一种空调设备热泵系统、空调设备及其除霜控制方法技术方案

本发明专利技术提供一种空调设备热泵系统、空调设备及其除霜控制方法，热泵系统包括主换热器，其一侧设置有通水管和出水管，通水管上设置有水循环泵，还包括有储液器、吸气总管和至少两组换热单元，换热单元包括电子膨胀阀、空气换热器、电磁三通阀、工作压缩机、工作单向阀和制热电磁阀，主换热器的另一侧通过管路顺序连接有储液器、电子膨胀阀、空气换热器、电磁三通阀、吸气总管、工作压缩机、工作单向阀、制热电磁阀，形成制热回路，电子膨胀阀并联设置有化霜单向阀，电磁三通阀的第三端与工作单向阀、制热电磁阀之间的管路连通，吸气总管、工作压缩机、工作单向阀、电磁三通阀、空气换热器、化霜单向阀、储液器通过管路连接，形成化霜支路。

【技术实现步骤摘要】
一种空调设备热泵系统、空调设备及其除霜控制方法
本专利技术涉及空调设备
，尤其涉及一种空调设备热泵系统、空调设备及其除霜控制方法。
技术介绍
空调设备在冬季进行制热运行的过程中，室外侧空气换热器作为蒸发器，由于环境温度较低，室外侧空气换热器的表面温度也随之下降，当室外侧空气换热器的表面温度低于周围空气的露点温度且低于0℃时，当室外空气流经室外侧换热器时，被冷却空气中的水分就会析出，于是在室外侧空气换热器上形成霜层。由于霜层的存在，一则空气换热器表面的换热系数降低，二则铜管间隙减小风阻增大，均导致空气换热器传热效果降低，空调设备不得不启动化霜模式。尤其是在湿度较高的南方地区，冬季供暖室外机结霜频繁，由于化霜机制设计缺陷，化霜时间长，导致系统总体无法满足供暖需求。目前市场上的空调器通常采用四通阀将空调模式切换为制冷模式进行除霜，室外侧空气换热器作为冷凝器，室内侧停止制热，并从室内侧吸取热量，除霜周期一般为7-10min，使得室内温度产生较大波动，室内的舒适性大大降低；同时由于高压侧完全处于结霜空气换热器的低温域中，无法形成有效的高压，因此冷媒循环流量极低，产生的热量极小，化霜时间被大大拉长。因此，本领域亟需一种空调设备热泵系统、空调设备及其除霜控制方法。有鉴于此，提出本专利技术。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种空调设备热泵系统、空调设备及其除霜控制方法，以解决上述至少一个技术问题。具体的，本专利技术提供了一种空调设备热泵系统，包括主换热器，所述主换热器的一侧设置有通水管和出水管，所述通水管上设置有水循环泵，所述空调设备热泵系统还包括有储液器、吸气总管和至少两组换热单元，所述换热单元包括电子膨胀阀、空气换热器、电磁三通阀、工作压缩机、工作单向阀和制热电磁阀，所述主换热器的另一侧通过管路顺序连接有储液器、电子膨胀阀、空气换热器、电磁三通阀、吸气总管、工作压缩机、工作单向阀、制热电磁阀，形成制热回路，所述电子膨胀阀并联设置有化霜单向阀，所述电磁三通阀的第三端与工作单向阀、制热电磁阀之间的管路连通，所述吸气总管、工作压缩机、工作单向阀、电磁三通阀、空气换热器、化霜单向阀、储液器通过管路连接，形成化霜支路。其中，使用制热回路时，所述电子膨胀阀、制热电磁阀、工作压缩机开启，所述电磁三通阀连通所述空气换热器与所述吸气总管；使用化霜支路时，所述电子膨胀阀、制热电磁阀关闭，所述化霜支路中，所述工作压缩机抽取所述吸气总管的气态冷媒，经过所述空气换热器冷凝液化流入所述储液器。采用上述方案，所述制热回路中，所述工作压缩机推动管路中的冷媒的流动，在所述空气换热器液态冷媒蒸发吸热，在所述主换热器气态冷媒冷凝放热，与另一侧的水流逆向换热，将热量传递到出水管的水中，所述出水管与通水管之间可以连接其他换热器，利用其他换热器实现室内供暖；所述化霜支路抽取吸气总管的气态冷媒，使其在所述空气换热器放热冷凝，从而实现化霜，所述换热单元至少两组，可以在开启化霜支路的同时也保证有制热回路正在运行，以便在不间断制热的情况下，利用室外吸收的热量对室外结霜的空气换热器进行化霜，利用精确控温算法PID，通过电子膨胀阀与工作压缩机的配合，实现工作压缩机的最佳能效，使系统长期运行在非全载工况，除了可以将吸气压力提高到极致，使工作压缩机的能效最大化外，还能保证多个空气换热器的蒸发面积，实现空气换热器的最小空气换热温差，即使所述空气换热器的表面温度保持较高水平，有效降低结霜速量，减少化霜次数，甚至于当表面温度高于环境露点温度时，避免结霜现象的出现；所述吸气总管汇集气态冷媒，所述化霜支路抽取吸气总管的热量，而非用户水循环系统的热量，对用户侧控温没有显著影响，保证正常制热工作；经至少一个制热回路的工作压缩机抽取吸取吸气总管的冷媒并压缩，其中一个工作压缩机出故障时也能正常运行，保证冷媒通过所有的空气换热器中，保证最大蒸发面积，保证效能比，提高容错率；所述工作单向阀防止气态冷媒反向流入工作压缩机，对工作压缩机造成损害。