空調器系統及其除霜方法

2023-05-13 18:47:21 3

空調器系統及其除霜方法
【專利摘要】本發明公開了一種空調器系統及其除霜方法，包括在冷媒循環路徑上設置的室內換熱器、節流裝置、室外換熱器、四通換向閥、與室內換熱器和室外換熱器通過四通換向閥連接的壓縮機，並且還包括：熱液管路，連接在室內換熱器和室外換熱器之間，用於在除霜時冷媒以熱液形式進入室外換熱器以實現熱液除霜。與現有技術的熱氣衝霜方式相比，本發明採用熱液除霜方式，具有不停機化霜，化霜時間短，化霜極為迅速、化霜過程實現對房間不間斷供熱的優勢。
【專利說明】空調器系統及其除霜方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及空調器領域，尤其涉及空調器系統及其除霜方法。
【背景技術】
[0002]目前，國內的熱泵空調和熱水器所採用的除霜方式都是利用壓縮機的排氣溫度進行熱氣衝霜。具體的除霜過程為:進入除霜模式-壓縮機停止-四通閥換向-壓縮機啟動-熱氣衝霜-壓縮機停止-四通閥換向-壓縮機啟動-放冷風-除霜結束。該除霜過程存在以下不足之處:
[0003]1、一個化霜周期需啟停壓縮機2次，啟動能耗高，對電網有較大的衝擊，啟停頻繁大幅縮減壓縮機的壽命；
[0004]2、一個化霜周期四通閥換向2次，易磨損內部的滑塊，造成四通閥換向故障率升聞，縮減四通閥的壽命；
[0005]3、四通閥換向和壓縮機的啟停需要花費約4分鐘，整個除霜過程需要花費約12分鐘，惡劣環境下需要花費更長時間；
[0006]4、化霜時室內不制熱，化霜結束後還需放一段時間冷風才能正常制熱，嚴重影響室內舒適性；
[0007]5、化霜只依靠壓縮機排氣進行熱氣衝霜，能量來源於壓縮機做功，用於除霜的能量最高只能達到壓縮機的最高運行功率，惡劣環境下造成化霜時間長或化霜不乾淨；
[0008]6、壓縮機運行時壁面與外界環境進行熱交換，散發熱量，造成排氣溫度有所下降，浪費能源。
[0009]目前，國外有些技術採用蓄熱除霜方式。在正常制熱時利用蓄熱裝置吸取並存儲壓縮機的散熱，除霜時再把蓄熱裝置中的熱量導出來用於除霜和供熱。該除霜方式除霜時四通閥不需換向、壓縮機不停止工作，能夠部分地解決上述國內現有技術存在的不足。但該除霜方式發現也存在不足之處:
[0010]1、除霜時製冷劑沒有經過節流蒸發，沒有完整的製冷循環，這樣會引起系統高低壓差難以建立，壓縮機運行可靠性差；
[0011]2、流經室外換熱器的製冷劑和流經蓄熱器的製冷劑混合後可能呈溼蒸汽狀態，進入壓縮機後造成壓縮機溼壓縮，嚴重縮短壓縮機的使用壽命，也會造成室外機強烈的震動。

