專利名稱：具有除霜裝置的空調系統及一種中央空調熱水系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及空調技術領域，尤其涉及ー種具有除霜裝置的空調系統以及具有該空調系統的中央空調熱水系統。
背景技術：
現有空調系統在進行制熱運行時，流經室外換熱器的制冷劑在汽化過程中需要不斷吸收空氣中的熱量，而由于環境溫度較低，室外換熱器易發生結霜現象。結霜的存在，極大的降低了換熱器的換熱效率，使得整機性能下降；此種現象的存在，在中央空調熱水系統中會造成更加大的影響，目前，在循環能源中央空調熱水系統中，廣泛采用的除霜方式是逆循環除霜方式和熱氣旁通除霜方式，逆循環除霜方式除霜時要求壓縮機先停機來完成系統高低壓對接，然后四通閥換向，再重新啟動壓縮機使系統逆向運行除霜，四通閥換向不僅增加磨損，產生噪聲，而且易使壓縮機“奔油”，除霜的頻率越高，壓縮機啟停和四通閥的換向 的頻率也越高，大大縮短了壓縮機和四通閥的壽命；此種方式除霜時因缺少低溫熱源致使吸氣壓カ低，除霜速度慢，結霜嚴重時除霜不干凈；除霜時要從供熱房間吸熱，使得室溫下降劇烈，除霜完畢恢復供熱時有吹冷風的感覺，大大降低室內舒適性。熱氣旁通除霜方式是利用壓縮機的高溫排氣的熱量，除霜時間長，吸氣過熱度低，易使得壓縮機回液，同時，高溫排氣壓力高，對壓縮機產生一定沖擊，所以對壓縮機安全性也有較大影響。以上兩種除霜方式都存在一定的弊端，如在除霜的過程中需要控制四通閥頻繁換向或者熱氣旁通方式來化霜，因而會導致室溫溫度下降、影響四通閥使用壽命，同時存在除霜速度慢以及能耗大等一系列問題。中國專利文獻CN102128528A公開了ー種用于空氣源熱泵熱水器的蓄熱型除霜系統，包含壓縮機、氣液分離器、四通換向閥、室外換熱器、毛細管、板式相變蓄熱器、單向電磁閥、干燥過濾器、第一截止閥、淋浴室、第二截止閥、外置水箱換熱器、儲水箱。除霜過程是通過相變蓄熱器把熱泵熱水器系統的冷凝余熱和淋浴室的廢水余熱進行回收，通過四通換向閥的轉向，改變制冷劑在板式相變蓄熱器和室外換熱器的流動方向，實現系統余熱蓄能、釋能除霜之間功能的轉換。其雖然在除霜過程中増加了使用冷凝余熱和淋浴室的廢水余熱的方法，但是其并沒有在根本上解決四通閥的換向問題，并且其在除霜過程中會影響到空調制熱系統的制熱效率，造成室溫的下降。
發明內容
本發明的目的在于提出ー種帶有相變除霜裝置的中央空調熱水系統，能夠提高除霜效率，并且中央空調的制熱過程不會受到影響，同時能夠提高能源的綜合利用率。為達此目的，本發明采用以下技術方案ー種具有除霜裝置的空調系統，所述空調系統至少包括由壓縮機、四通閥、室外換熱器、膨脹閥和室內換熱器通過管路連接構成的制冷和采暖循環回路，其中，還包括蓄熱器，所述蓄熱器內置兩組輸出熱量的換熱器，分別通過管路接入所述空調系統管路，其中第一換熱器出口接入點位于所述空調系統中壓縮機進口和四通閥之間，第一換熱器進ロ接入點位于室內換熱器和膨脹閥之間；所述第二換熱器出ロ接入點位于四通閥和室外換熱器之間，第二換熱器進ロ接入點位于室內換熱器和膨脹閥之間；在第一換熱器和第二換熱器的接入管路上分別串接控制閥一和控制閥ニ，并在室內換熱器和膨脹閥之間的空調循環管路中串接控制閥三，安裝于在兩個換熱器的進ロ接入點之間；所述蓄熱器內還安裝有用于為蓄熱器蓄熱的第三換熱器，所述第三換熱器出口接入點位于室內換熱器和膨脹閥之間，其進ロ接入端位于壓縮機出口和室內換熱器之間，在所述第三換熱器的接入管路上串接控制閥四。作為上述具有除霜裝置的空調系統的一種優選方案，所述控制閥一、控制閥ニ、控制閥三和控制閥四均為電磁閥。ー種中央空調熱水系統，其包括以上所述的具有除霜裝置的空調系統，其中，該熱水系統還包括太陽能熱水裝置，所述太陽能熱水裝置通過太陽能集熱板吸收太陽能并轉換成水箱中的熱能。
