CN111928343A - 一种热泵空调系统及其除霜方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种热泵空调系统，其包括压缩机、室外换热器、第一室内换热器、换向组件、第一节流元件，所述压缩机通过换向组件与第一室内换热器和室外换热器分别相连，所述第一节流元件串联在所述第一室内换热器和所述室外换热器之间；还包括第二室内换热器和流量调节阀，所述第二室内换热器串联在所述压缩机和所述第一室内换热器之间，所述流量调节阀串联在所述第二室内换热器和所述第一室内换热器之间；或者，所述流量调节阀串联在所述第一节流元件和所述第一室内换热器之间使得所述流量调节阀和所述第一室内换器组成第一室内支路，所述第二室内换热器和所述第一室内支路并联。本发明能够实现在对室外换热器进行除霜期间还能够持续给房间供热。

Description

一种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，具体涉及一种热泵空调系统及其除霜方法。
背景技术
热泵空调是在普通空调器的基础上，安装一个四通换向阀，通过四通换向阀可以将原来空调器中的蒸发器和冷凝器的功能互相对换，使得空调器不仅可以给室内制冷，还可以给室内制热。当空调器给室内制热器，室外换热器是做为蒸发器使用的，此时，室外换热器需要吸收室外空气的热量。但在寒冷地区，室外换热器常会出现结霜情况，使得空调器的制热能力降低，所以需要对空调器的室外换热器进行除霜。
现有的除霜方式有制冷循环除霜和热气化霜两种方式。制冷循环除霜是通过四通换向阀使系统由制热循环转到制冷循环，此时室外换热器作为冷凝器，利用进入冷凝器中的高温冷媒进行除霜。热气除霜是通过将膨胀阀开度调大，减小其节流作用，从而使高温冷媒进入室外换热器进行除霜。但是这两种除霜方式在除霜过程中均无法对房间进行供热，进而使房间温度下降，影响房间的舒适性。同时，制冷循环除霜时，室内换热器作为蒸发器，还会吸收房间内的热量，进一步降低用户的舒适性。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术中热泵空调系统在除霜时室内温度下降影响室内环境的舒适性的缺陷，提供一种新型的热泵空调系统，该系统能够实现在对室外换热器进行除霜期间还能够持续给房间供热，提高除霜期间室内温度的舒适性。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种热泵空调系统，其包括压缩机、室外换热器、第一室内换热器、换向组件、第一节流元件，所述压缩机通过所述换向组件与所述第一室内换热器和所述室外换热器分别相连，所述第一节流元件串联在所述第一室内换热器和所述室外换热器之间；
还包括第二室内换热器和流量调节阀，所述第二室内换热器串联在所述压缩机和所述第一室内换热器之间，所述流量调节阀串联在所述第二室内换热器和所述第一室内换热器之间；或者，所述流量调节阀串联在所述第一节流元件和所述第一室内换热器之间使得所述流量调节阀和所述第一室内换器组成第一室内支路，所述第二室内换热器和所述第一室内支路并联。
进一步的，当所述热泵空调系统切换至除霜模式时，所述流量调节阀的阀口开度由最大开度切换至节流开度。
进一步的，所述压缩机具有排气口和回气口；所述换向组件包括第一阀口、第二阀口、第三阀口和第四阀口，所述第一阀口与所述第二阀口和所述第三阀口中的其中一个连通，所述第四阀口与所述第二阀口和所述第三阀口中的另一个连通，所述第一阀口与所述排气口相连，所述第四阀口与所述回气口相连；所述第二阀口与所述室外换热器的第一端相连，所述第三阀口与所述第二室内换热器的第一端相连；或者，所述第三阀口与所述第二室内换热器的第一端、所述第一室内换热器的第一端分别相连。
