專利名稱：在除霜工況下可不間歇供熱的空氣源熱泵系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種空氣源熱泵系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
空氣源熱泵作為一種節(jié)能環(huán)保的供熱方式，受到越來越多的關(guān)注。但在運(yùn) 行過程中，機(jī)組室外機(jī)部分存在結(jié)霜現(xiàn)象。霜層的存在嚴(yán)重影響了機(jī)組的供熱 性能。因此需要及時(shí)將霜層除去。如何實(shí)現(xiàn)及時(shí)有效的除霜成為一個(gè)亟待研究 的問題?，F(xiàn)有除霜方式很多，但都存在不同程度的問題，總結(jié)起來主要有以下 幾個(gè)問題1、自然除霜方式，除霜時(shí)需要中斷壓縮機(jī)運(yùn)行，要求室外空氣溫
度高于2 3'C時(shí)才可運(yùn)行，局限性大。2、電熱除霜方式，所消耗的是高品質(zhì) 電能，能量利用不合理，除霜費(fèi)用高。3、水力除霜方式，需要設(shè)置水系統(tǒng)， 且除霜結(jié)束時(shí)濕氣大，容易加速再次結(jié)霜。4、逆循環(huán)除霜方式，除霜過程中， 室內(nèi)機(jī)作為蒸發(fā)器，從室內(nèi)取熱。 一方面，熱泵停止向室內(nèi)供熱，另一方面， 從室內(nèi)取熱，室內(nèi)機(jī)吹冷風(fēng)。除霜時(shí)間長，室內(nèi)舒適性差(參見黃東、袁秀玲， 風(fēng)冷熱泵冷熱水機(jī)組熱氣旁通除霜與逆循環(huán)除霜性能對(duì)比[J],西安交通大學(xué) 學(xué)報(bào)，2006， 5: 539 543)。 5、熱氣旁通除霜方式，除霜能量來自壓縮機(jī)的 高溫排氣，除霜時(shí)間長，吸氣過熱度低，同時(shí)，高溫排氣壓力高，對(duì)壓縮機(jī)產(chǎn) 生一定沖擊，危機(jī)壓縮機(jī)的安全(參見石文星、李先庭、邵雙全，房間空調(diào)器 熱氣旁通法除霜分析及實(shí)驗(yàn)研究[J]，制冷學(xué)報(bào)，2000， 2: 29 35)。在現(xiàn)有 的除霜方式中，熱氣旁通除霜和逆循環(huán)除霜是應(yīng)用最廣的兩種除霜方式。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為了解決現(xiàn)有的除霜方式在除霜過程中存在的吸氣壓力變化劇烈 和停止供熱、以及向室內(nèi)吹冷風(fēng)的問題，進(jìn)而提供了一種在除霜工況下可不間 歇供熱的空氣源熱泵系統(tǒng)。本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題采取的技術(shù)方案是所述空氣源熱泵系統(tǒng)包括 壓縮機(jī)、四通換向閥、室內(nèi)機(jī)、節(jié)流機(jī)構(gòu)、室外機(jī)和氣液分離器，所述空氣源 熱泵系統(tǒng)還包括第一電磁閥、第二電磁闊、第三電磁閥、第七電磁閥、第八電 磁閥、第九電磁閥、除霜支路總成和降壓支路總成；除霜支路總成由第十電磁 閥、第十一電磁閥、第十二電磁閥、除霜支路、第一除霜分支路、第二除霜分 支路和第三除霜分支路構(gòu)成，降壓支路總成由第四電磁閥、第五電磁閥、第六 電磁閥、降壓支路、第一分支路、第二分支路和第三分支路構(gòu)成；第一除霜分 支路上設(shè)有第十二電磁閥，第二除霜分支路上設(shè)有第十一電磁閥，第三除霜分 