CN202109592U - 热泵空调系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种热泵空调系统，包括压缩机、四通阀、室外换热器、室内换热器、节流装置、室外环境温度传感器、室外管温温度传感器和控制器，所述室外换热器具有相互独立的至少两流路，各所述流路上分别设有切断该流路的开关阀。本实用新型采用将室外换热器分成多流路，对各流路的通断进行控制的方式，使空调系统化霜和制热同时进行，化霜过程中室内继续制热，保证化霜同时室内有持续热风吹出，室内温度场更均匀，舒适性高，并且节省空调的运行能耗。

Description

热泵空调系统

技术领域

本实用新型涉及空调技术领域，特别涉及一种热泵空调系统。

背景技术

室外风冷式热泵空调系统，在低温制热时室外换热器上容易结霜，使室外侧的换热效果变差，从而导致系统的室内制热效果变差。在结霜达到一定程度的时候，室内机制热效果就会变得很差，甚至吹冷风。这时候就需要除掉室外换热器上结的霜，以恢复室外机的换热效果，提高室内机的制热效果。

目前，风冷式热泵空调系统一般都是通过四通阀换向切换成制冷的方式，进行室外换热器的除霜。对于空调除霜的控制，关键在于除霜进入条件的确定。恰到好处的除霜进入条件，将会最大限度的使空调系统处于稳定运转状态，保证用户的使用效果，同时还能够有效减少电能的消耗，降低空调的运行费用。

目前市场上的风冷热泵空调系统，除霜进入条件一般有两种：一种是在室外温度较低时，每隔固定时间进入除霜运转。这种方式控制比较简单，应用较广，但是存在以下缺陷：每隔固定时间进入除霜运转的除霜方式，无法判定室外机真实的结霜情况，只是机械式的每隔固定时间切换成制冷运转来进行除霜。因此，在室外机没有结霜或结霜很少时，容易出现除霜运转的情况，造成电能的浪费，也使室内制热效果出现波动。在室外侧结霜过多时，容易出现持续时间过长才能进行除霜的情况，造成除霜运转时除霜不尽，也会使室内制热效率降低。

另一种除霜进入条件，是在室外环境温度较低时，通过检测室外换热器中部的温度，判定是否进入除霜运转。这种方式控制比较简单，应用较广，但也存在以下缺陷：

通过检测室外换热器中部的温度判定是否进入除霜运转的方式，只是根据时间内检测到的室外换热器中部温度来判定是否进入除霜。这种除霜方式虽然解决了上述费电和除霜不尽的缺陷，但是这两种方式均需要通过四通阀换向切换成制冷的方式，进行室外换热器的除霜，也就是说在化霜时室内要停止供热，直接影响室内温度，室内温度波动比较大，舒适性较差。

如何在保证有效除霜的基础上，减少切换成制冷模式的次数，使得室内温度波动小，提高制热效果，同时降低空调的能耗，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供了一种热泵空调系统，以在保证有效除霜的基础上，减少切换成制冷模式的次数，使得室内温度波动小，提高制热效果，同时降低空调的能耗。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种热泵空调系统，包括压缩机、四通阀、室外换热器、室内换热器、节流装置、室外环境温度传感器、室外管温温度传感器和控制器，所述室外换热器具有相互独立的至少两流路，各所述流路上分别设有切断该流路的开关阀。

优选的，在上述热泵空调系统中，所述室外换热器为一个，且其具有相互并联的多条流路。

优选的，在上述热泵空调系统中，所述室外换热器由多个并联的分室外换热器组成，且各所述分室外换热器具有其独立的流路。

优选的，在上述热泵空调系统中，所述节流装置为毛细管、节流短管、电子膨胀阀或热力膨胀阀。

优选的，在上述热泵空调系统中，所述室外管温温度传感器设置在所述开关阀与所述节流装置之间并靠近所述开关阀的管路上。

优选的，在上述热泵空调系统中，所述室外环境温度传感器设置于所述室外换热器进风侧。

从上述的技术方案可以看出，本实用新型提供的热泵空调系统，包括压缩机、四通阀、室外换热器、室内换热器、节流装置、室外环境温度传感器、室外管温温度传感器和控制器，所述室内换热器具有相互独立的至少两流路，各所述流路上分别设有切断该流路的开关阀。

基于上述设置，本实用新型提供的热泵空调系统将其室外换热器设计为至少具有相互独立的两流路，并且在各流路上分别设有切断该流路的开关阀。从而可在室外温度较高时，将各流路上的开关阀全部打开，保证室内具有足够的制热温度。在室外温度较低而使得室外换热器结霜时，可关闭其中一个开关阀，而使与该开关阀连通的流路不参与室外换热，该流路上的开关阀关闭后，其管路因为未参与换热工作，所以温度会逐渐升高，并在风机的送风作用下进行除霜。在切断其中室外换热器的一个流路后，其他各流路继续保持室外的换热，从而能够保证化霜与制热同时进行。本实用新型采用将室外换热器分成多流路，对各流路的通断进行控制的方式，使空调系统化霜和制热同时进行，化霜过程中室内继续制热，保证化霜同时室内有持续热风吹出，室内温度场更均匀，舒适性高，并且节省空调的运行能耗。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的热泵空调系统的结构示意图。

