[發明專利]一種交替除霜的空氣源熱泵機組及其運行控制方法

在審

• 申請號: 202110237566.6
• 申請日: 2021-03-04
• 公開（公告）號: CN112781268A
• 公開（公告）日: 2021-05-11
• 發明（設計）人: 楊正武;司鵬飛;石利軍;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，具體涉及一種交替除霜的空氣源熱泵機組及其運行控制方法。其技術方案為：一種交替除霜的空氣源熱泵機組，包括壓縮管路，壓縮管路形成回路，壓縮管路上依次設置有壓縮組件、第一換熱器和室外換熱機組，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。本發明通過各電磁閥的設置，對其中一個換熱器進行除霜時，另一個換熱器能處于工作狀態，從而保持機組的高效運行，同時避免現有除霜時因逆循環帶來的一系列問題。

技術領域

本發明屬于熱泵機組技術領域，具體涉及一種交替除霜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，室內冷凝器出風溫度和制熱能力逐漸降低，此時應進行除霜，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。

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交替除霜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：

一種交替除霜的空氣源熱泵機組，包括壓縮管路，壓縮管路形成回路，壓縮管路上依次設置有壓縮組件、第一換熱器和室外換熱機組，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；所述第一換熱器的進口端與第二換熱器的出口之間連接有第一支管，第一換熱器的進口端與第三換熱器的出口之間連接有第二支管，第一換熱器的出口端與第二換熱器的進口之間連接有第三支管，第一換熱器的出口端與第三換熱器的進口之間連接有第四支管；所述第一支管上安裝有第一電磁閥，第二支管上安裝有第二電磁閥，第三支管上安裝有第三電磁閥，第四支管上安裝有第四電磁閥，第三換熱器的進口管道上安裝有第五電磁閥，第三換熱器的出口管道上安裝有第六電磁閥，第二換熱器的進口管道上安裝有第七電磁閥，第二換熱器的出口管道上安裝有第八電磁閥。

通過各電磁閥的設置，第二換熱器和第三換熱器都可設置為與第一換熱器并聯。與第一換熱器并聯時的室外換熱器處于除霜工況，一部分制冷劑流經該除霜工況的換熱器，進行放熱除霜。與在第一換熱器放熱冷凝后的制冷劑匯合，經過膨脹閥節流降壓，壓力降低的同時溫度也降低，制冷劑處于低溫低壓狀態，低溫低壓制冷劑進入非除霜工況的室外換熱器內吸熱后，再次進入壓縮機。因此，本發明在設置兩個室外換熱器的情況下，對其中一個換熱器進行除霜時，另一個換熱器能處于工作狀態，從而保持機組的高效運行，同時避免現有除霜時因逆循環帶來的一系列問題。

作為本發明的優選方案，所述壓縮管路上還連接有膨脹閥，膨脹閥位于第一換熱器和室外換熱機組之間。膨脹閥能起到節流降壓的作用，使制冷劑處于低溫低壓狀態，從而制冷劑能在換熱器中換熱后再次進入壓縮機。

作為本發明的優選方案，所述壓縮組件包括四通閥，四通閥的其中兩個端口連接于壓縮管路上，四通閥的另外兩個端口之間連接有循環管路，循環管路上連接有壓縮機。壓縮機連接于循環管路中，則壓縮機能對氣體進行循環壓縮，使制冷劑變為高溫高壓氣體，從而高溫高壓氣體能在第一換熱器中換熱，則第一換熱器向室內放熱。

作為本發明的優選方案，所述第二換熱器的進口管路和第二換熱器的出口管路之間還連接有空載管道。過量的制冷劑能經空載管道流回壓縮組件，保持管道內部氣體壓力平衡。

作為本發明的優選方案，所述空載管道的一端連接于第七電磁閥遠離第二換熱器的一端，空載管道的另一端連接于第八電磁閥遠離第二換熱器的一端。過量的制冷劑能經空載管道流回壓縮組件的過程中，不受第七電磁閥和第八電磁閥的影響。