CN114234503A - 除霜组件及其控制方法和空调系统 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种除霜组件及其控制方法和空调系统。该除霜组件包括室外换热器，包含有制冷剂管路和载冷剂管路；太阳能集热器，与所述载冷剂管路连通；所述制冷剂管路中冷媒向所述室外换热器吸热时，所述载冷剂管路中流体能够向所述室外换热器提供热量。本申请利用太阳能集热器收集的热量，在环境温度较低的情况下通过载冷剂管路向室外换热器循环换热，给室外换热器提供热量的同时也提高了室外换热器表面温度，使得换热器表面无霜或者延缓结霜时间。
Description
技术领域
本申请属于空调系统技术领域，具体涉及一种除霜组件及其控制方法和空调系统。
背景技术
目前，空气源热泵空调系统的结霜和除霜问题已成为阻碍其进一步发展和推广的因素，尤其在低温高湿条件下，室外换热器严重结霜时导致制热量衰减、室内供热量不足、系统能效下降。采用常规的逆循环除霜，除霜时吸气压力很低，导致吸气比容变大，制冷剂循环流量变小，供给除霜用的热量变少；供热量减少又引起除霜时间的延长；同时除霜热量需要从室内侧吸取，导致了室内温度波动过大，影响热舒适性等问题。
发明内容
因此，本申请提供一种除霜组件及其控制方法和空调系统，能够解决现有技术中常规的逆循环除霜所带来的问题。
为了解决上述问题，本申请提供一种除霜组件，包括：
室外换热器，包含有制冷剂管路和载冷剂管路；
太阳能集热器，与所述载冷剂管路连通；
所述制冷剂管路中冷媒向所述室外换热器吸热时，所述载冷剂管路中流体能够向所述室外换热器提供热量。
可选地，所述太阳能集热器中填充有相变蓄热材料，所述载冷剂管路中流体与所述相变蓄热材料发生热交换。
可选地，所述相变蓄热材料的相变温度范围为10℃～40℃。
可选地，所述流体包括水。
可选地，所述载冷剂管路的两端均与所述太阳能集热器连通，构成载冷剂回路；所述载冷剂回路上设有循环泵。
可选地，所述室外换热器内，所述载冷剂管路的总长度为所述制冷剂管路总长度的1/10～1/3。
可选地，所述载冷剂管路和所述制冷剂管路在所述室外换热器中平行设置，所述载冷剂管路均布于所述制冷剂管路间。
根据本申请的另一方面，提供了一种如上所述除霜组件的控制方法，包括：
冷媒流经室外换热器中制冷剂管路，向室外换热器吸收热量时，将太阳能集热器所收集的热量通过载冷剂管路输送给室外换热器。
根据本申请的再一方面，提供了一种空调系统，包括如上所述的除霜组件或按如上所述控制方法运行的除霜组件。
可选地，所述制冷剂管路连通有节流装置、室内换热器、四通阀和压缩机，构成制冷剂回路；所述制冷剂回路中冷媒由所述压缩机、四通阀、室内换热器、节流装置和室外换热器依次循环流动时，所述载冷剂管路向所述室外换热器传热。
本申请提供的一种除霜组件，包括：室外换热器，包含有制冷剂管路和载冷剂管路；太阳能集热器，与所述载冷剂管路连通；所述制冷剂管路中冷媒向所述室外换热器吸热时，所述载冷剂管路中流体能够向所述室外换热器提供热量。
本申请利用太阳能集热器收集的热量，在环境温度较低的情况下通过载冷剂管路向室外换热器循环换热，给室外换热器提供热量的同时也提高了室外换热器表面温度，使得换热器表面无霜或者延缓结霜时间。
本申请通过存储的太阳能来辅助空气源热泵运行，可以提高系统冬季制热量、延缓结霜时间、提高除霜效率；除霜的同时能够对室内换热器持续供热，减小了室内的温度波动，提高了热舒适度。
附图说明
图1为本申请实施例的空调系统的结构示意图；
图2为本申请实施例的室外换热器的结构示意图；
图3为本申请实施例的室外换热器的侧视图；
附图标记表示为：
1、压缩机；2、室内换热器；3、节流装置；4、室外换热器；5、循环泵；6、太阳能集热器；7、四通阀；401、制冷剂管路；402、载冷剂管路。
具体实施方式
结合参见图1至图3所示，根据本申请的实施例，一种除霜组件，包括：
