CN108895584A - 一种不停机化霜提升制热能力的多联式热泵循环装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种不停机化霜提升制热能力的多联式热泵循环装置，包括四通阀、压缩机、多联室外换热器组和室内换热器，所述多联室外换热器组包括有至少两个并联设置的室外换热器模块；若检测到任意一个所述室外换热器模块的实时出口温度Tsi低于预定的化霜温度Tz时，则通过打开对应的化霜电磁阀及关闭对应的膨胀阀以使该室外换热器模块进行化霜工作，同时，其余所述室外换热器模块保持制热工作，直至到该室外换热器模块的实时出口温度Tsi高于预定的停止温度Tw后，则关闭对应的化霜电磁阀及开启对应的膨胀阀；利用热泵循环和不停机化霜相结合，极大地延长了多联机连续制热工作时间，极大地提高了热量需求端的用户体验，且整体构造简单，便于安装。

Description

一种不停机化霜提升制热能力的多联式热泵循环装置
技术领域
本发明涉及一种不停机化霜的多联式热泵循环装置，具体的说，是涉及一种用于多联机制热循环时不停机化霜的热泵循环装置，属于制冷空调设备技术领域。
背景技术
我国是世界上最大的空调生产大国，也是最大的空调使用大国，每年空调消耗的能源相当巨大，尤其随着“煤改电”政策的实施，对冬季热泵的需求和要求就越来越高，而冬季热泵使用过程中室外换热器的表面结霜问题严重影响着实际使用效果，还极大地增加了热泵使用过程中的能耗，降低了热舒适性。
空调在制热时，室内侧温度高，室外侧温度低。由于室外侧蒸发器的温度下降，在翅片会出现凝露水，结霜，在冬天运行制热时，还有可能结冰，会使得换热通道堵塞，造成制热效果差甚至不制热。因此空调在冬天或温度低的时候制热，需要进行除霜。
发明内容
针对现有技术的不足，针对现有热泵冬季容易结霜、连续制热时间不长（一般不超过30分钟）、制热舒适度一般等现实问题，提出一种既能保持室内机连续制热，同时室外机可以实现不停机化霜的新型循环，整体提高连续制热时间和提高送风舒适性等，具体提出了一种不停机化霜提升制热能力的多联式热泵循环装置。
为实现上述目的，本发明提供的方案为一种不停机化霜提升制热能力的多联式热泵循环装置，包括四通阀、压缩机、多联室外换热器组和室内换热器，其中，四通阀的四个接口分别与压缩机输出端口、室外换热器一端、多联室外换热器组及压缩机输入端口相连通；所述多联室外换热器组包括有至少两个并联设置的室外换热器模块，其中，各所述室外换热器模块分别通过对应的膨胀阀与室内换热器相连通；还包括有节流单元，其中，所述化霜节流单元一端与压缩机输出端口相连通且节流单元另一端分别通过对应的化霜电磁阀旁通连接于各室外换热器模块室与相对应的膨胀阀之间；若检测到任意一个所述室外换热器模块的实时出口温度Tsi低于预定的化霜温度Tz时，则通过打开对应的化霜电磁阀及关闭对应的膨胀阀以使该室外换热器模块进行化霜工作，同时，其余所述室外换热器模块保持制热工作，直至到该室外换热器模块的实时出口温度Tsi高于预定的停止温度Tw后，则关闭对应的化霜电磁阀及开启对应的膨胀阀。
进一步，所述压缩机的输出端口与四通阀之间设置有油气分离器。
进一步，所述压缩机的输入端口与四通阀之间设置有低压气液分离器。
进一步，任意一个所述室外换热器模块启动化霜工作，并运行预定的时间后，通过检测判断实时出口温度Tsi是否高于预定的停止温度Tw。
进一步，预设定的所述停止温度Tw比化霜温度Tz高5℃。
进一步，所述多联室外换热器组包括有并联设置的室外换热器模块一、室外换热器模块二和室外换热器模块三。
进一步， 所述膨胀阀包括有第一膨胀阀、第二膨胀阀和第三膨胀阀。
进一步，所述电磁阀包括有第一化霜电磁阀、第二化霜电磁阀和第三化霜电磁阀。
本方案的有益效果为：本发明利用热泵循环和不停机化霜相结合，极大地延长了多联机连续制热工作时间，极大地提高了热量需求端的用户体验，且整体构造简单，便于安装。