作為上述中央空調熱水系統的ー種優選方案，還包括水氟換熱単元，所述水氟換熱單元，所述水氟換熱單元熱量輸入端接入壓縮機出口和室內換熱器出ロ，其熱量輸出回路與所述太陽能熱水裝置的熱量輸出回路并聯。作為上述中央空調熱水系統的ー種優選方案，所述熱量輸出回路連接地暖盤管和/或干衣設備。作為上述中央空調熱水系統的ー種優選方案，所述太陽能熱水裝置的集熱水箱連接生活用水系統，用于提供生活用水。作為上述中央空調熱水系統的ー種優選方案，所述太陽能熱水器和/或地暖裝置通過管路與所述蓄熱器的第三換熱器連通，用于為所述蓄熱器提供熱量。作為上述中央空調熱水系統的ー種優選方案，所述蓄熱器為相變蓄熱器，所述相變蓄熱器中的相變材料為有機材料和/或無機材料。作為上述中央空調熱水系統的ー種優選方案，空調系統所采用的冷媒為R22或R410A。作為上述中央空調熱水系統的ー種優選方案，所述空調系統還具有設置在所述壓縮機出口和四通閥之間的油分離器，壓縮機入口和四通閥之間的氣液分離器，以及設置在室內換熱器和膨脹閥之間的儲液器。本發明的有益效果為本發明通過提供ー種具有除霜裝置的空調系統以及具有該空調系統的中央空調熱水系統，通過在現有空調系統的基礎上增加了蓄熱器，在空調制熱過程中利用壓縮機排氣的多余熱量對蓄熱器進行蓄熱，再通過對控制閥的控制，實現了利用蓄熱器中的熱量對室外換熱器進行除霜，實現資源的利用最大化，并且在除霜過程中，一方面不需要室內機停機，可實現室內不間斷供暖，另一方面既不需要壓縮機啟停來完成系統高低壓對接，也不需要四通閥頻繁換向，消除了由于四通閥換向引發的噪音和“奔油”現象，延長了壓縮機和四通閥的使用壽命，并且使用相變蓄熱器進行熱液蓄熱后，作為低溫熱源，大大提高了除霜速度，減少除霜能耗，提高了除霜的可靠性。
圖I是本發明具體實施方式
提供的具有除霜裝置的空調系統的結構示意圖；圖2是本發明具體實施方式
提供的中央空調熱水系統的結構示意圖。其中I :壓縮機；2 :四通閥；3 :室外換熱器；4 :儲液器；5 :室內換熱器；6 :油分尚器；7 氣液分離器；8 :蓄熱器；9:第一換熱器；10 :控制閥一 ；11 :第二換熱器；12 :控制閥ニ ；13 第二換熱器；14 :控制閥三；15 :太陽能電池板；16 :太陽能換熱器；17 :水箱；18 :生活用水處；19 :干衣設備；20 :地暖盤管；21 :水氟換熱單元；22 :膨脹閥；23 :控制閥四。
具體實施方式
下面結合附圖并通過具體實施方式
來進ー步說明本發明的技術方案。如圖I所示，ー種具有除霜裝置的空調系統，其包括蓄熱器8，該蓄熱器8內置兩組輸出熱量的換熱器，分別通過管路接入空調系統管路，其中第一換熱器9出口接入點位于空調系統中壓縮機I進口和四通閥2之間，第一換熱器9進ロ接入點位于室內機5和膨脹閥22之間；第二換熱器11出ロ接入點位于四通閥2和室外換熱器3之間，第二換熱器11進ロ接入點位于室內換熱器5和膨脹閥22之間；在第一換熱器9和第二換熱器11的接入管路上分別串接控制閥一 10和控制閥ニ 12，并在室內換熱器5和膨脹閥22之間的空調循環管路中串接控制閥三14，其安裝于兩個換熱器的進ロ接入點之間，，上述蓄熱器8還安裝有用于為蓄熱器蓄熱的第三換熱器13，該第三換熱器13的出口接入點位于室內換熱器5和膨脹閥22之間，其進ロ接入端位于壓縮機I出口和室內換熱器5之間，該第三換熱器13的接入管路上串接控制閥四23上述控制閥一 10、控制閥ニ 12、控制閥三14和控制閥23均為電磁閥。