CN204593992U - 空调设备及其除霜控制系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种空调设备的除霜控制系统，在压缩机和四通阀的连接管路和/或室内换热器与节流装置的连接管路上设有与室外换热器的制冷剂流路连接的除霜旁路，所述除霜旁路上设有调节高温媒介通量的可控流量调节阀。系统通过旁路分段式除霜，将室外机换热器盘管分成多路，当进入除霜模式时，各路分别切换进行，始终保持只有一路盘管在进行融霜，提高融霜效率；除霜时无需通过四通阀切换运行模式，始终可以连续制热，降低室内温度波动，提高室内环境的舒适度；融霜时没有冷热量抵消，能量损失小，可明显提高机组的能效比；无需通过切换四通阀除霜，减少了四通阀动作次数，延长了四通阀寿命，提高了热泵空调运行的可靠性。
Description
技术领域
本实用新型涉及空调领域，特别是涉及一种空调设备及其除霜控制系统。
背景技术
热泵空调器作为一种节能环保的供冷/供热设备，在日常生活生产中得到了广泛应用。热泵空调器冬季供热运行时，其室外机换热器作为蒸发器从低温环境吸收热量，将热量转移至室内，从而达到向室内供热的目的。但这一过程中，由于蒸发器的壁温低于环境温度，所以环境空气中的水蒸汽会在蒸发器盘管和翅片表面发生凝露。当蒸发器盘管的壁温降低到零度以下时，若凝露的水分无法及时排除，则会在蒸发器盘管和翅片表面出现结霜现象。蒸发器表面的结霜增大了换热器空气侧的热阻，一方面降低了蒸发器的换热能力，进一步降低了室内机的制热能力；另一方面使得蒸发器处于更低的蒸发压力下，增大了压缩机的压力比，使得压缩机的输入能耗增加，降低了热泵的性能。因此，及时有效的除霜措施是热泵空调设计的重要因素，同时也是亟待解决的一大难题。
当前热泵空调主要采用四通换向阀切换方式除霜。当空调判断并进入除霜模式时，切换四通阀，空调由制热运行改为制冷运行，此时翅片盘管变为室内换热器，室内机室内换热器成为蒸发器，翅片盘管被加热，温度升高后将霜层融化，除霜结束后，四通阀再次换向，机组从除霜状态切换回制热工况运行。这样，通过四通阀换向对室外机进行周期性逆向切换运行，从而达到除霜的目的。虽然这是一种被普遍采用的除霜方式，但是逆向切换除霜仍存在诸多的技术缺陷，如：融霜时间长、融霜时室内温度降低、制热不连续、舒适度差，同时融霜过程影响机组能效、逆循环融霜四通阀频繁切换可靠性差等。另外一种常用方法是采用热气旁通方法进行除霜，但同样存在除霜时室内出风温度下降，制热不连续，导致舒适性降低的问题。因此，迫切需要有更有效的方法来解决这些问题。
实用新型内容
本实用新型目的在于提供一种不换向可连续自主除霜的空调设备的除霜控制系统，其可实现制热和除霜同时进行，室内持续吹出热风，制热不间断，室内温度波动小，从而提高室内舒适性。
本实用新型提供了一种空调设备的除霜控制系统，包括压缩机、四通阀、室内换热器、室外换热器、节流装置、气液分离器和温度传感器；所述四通阀设置有D管、E管、S管和C管，其中，D管连接压缩机排气管，E管连接室内换热器，S管连接压缩机回气管，C管连接所述室外换热器；所述节流装置连接在所述室内换热器和所述室外换热器之间，所述室外换热器具有至少两路的制冷剂流路；所述温度传感器用于测量环境温度和室外换热器管壁温度，所述压缩机和所述四通阀的连接管路和/或室内换热器与节流装置的连接管路上设有与所述室外换热器的制冷剂流路连接的除霜旁路，所述除霜旁路上设有调节高温媒介通量的可控流量调节阀。
优选地，所述除霜旁路包括第一可控流量分配器、第二可控流量分配器及第一可控流量调节阀，和/或第二可控流量调节阀，其中：
所述第一可控流量调节阀的一端与所述压缩机和所述四通阀的连接管路连接，另一端与所述第一可控流量分配器的输入端连接；所述第二可控流量调节阀的一端与连接在所述室内换热器和所述节流装置之间的连接管路连接，另一端与所述第一可控流量分配器连接；
所述第二可控流量分配器设置在所述室外换热器的各制冷剂流路的一侧端口，所述第一可控流量分配器与连接在所述第二可控流量分配器和所述室外换热器之间的管路相连接，所述第一可控流量分配器和第二可控流量分配器配合使用，两可控流量分配器对应分配管路的通断状态相反。