具体实施方式

本实用新型公开了一种热泵空调系统，以在保证有效除霜的基础上，减少切换成制冷模式的次数，使得室内温度波动小，提高制热效果，同时降低空调的能耗。

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术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，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1，图1为本实用新型实施例提供的热泵空调系统的结构示意图。

本实用新型提供的热泵空调系统，包括压缩机1、四通阀2、室外换热器7、室内换热器3、节流装置4、室外环境温度传感器8、室外管温温度传感器5和控制器，其中，压缩机1的排气端连接四通阀2的D端口，其进气端则连接四通阀2的S端口；四通阀2的E端口连接室内换热器3的一端，室内换热器3的另一端则通过节流装置4连接至第一开关阀61和第二开关阀62的一端；第一开关阀61和第二开关阀62的另一端分别连接室外换热器7一端的支路端口；室外换热器7另一端的各支路则共同连接至四通阀2的C端口。所述四通阀2的四个端口通过内部滑块的运动实现不同端口之间的连通，制冷运行时，四通阀2不得电，此时D端口和C端口连通，S端口与E端口连通，制热运行时，四通阀2得电，此时D端口与E端口连通，S端口与C端口连通。

为了便于理解，上述实施例将开关阀(第一开关阀61和第二开关阀62)以两个为例进行的描述，本领域技术人员可以理解的是，开关阀的数量只要达到两个或两个以上，便能达到本实用新型的实用新型目的，本实用新型不局限于仅有两个开关阀的限定。

本实用新型的重点在于，室外换热器7具有相互独立的至少两流路，各流路上分别设有切断该流路的开关阀。室外换热器7具有相互独立的至少两流路，可理解为该室外换热器7具有并联的多条流路，或者该室外换热器7由多个并联的分室外换热器组成，每个分室外换热器具有其相应的冷凝管(即流路)。本实用新型不对室外换热器7的具体布置形式做限定，只要其具备相互独立的多条流路即可。每条流路上分别设有切断该流路的开关阀，为了便于描述和便于理解本实用新型的技术方案，在本实用新型的一具体实施例中，室外换热器7共具有两条流路，两条流路上分别设置有切断该流路的第一开关阀61和第二开关阀62，第一开关阀61和第二开关阀62可分别对其设置的流路进行切断或导通。

本实用新型可在室外温度较高时，将两各流路上的开关阀全部打开，保证室内具有足够的制热温度。在室外温度较低而使得室外换热器7结霜时，可关闭其中一个开关阀，而使与该开关阀连通的流路不参与室外换热，该流路上的开关阀关闭后，其管路因为未参与换热工作，所以温度会逐渐升高，并在风机的送风作用下进行除霜。在切断其中室外换热器7的一个流路后，其他各流路继续保持室外的换热，从而能够保证化霜与制热同时进行。以开关阀具有两个为例，在室外温度较低而使得室外换热器7结霜时，可首先关闭第一开关阀61，而使与该第一开关阀61连通的流路不参与室外换热，该流路上的第一开关阀61关闭后，其温度会逐渐升高以进行除霜。在切断其中室外换热器7的一个流路后，其他各流路继续保持室外的换热，从而能够保证化霜与制热同时进行。在第一开关阀61所在的流路化霜一段时间或化霜完成后，可打开该第一开关阀61，使其所在的流路保持与室外进行换热；然后再打开第二开关阀62，而使与该第二开关阀62连通的流路不参与室外换热，该流路上的第二开关阀62关闭后，其温度会逐渐升高以进行除霜。

本实用新型采用将室外换热器7分成多流路，对各流路的通断进行控制的方式，使空调系统化霜和制热同时进行，化霜过程中室内继续制热，保证化霜同时室内有持续热风吹出，室内温度场更均匀，舒适性高，并且节省空调的运行能耗。

本实用新型提供的节流装置4可为毛细管、节流短管、电子膨胀阀或热力膨胀阀等各种起节流作用的装置，室外管温温度传感器5可设置在开关阀与节流装置4之间并靠近开关阀的管路上，在本实用新型的一具体实施例中，即可将该室外管温温度传感器5设置在第一开关阀61和第二开关阀62与节流装置4之间并靠近第一开关阀61和第二开关阀62的管路上，以保证采集到更加准确的室外管温温度参数。室外环境温度传感器8可优选的放置于室外换热器7进风侧。

当该热泵空调系统满足预设条件后，控制器关闭其中一个开关阀，并保持第一预设时间后打开。可见本实用新型可通过控制器对开关阀的关闭时机进行精确控制，进一步降低室内温度的波动。在本实施例中，第一预设时间可为大于0且小于或等于10分钟的一个任意值。

上述预设条件可为连续运行第四预设时间或累计运行第五预设时间后，室外环境温度传感器8采集的温度满足第一预设温度条件，且室外管温温度传感器5采集的温度满足第二预设温度条件。即当该热泵空调系统连续运行第四预设时间或累计运行第五预设时间后，室外环境温度传感器8采集的温度满足第一预设温度条件，且室外管温温度传感器5采集的温度满足第二预设温度条件后，控制器关闭其中一个开关阀，并保持第一预设时间后打开。

