本發明涉及制冷與熱泵領域,是一種空氣源熱泵系統及其除霜控制方法。
背景技術:
空氣源熱泵在冬季制熱運行時,室外機會結霜,霜層堵塞了空氣通道,嚴重的影響了供熱效果,所以必須除霜。現有的空氣源熱泵除霜方式主要有兩種:熱氣旁通除霜和逆循環除霜,但二者均存在一定的缺陷性,主要表現為:熱氣旁通除霜過程除霜的能量基本來自壓縮機的耗功,除霜過程吸氣、排氣壓力變化劇烈,對壓縮機的沖擊大,逆循環除霜過程有壓力衰減,易造成低壓保護而停機,四通閥頻繁換向影響其使用壽命,除霜時間長,除霜能耗損失大,而且除霜時室溫下降劇烈,嚴重影響室內舒適性。
技術實現要素:
基于上述問題,本發明的目的是,提供一種結構簡單,性能可靠,除霜效果,使用壽命長的空氣源熱泵系統;并提供其科學合理,適用性強,推廣應用價值高的空氣源熱泵系統的除霜控制方法。
本發明的目的是由以下技術方案來實現的:一種空氣源熱泵系統,它包括壓縮機、四通換向閥、室內換熱器、氣液分離器、節流部件、室外換熱器,其特征在于,還包括相變蓄熱器、第一三通閥,第二三通閥和電磁閥,所述氣液分離器的出口與所述壓縮機的吸氣口連通,所述壓縮機的出口端通過所述四通換向閥的其中一個通孔與室內換熱器的入口連通,所述室內換熱器的出口所述與第二三通閥的入口連通,所述第二三通閥的第一出口與所述相變蓄熱器的入口連通,所述第二三通閥的第二出口與所述室外換熱器的出口連通,所述相變蓄熱器的出口通過所述節流部件與所述室外換熱器的入口連通,所述電磁閥設置在所述節流部件的進出口旁通管路上,所述第一三通閥的出口與所述氣液分離器的入口連通,所述第一三通閥的第一入口通過所述四通換向閥與所述室外換熱器的出口管連通,所述第一三通閥的第二入口與所述相變蓄熱器的入口和第二三通閥的第一出口之間的管路連通,所述第一三通閥的位置高于所述室外換熱器及與室外換熱器的出口連接的管路,并使所述室外換熱器的出口與第一三通閥之間的管路應盡可能縮短,目的是防止除霜時所述室外換熱器的出口與第一三通閥之間的管路內積存液體制冷劑而減少系統內參與循環的制冷劑的量,所述第一旁通管路的一端與所述第一三通閥的第二入口連通,所述第一旁通管路的另一端與所述第二三通閥的第一出口連通,所述第二旁通管路的一端與所述第二三通閥的第二出口連通,所述第二旁通管路的另一端與所述室外換熱器的出口連通。
所述節流部件為帶關閉功能的電子膨脹閥、熱力膨脹閥、毛細管、節流孔板中的一種。
所述三通閥為兩位電磁三通閥或電動三通閥中的一種。
所述相變蓄熱器內蓄熱材料的量應保證在系統供熱期間所蓄存的熱量大于除霜期間所需要的能量,即蓄熱量>除霜期間向室內的供熱量+除霜所需要的能量-除霜期間壓縮機的輸入功。
一種空氣源熱泵系統的除霜控制方法,其特征是,它包括的內容有:當空氣源熱泵系統接到除霜指令時,通過所述第一三通閥的切換連通所述相變蓄熱器和所述氣液分離器,通過所述第二三通閥的切換連通所述室內換熱器和室外換熱器,所述電磁閥開啟,所述節流部件全開,當所述相變蓄熱器的壓力小于1.1倍的所述室外換熱器的壓力時,所述電磁閥關閉,通過調節所述節流部件的開度來控制所述壓縮機的吸氣過熱度,直到除霜結束,當接到恢復供熱的指令時,通過所述第一三通閥的切換連通所述室外換熱器和所述氣液分離器,通過所述第二三通閥的切換連通所述室內換熱器和相變蓄熱器,所述電磁閥開啟,所述節流部件全開,當所述室外換熱器的壓力小于1.1倍的相變蓄熱器的壓力時,所述電磁閥關閉,通過調節所述節流部件的開度來控制所述壓縮機的吸氣過熱度。
本發明的有益效果體現在:
1.能夠使空氣源熱泵系統在除霜前后壓縮機無需啟停、四通閥不用換向,即可完成除霜前后空氣源熱泵系統的高低壓對接,可提高空氣源熱泵系統除霜的可靠性和運行的穩定性,有利于降低成本;
2.能夠實現在除霜時室內溫度幾乎不下降,保證了室內的舒適性;
3.能夠利用相變蓄熱器蓄存制冷劑過冷液體的余熱為除霜過程提供低溫熱源,減少了除霜能耗;
4.其結構簡單,性能可靠,除霜效果好,使用壽命長;
5.其方法科學合理,適用性強,推廣應用價值高。
附圖說明
圖1是本發明的一種空氣源熱泵系統結構示意圖。
具體實施方式
下面利用附圖和實施例對本發明進行詳細描述。