支路上設(shè)有第十電磁閥；第一分支路上設(shè)有第六電磁閥，第二分支路上設(shè)有第 五電磁閥，第三分支路上設(shè)有第四電磁閥；所述室外機(jī)內(nèi)設(shè)有第一迂回分路、 '第二迂回分路和第三迂回分路；壓縮機(jī)的出口端與四通換向閥的第一端口連 通，四通換向閥的第二端口與室內(nèi)機(jī)的入口端連通，室內(nèi)機(jī)的出口端通過節(jié)流 機(jī)構(gòu)與第一迂回分路的一端、第二迂回分路的一端和第三迂回分路的一端分別 連通，第一迂回分路的一端上設(shè)有第七電磁閥，第二迂回分路的一端上設(shè)有第 八電磁閥，第三迂回分路的一端上設(shè)有第九電磁閥，第一迂回分路的另一端、 第二迂回分路的另一端和第三迂回分路的另一端均與四通換向閥的第三端口 連通，第一迂回分路的另一端上設(shè)有第一電磁閥，第二迂回分路的另一端上設(shè) 有第二電磁閥，第,三迂回分路的另一端上設(shè)有第三電磁閥；四通換向閥的第四 端口與氣液分離器的入口端連通，氣液分離器的出口端與壓縮機(jī)的入口端連 通；除霜支路的一端與四通換向閥第二端口至室內(nèi)機(jī)的入口端之間的管路連 通，除霜支路的另一端與第一除霜分支路的一端、第二除霜分支路的一端和第 三除霜分支路的一端分別連通，第一除霜分支路的另一端與位于第七電磁閥出 口端部的第一迂回分路連通，第二除霜分支路的另一端與位于第八電磁閥出口 端部的第二迂回分路連通，第三除霜分支路的另一端與位于第九電磁閥出口端 部的第三迂回分路連通，降壓支路的一端與室內(nèi)機(jī)至節(jié)流機(jī)構(gòu)之間的管路連 通，降壓支路的另一端與第一分支路的一端、第二分支路的一端和第三分支路 的一端分別連通，第一分支路的另一端與位于第一電磁閥入口端部的第一迂回 分路連通，第二分支路的另一端與位于第二電磁閥入口端部的第二迂回分路連通，第三分支路的另一端與位于第三電磁閥入口端部的第三迂回分路連通。
本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明在原有熱氣旁通除霜的基礎(chǔ)上，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行 改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)了除霜過程中不間歇供熱的同時(shí)，減小了壓縮機(jī)吸氣壓力的劇烈變 化(除霜支路內(nèi)的制冷劑經(jīng)節(jié)流機(jī)構(gòu)降壓后再流回壓縮機(jī)內(nèi))，系統(tǒng)在供熱與 除霜的轉(zhuǎn)換過程中更加穩(wěn)定。本發(fā)明的具體優(yōu)點(diǎn)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面1、 相對(duì)常規(guī)熱氣旁通除霜系統(tǒng)，僅增加幾個(gè)閥門和一段室外機(jī)到節(jié)流機(jī)構(gòu)前端的 銅管，因此系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單合理，成本造價(jià)低；2、實(shí)現(xiàn)了除霜過程中，室內(nèi)機(jī) 依然向房間供熱，從而提高了室內(nèi)舒適度；3、實(shí)現(xiàn)了分環(huán)路除霜，從而可以 縮短除霜時(shí)間，提高了吸氣過熱度，改善除霜效果；4、除霜后的制冷劑重新 回到節(jié)流機(jī)構(gòu)前端與室內(nèi)機(jī)出口制冷劑混合后進(jìn)行節(jié)流， 一方面避免了因直接 回到壓縮機(jī)而對(duì)系統(tǒng)造成的壓力沖擊，另一方面對(duì)節(jié)流前制冷劑實(shí)現(xiàn)過冷，提 高了系統(tǒng)性能；5、除霜時(shí)，旁通制冷劑從室外機(jī)的入口端引入，與正常供熱 時(shí)制冷劑流向相同，從而有效避免了逆循環(huán)除霜時(shí)制冷劑流向不同而造成的相 互沖擊。


