因此压缩机1的喷焓口P没有制冷剂流动，因而不起作用。
如图3所示，在正常的制热模式(亦可称为制热非除冰模式)下，第一四通阀2的第一端口D和第四端口S在阀内导通、第三端口E和第二端口F在阀内导通，第二四通阀8的第一端口D1和第四端口S1在阀内导通、第三端口E1和第二端口F1在阀内导通，第一三通换向阀9的第一端口A1和第二端口B1在阀内导通，第二三通换向阀11的第一端口A2和第二端口B2在阀内导通，此时室外换热器3全部用于蒸发吸热，即第一换热部的分路不被占用。制冷剂流向如图3中的箭头所示，增焓(EVI)压缩机1排气，通过第一四通阀2流入室内换热器6，随后经过过冷器5，制冷剂在此分成两路：一路经过过冷器5的第一通路进入室外换热器3，再经过第一四通阀2，进入气液分离器7，最后流到压缩机1的吸气口N回到压缩机1中，完成一次主循环；另一路经过过冷器节流装置(即过冷器电子膨胀阀)16，再经过第二四通阀8的第四端口S1和第一端口D1，到达压缩机1的喷焓口P，也即，一部分中温高压制冷剂，经过过冷器节流装置(即过冷器电子膨胀阀)16的节流降压作用，变成低温低压气态制冷剂，再经过第二四通阀8喷入压缩机1的中压腔，实现压缩机能力的提高。
如图4所示，在化霜模式下，第一四通阀2的第一端口D和第二端口F在阀内导通、第三端口E和第四端口S在阀内导通，第二四通阀8的第一端口D1和第二端口F1在阀内导通、第三端口E1和第四端口S1在阀内导通，第一三通换向阀9的第一端口A1和第二端口B1在阀内导通，第二三通换向阀11的第一端口A2和第二端口B2在阀内导通，此时室外换热器3全部用于冷凝散热化霜，即第一换热部的分路不被占用。制冷剂流向如图4中的箭头所示，增焓(EVI)压缩机1排气，通过第一四通阀2流入室外换热器3中，经过制热电子膨胀阀(即第一节流部件14)后进入过冷器5，制冷剂在此分成两路：一路经过过冷器5的第一通路，过内机电子膨胀阀(即第二节流部件17)，再进入室内换热器6，再过第一四通阀2，进入气液分离器7，最后流到压缩机1的吸气口N回到压缩机1中，完成一次主循环；另一路则为从过冷器5的第一通路流出的一部分中温高压制冷剂，其经过过冷器节流装置(即过冷器电子膨胀阀)16的节流降压作用，变成低温低压气态制冷剂，随后通过第二四通阀8的第四端口S1和第一端口D1，喷入压缩机1的中压腔，实现化霜快速进行。
如图5所示，在制热除冰模式下，第一四通阀2的第一端口D和第四端口S在阀内导通、第三端口E和第二端口F在阀内导通，第二四通阀8的第一端口D1和第二端口F1在阀内导通、第三端口E1和第四端口S1在阀内导通，第一三通换向阀9的第一端口A1和第三端口C1在阀内导通，第二三通换向阀11的第一端口A2和第三端口C2在阀内导通，即，室外换热器3的第一换热部的分路被占用，仅第二换热部的分路用于蒸发吸热。制冷剂流向如图5中的箭头所示，该模式下，制冷剂也分为两路，一路为增焓(EVI)压缩机1经排气口Q排气，通过第一四通阀2流入室内换热器6，随后经过过冷器5的第一通路到达分流器12，进入室外换热器3的第二换热部，再经过第一四通阀2，进入气液分离器7，最后流到压缩机1的吸气口N回到压缩机1中，完成一次主循环；另一路为压缩机1的中压腔经喷焓口P喷出中压高温气态制冷剂，通过第二四通阀8的第一端口D1和第二端口F1、以及第一三通换向阀9的第三端口C1和第一端口A1流入室外换热器3底部的第一换热部，经过释放冷凝热后，实现室外换热器3底部的换热，再通过第二三通换向阀11的第一端口A2和第三端口C2、以及第二四通阀8的第四端口S1和第三端口E1流入气液分离器7中。
综上可知，本发明的热泵系统的核心在于利用中压高温的喷焓中路(小流量、温度高)实现在制热模式下的辅助化冰化霜的效果，同时，又可以灵活控制，即正常制热、制冷运行时，不占用室外换热器的换热面积，可以让室外换热器的换热效果发挥到最大。因此，该制热除冰模式，优选可以在化霜模式结束后，制热模式已经形成(即第一四通阀2已经实现制热切换)的情况下启用，即，开启一段时间的延续制热化冰，当外机感温包检测到底盘温度或接水盘温度满足一定的温度条件时，退出制热除冰模式，恢复正常制热模式。例如，制热除冰模式的进入条件优选为：当化霜模式完成后，即第一四通阀2完成制热换向5s后，第一三通换向阀9和第二三通换向阀11上电，使各自的第一端口与第三端口在阀内导通，第二四通阀8的第一端口和第二端口在阀内导通、第三端口和第四端口在阀内导通，热泵系统便进入制热除冰模式；退出条件优选为：当相应的感温包连续1min内检测的温度均＞1℃时，退出制热除冰模式，进入制热非除冰模式(即正常的制热模式)。
