CN207936539U - 一种热泵空调系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种热泵空调系统，包括室内机和室外机，其中，所述室内机的室内机换热器（11）与一蓄热器（12）串联，所述室内机换热器的第一端和所述蓄热器的第二端通过管道与一第二支路（44）并联，所述第二支路上串联有第一电磁阀（13）和第二电磁阀（14），第一和第二电磁阀之间与室内机换热器和蓄热器之间通过第一支路（37）连通。本实用新型很好地解决了化霜期间室内温度下降较大的问题，并且大幅缩短化霜运行时间，化霜结束后能达到快速制热的效果。

Description

一种热泵空调系统

技术领域

本实用新型涉及空调技术领域，尤其涉及一种可回收制热余热的热泵空调系统。

背景技术

现有的热泵系统（制冷、制热两用）在制热模式下运行时，当室外机换热器温度低于室外环境温度且低于零度时，室外机换热器会结霜，霜层会堵塞翅片间空气流通的风道，导致风侧流量减小，换热性能恶化，能效降低。为了确保空调系统的正常稳定运行，当室外机换热器结霜到一定程度后，需要进行除霜处理。目前最为广泛应用的除霜方法是热气除霜，即将室外机换热器切换为高压侧，靠压缩机做功产生的热量去化霜。热气除霜主要存在以下问题：

1.因为室内机换热器切换至低压侧，为避免向室内输送冷量，室内风机需停止运行，这样会导致化霜其间室内温度下降较大；

2.由于室内风机不运行，化霜运行期间系统会大量回液，室外机汽液分离器会存有大量的制冷剂，当化霜结束后恢复制热运行时，系统制冷剂循环量不足，制热初期效果较差；

3.由于化霜期间蒸发温度很低，室内机换热器温度会大幅下降，当化霜结束后恢复制热时，为防止吹冷风，需等待较长的时间室内风机才能恢复运行，制热的舒适性较差。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对上述热气除霜存在的缺陷，提出一种可回收制热余热的热泵空调系统。

本实用新型采用的技术方案是，设计一种热泵空调系统，包括室内机和室外机，其中，所述室内机的室内机换热器与一蓄热器串联，所述室内机换热器的第一端和所述蓄热器的第二端通过管道与一第二支路并联，第二支路上串联有第一电磁阀和第二电磁阀，第一和第二电磁阀之间与室内机换热器和蓄热器之间通过第一支路连通。

优选地，所述室内机换热器的第二端的外侧设有一室内机电子膨胀阀。

优选地，所述蓄热器的第二端的外侧设有一蓄热电子膨胀阀。

优选地，所述室内机换热器处设有电加热器。

所述室外机包括压缩机、四通阀、室外机换热器、室外机风机和室外机电子膨胀阀，所述室外机电子膨胀阀与一单向阀并联。

优选地，所述室内机换热器设有进出管温度传感器和室内机环境温度传感器，所述室外机换热器设有进出管温度传感器和室外机环境温度传感器。

优选地，所述压缩机排气通过一油分离器与四通阀连接，所述油分离器的底部通过一管道与压缩机的润滑系统连接，该管道上设有一过滤器和一回油回油毛细管。

优选地，所述压缩机的进气侧设有气液分离器。

优选地，所述压缩机排气侧设有排气温度传感器、高压传感器和高压开关，进气侧设有低压传感器。

本实用新型设计的热泵空调系统包括三种运行模式：制冷模式、制热模式和化霜模式。

在制冷模式运行时，制冷剂由室内机液管进入室内机，蓄热电子膨胀阀关闭，第二电磁阀开启，第一电磁阀关闭，制冷剂由第一支路进入室内机电子膨胀阀节流，经室内机换热器换热后流出室内机。

在制热模式运行时，制冷剂由室内机气管进入室内机，第一电磁阀和第二电磁阀关闭，室内机电子膨胀阀和蓄热电子膨胀阀均完全开启，制冷剂在室内换热器和蓄热器换热后，经蓄热电子膨胀阀流出室内机。

在化霜模式运行时，制冷剂由室内机液管进入室内机，第一电磁阀开启，第二电磁阀关闭，蓄热电子膨胀阀正常调节，室内机电子膨胀阀关闭，制冷剂在蓄热器中吸热后，由第一支路、第一电磁阀流出室内机。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

1.使用蓄热器储存制热运行室内机换热器的余热，不会影响制热效果，而且在化霜运行时，化霜所需热量大部份来自蓄热器所蓄的热量，大大缩短化霜时间，提高了用户的舒适度；

2.化霜运行时，制冷剂不经过室内机换热器，室内机换热器温度下降比传统化霜方法小很多，大幅缩短制热运行风机启动的等待时间；

3.化霜运行时，使用蓄热电子膨胀阀调节系统流量，控制制冷剂和蓄热器尽可能充分热交换，大幅减小化霜运行时的回液量，使得切换制热运行后实现快速制热。

附图说明

图1为本实用新型的系统原理图；

图2为本实用新型系统在制冷模式运行时的示意图；

图3为本实用新型系统在制热模式运行时的示意图；

图4为本实用新型系统在化霜模式运行时的示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进行详细的说明。