圖l是本發(fā)明的原理示意圖。
具體實(shí)施例方式
具體實(shí)施方式
一如圖1所示，本實(shí)施方式所述的在除霜工況下可不間歇
供熱的空氣源熱泵系統(tǒng)包括壓縮機(jī)l、四通換向閥2、室內(nèi)機(jī)3、節(jié)流機(jī)構(gòu)4、 室外機(jī)5和氣液分離器6，所述空氣源熱泵系統(tǒng)還包括第一電磁閥F1、第二電 磁閥F2、第三電磁閥F3、第七電磁閥F7、第八電磁閥F8、第九電磁閥F9、 除霜支路總成和降壓支路總成；除霜支路總成由第十電磁閥FIO、第十一電磁 閥Fll、第十二電磁閥F12、除霜支路7、第一除霜分支路7-l、第二除霜分支 路7-2和第三除霜分支路7-3構(gòu)成，降壓支路總成由第四電磁閥F4、第五電 磁闊F5、第六電磁閥F6、降壓支路8、第一分支路8-1、第二分支路8-2和第 三分支路8-3構(gòu)成；第一除霜分支路7-1上設(shè)有第十二電磁閥F12，第二除霜 分支路7-2上設(shè)有第十一電磁閥Fll，第三除霜分支路7-3上設(shè)有第十電磁閥 F10;第一分支路8-1上設(shè)有第六電磁閥F6，第二分支路8-2上設(shè)有第五電磁閥F5，第三分支路8-3上設(shè)有第四電磁閥F4;所述室外機(jī)5內(nèi)設(shè)有第一迂回 分路5-1、第二迂回分路5-2和第三迂回分路5-3;壓縮機(jī)1的出口端與四通 換向閥2的第一端口 A連通，四通換向閥2的第二端口 B與室內(nèi)機(jī)3的入口端 連通，室內(nèi)機(jī)3的出口端通過節(jié)流機(jī)構(gòu)4與第一迂回分路5-1的一端、第二迂 回分路5-2的一端和第三迂回分路5-3的一端分別連通，第一迂回分路5-1 的一端上設(shè)有第七電磁閥F7，第二迂回分路5-2的一端上設(shè)有第八電磁閥F8， 第三迂回分路5-3的一端上設(shè)有第九電磁閥F9，第一迂回分路5-1的另一端、 第二迂回分路5-2的另一端和第三迂回分路5-3的另一端均與四通換向閥2 的第三端口C連通，第一迂回分路5-l的另一端上設(shè)有第一電磁閥Fl，第二 迂回分路5-2的另一端上設(shè)有第二電磁閥F2，第三迂回分路5-3的另一端上 設(shè)有第三電磁閥F3;四通換向閥2的第四端口 D與氣液分離器6的入口端連 通，氣液分離器6的出口端與壓縮機(jī)1的入口端連通；除霜支路7的一端與四 通換向閥2第二端口 B至室內(nèi)機(jī)3的入口端之間的管路連通，除霜支路7的另 一端與第一除霜分支路7-1的一端、第二除霜分支路7-2的一端和第三除霜分 支路7-3的一端分別連通，第一除霜分支路7-1的另一端與位于第七電磁閥 F7出口端部的第一迂回分路5-1連通，第二除霜分支路7-2的另一端與位于 第八電磁閥F8出口端部的第二迂回分路5-2連通，第三除霜分支路7-3的另 一端與位于第九電磁閥F9出口端部的第三迂回分路5-3連通，降壓支路8的 一端與室內(nèi)機(jī)3至節(jié)流機(jī)構(gòu)4之間的管路連通，降壓支路8的另一端與第一分 支路8-1的一端、第二分支路8-2的一端和第三分支路8-3的一端分別連通， 第一分支路8-1的另一端與位于第一電磁閥Fl入口端部的第一迂回分路5-1 連通，第二分支路8-2的另一端與位于第二電磁閥F2入口端部的第二迂回分 路5-2連通，第三分支路8-3的另一端與位于第三電磁閥F3入口端部的第三 迂回分路5-3連通。