优选地，所述主换热器可以是板式换热器、壳管式换热器或套管式换热器。进一步地，所述工作压缩机至少一个为变容量压缩机。优选地，所述工作压缩机至少一个为数码涡旋压缩机。采用上述方案，所述变容量压缩机可以采用变频技术、多级控制系统、数码涡旋技术等，实现对总体制热/冷量的精确调节。进一步地，所述吸气总管与所述主换热器之间还连接有辅助压缩机和辅助单向阀，所述辅助压缩机为变容量压缩机。采用上述方案，所述辅助单向阀防止气态冷媒回流到所述辅助压缩机中，所述辅助压缩机利用变容量技术调节总制热量调节。优选地，所述换热单元设置为四组。采用上述方案，选择一个化霜支路进行化霜时，其余三组制热回路能保证较好的制热效果，压缩机有较好的效能。进一步地，所述主换热器与所述储液器之间的管路中连接有制冷单向阀，所述储液器与所述主换热器的另一端通过管路连接，并且管路中设置有制冷膨胀阀，所述制冷单向阀与所述主换热器的管路之间形成支路，所述支路与所述吸气总管连通，所述支路上设置有制冷电磁阀。其中，当所述制冷电磁阀、电磁三通阀开启，所述制热电磁阀、电子膨胀阀关闭，所述主换热器、制冷电磁阀、吸气总管、工作压缩机、工作单向阀、电磁三通阀、空气换热器、化霜单向阀、储液器、制冷膨胀阀顺序连接，形成制冷回路，使冷媒反向流动，在所述主换热器蒸发吸热；所述制冷单向阀用于防止冷媒回流到所述主换热器，所述电磁三通阀连通所述工作单向阀和所述空气换热器，所述制冷膨胀阀与工作压缩机配合调节制冷量。采用上述方案，所述空调设备热泵系统通过对所述电磁三通阀、制热电磁阀、电子膨胀阀、制冷膨胀阀、制冷电磁阀的开关控制，改变冷媒的流向，在可以运行制热工况的同时也能进行制冷，实现冷暖双重功效。进一步地，所述空气换热器相对设置有换热风扇。采用上述方案，所述换热风扇加快所述空气换热器表面空气流动，提高换热速率。进一步地，所述空调设备热泵系统还包括控制系统，所述控制系统包括主控制器及与其电性连接的第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器和第一压力传感器，所述第一温度传感器用于测量通水管温度T01，所述第二温度传感器用于测量所述空气换热器管路出口温度T21，所述第三温度传感器用于测量空气换热器表面出风侧温度Ts，所述第一压力传感器用于测量吸气总管压力P10。采用上述方案，获取在制热回路与化霜回路中需要的温度与压力的参数，便于在制热回路中进行化霜控制。进一步地，所述主控制器还电性连接有第四温度传感器，所述第四温度传感器用于测量主换热器的出口管路温度T20。采用上述技术方案，便于测量回路中的温度数据，便于制冷控制。进一步地，所述主控制器还电性连接有第五温度传感器和第六温度传感器，所述第五温度传感器用于测量室外空气温度T0,，所述第六温度传感器用于测量出水管温度。采用上述方案，便于获取用户侧获取的制冷量或制热量，以便更精准进行温度调节，及时发现故障。进一步地，所述主控制器还电性连接本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种空调设备热泵系统，其特征在于：包括主换热器(11)，所述主换热器(11)的一侧设置有通水管(13)和出水管(14)，所述通水管(13)上设置有水循环泵(12)，所述空调设备热泵系统还包括有储液器(21)、吸气总管(26)和至少两组换热单元，所述换热单元包括电子膨胀阀(23)、空气换热器(24)、电磁三通阀(25)、工作压缩机(27)、工作单向阀(28)和制热电磁阀(29)，所述主换热器(11)的另一侧通过管路顺序连接有储液器(21)、电子膨胀阀(23)、空气换热器(24)、电磁三通阀(25)、吸气总管(26)、工作压缩机(27)、工作单向阀(28)、制热电磁阀(29)，形成制热回路，所述电子膨胀阀(23)并联设置有化霜单向阀(22)，所述电磁三通阀(25)的第三端与工作单向阀(28)、制热电磁阀(29)之间的管路连通，所述吸气总管(26)、工作压缩机(27)、工作单向阀(28)、电磁三通阀(25)、空气换热器(24)、化霜单向阀(22)、储液器(21)通过管路连接，形成化霜支路。/n

