能够不反转制冷剂循环以进行除霜操作的热泵设备制造技术

本发明专利技术提供一种热泵设备，其包括可在若干模式下运行、以通过制冷剂在外部空气和内部空气之间传递热量的制冷剂回路。制冷剂回路包括用于压缩制冷剂的压缩机、用于在制冷剂和内部空气之间传递热量的第一热交换器、用于降低制冷剂压力的节流装置和用于在制冷剂和外部空气之间传递热量的第二热交换器。第一热交换器在加热模式下作为冷凝器来冷却制冷剂，并且在制冷模式下作为蒸发器来蒸发制冷剂。第二热交换器在加热模式下作为蒸发器运行。制冷剂回路中还连接有位于第二热交换器附近的第三热交换器，且第三热交换器选择性地与第一热交换器液体连通，用于将第一热交换器处的制冷剂释放的热量传递给在除霜模式下的第三热交换器处的制冷剂，从而预热进入第二热交换器的制冷剂。通过这种方式，在第一热交换器中冷凝释放的热能可以部分地用于对盘管式第二热交换器进行除霜，从而在除霜的同时不需要逆转制冷剂循环。因此，能够确保除霜同时使用者的供热要求，并且能够降低内部板式热交换器的冷冻风险，此外还可以避免在制冷剂循环的反转过程中产生的噪音。

A heat pump device that does not reverse the refrigerant cycle for defrosting operation

The invention provides a heat pump device, which includes a refrigerant circuit which can run in certain modes and transfer heat through the refrigerant between the external air and the internal air. The refrigerant circuit includes a compressor for compressing refrigerant, for the first heat exchanger, the heat transfer between the refrigerant and the air inside the throttling device for reducing the refrigerant pressure and a second heat exchanger heat transfer between the refrigerant and the outside air. The first heat exchanger is used as a condenser to cool the refrigerant in the heating mode, and the refrigerant is evaporated as the evaporator in the refrigeration mode. The second heat exchanger operates as a evaporator in the heating mode. The refrigerant circuit is also connected with the third heat exchanger is located in the vicinity of the second heat exchanger and the third heat exchanger selectively with the first heat exchanger used for transferring refrigerant liquid is the first heat exchanger at the heat exchanger to release the refrigerant in the third heat defrosting mode, thereby preheating refrigerant into the second heat exchanger. In this way, the heat released from condensation in the first heat exchanger can be partly used for defrosting the coil type second heat exchanger, so that there is no need to reverse the refrigerant cycle during defrosting. Therefore, it can ensure the heating requirements of defrosting users at the same time, and reduce the freezing risk of internal plate heat exchangers. In addition, it can also avoid the noise generated during the reversal process of refrigerant cycle.

