CN204665584U - 一种热泵空调器化霜装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及空气调节技术领域，尤其涉及一种热泵空调器化霜装置。该装置在室内换热器和四通阀之间串联第一室外换热器和第二室外换热器，并在所述室内换热器与所述第一室外换热器之间连接第一节流阀，在所述第一室外换热器与所述第二室外换热器之间连接第二节流阀；在此基础上，通过控制节流阀的开度分阶段实现第一室外换热器和第二室外换热器的化霜。其中第一阶段中第一室外换热器化霜的能量来自于压缩机做工和第二室外换热器吸收的热量，所以化霜过程中压缩机排气温度不会下降很快，因此保证化霜高效彻底；第二阶段中第二室外换热器化霜能量来自于压缩机输入功和冷媒余热，并且由于第一阶段的蓄力，使得化霜时间大大缩短且化霜干净。

Description

一种热泵空调器化霜装置

技术领域

本实用新型涉及空气调节技术领域，尤其涉及一种热泵空调器化霜装置。

背景技术

随着人们生活质量的不断提高，人们对空调房间的舒适性有着更高的要求，对空调的期望不仅仅是停留在传统的制冷、制热功能上，而对空调的制冷、制热效果，制冷、制热的舒适性提出了更高的要求。目前很多消费者抱怨空调制热化霜时，化霜时间长、室内温度波动大、忽冷忽热，严重影响了房间的舒适度和用户的体验感受。如何使空调能够持续制热，化霜时室内温度波动小，成为一个迫切需要解决的问题。

目前传统的热泵型空调多数采用四通阀换向控制化霜，除霜时四通阀换向，使室外换热器放热，室内换热器吸热，由此会造成室内温度降低，房间忽冷忽热。另外，在冬天空气湿度较大的时候，频繁化霜会严重影响四通阀的寿命，而且化霜时四通阀换向产生的噪音也引起用户的抱怨。

针对上述缺陷技术人员提出了一种热气旁通化霜。其存在的问题是热气旁通化霜的能量主要来自压缩机的输入功，而且制冷剂流过分液器和分液毛细管的能量损失较大，除霜时间比逆循环除霜长，当旁通化霜时系统压差比较小，压缩机排气温度下降非常快，往往不能彻底化霜。

实用新型内容

(一)要解决的技术问题

本实用新型要解决的技术问题就是提供一种热泵空调器化霜装置，解决采用热气旁通化霜时存在的除霜时间长，压缩机排气温度下降非常快，往往不能彻底化霜的问题。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种热泵空调器化霜装置，包括室内换热器以及串联的第一室外换热器和第二室外换热器，所述室内换热器与所述第一室外换热器之间连接有第一节流阀，所述第一室外换热器与所述第二室外换热器之间连接有第二节流阀，通过调节所述第一节流阀和所述第二节流阀的开度，对所述第一室外换热器进行化霜，或对所述第二室外换热器进行化霜，或进行制暖。