进一步的，所述热泵空调系统还包括室内机壳，所述室内机壳内设有室内风轮和电辅热装置，所述第一室内换热器和所述第二室内换热器置于所述室内机壳内，所述电辅热装置位于所述室内风轮和所述第一室内换热器之间。
进一步的，所述热泵空调系统还包括闪蒸器，所述闪蒸器串联在所述第一节流元件和所述室外换热器之间，所述闪蒸器具有出气口，所述压缩机具有补气口，所述出气口通过补气管道与所述补气口相连。
进一步的，所述热泵空调系统还包括第二节流元件，所述第二节流元件串联在所述闪蒸器和所述室外换热器之间。
进一步的，所述补气管道上设有补气二通阀。
本发明还提供了所述热泵空调系统的除霜方法，其包括以下步骤：
当接收到除霜命令时，控制换向组件换向使得压缩机流出的高温高压冷媒进入室外换热器；
控制所述流量调节阀的阀口由最大开度切换至节流开度。
进一步的，所述除霜方法还包括开启电辅热装置。
进一步的，当接收到除霜命令时，降低压缩机的运行频率，换向组件换向后再提升压缩机的运行频率。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明的热泵空调系统设有与第一室内换热器并联或串联的第二室内换热器，当系统需要进行化霜时，由压缩机流出的高温高压冷媒进入室外换热器，室外换热器做为冷凝器释放热量进行除霜，当第一室内换热器和第二室内换热器为串联连接时，由室外换热器流出的中温中压冷媒一部分进入第一室内换热器为室内提供热量，随后经过流量调节阀的调节节流变为低压冷媒，低压冷媒进入第二室内换热器进行吸热，再回到压缩机中完成一个化霜循环。此时，第二室内换热器做为蒸发器使用，使得系统可以采用制冷式循环来除霜的同时又能够为室内提供热量，提高室内的温度舒适性。当第一室内换热器和第二宝骏内换热器为并联连接时，由室外换热器流出的中压中温冷媒分为两路，一路经过第二室内换热器为房间提供热量，另一路经过流量调节阀变为低压冷媒，进入到第一室内换热器中进行吸热，再回到压缩机中完成一个化霜循环。此时，第一室内换热器做为蒸发器使用，使得系统可以采用制冷式循环来除霜的同时又能够为室内提供热量，提高室内的温度舒适性。
附图说明
图1为本发明一种实施方式的系统结构示意图；
图2为图1的系统进行制热循环的示意图；
图3为图1的系统进行除霜循环的示意图；
图4为本发明另一种实施方式的系统结构示意图；
图5为图4的系统进行制热循环的示意图；
图6为图4的系统进行除霜循环的示意图；
图7为本发明又一种实施方式的系统结构示意图；
图8为图7的系统进行制热循环的示意图；
图9为图7的系统进行除霜循环的示意图；
图10为本发明又一种实施方式的系统结构示意图；
图11为图10的系统进行制热循环的示意图；
图12为图10的系统进行除霜循环的示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。本领域普通人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，均属于本发明的保护范围。
实施例1
请参照图1，图1显示了本实施方式的热泵空调系统的结构，其包括压缩机1、室外换热器31、第一室内换热器41、换向组件2、第一节流元件51、第二室内换热器42和流量调节阀43。
所述第一节流元件51串联在所述第一室内换热器41和所述室外换热器31之间。所述压缩机1通过所述换向组件2与所述第一室内换热器41和所述室外换热器31分别相连。所述第二室内换热器42串联在所述压缩机1和所述第一室内换热器41之间，所述流量调节阀43串联在所述第二室内换热器42和所述第一室内换热器41之间。
