CN201173652Y - 风冷热泵机组的除霜控制装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了属于中央空调领域的一种风冷热泵机组的除霜控制装置。主要由空气压缩机与四通换向阀连接，四通换向阀再分别与气液分离器、水水换热器和由翅片组成的翅片式换热器连接构成，PLC控制板通过温度传感器、压力传感器采集控制参数，控制空气压缩机和四通换向阀的启动与关停。本实用新型采用反向除霜方式，执行一个由制热状态切换到制冷状态再回到制热状态的一个循环过程。具有系统比较复杂，精细，自动控制能力强，采集的参数多，除霜效果更好，能耗更少的特点。

Description

风冷热泵机组的除霜控制装置

技术领域

本实用新型属于中央空调领域，特别涉及一种风冷热泵机组的除霜控制装置。

背景技术

在中央空调系统中，风冷热泵冷热水机组作为冷热源，自20世纪90年代起在我国得到了广泛的应用。这类机组具有很多优势，例如可作冷暖两用，利用效率高；相较水冷冷水机组少了冷却水系统或者井水系统的前期投资以及后期运行费用；而且使用环境比较宽松，无需专门的机房；同时响应了国家有关环境保护、节约能源的政策要求，减少了制热锅炉的污染和能耗等等。

虽然如此，但是从实际运行的效果来看，这类机组在气温偏低且相对湿度较高的地区制热运行时还不太理想，例如我国北方地区。究其原因，大部分是由于蒸发器结霜及除霜时造成的制热量损失过大。蒸发器结霜后，制冷剂与空气间的传热热阻增大，蒸发器换热量减小，同时霜层将堵塞翅片，使得翅片通风较差等等，这些都将影响制热效果；并且使得压缩机和冷凝风机可能超工况运行，如果持续过长时间，导致损坏或者其他事故。所以，无论从制热时的COP值的提高还是从机组运行安全上考虑，除霜就理所当然的成为了风冷热泵冷热水机组的首要问题。

从总体上来说热泵机组的除霜方式分为两大类：系统反向循环除霜和辅助电加热除霜，也有厂家使用两者相结合的方式。反向除霜时，系统在制热状态下是做负功，是耗能的；使用电加热管除霜时，需要在翅片间穿入电加热管，减小了换热面积及效果，而且也使成本及使用费用提高了不少；所以部分厂家采用了两种相结合的方式，既可以缩短除霜时间，减小能耗，又可以将霜层除净。但是由于系统方面原因，退出除霜时会出现低压侧出现暂时性吸气压力过低保护，造成系统停机。本发明主要对于采用反向除霜时，从控制系统上如何改善除霜效果方面进行了有效的改进，从而使风冷热泵的除霜过程更加的合理，除霜更加彻底。

在除霜问题中，根本问题是通过什么参数来界定霜层的有无以及厚度，从而确定采用的除霜方式以及除霜的频繁程度和除霜的时间长短。目前各生产采用的大多有三种：一种是单纯使用时间控制，即制热时每隔一定时间(如30分钟)进行一次除霜；另一种是翅片温度与时间的结合，即当翅片温度达到一定的值(如-3℃)，且除霜间隔时间已到就进行一次除霜；而本发明则是再原有的除霜原理基础上引入了环境温度，环境温度与翅片温度的差值以及翅片内部压力与环境压力差值等参数。

很显然，这三种方法是逐步的复杂化，精细化，采集的参数也越来越多，使得除霜效果越来越好，能耗越来越少。前两种方式都比较简单、原始且除霜效果不好。本发明的除霜方法进入的条件则较为复杂：

发明内容

本实用新型的目的是针对传统的中央空调系统中采用系统反向循环除霜和辅助电加热除霜方式，也有厂家使用两者相结合的方式。反向除霜时，系统在制热状态下是做负功，是耗能的；使用电加热管除霜时，需要在翅片间穿入电加热管，减小了换热面积及效果，而且也使成本及使用费用提高了不少，两种方式虽然比较简单，但比较原始且除霜效果不好，从而提供一种风冷热泵机组的除霜控制装置，其特征在于，空气压缩机1与四通换向阀2连接，四通换向阀2再分别与气液分离器3、水水换热器4和翅片9组成的翅片式换热器进水口相通；气液分离器3再和空气压缩机1连接；水水换热器4再分两路，一路通过单向阀门6连接到储液器7第一接口，翅片式换热器的回水管也是通过一个单向阀门6在同一连接口；另一路通过电子膨胀阀5和一个反向连接的单向阀门6串联后连接到储液器7的第二接口；储液器7的第二接口再通过一个单向阀门6连接两个制热膨胀阀8，两个制热膨胀阀8和翅片式换热器的回水管连接；两个轴流风机固定在翅片式换热器的上方；第一温度传感器12紧贴翅片9表面，第二温度传感器13放置在翅片式换热器周围的空间，两个温度传感器的信号线和PLC控制板16连接；第一周围的空间11放置在翅片式换热器内部，第二压力传感器14放置在翅片式换热器外部空间，内部两个压力传感器11并头接在压差控制器15的一个接头上，外部的压力传感器14接在压差控制器15的第二个接头上，压差控制器15的第三个接头和PLC控制板16连接。

所述PLC控制板16还分别和空气压缩机1、四通换向阀2连接。

本实用新型的有益效果是采用PLC控制，自动控制能力强，虽然系统比较复杂，精细，但采集的参数多，使得除霜效果更好，能耗更少。

附图说明

图1为除霜控制装置结构示意图。

具体实施方式

本实用新型提供一种风冷热泵机组的除霜控制装置。如图1所示，空气压缩机1与四通换向阀2连接，四通换向阀2再分别与气液分离器3、水水换热器4和翅片9组成的翅片式换热器进水口相通；气液分离器3再和空气压缩机1连接；水水换热器4再分两路，一路通过单向阀门6连接到储液器7第一接口，翅片式换热器的回水管也是通过一个单向阀门6在同一连接口；另一路通过电子膨胀阀5和一个反向连接的单向阀门6串联后连接到储液器7的第二接口；储液器7的第二接口再通过一个单向阀门6连接两个制热膨胀阀8，两个制热膨胀阀8和翅片式换热器的回水管连接；两个轴流风机10固定在翅片式换热器的上方；第一温度传感器12紧贴翅片9表面，第二温度传感器13放置在翅片式换热器周围的空间，两个温度传感器的信号线和PLC控制板16连接；第一周围的空间11放置在翅片式换热器内部，第二压力传感器14放置在翅片式换热器外部空间，内部两个压力传感器11并头接在压差控制器15的一个接头上，外部的压力传感器14接在压差控制器15的第二个接头上，压差控制器15的第三个接头和PLC控制板16连接。PLC控制板16还分别和空气压缩机1、四通换向阀2连接。

具体的除霜步骤如下：

机组反向除霜时，是一个由制热状态切换到制冷状态再回到制热状态的一个循环过程。

1.首先四通换向阀2失电，机组从制热状态转入到制冷运行；

2.轴流风机10停止运转，使翅片9的温度尽快提高；

3.当使用电子膨胀阀时，电子膨胀阀5开度调整到最大；

4.除霜结束条件符合后，冷凝风机10′和10″开启运转，将翅片9上的水蒸发掉，以免水珠二次结霜；

5.四通换向阀2得电，切换到制热状态，恢复制热。

本实用新型通过对各种除霜控制方式的比较，得出了各种除霜方式存在的不足，最终确定了最佳的除霜控制方案。

Claims (2)

1.一种风冷热泵机组的除霜控制装置，其特征在于，空气压缩机(1)与四通换向阀(2)连接，四通换向阀(2)再分别与气液分离器(3)、水水换热器(4)和翅片(9)组成的翅片式换热器进水口相通；气液分离器(3)再和空气压缩机(1)连接；水水换热器(4)再分两路，一路通过单向阀门(6)连接到储液器(7)第一接口，翅片式换热器的回水管也是通过一个单向阀门(6)在同一连接口；另一路通过电子膨胀阀(5)和一个反向连接的单向阀门(6)串联后连接到储液器(7)的第二接口；储液器(7)的第二接口再通过一个单向阀门(6)连接两个制热膨胀阀(8)，两个制热膨胀阀(8)和翅片式换热器的回水管连接；两个轴流风机固定在翅片式换热器的上方；第一温度传感器(12)紧贴翅片(9)表面，第二温度传感器(13)放置在翅片式换热器周围的空间，两个温度传感器的信号线和PLC控制板(16)连接；第一压力传感器(11)放置在翅片式换热器内部，第二压力传感器(14)放置在翅片式换热器外部空间，内部两个压力传感器(11)并头接在压差控制器(15)的一个接头上，外部的压力传感器(14)接在压差控制器(15)的第二个接头上，压差控制器(15)的第三个接头和PLC控制板(16)连接。

2.根据权利要求1所述风冷热泵机组的除霜控制装置，其特征在于，所述PLC控制板(16)还分别和空气压缩机(1)、四通换向阀(2)连接。

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