CN109595849B - 换热系统、空调系统及除霜方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种换热系统、空调系统及除霜方法；该换热系统包括主循环单元，所述主循环单元用于提供制冷模式和制热模式，所述主循环单元包括依次串联连接的压缩机、四通阀、第一换热器及第二换热器；及旁通除霜单元，所述旁通除霜单元用于连通所述压缩机和所述第二换热器，使所述压缩机排出的气体能够引进至所述第二换热器进行除霜，所述旁通除霜单元包括串联连接的加热器及控制阀，所述加热器用于对流经所述旁通除霜单元的气体进行加热，所述控制阀用于打开或关闭所述旁通除霜单元。该换热系统能够提高除霜效果，用户体验感佳及对压缩机损坏小的优点。

Description

换热系统、空调系统及除霜方法

技术领域

本发明涉及空调设备技术领域，特别是涉及一种换热系统、空调系统及除霜方法。

背景技术

风冷冷(热)水机组作为中央空调系统的冷热源，由于其安装方便、运行操作简单，节能及易于模块化集成等特点,近年来得到了长足的进展。风冷冷(热)水机组在冬天制热时蒸发侧风侧翅片换热器与空气换热容易在翅片表面结霜，影响翅片换热效率，从而影响机组能力及可靠性运行。当霜层积累到一定程度时制热量显著衰减，必须进行除霜。

然而，传统的风冷冷(热)水机组的除霜效果并不理想，此外机组在除霜过程中容易影响用户的体验，同时对机组的压缩设备带来一定程度的损伤。

发明内容

基于此，针对传统的风冷冷(热)水机组的除霜效果并不理想，此外机组在除霜过程中容易影响用户的体验，同时对机组的压缩设备带来一定程度的损伤的问题，提出一种换热系统、空调系统及除霜方法；换热系统能够提高除霜效果，用户体验感佳及对压缩机损坏小的优点；上述空调系统包括该换热系统，因此，该空调系统具备除霜效果，用户体验感佳及对压缩机损坏小的优点；上述除霜方法可以实现提升除霜效果，同时提升用户的体验感功能。

具体技术方案如下：

一方面，本申请涉及一种除霜方法，包括：启动制热模式；

当检测到第二换热器的温度低于第一预设温度时，启动旁通除霜单元，使压缩机排出的气体能够沿所述旁通除霜单元流至所述第二换热器，并对流经所述旁通除霜单元的气体进行加热；

当检测到所述第二换热器的温度高于所述第一预设温度但低于所述第二预设温度时，关闭所述旁通除霜单元及所述制热模式，启动制冷模式，当检测到所述第二换热器的温度高于所述第二预设温度时，关闭所述制冷模式，启动所述制热模式。

上述除霜方法在使用时，控制所述换热系统处于制热模式，当检测到所述第二换热的温度低于第一预设位置时，认为所述第二换热器需要进行除霜处理，此时打开所述旁通除霜单元，使所述压缩机排出的气体能够经所述旁通除霜单元流至所述第二换热器，并对流经所述旁通除霜单元的气体进行加热，进而使流经所述第二换热器中的气体温度较高，从而提升除霜效果；相比传统的除霜方式，本申请的换热系统在使用时，用户体验感佳且对压缩机损坏小。

下面进一步对技术方案进行说明：

在其中一个实施例中，在当检测到所述第二换热器的温度高于所述第一预设温度但低于所述第二预设温度时，关闭所述旁通除霜单元及所述制热模式，启动制冷模式，当检测到所述第二换热器的温度高于所述第二预设温度时，关闭所述制冷模式，启动所述制热模式的步骤中包括：

在当检测到所述第二换热器的温度高于所述第一预设温度但低于所述第二预设温度，且当检测对流经所述旁通除霜单元的气体进行加热的时间大于预设时间时，关闭所述旁通除霜单元及所述制热模式，启动制冷模式；

当检测到所述第二换热器的温度高于所述第二预设温度时，关闭所述制冷模式，启动所述制热模式。

在其中一个实施例中，所述第一预设温度和所述第二预设温度均与换热系统所处的环境温度呈线性关系。

另一方面，本申请还涉及一种应用上述任一实施例中的除霜方法的换热系统，包括：主循环单元，所述主循环单元用于提供制冷模式和制热模式，所述主循环单元包括依次串联连接的压缩机、四通阀、第一换热器及第二换热器；旁通除霜单元，所述旁通除霜单元用于连通所述压缩机和所述第二换热器，使所述压缩机排出的气体能够引进至所述第二换热器进行除霜，所述旁通除霜单元包括串联连接的加热器及控制阀，所述加热器用于对流经所述旁通除霜单元的气体进行加热，所述控制阀用于打开或关闭所述旁通除霜单元。