具体连接方式可以是：所述压缩机1具有排气口和回气口。所述换向组件2包括第一阀口、第二阀口、第三阀口和第四阀口，所述第一阀口与所述第二阀口和所述第三阀口中的其中一个连通，所述第四阀口与所述第二阀口和所述第三阀口中的另一个连通，所述第一阀口与所述排气口相连，所述第四阀口与所述回气口相连；所述第二阀口与所述室外换热器31的第一端相连，所述第三阀口与所述第二室内换热器42的第一端相连。
在本实施方式中，采用流量调节阀43可以调节冷媒通过的流量。当所述热泵空调系统切换至除霜模式时，所述流量调节阀43的阀口开度由最大开度切换至节流开度。例如，可以是流量调节阀43开启时其阀口的开度为100%，流量调节阀43关闭是其阀口开度为15%。这样，使得流量调节阀43在关闭状态时具有节流的作用。可选地，所述流量调节阀43可以采用电磁阀。
在本实施方式中，所述热泵空调系统还包括室内机壳，所述室内机壳内设有室内风轮45和电辅热装置44，所述第一室内换热器41和所述第二室内换热器42置于所述室内机壳内，所述电辅热装置44位于所述室内风轮45和所述第一室内换热器41之间。所述热泵空调系统还包括室外风轮32，所述室外风轮32位于所述室外换热器31的临近处。
请参照图2，本实施方式中热泵空调系统进行制热时的循环路径如图2所示。
冷媒从压缩机1排气口出来后进入第二室内换热器42，经过第二室内换热器42后进入流量调节阀43，此时流量调节阀43打开，流量调节阀43的阀口开度为最大开度100%。经过流量调节阀43的冷媒进入第一室内换热器41，从第一室内换热器41出来的冷媒经过第一节流元件51的节流作用，进入外机换热器进行换热，然后经过换向组件2回到压缩机1回气口，完成系统的一个制热循环。
本实施方式的热泵空调系统进行除霜的方法包括以下步骤：
当接收到除霜命令时，控制换向组件2换向使得压缩机1流出的高温高压冷媒进入室外换热器31；
控制所述流量调节阀43的阀口由最大开度切换至节流开度。
可选地，所述除霜方法还包括开启电辅热装置44。
可选地，当接收到除霜命令时，降低压缩机1的运行频率，换向组件2换向后再提升压缩机1的运行频率。
请参照图3，本实施方式中热泵空调系统进行化霜时的循环路径如图3所示。系统开始除霜时，使换向组件2换向，系统由制热循环转换为制冷循环，即是：压缩机1的高温高压冷媒由换向组件2流向室外换热器31，此时，室外换热器31做为蒸发器，第二室内换热器42做为冷凝器。换向组件2换向完成后，提升压缩机1运行频率，同时减小第一节流元件51的节流作用，控制流量调节阀43转为关闭状态，室外风轮32停止转动，室内风轮45持续转动，从压缩机1出来的高压冷媒进入外机换热器进行化霜，室外换热器31出来的高压冷媒经过第一节流元件51后形成中压冷媒，中压冷媒进入到第一室内换热器41对房间提供热量，随后经过流量调节阀43，此时，流量调节阀43的阀口开度为节流开度，起到节流的作用，使中压冷媒变为低压冷媒，而低压冷媒进入到第二室内换热器42进行吸热，然后经过换向组件2回到压缩机1吸气口，完成系统的一个化霜循环。并且，化霜期间，电辅热为开启状态，用于对房间提供热量；通过将室内换热器设计成两部分，一部分用于对房间提供热量，另一部分用于作为蒸发端，从而在化霜的同时实现持续供热，室温恒暖。
实施例2
图4显示了本实施方式的热泵空调系统的结构，其包括压缩机1、室外换热器31、第一室内换热器41、换向组件2、第一节流元件51、第二室内换热器42和流量调节阀43。
所述第一节流元件51串联在所述第一室内换热器41和所述室外换热器31之间。所述压缩机1通过所述换向组件2与所述第一室内换热器41和所述室外换热器31分别相连。所述流量调节阀43串联在所述第一节流元件51和所述第一室内换热器41之间使得所述流量调节阀43和所述第一室内换器组成第一室内支路，所述第二室内换热器42和所述第一室内支路并联。
