CN1590930A - 一种风冷热泵系统的除霜方法及其除霜装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种风冷热泵系统的除霜方法，它是在除霜过程中对冷凝压力进行控制，冷凝压力的控制既可以采用压差控制阀和冷凝压力调节阀联合作用，也可以单独采用冷凝压力控制阀进行控制。其除霜装置它包括空气换热器和储液器，在空气换热器进出口与储液器进口之间设有压力控制装置。所述的压力控制装置可以是包括压差控制器和冷凝压力控制阀，在空气侧换热器出口、冷凝压力调节阀与储液器进口的通路上还可设有单向阀。这种风冷热泵高效除霜方法，能对冷凝压力进行控制，使系统高低压能很快恢复正常状态，从而达到快速、彻底除霜目的的一种风冷热泵高效除霜方法。

Description

一种风冷热泵系统的除霜方法及其除霜装置

技术领域

本发明涉及一种用于制冷系统的除霜方法，特别是一种风冷热泵系统的除霜方法及其除霜装置。

技术背景

现有风冷热泵系统装置一般如图1所示。风冷热泵机组在制热运行时，由于室外温度低，空气侧换热器3表面会逐渐结霜，随着霜层的加厚，机内换热器9的出风温度和制热能力逐渐降低，此时应进行除霜。除霜是否彻底是必须要关注的问题，如果除霜不彻底，进入制热后，未除掉的霜层和除霜水将会冻结成密度较大的霜或冰，很难再在下一次化掉，影响制热效果，造成低压保护，排气温度过高，甚至导致压缩机1损坏。

风冷热泵机组目前大多采用反循环除霜装置，即除霜时四通阀2动作，将空气侧换热器3作为冷凝器，向其输送能量进行除霜。这种除霜装置存在除霜能力不足，化霜时间比较长的缺点，根本原因在于除霜过程中系统高低压在较长的时间内不能恢复正常，压缩机工作不正常，表现如下：

1)除霜开始后，制冷系统中的高、低压偏低，制冷剂循环量小，压缩机吸气少，容易产生低压保护。系统的高低压往往在除霜快要结束时才恢复正常，有效化霜时间较短。

2)除霜开始后一段较长时间内，由于制冷系统中的高、低压偏低，压缩机输入功率和制冷量远远低于额定制冷工况相应值，压缩机能力不能发挥，除霜能力弱。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述技术的不足而提供一种能对制冷系统中冷凝高低压在工作过程中能快速恢复正常状态，从而达到快速、彻底除霜目的的一种风冷热泵系统的除霜方法及其除霜装置。

为了达到上述目的，本发明所设计的一种风冷热泵系统的除霜方法，是在除霜过程中对冷凝压力进行控制，冷凝压力的控制既可以采用压差控制阀和冷凝压力调节阀联合作用，也可以单独采用冷凝压力控制阀进行控制。这种风冷热泵系统的除霜方法其实现的除霜装置，它包括空气换热器和储液器，在空气换热器进出口与储液器进口之间设有压力控制装置。所述的压力控制装置包括压差控制器和冷凝压力控制阀，在空气换热器进口与储液器进口之间连接一个压差控制器，在空气侧换热器出口与储液器进口之间连接一个冷凝压力控制阀。所述的压力控制装置是冷凝压力控制阀，空气换热器的进出口为冷凝压力控制阀的两个输入口，冷凝压力控制阀的输出口通过单向阀与储液器连接。其特征是在空气侧换热器出口、冷凝压力调节阀与储液器进口的通路上还设有单向阀，压差控制阀的出口位置既可以位于单向阀和储液器之间，也可以位于冷凝压力调节阀和单向阀之间，还可以是位于冷凝压力调节阀和储液器进口之间。

为了提高风冷热泵系统的除霜能力，必须尽量缩短系统高低压恢复正常状态的时间，提高除霜时的制冷剂循环量。现有的除霜装置往往只注重于提高除霜时的制冷剂循环量，却没有意识到提高除霜时的冷凝压力，使系统的高低压维持正常才是解决除霜问题的根本所在。为此，本发明提供的一种风冷热泵高效除霜方法及其所得到的除霜装置，与一般的风冷热泵系统相比，具有以下特点：

1)除霜开始后，在较短的时间内(半分钟左右)，冷凝压力恢复正常(大于冷凝压力调节阀12的设定压力10bar)，无效化霜时间短。

2)冷凝压力恢复正常后，制冷剂循环量和压缩机输入功率接近额定制冷工况相应值，除霜能力强，所需除霜时间短，除霜彻底。

3)必须在系统中设置单独的储液器，并且要有足够的制冷剂充注量，以保证除霜过程储液器中仍有一定的液位；否则，高压气体旁通，制冷剂循环量不足，系统会产生低压保护。

4)由于除霜能力很强，制冷剂液体需要从机内换热器吸收大量的热量。对于风冷冷热风热泵机组，为了防止“吹冷风”现象，需要的辅助电加热功率较大。对于风冷冷热水热泵机组，由于可以直接从循环水中吸收热量，可以关闭用户侧风扇，避免“吹冷风”；同时由于除霜时间短，对水温的波动影响较小。

