帶除霜功能的空調系統的製作方法
2023-05-29 03:43:51 1
帶除霜功能的空調系統的製作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種帶除霜功能的空調系統，包括壓縮機、四通換向閥、室外換熱器、第一節流裝置和室內換熱器，還包括旁通管路、蓄熱器和控制閥，所述旁通管路連接在所述室外換熱器的第一端與所述壓縮機的吸氣口之間，所述蓄熱器具有第一換熱管和第二換熱管，所述第一換熱管串聯在所述壓縮機的排氣口與所述室內換熱器的第一端之間的管路上，所述第二換熱管串聯在所述旁通管路上，所述控制閥用於控制冷媒經由所述室外換熱器的第一端與所述壓縮機的吸氣口之間的管路或者所述旁通管路回流至所述壓縮機的吸氣口。本實用新型的帶除霜功能的空調系統除霜速度快，除霜時間短，可以保證用戶使用的舒適性，且可以避免除霜時對壓縮機造成不利影響。
【專利說明】帶除霜功能的空調系統
【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及空調【技術領域】，特別是涉及一種帶除霜功能的空調系統。
【背景技術】
[0002] 空調在冬季寒冷季節運行過程中，室外換熱器的溫度低於環境溫度。如果室外環 境溫度低於7°C以下，室外換熱器的表面溫度就有可能低於0°C ;如果同時室外環境溼度足 夠大，這將會導致室外換熱器結霜，甚至結冰，嚴重阻礙室外換熱器換熱，使空調系統制熱 性能迅速大幅度衰減，顯著影響空調的制熱效果，甚至導致空調壓縮機出現故障。為此，需 要及時對室外換熱器進行除霜處理。
[0003] 傳統的除霜方式如下：在空調製熱運行過程，四通換向閥切換到製冷循環流程，讓 壓縮機排出的高溫高壓的冷媒經過四通換向閥排入到室外換熱器中，進行除霜。然而，傳統 的除霜方式除霜時室內換熱器吸收房間熱量，造成房間溫度下降，嚴重影響了房間的舒適 性。而且，採用傳統除霜模式，首先需要壓縮機停機，內風機經過一段時間吹餘熱後，四通換 向閥才換向進行除霜，除霜完成後，壓縮機再停滯一段時間，然後四通換向閥再次換向，進 行制熱，這一個過程大約需要12?15min甚至更長，對房間的舒適性極為不利。此外，採用 傳統除霜模式，主要利用壓縮機對冷媒所做的功進行除霜。進入除霜時，壓縮機的吸氣溫度 維持在_25°C以下甚至更低，吸氣表壓力維持在1?2bar，大量的液態冷媒積聚在壓縮機入 口處，極容易造成液壓縮，對壓縮機的可靠運行不利，影響壓縮機的實際壽命。
[0004] 為了解決傳統除霜方式存在的上述問題，現有技術提出了一種蓄熱除霜方法，該 除霜方法採用設置在壓縮機殼體上的蓄熱器作為除霜工況時的主要低溫熱源。製冷或制熱 時，蓄熱器吸收壓縮機的廢熱，制熱除霜時，四通換向閥不換向，冷媒在室內換熱器流出後， 經過與電子膨脹閥並聯的旁通管路進入到室外換熱器進行除霜。雖然該除霜方法可以解決 傳統除霜方式存在的上述問題，但是，由於該除霜方式是利用壓縮機產生的熱量來進行蓄 熱，因此所使用的相變蓄熱材料相變溫度點必然會較低，蓄熱材料吸熱和放熱速度會較慢， 從而使得除霜速度較慢，延長化霜時間，同樣影響制熱效果和舒適度。而且，在蓄熱器蓄熱 量不足時進行除霜，會導致大量蒸發不完的製冷劑進入壓縮機，從而對壓縮機的可靠性造 成致命的威脅。