室外换热器4，包含有制冷剂管路401和载冷剂管路402；
太阳能集热器6，与所述载冷剂管路402连通；
所述制冷剂管路401中冷媒向所述室外换热器4吸热时，所述载冷剂管路402中流体能够向所述室外换热器4提供热量。
本申请利用太阳能集热器6收集的热量，在环境温度较低的情况下通过载冷剂管路402向室外换热器4循环换热，给室外换热器4提供热量的同时也提高了室外换热器4表面温度，使得换热器表面无霜或者延缓结霜时间。
本申请通过存储的太阳能来辅助空气源热泵运行，可以提高系统冬季制热量、延缓结霜时间、提高除霜效率；除霜的同时能够对室内换热器2持续供热，减小了室内的温度波动，提高了热舒适度。
在一些实施例中，太阳能集热器6中填充有相变蓄热材料，所述载冷剂管路402中流体与所述相变蓄热材料发生热交换。优选地，相变蓄热材料的相变温度范围为10℃～40℃。
在太阳能集热器6中采用相变蓄热材料来填充，能更好地对太阳能热量进行储存，提高蓄热效率，通过冷剂把热量输送到室外换热器4，可以提高冬季热泵系统蒸发温度，进而提高空气源热泵制热量和制热能效。
在一些实施例中，流体包括水。
载冷剂管路402中填充水或者其他凝固点较低的液体，能迅速吸热并传递热量，提高除霜效率。
在一些实施例中，载冷剂管路402的两端均与所述太阳能集热器6连通，构成载冷剂回路；所述载冷剂回路上设有循环泵5。
在太阳能集热器6和室外换热器4之间设置循环泵5，使得散热后的载冷剂管路402中的液体循环流动，不断地把存储在相变蓄热材料中的热量输送到室外换热器4除霜，除霜热量不需要从室内吸取，不影响正常制热量。
在一些实施例中，室外换热器4内，所述载冷剂管路402的总长度为所述制冷剂管路401总长度的1/10～1/3。优选地，载冷剂管路402和所述制冷剂管路401在所述室外换热器4中平行设置，所述载冷剂管路402均布于所述制冷剂管路401间。
载冷剂管路402依次均匀分布在整个换热器管路中(图中除去进出管路外，每间隔3根制冷剂管路401布置1根载冷剂管路402)，占据总管路数量的1/10—1/3，需要说明的是示意图仅以单排16根管换热器、载冷剂占1/4作为示例，其他排数、管数、载冷剂管路402占比也在本发明保护范围之内。
根据本申请的另一方面，提供了一种如上所述除霜组件的控制方法，包括：
冷媒流经室外换热器4中制冷剂管路401，向室外换热器4吸收热量时，将太阳能集热器6所收集的热量通过载冷剂管路402输送给室外换热器4。
本申请把太阳能和空气源热泵技术相结合，环境温度较低的情况下通过太阳能集热蓄热器吸收太阳能热量，一部分通过载冷剂和室外换热器4循环换热，可以提高冬季热泵系统蒸发温度，进而提高空气源热泵制热量和制热能效，同时也提高了室外换热器4表面温度，使得换热器表面无霜或者延缓结霜时间；另一部分热量存储在太阳能集热器6中的相变蓄热材料，当室外换热器4表面结霜时，通过载冷剂把存储的热量输送到室外换热器4上进行除霜。
根据本申请的再一方面，提供了一种空调系统，包括如上所述的除霜组件或按如上所述控制方法运行的除霜组件。
在一些实施例中，制冷剂管路401连通有节流装置3、室内换热器2、四通阀7和压缩机1，构成制冷剂回路；所述制冷剂回路中冷媒由所述压缩机1、四通阀7、室内换热器2、节流装置3和室外换热器4依次循环流动时，所述载冷剂管路402向所述室外换热器4传热。
如图1所示的空调系统，包括制冷剂回路、载冷剂回路。制冷剂回路由压缩机1、四通阀7、室内换热器2、节流装置3、室外换热器4管路组成。载冷剂回路由室外换热器4、循环泵5、太阳能集热蓄热器6及附属管路组成。
室外换热器中管路包括制冷剂管路401、载冷剂管路402，其中载冷剂管路依次均匀分布在整个换热器管路中，占据总管路数量的1/10—1/3。