优选地，还包括分流器，所述分流器连接在所述第二可控流量分配器和所述节流装置之间。
优选地，所述除霜旁路包括第一可控流量分配器、第二可控流量分配器及第一可控流量调节阀，和/或第二可控流量调节阀，其中：
所述第一可控流量调节阀的一端与所述压缩机和所述四通阀的连接管路连接，另一端与所述第一可控流量分配器的输入端连接；所述第二可控流量调节阀的一端与连接在所述室内换热器和所述节流装置之间的连接管路连接，另一端与所述第一可控流量分配器连接；
所述第二可控流量分配器设置在所述室外换热器的各制冷剂流路的另一侧端口，所述第一可控流量分配器与连接在所述第二可控流量分配器和所述室外换热器之间的管路相连接，所述第一可控流量分配器和第二可控流量分配器配合使用，两可控流量分配器对应分配管路的通断状态相反。
优选地，所述高温媒介为高温制冷剂气体或高温制冷剂液体。
优选地，所述温度传感器包括室外管壁温度传感器和室外环境温度传感器，所述室外环境温度传感器设置在所述室外换热器的进风口处，所述室外管壁温度传感器设置在所述室外换热器的换热管处。
优选地，还包括气液分离器，所述气液分离器连接在所述室外换热器和所述四通阀的C管之间。
本实用新型还提供了一种空调设备，包括上述的空调设备的除霜控制系统。
上述的空调设备的除霜控制系统通过旁路分段式除霜，将室外机换热器盘管分成多路，当进入除霜模式时，各路分别切换进行，始终保持只有一路盘管在进行融霜，减小融霜面积，缩短融霜时间，提高融霜效率；通除霜时无需通过四通阀切换运行模式，始终可以连续制热，降低室内温度波动，提高了室内环境的舒适度；融霜时没有冷热量抵消，能量损失小，可明显提高机组的能效比；无需通过切换四通阀除霜，减少了四通阀动作次数，延长了四通阀寿命，提高了热泵空调运行的可靠性。
附图说明
图1为本实用新型实施例一中的空调设备的除霜控制系统的系统示意图；
图2为本实用新型实施例二中的空调设备的除霜控制系统的系统示意图；
图3为本实用新型实施例三中的空调设备的除霜控制系统的系统示意图；
图4为本实用新型实施例四中的空调设备的除霜控制系统的系统示意图；
图5为本实用新型实施例五中的空调设备的除霜控制系统的系统示意图；
图6为本实用新型实施例六中的空调设备的除霜控制系统的系统示意图。
具体实施方式
为了使本实用新型要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
请参阅图1至图6，本实用新型较佳实施例中一种空调设备，其具有不换向可除霜控制系统，除霜控制系统包括：压缩机1、四通阀2、室内换热器3、节流装置4、分流器5、室外换热器6、温度传感器7、气液分离器9和除霜旁路。在优选的实施例中，温度传感器7包括室外管壁温度传感器和室外环境温度传感器，室外环境温度传感器设置在室外换热器6的进风口处，用于检测室外环境温度；室外管壁温度传感器设置在室外换热器6的换热管处，用于测量室外管壁温度。在其他实施例中，气液分离器9可以省略。
除霜旁路设置在所述压缩机1和所述四通阀2的连接管路和/或室内换热器与节流装置的连接管路上，除霜旁路与所述室外换热器6的制冷剂流路连接的，所述除霜旁路上设有调节高温媒介通量的可控流量调节阀10。该除霜旁路包括第二可控流量分配器8、第一可控流量分配器11、第一可控流量调节阀10-1和/或第二可控流量调节阀10-2。本实施例中，高温媒介为高温制冷剂气体或高温制冷剂液体。本实施例中，第二可控流量分配器8设置在室外换热器6的各制冷剂流路的一侧端口或另一侧端口，即输入口和输出口都可以，示实际情况而定。
实施例1：