如图1所示，本实用新型提出的热泵空调系统包括室外机100和室内机200。

室外机100包括压缩机1、四通阀5、室外机换热器6、室外机风机7和室外机电子膨胀阀8。室外机膨胀阀8与一单向阀30并联，且前后分别设有过滤器26。压缩机进气侧设有气液分离器3和低压传感器25，排气侧设有油分离器4、排气温度传感器22、高压传感器24和高压开关23。压缩机排气经过油分离器4后与四通阀5连接，油分离器的底部分离出的油通过一管道与压缩机的润滑系统连接，该管道上设有一过滤器26和一回油毛细管27。室外机换热器6设有进管温度传感器17、出管温度传感器18和室外机环境温度传感器19。

室内机200包括串联的室内机换热器11和蓄热器12，室内机换热器的第一端31和蓄热器的第二端36分别通过管路与一第二支路44并联。第二支路上串联有第一电磁阀13和第二电磁阀14。第一和第二电磁阀之间与室内机换热器和蓄热器之间通过一第一支路37连通。室内机换热器11处设有电加热器15和室内风机16。室内机换热器11设有进管温度传感器20、出管温度传感器21和室内机环境温度传感器28。

优选地，室内机换热器的第二端32外侧设有一室内机电子膨胀阀9。蓄热器的第二端36外侧设有一蓄热器电子膨胀阀10。

室外机100和室内机200通过截止阀29连通，截止阀的内侧设有过滤器26。

室内机气管进口A分成两路，一路与第一电磁阀13的第一端38相连，一路与室内机换热器的第一端31相连。室内机换热器的第二端32与室内机电子膨胀阀9的第一端33相连。室内机电子膨胀阀9在制冷模式运行时可通过室内机换热器的进管温度传感器20和出管温度传感器21计算室内机换热器的蒸发过热度，或通过室内机换热器的进管温度传感器20与低压传感器25计算的吸气过热度，或通过排气温度传感器22与高压传感器24计算的排气过热度，或通过排气温度传感器22测得的排气温度，动态调节室内机换热器的流量（系统流量）。

室内机电子膨胀阀9的第二端34分成两路，一路至第一支路37，另一路与畜热器的第一端35相连。第一支路37分成两路，一路与第一电磁阀13的第二端39相连，另一路与第二电磁阀14的第一端40相连。

室内机液管进口B分成两路，一路与第二电磁阀14的第二端41相连，另一路与蓄热电子膨胀阀10的第一端42相连。蓄热电子膨胀阀10的第二端43与蓄热器的第二端36相连。蓄热电子膨胀阀10在化霜模式运行时可通过室内机换热器的出管温度传感器21与低压传感器25计算的吸气过热度，或通过排气温度传感器22与高压传感器24计算的排气过热度，或通过排气温度传感器22测得的排气温度，动态调节蓄热器的流量（系统流量）。

本实用新型提出的热泵空调系统包括三种运行模式：制冷模式、制热模式和化霜模式。

如图2所示，系统在制冷模式运行时，制冷剂由室内机液管进口B进入室内机，蓄热电子膨胀阀10关闭，第二电磁阀14开启，第一电磁阀13关闭，室内机电子膨胀阀9正常调节，制冷剂无法进入蓄热器12，由第一支路37进入室内机电子膨胀阀9节流，经室内机换热器11换热后流出室内机。由于制冷剂不流经蓄热器12，所以蓄热器12在制冷工况不吸收冷量，不影响制冷量和能效。

如图3所示，系统在制热模式运行时，制冷剂由室内机气管进口A进入室内机，第一电磁阀13和第二电磁阀14关闭，室内机电子膨胀阀9和蓄热电子膨胀阀10均完全开启，制冷剂在室内机换热器11内充分换热后进入蓄热器12换热，此时由于蓄热器12吸收的是余热，理论上不影响制热量和能效，但是实际上制冷剂流经蓄热器时有轻微压力损失，制热能效略微下降。