优选地，包括：计时模块，用于在启动化霜时开始计时并得到化霜时间t；

温度检测模块，用于检测所述第一室外换热器的温度T1和压缩机的排气温度T2；

控制模块，根据所述计时模块和温度检测模块的参数控制所述第一节流阀和第二节流阀的开度大小。

优选地，包括：计时模块，用于在启动化霜时开始计时并得到化霜时间t；

温度检测模块，用于检测所述第一室外换热器的温度T1和所述第二室外换热器的温度T3；

控制模块，根据所述计时模块和温度检测模块的参数控制所述第一节流阀和第二节流阀的开度大小。

优选地，所述第一节流阀为自带第一温度检测模块和第一控制模块的第一电子膨胀阀；所述第二节流阀为自带第二温度检测模块和第二控制模块的第二电子膨胀阀；

还包括用于在启动化霜时开始计时并得到化霜时间t的计时模块；

所述第一温度检测模块和第二温度检测模块分别用于检测所述第一室外换热器的温度T1和压缩机的排气温度T2；

所述第一控制模块、第二控制模块分别用于根据所述t、T1和T2控制所述第一节流阀和第二节流阀的开度大小。

优选地，所述第一节流阀为自带第一温度检测模块和第一控制模块的第一电子膨胀阀；所述第二节流阀为自带第二温度检测模块和第二控制模块的第二电子膨胀阀；

还包括用于在启动化霜时开始计时并得到化霜时间t的计时模块；

所述第一温度检测模块和第二温度检测模块分别用于检测所述第一室外换热器的温度T1和所述第二室外换热器的温度T3；

所述第一控制模块、第二控制模块分别用于根据所述t、T1和T3控制所述第一节流阀和第二节流阀的开度大小。

优选地，所述第一室外换热器和所述第二室外换热器各自连接一个风机。

(三)有益效果

本实用新型的技术方案具有以下优点：本实用新型的热泵空调器化霜装置在室内换热器和四通阀之间串联第一室外换热器和第二室外换热器，并在所述室内换热器与所述第一室外换热器之间连接第一节流阀，在所述第一室外换热器与所述第二室外换热器之间连接第二节流阀；在此基础上，通过控制节流阀的开度分阶段实现第一室外换热器和第二室外换热器的化霜。其中第一阶段中第一室外换热器化霜的能量来自于压缩机做工和第二室外换热器吸收的热量，所以化霜过程中压缩机排气温度不会下降很快，因此保证化霜高效彻底；第二阶段中第二室外换热器化霜能量来自于压缩机输入功和冷媒余热，并且由于第一阶段的蓄力，使得化霜时间大大缩短且化霜干净。

本实用新型的优选方案中，节流阀均选择电子膨胀阀，由于电子膨胀阀不仅包括执行器而且包括控制器和传感器，因此可以自动对阀的开度进行调节，进而使得化霜更容易实现。

本实用新型的又一优选方案中，第一室外换热器和第二室外换热器各自连接一个风机。通过控制风机可以实现两个换热器独立的控制，从而使得化霜效果更好。

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是本实用新型的热泵空调器化霜装置的结构示意图；

图2是本实用新型的热泵空调器化霜装置的工作原理示意图；

图中：1、压缩机；2、第一电子膨胀阀；3、四通阀；4、第一室外换热器；5、第二室外换热器；6、室内换热器；7、第二电子膨胀阀；8、第一感温包；9、第二感温包；10、压缩机储液罐。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不能用来限制本实用新型的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

实施例一

本实施例一的热泵空调器化霜装置，请参见图1，图中的实线箭头表示制冷过程中制冷剂的流向，虚线箭头表示制暖过程中制冷剂的流向。该装置包括室内换热器6以及串联的第一室外换热器4和第二室外换热器5，所述室内换热器6与所述第一室外换热器4之间连接有第一节流阀，所述第一室外换热器4与所述第二室外换热器5之间连接有第二节流阀，通过调节所述第一节流阀和所述第二节流阀的开度，对所述第一室外换热器4进行化霜，或对所述第二室外换热器5进行化霜，或进行制暖。

本实施例一的该装置包括计时模块，用于在启动化霜时开始计时并得到化霜时间t；温度检测模块，用于检测所述第一室外换热器4的温度T1和压缩机1的排气温度T2；控制模块，根据所述计时模块和温度检测模块的参数t、T1和T2控制所述第一节流阀和第二节流阀的开度大小。

具体地，启动化霜时，将所述四通阀调节到制暖循环状态，所述第一节流阀调整到通流状态，且所述第二节流阀调整到节流状态，以对所述第一室外换热器4进行化霜。当化霜时间t大于预设最长化霜时间N时，结束化霜。当化霜时间t小于或等于预设最长化霜时间N时：若所述第一室外换热器4的温度T1小于第一室外换热器4的最高化霜温度D1，继续对所述第一室外换热器4进行化霜；若所述第一室外换热器4的温度T1大于或等于第一室外换热器4的最高化霜温度D1，将所述第一节流阀和第二节流阀调整到通流状态，以对所述第二室外换热器5进行化霜。当压缩机1的排气温度小于或等于设定的压缩机1的最低排气温度D2时，将所述第一节流阀调整到节流状态，且所述第二节流阀调整到通流状态，以结束化霜。

需要说明的是，本实施例一中温度检测模块和控制模块也可以是节流阀的组成元件，从而不需要再额外设置温度检测模块和控制模块。此时，优选所述第一节流阀为自带第一温度检测模块和第一控制模块的第一电子膨胀阀2；所述第二节流阀为自带第二温度检测模块和第二控制模块的第二电子膨胀阀7。并且，第一电子膨胀阀2的第一温度检测模块为第一感温包8，第二电子膨胀阀7的第二温度检测模块为第二感温包9。所述第一控制模块、第二控制模块分别根据所述第一感温包8和第二感温包9测得的T1和T2，并结合化霜时间t，控制阀的开度大小。基于现有的电子膨胀阀的技术，可以自动实现对阀开度的调节，从而使得化霜更容易实现。

此外，为了对第一室外换热器4和第二室外换热器5分别进行控制，以实现更好的化霜效果，优选第一室外换热器4和第二室外换热器5各自连接一个风机。

需要说明的是，第一室外换热器4的温度T1可以是进口温度、出口温度或者是其它位置获取的温度值，而对应不同的T1获取位置，预设的第一室外换热器的最高化霜温度D1也不同。下面仅就在第一室外换热器4的出口位置测取T1的情况进行说明。