上述换热系统在使用时，当所述换热系统处于制热模式时，且需要对第二换热器进行除霜时，打开所述旁通除霜单元，此时将所述压缩机排出的气体引进旁通除霜单元，由于所述旁通除霜单元包括加热器，所述加热器能够该气体进行加热，进而使流经所述第二换热器中的气体温度较高，从而提升除霜效果；相比传统的除霜方式，本申请的换热系统在使用时，用户体验感佳且对压缩机损坏小。

下面进一步对技术方案进行说明：

在其中一个实施例中，还包括第一温度传感器及控制器，所述第一温度传感器用于检测所述第二换热器的温度，所述控制器与所述控制阀、所述第一温度传感器及所述四通阀通信连接。

在其中一个实施例中，所述加热器包括加热体，所述加热体包括第一连接管，所述第一连接管的一端与所述控制阀连接并连通，所述第一连接管的另一端与所述第二换热器的进口连通。

在其中一个实施例中，所述加热器包括第二连接管和加热元件，所述第二连接管的一端与所述控制阀连接并连通，所述第二连接管的另一端与所述第二换热器的进口连通，所述加热元件设置于所述第二连接管的外壁，用于对所述第二连接管加热。

在其中一个实施例中，该换热系统还包括第二温度传感器，所述第二温度传感器用于检测所述换热系统所处的环境温度，所述第二温度传感器与所述控制器通信连接。

在其中一个实施例中，所述第一换热器为壳管换热器，所述第二换热器为翅片换热器。

在其中一个实施例中，该换热系统还包括计时器，所述计时器用于计算所述加热器的加热时间，所述计时器与所述控制器通信连接。

另一方面，本申请还涉及一种空调系统，包括上述任一实施例中的换热系统。

上述空调系统在使用时，当所述换热系统处于制热模式时，且需要对第二换热器进行除霜时，打开所述旁通除霜单元，此时将所述压缩机排出的气体引进旁通除霜单元，由于所述旁通除霜单元包括加热器，所述加热器能够该气体进行加热，进而使流经所述第二换热器中的气体温度较高，从而提升除霜效果；相比传统的除霜方式，本申请的换热系统在使用时，用户体验感佳且对压缩机损坏小。

附图说明

图1为换热系统的示意图；

图2为一实施例中的空调系统的除霜方法的流程图；

图3为另一实施例中的空调系统的除霜方法的流程图；

图4为另一实施例中的空调系统的除霜方法的流程图。

附图标记说明：

10、换热系统，102、压缩机，104、第一换热器，106、第二换热器，108、四通阀，110、电子膨胀阀，112、高压开关，114、排气感温包，116、第一过滤器，118、第二过滤器，120、第三过滤器，122、气液分离器，124、第一低压开关，126、第二低压开关，210、加热器，220、控制阀，310、第一温度传感器，320、第二温度传感器。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施方式，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用以解释本发明，并不限定本发明的保护范围。

需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当元件被称为“固设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

有必要指出的是，当元件被称为“固设于”另一元件时，两个元件可以是一体的，也可以是两个元件之间可拆卸连接。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体地实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

此外，还需要理解的是，在本实施例中，术语“下”、“上”、“前”、“后”、“左”、“右”、“内”、“外”、“顶”、“底”、“一侧”、“另一侧”、“一端”、“另一端”、等所指示的位置关系为基于附图所示的位置关系；“第一”、“第二”等术语，是为了区分不同的结构部件。这些术语仅为了便于描述本发明和简化描述，不能理解为对本发明的限制。

如图1所示，一实施例中的一种换热系统10，包括：主循环单元，主循环单元用于提供制冷模式和制热模式，主循环单元包括依次串联连接的压缩机102、四通阀108、第一换热器104及第二换热器106；旁通除霜单元，旁通除霜单元用于连通压缩机102和第二换热器106，使压缩机102排出的气体能够引进至第二换热器106进行除霜，旁通除霜单元包括串联连接的加热器210及控制阀220，加热器210用于对流经所述旁通除霜单元的气体进行加热，控制阀220用于打开或关闭旁通除霜单元。

上述换热系统10在使用时，当所述换热系统10处于制热模式时，且需要对第二换热器106进行除霜时，打开旁通除霜单元，此时将压缩机102排出的气体引进旁通除霜单元，由于旁通除霜单元包括加热器210，加热器210能够该气体进行加热，进而使流经第二换热器106中的气体温度较高，从而提升除霜效果；相比传统的除霜方式，本申请的换热系统10在使用时，用户体验感佳且对压缩机102损坏小；在本次实施例中，控制阀220还能够调节开度，进而调整流经旁通除霜单元的气体量。

