CN115638552A - 一种双回路热气旁通除霜热泵系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双回路热气旁通除霜热泵系统，包括压缩机(1)、1号蒸发器(2)、2号蒸发器(3)、室内机(4)、气液分离器(5)、四通阀(6)、1号电磁阀(7)、2号电磁阀(8)、1号膨胀阀(9)、2号膨胀阀(10)。压缩机通过双喷气管路分别连接两台蒸发器，采用双回路热气旁通除霜，一台蒸发器进行除霜的同时，另一台蒸发器照常工作。本发明实现了热泵在除霜的同时正常工作，热泵的工作效率提升；对除霜速度没有较高的要求，压缩机的功率不用过高，降低压缩机噪声，增长压缩机使用寿命；在进行除霜时，温度波动较小，压力变化平稳，不会造成异常振动和声音，影响用户的使用，具有更高的舒适性和可靠性。

Description

一种双回路热气旁通除霜热泵系统

技术领域

本发明涉及空气源热泵除霜领域，尤其涉及为双回路热气旁通除霜热泵系统。

背景技术

空气源热泵是作为一种高效的可再生能源利用设备，在较小的电能驱动下可以从室外空气中获得3倍左右甚至更高的冷量或者热量以满足人们舒适生活和工作环境的需要，被广泛应用在空调制冷、热泵采暖等行业。但是在低环境温度下，热泵的蒸发器在进行制热循环中往往会出现结霜的现象，造成空气源热泵供热能力下降。因此，要保证热泵在低温环境下正常、稳定运行，必须要考虑机组的除霜问题。

空气源热泵除霜除采用超声波或其他辅助热源等新型方式，主要通过控制热泵自身循环的制冷剂流动进行除霜。通过四通阀换向除霜和通过热气旁通除霜是空气源热泵最基本的除霜方式，这2种方式还可以通过回收压缩机壳体散热进行蓄热以进一步提高除霜性能。与四通阀换向除霜相比，热气旁通除霜过程中室内温度波动较小，压力变化平稳，不产生四通阀换向的气流噪声，具有更高的舒适性和可靠性。

CN201510180387.8公开了一种空气源热泵热水器的除霜方法，通过测量环境温度、蒸发器盘管温度、时间，计算传热温差和传热温差变化速率；利用环境温度、开机时间、传热温差和传热温差变化速率与除霜条件设定值的比较，当四个除霜条件都满足时发出除霜信号，通过除霜继电器的常闭和常开触头，控制系统的风机、压缩机的起、停，以及四通阀或除霜旁通电磁阀或除霜热水电磁阀的开、闭，实现除霜；利用除霜时间和盘管温度与除霜结束信号设定值的比较，给出结束除霜信号，执行除霜结束程序，系统恢复正常运行。除霜方式包括：四通阀换向反热泵循环、或旁通热气除霜、或热水除霜、或复合除霜。

CN202111399588.9公开了一种用热气旁通实现除霜的热泵系统及其控制方法，涉及空气源热泵技术领域。本发明包括压缩机、连接四通阀和压缩机排气口的排气管、四通阀、蒸发器、连接蒸发器和四通阀的第一连接管、连接蒸发器的第一液管、连接第一液管与冷凝器连接的第二液管以及布置在第二液管上的电子膨胀阀、第一过滤器、第一截止阀、第二连接管、连接四通阀与冷凝器的连接气管及布置在气管上的第二截止阀、气液分离器、连接气液分离器和四通阀的第四连接管。通过设置热气旁通支路，配合合理的控制逻辑，可以保证在霜层很薄的时候进行化霜，化霜速度快、彻底，化霜过程对用户侧温度的影响小，而且容易实施。

CN202011314677.4公开了一种空气源热泵热气旁通除霜系统以及方法，所述系统包括压缩机、板式换热器和翅片换热器、四通阀以及节流装置，所述压缩机分别通过第一管路、第二管路与四通阀相连接；所述四通阀通过管路与翅片换热器相连接，所述翅片换热器另一端通过管路与板式换热器相连接，所述翅片换热器与板式换热器之间的管路上设置有节流装置；所述翅片换热器分别通过1号电磁二通阀、2号电磁二通阀与第一管路相连接；除霜模式时，压缩机开始降频，通过电磁二通阀压缩机排气管的热气直接通往翅片换热器进行除霜。采用热气旁通的技术方案，通过变频压缩机和电磁阀控制热气排量，达到机组除霜时经济性最合理、除霜效果最优化，以达到节能减排的要求。

