一种新型除霜方式的空气源热泵机组及其运行控制方法技术

本发明专利技术属于热泵机组技术领域，具体涉及一种新型除霜方式的空气源热泵机组及其运行控制方法。其技术方案为：一种新型除霜方式的空气源热泵机组，包括压缩管路，压缩管路形成回路，压缩管路上依次连接有压缩组件、第一换热器和室外换热机组；所述室外换热机组包括第二换热器和第三换热器，第二换热器和第三换热器并联于压缩管路上；所述第二四通阀的出口管路上连接有第一三通阀，第一三通阀与第一换热器的进口管路之间连接有第一支管，第三四通阀的出口管路上连接有第二三通阀，第二三通阀与第一换热器的进口管路之间连接有第二支管。本发明专利技术提供了一种在除霜期间能够不间断向室内供热的新型除霜功能的空气源热泵机组及其运行控制方法。

【技术实现步骤摘要】
一种新型除霜方式的空气源热泵机组及其运行控制方法
本专利技术属于热泵机组
，具体涉及一种新型除霜方式的空气源热泵机组及其运行控制方法。
技术介绍
空气源热泵是我国清洁供暖的重要设备，北方“煤改电”的政策及碳中和大背景使得空气源热泵市场前景巨大。在冬季制热工况运行时，热泵的蒸发器表面温度低于空气露点温度时，肋片表面会逐渐结霜，随着霜层的加厚，肋片之间风道阻塞，降低风量，导致换热器的换热效率恶化，系统COP降低，能耗大大增加。如何高效除霜是热泵技术应用中亟待解决的关键问题。目前常用的除霜方式主要包括电热除霜、逆循环除霜、热气旁通除霜、蓄能除霜、超声波除霜等。电热除霜耗电量大，且仅有15％左右的能量被用于融霜；逆循环除霜需从用户侧吸热，影响室内的舒适性；热气旁通除霜时间较长；蓄能除霜虽能缩短除霜时间，但结霜时系统制热量衰减、除霜时不能同时供热。以上除霜方式的缺点，给热泵技术的应用带来了极大的挑战。
技术实现思路
为了解决现有技术存在的上述问题，本专利技术目的在于提供一种在除霜期间能够不间断向室内供热的新型除霜功能的空气源热泵机组及其运行控制方法。本专利技术所采用的技术方案为：一种新型除霜方式的空气源热泵机组，包括压缩管路，压缩管路形成回路，压缩管路上依次连接有压缩组件、第一换热器和室外换热机组；所述室外换热机组包括第二换热器和第三换热器，第二换热器和第三换热器并联于压缩管路上，第二换热器串联有第二膨胀控制组件，第三换热器串联有第三膨胀控制组件；所述第二四通阀的出口管路上连接有第一三通阀，第一三通阀与第一换热器的进口管路之间连接有第一支管，第三四通阀的出口管路上连接有第二三通阀，第二三通阀与第一换热器的进口管路之间连接有第二支管。通过调节第一三通阀和第二三通阀，使其中一根支管与压缩管路接通，则其中一个室外换热器即处于除霜工况。压缩机吸入非除霜工况的室外换热器内产生的低压低温制冷剂蒸汽，经绝热压缩，制冷剂变为高温高压气体，其中一部分高温高压制冷剂进入第一换热器，制冷剂在第一换热器中冷却，此时第一换热器为冷凝器，向室内放热。另一部分高温高压制冷剂进入除霜工况的室外换热器，制冷剂在除霜工况的室外换热器中放热除霜后，与经过第一换热器的制冷剂汇合。汇合后的制冷剂流经非除霜工况的膨胀控制组件节流降压，低温低压的制冷剂进入非除霜工况的换热器从室外空气中吸热后，通过切换通道后的非除霜工况的三通阀再次进入压缩机；完成除霜工况后切换至正常供热工况。本专利技术通过改变控制思路，在对其中一个室外换热器进行除霜时另一个室外换热器能正常工作，使机组在除霜过程中仍可持续向室内供暖，从而保持机组的高效运行，避免现有除霜技术带来的一系列问题。作为本专利技术的优选方案，还包括第二四通阀和第三四通阀，第二四通阀和第三四通阀并联于压缩管路上，第二换热器的一端通过管道连接于第二四通阀的第三个接口，第二膨胀控制组件的一端连接于第二四通阀的第四个接口；第三换热器的一端通过管道连接于第三四通阀的第三个接口，第三膨胀控制组件的一端连接于第三四通阀的第四个接口。通过设置第二四通阀和第三四通阀，使得第二换热器和第三换热器能进行循环换热，提高换热效率。作为本专利技术的优选方案，所述第二膨胀控制组件为第二膨胀阀，第三膨胀控制组件为第三膨胀阀。作为本专利技术的优选方案，所述第二膨胀控制组件包括并联的第二膨胀阀和第二单向阀；第三膨胀控制组件包括并联的第三膨胀阀和第三单向阀。作为本专利技术的优选方案，所述第二单向阀的接通方向为从第二换热器到第一换热器的方向，第三单向阀的接通方向为从第三换热器到第一换热器的方向。