CN108592440A - 一种高效轨道热泵空调系统及其除霜方法 - Google Patents

一种高效轨道热泵空调系统及其除霜方法 Download PDF

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    • F25B49/02—Arrangement or mounting of control or safety devices for compression type machines, plants or systems

Abstract

本发明公开了一种高效轨道热泵空调系统及其除霜方法，系统包括压缩机、四通阀、冷凝器、蒸发器、第一单向阀、第二单向阀、第三单向阀、第四单向阀、储液罐、干燥过滤器、膨胀阀、视液镜和电磁阀。本发明通过第一单向阀、第二单向阀、第三单向阀和第四单向阀控制制冷剂流向，并在蒸发器前设置储液罐，从而能有效解决制热时制热量衰减能效降低的问题。本发明可广泛应用于空调机组中。

Description

一种高效轨道热泵空调系统及其除霜方法
技术领域
本发明涉及空调技术领域，尤其涉及一种高效轨道热泵空调系统及其除霜方法。
背景技术
现在的空调机组在制热时由于外温很低，制冷剂质量流量降低，未参加循环的过多制冷剂会占用原本容积就小的冷凝器(制冷时的蒸发器)的换热面积，从而导致制热量衰减能效降低。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明的目的在于一种能提高能效的高效轨道热泵空调系统及其除霜方法。
本发明所采取的技术方案是：
一种高效轨道热泵空调系统，包括压缩机、四通阀、冷凝器、蒸发器、第一单向阀、第二单向阀、第三单向阀、第四单向阀、储液罐、干燥过滤器、膨胀阀、视液镜和电磁阀，所述压缩机的输出端与四通阀的D口连通，所述四通阀的S口与压缩机的输入端连通，所述四通阀的C口与冷凝器的第一端口连通，所述四通阀的C口与冷凝器的第一端口之间的管道设有除霜温度传感器，所述四通阀的E口与蒸发器的第一端口连通，所述冷凝器安装有冷凝风机，所述蒸发器安装有蒸发风机，所述蒸发器的第二端口与储液罐连通，所述冷凝器的第二端口分别与第一单向阀的输出端和第三单向阀的输入端连通，所述蒸发器的第二端口分别与第二单向阀的输出端和第四单向阀的输入端连通，所述第三单向阀的输出端和第四单向阀的输出端均与干燥过滤器的输入端相连通，所述干燥过滤器的输出端通过视液镜和电磁阀进而与膨胀阀的输入端连通，所述膨胀阀的输出端分别与第一单向阀的输入端和第二单向阀的输入端相连通。
作为所述的一种高效轨道热泵空调系统的进一步改进，所述蒸发器上还安装有净化器。
作为所述的一种高效轨道热泵空调系统的进一步改进，还包括有排气温度保护器，所述排气温度保护器设置于压缩机的输出端与输入端之间。
作为所述的一种高效轨道热泵空调系统的进一步改进，还包括高压开关和低压开关，所述高压开关设置于压缩机的输出端与四通阀的D口之间，所述低压开关设置于四通阀的S口与压缩机的输入端之间。
本发明所采用的另一个方案是：
一种适用于所述的高效轨道热泵空调系统的除霜方法，采用双系统实现，具体包括以下步骤：
A、开始运行时，第一系统和第二系统同时进入制热工况；
B、实时检测是否满足所有的除霜条件，若是，则控制系统发出除霜信号，第一系统进入制冷工况，第一系统的冷凝风机停止工作，第一系统的室外侧换热器开始进行除霜，并执行步骤C；反之，则第一系统和第二系统保持当前的工作模式；
C、实时检测第一系统中是否满足任意一项除霜停止条件，若是，则第一系统进入制热工况，第一系统的室外侧换热器停止除霜，第二系统进入制冷工况，第二系统的冷凝风机停止工作，第二系统的室外侧换热器开始进行除霜，并执行步骤D；反之，则第一系统和第二系统保持当前的工作模式；
D、实时检测第二系统中是否满足任意一项除霜停止条件，若是，则第一系统和第二系统恢复至初始工作状态；反之，则第一系统和第二系统保持当前的工作模式。
作为所述的除霜方法的进一步改进，所述的除霜条件包括：
所述压缩机开启后连续运行时间超过45mi n；
液管温度低于-10℃，且持续时间超过5mi n；
环境温度与室外换热管温度之差≥8℃。
作为所述的除霜方法的进一步改进，所述的除霜停止条件包括：
液管温度大于5℃；
除霜时间超过5mi n；
除霜系统发出高压报警。
本发明的有益效果是：
本发明一种高效轨道热泵空调系统及其除霜方法通过第一单向阀、第二单向阀、第三单向阀和第四单向阀控制制冷剂流向，并在蒸发器前设置储液罐，从而能有效解决制热时制热量衰减能效降低的问题。
附图说明
图1是本发明一种高效轨道热泵空调系统的原理示意图；
图2是本发明除霜方法的步骤流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：