在上述工作的基础上，本发明的第二方面提供了一种用于控制前面所述的热泵系统的方法，如图6所示，包括步骤：
S10、控制所述热泵系统以制热模式运行；
S30、控制所述流路切换装置的状态，断开所述第一换热部和所述第二换热部之间的连通，控制所述第二四通阀8的状态，向所述第一换热部中通入高温制冷剂，使所述热泵系统进入制热除冰模式。
在所述热泵系统的优选实施方式中，所述第二四通阀8的第一端口D1与压缩机1的喷焓口P相通，第二端口F1和第四端口S1分别用于连通所述第一换热部的两端，第三端口E1用于连通所述吸气口N；这种情况下，步骤S30中，控制所述第二四通阀8的状态的操作包括：使所述第一端口D1与所述第二端口F1在阀内导通、所述第三端口E1与所述第四端口S1在阀内导通。
在所述热泵系统的优选实施方式中，所述流路切换装置包括第一三通换向阀9和第二三通换向阀11，这种情况下，步骤S30中，控制所述流路切换装置的状态的操作包括：控制所述第一三通换向阀9和所述第二三通换向阀11均切换至第二状态。
优选地，步骤S10中：
控制所述流路切换装置的状态，接通所述第一换热部和所述第二换热部之间的连通；控制所述第二四通阀8的状态，使其第一端口D1与第四端口S1在阀内导通、第三端口E1与第二端口F1在阀内导通。
优选地，如图6所示，在步骤S10和步骤S30之间，还包括步骤：
S20、控制所述热泵系统进入化霜模式：控制所述流路切换装置的状态，接通所述第一换热部和所述第二换热部之间的连通，控制所述第一四通阀2切换状态，改变制冷剂的流向，即，压缩机1排出的高温高压制冷剂首先流入室外换热器3以进行冷凝散热。控制所述第二四通阀8切换状态，使第一端口D1和第二端口F1在阀内导通、第三端口E1和第四端口S1在阀内导通。
优选地，步骤S20中，在所述第一四通阀2切换状态完成后，经过第一预定时长t1后，再次控制所述第一四通阀2切换状态，返回制热模式，之后执行步骤S30。其中，第一预定时长t1例如为3-10s，优选为5s。
优选地，步骤S30中，进入制热除冰模式后，检测位于所述室外换热器3下侧的构件(例如外机底盘或接水盘)的温度T，例如通过相应的感温包进行检查，并与预设温度值a进行比较，当在第二预定时长t2内始终满足T≥a时，执行步骤：
S40、退出制热除冰模式，返回制热模式。也即，本步骤中，可首先控制所述流路切换装置的状态(例如，控制所述第一三通换向阀9和所述第二三通换向阀11均切换至第一状态)，接通所述第一换热部和所述第二换热部之间的连通；随后控制第二四通阀8切换状态，使第一端口D1和第四端口S1在阀内导通、第三端口E1和第二端口F1在阀内导通。
优选地，所述第二预定时长t2为30-300s，更优选为60s；和/或，所述预设温度值a为0.5-2℃，更优选为1℃。
优选地，如图6所示，还包括控制所述热泵系统进入制冷模式的步骤S50，所述步骤S50中：
控制所述流路切换装置的状态，接通所述第一换热部和所述第二换热部之间的连通；控制所述第二四通阀8的状态，使其第一端口D1与第二端口F1在阀内导通、第三端口E1与第四端口S在阀内导通。
本领域的技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各优选方案可以自由地组合、叠加。
应当理解，上述的实施方式仅是示例性的，而非限制性的，在不偏离本发明的基本原理的情况下，本领域的技术人员可以针对上述细节做出的各种明显的或等同的修改或替换，都将包含于本发明的权利要求范围内。

Claims (17)

1.一种热泵系统，其特征在于，包括压缩机、第一四通阀、第二四通阀、室外换热器和室内换热器，其中，所述第一四通阀用于在室外换热器和室内换热器之间进行制冷剂流向的切换，所述室外换热器包括第一换热部和第二换热部，所述第一换热部和所述第二换热部之间设有流路切换装置，用于断开或接通所述第一换热部和所述第二换热部之间的连通，所述第二四通阀用于使得在制热模式下能够向所述第一换热部中通入高温制冷剂，使得所述热泵系统进入制热除冰模式。
2.根据权利要求1所述的热泵系统，其特征在于，所述压缩机具有喷焓口和吸气口，在制热除冰模式下，所述第二四通阀使所述第一换热部连接于所述喷焓口和所述吸气口之间；和/或，
所述第一换热部位于所述室外换热器的底部，所述第二换热部位于所述第一换热部的上方。
3.根据权利要求2所述的热泵系统，其特征在于，所述第二四通阀具有第一端口、第二端口、第三端口和第四端口，其中，所述第一端口与所述喷焓口相通，所述第二端口和所述第四端口分别用于连通所述第一换热部的两端，所述第三端口用于连通所述吸气口。