作为本专利技术的优选方案，所述压缩管路上还连接有第一膨胀控制组件，第一膨胀控制组件位于第一换热器和室外换热机组之间，第一膨胀控制组件包括并联的第一膨胀阀和第一单向阀。作为本专利技术的优选方案，所述第一单向阀的接通方向为从第一换热器出口到室外换热机组的方向。作为本专利技术的优选方案，所述压缩组件包括第一四通阀，第一四通阀的其中两个端口连接于压缩管路上，第一四通阀的另外两个端口之间连接有循环管路，循环管路上连接有压缩机。压缩机连接于循环管路中，则压缩机能对气体进行循环压缩，使制冷剂变为高温高压气体，从而高温高压气体能在第一换热器中换热，则第一换热器向室内放热。作为本专利技术的优选方案，所述第一换热器安装于室内，第二换热器和第三换热器安装于室外。一种如上述的一种新型除霜方式的空气源热泵机组的运行控制方法，其特征在于，冬季正常供热工况：调节第一三通阀和第二三通阀，使第一支管和第二支管均与压缩管路断开；压缩机吸入第二换热器和第三换热器内产生的低压低温制冷剂蒸汽，经绝热压缩，制冷剂变为高温高压气体，进入第一换热器，制冷剂在第一换热器中冷却，此时第一换热器为冷凝器，向室内放热；放热后的制冷剂分成两部分，一部分制冷剂进入第二膨胀控制组件节流降压，低温低压的制冷剂进入第二换热器从室外空气中吸热；另一部分制冷剂进入第三膨胀控制组件节流降压，低温低压的制冷剂进入第三换热器从室外空气中吸热；两部分制冷剂分别流经第一三通阀、第二三通阀后汇合，再次进入压缩机，如此不断循环；冬季对第二换热器除霜工况：调节第一三通阀和第二三通阀，使第一支管与压缩管路接通、第二支管与压缩管路断开；压缩机吸入第三换热器内产生的低压低温制冷剂蒸汽，经绝热压缩，制冷剂变为高温高压气体，其中一部分高温高压制冷剂进入第一换热器，制冷剂在第一换热器中冷却，此时第一换热器为冷凝器，向室内放热；另一部分高温高压制冷剂进入第二换热器，制冷剂在第二换热器中放热除霜后，与经过第一换热器的制冷剂汇合；通过控制第三四通阀，汇合后的制冷剂流经第三膨胀控制组件节流降压，低温低压的制冷剂进入第三换热器从室外空气中吸热后，再次进入压缩机；完成除霜工况后切换至正常供热工况；冬季对第三换热器除霜工况：调节第一三通阀和第二三通阀，使第一支管与压缩管路断开、第二支管与压缩管路接通；压缩机吸入第二换热器内产生的低压低温制冷剂蒸汽，经绝热压缩，制冷剂变为高温高压气体，其中一部分高温高压制冷剂进入第一换热器，制冷剂在第一换热器中冷却，此时第一换热器为冷凝器，向室内放热；另一部分高温高压制冷剂进入第三换热器，制冷剂在第三换热器中放热除霜后，与经过第一换热器的制冷剂汇合，汇合后的制冷剂流经第二膨胀控制组件节流降压，低温低压的制冷剂进入第二换热器从室外空气中吸热后，再次进入压缩机；完成除霜工况后切换至正常供热工况；夏季制冷工况：调节第一三通阀和第二三通阀，使第一支管和第二支管均与压缩管路断开；通过第一四通阀变向控制，压缩机吸入第一换热器内产生的低压低温制冷剂蒸汽，经绝热压缩后，制冷剂温度和压力都升高,一部分高温高压制冷剂进入第二换热器向室外放热冷却，制冷剂完成放热冷凝后温度降低；另一部分高温高压制冷剂进入第三换热器向室外放热冷却；两部分制冷剂汇合后进入第一膨胀控制组件节流降压，压力降低的同时温度也降低，得到低温低压制冷剂；低温低压制冷剂进入第一换热器内吸收室内热量后，再次进入压缩本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种新型除霜方式的空气源热泵机组，其特征在于，包括压缩管路(1)，压缩管路(1)形成回路，压缩管路(1)上依次连接有压缩组件、第一换热器(2)和室外换热机组；所述室外换热机组包括第二换热器(5)和第三换热器(6)，第二换热器(5)和第三换热器(6)并联于压缩管路(1)上，第二换热器(5)串联有第二膨胀控制组件，第三换热器(6)串联有第三膨胀控制组件；所述第二四通阀(3)的出口管路上连接有第一三通阀(53)，第一三通阀(53)与第一换热器(2)的进口管路之间连接有第一支管(7)，第三四通阀(4)的出口管路上连接有第二三通阀(63)，第二三通阀(63)与第一换热器(2)的进口管路之间连接有第二支管(8)。/n