参考图1，本发明一种高效轨道热泵空调系统，包括压缩机1、四通阀2、冷凝器3、蒸发器4、第一单向阀5、第二单向阀6、第三单向阀7、第四单向阀8、储液罐9、干燥过滤器10、膨胀阀11、视液镜12和电磁阀13，所述压缩机1的输出端与四通阀2的D口连通，所述四通阀2的S口与压缩机1的输入端连通，所述四通阀2的C口与冷凝器3的第一端口连通，所述四通阀2的C口与冷凝器3的第一端口之间的管道设有除霜温度传感器14，所述四通阀2的E口与蒸发器4的第一端口连通，所述冷凝器3安装有冷凝风机15，所述蒸发器4安装有蒸发风机16，所述蒸发器4的第二端口与储液罐9连通，所述冷凝器3的第二端口分别与第一单向阀5的输出端和第三单向阀7的输入端连通，所述蒸发器4的第二端口分别与第二单向阀6的输出端和第四单向阀8的输入端连通，所述第三单向阀7的输出端和第四单向阀8的输出端均与干燥过滤器10的输入端相连通，所述干燥过滤器10的输出端通过视液镜12和电磁阀13进而与膨胀阀11的输入端连通，所述膨胀阀11的输出端分别与第一单向阀5的输入端和第二单向阀6的输入端相连通。
进一步作为优选的实施方式，所述蒸发器4上还安装有净化器17。
进一步作为优选的实施方式，还包括有排气温度保护器18，所述排气温度保护器18设置于压缩机1的输出端与输入端之间。
进一步作为优选的实施方式，还包括高压开关19和低压开关20，所述高压开关19设置于压缩机1的输出端与四通阀2的D口之间，所述低压开关20设置于四通阀2的S口与压缩机1的输入端之间。
本发明实施例中，每个系统中采用双冷凝器3并联的方式，这样单个系统中的冷凝器3并联使得单台冷凝风机15运行也可满足风量需求，并通过优化控制，最终能有效提高除霜效率及舒适性。在制冷时储液罐9在膨胀阀11后对系统没有影响，制热时在冷凝器3后作为一个储液罐9。制热时，压缩机1输出高温高压制冷剂至四通阀2的D口，然后从四通阀2的E口输出至蒸发器4中蒸发热量，然后利用第四单向阀8依次通过干燥过滤器10、视液镜12、电磁阀13和膨胀阀11，再通过第一单向阀5和冷凝器3后进入四通阀2的C口，最后制冷剂从S口输出回到压缩机1中，从而完成制热循环。制冷时，压缩机1输出高温高压制冷剂至四通阀2的D口，然后从四通阀2的C口输出至冷凝器3中冷凝成中温高压的液体，然后利用第三单向阀7依次通过干燥过滤器10、视液镜12、电磁阀13和膨胀阀11，再通过第二单向阀6和蒸发器4后进入四通阀2的C口，最后制冷剂从S口输出回到压缩机1中，从而完成制冷循环。
本实施例中，在同样工况下，常规热泵不加储液罐9系统压力接近保护值，制热量只有27.54kW，能效比约1.04。而本实施例中通过优化增加储液罐9的系统，压力接近设计值，且制热量达到36.16kW，能效比1.81，极大地提高了机组的能效和可靠性。
参考图2，本发明一种适用于所述的高效轨道热泵空调系统的除霜方法，采用双系统实现，具体包括以下步骤：
A、开始运行时，第一系统和第二系统同时进入制热工况；
B、实时检测是否满足所有的除霜条件，若是，则控制系统发出除霜信号，第一系统进入制冷工况，第一系统的冷凝风机15停止工作，第一系统的室外侧换热器开始进行除霜，并执行步骤C；反之，则第一系统和第二系统保持当前的工作模式；
C、实时检测第一系统中是否满足任意一项除霜停止条件，若是，则第一系统进入制热工况，第一系统的室外侧换热器停止除霜，第二系统进入制冷工况，第二系统的冷凝风机15停止工作，第二系统的室外侧换热器开始进行除霜，并执行步骤D；反之，则第一系统和第二系统保持当前的工作模式；
D、实时检测第二系统中是否满足任意一项除霜停止条件，若是，则第一系统和第二系统恢复至初始工作状态；反之，则第一系统和第二系统保持当前的工作模式。
进一步作为优选的实施方式，所述的除霜条件包括：
所述压缩机1开启后连续运行时间超过45mi n；
液管温度低于-10℃，且持续时间超过5mi n；
环境温度与室外换热管温度之差≥8℃。
进一步作为优选的实施方式，所述的除霜停止条件包括：
液管温度大于5℃；
除霜时间超过5mi n；
除霜系统发出高压报警。
本发明实施例中，将温度和时间控制参数作为控制除霜的依据，通风机正常运行，制冷(除霜)系统的冷凝风机15停止，制热系统的冷凝风机15运行，两个系统的压缩机1必需全部运行。客室空调的两套独立系统分别运行制冷和制热。
从上述内容可知，本发明与常规系统相比，每个系统配备单独的轴流风机，除霜时可以停止风机运行，使冷凝温度升高，提高融霜效率，使融化雪水充分蒸发，避免融霜周期内雪水没有排净而又在换热器底部重新冷冻。而且本发明除霜结束判断准确，除霜时风机停止运行，此时如果有霜层，实际则为冷冻水与翅片换热，机组不会报高压。当霜层全部融化，即静止空气与翅片换热，换热性能衰减严重，压力会上升，高压保护设置为退出融霜条件更能准确反应除霜情况，减小了过渡除霜的概率。并且客室内温度波动小，除霜时风机停止运行，系统对客室的制冷量减少，而另一个系统的制热量大于除霜系统的制冷量，不会造成对客室吹冷风情况。
以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (7)