采用本实施例一的热泵空调器化霜装置进行化霜时，请参见图2，包括以下步骤：

S1：在室内换热器6和四通阀3之间串联第一室外换热器4和第二室外换热器5，并在所述室内换热器6与所述第一室外换热器4之间连接第一节流阀，在所述第一室外换热器4与所述第二室外换热器5之间连接第二节流阀；

S2：预设最长化霜时间N，第一室外换热器4的最高化霜温度D1，和压缩机1的最低排气温度D2；

S3：控制热泵空调器进入制暖模式，将所述第一节流阀调整到通流状态，且所述第二节流阀调整到节流状态，以启动对第一室外换热器4的化霜，同时开始计时t，并获取所述第一室外换热器4的出口温度T1和所述压缩机1的排气温度T2；

S4：判断t和N之间的关系，若t大于N则进入步骤S6；若t小于或等于N，再判断T1和D1的关系，T1大于等于D1则进入步骤S5，T1小于D1则返回步骤S3；

S5：将所述第一节流阀和第二节流阀调整到通流状态，以启动对所述第二室外换热器5的化霜；判断T2和D2的关系，若T2小于或等于D2，则进入步骤S6；

S6：将所述第一节流阀调整到节流状态，且所述第二节流阀调整到通流状态，以结束化霜。

上述化霜过程中被分为两个阶段，第一阶段对第一室外换热器4化霜，第二阶段对第二室外换热器5化霜。化霜过程中不需要四通阀3换向，延长了四通阀3的寿命；同时避免了四通阀3换向产生的噪音所引起的用户的不适；并且，化霜时不需要从室内吸收热量来给室外换热器化霜，从而不会引起室内温度波动，提高了用户使用的舒适性；此外，避免了传统的化霜模式压缩机1反复启停对压缩机1的损伤，延长了压缩机1的寿命。

值得强调的是，其中的“通流状态”和“节流状态”是就方案需要实现的效果而言的，并非绝对的。不能要求通流状态的节流阀的开度就一定要达到最大，或者说节流状态的节流阀的开度就一定要达到最小。

对第一室外换热器4化霜的原理如下：第一节流阀通流，第二节流阀节流。从压缩机1出来的高温高压冷媒经过室内换热器6后，经过大开度的第一节流阀后进入到第一室外换热器4进行化霜。其中，第一节流阀“大开度”主要是避免节流，因此此时优选将第一节流阀开度控制在最大程度。

在对第一室外换热器4进行化霜的过程中，判断化霜时间t是否已经超过了最长化霜时间N，如果t大于N，则不管化霜进行到什么阶段都直接结束化霜，从而避免进行化霜循环模式中。如果t小于或等于N，则在此基础上再判断第一室外换热器4的出口温度T1。如果第一室外换热器4的出口温度T1大于或等于第一室外换热器4的最高化霜温度D1，说明第一室外换热器4已经化霜干净，此时可以开始对第二室外换热器5进行化霜。

对第一室外换热器4进行化霜的这一阶段中，从压缩机1出来的高温高压气体首先进入室内换热器6，然后经过第一节流阀进入第一室外换热器4。其中由于第一节流阀不节流，因此进入第一室外换热器4的冷媒为高温高压的气体，从而可以迅速给第一室外换热器4进行化霜。显然此处忽略了管路中的热损耗和压强损失。冷媒在第一室外换热器4中放热变成中温中压的气体后，通过第二节流阀节流变成低温低压的液体。低温低压的液体进入第二室外换热器5时，对室外吸热，部分变成低温低压的气体，从而得到气液混合物。低温低压的气液混合物通过压缩机储液罐10变成低温低压的气体进入压缩机1，变成高温高压气体，如此循环。

由于这一阶段的化霜过程中，第一室外换热器4所需的能量来自于压缩机1做功和第二室外换热器5从室外吸收的热量，所以化霜过程中压缩机1排气温度不会下降很快，进而保证化霜高效彻底。并且，该阶段可以为下一阶段化霜蓄力。

对第二室外换热器5化霜的原理如下：将所述第一节流阀和第二节流阀调整到通流状态，从压缩机1出来的高温高压的冷媒，经过第一室外换热器4后排出的为中温中压的气体。中温中压的气体不经过节流直接进入第二室外换热器5进行化霜。

