CN208254038U - 一种跨临界二氧化碳空气源热泵除霜系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及热泵除霜领域，一种跨临界二氧化碳空气源热泵除霜系统包括设置于热泵的蒸发器出口管壁上的第一温度检测装置和设置于压缩机排气管路上的三通，所述三通通过一管路与并联的双毛细管和蒸发器相连形成一除霜旁路管路，所述除霜旁路上设置有除霜旁路阀门，所述除霜系统还包括用于检测环境温度的第二温度检测装置。本实用新型在压缩机排气管路上增加排气除霜的三通，除霜旁路管路上增加除霜旁路阀门，需要除霜时该除霜旁路阀门打开，利用高温的二氧化碳气体进行除霜，当除霜需要结束时关闭该除霜旁路阀门，在该除霜系统运行时，相对与常规的利用四通阀逆卡诺循环除霜，不会给用户热能需求造成很大的损失。
Description
技术领域
本实用新型涉及热泵除霜领域，尤其是一种跨临界二氧化碳空气源热泵除霜系统。
背景技术
二氧化碳空气源热泵是以空气为低温热源制取高于环境温度的热水的热泵装置，是重要的采暖和生活热水设备之一。然而当热泵的蒸发器表面温度低于室外空气露点温度且低于0℃时会发生结霜，蒸发器表面霜层的形成一方面增加了空气流过换热器表面时的阻力，导致空气流量减少；另一方面降低了空气与换热器之间的传热效率，使换热器的换热量大大降低。随着霜层厚度的逐渐增加，机组运行状况急速恶化，机组能效比下降，严重影响机组的正常运行。因此，为保证机组的正常运行，周期性的除霜操作必不可少。目前常用的除霜控制方法有：
(1)定时除霜控制法，当机组运行至设定时间时切换至除霜模式。为防止蒸发器严重结霜，影响机组的工作性能，在设定时间时，往往忽略了最恶劣的环境条件，因此必然产生不必要的除霜动作。
(2)温度-时间除霜控制法，这是目前普遍采用的一种方法。当除霜检测元件感受到换热器翅片管表温度及热泵制热时间均达到设定值时，开始除霜。这种方法由于盘管温度设定为定值，不能兼顾环境温度和湿度的变化，容易产生误操作。
(3)空气压差除霜控制法，室外换热器的空气流通阻力与翅片间距相关。随着霜层的增厚，空气流通面积减小，换热器进出风的压差增大。当其值增至设定值时，控制系统就会发出除霜指令，使机组进入除霜状态。随着除霜的进行，霜层逐渐变薄。当换热器进/出风侧的压差降到除霜终止的设定值时，控制系统又会发出终止除霜的指令。该方法要根据运行时间的长短等因素来定期调整压差设定值。这种方法可以实现按需除霜，但在蒸发器表面有异物遮挡或严重积灰时，会出现误动作。
实用新型内容
针对现有技术中的缺陷，本实用新型提供一种跨临界二氧化碳空气源热泵除霜系统客服了现有技术的不足，在压缩机排气管路上设置一个三通进而形成一除霜旁路管路，再通过打开或关闭除霜旁路阀门进而实现除霜。
为了实现上述目的，本实用新型提供的一种跨临界二氧化碳空气源热泵除霜系统，包括设置于热泵的蒸发器出口管壁上的第一温度检测装置和设置于压缩机排气管路上的三通，所述三通通过一管路分别与并联的双毛细管和蒸发器相连形成一除霜旁路管路，所述除霜旁路上设置有除霜旁路阀门，所述除霜系统还包括用于检测环境温度的第二温度检测装置。
作为本申请一种优选的实施方式，所述第一温度检测装置包括温度传感器。
作为本申请一种优选的实施方式，所述第二温度检测装置包括温度传感器。
作为本申请一种优选的实施方式，所述除霜旁路阀门包括电磁阀。
作为本申请一种优选的实施方式，所述压缩机排气管路上还设置有一第三温度检测装置。
作为本申请一种优选的实施方式，所述第三温度检测装置包括温度传感器。
本实用新型的有益效果是：本实用新型提供的跨临界二氧化碳空气源热泵除霜系统，在压缩机排气管路上增加排气除霜的三通，除霜旁路管路上增加除霜旁路阀门，需要除霜时该除霜旁路阀门打开，利用高温的二氧化碳气体进行除霜，当除霜需要结束时关闭该除霜旁路阀门，在该除霜系统运行时，相对与常规的利用四通阀逆卡诺循环除霜，不会给用户热能需求造成很大的损失。
附图说明
图1为本实用新型一种跨临界二氧化碳空气源热泵除霜系统实施例的示意图。
具体实施方式
下面将详细描述本实用新型的具体实施例，应当注意，这里描述的实施例只用于举例说明，并不用于限制本实用新型。在以下描述中，为了提供对本实用新型的透彻理解，阐述了大量特定细节。然而，对于本领域普通技术人员显而易见的是：不必采用这些特定细节来实行本实用新型。在其他实例中，为了避免混淆本实用新型，未具体描述公知的电路，软件或方法。
在整个说明书中，对“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”的提及意味着：结合该实施例或示例描述的特定特征、结构或特性被包含在本实用新型至少一个实施例中。因此，在整个说明书的各个地方出现的短语“在一个实施例中”、“在实施例中”、“一个示例”或“示例”不一定都指同一实施例或示例。此外，可以以任何适当的组合和、或子组合将特定的特征、结构或特性组合在一个或多个实施例或示例中。此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的示图都是为了说明的目的，并且示图不一定是按比例绘制的。
如图1所示，本实用新型的第一实施例所示出的跨临界二氧化碳空气源热泵除霜系统，包括设置于热泵的蒸发器出口管壁上的第一温度检测装置7和设置于压缩机5排气管路上的三通4，所述三通4通过一管路分别与并联的双毛细管11和蒸发器9相连形成一除霜旁路管路，所述除霜旁路上设置有除霜旁路阀门8，所述除霜系统还包括用于检测环境温度的第二温度检测装置10。在压缩机5的入口设置有第一安全阀6，所述三通4设置于气体冷却器1和压缩机5之间的管路上，所述气体冷却器1的入口设置有第二安全阀2，除霜旁路阀门8的一端与三通4相连，所述除霜旁路阀门8的另一端于与并联的双毛细管11和蒸发器9的公共连接点相连。