从检索的对比文件看，CN201510180387.8(空气源热泵热水器除霜方法)：主要是通过探头测量数据决定是否开始或关闭除霜。除霜方式采用的是四通阀反热泵循环除霜系统，或是热水喷淋除霜系统，或是制冷剂热气除霜系统；或是热水喷淋除霜和制冷剂热气除霜相结合的复合除霜系统。该发明的主要目的是通过数据控制除霜开关，使热泵彻底除霜。并未提及双回路除霜，依然是采用传统的除霜方式，无法做到除霜时热泵正常工作。

CN202111399588.9(一种空气源热泵热气旁通除霜系统以及方法)：主要是使压缩机连接三条管路，一条连接室内进行制热，另两条作为除霜的通路连接室外换热器。除霜时，先开启一条管路，通过传感器判断室外换热器盘管温度，若未达到要求，则开启另一条管路，采用两条管路进行除霜。该发明采用一台室外换热器，其除霜的同时仍在工作。我们的除霜方式则是采用的两条管路皆放置一台蒸发器，共采用两台蒸发器，一台除霜时另一台正常工作，互不影响。

CN202011314677.4(一种用热气旁通实现除霜的热泵系统及其控制方法)：常规除霜时采用四通阀；霜层较多时主要是设计了一条管路，高温气态制冷剂通过此管路和另一条管路流出的液态制冷剂混合，进行除霜。该发明主要目的是通过感温包温度变化控制阀门，及时除霜，无法达到蒸发器除霜时正常工作的目的，我们采用双回路热气旁通目的是除霜时不影响热泵工作。

传统的热气旁通除霜方式缺点是除霜时间长。因此采用双回路热气旁通除霜，一台蒸发器进行除霜的同时，另一台蒸发器可以照常工作，空气源热泵可以不停歇的工作，满足正常热水量的需求。本发明提出的一种双回路热气旁通除霜热泵系统中，主要是从如何在除霜的同时不影响热泵正常工作的目的出发，采用两条旁路，各放置一台蒸发器，一台除霜时丝毫不影响另一台蒸发器工作，保证热泵可以持续制热，系统装置简单明了，只需在传统的热泵循环回路上，多并联一台蒸发器，通过阀门控制两台蒸发器进行除霜或是工作。

发明内容

基于以上背景技术描述的不足，本发明从如何在除霜的同时不影响热泵正常工作的目的出发，采用双回路和两台蒸发器并联的方式，从压缩机排气口引出两支旁通回路，两条回路各放置一台蒸发器，两台蒸发器无论是除霜或工作互不影响，有阀门控制其除霜开始或结束，一台需要除霜时可开启阀门进行除霜，另一台则正常工作，各司其职，这样可以解决热泵除霜时无法正常工作，以及室内舒适性下降的问题。由于采用双回路，在除霜时也无需速度过快，压缩机功率无需过高。

本发明的目的是针对空气源热泵除霜方式的不足，提供了一种双回路热气旁通除霜热泵系统。压缩机通过双喷气管路连接两台蒸发器，达到除霜的同时热泵也能正常工作的目的，使空气源热泵更高效能的工作。传统的热气旁通除霜方式，从压缩机排气口引出一支旁通回路将压缩机排气引到室外换热器内实现除霜，室外换热器在进行除霜时，自身无法正常工作，室内换热器依靠压缩机部分排气保持温度，并且要求压缩机高功率工作，影响使用寿命。此方式使热泵系统在除霜过程中并没有真正的“蒸发器”存在。

本发明采用双回路热气旁通除霜的方法，结构简单，操作方便，只需要增加一条回路，多并联一台蒸发器即可，极具实用性和使用价值，大大提高了热泵制热的效率，用户的舒适性得以提高。

综上所述，本系统主要创新点是采用双回路和两台蒸发器并联的方式，任意一台蒸发器所在的回路都可以用来构成热泵制热循环回路，一台蒸发器进行除霜，另一台便正常工作，使热泵整个系统持续供热。产生的有益效果：通过在正常制热回路上增加一条回路，并且添加简单的设备，解决了热泵在除霜时无法正常制热的问题；除霜速度不需要过快，压缩机的功率不用过高，增长寿命，降低噪声；除霜时无需切换四通阀，不会造成异常声音。