附图说明
图1是为本发明的不停机化霜的多联式热泵循环装置结构示意图。
其中，1-压缩机；2-油气分离器；3-化霜节流单元；4-低压气液分离器；5-室内换热器；6-室外换热器模块一；7-室外换热器模块二；8-室外换热器模块三；EVX1-第一膨胀阀；EVX2-第二膨胀阀；EVX3-第二膨胀阀；ST1-四通阀；SV1-第一化霜电磁阀；SV2-第二化霜电磁阀；SV3-第三化霜电磁阀。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明：
参见附图1所示，一种不停机化霜提升制热能力的多联式热泵循环装置，包括有四通阀ST1、压缩机1、油气分离器2、化霜节流单元3、低压气液分离器4、多联室外换热器组、室内换热器5、第一化霜电磁阀SV1、第二化霜电磁阀SV2、第三化霜电磁阀SV3、第一膨胀阀EVX1、第二膨胀阀EVX2和第三膨胀阀EVX3，其中，四通阀ST1包括有A、B、C和D接口。
在本实施例中，四通阀ST1的接口A与压缩机6的输出端口相连通且接口B与室内换热器5一端相连通，其中，油气分离器2设置于压缩机6的输出端口与四通阀ST1的接口A之间，即，压缩机6的输出端口与油气分离器2的输入端相连通且油气分离器2的输入端与四通阀ST1的接口A相连通。四通阀ST1的接口D分别与压缩机6的输入端口相连通，其中，低压气液分离器4设置于四通阀ST1的接口D分别与压缩机6的输入端口之间，即，低压气液分离器4的输入端与四通阀ST1的接口D相通且低压气液分离器4的输出端与压缩机6的输入端口相连通，利用低压气液分离器4以分离处理由四通阀ST1接口D所流出的含有少量凝液的制冷剂。
在本实施例中，所述多联室外换热器组包括有并联设置的室外换热器模块一6、室外换热器模块二7和室外换热器模块三8，其次，四通阀ST1的接口C与多联室外换热器组相连通，即，并联设置的室外换热器模块一6、室外换热器模块二7和室外换热器模块三8均与四通阀ST1的接口C相连通，从而使由室外换热器模块一6、室外换热器模块二7和室外换热器模块三8所流出的制冷剂可混合流向四通阀ST1的接口C。
在本实施例中，各室外换热器模块分别通过对应的膨胀阀与室内换热器5相连通，即，室外换热器模块一6、室外换热器模块二7和室外换热器模块三8分别通过第一膨胀阀EVX1、第二膨胀阀EVX2和第三膨胀阀EVX3与室内换热器5相连通相连通，分别通过调节第一膨胀阀EVX1、第二膨胀阀EVX2和第三膨胀阀EVX3的开度，以调节对应的室外换热器回路的制冷剂流量和制冷剂蒸发温度，也延缓了对应的室外换热器回路结霜的时间。
通过上述的四通阀ST1、压缩机6、油气分离器2、低压气液分离器4、多联室外换热器组、室内换热器5、第一膨胀阀EVX1、第二膨胀阀EVX2和第三膨胀阀EVX3连接组成，从而构成热泵系统的热泵循环回路；即，在热泵系统工作于制热模式下，由压缩机6的输出端所流出高温高压制冷剂依次经油气分离器2、四通阀ST1后，流入室内换热器5中与室内环境进行热交换（放热），再经过第一膨胀阀EVX1和/或第二膨胀阀EVX2和/或第三膨胀阀EVX3（根据实际工作运行的室外换热器数量所决定，使制冷剂相对应经过处于工作状态的室外换热器所对应的膨胀阀）流入室外换热器中与室外环境进行热交换（吸热），热交换后的制冷剂再依次经四通阀ST1、低压气液分离器4流回压缩机6的输入端口，从而便完成热泵系统的制热循环回路。