附图说明

图1是现有技术的风冷热泵机组结构示意图；

图2是本发明采用冷凝压力控制的风冷热泵机组实施例结构示意图；

图3是单阀件冷凝压力控制风冷热泵机组实施例结构示意图；

图4是实施例3的风冷热泵机组结构示意图；

具体实施方式

下面通过实施例结合附图对本发明作进一步的描述，但下述实施例并不限制本发明的内容。

实施例1：

如图2所示。本实施例描述的一种风冷热泵高效除霜方法，是在除霜过程中对冷凝压力进行控制，冷凝压力的控制采用压差控制阀和冷凝压力调节阀联合作用，其实施的除霜装置它包括空气侧换热器3和储液器4，在空气侧换热器3进出口与储液器4进口之间设有压力控制装置，所述的压力控制装置包括压差控制器11和冷凝压力控制阀12，在空气侧换热器3进口与储液器4进口之间连接一个压差控制器11，在空气侧换热器3出口与储液器4进口之间连接一个冷凝压力控制阀12。与一般的风冷热泵系统相比，该系统增加了两个阀件用于控制冷凝压力——压差控制阀11和冷凝压力调节阀12(目前市场上都可以买到)。当冷凝压力调节阀12的进口压力大于设定压力(一般可设定为10bar)时全开，低于设定值则部分开启。压差控制阀11的开启压力差一般设定为1.4bar，全开压力差为3bar。冷凝压力调节阀12和压差控制阀11联合作用，可以保证系统除霜循环时有足够高的冷凝压力。

在进行正常的制热循环时，制冷剂不经过压差控制阀11和冷凝压力调节阀12。夏季制冷运行时，冷凝压力调节阀12完全开启、压差控制阀11全关，对正常的制冷循环影响很小，只是稍微增加了液体管路的压降(冷凝压力调节阀12压降很小)。

当系统需要除霜时，四通阀2动作，制冷剂气体经压缩机1流过四通阀2，进入空气侧换热器3。除霜刚开始时由于空气侧换热器3内压力较低，因而冷凝压力调节阀12全关，压差控制阀11开启。随着制冷剂液体在空气侧换热器3内越积越多，冷凝压力逐渐升高；同时，因为热蒸汽的不断进入，储液器4中的温度、压力上升。在这个过程中，冷凝压力调节阀12逐渐开启、压差控制阀11逐渐关小。随着除霜过程的持续进行，霜层不断减少，到除霜结束时，冷凝压力调节阀12完全开启、压差控制阀11全关，随后机组再进入下一个制热循环。

实施例2：

根据控制冷凝压力的阀件结构和性能的不同，采用冷凝压力控制的风冷热泵系统可单独采用冷凝压力控制阀进行控制，如图3所示，本实施例所述的压力控制装置是冷凝压力控制阀13，空气侧换热器3的进出口为冷凝压力控制阀13的两个输入口，冷凝压力控制阀13的输出口通过单向阀5与储液器4连接。它的特点是采用单一的阀件冷凝压力控制阀13代替压差控制阀11和冷凝压力调节阀12。冷凝压力控制阀13只对出口压力的变化起反应，并在出口压力上升时打开。除了控制出口压力外，冷凝压力控制阀13的工作方式与采用压差控制阀11和冷凝压力调节阀12的系统完全相同，同样可以达到控制除霜过程中冷凝压力的目的。为了防止制热循环时制冷剂液体不经过储液器4和空气侧换热器3而直接回到压缩机1造成液击，冷凝压力控制阀13置于单向阀1的前面。

实施例3：

本实施例描述的一种风冷热泵系统的除霜方法及其除霜装置，是在空气侧换热器3出口、冷凝压力调节阀12与储液器4进口的通路上还设有单向阀5，单向阀5可以如图2所示，设在冷凝压力调节阀12的进口，也可以如图4所示，设在冷凝压力调节阀12的出口，压差控制阀11的出口位置既可以位于单向阀5和储液器4之间，也可以位于冷凝压力调节阀12和单向阀5之间，还可以是位于冷凝压力调节阀12和储液器4进口之间。

Claims (6)

1、一种风冷热泵系统除霜方法，其特征是在除霜过程中对冷凝压力进行控制。

2、根据权利要求1所述的一种风冷热泵系统除霜方法，其特征是冷凝压力的控制既可以采用压差控制阀和冷凝压力调节阀联合作用，也可以单独采用冷凝压力控制阀进行控制。

3、一种风冷热泵系统的除霜装置，它包括空气侧换热器3和储液器4，其特征是在空气侧换热器3进出口与储液器4进口之间设有压力控制装置。

4、根据权利要求3所述的一种风冷热泵系统的除霜装置，其特征是所述的压力控制装置包括压差控制器11和冷凝压力控制阀12，在空气侧换热器3进口与储液器4进口之间连接一个压差控制器11，在空气侧换热器3出口与储液器4进口之间连接一个冷凝压力控制阀12。

5、根据权利要求3所述的一种风冷热泵系统的除霜装置，其特征是所述的压力控制装置是冷凝压力控制阀13，空气侧换热器3的进出口为冷凝压力控制阀13的两个输入口，冷凝压力控制阀13的输出口通过单向阀5与储液器4连接。

6、根据权利要求4所述的一种风冷热泵系统的除霜装置，其特征是在空气侧换热器3出口、冷凝压力调节阀12与储液器4进口的通路上还设有单向阀5，压差控制阀11的出口位置既可以位于单向阀5和储液器4之间，也可以位于冷凝压力调节阀12和单向阀5之间，还可以是位于冷凝压力调节阀12和储液器4进口之间。

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