具体连接方式可以是：所述压缩机1具有排气口和回气口。所述换向组件2包括第一阀口、第二阀口、第三阀口和第四阀口，所述第一阀口与所述第二阀口和所述第三阀口中的其中一个连通，所述第四阀口与所述第二阀口和所述第三阀口中的另一个连通，所述第一阀口与所述排气口相连，所述第四阀口与所述回气口相连；所述第二阀口与所述室外换热器31的第一端相连，所述第三阀口与所述第二室内换热器42的第一端、所述第一室内换热器41的第一端分别相连。
在本实施方式中，采用流量调节阀43可以调节冷媒通过的流量。当所述热泵空调系统切换至除霜模式时，所述流量调节阀43的阀口开度由最大开度切换至节流开度。例如，可以是流量调节阀43开启时其阀口的开度为100%，流量调节阀43关闭是其阀口开度为15%。这样，使得流量调节阀43在关闭状态时具有节流的作用。可选地，所述流量调节阀43可以采用电磁阀。
在本实施方式中，所述热泵空调系统还包括室内机壳，所述室内机壳内设有室内风轮45和电辅热装置44，所述第一室内换热器41和所述第二室内换热器42置于所述室内机壳内，所述电辅热装置44位于所述室内风轮45和所述第一室内换热器41之间。所述热泵空调系统还包括室外风轮32，所述室外风轮32位于所述室外换热器31的临近处。
请参照图5，本实施方式中热泵空调系统进行制热时的循环路径如图5所示。
冷媒从压缩机1排气口出来后同时进入到第一室内换热器41和第二室内换热器42中，为房间提供热量，此时流量调节阀43为打开状态。其它情况和实施例1相同，不再累述。
本实施方式的热泵空调系统进行除霜的方法包括以下步骤：
当接收到除霜命令时，控制换向组件2换向使得压缩机1流出的高温高压冷媒进入室外换热器31；
控制所述流量调节阀43的阀口由最大开度切换至节流开度。
可选地，所述除霜方法还包括开启电辅热装置44。
可选地，当接收到除霜命令时，降低压缩机1的运行频率，换向组件2换向后再提升压缩机1的运行频率。
请参照图6，本实施方式中热泵空调系统进行化霜时的循环路径如图6所示。系统开始除霜时，使换向组件2换向，系统由制热循环转换为制冷循环，即是：压缩机1的高温高压冷媒由换向组件2流向室外换热器31，此时，室外换热器31做为蒸发器，第一室内换热器41做为冷凝器。从第一节流元件51出来的中压冷媒，分为两路，一路经过第二室内换热器42为房间提供热量，另一路经过流量调节阀43与第一室内换热器41，此时流量调节阀43为关闭状态，流量调节阀43的阀口开度为节流开度，起到节流的作用，使中压冷媒变为低压冷媒，而低压冷媒进入到第二室内换热器42进行吸热，它情况和实施例1相同，不再累述。
实施例3
请参照图7，图7显示了本实施方式的热泵空调系统的结构，是在实施例1的基础上进一步改进，与实施例1的不同之处在于：
本实施方式的热泵空调系统还包括闪蒸器61，所述闪蒸器61串联在所述第一节流元件51和所述室外换热器31之间，所述闪蒸器61具有出气口，所述压缩机1具有补气口，所述出气口通过补气管道与所述补气口相连。
可选地，本实施方式的热泵空调系统还包括第二节流元件52，所述第二节流元件52串联在所述闪蒸器61和所述室外换热器31之间。
可选地，所述补气管道上设有补气二通阀。
请参照图8，本实施方式中热泵空调系统进行制热时的循环路径如图8所示，与实施例1的不同之处在于：
冷媒从第一节流元件51出来后，经过闪蒸器61再进入第二节流元件52，由第二节流元件52进入室外换热器31。
请参照图9，本实施方式中热泵空调系统进行化霜时的循环路径如图9所示，与实施1的不同之处在于：
由室外换热器31流出的冷媒先经过第二节流元件52，再经过闪蒸器61，然后再流入第一节流元件51。
实施例4
请参照图10，图10显示了本实施方式的热泵空调系统的结构，是在实施例2的基础上进一步改进，与实施例2的不同之处在于：
