[發明專利]自除霜式空氣源熱泵機組及其運行方法

在審

• 申請號: 202010949120.1
• 申請日: 2020-09-10
• 公開（公告）號: CN111998430A
• 公開（公告）日: 2020-11-27
• 發明（設計）人: 李先庭;姜思航;王寶龍;石文星
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: F24D15/04
• 分類號: F24D15/04;F25B47/02
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 李文麗

1.一種自除霜式空氣源熱泵機組，其特征在于，包括：

取熱系統，包括連接形成循環回路的三介質換熱器的熱泵熱源管路、壓縮機、熱泵換熱器的放熱管路和節流裝置，所述熱泵熱源管路適于從外界環境吸熱；

供熱系統，包括連接形成循環回路的所述熱泵換熱器的用戶熱源管路、第一循環泵和用戶側的用戶管路，所述用戶熱源管路適于從所述放熱管路吸熱以向所述用戶管路供熱；

除霜系統，包括連接形成循環回路的所述三介質換熱器的除霜管路、用于調節所述除霜管路通斷的第一調節閥、除霜熱源管路和第二循環泵，所述除霜管路適于向所述三介質換熱器放熱以用于除霜；所述除霜熱源管路適于從所述用戶熱源管路吸熱，或，所述用戶熱源管路作為所述除霜熱源管路為所述除霜管路供熱；

所述三介質換熱器設置多個且相并聯，每個所述除霜管路所在支路均設有所述第一調節閥，所述三介質換熱器配設有風機。

2.根據權利要求1所述的自除霜式空氣源熱泵機組，其特征在于，所述除霜系統包括中間換熱器，所述中間換熱器包括所述除霜熱源管路和適于向所述除霜熱源管路供熱的中間換熱管路，所述中間換熱管路與所述用戶熱源管路連接，所述中間換熱管路與所述用戶熱源管路之間設有第二調節閥。

3.根據權利要求2所述的自除霜式空氣源熱泵機組，其特征在于，所述用戶熱源管路所在的第一載冷劑總管上連接所述第一循環泵，所述第一載冷劑總管兩端同時連接所述中間換熱管路與所述用戶管路。

4.根據權利要求2所述的自除霜式空氣源熱泵機組，其特征在于，所述中間換熱器為間壁換熱器。

5.根據權利要求1至4中任意一項所述的自除霜式空氣源熱泵機組，其特征在于，所述放熱管路的出口端和入口端分別連接第一總流出管和第一總流入管，所述壓縮機設于第一總流入管，每個所述熱泵熱源管路均連接有一個所述節流裝置，每個所述熱泵熱源管路和所述節流裝置所在支路并聯于所述第一總流入管和所述第一總流出管之間。

6.一種應用于權利要求1至5中任意一項所述的自除霜式空氣源熱泵機組的運行方法，其特征在于，包括供熱模式和供熱除霜模式；

所述供熱模式：所述熱泵熱源管路、所述壓縮機、所述放熱管路和所述節流裝置依次連通，所述熱泵熱源管路內的制冷劑從外界環境吸熱后流入所述壓縮機，經過所述壓縮機增壓后，所述制冷劑流入所述放熱管路且所述制冷劑在所述放熱管路內向所述用戶熱源管路放熱，所述制冷劑再通過所述節流裝置降壓后回流至所述熱泵熱源管路，所述制冷劑循環流動；所述用戶熱源管路、所述第一循環泵和所述用戶管路連通，所述用戶熱源管路內的第一載冷劑從所述放熱管路吸熱后，所述第一載冷劑流入所述用戶管路，所述第一載冷劑在所述用戶管路放熱以向用戶供熱，所述第一載冷劑回流至所述用戶熱源管路，所述第一載冷劑循環流動；所述第一調節閥關閉以停止運行所述除霜系統；

所述供熱除霜模式：當所述取熱系統包括多個所述三介質換熱器，一部分需要除霜的所述三介質換熱器的熱泵熱源管路稱為第一熱泵熱源管路，第一熱泵熱源管路對應第一除霜管路，另一部分進行取熱的所述三介質換熱器的熱泵熱源管路稱為第二熱泵熱源管路；所述第一熱泵熱源管路對應的所述節流裝置關閉，以使所述第一熱泵熱源管路停止取熱；所述第二熱泵熱源管路、所述壓縮機、所述放熱管路和所述節流裝置依次連通，所述第二熱泵熱源管路進行取熱；所述用戶熱源管路、所述第一循環泵和所述用戶管路連通，第一載冷劑在所述用戶熱源管路與所述用戶管路之間循環流動以使所述用戶管路放熱并向用戶供熱；所述第一除霜管路所在支路的第一調節閥打開，所述第一除霜管路、所述第一除霜管路所在支路的第一調節閥、所述除霜熱源管路和所述第二循環泵連通，當所述除霜熱源管路適于從所述用戶熱源管路吸熱，所述除霜熱源管路內的第二載冷劑從所述用戶熱源管路吸熱后流入所述第一除霜管路，所述第二載冷劑在所述第一除霜管路內放熱，所述第二載冷劑循環流動直至完成除霜；當所述除霜熱源管路為所述用戶熱源管路，所述用戶熱源管路內的部分第一載冷劑向所述第一除霜管路流動、另一部分所述第一載冷劑向所述用戶管路流動，所述第一載冷劑在所述第一除霜管路內放熱，所述第一載冷劑循環流動直至完成除霜；

其中，所述供熱模式或所述供熱除霜模式運行，所述風機均運行。

7.根據權利要求6所述的自除霜式空氣源熱泵機組的運行方法，其特征在于，當所述除霜系統包括中間換熱器，第二調節閥打開以連通中間換熱管路與所述用戶熱源管路，所述用戶熱源管路內的部分所述第一載冷劑流入所述中間換熱管路，所述除霜熱源管路內的所述第二載冷劑從所述中間換熱管路內的所述第一載冷劑吸熱，所述第一載冷劑放熱后回流至所述用戶熱源管路。