空調正常的制冷過程中，控制閥三14打開，控制閥ー 10和控制閥ニ 12關閉；空調制熱過程中，控制閥三14打開，控制閥ー 10和控制閥12關閉，可以選擇性的打開控制閥四23，若控制閥四23打開，出壓縮機I的制冷劑經過制熱循環的同時還為蓄熱器8蓄熱；當空調系統的室外換熱器產生積霜時，可以通過控制控制閥ー 10和控制閥ニ 12打開，控制閥三14關閉，通過改變制冷劑的流通方向，使制冷劑在室內換熱器5放熱之后，通過控制閥ニ 12進入第二換熱器11并吸收蓄熱器中的熱量，然后進入室外換熱器3進行放熱對其除霜，最后通過控制閥ー 10流經第一換熱器9在次吸收蓄熱器8中的熱量，可以使在室外換熱器3中放熱后的制冷劑被加熱。在此實施方式中蓄熱器8中采用的是相變蓄熱介質，其中相變蓄熱介質采用的為有機材料和/或無機材料，當然蓄熱器8中也可以采用其他蓄熱介質。上述空調系統至少包括由氣液分離器7、壓縮機2、油分離器6、四通閥2、室內換熱器5、儲液器4、電子膨脹閥22和室外換熱器3通過管路連接構成制冷和采暖循環回路，其中室內換熱器5由若干組并聯的室內終端機組成，每個室內終端機包括相互串聯的換熱器盤管和電子膨脹閥，空調系統中所采用的冷媒為R22或R410A。如圖2所示，其為本申請提供的ー種具有上述空調系統的中央空調熱水系統，包括空調系統，該空調系統至少包括由氣液分離器7、壓縮機2、油分離器6、四通閥2、室內換熱器5、儲液器4、電子膨脹閥22和室外換熱器3連接構成的制冷和采暖循環回路；其中，四通閥2包括第一閥口(a)、第二閥口(b)、第三閥口(c)和第四閥口(d)，其中，第一閥口通過管路與油分離器6連通；第二閥口通過管路與氣液分離器7連通；第三閥口通過管路與室外換熱器3連通；第四閥口通過管路與室內換熱器5連通。上述中央空調熱水系統還包括蓄熱器8，該蓄熱器8內置兩組輸出熱量的換熱器，分別通過管路接入空調系統管路，其中第一換熱器9出口接入點位于所述空調系統中壓縮機I進口和四通閥2之間，第一換熱器9進口接入點位于室內機換熱器5和膨脹閥22之間；所述第二換熱器11出口接入點位于四通閥2和室外換熱器3之間，第二換熱器11進口接入點位于室內換熱器5和膨脹閥22之間，第一換熱器9的進口接入點靠近室內換熱器5，第二換熱器的進口接入點靠近膨脹閥22 ;在第一換熱器9和第二換熱器11的接入管路上分別串接控制閥一 10和控制閥二 12，并在室內換熱器5和膨脹閥22之間的空調循環管路中串接控制閥三14，安裝于在兩個換熱器的進口接入點之間；上述蓄熱器8還安裝有用于為蓄熱器蓄熱的第三換熱器13，該第三換熱器13的出口接入點位于室內換熱器5和膨脹閥22之間，其進口接入端位于壓縮機I出口和室內換熱器5之間，該第三換熱器13的接入管路上串接控制閥四23。