本实施方式的热泵空调系统还包括闪蒸器61，所述闪蒸器61串联在所述第一节流元件51和所述室外换热器31之间，所述闪蒸器61具有出气口，所述压缩机1具有补气口，所述出气口通过补气管道与所述补气口相连。
可选地，本实施方式的热泵空调系统还包括第二节流元件52，所述第二节流元件52串联在所述闪蒸器61和所述室外换热器31之间。
可选地，所述补气管道上设有补气二通阀。
请参照图11，本实施方式中热泵空调系统进行制热时的循环路径如图11所示，与实施例2的不同之处在于：
冷媒从第一节流元件51出来后，经过闪蒸器61再进入第二节流元件52，由第二节流元件52进入室外换热器31。
请参照图12，本实施方式中热泵空调系统进行化霜时的循环路径如图12所示，与实施2的不同之处在于：
由室外换热器31流出的冷媒先经过第二节流元件52，再经过闪蒸器61，然后再流入第一节流元件51。
以上所述为本发明的较佳实施例而已，但本发明不应局限于该实施例和附图所公开的内容，所以凡是不脱离本发明所公开的精神下完成的等效或修改，都落入本发明保护的范围。

Claims (10)

1.一种热泵空调系统，其特征在于，包括压缩机、室外换热器、第一室内换热器、换向组件、第一节流元件，所述压缩机通过所述换向组件与所述第一室内换热器和所述室外换热器分别相连，所述第一节流元件串联在所述第一室内换热器和所述室外换热器之间；
还包括第二室内换热器和流量调节阀，所述第二室内换热器串联在所述压缩机和所述第一室内换热器之间，所述流量调节阀串联在所述第二室内换热器和所述第一室内换热器之间；或者，所述流量调节阀串联在所述第一节流元件和所述第一室内换热器之间使得所述流量调节阀和所述第一室内换器组成第一室内支路，所述第二室内换热器和所述第一室内支路并联。
2.如权利要求1所述的热泵空调系统，其特征在于：当所述热泵空调系统切换至除霜模式时，所述流量调节阀的阀口开度由最大开度切换至节流开度。
3.如权利要求1所述的热泵空调系统，其特征在于：所述压缩机具有排气口和回气口；所述换向组件包括第一阀口、第二阀口、第三阀口和第四阀口，所述第一阀口与所述第二阀口和所述第三阀口中的其中一个连通，所述第四阀口与所述第二阀口和所述第三阀口中的另一个连通，所述第一阀口与所述排气口相连，所述第四阀口与所述回气口相连；所述第二阀口与所述室外换热器的第一端相连，所述第三阀口与所述第二室内换热器的第一端相连；或者，所述第三阀口与所述第二室内换热器的第一端、所述第一室内换热器的第一端分别相连。
4.如权利要求1所述的热泵空调系统，其特征在于：还包括室内机壳，所述室内机壳内设有室内风轮和电辅热装置，所述第一室内换热器和所述第二室内换热器置于所述室内机壳内，所述电辅热装置位于所述室内风轮和所述第一室内换热器之间。
5.如权利要求1所述的热泵空调系统，其特征在于：还包括闪蒸器，所述闪蒸器串联在所述第一节流元件和所述室外换热器之间，所述闪蒸器具有出气口，所述压缩机具有补气口，所述出气口通过补气管道与所述补气口相连。
6.如权利要求5所述的热泵空调系统，其特征在于：还包括第二节流元件，所述第二节流元件串联在所述闪蒸器和所述室外换热器之间。
7.如权利要求5所述的热泵空调系统，其特征在于：所述补气管道上设有补气二通阀。
8.一种权利要求1至7任意一项所述的热泵空调系统的除霜方法，其特征在于包括以下步骤：
当接收到除霜命令时，控制换向组件换向使得压缩机流出的高温高压冷媒进入室外换热器；
控制所述流量调节阀的阀口由最大开度切换至节流开度。
9.如权利要求8所述的除霜方法，其特征在于：还包括开启电辅热装置。
10.如权利要求8所述的除霜方法，其特征在于：当接收到除霜命令时，降低压缩机的运行频率，换向组件换向后再提升压缩机的运行频率。
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