【發明內容】
[0005] 針對上述現有技術現狀，本實用新型所要解決的技術問題在於，提供一種。
[0006] 本實用新型所要解決的另一個技術問題在於，提供一種帶除霜功能的空調系統， 其除霜速度快，除霜時間短，以保證用戶使用的舒適性，且可以避免除霜時蒸發不完的製冷 劑進入壓縮機對壓縮機造成不利影響。
[0007] 為了解決上述技術問題，本實用新型所提供的一種帶除霜功能的空調系統，包括 壓縮機、四通換向閥、室外換熱器、第一節流裝置和室內換熱器，所述壓縮機的排氣口和吸 氣口通過所述四通換向閥與所述室外換熱器的第一端和所述室內換熱器的第一端連接，所 述室外換熱器的第二端通過所述第一節流裝置與所述室外換熱器的第二端連接；
[0008] 還包括旁通管路、蓄熱器和控制閥，所述旁通管路連接在所述室外換熱器的第一 端與所述壓縮機的吸氣口之間，所述蓄熱器具有第一換熱管和第二換熱管，所述第一換熱 管串聯在所述壓縮機的排氣口與所述室內換熱器的第一端之間的管路上，所述第二換熱管 串聯在所述旁通管路上，所述控制閥用於控制冷媒經由所述室外換熱器的第一端與所述壓 縮機的吸氣口之間的管路或者所述旁通管路回流至所述壓縮機的吸氣口。
[0009] 在其中一個實施例中，所述的帶除霜功能的空調系統還包括第二節流裝置，所述 第二節流裝置串聯在所述蓄熱器的所述第二換熱管入口側的所述旁通管路上。
[0010] 在其中一個實施例中，所述第二節流裝置為毛細管。
[0011] 在其中一個實施例中，所述控制閥的通道孔徑小於冷媒管的孔徑，使經過所述控 制閥的冷媒節流後流入所述蓄熱器的所述第二換熱管。
[0012] 在其中一個實施例中，所述控制閥為三通閥。
[0013] 在其中一個實施例中，所述控制閥包括位於所述室外換熱器的第一端與所述壓縮 機的吸氣口之間的管路上的第一二通閥和位於所述旁通管路上的第二二通閥。
[0014] 在其中一個實施例中，所述旁通管路的一端連接在所述四通換向閥與所述室外換 熱器的第一端之間的管路上，另一端連接在所述四通換向閥與所述壓縮機的吸氣口之間的 管路上。
[0015] 在其中一個實施例中，所述旁通管路的兩端均連接在所述四通換向閥與所述壓縮 機的吸氣口之間的管路上。
[0016] 在其中一個實施例中，所述壓縮機為單級壓縮機。
[0017] 與現有技術相比，本實用新型的帶除霜功能的空調系統利用壓縮機直接排出的高 溫製冷劑進行蓄熱，因此可以採用相變溫度點較高的相變蓄熱材料，這樣，在除霜時，相變 蓄熱材料與製冷劑的溫差加大，相變蓄熱材料的放熱速度快，相應除霜速度也會加快，保證 了用戶使用的舒適性。而且，除霜時蓄熱器蓄熱量充足，避免了蒸發不完的製冷劑進入壓縮 機造成液擊，從而對壓縮機的可靠性造成致命的威脅。
[0018] 本實用新型附加技術特徵所具有的有益效果將在本說明書【具體實施方式】部分進 行說明。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0019] 圖1、圖2和圖3為本實用新型實施例一中的帶除霜功能的空調系統的流程示意 圖，其中，圖1為製冷時的流程示意圖，圖2為制熱時的流程示意圖，圖3為除霜時的流程示 意圖；
[0020] 圖4為本實用新型實施例二中的帶除霜功能的空調系統除霜時的系統圖。