如图4所示，系统在化霜模式运行时，制冷剂由室内机液管进口B进入室内机，第一电磁阀13开启，第二电磁阀14关闭，蓄热电子膨胀阀10正常调节，室内机电子膨胀阀9关闭，此时制冷剂在蓄热器12中吸热化霜所需的热量后，由第一支路37通过第一电磁阀13流出室内机。由于化霜时制冷剂完全不经过室内机换热器11，所以室内机在化霜期间温度下降比传统热气化霜小得多，再次制热启动后室内风机的等待时间也较短。化霜热量大部份来自蓄热器，化霜时间比传统热气化霜短得多。由于化霜过程制冷剂在蓄热器中换热蒸发，系统的回液量少、制热再启动制热量完全恢复的时间也比传统热气化霜要少。

进一步地，制热模式运行时，室内机换热器处的电加热器15可根据实际制热效果手动或自动开启或关闭。

进一步地，系统在化霜模式运行时，室内电加热器15开启或关闭需视电加热功率选型有关，如果选型大，当制冷剂不经过室内机换热器11也能确保出风温度足够高，或者使用在非人活动场所，则可以进一步减小化霜期间房间的温度降低。如果电加热开启，则室内风机16开启，反之亦然。

三种运行模式中各部件的状态如下表：

本实用新型采用蓄热器和室内机换热器串联的连接方式，制热运行时制冷剂先经过室内机换热器，再经过蓄热器，蓄热器储存的是室内机换热器和风侧热交换后的余热，对制热能力和能效影响非常小，很好地解决了化霜期间室内温度下降较大的问题，并且大幅缩短化霜运行时间，化霜结束后能达到快速制热的效果。

上述实施例仅用于说明本实用新型的具体实施方式。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和变化，这些变形和变化都应属于本实用新型的保护范围。

Claims (13)

1.一种热泵空调系统，包括室内机和室外机，其特征在于，所述室内机的室内机换热器（11）与一蓄热器（12）串联，所述室内机换热器的第一端和所述蓄热器的第二端通过管道与一第二支路（44）并联，第二支路上串联有第一电磁阀（13）和第二电磁阀（14），第一和第二电磁阀之间与室内机换热器和蓄热器之间通过第一支路（37）连通。

2.如权利要求1所述的热泵空调系统，其特征在于，所述室内机换热器的第二端（32）的外侧设有一室内机电子膨胀阀（9）。

3.如权利要求2所述的热泵空调系统，其特征在于，所述蓄热器的第二端（36）的外侧设有一蓄热电子膨胀阀（10）。

4.如权利要求1所述的热泵空调系统，其特征在于，所述室内机换热器处设有电加热器（15）。

5.如权利要求1所述的热泵空调系统，其特征在于，所述室外机包括压缩机（1）、四通阀（5）、室外机换热器（6）、室外机风机（7）和室外机电子膨胀阀（8），所述室外机电子膨胀阀与一单向阀（30）并联。

6.如权利要求1所述的热泵空调系统，其特征在于，所述室内机换热器（11）设有进出管温度传感器和室内机环境温度传感器，所述室外机换热器（6）设有进出管温度传感器和室外机环境温度传感器。

7.如权利要求5所述的热泵空调系统，其特征在于，所述压缩机的排气通过一油分离器（4）与四通阀（5）连接，所述油分离器的底部通过一管道与压缩机的润滑系统连接，该管道上设有一过滤器（26）和一回油毛细管（27）。

8.如权利要求5所述的热泵空调系统，其特征在于，所述压缩机的进气侧设有气液分离器（3）。

9.如权利要求5所述的热泵空调系统，其特征在于，所述压缩机的排气侧设有排气温度传感器（22）、高压传感器（24）和高压开关（23），进气侧设有低压传感器（25）。

10.如权利要求1至9任一项所述的热泵空调系统，其特征在于，所述热泵空调系统包括三种运行模式：制冷模式、制热模式和化霜模式。

11.如权利要求10所述的热泵空调系统，其特征在于，制冷模式运行时，

制冷剂由室内机液管进入室内机，蓄热电子膨胀阀（10）关闭，第二电磁阀（14）开启，第一电磁阀（13）关闭，制冷剂由第一支路（37）进入室内机电子膨胀阀（9）节流，经室内机换热器（11）换热后流出室内机。

12.如权利要求10所述的热泵空调系统，其特征在于，制热模式运行时，

制冷剂由室内机气管进入室内机，第一电磁阀（13）和第二电磁阀（14）关闭，室内机电子膨胀阀（9）和蓄热电子膨胀阀（10）均完全开启，制冷剂在室内换热器（11）和蓄热器（12）换热后，经蓄热电子膨胀阀（10）流出室内机。

13.如权利要求10所述的热泵空调系统，其特征在于，化霜模式运行时，

制冷剂由室内机液管进入室内机，第一电磁阀（13）开启，第二电磁阀（14）关闭，蓄热电子膨胀阀（10）正常调节，室内机电子膨胀阀（9）关闭，制冷剂在蓄热器（12）中吸热后，由第一支路（37）、第一电磁阀（13）流出室内机。