在本实施例中，化霜节流单元3一端与油气分离器2（实质上等同于压缩机6的输出端）相连通，且化霜节流单元3另一端分别通过对应的化霜电磁阀旁通连接于各室外换热器模块与相对应的膨胀阀之间，即，本实施例的化霜节流单元3另一端分别与第一化霜电磁阀SV1、第二化霜电磁阀SV2、第三化霜电磁阀SV3的一端相连接，且第一化霜电磁阀SV1、第二化霜电磁阀SV2、第三化霜电磁阀SV3的另一端分别旁通连接于室外换热器模块一6与第一膨胀阀EVX1之间的管路上、室外换热器模块二7与第二膨胀阀EVX2之间的管路上、室外换热器模块三8与第三膨胀阀EVX3之间的管路上，为此，第一化霜电磁阀SV1一端分别连接于室外换热器模块一6和第一膨胀阀EVX1相连通，第二化霜电磁阀SV2一端分别连接于室外换热器模块二7和第二膨胀阀EVX2相连通，第三化霜电磁阀SV3一端分别连接于室外换热器模块三8和第三膨胀阀EVX3相连通。通过上述的化霜节流单元3、第一化霜电磁阀SV1、第二化霜电磁阀SV2、第三化霜电磁阀SV3之间的连接构成了热泵系统的化霜回路，即，在热泵系统工作于制热模式下，且在室外低温环境下需要对至少一个室外换热器模块进行化霜时，则选择相对应的化霜电磁阀开启以及关闭相对应的膨胀阀，即，开启与需要化霜的室外换热器模块相连通的化霜电磁阀以及关闭与需要化霜的室外换热器模块相连通的膨胀阀，从而使由压缩机6的输出端所流出的高温高压制冷剂依次经油气分离器2后，部分流向化霜节流单元3（即，高温高压制冷剂一份为二，一部分流向化霜节流单元3且另一部分流向四通阀ST1用于正常的制热循环回路），制冷剂经化霜节流单元3节流后，经已开启的化霜电磁阀流向需要化霜的室外换热器模块中，此时的高温高压制冷剂在室外换热器模块内进行放热蒸发，以消除室外换热器模块的盘管凝结的霜，热交换后的制冷剂流出需要化霜的室外换热器模块，并且与其它室外换热器所流出的制冷剂进行混合一并经四通阀ST1、低压气液分离器4流回压缩机6的输入端口，以此循环，从而完成使热泵系统对室外换热器化霜工作。
在本实施例中，化霜节流单元3可以是毛细管、热力膨胀阀、节流管、电子膨胀阀。
另外，通过在任意一个室外换热器模块的换热盘管出口处分别安装有温度传感器，从而以通过温度传感器检测任意一个室外换热器的实时出口温度Tsi。因此，在热泵系统处于室外低温环境下，通过温度传感器实时检测各个室外换热器模块的实时出口温度Tsi是否低于预定的化霜温度Tz，其中，当任意一个室外换热器模块的实时出口温度Tsi低于化霜温度Tz时，该室外换热器模块则需要进行化霜，热泵系统启动化霜回路，即，开启与需要化霜的室外换热器模块相连通的化霜电磁阀以及关闭与需要化霜的室外换热器模块相连通的膨胀阀，从而对该室外换热器模块进行化霜，在室外换热器模块化霜的过程中，温度传感器实时检测到该室外换热器模块的实时出口温度Tsi，直至实时检测到实时出口温度Tsi高于预定的停止温度Tw后，则表示室外换热器模块化霜完成，则关闭对应的化霜电磁阀及开启对应的膨胀阀，从而使该室外换热器可继续制热工作。
其中，任意一个室外换热器模块启动化霜工作，并运行预定的时间后（为了便于理解，在本实施例中，此预定的时间为30s），通过检测判断实时出口温度Tsi是否高于预定的停止温度Tw，若Tsi高于停止温度Tw时，则表示化霜完成，此时便停止化霜工作；若Tsi低于停止温度Tw时，则表示化霜未完成，此时便继续化霜工作，直至温度传感器检测到实时出口温度Tsi高于停止温度Tw。由于在热泵系统在实际化霜时，有可能在刚启动化霜时，瞬时温度Tsi便高于超过Tw，而实际并没有完成化霜，为了保证机组能够平稳过渡，通过为化霜工作设置一段最小额定时间作，确保化霜的效果。其次，在本实施例中，预设定的所述停止温度Tw比化霜温度Tz高5℃，即，Tz=（Tw-5）℃，其中，停止温度Tw为室外环境温度下的湿球温度。
为了便于理解，通过结合以下具体的实施方式进行说明。
实际热泵系统在低温环境下制热运行时，预设定的停止温度Tw为6℃，化霜温度TZ为1℃的标准制热工况下，其中，任意一个室外换热器模块的实时出口温度Tsi会不断降低，当Tsi＜（Tw-5）℃时，即，Tsi＜1℃，此时的室外换热器模块的换热盘管出口温度会很快降低至0℃，进而使该室外换热器模块则需要进行化霜工作，因此，开启与需要化霜的室外换热器模块相连通的化霜电磁阀以及关闭与需要化霜的室外换热器模块相连通的膨胀阀，同时，不需要化霜的室外换热器模块相连的膨胀阀开度随之增大，待化霜工作运行30S以后，便检测该室外换热器模块的实时出口温度Tsi，若Tsi＞Tw时，即，Tsi＞6℃，则关闭对应的化霜电磁阀及开启对应的膨胀阀，从而停止化霜工作，该室外换热器模块进入正常的制热模块；反之，若Tsi＜Tw时，则继续化霜工作，并实时检测室外换热器模块的实时出口温度Tsi直至高于停止温度Tw。
在本实施例中，在热泵系统在化霜工作时，由压缩机1所流出的高温高压制冷剂部分流入化霜回路中的制冷剂流量为整个系统制冷剂循环流量的15%-20%，也就是油气分离器2排出的15-20%高温高压的制冷剂蒸汽经节流以后成为中温中压的制冷剂蒸汽直接进入待化霜的室外换热器模块中，其余制冷剂蒸汽则经四通阀进入无需化霜的室外换热器模块中进行正常制热工作，从而实现不停机提升制热能力的多联式热泵循环。
以上之实施例仅为本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案作出更多可能的变动和润饰，或修改均为本发明的等效实施例。故凡未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明之思路所作的等同等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种不停机化霜提升制热能力的多联式热泵循环装置，包括四通阀（ST1）、压缩机（1）、多联室外换热器组和室内换热器（5），其中，所述四通阀（ST1）的四个接口分别与压缩机（1）输出端口、室外换热器（5）一端、多联室外换热器组及压缩机（1）输入端口相连通；其特征在于：所述多联室外换热器组包括有至少两个并联设置的室外换热器模块，其中，各所述室外换热器模块分别通过对应的膨胀阀与室内换热器（5）相连通；还包括有节流单元（3），其中，所述化霜节流单元（3）一端与压缩机（1）输出端口相连通且节流单元（3）另一端分别通过对应的化霜电磁阀旁通连接于各室外换热器模块室与相对应的膨胀阀之间；若检测到任意一个所述室外换热器模块的实时出口温度Tsi低于预定的化霜温度Tz时，则通过打开对应的化霜电磁阀及关闭对应的膨胀阀以使该室外换热器模块进行化霜工作，同时，其余所述室外换热器模块保持制热工作，直至到该室外换热器模块的实时出口温度Tsi高于预定的停止温度Tw后，则关闭对应的化霜电磁阀及开启对应的膨胀阀。
2.根据权利要求1所述的一种不停机化霜提升制热能力的多联式热泵循环装置，其特征在于：所述压缩机（6）的输出端口与四通阀（ST1）之间设置有油气分离器（2）。
3.根据权利要求1所述的一种不停机化霜提升制热能力的多联式热泵循环装置，其特征在于：所述压缩机（6）的输入端口与四通阀（ST1）之间设置有低压气液分离器（4）。
4.根据权利要求1所述的一种不停机化霜提升制热能力的多联式热泵循环装置，其特征在于：任意一个所述室外换热器模块启动化霜工作，并运行预定的时间后，通过检测判断实时出口温度Tsi是否高于预定的停止温度Tw。
5.根据权利要求1所述的一种不停机化霜提升制热能力的多联式热泵循环装置，其特征在于：预设定的所述停止温度Tw比化霜温度Tz高5℃。
6.根据权利要求1所述的一种不停机化霜提升制热能力的多联式热泵循环装置，其特征在于：所述多联室外换热器组包括有并联设置的室外换热器模块一（6）、室外换热器模块二（7）和室外换热器模块三（8）。
7.根据权利要求6所述的一种不停机化霜提升制热能力的多联式热泵循环装置，其特征在于：所述膨胀阀包括有第一膨胀阀（EVX1）、第二膨胀阀（EVX2）和第三膨胀阀（EVX3）。
8.根据权利要求6所述的一种不停机化霜提升制热能力的多联式热泵循环装置，其特征在于：所述电磁阀包括有第一化霜电磁阀（SV1）、第二化霜电磁阀（SV2）和第三化霜电磁阀（SV3）。
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