[0021] 附圖標記說明：1、壓縮機；2、四通換向閥；3、室外換熱器；4、第一節流裝置；5、室 內換熱器；6、旁通管路；7、蓄熱器；7a、第一換熱管；7b、第二換熱管；8、三通閥；9、第二節 流裝置。
【具體實施方式】
[0022] 下面參考附圖並結合實施例對本實用新型進行詳細說明。需要說明的是，在不衝 突的情況下，以下各實施例及實施例中的特徵可以相互組合。
[0023] 本實用新型的帶除霜功能的空調系統在現有的空調器系統增加旁通管路、蓄熱器 和控制閥，旁通管路連接在室外換熱器的第一端與壓縮機的吸氣口之間，蓄熱器具有第一 換熱管和第二換熱管，第一換熱管串聯在壓縮機的排氣口與室內換熱器的第一端之間的管 路上，第二換熱管串聯在旁通管路上，控制閥用於控制冷媒經由室外換熱器的第一端和壓 縮機的吸氣口之間的管路或者旁通管路回流至所述壓縮機的吸氣口。製冷或制熱時，壓縮 機排出的高溫高壓冷媒進入蓄熱器的第一換熱管內與相變蓄熱材料進行熱交換，相變蓄熱 材料吸熱並發生相變，將熱量儲存起來；除霜時，冷媒在室外換熱器內冷凝換熱後，進入蓄 熱器的第二換熱管內與相變蓄熱材料進行熱交換，吸收蓄熱器內積蓄的熱量，進行蒸發，然 後進入壓縮機吸氣口，完成除霜循環。
[0024] 相對於傳統的利用壓縮機廢熱蓄熱，本實用新型的帶除霜功能的空調系統利用壓 縮機直接排出的高溫製冷劑進行蓄熱，因此可以採用相變溫度點較高的相變蓄熱材料，這 樣，在除霜時，相變蓄熱材料與製冷劑的溫差加大，相變蓄熱材料的放熱速度快，相應除霜 速度也會加快，保證了用戶使用的舒適性。而且，除霜時蓄熱器蓄熱量充足，避免了蒸發不 完的製冷劑進入壓縮機造成液擊，從而對壓縮機的可靠性造成致命的威脅。
[0025] 下面結合具體實施例對本實用新型的帶除霜功能的空調系統進行詳細描述。
[0026] 實施例一
[0027] 如圖1?3所示，本實施例中的帶除霜功能的空調系統與現有的帶除霜功能的空 調系統相同的是：均包括單級壓縮機1、四通換向閥2、室外換熱器3、第一節流裝置4和室 內換熱器5,其中，所述壓縮機1的排氣口和吸氣口通過所述四通換向閥2與所述室外換熱 器3的第一端和所述室內換熱器5的第一端連接，所述室外換熱器3的第二端經第一節流 裝置4與所述室內換熱器5的第二端連接。第一節流裝置4優選為電子膨脹閥。
[0028] 與現有的帶除霜功能的空調系統不同的是，本實施例中的帶除霜功能的空調系統 還包括旁通管路6、蓄熱器7和控制閥，所述旁通管路6的兩端均連接在所述四通換向閥2 與所述壓縮機1的吸氣口之間的管路上。所述蓄熱器7具有第一換熱管7a和第二換熱管 7b，所述第一換熱管7a串聯在所述壓縮機1的排氣口與所述四通換向閥2之間的管路上， 所述第二換熱管7b串聯在所述旁通管路6上。所述控制閥用於控制冷媒經由所述室外換 熱器3的第一端和所述壓縮機1的吸氣口之間的管路或者所述旁通管路6回流至所述壓縮 機1的吸氣口。優選地，所述控制閥為三通閥8,所述三通閥8的第一接口經冷媒管與所述 四通換向閥2連接，所述三通閥8的第二接口經冷媒管與所述雙級壓縮機1的吸氣口連接， 所述三通閥8的第三接口經冷媒管與所述第一旁通管路9的一端連接，所述第一旁通管路 9的另一端連接在所述三通閥8的第二接口與所述雙級壓縮機1的吸氣口之間的管路上。