參照圖1,本發明的一種空氣源熱泵系統,包括壓縮機1、四通換向閥2、室內換熱器3、氣液分離器4、節流部件8、室外換熱器10,還包括相變蓄熱器7、第一三通閥5、第二三通閥6、電磁閥9,所述氣液分離器4的出口與所述壓縮機1的吸氣口連通,所述壓縮機1的出口端通過所述四通換向閥2的其中一個通孔與室內換熱器3的入口連通,所述室內換熱器3的出口所述與第二三通閥6的入口連通,所述第二三通閥6的第一出口與所述相變蓄熱器7的入口連通,所述第二三通閥6的第二出口與所述室外換熱器10的出口連通,所述相變蓄熱器7的出口通過所述節流部件8與所述室外換熱器10的入口連通,所述電磁閥9設置在所述節流部件8的進出口旁通管路上,所述第一三通閥5的出口與所述氣液分離器4的入口連通,所述第一三通閥5的第一入口通過所述四通換向閥2與所述室外換熱器10的出口管連通,所述第一三通閥5的第二入口與所述相變蓄熱器7的入口和第二三通閥6的第一出口之間的管路連通,所述第一三通閥5的位置高于所述室外換熱器10及與室外換熱器10的出口連接的管路,并使所述室外換熱器10的出口與第一三通閥5之間的管路應盡可能縮短,目的是防止除霜時所述室外換熱器10的出口與第一三通閥5之間的管路內積存液體制冷劑而減少系統內參與循環的制冷劑的量,所述第一旁通管路11的一端與所述第一三通閥5的第二入口連通,所述第一旁通管路11的另一端與所述第二三通閥6的第一出口連通,所述第二旁通管路12的一端與所述第二三通閥6的第二出口連通,所述第二旁通管路12的另一端與所述室外換熱器10的出口連通。所述節流部件8為帶關閉功能的電子膨脹閥。所述三通閥為兩位電磁三通閥。所述相變蓄熱器7內蓄熱材料的量應保證在系統供熱期間所蓄存的熱量大于除霜期間所需要的能量,即蓄熱量>除霜期間向室內的供熱量+除霜所需要的能量-除霜期間壓縮機的輸入功。這樣設計是為了保證除霜時蓄熱器有充足的蓄熱量,可實現除霜時室內溫度幾乎不下降。
本發明的一種空氣源熱泵系統的除霜控制方法,包括的內容有:
1)空氣源熱泵系統系統制熱蓄熱運行時,節流部件8打開,電磁閥9關閉,通過第一三通閥5的切換連通室外換熱器10和氣液分離器4,通過第二三通閥6的切換連通室內換熱器3和相變蓄熱器7。從壓縮機1出來的高溫高壓制冷劑依次流經四通換向閥2,進入室內機組的室內換熱器3冷凝放熱,實現向室內的供熱,然后經第二三通閥6進入相變蓄熱器7進行蓄熱并實現過冷,再經節流部件8完成制冷劑的節流,制冷劑變成低溫低壓后進入室外換熱器10吸取室外空氣的熱量,然后經四通換向閥2、第一三通閥5、氣液分離器4回到壓縮機1,實現供熱及蓄熱循環;
2)當空氣源熱泵系統接到除霜指令時,通過第一三通閥5的切換連通相變蓄熱器7和氣液分離器4,通過第二三通閥6的切換連通室內換熱器3和室外換熱器10,電磁閥9開啟,節流部件8全開,目的是使相變蓄熱器7和室外換熱器10的壓力迅速達到平衡,縮短過渡過程,當相變蓄熱器7的壓力小于1.1倍的室外換熱器10的壓力時,電磁閥9關閉,通過調節節流部件8的開度來控制所述壓縮機1的吸氣過熱度,至此完成了除霜前系統的高低壓對接,該過程可防止室內換熱器3吹冷風,最大幅度的減少了室溫的降低。從壓縮機1出來的高溫高壓制冷劑經四通換向閥2,進入室內機組的室內換熱器3冷凝放熱,實現向室內的供熱,然后經第二三通閥6進入室外換熱器10進行除霜化霜,隨后制冷劑經節流部件8節流變成低溫低壓,進入相變蓄熱器7吸收蓄熱器蓄存的熱量,最后經第一三通閥5、氣液分離器4回到壓縮機1;
3)當除霜過程結束,系統要進行下一個供熱蓄熱循環時,通過第一三通閥5的切換連通室外換熱器10和氣液分離器4,通過第二三通閥6的切換連通室內換熱器3和相變蓄熱器7,電磁閥9開啟,節流部件8全開,當室外換熱器10的壓力小于1.1倍的相變蓄熱器7的壓力時,電磁閥9關閉,通過調節節流部件8的開度來控制壓縮機1的吸氣過熱度,至此完成了除霜后系統的高低壓對接,該過程可防止室內換熱器3吹冷風,最大幅度的減少了室溫的降低,然后開始供熱蓄熱循環,至此完成了系統的一個結霜除霜周期循環。
以上述僅為本發明的優選實施方式而已,并不用于限制本發明,對于本領域的技術人員來說,本發明可以有各種更改和變化。凡在本發明的精神和原則之內,所作的任何修改、等同替換、改進等,均應包含在本發明的保護范圍之內。