在上述实施例的基础上，该换热系统10还包括第一温度传感器310及控制器，第一温度传感器310用于检测第二换热器106的温度，控制器与控制阀220、第一温度传感器310及四通阀108通信连接。如此，当换热系统处于制热模式时，且当第一温度传感器310检测到第二换热器106的温度低于第一预设温度时，此时，认为第二换热器106需要进行除霜处理，此时控制器控制控制阀220打开，进而打开旁通除霜单元，此时将压缩机102排出的气体引进旁通除霜单元，由于旁通除霜单元包括加热器210，加热器210能够该气体进行加热，进而使流经第二换热器106中的气体温度较高，从而提升除霜效果；相比传统的除霜方式，本申请的换热系统10在使用时，用户体验感佳且对压缩机102损坏小。在本次实施例中，第一换热器104为风冷冷(热)水机组中的水侧换热器，第二换热器106为风冷冷(热)水机组中的风侧换热器，控制阀是电磁阀。

在上述实施例的基础上，加热器210包括加热体，加热体包括第一连接管，第一连接管的一端与控制阀220连接并连通，第一连接管的另一端与第二换热器106的进口连通。如此，在使用时，由于加热体自身可以进行加热蓄热，进而，当由压缩机102排出的气体流经第一连接管时，气体可以得到加热，进而，当该气体进入第二换热器106时气体的温度较高，进而实现提升除霜效果。

当然了，在别的实施例中，加热器210包括第二连接管和加热元件，第二连接管的一端与控制阀220连接并连通，第二连接管的另一端与第二换热器106的进口连通，加热元件设置于第二连接管的外壁，用于对第二连接管加热。如此，通过加热元件对第二连接管进行加热，进而间接的对流经第二连接管内的气体进行加热，进而实现提升除霜效果；具体地，加热元件可以是电热带或者是电热圈等。

如图1所示，在上述任一实施例的基础上，该换热系统10还包括第二温度传感器320，第二温度传感器320用于检测换热系统10所处的环境温度，第二温度传感器320与控制器通信连接。如此，通过第二温度传感器320检测到的环境温度作为参考值，来判断机组的制热性能。

在上述任一实施例的基础上，该换热系统10还包括计时器，计时器用于计算加热器210的加热时间，计时器与控制器通信连接。如此，通过计时器检测加热器210的加热时间，可以判断第二换热器106是否除霜完毕。

本申请还涉及一种空调系统，一实施例中的空调系统包括上述任一实施例中的换热系统10。

上述空调系统在使用时，当所述换热系统10处于制热模式时，且需要对第二换热器进行除霜时，打开旁通除霜单元，此时将压缩机102排出的气体引进旁通除霜单元，由于旁通除霜单元包括加热器210，加热器210能够该气体进行加热，进而使流经第二换热器106中的气体温度较高，从而提升除霜效果；相比传统的除霜方式，本申请的换热系统10在使用时，用户体验感佳且对压缩机102损坏小。

如图2所示，此外，本申请还涉及一种换热系统10的除霜方法，一实施例中的换热系统10的除霜方法包括：

S100：启动制热模式；如此，可以手动或者相应的控制器控制换热系统10启动制热模式。此时，制冷剂沿压缩机102流经排气感温包114、高压开关112、四通阀108的S口、四通阀108的E口、第三过滤器120、第一换热器104、第二过滤器118、电子膨胀阀110、第一过滤器116、第二换热器106、第二温度传感器320、四通阀108的C口、四通阀108的D口、气液分离器122、第一低压开关124、第二低压开关126然后回到压缩机102。

S200：当检测到第二换热器106的温度低于第一预设温度时，启动旁通除霜单元，使压缩机102排出的气体能够沿旁通除霜单元流至第二换热器，并对流经所述旁通除霜单元的气体进行加热，当检测到第二换热器106的温度高于第二预设温度时，关闭旁通除霜单元；其中，第一预设温度小于第二预设温度。具体地，可以通过相应的温度传感器检测第二换热器106的温度，当检测到第二换热器106的温度低于第一预设温度时，通过控制器打开旁通除霜单元，并通过加热器210等加热设备对流经所述旁通除霜单元的气体进行加热，使压缩机102排出的气体流至第二换热器时的温度较高，起到除霜的目的；当温度传感器检测到第二换热器106的温度高于第二预设温度时，通过控制器控制关闭旁通除霜单元，完成对机组除霜。在本次实施例中，第二换热器106风冷冷(热)水机组中的风侧换热器。