图1对应实施实例1的具体实施方式：所述压缩机1的排气管连接四通阀2；所述四通阀2设置有D管、E管、S管和C管，其中D管连接压缩机1的排气管，E管连接室内换热器3，S管连接压缩机1的回气管，C管连接气液分离器9；室内换热器3与室外换热器6之间设置有节流装置4；所述节流装置4连接分流器5，所述分流器5与室外换热器6连接，所述室外换热器6包含两路或两路以上的制冷剂流路且与第二可控流量分配器8连接，所述第二可控流量分配器8与气液分离器9连接；所述室外换热器6设有温度传感器7，所述温度传感器7用于测量环境温度和室外换热器管壁温度；在压缩机1和四通阀2的连接管上设有除霜旁路，所述除霜旁路上设有调节气体制冷剂流量的可控流量调节阀10-1，并与第一可控流量分配器11连接，所述第一可控流量分配器11与连接在室外换热器6和第二可控流量分配器8之间的管路相连；所述第一可控流量分配器11和第二可控流量分配器8配合使用，两可控流量分配器对应分配管的通断状态相反，即：当第一可控流量分配器11的A管接通，B、C、D和E管关闭时，第二可控流量分配器8的A管关闭，B、C、D和E管接通。(管路的打开关闭控制阀的一个实施例，如，包括；由步进电机驱动，一块带多个通孔的挡板堵在管路截面，另一块平行挡板在步进电机驱动下转动至覆盖住通孔，从而实现关闭流路)
当空调设备制冷模式运行，或空调设备制热模式运行但未进入除霜模式时，第一可控流量分配器11和第二可控流量分配器8的A、B、C、D和E接通，室外机换热器6可以完全利用。而当空调设备进入除霜模式时，第一可控流量分配器11的A、B、C、D和E始终有一路接通，其余管路关闭，对应的第二可控流量分配器8的A、B、C、D和E始终有一路关闭，其余管路接通。这样，在进入除霜模式运行后，始终保持压缩机1的除霜旁路热气通过室外机6需要除霜的换热器管路，利用高温气体对管路化霜。通过设置第一可控流量分配器11和第二可控流量分配器8适宜的通断时间间隔，保证室外换热器1各路周期性的通过来自压缩机1除霜旁路的高温气体，从而实现对室外换热器1各流路周期性化霜，进而实现空调设备在四通阀不换向条件下连续自主除霜。
实施例2：
图2对应实施实例2的具体实施方式：所述压缩机1的排气管连接四通阀；所述四通阀2设置有D管、E管、S管和C管，其中D管连接压缩机1的排气管，E管连接室内换热器3，S管连接压缩机1的回气管，C管连接气液分离器9；室内换热器3与室外换热器6之间设置有节流装置4；所述节流装置4连接第二可控流量分配器8，所述第二可控流量分配器8与室外换热器6连接，所述室外换热器6包含两路或两路以上的制冷剂流路且与连接，所述室外换热器6与气液分离器9连接且设有温度传感器7，所述温度传感器7用于测量环境温度和室外换热器管壁温度；在压缩机1和四通阀2的连接管上设有除霜旁路，所述除霜旁路上设有调节气体制冷剂流量的可控流量调节阀10-1，并与第一可控流量分配器11连接，所述第一可控流量分配器11与第二可控流量分配器8和室外换热器6之间的管路相连；所述第一可控流量分配器11和第二可控流量分配器8配合使用，两可控流量分配器对应分配管的通断状态相反，即：当第一可控流量分配器11的A管接通，B、C、D和E管关闭时，第二可控流量分配器8的A管关闭，B、C、D和E管接通。
当空调设备制冷模式运行，或空调设备制热模式运行但未进入除霜模式时，第一可控流量分配器11和第二可控流量分配器8的A、B、C、D和E接通，室外机换热器6可以完全利用。而当空调设备进入除霜模式时，第一可控流量分配器11的A、B、C、D和E始终有一路接通，其余管路关闭，对应的第二可控流量分配器8的A、B、C、D和E始终有一路关闭，其余管路接通。这样，在进入除霜模式运行后，始终保持压缩机1的除霜旁路热气通过室外机6需要除霜的换热器管路，利用高温气体对管路化霜。通过设置第一可控流量分配器11和第二可控流量分配器8适宜的通断时间间隔，保证室外换热器6各路周期性的通过来自压缩机1除霜旁路的高温气体，从而实现对室外换热器1各流路周期性化霜，进而实现空调设备在四通阀不换向条件下连续自主除霜。
实施例3：
图3对应实施实例3的具体实施方式：所述压缩机1的排气管连接四通阀；所述四通阀2设置有D管、E管、S管和C管，其中D管连接压缩机1的排气管，E管连接室内换热器3，S管连接压缩机1的回气管，C管连接气液分离器9；室内换热器3与室外换热器6之间设置有节流装置4；所述节流装置4连接分流器5，所述分流器5与室外换热器6连接，所述室外换热器6包含两路或两路以上的制冷剂流路且与第二可控流量分配器8连接，所述第二可控流量分配器8与气液分离器9连接；所述室外换热器6设有温度传感器7，所述温度传感器7用于测量环境温度和室外换热器管壁温度；所述不换向可连续自主除霜的空调设备，在室内机3和节流装置4之间的管上设有除霜旁路，所述除霜旁路上设有调节液体制冷剂流量的可控流量调节阀10-2，并与第一可控流量分配器11连接，所述第一可控流量分配器11与室外换热器6和第二可控流量分配器8之间的管路相连；所述第一可控流量分配器11和第二可控流量分配器8配合使用，两可控流量分配器对应分配管的通断状态相反，即：当第一可控流量分配器11的A管接通，B、C、D和E管关闭时，第二可控流量分配器8的A管关闭，B、C、D和E管接通。
