热泵空调系统及其控制方法技术方案

本申请提供一种热泵空调系统及其控制方法。该系统包括压缩机、四通阀、室内换热器、第一和第二节流装置、主换热器和除霜换热器，除霜换热器位于主换热器的空气流动上游侧，第二节流装置与除霜换热器串联形成除霜管路，制热工况时，冷媒从压缩机的排气口经室内换热器、第一节流装置和主换热器后经过第二节流装置节流，经第二节流装置节流后再进入除霜换热器，然后流回压缩机；在压缩机的排气管路上、吸气管路上和在所述除霜管路上中的至少之一设置有冷媒加热装置。根据本申请的热泵空调系统，能降低主要室外换热器的结霜频率，还能增强对整个系统制冷剂的热量输入，实现延长制热时长及化霜期间对室内持续供热。

【技术实现步骤摘要】
热泵空调系统及其控制方法
本申请涉及空气调节
，具体涉及一种热泵空调系统及其控制方法。
技术介绍
热泵空调在低温工况下使用时，运行一段时间后，外机换热器会结霜，增大了热阻和风阻，不利于换热，使空调的性能变差，为了使空调正常运行，需要对空调进行除霜。现有空调的主要除霜方式是切换四通阀，进行四通阀换向，这种方式在除霜的过程中，室内风机是停止的，不仅无法给室内提供热量，同时由于流经室内换热器的冷媒温度较低，还会从室内吸收热量，降低了房间温度，同时也降低了房间的舒适性。在现有技术中提供了一种空调系统，该空调系统采用两个室外换热器，当空调处于制热状态时，两个室外换热器同时吸热，提高制热量，当空调处于化霜状态时，则室内换热器和其中一个室外换热器处于冷凝放热状态，同时利用该室外换热器对空气进行加热，利用加热后的空气对另外一个室外换热器进行除霜，实现空调系统的不间断制热。然而对于该空调系统而言，由于在进行制热时，两个室外换热器均处于蒸发吸热状态，因此两个室外换热器的结霜频率基本相同，这样一来，就会导致空调系统制热工况工作较短的时间就需要进入除霜控制，使得空调系统的工作能效降低，制热工况高能效运行时间缩短，降低了空调系统的工作性能。
技术实现思路
因此，本申请要解决的技术问题在于提供一种热泵空调系统及其控制方法，能够降低热泵空调系统中主要室外换热器的结霜频率，使得热泵空调系统能够较长时间处于正常制热工况，提高热泵空调系统的工作能效。为了解决上述问题，本申请提供一种热泵空调系统，包括压缩机、四通阀、室内换热器、第一节流装置、室外换热器和第二节流装置，第一节流装置位于室内换热器与室外换热器之间的管路上，室外换热器包括主换热器和除霜换热器，除霜换热器位于主换热器的空气流动上游侧，第二节流装置与除霜换热器串联形成除霜管路，除霜管路能够选择地与主换热器串联，当热泵空调系统处于制热工况时，冷媒从压缩机的排气口经室内换热器和第一节流装置和所述主换热器后经过第二节流装置节流，经所述第二节流装置节流后再进入所述除霜换热器，然后流回所述压缩机；在所述压缩机的排气管路上、吸气管路上和在所述除霜管路上中的至少之一设置有冷媒加热装置。优选地，室内换热器处设置有电辅热；和/或，室内换热器处设置有内风机；和/或，所述主换热器和所述第二节流装置之间还连接有分支管路，所述分支管路能通过所述四通阀连至所述压缩机的吸气端，且所述分支管路上还设置有二通阀。优选地，压缩机的排气口连接有四通阀，压缩机的排气口还设置有旁通管路，除霜管路能够选择地与四通阀或者旁通管路连通。优选地，热泵空调系统还包括三通阀，除霜管路、旁通管路和四通阀均连接至三通阀。根据本申请的另一方面，提供了一种上述的热泵空调系统的控制方法，包括：获取热泵空调系统的运行工况；当热泵空调系统处于制热工况时，控制冷媒从压缩机的排气口经室内换热器、第一节流装置和主换热器后经过第二节流装置节流，经第二节流装置节流后再进入除霜换热器，然后流回压缩机。优选地，控制方法还包括：当热泵空调系统处于除霜工况时，获取主换热器和除霜换热器的结霜状况；根据主换热器和除霜换热器的结霜状况对除霜管路的连通状况进行调节。优选地，根据主换热器和除霜换热器的结霜状况对除霜管路的连通状况进行调节的步骤包括：当主换热器未结霜，除霜换热器结霜时，且当所述主换热器和所述第二节流装置之间还连接有分支管路，所述分支管路能通过所述四通阀连至所述压缩机的吸气端，且所述分支管路上还设置有二通阀时，控制除霜管路与旁通管路连通，同时控制二通阀打开；控制冷媒从压缩机流出后分成两路，一路经室内换热器和第一节流装置后进入主换热器，之后经过所述分支管路流回压缩机；另一路经旁通管路、除霜换热器和第二节流装置后进入所述分支管路，之后流回压缩机。优选地，根据主换热器和除霜换热器的结霜状况对除霜管路的连通状况进行调节的步骤包括：当主换热器和除霜换热器均结霜时，控制除霜管路与四通阀连通，与旁通管路断开，控制所述二通阀关闭、关闭分支管路；控制第一节流装置和第二节流装置处于最大开度；控制冷媒从压缩机流出后经四通阀进入室内换热器，再依次经过经主换热器和除霜换热器流回压缩机。优选地，根据主换热器和除霜换热器的结霜状况对除霜管路的连通状况进行调节的步骤还包括：开启电辅热；检测室内换热器的管温；当室内换热器的管温大于T时，控制内风机开启；当室内换热器的管温小于或等于T时，控制内风机关闭。优选地，当所述冷媒加热装置设置在所述压缩机的排气管路上时：当主换热器未结霜，除霜换热器结霜时，开启所述冷媒加热装置对压缩机排气制冷剂进行加热；当主换热器和除霜换热器均结霜时，开启所述冷媒加热装置对压缩机排气制冷剂进行加热；当所述冷媒加热装置设置在所述压缩机的吸气管路上时：当主换热器未结霜，除霜换热器结霜时，开启所述冷媒加热装置对压缩机吸气制冷剂进行加热；当主换热器和除霜换热器均结霜时，开启所述冷媒加热装置对压缩机吸气制冷剂进行加热；当所述冷媒加热装置设置在所述除霜管路上时：当主换热器未结霜，除霜换热器结霜时，开启所述冷媒加热装置对除霜管路中的制冷剂进行加热；当主换热器和除霜换热器均结霜时，开启所述冷媒加热装置对除霜管路中的制冷剂进行加热。本申请提供的热泵空调系统，包括压缩机、四通阀、室内换热器、第一节流装置、室外换热器和第二节流装置，第一节流装置位于室内换热器与室外换热器之间的管路上，室外换热器包括主换热器和除霜换热器，除霜换热器位于主换热器的空气流动上游侧，第二节流装置与除霜换热器串联形成除霜管路，除霜管路能够选择地与主换热器串联，当热泵空调系统处于制热工况时，冷媒从压缩机的排气口经室内换热器、第一节流装置和所述主换热器后经过第二节流装置节流，经所述第二节流装置节流后再进入所述除霜换热器，然后流回所述压缩机。该热泵空调系统在制热工况时，主换热器和除霜换热器均为蒸发吸热模式，由于冷媒先流经第二节流装置节流之后再进入除霜换热器吸热，因此会使得除霜换热器内的冷媒温度变得更低，进而使得除霜换热器的表面温度更低，而空气在与室外换热器换热过程中会先流经除霜换热器，因此能够利用除霜换热器对空气进行除湿，从而使得经过除霜换热器换热之后流经主换热器的空气更加干燥，可以使得霜层主要分布在除霜换热器上，延长主换热器的除霜周期，同时更加有效地避免主换热器凝霜或者结冰，由于主换热器为热泵空调系统运行提供主要的换热，因此有效延长主换热器的结霜周期，降低主换热器的结霜速度，能够降低热泵空调系统中主要室外换热器的结霜频率，使得热泵空调系统能够较长时间处于正常制热工况，提高热泵空调系统的工作能效；本专利技术还在系统中增加冷媒加热装置，用于低温工况时提升系统制热量，可设置在排气口管路、吸气口管路以及除霜换热器的支路上，能够增强对整个系统制冷剂的热量输入，提高除霜能力，在低温工况，热泵空调制热运行时，通过对系统的控制，以实现延长制热时本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种热泵空调系统，其特征在于，包括压缩机(1)、四通阀(2)、室内换热器(3)、第一节流装置(4)、室外换热器和第二节流装置(5)，所述第一节流装置(4)位于所述室内换热器(3)与所述室外换热器之间的管路上，所述室外换热器包括主换热器(6)和除霜换热器(7)，所述除霜换热器(7)位于主换热器(6)的空气流动上游侧，所述第二节流装置(5)与所述除霜换热器(7)串联形成除霜管路，所述除霜管路能够选择地与所述主换热器(6)串联，当所述热泵空调系统处于制热工况时，冷媒从所述压缩机(1)的排气口经所述室内换热器(3)、所述第一节流装置(4)和所述主换热器(6)后经过第二节流装置(5)节流，经所述第二节流装置(5)节流后再进入所述除霜换热器(7)，然后流回所述压缩机(1)；在所述压缩机(1)的排气管路上、吸气管路上和在所述除霜管路上中的至少之一设置有冷媒加热装置(12)。/n

【技术特征摘要】
1.一种热泵空调系统，其特征在于，包括压缩机(1)、四通阀(2)、室内换热器(3)、第一节流装置(4)、室外换热器和第二节流装置(5)，所述第一节流装置(4)位于所述室内换热器(3)与所述室外换热器之间的管路上，所述室外换热器包括主换热器(6)和除霜换热器(7)，所述除霜换热器(7)位于主换热器(6)的空气流动上游侧，所述第二节流装置(5)与所述除霜换热器(7)串联形成除霜管路，所述除霜管路能够选择地与所述主换热器(6)串联，当所述热泵空调系统处于制热工况时，冷媒从所述压缩机(1)的排气口经所述室内换热器(3)、所述第一节流装置(4)和所述主换热器(6)后经过第二节流装置(5)节流，经所述第二节流装置(5)节流后再进入所述除霜换热器(7)，然后流回所述压缩机(1)；在所述压缩机(1)的排气管路上、吸气管路上和在所述除霜管路上中的至少之一设置有冷媒加热装置(12)。


2.根据权利要求1所述的热泵空调系统，其特征在于，所述室内换热器(3)处设置有电辅热(8)；和/或，所述室内换热器(3)处设置有内风机；和/或，所述主换热器(6)和所述第二节流装置(5)之间还连接有分支管路，所述分支管路能通过所述四通阀(2)连至所述压缩机(1)的吸气端，且所述分支管路上还设置有二通阀(11)。


3.根据权利要求1所述的热泵空调系统，其特征在于，所述压缩机(1)的排气口连接有所述四通阀(2)，所述压缩机(1)的排气口还设置有旁通管路(9)，所述除霜管路能够选择地与所述四通阀(2)或者与所述旁通管路(9)连通。


4.根据权利要求3所述的热泵空调系统，其特征在于，所述热泵空调系统还包括三通阀(10)，所述除霜管路、所述旁通管路(9)和所述四通阀(2)均连接至所述三通阀(10)。


5.一种如权利要求1至4中任一项所述的热泵空调系统的控制方法，其特征在于，包括：
获取热泵空调系统的运行工况；
当热泵空调系统处于制热工况时，控制冷媒从压缩机(1)的排气口经室内换热器(3)、第一节流装置(4)和主换热器(6)后经过第二节流装置(5)节流，经第二节流装置(5)节流后再进入除霜换热器(7)，然后流回压缩机(1)。


6.根据权利要求5所述的热泵空调系统的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括：
当热泵空调系统处于除霜工况时，获取主换热器(6)和除霜换热器(7)的结霜状况；
根据主换热器(6)和除霜换热器(7)的结霜状况对除霜管路的连通状况进行调节。


7.根据权利要求6所述的热泵空调系统的控制方法，其特征在于，所述根据主换热器(6)和除霜换热器(7)的结霜状况对除霜管路的连通状况进行调节的...

【专利技术属性】
技术研发人员：李丽芳，彭光前，车雯，王喜成，王现林，杨伟，王锐锋，孙伟佳，叶培龙，高仲灶，于琦，梁凯文，
申请(专利权)人：珠海格力节能环保制冷技术研究中心有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44