【技术实现步骤摘要】
能够不反转制冷剂循环以进行除霜操作的热泵设备
本专利技术涉及一种热泵设备，具体地涉及一种能够在不反转制冷剂循环的情况下对室外热交换器盘管进行除霜的热泵设备。
技术介绍
众所周知，热泵是用于加热和/或冷却建筑物内部的空气。典型的热泵通常具有包括压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器的制冷剂回路。传热介质（通常称为制冷剂）在制冷剂回路中循环，以将热量从第一位置传递到第二位置。对于空气-空气热泵，在加热模式运行期间，室外空气用作热源，室外热交换器用作蒸发器，室内热交换器用作冷凝器。从而，制冷剂通过蒸发器从外部大气吸收热量，并通过冷凝器将热量释放到内部空气中。热泵还可以设计成，在制冷模式下反转上述操作，以将热量从内部空气传递到外部大气中。室外热交换器通常采用盘管式换热器。在正常加热模式中，作为蒸发器的室外热交换器变得比外部空气冷。当外部温度接近或低于水的冰点时，空气中的水分被凝结，并变成在室外热交换器的盘管上积聚的冰/霜。冰的形成限制了气流穿过盘管，这导致从室外空气吸收的热能被降低，从而降低了热泵设备的性能和效率。为了恢复性能，设备将进入除霜模式。现有的对室外盘管除霜的方法较为常见的是将热泵系统从加热模式转换到冷却模式。这种模式反转的效果是将由压缩机排出的热的制冷剂直接引导到室外盘管以融化形成在盘管上的冰，直到室外盘管的温度升高到预定值，以确保除去所有的冰。然而，在传统的除霜模式中，对室内的加热必须停止，此外，由于内部热交换器此时作为蒸发器使用，因此从室内空气中提取热量，结果是室内温度降低，从而明显降低室内的热舒适度，而且，内部的板式换热器的温度也可能降低到0℃以下，这就导致板式换热器同样存在的凝霜的风险。另外，在从加热模式切换到除霜模式时，制冷剂循环的反转不可避免地产生压力平衡，并且这种压力平衡会引起大的噪音，这显然降低了用户的舒适度。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种热泵设备，其能够在不使制冷剂循环反转的情况下对室外热交换器盘管进行除霜，从而确保在除霜模式下用户的供热需求。为实现上述专利技术目的，本专利技术提供一种热泵设备，其包括可在若干模式下运行、以通过制冷剂在外部空气和内部空气之间传递热量的制冷剂回路。制冷剂回路包括用于压缩制冷剂的压缩机、用于在制冷剂和内部空气之间传递热量的第一热交换器、用于降低制冷剂压力的节流装置和用于在制冷剂和外部空气之间传递热量的第二热交换器。第一热交换器在加热模式下作为冷凝器来冷却制冷剂，并且在制冷模式下作为蒸发器来蒸发制冷剂。第二热交换器在加热模式下作为蒸发器运行。制冷剂回路中还连接有位于第二热交换器附近的第三热交换器，且第三热交换器选择性地与第一热交换器液体连通，用于将第一热交换器处的制冷剂释放的热量传递给在除霜模式下的第三热交换器处的制冷剂，从而预热进入第二热交换器的制冷剂。通过这种方式，在第一热交换器中冷凝释放的热能可以部分地用于对盘管式第二热交换器进行除霜，从而在除霜的同时不需要逆转制冷剂循环。因此，能够确保除霜同时使用者的供热要求，并且能够降低内部板式热交换器的冷冻风险，此外还可以避免在制冷剂循环的反转过程中产生的噪音。作为本专利技术的进一步改进，该热泵设备包括连接在第一和第三热交换器之间的第一流体控制阀。作为本专利技术的进一步改进，在除霜模式中，当制冷剂通过第一热交换器和第三热交换器时，第一流体控制阀可作动地允许离开第一热交换器、并在其中吸收来自于制冷剂的热量的热交换流体进入第三热交换器，并在其中将吸收到的热量释放给制冷剂。作为本专利技术的进一步改进，第一流体控制阀是三通阀，其具有用于和位于设备外部的空间加热/冷却回路连接的一个端口。第一流体控制阀可作动地在加热和制冷模式中将第一热交换器与空间加热/冷却回路连通，以分别加热和冷却内部空气。作为本专利技术的进一步改进，设备包括连接在第三热交换器和空间加热/冷却回路之间的第二流体控制阀，以允许在除霜模式下从第三热交换器离开的热交换流体供给到空间加热/冷却回路。作为本专利技术的进一步改进，第二流体控制阀是三通阀，其具有用于和位于设备外部的储液罐连接的一个端口。第二流体控制阀可作动以在制冷模式下将第三热交换器与储液罐液体连通，以允许热交换流体在第三热交换器中吸收由制冷剂消散的热量后进入储液罐，从而将其所吸收的热量释放给储存在储液罐中的液体。通过这种方式，第三热交换器在制冷模式中充当冷凝器，并且在第三热交换器处冷凝释放的能量可用于加热储液罐内的液体，从而回收冷凝过程中释放的热能。作为本专利技术的进一步改进，该热泵设备包括连接到第三热交换器的第二流体控制阀。第二流体控制阀能够和位于设备外部的储液罐连接，以允许热交换流体在第三热交换器中吸收由制冷剂消散的热量后进入储液罐，从而将其所吸收的热量释放给储存在储液罐中的液体。通过这种方式，第三热交换器在制冷模式中充当冷凝器，并且在第三热交换器处冷凝释放的能量可用于加热储液罐内的液体，从而回收冷凝过程中释放的热能。作为本专利技术的进一步改进，第二热交换器配备有鼓风机，以允许气流在加热模式时通过第二热交换器，用于将气流中可利用的热量传递给流过第二热交换器的制冷剂。其中鼓风机在制冷模式下以最小速度工作或停止运行。作为本专利技术的进一步改进，第二热交换器配备有鼓风机，以允许气流在加热模式时通过第二热交换器，用于将气流中可利用的热量传递给流过第二热交换器的制冷剂。其中鼓风机在除霜模式下停止运行。采用这种方式，通过第三热交换器的制冷剂获得的热能可以完全用于融化在第二热交换器上形成的所有的冰/霜。作为本专利技术的进一步改进，第二热交换器是盘管式热交换器，且第一和第三热交换器均为板式热交换器。附图说明为了更清楚地说明本专利技术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，下面描述中的有关本专利技术的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，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1A所示的是本专利技术的第一实施方式中以加热模式运行的热泵设备的示意图，其中热泵设备与空间加热/冷却回路连接；图1B是图1A所示的热泵设备在除霜模式下运行的示意图；图2A所示的是本专利技术的第二实施方式中以加热模式运行的热泵设备的示意图，其中热泵设备与空间加热/冷却回路和储液罐连接；图2B是图2A所示的热泵设备在制冷模式下运行的示意图；图2C是图2A所示的热泵设备在除霜模式下运行的示意图。具体实施方式以下将结合附图所示的各实施方式对本专利技术进行详细描述。但这些实施方式并不限制本专利技术，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本专利技术的保护范围内。参照图1A所示，本专利技术的第一实施方式中的一热泵设备10在加热模式下工作，以用于加热建筑物内部空气。热泵设备10包括制冷剂回路R、第一流体控制阀16、和第二流体控制阀171。制冷剂回路R通常包括压缩机11、作为冷凝器工作的第一热交换器12、节流装置13和作为蒸发器工作的第二热交换器14。压缩机11通常使用电力将制冷剂从低压气体状态压缩至高压气体状态，从而增加制冷剂的温度、焓和压力。第一热交换器12被放置在室内空间中，它可以是板式热交换器。从压缩机11离开的制冷剂流过第一热交换器12，以基本恒定的压力冷凝至饱和液体状本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种热泵设备（10、50），其包括：制冷剂回路（R），其可在若干模式下运行，以通过制冷剂在外部空气和内部空气之间传递热量，所述制冷剂回路包括用于压缩制冷剂的压缩机（11）、用于在所述制冷剂和内部空气之间传递热量的第一热交换器（12）、用于降低制冷剂压力的节流装置（13）和用于在制冷剂和外部空气之间传递热量的第二热交换器（14）；所述第一热交换器在加热模式下作为冷凝器来冷却制冷剂，并且在制冷模式下作为蒸发器来蒸发制冷剂；所述第二热交换器在加热模式下作为蒸发器运行；其特征在于，制冷剂回路中还连接有位于第二热交换器附近的第三热交换器（15），且所述第三热交换器选择性地与第一热交换器液体连通，用于将第一热交换器处的制冷剂释放的热量传递给在除霜模式下的第三热交换器处的制冷剂，从而预热进入第二热交换器的制冷剂。