当空调设备制冷模式运行，或空调设备制热模式运行但未进入除霜模式时，第一可控流量分配器11和第二可控流量分配器8的A、B、C、D和E接通，室外机换热器6可以完全利用。而当空调设备进入除霜模式时，第一可控流量分配器11的A、B、C、D和E始终有一路接通，其余管路关闭，对应的第二可控流量分配器8的A、B、C、D和E始终有一路关闭，其余管路接通。这样，在进入除霜模式运行后，始终保持除霜旁路高热制冷剂液体通过室外机6需要除霜的换热器管路，利用高温液体对管路化霜。通过设置第一可控流量分配器11和第二可控流量分配器8适宜的通断时间间隔，保证室外换热器6各路周期性的通过来自除霜旁路的高温制冷剂液体，从而实现对室外换热器1各流路周期性化霜，进而实现空调设备在四通阀不换向条件下连续自主除霜。
实施例4：
图4对应实施实例4的具体实施方式：所述压缩机1的排气管连接四通阀；所述四通阀2设置有D管、E管、S管和C管，其中D管连接压缩机1的排气管，E管连接室内换热器3，S管连接压缩机1的回气管，C管连接气液分离器9；室内换热器3与室外换热器6之间设置有节流装置4；所述节流装置4连接第二可控流量分配器8，所述第二可控流量分配器8与室外换热器6连接，所述室外换热器6包含两路或两路以上的制冷剂流路且与连接，所述室外换热器6与气液分离器9连接且设有温度传感器7，所述温度传感器7用于测量环境温度和室外换热器管壁温度；所述不换向可连续自主除霜的空调设备，在室内机3和节流装置4之间的连接管上设有除霜旁路，所述除霜旁路上设有调节液体制冷剂流量的可控流量调节阀10-2，并与第一可控流量分配器11连接，所述第一可控流量分配器11与第二可控流量分配器8和室外换热器6之间的管路相连；所述第一可控流量分配器11和第二可控流量分配器8配合使用，两可控流量分配器对应分配管的通断状态相反，即：当第一可控流量分配器11的A管接通，B、C、D和E管关闭时，第二可控流量分配器8的A管关闭，B、C、D和E管接通。
当空调设备制冷模式运行，或空调设备制热模式运行但未进入除霜模式时，第一可控流量分配器11和第二可控流量分配器8的A、B、C、D和E接通，室外机换热器6可以完全利用。而当空调设备进入除霜模式时，第一可控流量分配器11的A、B、C、D和E始终有一路接通，其余管路关闭，对应的第二可控流量分配器8的A、B、C、D和E始终有一路关闭，其余管路接通。这样，在进入除霜模式运行后，始终保持除霜旁路高温制冷剂液体通过室外机6需要除霜的换热器管路，利用高温液体对管路化霜。通过设置第一可控流量分配器11和第二可控流量分配器8适宜的通断时间间隔，保证室外换热器6各路周期性的通过来自除霜旁路的高温制冷剂液体，从而实现对室外换热器1各流路周期性化霜，进而实现空调设备在四通阀不换向条件下连续自主除霜。
实施例5：
图5对应实施实例5的具体实施方式：本实施例中的第一可控流量分配器11和第二可控流量分配器8的设置方式与实施例1、3相同，这里不再赘述。
实施例6：
图6对应实施实例6的具体实施方式：本实施例中的第一可控流量分配器11和第二可控流量分配器8的设置方式与实施例2、4相同，这里不再赘述。
另外，上述的实施例5和6中同时设置第一可控流量调节阀10-1和第二可控流量调节阀10-2，该第一可控流量调节阀10-1的设置方式与实施例1和实施例2相同，第二可控流量调节阀10-2的设置方式与实施例3和实施例4相同。
上述的实施例5和6中，当室外机运行工况恶劣，结霜严重时，关闭第一可控流量调节阀10-1，打开第二可控流量调节阀10-2，利用压缩机1排出的高温制冷剂气体化霜，此时制冷剂发生相变，除霜能力强；当室外机运行工况相对较好，结霜不严重时，关闭第二可控流量调节阀10-2，打开第一可控流量调节阀10-1，利用流经室内换热器3冷凝后的高温制冷剂液体化霜，此时室内不损失制热量，除霜能力相对减弱。