其中，第四预设时间可设定为30分钟，第五预设时间可设定为60分钟。即只有在热泵空调系统的运行时间满足第四预设时间或第五预设时间后，才对室外环境温度传感器8采集的温度是否满足第一预设温度条件，且室外管温温度传感器5采集的温度是否满足≤第二预设温度的条件进行判断。在本实用新型的具体实施例中，第一预设温度条件可为室外环境温度≥0℃，第二预设温度可为-3℃；第一预设温度条件还可为室外环境温度＜0℃，第二预设温度为-3℃。本领域技术人员可以理解的是，将第二预设温度设定为-3℃，仅是本实用新型实施例公开的一种具体的实现方式，还可设定其它温度值作为第二预设温度。

在控制器打开一开关阀后，同时按预设顺序关闭另一开关阀并保持第二预设时间后打开。所谓预设顺序应理解为，针对具有多个开关阀的情况，可将多个开关阀的关闭顺序进行排序，通过控制器控制各个开关阀按预设顺序依次关闭。针对具有两个开关阀的情况而言，该预设顺序可为先关闭第一开关阀61，再关闭第二开关阀62。由于各个开关阀在起始状态均处于打开状态，因此在控制器打开一开关阀后，说明该开关阀被关闭过，在控制器打开一开关阀的同时按预设顺序关闭另一开关阀并保持第二预设时间后打开。第二预设时间可与第一预设时间相同也可不同，即各个开关阀关闭后保持的时间可相同也可不同。第一预设时间可为大于0且小于或等于10分钟的一个任意值。

待预设顺序中的各个开关阀均被关闭并打开，若开关阀的数量为五个，其关闭顺序依次进行排序，待该顺序中的各个开关阀均被关闭并打开后，则说明该预设顺序以完成一个循环，那么需要间隔第三预设时间后，控制器控制各个开关阀按照预设顺序间隔关闭运行相应时间。即在按照预设顺序进行下一循环之前要经过第三预设时间，当然该第三预设时间也可为零，即在该预设顺序中的最后一个开关阀打开后，相应的该预设顺序中的第一个开关阀关闭。该第三预设时间优选为大于0且小于或等于120分钟的一个任意值。

当该热泵空调系统连续运行第六预设时间或累计运行第七预设时间，且室外管温温度传感器5采集的温度满足第三预设温度条件，即室外管温温度传感器5采集的温度小于或等于第三预设温度后，四通阀2断电，该热泵空调系统转制冷模式化霜第八预设时间后，四通阀2通电。其中，第六预设时间大于第四预设时间，第七预设时间大于第五预设时间，第三预设温度低于第二预设温度。第六预设时间可为4小时，第七预设时间可为6小时，第三预设温度可为-6℃。

基于上述设置，本实用新型在满足一定预设条件后，才切断四通阀，即才转制冷模式进行化霜。本实用新型与现有技术相比，其转换制冷模式进行化霜对时间的要求更长，对温度的要求更低。即本实用新型与现有技术相比，在相同时间内，其转制冷模式的次数更少，因此也越能保证室内温度场的均匀性，舒适性更高，并且更能节省空调的运行能耗。

在该热泵空调系统转制冷模式化霜完成后，一般热泵空调系统转制冷模式化霜的时间可为大于0小于或等于10分钟的一任意时间。本实用新型该热泵空调系统转制冷模式化霜完成后，间隔第九预设时间后，控制器控制各个开关阀按预设顺序间隔关闭运行相应时间。第九预设时间优选为大于0且小于或等于120分钟的一个任意值。

综上所述，本实用新型采用将室外换热器分成多流路，对各流路的通断进行控制的方式，使空调系统化霜和制热同时进行，化霜过程室内继续制热，保证化霜同时室内有持续热风吹出，室内温度场更均匀，舒适性高，并且节省空调的运行能耗。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (6)

1.一种热泵空调系统，包括压缩机(1)、四通阀(2)、室外换热器(7)、室内换热器(3)、节流装置(4)、室外环境温度传感器(8)、室外管温温度传感器(5)和控制器，其特征在于，所述室外换热器(7)具有相互独立的至少两流路，各所述流路上分别设有切断该流路的开关阀。

2.如权利要求1所述的热泵空调系统，其特征在于，所述室外换热器(7)为一个，且其具有相互并联的多条流路。

3.如权利要求1所述的热泵空调系统，其特征在于，所述室外换热器(7)由多个并联的分室外换热器组成，且各所述分室外换热器具有其独立的流路。

4.如权利要求1所述的热泵空调系统，其特征在于，所述节流装置(4)为毛细管、节流短管、电子膨胀阀或热力膨胀阀。

5.如权利要求1所述的热泵空调系统，其特征在于，所述室外管温温度传感器(5)设置在所述开关阀与所述节流装置(4)之间并靠近所述开关阀的管路上。

6.如权利要求1所述的热泵空调系统，其特征在于，所述室外环境温度传感器(8)设置于所述室外换热器(7)进风侧。

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