除霜過程中，對(duì)室外機(jī)進(jìn)行分環(huán)路除霜(既室外機(jī)5內(nèi)設(shè)有第一迂回分路 5-1、第二迂回分路5-2和第三迂回分路5-3，可實(shí)現(xiàn)一個(gè)除霜兩個(gè)分路供熱 或兩個(gè)除霜一個(gè)分路供熱)。在一個(gè)環(huán)路除霜的過程中，其它環(huán)路可進(jìn)行正常 供熱。本實(shí)施方式暫將室外機(jī)分為三個(gè)環(huán)路，如圖1所示。由壓縮機(jī)排出的高溫氣態(tài)制冷劑被旁通管(除霜支路總成)引到室外機(jī)上的一個(gè)環(huán)路(第一迂回
分路5-1、第二迂回分路5-2或第三迂回分路5-3)的入口，對(duì)該環(huán)路進(jìn)行除 霜，除霜后的制冷劑重新引到節(jié)流機(jī)構(gòu)前端與室內(nèi)機(jī)出口端的制冷劑混合后進(jìn) 行節(jié)流，在對(duì)節(jié)流前制冷劑實(shí)現(xiàn)過冷的同時(shí)，避免了因直接回到壓縮機(jī)而對(duì)系 統(tǒng)造成的沖擊。其它環(huán)路的除霜與上述同理。
具體實(shí)施方式
二如圖1所示，本實(shí)施方式所述空氣源熱泵系統(tǒng)還包括干 燥器9，所述干燥器9設(shè)置在室內(nèi)機(jī)3與節(jié)流機(jī)構(gòu)4之間的管路上。干燥器9 可清除制冷劑中的水份等物質(zhì)。其它組成及連接關(guān)系與具體實(shí)施方式
一相同。
工作原理
本發(fā)明處于供熱狀態(tài)時(shí)，第四電磁閥F4、第五電磁閥F5、第六電磁閥F6、 第十電磁閥FIO、第i^一電磁閥F11和第十二電磁閥F12均保持關(guān)閉，第一電 磁閥F1、第二電磁閥F2、第三電磁閥F3、第七電磁閥F7、第八電磁閥F8和 第九電磁閥F9均保持打開。壓縮機(jī)l排出的高溫(高壓)氣體制冷劑在室內(nèi) 機(jī)3放熱后經(jīng)過節(jié)流機(jī)構(gòu)4變?yōu)榈蜏氐蛪阂簯B(tài)制冷劑。低溫制冷劑在室外機(jī)入. 口處分三路(第一迂回分路5-1的一端、第二迂回分路5-2的一端和第三迂回 分路5-3的一端)進(jìn)入室外機(jī)5進(jìn)行吸熱。三路低溫氣態(tài)制冷劑匯合后回到壓 縮機(jī)l。完成一個(gè)供熱循環(huán)過程。
本發(fā)明處于除霜狀態(tài)時(shí)，同時(shí)對(duì)室外機(jī)5進(jìn)行分路除霜。以第一迂回分路 5-1 (形成環(huán)路)除霜為例進(jìn)行說明。第二迂回分路5-2和第三迂回分路5-3 的除霜過程與第一迂回分路5-1相同。壓縮機(jī)1排出的高溫(高壓)氣體制冷 劑被旁通管(除霜支路總成)引到室外機(jī)5的入口處，此時(shí)第十二電磁閥F12、 第六電磁閥F6、第八電磁閥F8、第二電磁閥F2、第九電磁閥F9和第三電磁 閥F3均保持打開；第七電磁閥F7、第一電磁閥F1、第十電磁閥FIO、第i^一 電磁閥Fll、第四電磁閥F4和第五電磁閥F5均保持關(guān)閉。