本实用新型的空调设备的除霜控制系统采用旁路分段式除霜，将室外机换热器6盘管分成多路，当进入除霜模式时，各路分别切换进行，始终保持只有一路盘管在进行融霜，减小融霜面积，缩短融霜时间，提高融霜效率；通除霜时无需通过四通阀2切换运行模式，始终可以连续制热，降低室内温度波动，提高了室内环境的舒适度；融霜时没有冷热量抵消，能量损失小，可明显提高机组的能效比；无需通过切换四通阀除霜，减少了四通阀动作次数，延长了四通阀寿命，提高了热泵空调运行的可靠性。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种空调设备的除霜控制系统，包括压缩机、四通阀、室内换热器、室外换热器、节流装置和温度传感器；所述四通阀设置有D管、E管、S管和C管，其中，D管连接压缩机排气管，E管连接室内换热器，S管连接压缩机回气管，C管连接所述室外换热器；所述节流装置连接在所述室内换热器和所述室外换热器之间，所述室外换热器具有至少两路的制冷剂流路；所述温度传感器用于测量环境温度和室外换热器管壁温度，其特征在于：所述压缩机和所述四通阀的连接管路和/或室内换热器与节流装置的连接管路上设有与所述室外换热器的制冷剂流路连接的除霜旁路，所述除霜旁路上设有调节高温媒介通量的可控流量调节阀。
2.如权利要求1所述的空调设备的除霜控制系统，其特征在于，所述除霜旁路包括第一可控流量分配器、第二可控流量分配器及第一可控流量调节阀，和/或第二可控流量调节阀，其中：
所述第一可控流量调节阀的一端与所述压缩机和所述四通阀的连接管路连接，另一端与所述第一可控流量分配器的输入端连接；所述第二可控流量调节阀的一端与连接在所述室内换热器和所述节流装置之间的连接管路连接，另一端与所述第一可控流量分配器连接；
所述第二可控流量分配器设置在所述室外换热器的各制冷剂流路一侧端口，所述第一可控流量分配器与连接在所述第二可控流量分配器和所述室外换热器之间的管路相连接，所述第一可控流量分配器和第二可控流量分配器配合使用，两可控流量分配器对应分配管路的通断状态相反。
3.如权利要求2所述的空调设备的除霜控制系统，其特征在于，还包括分流器，所述分流器连接在所述第二可控流量分配器和所述节流装置之间。
4.如权利要求1所述的空调设备的除霜控制系统，其特征在于，所述除霜旁路包括第一可控流量分配器、第二可控流量分配器及第一可控流量调节阀，和/或第二可控流量调节阀，其中：
所述第一可控流量调节阀的一端与所述压缩机和所述四通阀的连接管路连接，另一端与所述第一可控流量分配器的输入端连接；所述第二可控流量调节阀的一端与连接在所述室内换热器和所述节流装置之间的连接管路连接，另一端与所述第一可控流量分配器连接；
所述第二可控流量分配器设置在所述室外换热器的各制冷剂流路的另一侧端口，所述第一可控流量分配器与连接在所述第二可控流量分配器和所述室外换热器之间的管路相连接，所述第一可控流量分配器和第二可控流量分配器配合使用，两可控流量分配器对应分配管路的通断状态相反。
5.如权利要求1至4任一项所述的空调设备的除霜控制系统，其特征在于，所述高温媒介为高温制冷剂气体或高温制冷剂液体。
6.如权利要求1至4任一项所述的空调设备的除霜控制系统，其特征在于，所述温度传感器包括室外管壁温度传感器和室外环境温度传感器，所述室外环境温度传感器设置在所述室外换热器的进风口处，所述室外管壁温度传感器设置在所述室外换热器的换热管处。
7.如权利要求1至4任一项所述的空调设备的除霜控制系统，其特征在于，还包括气液分离器，所述气液分离器连接在所述室外换热器和所述四通阀的C管之间。
8.一种空调设备，其特征在于，包括权利要求1至7任一项所述的空调设备的除霜控制系统。
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2015
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