[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

本發明涉及熱泵供熱技術領域，提供一種自除霜式空氣源熱泵機組及其運行方法。自除霜式空氣源熱泵機組包括取熱系統、供熱系統和除霜系統，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；供熱系統包括連接形成循環回路的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；除霜系統包括連接形成循環回路的三介質換熱器的除霜管路、用于調節除霜管路通斷的第一調節閥、除霜熱源管路和第二循環泵，除霜管路向三介質換熱器放熱以用于融霜。本發明提出的自除霜式空氣源熱泵機組，三介質換熱器替代兩介質風冷換熱器，除霜和直膨取熱采用不同的環路，避免了流體摻混，實現了自除霜。

技術領域

本發明涉及熱泵供熱技術領域，尤其涉及自除霜式空氣源熱泵機組及其運行方法。

背景技術

空氣源熱泵機組作為一種高效的供熱空調設備，在冬季被廣泛用于制取供熱熱水。但在很多地區，尤其是室外氣溫較低且濕度較大的地區的應用時，存在室外風冷換熱器結霜的問題?，F有的風冷換熱器除霜方案主要有制冷劑逆向除霜、熱氣旁通除霜、蓄熱除霜等，制冷劑逆向除霜往往會影響用戶側供暖效果；熱氣旁通和蓄熱除霜一定程度上可緩減室內溫度的波動，但除霜所需熱量基本來自于壓縮機的電能，除霜能耗較高。

相關技術中的一種空氣源熱水機組，帶有多個室外風冷換熱單元，當某一室外風冷換熱單元需要除霜時，則從空氣源熱水機組所制取的熱水中分流一小部分通入該室外風冷換熱單元中進行融霜；其中，室外側熱水除霜環路和載冷劑取熱環路共用同一室外風冷換熱單元的介質通道，具有一定的熱量摻混損失，管路及閥門布置復雜，系統運行可靠性有待進一步提高。

發明內容

本發明旨在至少解決現有技術中存在的技術問題之一。為此，本發明提出一種自除霜式空氣源熱泵機組，三介質換熱器替代兩介質風冷換熱器，除霜和取熱采用不同的環路，實現了直膨換熱器的自除霜，且避免了流體摻混的可能，簡化了管路結構，降低了傳熱損失，可適應多種換熱場景下的需要，還可保證在除霜工況下，不影響用戶側的正常供熱。

本發明還提出一種自除霜式空氣源熱泵機組的運行方法。

根據本發明第一方面實施例的自除霜式空氣源熱泵機組，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。

根據本發明的一個實施例，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。

根據本發明的一個實施例，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。

根據本發明的一個實施例，所述中間換熱器為間壁換熱器。