上述换热系统10的除霜方法在使用时，控制换热系统10处于制热模式，当检测到第二换热的温度低于第一预设温度时，认为第二换热器106需要进行除霜处理，此时打开旁通除霜单元，使压缩机102排出的气体能够经旁通除霜单元流至第二换热器106，并对流经所述旁通除霜单元的气体进行加热，进而使流经第二换热器106中的气体温度较高，从而提升除霜效果；相比传统的除霜方式，本申请的换热系统10在使用时，用户体验感佳且对压缩机102损坏小。

如图3所示，具体地，在本次实施例中，在当检测到第二换热器106的温度低于第一预设温度时，启动旁通除霜单元，使压缩机102排出的气体能够沿旁通除霜单元流至第二换热器106，并对流经所述旁通除霜单元的气体进行加热，当检测到第二换热器106的温度高于第二预设温度时，关闭旁通除霜单元的步骤中包括：

T100：当检测到第二换热器106的温度低于第一预设温度时，启动旁通除霜单元，使压缩机102排出的气体能够沿旁通除霜单元流至第二换热器106，并对流经所述旁通除霜单元的气体进行加热；具体地，可以通过相应的温度传感器检测第二换热器106的温度，当检测到第二换热器106的温度低于第一预设温度时，通过控制器打开旁通除霜单元，并通过加热器210等加热设备对流经所述旁通除霜单元的气体进行加热，使压缩机102排出的气体流至第二换热器106时气体的温度较高，起到除霜的目的。当机组开启旁通除霜单元时，制冷剂流经压缩机102、排气感温包114、高压开关112、四通阀108的S口、四通阀108的E口、沿E口出来后，小部分制冷剂沿控制阀220、加热器210至第二换热器106进行除霜、大部分制冷剂经过第一换热器104、第二过滤器118、电子膨胀阀110、第一过滤器116至第二换热器106。除霜完毕后，小部分制冷剂冷凝成液体，与经过电子膨胀阀节流后的大部分制冷剂混合，再次进入第二换热器106向外界吸收热量；值得一提的是，虽然大部分制冷剂进入第二换热器106吸热导致结霜，但是由于小部分制冷剂温度高，所以第二换热器106整体的温度还是在提升。

T200：当检测到第二换热器106的温度高于第一预设温度但低于第二预设温度时，关闭旁通除霜单元及制热模式，启动制冷模式，当检测到第二换热器106的温度高于第二预设温度时，关闭制冷模式，启动制热模式。具体地，当温度传感器检测到第二换热器106的温度高于第一预设温度但低于第二预设温度时，通过控制器控制关闭旁通除霜单元及制热模式，启动制冷模式，此时相对制热模式，换热系统10中的制冷剂处于逆循环，此时，制冷剂在第二换热器106出放热，进而实现除霜功能；由于，在启动制冷模式之前，通过旁通除霜单元的气体已经提升了第二换热器106的温度，进而，采用制冷模式除霜的时间比较短，进而，相对传统的机组，影响用户体验感的时间较短，当温度传感器检测到第二换热器106的温度高于第二预设温度时，通过控制器关闭制冷模式，启动制热模式，完成对机组除霜。当机组启动制冷模式时，制冷剂沿压缩机102流经排气感温包114、高压开关112、四通阀108的S口、四通阀108的C口、第二温度传感器320、第二换热器106、第一过滤器116、电子膨胀阀110、第二过滤器118、第一换热器104、四通阀108的E口、四通阀108的D口、气液分离器122、第一低压开关124、第二低压开关126然后回到压缩机102。

如图4所示，在上述实施例的基础上，具体到本次实施例中，在当检测到第二换热器106的温度高于第一预设温度但低于第二预设温度时，关闭旁通除霜单元及制热模式，启动制冷模式，当检测到第二换热器106的温度高于第二预设温度时，关闭制冷模式，启动制热模式的步骤中包括：