具体的，所述第一温度检测装置7和第二温度检测装置10分别对蒸发器出口管壁温度和环境温度进行检测，在同时满足以下两个条件时即可判定为热泵已经结霜：1、当热泵周围的环境温度低于5℃；2、热泵周围的环境温度减去蒸发器出口管壁温度数值大于10℃，即T环境温度-T蒸发器出口管壁温度≧10℃。除霜旁路阀门8打开进行除霜。当蒸发器出口管壁面温度达到12℃，或者除霜时间大于30分钟，只要以上任意一个条件时，则关闭除霜旁路阀门8，结束化霜，热泵机组恢复正常运行。
由于结霜判定与实际结霜情况的不适用而造成的不除霜或误除霜的问题而进行的，本实用新型提出了基于热泵机组结霜后环境温度和蒸发器出口管壁温度差值变化作为结霜判定依据，二氧化碳热泵的排气温度一般都100℃以上，利用排气温度进行除霜效果非常好，经过科学的计算和反复的实验，得出在环境温度低于5℃时，二氧化碳空气源热泵的蒸发器9的翅片才会出现结霜现象，结霜后蒸发器出口管壁温度相对与环境温度低10℃，利用结霜时蒸发器9出口的二氧化碳的温度和空气温度差距很大，判断是否结霜，判断信息比较可靠。
本实施例中，所述压缩机5排气管路上还设置有第三温度检测装置3；进一步地，第一温度检测装置7、第二温度检测装置10和第三温度检测装置3均为温度传感器。
具体的，所述第三温度检测装置3用于检测压缩机5的排气温度，并且所述温度传感器的型号可以根据实际的需要进行选用，例如MIK-AL-10型温度传感器；本领域技术人员应该理解为，在另外一个或一些实施例中，所述还能够采用其他型号的温度传感器进行替代，在此就不一一进行列举。
本实施例中，所述除霜旁路阀门8包括电磁阀。
具体的，本实用新型中通过采用电磁阀来实现对除霜旁路的通断进行控制，其具有结构简单、反应灵敏、成本低等优点。进一步的可以通过将所述温度传感器所采集的环境温度、蒸发器出口管壁温度和排气温度可以由一PLC控制器进行接收，当同时满足以下两个条件时PLC控制器即可判定为热泵已经结霜：1、当热泵周围的环境温度低于5℃；2、热泵周围的环境温度减去蒸发器出口管壁温度的数值大于10℃，即T环境温度-T蒸发器出口管壁温度≧10℃，则所述PLC控制器控制电磁阀打开开始进行除霜。当蒸发器出口管壁面温度达到12℃，或者除霜时间大于30分钟，只要以上任意一个条件时，则PLC控制器关闭除霜旁路阀门8，结束化霜，热泵机组恢复正常运行。在另外的一个实施例中，也可以利用热泵内置的主控制器接收温度信号以及控制电磁阀的开启和关闭。并且需要进行说明的是，上述的控制方法完全可以通过现有的处理和控制流程实现，在此不再赘述。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求和说明书的范围当中。
Claims (6)
1.一种跨临界二氧化碳空气源热泵除霜系统，其特征在于：包括设置于热泵的蒸发器出口管壁上的第一温度检测装置和设置于压缩机排气管路上的三通，所述三通通过一管路分别与并联的双毛细管和蒸发器相连形成一除霜旁路管路，所述除霜旁路上设置有除霜旁路阀门，所述除霜系统还包括用于检测环境温度的第二温度检测装置。
2.根据权利要求1所述的跨临界二氧化碳空气源热泵除霜系统，其特征在于：所述第一温度检测装置包括温度传感器。
3.根据权利要求1所述的跨临界二氧化碳空气源热泵除霜系统，其特征在于：所述第二温度检测装置包括温度传感器。
4.根据权利要求1所述的跨临界二氧化碳空气源热泵除霜系统，其特征在于：所述除霜旁路阀门包括电磁阀。
5.根据权利要求1所述的跨临界二氧化碳空气源热泵除霜系统，其特征在于：所述压缩机排气管路上还设置有一第三温度检测装置。
6.根据权利要求5所述的跨临界二氧化碳空气源热泵除霜系统，其特征在于：所述第三温度检测装置包括温度传感器。
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| CN201820781263.4U CN208254038U (zh) | 2018-05-23 | 2018-05-23 | 一种跨临界二氧化碳空气源热泵除霜系统 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110345673A (zh) * | 2018-12-30 | 2019-10-18 | 浙江吉智新能源汽车科技有限公司 | 一种热泵系统车外换热器化霜方法以及热泵系统和车辆 |
| CN111546852A (zh) * | 2020-04-30 | 2020-08-18 | 西安交通大学 | 一种跨临界二氧化碳电动汽车热管理系统及其控制方法 |
| CN115307324A (zh) * | 2022-07-29 | 2022-11-08 | 青岛海尔空调电子有限公司 | 复叠式热泵系统及其除霜控制方法 |
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| CN111546852B (zh) * | 2020-04-30 | 2021-07-13 | 西安交通大学 | 一种跨临界二氧化碳电动汽车热管理系统及其控制方法 |
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