[0029] 製冷或制熱時，壓縮機1排出的高溫高壓冷媒進入蓄熱器7的第一換熱管7a內 與相變蓄熱材料進行熱交換，相變蓄熱材料吸熱並發生相變，將熱量儲存起來；除霜時，冷 媒在室外換熱器3內冷凝換熱後，進入蓄熱器7的第二換熱管7b內與相變蓄熱材料進行 熱交換，吸收蓄熱器7內積蓄的熱量，進行蒸發，然後進入壓縮機1吸氣口，完成除霜循環。 由此可見，本實施例的帶除霜功能的空調系統利用壓縮機1直接排出的高溫製冷劑進行蓄 熱，因此可以採用相變溫度點較高的相變蓄熱材料，這樣，在除霜時，相變蓄熱材料與製冷 劑的溫差加大，相變蓄熱材料的放熱速度快，相應除霜速度也會加快，保證了用戶使用的舒 適性。而且，除霜時蓄熱器7蓄熱量充足，避免了蒸發不完的製冷劑進入壓縮機1造成液擊， 從而對壓縮機1的可靠性造成致命的威脅。
[0030] 優選地，所述三通閥8的通道孔徑小於冷媒管的孔徑，使經過所述三通閥8的冷媒 節流後流入所述蓄熱器7的所述第二換熱管7b。這樣，室外換熱器3出口的冷媒通過三通 閥8節流後，再進入蓄熱器7吸熱蒸發，有利於液體冷媒完全蒸發，避免了蒸發不完的製冷 劑進入壓縮機1造成液擊。
[0031] 本實施例中的帶除霜功能的空調系統的工作原理如下：
[0032] 製冷過程中，如圖1所示，壓縮機1排氣口的高溫冷媒進入蓄熱器7的第一換熱管 7a內與相變蓄熱材料進行熱交換，相變蓄熱材料吸熱並發生相變，將熱量儲存起來，然後冷 媒經四通換向閥2進入室外換熱器3,並與室外環境換熱，釋放熱量，再經第一節流裝置4節 流降溫後進入室內換熱器5,與室內環境進行換熱，吸收室內熱量環境熱量，最後經過三通 閥8進入壓縮機1吸氣口，完成一次製冷循環。
[0033] 制熱過程中，如圖2所示，壓縮機1排氣口的高溫冷媒進入蓄熱器7的第一換熱管 7a內與相變蓄熱材料進行熱交換，相變蓄熱材料吸熱並發生相變，將熱量儲存起來，然後冷 媒經四通換向閥2進入室內換熱器5,在室內換熱器5冷凝放熱，然後再經第一節流裝置4 節流後進入室外換熱器3,在室外換熱器3進行蒸發，吸收熱量，最後經過三通閥8進入壓縮 機1吸氣口，完成一次制熱循環。
[0034] 除霜時，如圖3所示，壓縮機1排氣口的高溫冷媒進入蓄熱器7的第一換熱管7a 內與相變蓄熱材料進行熱交換，相變蓄熱材料吸熱並發生相變，將熱量儲存起來，然後冷媒 經四通換向閥2進入室內換熱器5,此時室內風機（圖中未示出）關閉，冷媒在室內換熱器 5基本不與內部環境進行熱交換；冷媒在室內換熱器5流出後進入第一節流裝置4,此時第 一節流裝置4的開度調至最大，然後熱的冷媒進入到室外換熱器3進行除霜，此時室外風機 (圖中未示出）為關閉狀態；在室外換熱器3內冷凝換熱後，再通過三通閥8換向進入蓄熱 器7的第二換熱管7b，吸收蓄熱器7內積蓄的熱量，進行蒸發，然後進入壓縮機1吸氣口，完 成除霜循環。
[0035] 實施例二
[0036] 圖4所示為本實用新型實施例二中的帶除霜功能的空調系統的示意圖。與實施例 一不同的是：所述第一旁通管路6的一端連接在所述四通換向閥2與所述室外換熱器3的 第一端之間的管路上，另一端連接在所述四通換向閥2與所述雙級壓縮機1的吸氣口之間 的管路上。另外，還包括第二節流裝置9,所述第二節流裝置9串聯在所述第二換熱管7b入 口側的所述旁通管路6上。進一步優選地，所述第二節流裝置9為毛細管。這樣，室外換熱 器3出口的冷媒通過毛細管節流後，再進入蓄熱器7吸熱蒸發，有利於液體冷媒完全蒸發， 避免了蒸發不完的製冷劑進入壓縮機1造成液擊。