为了达到上述目的，本发明的技术方案为：一种双回路热气旁通除霜热泵系统，其特征在于，由压缩机、1号蒸发器、2号蒸发器、室内机、气液分离器、四通阀、1号电磁阀、2号电磁阀、1号膨胀阀、2号膨胀阀组成。其中：压缩机一条管路连接室内机，热泵正常工作的回路由压缩机、室内机、膨胀阀、蒸发器、四通阀、气液分离器组成，室内机通过管路与蒸发器连接，管路上安装膨胀阀，蒸发器经过四通阀连接气液分离器，气液分离器连接压缩机，压缩机连接室内机，向室内供热。

压缩机通过双喷气管路分别连接两台蒸发器，采用双回路热气旁通除霜，双喷气管路上各安装一个电磁阀，除霜回路由压缩机、电磁阀、蒸发器、四通阀、气液分离器组成，一台蒸发器进行除霜时，关闭该蒸发器对应的膨胀阀，打开其所在热气旁通回路的电磁阀，另一台蒸发器所在热气旁通回路的电磁阀关闭，膨胀阀打开，此蒸发器照常工作。

本发明的有益效果：

1、本发明采用双回路热气旁通对蒸发器除霜，两台蒸发器工作和除霜互不干扰，每台蒸发器所在的回路上安装电磁阀，一台蒸发器除霜时，打开该蒸发器所在回路上的电磁阀，利用压缩机的排气对该蒸发器进行除霜，另一台蒸发器可以正常工作。

2、本发明在进行除霜时，由于采用双回路热气旁通，一台蒸发器除霜时不影响另一蒸发器的正常工作，因此除霜速度不需要过快，压缩机的功率不需要过高，对压缩机的伤害小，增长了压缩机的使用寿命，并且压缩机产生的噪声也会较小。

3、本发明在进行除霜时，不用切换四通阀，不产生四通阀换向的气流噪声，温度波动较小，压力变化平稳，不会造成异常振动和声音，影响用户的使用，具有更高的舒适性和可靠性。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1是本发明一种双回路热气旁通除霜热泵系统的结构示意图。

图中：1-压缩机，2-1号蒸发器，3-2号蒸发器，4-室内机，5-气液分离器，6-四通阀，7-1号电磁阀，8-2号电磁阀，9-1号膨胀阀，10-2号膨胀阀。

具体实施方式

下面将对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示：本实例所述的一种双回路热气旁通除霜热泵系统，包括压缩机1、1号蒸发器2、2号蒸发器3、室内机4、气液分离器5、四通阀6、1号电磁阀7、2号电磁阀8、1号膨胀阀9和2号膨胀阀10。所述压缩机1连接一条双喷气管路和一条回流管路；所述的双喷气管路分别连接1号蒸发器2和2号蒸发器3，双喷气管路与1号蒸发器2的管路上安装有1号电磁阀7，双喷气管路与2号蒸发器管路上安装2号电磁阀8，1号电磁阀7和2号电磁阀8对1号蒸发器2和2号蒸发器3进行控制。

回流管路上设有四通阀6；四通阀6的一通与压缩机1连接；四通阀6的一通与气液分离器5连接，气液分离器5与压缩机1连接；四通阀6的一通与室内机4连接，室内机4分别与1号蒸发器2和2号蒸发器3的管路连接。1号蒸发器2和2号蒸发器3的输出管路与四通阀6的一通连接。

1号蒸发器2进行除霜时，打开1号电磁阀，关闭1号膨胀阀，压缩机1排出的部分高温高压制冷剂，通过1号电磁阀7所在喷气管路流入1号蒸发器释放热量，1号蒸发器2达到除霜的目的，除霜后形成的冷媒液体进入气液分离器5。循环流程是：压缩机1—1号电磁阀7—1号蒸发器2—四通阀6—气液分离器5—压缩机1。与此同时，2号电磁阀8处于关闭状态，打开2号膨胀阀10，2号蒸发器3正常工作，从气液分离器5中流出的低温低压气态制冷剂经压缩机压缩成高温高压制冷剂，压缩机1一部分排气通入室内机，循环流程是：压缩机1—四通阀6—室内机4—2号膨胀阀10—2号蒸发器3—气液分离器5—压缩机1。