【技术特征摘要】
1.一种空调设备热泵系统，其特征在于：包括主换热器(11)，所述主换热器(11)的一侧设置有通水管(13)和出水管(14)，所述通水管(13)上设置有水循环泵(12)，所述空调设备热泵系统还包括有储液器(21)、吸气总管(26)和至少两组换热单元，所述换热单元包括电子膨胀阀(23)、空气换热器(24)、电磁三通阀(25)、工作压缩机(27)、工作单向阀(28)和制热电磁阀(29)，所述主换热器(11)的另一侧通过管路顺序连接有储液器(21)、电子膨胀阀(23)、空气换热器(24)、电磁三通阀(25)、吸气总管(26)、工作压缩机(27)、工作单向阀(28)、制热电磁阀(29)，形成制热回路，所述电子膨胀阀(23)并联设置有化霜单向阀(22)，所述电磁三通阀(25)的第三端与工作单向阀(28)、制热电磁阀(29)之间的管路连通，所述吸气总管(26)、工作压缩机(27)、工作单向阀(28)、电磁三通阀(25)、空气换热器(24)、化霜单向阀(22)、储液器(21)通过管路连接，形成化霜支路。


2.根据权利要求1所述的空调设备热泵系统，其特征在于：所述吸气总管(26)与所述主换热器(11)之间还连接有辅助压缩机(31)和辅助单向阀(32)，所述辅助压缩机(31)为变容量压缩机。


3.根据权利要求1或2所述的空调设备热泵系统，其特征在于：所述主换热器(11)与所述储液器(21)之间的管路中连接有制冷膨胀阀(42)，所述储液器(21)与所述主换热器(11)的另一端通过管路连接，并且管路中设置有制冷电磁阀(43)，所述制冷单向阀(41)与所述主换热器(11)的管路之间形成支路，所述支路与所述吸气总管(26)连通，所述支路上设置有制冷电磁阀(43)。


4.一种空调设备，其特征在于，所述空调设备包括如权利要求1-3任一项所述的空调设备热泵系统。


5.一种除霜控制方法，其特征在于：用于如权利要求1-3任一项所述的空调设备热泵系统，包括以下步骤：
根据空气换热器(24)综合换热效果判定空气换热器(24)是否结霜；
根...

【专利技术属性】
技术研发人员：钱晓峰，
申请(专利权)人：北京创意信通科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：北京;11