1.一种高效轨道热泵空调系统，其特征在于：包括压缩机、四通阀、冷凝器、蒸发器、第一单向阀、第二单向阀、第三单向阀、第四单向阀、储液罐、干燥过滤器、膨胀阀、视液镜和电磁阀，所述压缩机的输出端与四通阀的D口连通，所述四通阀的S口与压缩机的输入端连通，所述四通阀的C口与冷凝器的第一端口连通，所述四通阀的C口与冷凝器的第一端口之间的管道设有除霜温度传感器，所述四通阀的E口与蒸发器的第一端口连通，所述冷凝器安装有冷凝风机，所述蒸发器安装有蒸发风机，所述蒸发器的第二端口与储液罐连通，所述冷凝器的第二端口分别与第一单向阀的输出端和第三单向阀的输入端连通，所述蒸发器的第二端口分别与第二单向阀的输出端和第四单向阀的输入端连通，所述第三单向阀的输出端和第四单向阀的输出端均与干燥过滤器的输入端相连通，所述干燥过滤器的输出端通过视液镜和电磁阀进而与膨胀阀的输入端连通，所述膨胀阀的输出端分别与第一单向阀的输入端和第二单向阀的输入端相连通。
2.根据权利要求1所述的一种高效轨道热泵空调系统，其特征在于：所述蒸发器上还安装有净化器。
3.根据权利要求1所述的一种高效轨道热泵空调系统，其特征在于：还包括有排气温度保护器，所述排气温度保护器设置于压缩机的输出端与输入端之间。
4.根据权利要求1所述的一种高效轨道热泵空调系统，其特征在于：还包括高压开关和低压开关，所述高压开关设置于压缩机的输出端与四通阀的D口之间，所述低压开关设置于四通阀的S口与压缩机的输入端之间。
5.一种适用于权利要求1～4任一项所述的高效轨道热泵空调系统的除霜方法，其特征在于，采用双系统实现，具体包括以下步骤：
A、开始运行时，第一系统和第二系统同时进入制热工况；
B、实时检测是否满足所有的除霜条件，若是，则控制系统发出除霜信号，第一系统进入制冷工况，第一系统的冷凝风机停止工作，第一系统的室外侧换热器开始进行除霜，并执行步骤C；反之，则第一系统和第二系统保持当前的工作模式；
C、实时检测第一系统中是否满足任意一项除霜停止条件，若是，则第一系统进入制热工况，第一系统的室外侧换热器停止除霜，第二系统进入制冷工况，第二系统的冷凝风机停止工作，第二系统的室外侧换热器开始进行除霜，并执行步骤D；反之，则第一系统和第二系统保持当前的工作模式；
D、实时检测第二系统中是否满足任意一项除霜停止条件，若是，则第一系统和第二系统恢复至初始工作状态；反之，则第一系统和第二系统保持当前的工作模式。
6.根据权利要求5所述的除霜方法，其特征在于：所述的除霜条件包括：
所述压缩机开启后连续运行时间超过45mi n；
液管温度低于-10℃，且持续时间超过5mi n；
环境温度与室外换热管温度之差≥8℃。
7.根据权利要求5所述的除霜方法，其特征在于：所述的除霜停止条件包括：液管温度大于5℃；
除霜时间超过5mi n；
除霜系统发出高压报警。
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