2号蒸发器3进行除霜时，打开2号电磁阀8，关闭2号膨胀阀10，压缩机1排出的部分高温高压制冷剂，通过2号电磁阀所在喷气管路流入2号蒸发器3释放热量，2号蒸发器3达到除霜的目的，除霜后形成的冷媒液体进入气液分离器5。循环流程是：压缩机1—2号电磁阀8—2号蒸发器3—四通阀6—气液分离器5—压缩机1。与此同时，1号电磁阀7处于关闭状态，打开1号膨胀阀9，1号蒸发器正常工作，从气液分离器中流出的低温低压气态制冷剂经压缩机压缩成高温高压制冷剂，压缩机一部分排气通入室内机，循环流程是：压缩机1—室内机4—1号膨胀阀9—1号蒸发器2—气液分离器5—压缩机1。

本发明实现了热泵在除霜的同时正常工作，热泵的工作效率提升；对除霜速度没有较高的要求，压缩机的功率不用过高，降低压缩机噪声，增长压缩机使用寿命；在进行除霜时，不用切换四通阀，不产生四通阀换向的气流噪声，温度波动较小，压力变化平稳，不会造成异常振动和声音，影响用户的使用，具有更高的舒适性和可靠性。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (3)

1.一种双回路热气旁通除霜热泵系统，其特征在于：包括压缩机(1)、1号蒸发器(2)、2号蒸发器(3)、室内机(4)、气液分离器(5)、四通阀(6)、1号电磁阀(7)、2号电磁阀(8)、1号膨胀阀(9)和2号膨胀阀(10)；所述压缩机(1)连接一条双喷气管路和一条回流管路；所述的双喷气管路分别连接1号蒸发器(2)和2号蒸发器(3)，双喷气管路与1号蒸发器(2)的管路上安装有1号电磁阀(7)，双喷气管路与2号蒸发器管路上安装2号电磁阀(8)，1号电磁阀(7)和2号电磁阀(8)对1号蒸发器(2)和2号蒸发器(3)进行控制；

回流管路上设有四通阀(6)；四通阀(6)的一通与压缩机(1)连接；四通阀(6)的一通与气液分离器(5)连接，气液分离器(5)与压缩机(1)连接；四通阀(6)的一通与室内机(4)连接，室内机(4)分别与1号蒸发器(2)和2号蒸发器(3)的管路连接；1号蒸发器(2)和2号蒸发器(3)的输出管路与四通阀(6)的一通连接。

2.根据权利要求1所述的一种双回路热气旁通除霜热泵系统，其特征在于：1号蒸发器(2)进行除霜时，打开1号电磁阀，关闭1号膨胀阀，压缩机(1)排出的部分高温高压制冷剂，通过1号电磁阀(7)所在喷气管路流入1号蒸发器释放热量，1号蒸发器(2)达到除霜的目的，除霜后形成的冷媒液体进入气液分离器(5)；循环流程是：压缩机(1)—1号电磁阀(7)—1号蒸发器(2)—四通阀(6)—气液分离器(5)—压缩机(1)；与此同时，2号电磁阀(8)处于关闭状态，打开2号膨胀阀(10)，2号蒸发器(3)正常工作，从气液分离器(5)中流出的低温低压气态制冷剂经压缩机压缩成高温高压制冷剂，压缩机(1)一部分排气通入室内机，循环流程是：压缩机(1)—四通阀(6)—室内机(4)—2号膨胀阀(10)—2号蒸发器(3)—气液分离器(5)—压缩机(1)。

3.根据权利要求1所述的一种双回路热气旁通除霜热泵系统，其特征在于：2号蒸发器(3)进行除霜时，打开2号电磁阀(8)，关闭2号膨胀阀(10)，压缩机(1)排出的部分高温高压制冷剂，通过2号电磁阀所在喷气管路流入2号蒸发器(3)释放热量，2号蒸发器(3)达到除霜的目的，除霜后形成的冷媒液体进入气液分离器(5)；循环流程是：压缩机(1)—2号电磁阀(8)—2号蒸发器(3)—四通阀(6)—气液分离器(5)—压缩机(1)；与此同时，1号电磁阀(7)处于关闭状态，打开1号膨胀阀(9)，1号蒸发器正常工作，从气液分离器中流出的低温低压气态制冷剂经压缩机压缩成高温高压制冷剂，压缩机一部分排气通入室内机，循环流程是：压缩机(1)—室内机(4)—1号膨胀阀(9)—1号蒸发器(2)—气液分离器(5)—压缩机(1)。

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