[0037] 上述實施例中的控制閥採用的是三通閥8,還可以採用兩個二通閥代替三通閥8， 即一個二通閥位於所述室外換熱器3的第一端與所述壓縮機1的吸氣口之間的管路上，另 一個二通閥位於所述旁通管路6上。
[0038] 以上所述實施例僅表達了本實用新型的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細， 但並不能因此而理解為對本實用新型專利範圍的限制。應當指出的是，對於本領域的普通 技術人員來說，在不脫離本實用新型構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬 於本實用新型的保護範圍。
【權利要求】
1. 一種帶除霜功能的空調系統，包括壓縮機、四通換向閥、室外換熱器、第一節流裝置 和室內換熱器，所述壓縮機的排氣口和吸氣口通過所述四通換向閥與所述室外換熱器的第 一端和所述室內換熱器的第一端連接，所述室外換熱器的第二端通過所述第一節流裝置與 所述室外換熱器的第二端連接； 其特徵在於，還包括旁通管路、蓄熱器和控制閥，所述旁通管路連接在所述室外換熱器 的第一端與所述壓縮機的吸氣口之間，所述蓄熱器具有第一換熱管和第二換熱管，所述第 一換熱管串聯在所述壓縮機的排氣口與所述室內換熱器的第一端之間的管路上，所述第二 換熱管串聯在所述旁通管路上，所述控制閥用於控制冷媒經由所述室外換熱器的第一端與 所述壓縮機的吸氣口之間的管路或者所述旁通管路回流至所述壓縮機的吸氣口。
2. 根據權利要求1所述的帶除霜功能的空調系統，其特徵在於，還包括第二節流裝置， 所述第二節流裝置串聯在所述蓄熱器的所述第二換熱管入口側的所述旁通管路上。
3. 根據權利要求2所述的帶除霜功能的空調系統，其特徵在於，所述第二節流裝置為 毛細管。
4. 根據權利要求1所述的帶除霜功能的空調系統，其特徵在於，所述控制閥的通道孔 徑小於冷媒管的孔徑，使經過所述控制閥的冷媒節流後流入所述蓄熱器的所述第二換熱 管。
5. 根據權利要求1所述的帶除霜功能的空調系統，其特徵在於，所述控制閥為三通閥。
6. 根據權利要求1所述的帶除霜功能的空調系統，其特徵在於，所述控制閥包括位於 所述室外換熱器的第一端與所述壓縮機的吸氣口之間的管路上的第一二通閥和位於所述 旁通管路上的第二二通閥。
7. 根據權利要求1至6中任意一項所述的帶除霜功能的空調系統，其特徵在於，所述旁 通管路的一端連接在所述四通換向閥與所述室外換熱器的第一端之間的管路上，另一端連 接在所述四通換向閥與所述壓縮機的吸氣口之間的管路上。
8. 根據權利要求1至6中任意一項所述的帶除霜功能的空調系統，其特徵在於，所述旁 通管路的兩端均連接在所述四通換向閥與所述壓縮機的吸氣口之間的管路上。
9. 根據權利要求1所述的帶除霜功能的空調系統，其特徵在於，所述壓縮機為單級壓 縮機。
【文檔編號】F25B47/00GK203907772SQ201420199157
【公開日】2014年10月29日 申請日期:2014年4月22日 優先權日:2014年4月22日
【發明者】李大偉, 熊軍, 粱志滔, 羅永前 申請人:珠海格力電器股份有限公司