上述熱水系統還包括太陽能熱水裝置，該太陽能熱水裝置通過太陽能集熱板15吸收太陽能并轉化為集熱水箱17中的熱能，太陽能熱水裝置包括太陽能集熱板15、太陽能換熱站16和水箱17，太陽能集熱板15通過導熱管路與太陽能換熱站16和水箱17進行熱量交換，上述導熱管路包括熱量輸出管和回流管，該熱量輸出管和回流管的一端均與太陽能集熱板15連通，它們的另一端均穿過太陽能換熱站16，并且與設置在水箱17內的盤管連通。中央空調熱水系統還包括水氟換熱單元21，該水氟換熱單元21的輸入端接入壓縮機I的出口和室內換熱器5出口，本發明中水氟換熱單元21與空調系統具體的連接方式是其輸入端與油分離器6和四通閥2之間的管路連接，其回流端與室內機5和儲液器4之間的管路連通，水氟換熱單元21熱量輸出回路與太陽能熱水裝置的熱量輸出回路并聯，上述熱量輸出回路連接地暖盤管20和/或干衣設備19 ;太陽能熱水裝置的集熱水箱17連接生活用水處17，用于提供生活用水。本申請中空調熱水系統中除了利用壓縮機為蓄熱器8提供熱量，還可以通過將太陽能熱水器和/或地暖裝置通過管路與蓄熱器的第三換熱器13連通，為蓄熱器8提供熱量，同時也可以利用生活用水處18和干衣設備19的余熱為蓄熱器8提供熱量，由此可以進一步提聞畜熱器的畜熱效率，并且可以提聞能源的利用率。本申請通過在空調系統采用蓄熱器作為除霜裝置，雖然增加了相變蓄熱器，但是其利用的是壓縮機排氣的多余熱量，對空調的正常制冷或制熱過程沒有影響，本申請中空調的制冷/制熱包括以下過程在制冷狀態時，將控制閥三14打開，控制閥一 10和控制閥二 12關閉，出壓縮機I的高溫高壓氣體制冷劑依次流經油分離器6、四通閥2后，進入室外換熱器3進行冷凝為高壓過冷液體，再經過節流以及儲液器4后，進入室內換熱器5進行熱交換，此時制冷劑變為低溫低壓氣體進入氣液分離器6，最終匯入壓縮機I ;在制熱狀態時，將控制閥三14以及控制閥四23打開，控制閥一 10和控制閥二 12關閉，出壓縮機I的高溫高壓氣體制冷劑，一部分通過控制閥四23，進入蓄熱器8進行蓄熱，另一部分則經過四通閥2后，進入室內換熱器5進行冷凝，再經過節流以及儲液器4后，進入室外換熱器3進行熱交換，此時制冷劑變為低溫低壓氣體進入氣液分離器7，最終匯入壓縮機1，當然在制熱過程中也可以不打開控制閥四23，不對蓄熱器8進行蓄熱。在此實施方式中，一種具有除霜裝置的空調系統的除霜方法，包括以下步驟步驟A :蓄熱器的蓄熱，在制熱狀態下，將控制閥三14及控制閥四23打開，控制閥一 10和控制閥二 12關閉，出壓縮機的高溫高壓的氣體，一部分經制熱循環，另一部分通過控制閥23，進入蓄熱器對蓄熱器進行蓄熱。步驟B :中央空調的除霜過程，當空調室外換熱器產生大量積霜時，中央空調進行以下步驟對空調室外換熱器進行除霜；步驟a :將控制閥一及控制閥二打開，其它控制閥關閉； 步驟b :出壓縮機的高溫高壓制冷劑氣體依次流經油分離器、四通閥后，進入室內換熱器進行冷凝放熱，制冷劑變成50°C左右后，進入儲液器；步驟c :完成室內放熱的制冷劑經控制閥二進入相變蓄熱器后吸收蓄熱器儲存的
熱量；步驟d :制冷劑吸收蓄熱器儲存的熱量之后，制冷劑通過第二換熱器的流出端進入室外換熱器散熱，對室外換熱器進行除霜；步驟e :對室外換熱器進行除霜之后，制冷劑經過室外換熱器以及電子膨脹閥后，通過控制閥一進入蓄熱器，最后經過第一換熱器的制冷劑流出端進入氣液分離器后回到壓縮機。以上結合具體實施例描述了本發明的技術原理。這些描述只是為了解釋本發明的原理，而不能以任何方式解釋為對本發明保護范圍的限制。基于此處的解釋，本領域的技術人員不需要付出創造性的勞動即可聯想到本發明的其它具體實施方式
，這些方式都將落入本發明的保護范圍之內。
權利要求