被旁通的高溫制冷 劑通過除霜支路7和第一除霜分支路7-1進(jìn)入室外機(jī)5的第一迂回分路5-1 進(jìn)行除霜，除霜后的制冷劑經(jīng)過第六電磁閥F6重新回到節(jié)流機(jī)構(gòu)4的前端， 與室內(nèi)機(jī)3出口的制冷劑進(jìn)行匯合。此過程中，經(jīng)節(jié)流機(jī)構(gòu)4后的制冷劑流經(jīng) 室外機(jī)5的第二迂回分路5-2和第三迂回分路5-3，完成從室外空氣中的取熱過程。第二迂回分路5-2和第三迂回分路5-3的除霜過程與第一迂回分路5-1 的過程相同，通過閥門的開閉可以實(shí)現(xiàn)。第二迂回分路5-2除霜時(shí)，第十一電 磁閥Fll、第五電磁閥F5、第七電磁閥F7、第一電磁閥Fl、第九電磁閥F9 和第三電磁閥F3保持打開；第八電磁閥F8、第二電磁閥F2、第十二電磁閥 F12、第六電磁閥F6、第十電磁閥F10和第四電磁閥F4保持關(guān)閉。第三迂回 分路5-3除霜時(shí)，第十電磁閥FIO、第四電磁閥F4、第七電磁閥F7、第一電 磁閥F1、第八電磁閥F8和第二電磁閥F2保持打開；第九電磁閥F9、第三電 磁閥F3、第十二電磁閥F12、第六電磁閥F6、第i^一電磁閥F11和第五電磁 閥F5保持關(guān)閉。此除霜方式下， 一方面可以實(shí)現(xiàn)室內(nèi)機(jī)在除霜過程中的不間 斷供熱，另一方面，除霜后的制冷劑與室內(nèi)機(jī)出口制冷劑混合，實(shí)現(xiàn)了節(jié)流 前制冷劑過冷，提高了機(jī)組性能。
權(quán)利要求
1、一種在除霜工況下可不間歇供熱的空氣源熱泵系統(tǒng)，所述空氣源熱泵系統(tǒng)包括壓縮機(jī)(1)、四通換向閥(2)、室內(nèi)機(jī)(3)、節(jié)流機(jī)構(gòu)(4)、室外機(jī)(5)和氣液分離器(6)，其特征在于所述空氣源熱泵系統(tǒng)還包括第一電磁閥(F1)、第二電磁閥(F2)、第三電磁閥(F3)、第七電磁閥(F7)、第八電磁閥(F8)、第九電磁閥(F9)、除霜支路總成和降壓支路總成；除霜支路總成由第十電磁閥(F10)、第十一電磁閥(F11)、第十二電磁閥(F12)、除霜支路(7)、第一除霜分支路(7-1)、第二除霜分支路(7-2)和第三除霜分支路(7-3)構(gòu)成，降壓支路總成由第四電磁閥(F4)、第五電磁閥(F5)、第六電磁閥(F6)、降壓支路(8)、第一分支路(8-1)、第二分支路(8-2)和第三分支路(8-3)構(gòu)成；第一除霜分支路(7-1)上設(shè)有第十二電磁閥(F12)，第二除霜分支路(7-2)上設(shè)有第十一電磁閥(F11)，第三除霜分支路(7-3)上設(shè)有第十電磁閥(F10)；第一分支路(8-1)上設(shè)有第六電磁閥(F6)，第二分支路(8-2)上設(shè)有第五電磁閥(F5)，第三分支路(8-3)上設(shè)有第四電磁閥(F4)；所述室外機(jī)(5)內(nèi)設(shè)有第一迂回分路(5-1)、第二迂回分路(5-2)和第三迂回分路(5-3)；壓縮機(jī)(1)的出口端與四通換向閥(2)的第一端口(A)連通，四通換向閥(2)的第二端口(B)與室內(nèi)機(jī)(3)的入口端連通，室內(nèi)機(jī)(3)的出口端通過節(jié)流機(jī)構(gòu)(4)與第一迂回分路(5-1)的一端、第二迂回分路(5-2)的一端和第三迂回分路(5-3)的一端分別連通，第一迂回分路(5-1)的一端上設(shè)有第七電磁閥(F7)，第二迂回分路(5-2)的一端上設(shè)有第八電磁閥(F8)，第三迂回分路(5-3)的一端上設(shè)有第九電磁閥(F9)，第一迂回分路(5-1)的另一端、第二