T300：在当检测到第二换热器106的温度高于第一预设温度但低于第二预设温度，且当检测对流经所述旁通除霜单元的气体进行加热的时间大于预设时间时，关闭旁通除霜单元及制热模式，启动制冷模式；具体地，当温度传感器检测到第二换热器106的温度高于第一预设温度但低于第二预设温度时，且通过计时器检测到流经所述旁通除霜单元的气体进行加热的时间大于预设时间时，此时通过控制器控制关闭旁通除霜单元及制热模式，启动制冷模式，此时相对制热模式，换热系统10中的制冷剂处于逆循环，此时，制冷剂在第二换热器106处放热，进而实现除霜功能；由于，在启动制冷模式之前，通过旁通除霜单元的气体已经提升了第二换热器106的温度，进而，采用制冷模式除霜的时间比较短，因而，相对传统的机组，影响用户体验感的时间较短。在本次实施例中，预设时间可以根据加热器210的加热功率和环境参考温度对应设置；有必要指出的是，当检测到流经所述旁通除霜单元的气体进行加热的时间小于预设时间时，则继续对流经所述旁通除霜单元的气体进行加热，并检测所述第二换热器106的温度。

T400：当检测到第二换热器106的温度高于第二预设温度时，关闭制冷模式，启动制热模式。具体地，当检测到第二换热器106的温度高于第二预设温度时，通过控制器关闭制冷模式，启动制热模式，完成对机组除霜。

在上述任一实施例的基础上，第一预设温度和第二预设温度均与换热系统所处的环境温度呈线性关系。如此，可以根据机组所处的环境的环境温度相应的设置第一预设温度和第二预设温度，如此，控制精度较高。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种除霜方法，其特征在于，包括：

启动制热模式；

当检测到第二换热器的温度低于第一预设温度时，启动旁通除霜单元，使压缩机排出的气体能够沿所述旁通除霜单元流至所述第二换热器，并对流经所述旁通除霜单元的气体进行加热；

当检测到所述第二换热器的温度高于所述第一预设温度但低于所述第二预设温度时，关闭所述旁通除霜单元及所述制热模式，启动制冷模式，当检测到所述第二换热器的温度高于所述第二预设温度时，关闭所述制冷模式，启动所述制热模式。

2.根据权利要求1所述的除霜方法，其特征在于，在当检测到所述第二换热器的温度高于所述第一预设温度但低于所述第二预设温度时，关闭所述旁通除霜单元及所述制热模式，启动制冷模式，当检测到所述第二换热器的温度高于所述第二预设温度时，关闭所述制冷模式，启动所述制热模式的步骤中包括：

在当检测到所述第二换热器的温度高于所述第一预设温度但低于所述第二预设温度，且当检测对流经所述旁通除霜单元的气体进行加热的时间大于预设时间时，关闭所述旁通除霜单元及所述制热模式，启动制冷模式；

当检测到所述第二换热器的温度高于所述第二预设温度时，关闭所述制冷模式，启动所述制热模式。

3.根据权利要求2所述的除霜方法，其特征在于，所述第一预设温度和所述第二预设温度均与换热系统所处的环境温度呈线性关系。

4.一种应用权利要求1至3任一项所述的除霜方法的换热系统，其特征在于，包括：

主循环单元，所述主循环单元用于提供制冷模式和制热模式，所述主循环单元包括依次串联连接的压缩机、四通阀、第一换热器及第二换热器；及

旁通除霜单元，所述旁通除霜单元用于连通所述压缩机和所述第二换热器，使所述压缩机排出的气体能够引进至所述第二换热器进行除霜，所述旁通除霜单元包括串联连接的加热器及控制阀，所述加热器用于对流经所述旁通除霜单元的气体进行加热，所述控制阀用于打开或关闭所述旁通除霜单元。

5.根据权利要求4所述的换热系统，其特征在于，还包括第一温度传感器及控制器，所述第一温度传感器用于检测所述第二换热器的温度，所述控制器与所述控制阀、所述第一温度传感器及所述四通阀通信连接。

6.根据权利要求4所述的换热系统，其特征在于，所述加热器包括加热体，所述加热体包括第一连接管，所述第一连接管的一端与所述控制阀连接并连通，所述第一连接管的另一端与所述第二换热器的进口连通。

7.根据权利要求4所述的换热系统，其特征在于，所述加热器包括第二连接管和加热元件，所述第二连接管的一端与所述控制阀连接并连通，所述第二连接管的另一端与所述第二换热器的进口连通，所述加热元件设置于所述第二连接管的外壁，用于对所述第二连接管加热。

8.根据权利要求5所述的换热系统，其特征在于，还包括第二温度传感器，所述第二温度传感器用于检测所述换热系统所处的环境温度，所述第二温度传感器与所述控制器通信连接。

9.根据权利要求4至8任一项所述的换热系统，其特征在于，还包括计时器，所述计时器用于计算所述加热器的加热时间，所述计时器与所述控制器通信连接。

10.一种空调系统，其特征在于，包括权利要求4至9任一项所述的换热系统。