[發明專利]一種新型除霜方式的空氣源熱泵機組及其運行控制方法

在審

• 申請號: 202110237559.6
• 申請日: 2021-03-04
• 公開（公告）號: CN112781267A
• 公開（公告）日: 2021-05-11
• 發明（設計）人: 石利軍;司鵬飛;楊正武;李卓;梁浩
• 申請（專利權）人: 成都綠建工程技術有限公司
• 主分類號: F25B13/00
• 分類號: F25B13/00;F25B41/20;F25B47/02;F25B49/02
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產權代理有限公司 51214
• 代理人: 何祖斌

本發明屬于熱泵機組技術領域，具體涉及一種新型除霜方式的空氣源熱泵機組及其運行控制方法。其技術方案為：一種新型除霜方式的空氣源熱泵機組，包括壓縮管路，壓縮管路形成回路，壓縮管路上依次連接有壓縮組件、第一換熱器和室外換熱機組；所述室外換熱機組包括第二換熱器和第三換熱器，第二換熱器和第三換熱器并聯于壓縮管路上；所述第二四通閥的出口管路上連接有第一三通閥，第一三通閥與第一換熱器的進口管路之間連接有第一支管，第三四通閥的出口管路上連接有第二三通閥，第二三通閥與第一換熱器的進口管路之間連接有第二支管。本發明提供了一種在除霜期間能夠不間斷向室內供熱的新型除霜功能的空氣源熱泵機組及其運行控制方法。

技術領域

本發明屬于熱泵機組技術領域，具體涉及一種新型除霜方式的空氣源熱泵機組及其運行控制方法。

背景技術

空氣源熱泵是我國清潔供暖的重要設備，北方“煤改電”的政策及碳中和大背景使得空氣源熱泵市場前景巨大。在冬季制熱工況運行時，熱泵的蒸發器表面溫度低于空氣露點溫度時，肋片表面會逐漸結霜，隨著霜層的加厚，肋片之間風道阻塞，降低風量，導致換熱器的換熱效率惡化，系統COP降低，能耗大大增加。如何高效除霜是熱泵技術應用中亟待解決的關鍵問題。目前常用的除霜方式主要包括電熱除霜、逆循環除霜、熱氣旁通除霜、蓄能除霜、超聲波除霜等。電熱除霜耗電量大，且僅有15％左右的能量被用于融霜；逆循環除霜需從用戶側吸熱，影響室內的舒適性；熱氣旁通除霜時間較長；蓄能除霜雖能縮短除霜時間，但結霜時系統制熱量衰減、除霜時不能同時供熱。以上除霜方式的缺點，給熱泵技術的應用帶來了極大的挑戰。

發明內容

為了解決現有技術存在的上述問題，本發明目的在于提供一種在除霜期間能夠不間斷向室內供熱的新型除霜功能的空氣源熱泵機組及其運行控制方法。

本發明所采用的技術方案為：

一種新型除霜方式的空氣源熱泵機組，包括壓縮管路，壓縮管路形成回路，壓縮管路上依次連接有壓縮組件、第一換熱器和室外換熱機組；所述室外換熱機組包括第二換熱器和第三換熱器，第二換熱器和第三換熱器并聯于壓縮管路上，第二換熱器串聯有第二膨脹控制組件，第三換熱器串聯有第三膨脹控制組件；所述第二四通閥的出口管路上連接有第一三通閥，第一三通閥與第一換熱器的進口管路之間連接有第一支管，第三四通閥的出口管路上連接有第二三通閥，第二三通閥與第一換熱器的進口管路之間連接有第二支管。

通過調節第一三通閥和第二三通閥，使其中一根支管與壓縮管路接通，則其中一個室外換熱器即處于除霜工況。壓縮機吸入非除霜工況的室外換熱器內產生的低壓低溫制冷劑蒸汽，經絕熱壓縮，制冷劑變為高溫高壓氣體，其中一部分高溫高壓制冷劑進入第一換熱器，制冷劑在第一換熱器中冷卻，此時第一換熱器為冷凝器，向室內放熱。另一部分高溫高壓制冷劑進入除霜工況的室外換熱器，制冷劑在除霜工況的室外換熱器中放熱除霜后，與經過第一換熱器的制冷劑匯合。匯合后的制冷劑流經非除霜工況的膨脹控制組件節流降壓，低溫低壓的制冷劑進入非除霜工況的換熱器從室外空氣中吸熱后，通過切換通道后的非除霜工況的三通閥再次進入壓縮機；完成除霜工況后切換至正常供熱工況。本發明通過改變控制思路，在對其中一個室外換熱器進行除霜時另一個室外換熱器能正常工作，使機組在除霜過程中仍可持續向室內供暖，從而保持機組的高效運行，避免現有除霜技術帶來的一系列問題。

作為本發明的優選方案，還包括第二四通閥和第三四通閥，第二四通閥和第三四通閥并聯于壓縮管路上，第二換熱器的一端通過管道連接于第二四通閥的第三個接口，第二膨脹控制組件的一端連接于第二四通閥的第四個接口；第三換熱器的一端通過管道連接于第三四通閥的第三個接口，第三膨脹控制組件的一端連接于第三四通閥的第四個接口。通過設置第二四通閥和第三四通閥，使得第二換熱器和第三換熱器能進行循環換熱，提高換熱效率。

作為本發明的優選方案，所述第二膨脹控制組件為第二膨脹閥，第三膨脹控制組件為第三膨脹閥。

作為本發明的優選方案，所述第二膨脹控制組件包括并聯的第二膨脹閥和第二單向閥；第三膨脹控制組件包括并聯的第三膨脹閥和第三單向閥。