迂回分路(5-2)的另一端和第三迂回分路(5-3)的另一端均與四通換向閥(2)的第三端口(C)連通，第一迂回分路(5-1)的另一端上設(shè)有第一電磁閥(F1)，第二迂回分路(5-2)的另一端上設(shè)有第二電磁閥(F2)，第三迂回分路(5-3)的另一端上設(shè)有第三電磁閥(F3)；四通換向閥(2)的第四端口(D)與氣液分離器(6)的入口端連通，氣液分離器(6)的出口端與壓縮機(jī)(1)的入口端連通；除霜支路(7)的一端與四通換向閥(2)第二端口(B)至室內(nèi)機(jī)(3)的入口端之間的管路連通，除霜支路(7)的另一端與第一除霜分支路(7-1)的一端、第二除霜分支路(7-2)的一端和第三除霜分支路(7-3)的一端分別連通，第一除霜分支路(7-1)的另一端與位于第七電磁閥(F7)出口端部的第一迂回分路(5-1)連通，第二除霜分支路(7-2)的另一端與位于第八電磁閥(F8)出口端部的第二迂回分路(5-2)連通，第三除霜分支路(7-3)的另一端與位于第九電磁閥(F9)出口端部的第三迂回分路(5-3)連通，降壓支路(8)的一端與室內(nèi)機(jī)(3)至節(jié)流機(jī)構(gòu)(4)之間的管路連通，降壓支路(8)的另一端與第一分支路(8-1)的一端、第二分支路(8-2)的一端和第三分支路(8-3)的一端分別連通，第一分支路(8-1)的另一端與位于第一電磁閥(F1)入口端部的第一迂回分路(5-1)連通，第二分支路(8-2)的另一端與位于第二電磁閥(F2)入口端部的第二迂回分路(5-2)連通，第三分支路(8-3)的另一端與位于第三電磁閥(F3)入口端部的第三迂回分路(5-3)連通。
2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的在除霜工況下可不間歇供熱的空氣源熱泵系統(tǒng)， 其特征在于所述空氣源熱泵系統(tǒng)還包括干燥器(9)，所述干燥器(9)設(shè)置 在室內(nèi)機(jī)(3)與節(jié)流機(jī)構(gòu)(4)之間的管路上。
全文摘要
在除霜工況下可不間歇供熱的空氣源熱泵系統(tǒng)，它涉及一種空氣源熱泵系統(tǒng)。本發(fā)明解決了現(xiàn)有除霜方式在除霜過程中存在的吸氣壓力變化劇烈和停止供熱、以及向室內(nèi)吹冷風(fēng)的問題。壓縮機(jī)的出口端與四通換向閥的第一端口連通，第二端口與室內(nèi)機(jī)的入口端連通，室內(nèi)機(jī)的出口端通過節(jié)流機(jī)構(gòu)與第一迂回分路的一端、第二迂回分路的一端和第三迂回分路的一端分別連通，第一迂回分路的另一端、第二迂回分路的另一端和第三迂回分路的另一端均與四通換向閥的第三端口連通；第四端口與氣液分離器的入口端連通，氣液分離器的出口端與壓縮機(jī)的入口端連通。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了除霜過程中不間歇供熱的同時(shí)，減小了壓縮機(jī)吸氣壓力的劇烈變化，系統(tǒng)在供熱與除霜的轉(zhuǎn)換過程中更加穩(wěn)定。
文檔編號(hào)F25B13/00GK101435639SQ20081020981
公開日2009年5月20日 申請(qǐng)日期2008年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月26日
發(fā)明者楊 姚, 姜益強(qiáng), 柴永金, 董建鍇 申請(qǐng)人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)