冬季制热运行时，四通阀7滑阀右移，D端和E端导通，C端和S端导通，节流装置3打开并根据逻辑控制制冷剂流量。制冷剂回路工作过程为：从压缩机1排出的制冷剂气体经过四通阀7进入室内换热器2，在其中释放出冷凝热加热室内空气，之后通过节流装置3节流降压后进入室外换热器4吸热蒸发，然后通过四通阀7回到压缩机，完成循环。载冷剂回路工作过程为：在循环泵5的驱动下，低温载冷剂液体在太阳能集热蓄热器6的相变蓄热材料中吸收热量变成高温液体后进入室外换热器4中与制冷剂换热或者融化室外换热器上的霜，然后再回到太阳能集热蓄热器6，完成循环。
本申请把相变蓄热技术和太阳能、空气源热泵技术相结合，环境温度较低的情况下通过太阳能集热蓄热器吸收太阳能热量，一部分通过载冷剂和室外换热器循环换热，可以提高冬季热泵系统蒸发温度，进而提高空气源热泵制热量和制热能效，同时也提高了室外换热器表面温度，使得换热器表面无霜或者延缓结霜时间；另一部分热量存储在相变蓄热材料中，当室外换热器表面结霜时，通过载冷剂把存储的热量输送到室外换热器上进行除霜。
本申请额外提供的热量来自于外部太阳能，不需要从室内吸取，不影响正常制热量；除霜的同时对室内持续供热，减小了室内的温度波动，提高了热舒适度，提高除霜的效率，有效提高系统能效。
本领域的技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各实施方式可以自由地组合、叠加。
以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。以上所述仅是本申请的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本申请的保护范围。
Claims (10)
1.一种除霜组件，其特征在于，包括：
室外换热器(4)，包含有制冷剂管路(401)和载冷剂管路(402)；
太阳能集热器(6)，与所述载冷剂管路(402)连通；
所述制冷剂管路(401)中冷媒向所述室外换热器(4)吸热时，所述载冷剂管路(402)中流体能够向所述室外换热器(4)提供热量。
2.根据权利要求1所述的除霜组件，其特征在于，所述太阳能集热器(6)中填充有相变蓄热材料，所述载冷剂管路(402)中流体与所述相变蓄热材料发生热交换。
3.根据权利要求2所述的除霜组件，其特征在于，所述相变蓄热材料的相变温度范围为10℃～40℃。
4.根据权利要求2或3所述的除霜组件，其特征在于，所述流体包括水。
5.根据权利要求1所述的除霜组件，其特征在于，所述载冷剂管路(402)的两端均与所述太阳能集热器(6)连通，构成载冷剂回路；所述载冷剂回路上设有循环泵(5)。
6.根据权利要求1、2或5所述的除霜组件，其特征在于，所述室外换热器(4)内，所述载冷剂管路(402)的总长度为所述制冷剂管路(401)总长度的1/10～1/3。
7.根据权利要求6所述的除霜组件，其特征在于，所述载冷剂管路(402)和所述制冷剂管路(401)在所述室外换热器(4)中平行设置，所述载冷剂管路(402)均布于所述制冷剂管路(401)间。
8.一种如权利要求1-7任一项所述除霜组件的控制方法，其特征在于，包括：
冷媒流经室外换热器(4)中制冷剂管路(401)，向室外换热器(4)吸收热量时，将太阳能集热器(6)所收集的热量通过载冷剂管路(402)输送给室外换热器(4)。
9.一种空调系统，其特征在于，包括如权利要求1-7任一项所述的除霜组件或按如权利要求8所述控制方法运行的除霜组件。
10.根据权利要求9所述的空调系统，其特征在于，所述制冷剂管路(401)连通有节流装置(3)、室内换热器(2)、四通阀(7)和压缩机(1)，构成制冷剂回路；所述制冷剂回路中冷媒由所述压缩机(1)、四通阀(7)、室内换热器(2)、节流装置(3)和室外换热器(4)依次循环流动时，所述载冷剂管路(402)向所述室外换热器(4)传热。
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