在对第二室外换热器5进行化霜的过程中，由于此时是利用冷媒余热和压缩机1做工来化霜，当第二室外换热器5的排气温度下降到一定程度时将失去化霜功能。所以对第二室外换热器5进行化霜时需要检测压缩机1的排气温度T2和最低排气温度D2之间的关系。如果T2小于或等于D2，则结束化霜。若T2大于D2，则检测化霜时间是否满足t小于N，如果t大于N则直接结束化霜，否则继续对第二室外换热器5进行化霜。

这一阶段中，将所述第一节流阀和第二节流阀均调整到通流状态。压缩机1排出的高温高压气体经过室内换热器6和第一节流阀后进入第一室外换热器4，并在第一室外换热器4中变成中温中压的气体。中温中压的气体经过第二节流阀进入第二室外换热器5进行化霜放热变成低温低压气液混合物。低温低压的气液混合物通过压缩机储液罐10变成低温低压的气体进入压缩机1，变成高温高压气体，如此循环。

由于这一阶段的化霜过程中，第二室外换热器5化霜能量来自于压缩机1输入功和冷媒余热，并且由于第一阶段的蓄力，使得化霜时间大大缩短且化霜干净。

结束化霜时，将所述第一节流阀调整到节流状态，且所述第二节流阀调整到通流状态，此时空调器可以继续进行制暖。

需要注意的是，为了降低冷媒经过室内换热器6时的热损耗，优选所述室内换热器6的风机关闭或转速降低。

实施例二

本实施例二的热泵空调器化霜装置和实施例一不同之处在于温度检测模。具体地，温度检测模块用于检测第一室外换热器4的温度T1和第二室外换热器5的温度T3。对应地，将第二室外换热器5的温度T3和设定的第二室外换热器5的最高化霜温度D3进行比较，进而判断是否能够继续进行化霜。除了此处比照对象不同之外，本实施例二方案的原理和实施例一都相同，因此此处不再赘述。

需要说明的是，第二室外换热器5的温度T3的测取位置参照第一室外换热器4，可以是第二室外换热器5的出口位置、进口位置或其它可行的位置。

以上实施方式仅用于说明本实用新型，而非对本实用新型的限制。尽管参照实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本实用新型的技术方案进行各种组合、修改或者等同替换，都不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (6)

1.一种热泵空调器化霜装置，其特征在于，包括室内换热器以及串联的第一室外换热器和第二室外换热器，所述室内换热器与所述第一室外换热器之间连接有第一节流阀，所述第一室外换热器与所述第二室外换热器之间连接有第二节流阀，通过调节所述第一节流阀和所述第二节流阀的开度，对所述第一室外换热器进行化霜，或对所述第二室外换热器进行化霜，或进行制暖。

2.根据权利要求1所述的热泵空调器化霜装置，其特征在于，包括：计时模块，用于在启动化霜时开始计时并得到化霜时间t；

温度检测模块，用于检测所述第一室外换热器的温度T1和压缩机的排气温度T2；

控制模块，根据所述计时模块和温度检测模块的参数控制所述第一节流阀和第二节流阀的开度大小。

3.根据权利要求1所述的热泵空调器化霜装置，其特征在于，包括：计时模块，用于在启动化霜时开始计时并得到化霜时间t；

温度检测模块，用于检测所述第一室外换热器的温度T1和所述第二室外换热器的温度T3；

控制模块，根据所述计时模块和温度检测模块的参数控制所述第一节流阀和第二节流阀的开度大小。

4.根据权利要求1所述的热泵空调器化霜装置，其特征在于，所述第一节流阀为自带第一温度检测模块和第一控制模块的第一电子膨胀阀；所述第二节流阀为自带第二温度检测模块和第二控制模块的第二电子膨胀阀；

还包括用于在启动化霜时开始计时并得到化霜时间t的计时模块；

所述第一温度检测模块和第二温度检测模块分别用于检测所述第一室外换热器的温度T1和压缩机的排气温度T2；

所述第一控制模块、第二控制模块分别用于根据所述t、T1和T2控制所述第一节流阀和第二节流阀的开度大小。

5.根据权利要求1所述的热泵空调器化霜装置，其特征在于，所述第一节流阀为自带第一温度检测模块和第一控制模块的第一电子膨胀阀；所述第二节流阀为自带第二温度检测模块和第二控制模块的第二电子膨胀阀；

还包括用于在启动化霜时开始计时并得到化霜时间t的计时模块；

所述第一温度检测模块和第二温度检测模块分别用于检测所述第一室外换热器的温度T1和所述第二室外换热器的温度T3；

所述第一控制模块、第二控制模块分别用于根据所述t、T1和T3控制所述第一节流阀和第二节流阀的开度大小。

6.根据权利要求1至5中任意一项所述的热泵空调器化霜装置，其特征在于，所述第一室外换热器和所述第二室外换热器各自连接一个风机。