4.根据权利要求3所述的热泵系统，其特征在于，所述流路切换装置包括设置在所述第一换热部第一端的第一三通换向阀和设置在所述第一换热部第二端的第二三通换向阀；和/或，
所述第三端口与所述吸气口之间还设有节流装置。
5.根据权利要求4所述的热泵系统，其特征在于，所述室外换热器的第一端设有集流管，所述集流管与所述第二换热部相通，当所述第一三通换向阀切换至第一状态时，所述第一换热部的第一端与所述集流管相通，当所述第一三通换向阀切换至第二状态时，所述第一换热部的第一端与所述第二四通阀的第二端口相通；和/或，
所述室外换热器的第二端设有分流器，所述分流器与所述第二换热部相通，当所述第二三通换向阀切换至第一状态时，所述第一换热部的第二端与所述分流器的一个分流支路相通，当所述第二三通换向阀切换至第二状态时，所述第一换热部的第二端与所述第二四通阀的第四端口相通。
6.根据权利要求5所述的热泵系统，其特征在于，所述第二换热部包括多个并列的换热管，每个换热管的第一端均与所述集流管相通，和/或，每个换热管的第二端分别与所述分流器的一个分流支路相通。
7.根据权利要求6所述的热泵系统，其特征在于，所述分流器的每个分流支路中均设有节流元件。
8.根据权利要求3所述的热泵系统，其特征在于，还包括过冷器，所述过冷器具有第一通路和第二通路，所述第一通路的第一端和第二端分别用于连通所述室外换热器和所述室内换热器，所述第二通路的第一端连通所述第二四通阀的第四端口，所述第二通路的第二端经由过冷器节流装置连通所述第一通路的第二端。
9.根据权利要求8所述的热泵系统，其特征在于，所述过冷器与所述室外换热器之间设有第一节流部件，和/或，所述过冷器与所述室内换热器之间设有第二节流部件。
10.根据权利要求1-9之一所述的热泵系统，其特征在于，所述室内换热器的两端分别设有第一截止阀和第二截止阀；和/或，
所述吸气口与所述第一四通阀之间设有气液分离器。
11.一种用于控制根据权利要求1-10之一所述的热泵系统的方法，其特征在于，包括步骤：
S10、控制所述热泵系统以制热模式运行；
S30、控制所述流路切换装置的状态，断开所述第一换热部和所述第二换热部之间的连通，控制所述第二四通阀的状态，向所述第一换热部中通入高温制冷剂，使所述热泵系统进入制热除冰模式。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述第二四通阀的第一端口与压缩机的喷焓口相通，第二端口和第四端口分别用于连通所述第一换热部的两端，第三端口用于连通所述吸气口；步骤S30中，控制所述第二四通阀的状态的操作包括：使所述第一端口与所述第二端口在阀内导通、所述第三端口与所述第四端口在阀内导通。
13.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，在步骤S10和步骤S30之间，还包括步骤：
S20、控制所述热泵系统进入化霜模式：控制所述流路切换装置的状态，接通所述第一换热部和所述第二换热部之间的连通，控制所述第一四通阀切换状态，改变制冷剂的流向；在所述第一四通阀切换状态完成后，经过第一预定时长后，再次控制所述第一四通阀切换状态，之后执行步骤S30。
14.根据权利要求11-13之一所述的方法，其特征在于，步骤S30中，进入制热除冰模式后，检测位于所述室外换热器下侧的构件的温度T，并与预设温度值a进行比较，当在第二预定时长内始终满足T≥a时，执行步骤：
S40、退出制热除冰模式，返回制热模式。
15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述第二预定时长为30-300s；和/或，所述预设温度值a为0.5-2℃。
16.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，步骤S10中：
控制所述流路切换装置的状态，接通所述第一换热部和所述第二换热部之间的连通；和/或，控制所述第二四通阀的状态，使所述第一端口与所述第四端口在阀内导通、所述第三端口与所述第二端口在阀内导通。
17.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，还包括控制所述热泵系统进入制冷模式的步骤，所述步骤中：
控制所述流路切换装置的状态，接通所述第一换热部和所述第二换热部之间的连通；和/或，控制所述第二四通阀的状态，使所述第一端口与所述第二端口在阀内导通、所述第三端口与所述第四端口在阀内导通。
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