【技术特征摘要】
2016.08.31 EP 16186509.21.一种热泵设备（10、50），其包括：制冷剂回路（R），其可在若干模式下运行，以通过制冷剂在外部空气和内部空气之间传递热量，所述制冷剂回路包括用于压缩制冷剂的压缩机（11）、用于在所述制冷剂和内部空气之间传递热量的第一热交换器（12）、用于降低制冷剂压力的节流装置（13）和用于在制冷剂和外部空气之间传递热量的第二热交换器（14）；所述第一热交换器在加热模式下作为冷凝器来冷却制冷剂，并且在制冷模式下作为蒸发器来蒸发制冷剂；所述第二热交换器在加热模式下作为蒸发器运行；其特征在于，制冷剂回路中还连接有位于第二热交换器附近的第三热交换器（15），且所述第三热交换器选择性地与第一热交换器液体连通，用于将第一热交换器处的制冷剂释放的热量传递给在除霜模式下的第三热交换器处的制冷剂，从而预热进入第二热交换器的制冷剂。2.根据权利要求1所述的热泵设备，其特征在于：该热泵设备（10、50）包括连接在第一和第三热交换器之间的第一流体控制阀（16）。3.根据权利要求2所述的热泵设备，其特征在于：在除霜模式中，当制冷剂通过第一热交换器（12）和第三热交换器（15）时，第一流体控制阀可作动地允许离开第一热交换器、并在其中吸收来自于制冷剂的热量的热交换流体进入第三热交换器，并在其中将吸收到的热量释放给制冷剂。4.根据权利要求3所述的热泵设备，其特征在于：所述第一流体控制阀是三通阀，其具有用于和位于设备外部的空间加热/冷却回路（20）连接的一个端口；所述第一流体控制阀可作动地在加热和制冷模式中将第一热交换器（12）与空间加热/冷却回路（20）连通，以分别加热和冷却内部空气。...

【专利技术属性】
技术研发人员：圣地亚哥·锡德·克鲁兹，
申请(专利权)人：威能有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE