一种多蒸发器交替化霜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，具体涉及一种多蒸发器交替化霜空气源热泵机组及其运行控制方法。其技术方案为：一种多蒸发器交替化霜空气源热泵机组，包括四通阀，四通阀连接有压缩机，四通阀的第三接口通过管线连接有室内换热器组件，室内换热器组件的另一端与四通阀的第四接口之间通过管线并联有若干室外换热器组件，室内换热器组件与四通阀之间的管线与室外换热器组件靠近四通阀的一段管线之间连接有三通阀。一种多蒸发器交替化霜空气源热泵机组的运行控制方法，包括冬季室外换热器除霜工况，通过对三通阀进行切换，在供热状态下对其中的一台或多台室外换热器进行除霜。本发明专利技术提供了一种多蒸发器交替化霜空气源热泵机组及其运行控制方法。及其运行控制方法。及其运行控制方法。

【技术实现步骤摘要】
一种多蒸发器交替化霜空气源热泵机组及其运行控制方法


[0001]本专利技术属于热泵机组
，具体涉及一种多蒸发器交替化霜空气源热泵机组及其运行控制方法。

技术介绍

[0002]我国的“碳达峰”与“碳中和”政策，使得未来建筑用热和冷将全面电气化。相比于地源热泵，空气源热泵具有安装灵活、初投资较低等优点，将是我国清洁供热的重要设备。但是，在冬季制热工况运行时，空气源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。霜层增加了空气与制冷剂之间的换热热阻，降低了总传热系数；同时霜层阻塞了翅片间隙，增大了空气的流动阻力，减少了风机风量；结霜严重时，机组可能出现停机保护。布瑞恩等人的实验结果表明，换热器表面结霜可导致换热量减少约40％。根据桑德斯的研究结果，空气源热泵在结霜工况下机组性能会下降35％。北京工业大学研究中发现，当室外换热器结霜时机组的供热量将减少29％。可见，如何高效除霜是热泵技术应用中亟待解决的关键问题。
[0003]空气源热泵传统常用的除霜方式主要有电加热除霜、逆向除霜、热气旁通除霜、蓄热除霜。
①
电加热除霜：稳定有效，不影响室内供暖，但是其耗电量大，转换效率低。
②
逆循环除霜：化霜时停止不仅供热，同时从室内或供热热媒中吸热，导致室内温度明显下降严重影响供热品质(逆向除霜时室内温度降低2～7℃)，同时存在冷热抵消。
③
热气旁通除霜：利用高温制冷机蒸汽送入室外换热器进行除霜，其除霜能量来自压缩机做功，除霜可提供热量较小，除霜时间长、能耗高。
④
蓄热除霜：设置独立的蓄能器，热泵正常供热时，将部分热量保存到蓄热器中，化霜时，依靠蓄热器提供热量进行化霜，可避免室内温度下降，但是本质上是逆循环除霜，仍然存在冷热抵消。若采用水蓄热，机组体积较大；若采用相变蓄热，相变材料稳定性差、寿面短、造价高。通过分析计算，逆向除霜或蓄热除霜时存在冷热抵消，即化霜吸取的室内空气或供热水或相变蓄热的热量，均有约1/3～1/2是来源于前期机组的耗电量，由此造成除霜实际能耗提高了40％～50％，极大削弱了空气源热泵的优势。

技术实现思路

[0004]为了解决现有技术存在的上述问题，本专利技术的目的在于提供一种多蒸发器交替化霜空气源热泵机组及其运行控制方法。
[0005]本专利技术所采用的技术方案为：
[0006]一种多蒸发器交替化霜空气源热泵机组，包括四通阀，四通阀的两个压缩机接口之间通过管线连接有压缩机，四通阀的第三接口通过管线连接有室内换热器组件，室内换热器组件的另一端与四通阀的第四接口之间通过管线并联有若干室外换热器组件，室内换热器组件与四通阀之间的管线与室外换热器组件靠近四通阀的一段管线之间连接有三通阀。
[0007]本专利技术将多组室外换热器组件进行并联，从而可在正常供热状态下对其中的一台
或多台室外换热器进行除霜。对某个室外换热器进行除霜时，通过对三通阀进行切换，可使该室外换热器与室内换热器作为冷凝器，而其余室外换热器作为蒸发器。此时，在对该室外换热器进行除霜时，不影响室内正常供热。
[0008]作为本专利技术的优选方案，所述室外换热器组件包括室外换热器，室外换热器的一端通过管线与三通阀相连，室外换热器的另一端通过管线连接有并联的室外膨胀阀和室外单向阀。对于冬季供暖时非除霜工况的室外换热器组件，当制冷剂在室内换热器放热冷凝后，受室外单向阀所阻而进入室外膨胀阀进行节流降压，节流降压后制冷剂处于低温低压状态，低温低压制冷剂进入室外换热器吸热。对于夏季供热的室外换热器组件和冬季供暖时除霜工况室外换热器组件，制冷剂完成放热冷凝后温度降低，分别流经室外单向阀，至室内换热器组件内吸收热量。
[0009]作为本专利技术的优选方案，所述室内换热器为空气换热器。
[0010]作为本专利技术的优选方案，所述室外换热器组件的数量为四至八组。
[0011]作为本专利技术的优选方案，所述室内换热器组件包括室内换热器，室内换热器的一端通过管线与四通阀连接，室内换热器的另一端通过管线连接有并联的室内膨胀阀和室内单向阀。冬季时，制冷剂在室内换热器放热冷凝后，流经室内单向阀进入室外换热器组件吸热。夏季时，制冷剂完成放热冷凝后温度降低，受室内单向阀所阻，进入室内膨胀阀节流降压，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室内换热器内吸收热量。
[0012]作为本专利技术的优选方案，所述室内换热器为热水换热器或空气换热器。
[0013]一种多蒸发器交替化霜空气源热泵机组的运行控制方法，包括冬季室外换热器除霜工况：
[0014]将需要除霜的室外换热器组件上连接的三通阀切换到室内换热器组件与四通阀之间的管线与室外换热器组件连通；
[0015]将其余三通阀切换到室外换热器组件与四通阀的第三接口接通；
[0016]切换四通阀为从第四接口流入且从第三接口流出；
[0017]使压缩机工作，压缩机吸入除除霜状态以外的室外换热器组件内产生的低压低温制冷剂蒸汽，高温高压气体分别进入室内换热器组件及除霜工况的室外换热器组件中冷却放热；低温低压制冷剂进入除除霜状态以外的室外换热器组件吸热，制冷剂吸热后再次进入压缩机，如此不断循环。
[0018]作为本专利技术的优选方案，制冷剂在室内换热器组件及除霜工况的室外换热器组件中冷却放热后，通过节流降压使制冷剂处于低温低压状态。
[0019]作为本专利技术的优选方案，还包括冬季正常供热工况：
[0020]将所有三通阀切换到室外换热器组件与四通阀的第三接口接通；
[0021]切换四通阀为从第四接口流入且从第三接口流出；
[0022]使压缩机工作，压缩机吸入若干室外换热器组件内产生的低压低温制冷剂蒸汽，高温高压气体进入室内换热器组件中冷却放热；经节流降压，低温低压制冷剂进入若干室外换热器组件吸热，制冷剂吸热后再次进入压缩机，如此不断循环。
[0023]作为本专利技术的优选方案，还包括夏季制冷工况：
[0024]将所有三通阀切换到室外换热器组件与四通阀的第三接口接通；
[0025]切换四通阀为从第三接口流入且从第四接口流出；
[0026]使压缩机工作，压缩机吸入室内换热器组件产生的低压低温制冷剂蒸汽，高温高压制冷剂进入若干室外换热器组件中冷却放热；经节流降压，低温低压制冷剂进入室内换热器组件内吸热，制冷剂再次进入压缩机，如此不断循环。
[0027]本专利技术的有益效果为：
[0028]本专利技术将多组室外换热器组件进行并联，从而可在正常供热状态下对其中的一台或多台室外换热器进行除霜。对某个室外换热器进行除霜时，通过对三通阀进行切换，可使该室外换热器与室内换热器作为冷凝器，而其余室外换热器作为蒸发器。此时，在对该室外换热器进行除霜时，不影响室内正常供热。
附图说明
[0029]图1是冬季正常供热工况下本专利技术的结构示意图；
[0030]图2是冬季除霜工况下本专利技术的结构示意图；
[0031]图3本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多蒸发器交替化霜空气源热泵机组，其特征在于，包括四通阀(1)，四通阀(1)的两个压缩机(2)接口之间通过管线连接有压缩机(2)，四通阀(1)的第三接口(12)通过管线连接有室内换热器组件(3)，室内换热器组件(3)的另一端与四通阀(1)的第四接口(13)之间通过管线并联有若干室外换热器组件(4)，室内换热器组件(3)与四通阀(1)之间的管线与室外换热器组件(4)靠近四通阀(1)的一段管线之间连接有三通阀(5)。2.根据权利要求1所述的一种多蒸发器交替化霜空气源热泵机组，其特征在于，所述室外换热器组件(4)包括室外换热器(41)，室外换热器(41)的一端通过管线与三通阀(5)相连，室外换热器(41)的另一端通过管线连接有并联的室外膨胀阀(42)和室外单向阀(43)。3.根据权利要求2所述的一种多蒸发器交替化霜空气源热泵机组，其特征在于，所述室内换热器(31)为空气换热器。4.根据权利要求1所述的一种多蒸发器交替化霜空气源热泵机组，其特征在于，所述室外换热器组件(4)的数量为四至八组。5.根据权利要求1所述的一种多蒸发器交替化霜空气源热泵机组，其特征在于，所述室内换热器组件(3)包括室内换热器(31)，室内换热器(31)的一端通过管线与四通阀(1)连接，室内换热器(31)的另一端通过管线连接有并联的室内膨胀阀(32)和室内单向阀(33)。6.根据权利要求5所述的一种多蒸发器交替化霜空气源热泵机组，其特征在于，所述室内换热器(31)为热水换热器或空气换热器。7.根据权利要求1所述的一种多蒸发器交替化霜空气源热泵机组的运行控制方法，其特征在于，包括冬季室外换热器(41)除霜工况：将需要除霜的室外换热器组件(4)上连接的三通阀(5)切换到室内换热器组件(3)与四通阀(1)之间的管线与室外换热器组件(4)连通；将其余三通阀(5)切换到室外换热器组件(4)与四通阀(1)的第三...

【专利技术属性】
技术研发人员：司鹏飞，石利军，戎向阳，杨正武，贾纪康，
申请(专利权)人：中国建筑西南设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：