1.一種具有除霜裝置的空調系統，所述空調系統至少包括由壓縮機、四通閥、室外換熱器、膨脹閥和室內換熱器通過管路連接構成的制冷和采暖循環回路，其特征在于，還包括蓄熱器，所述蓄熱器內置兩組輸出熱量的換熱器，分別通過管路接入所述空調系統管路，其中第一換熱器出口接入點位于所述空調系統中壓縮機進口和四通閥之間，第一換熱器進口接入點位于室內換熱器和膨脹閥之間；所述第二換熱器出口接入點位于四通閥和室外換熱器之間，第二換熱器進口接入點位于室內換熱器和膨脹閥之間；在第一換熱器和第二換熱器的接入管路上分別串接控制閥一和控制閥二，并在室內換熱器和膨脹閥之間的空調循環管路中串接控制閥三，安裝于在兩個換熱器的進口接入點之間；所述蓄熱器內還安裝有用于為蓄熱器蓄熱的第三換熱器，所述第三換熱器出口接入點位于室內換熱器和膨脹閥之間，其進口接入端位于壓縮機出口和室內換熱器之間，在所述第三換熱器的接入管路上串接控制閥四。
2.根據權利要求I所述的具有除霜裝置的空調系統，其特征在于，所述控制閥一、控制閥二、控制閥三和控制閥四均為電磁閥。
3.一種中央空調熱水系統，包括權利要求I所述的具有除霜裝置的空調系統，其特征在于，所述熱水系統還包括太陽能熱水裝置，所述太陽能熱水裝置通過太陽能集熱板吸收太陽能并轉換成水箱中的熱能。
4.根據權利要求3所述的中央空調熱水系統，其特征在于，還包括水氟換熱單元，所述水氟換熱單元，所述水氟換熱單元熱量輸入端接入壓縮機出口和室內換熱器出口，其熱量輸出回路與所述太陽能熱水裝置的熱量輸出回路并聯。
5.根據權利要求4所述的中央空調熱水系統，其特征在于，所述熱量輸出回路連接地暖盤管和/或干衣設備。
6.根據權利要求4所述的中央空調熱水系統，其特征在于，所述太陽能熱水裝置的集熱水箱連接生活用水系統，用于提供生活用水。
7.根據權利要求6中所述的中央空調熱水系統，其特征在于，所述太陽能熱水器和/或地暖裝置通過管路與所述蓄熱器的第三換熱器連通，用于為所述蓄熱器提供熱量。
8.根據權利要求7所述的中央空調熱水系統，其特征在于，所述蓄熱器為相變蓄熱器，所述相變蓄熱器中的相變材料為有機材料和/或無機材料。
9.根據權利要求7所述的中央空調熱水系統，其特征在于，空調系統所采用的冷媒為R22 或 R410A。
10.根據權利要求7所述的中央空調熱水系統，其特征在于，所述空調系統還具有設置在所述壓縮機出口和四通閥之間的油分離器，壓縮機入口和四通閥之間的氣液分離器，以及設置在室內換熱器和膨脹閥之間的儲液器。
全文摘要
本發明公開了一種具有除霜裝置的空調系統及具有該空調系統的中央空調熱水系統，所述空調系統至少包括由壓縮機、四通閥、室外換熱器、膨脹閥和室內換熱器通過管路連接構成的制冷、采暖回路，其還包括蓄熱器，該蓄熱器內置兩組輸出熱量的換熱器，分別通過管路接入空調系統管路，該蓄熱器內還安裝有為蓄熱器蓄熱的第三換熱器，在每個換熱器的接入管路上串接有控制閥，在室內換熱器和膨脹閥之間的循環管路中串接控制閥三，安裝于兩個換熱器的進口接入點之間；利用壓縮機的余熱對蓄熱器蓄熱，當室外換熱器產生積霜時，控制電磁閥的開閉，使制冷劑流經蓄熱器同時吸收蓄熱器內的熱量，并利用此熱量除霜；提高了能源的利用率也降低了對空調系統的損耗。
文檔編號F24F13/24GK102829589SQ20121036190
公開日2012年12月19日 申請日期2012年9月21日 優先權日2012年9月21日
發明者國德防, 宋強, 李銀銀, 劉景升, 鄭品迪 申請人:青島海爾空調電子有限公司, 海爾集團公司