【技术特征摘要】
1.一种新型除霜方式的空气源热泵机组，其特征在于，包括压缩管路(1)，压缩管路(1)形成回路，压缩管路(1)上依次连接有压缩组件、第一换热器(2)和室外换热机组；所述室外换热机组包括第二换热器(5)和第三换热器(6)，第二换热器(5)和第三换热器(6)并联于压缩管路(1)上，第二换热器(5)串联有第二膨胀控制组件，第三换热器(6)串联有第三膨胀控制组件；所述第二四通阀(3)的出口管路上连接有第一三通阀(53)，第一三通阀(53)与第一换热器(2)的进口管路之间连接有第一支管(7)，第三四通阀(4)的出口管路上连接有第二三通阀(63)，第二三通阀(63)与第一换热器(2)的进口管路之间连接有第二支管(8)。


2.根据权利要求1所述的一种新型除霜方式的空气源热泵机组，其特征在于，还包括第二四通阀(3)和第三四通阀(4)，第二四通阀(3)和第三四通阀(4)并联于压缩管路(1)上，第二换热器(5)的一端通过管道连接于第二四通阀(3)的第三个接口，第二膨胀控制组件的一端连接于第二四通阀(3)的第四个接口；第三换热器(6)的一端通过管道连接于第三四通阀(4)的第三个接口，第三膨胀控制组件的一端连接于第三四通阀(4)的第四个接口。


3.根据权利要求1所述的一种新型除霜方式的空气源热泵机组，其特征在于，所述第二膨胀控制组件为第二膨胀阀(51)，第三膨胀控制组件为第三膨胀阀(61)。


4.根据权利要求1所述的一种新型除霜方式的空气源热泵机组，其特征在于，所述第二膨胀控制组件包括并联的第二膨胀阀(51)和第二单向阀(52)；第三膨胀控制组件包括并联的第三膨胀阀(61)和第三单向阀(62)。


5.根据权利要求4所述的一种新型除霜方式的空气源热泵机组，其特征在于，所述第二单向阀(52)的接通方向为从第二换热器(5)到第一换热器(2)的方向，第三单向阀(62)的接通方向为从第三换热器(6)到第一换热器(2)的方向。


6.根据权利要求4所述的一种新型除霜方式的空气源热泵机组，其特征在于，所述压缩管路(1)上还连接有第一膨胀控制组件，第一膨胀控制组件位于第一换热器(2)和室外换热机组之间，第一膨胀控制组件包括并联的第一膨胀阀(13)和第一单向阀(14)。


7.根据权利要求6所述的一种新型除霜方式的空气源热泵机组，其特征在于，所述第一单向阀(14)的接通方向为从第一换热器(2)出口到室外换热机组的方向。


8.根据权利要求1所述的一种新型除霜方式的空气源热泵机组，其特征在于，所述压缩组件包括第一四通阀(11)，第一四通阀(11)的其中两个端口连接于压缩管路(1)上，第一四通阀(11)的另外两个端口之间连接有循环管路，循环管路上连接有压缩机(12)。


9.根据权利要求1所述的一种新型除霜方式的空气源热泵机组，其特征在于，所述第一换热器(2)安装于室内，第二换热器(5)和第三换热器(6)安装于室外。


10.一种如权利要求1～9任意一项所述的一种新型除...

【专利技术属性】
技术研发人员：石利军，司鹏飞，杨正武，李卓，梁浩，
申请(专利权)人：成都绿建工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51