【發明內容】

[0012]本發明目的在於提供一種空調器系統及其除霜方法，以實現室外換熱器的快速除霜。
[0013]為此，本發明提供了一種空調器系統，包括在冷媒循環路徑上設置的室內換熱器、第一節流裝置、室外換熱器、四通換向閥、與室內換熱器和室外換熱器通過四通換向閥連接的壓縮機，並且還包括:熱液管路，連接在室內換熱器和室外換熱器之間，用於在除霜時冷媒以熱液形式進入室外換熱器以實現熱液除霜。[0014]進一步地，上述熱液管路為第一節流裝置的旁通管路，熱液管路上設有第一二通閥。 [0015]進一步地，上述熱液管路與第一節流裝置所在的管路為同一條管路，其中，第一節流裝置在除霜時具有使冷媒以熱液形式進入室外換熱器的工作狀態。
[0016]進一步地，上述空調器系統還包括:蓄熱管路，與壓縮機的吸氣口一側的吸氣管路並聯連接，蓄熱支路上依次設有第二節流裝置和吸收壓縮機熱能的蓄熱器，以及第一控制閥，控制冷媒經由蓄熱支路或吸氣管路回流至壓縮機的吸氣口。
[0017]進一步地，上述第一控制閥為三通閥。
[0018]進一步地，上述第一控制閥由位於蓄熱管路的第二二通閥和位於吸氣管路的第
三二通閥代替。
[0019]進一步地，上述壓縮機為單級壓縮機或雙級壓縮機。
[0020]進一步地，上述第一節流裝置為電磁膨脹閥。
[0021]根據本發明的另一方面，提供了一種空調器系統的除霜方法，其中，在室外換熱器除霜時，使室內換熱器流出的冷媒以熱液形式進入室外換熱器以實現熱液除霜。
[0022]進一步地，上述除霜方法還包括使室外換熱器出口的冷媒通過第二節流裝置節流後，進入蓄熱器中蓄熱，最後變成低壓氣體後進入壓縮機。
[0023]與現有技術的熱氣衝霜方式相比，本發明採用一種新的熱液除霜方式，具有以下優點:
[0024]1、採用熱液化霜技術,熱量供給充足,化霜極為迅速；
[0025]2、實現不停機化霜，化霜時間短，化霜過程實現對房間不間斷供熱，對房間舒適性貢獻大。
[0026]除了上面所描述的目的、特徵、和優點之外，本發明具有的其它目的、特徵、和優點，將結合附圖作進一步詳細的說明。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0027]構成本說明書的一部分、用於進一步理解本發明的附圖示出了本發明的優選實施例，並與說明書一起用來說明本發明的原理。圖中:
[0028]圖1是根據本發明第一實施例的空調器系統的示意圖；
[0029]圖2是根據本發明第二實施例的空調器系統的示意圖；以及
[0030]圖3是根據本發明第三實施例的空調器系統的示意圖。
[0031]附圖標記說明
[0032]10室內換熱器 20電子膨脹閥
[0033]30室內換熱器 40四通換向閥
[0034]50壓縮機60閃蒸器
[0035]70補氣閥80第二毛細管
[0036]100蓄熱支路 110第一毛細管
[0037]120蓄熱器200吸氣管路
[0038]300熱液管路 310第一二通閥
[0039]131第二二通閥 132第三二通閥[0040]130 三通閥。
【具體實施方式】
[0041]以下結合附圖對本發明的實施例進行詳細說明，但是本發明可以由權利要求限定和覆蓋的多種不同方式實施。
[0042]本發明提供了一種空調器系統的除霜方法，其中，在室外換熱器除霜時，使室內換熱器流出的冷媒以熱液方式(即不節流地)進入室外換熱器以實現熱液除霜。
[0043]上述除霜方法優點如下:1、採用熱液化霜技術,熱量供給充足,化霜極為迅速；2、實現不停機化霜，化霜時間短，化霜過程實現對房間不間斷供熱，對房間舒適性貢獻大。
[0044]優選地，使室外換熱器出口的冷媒通過毛細管節流後，進入蓄熱器中蓄熱，最後變成低壓氣體後進入壓縮機。如此，冷媒經過蓄熱器吸熱變為過熱蒸汽後再進入壓縮機，化霜時壓縮機運行更可靠。同時利用蓄熱器，綜合利用壓縮機廢熱，節能程度高。
[0045]下面對用於執行本發明的除霜方法的空調器系統進行詳細描述。
[0046]本發明的空調器系統是在現有的空調器系統基礎上改進的。現有的空調器系統包括在冷媒循環路徑上設置的室內換熱器10、電子膨脹閥20和室外換熱器30、四通換向閥40、以及與室內換熱器10和室外換熱器30通過四通換向閥40連接的壓縮機50。當然還可以包括其他部件，例如當壓縮機50為雙級壓縮機時，還包括閃蒸器和補氣閥，如圖2所示。這些部件及其用途和安裝連接為空調器系統的技術人員所熟知，在此不再詳細說明。
[0047]圖1示出了根據本發明第一實施例的空調器系統的示意圖，如圖1所示，在現有的空調器系統的基礎上，本發明的空調器系統還包括:蓄熱支路100，與壓縮機50的吸氣口一側的吸氣管路200並聯連接，蓄熱支路100上依次設有節流用第一毛細管110和吸收壓縮機50熱能的蓄熱器120 ;熱液管路300，連接在室內換熱器10和室外換熱器30之間，為電磁膨脹閥20的旁通管路，熱液管路300上設有第一二通閥310，用於在除霜時冷媒不節流地進入室外換熱器30以實現熱液除霜；以及三通閥130，控制冷媒經由蓄熱支路100或吸氣管路200回流至壓縮機50的吸氣口。
[0048]當需要化霜時，第一二通閥310開啟，讓室內熱的冷媒迅速流向室外換熱器30 ；同時，室外換熱器30流出的低溫冷媒經過蓄熱器120吸熱再進入壓縮機50，實現了迅速化霜的同時，提高了壓縮機效率，提升了壓縮機的可靠性。
[0049]本發明的空調器系統是在普通的空調器系統基礎上改進的，正常的製冷制熱循環與平常所用的製冷制熱循環沒有差別。本發明的系統共有五種工作方式，分別是:製冷模式、制熱模式、供熱除霜模式、快速除霜模式、蓄熱供熱模式。下面分別說明:
[0050]一、製冷模式:第一二通閥310關閉，三通閥130指向左位，使冷媒經吸氣管路200回流至壓縮機50的吸氣口，與常規製冷模式無異；
[0051]二、制熱模式:第一二通閥310關閉，三通閥130指向左位，使冷媒經吸氣管路200回流至壓縮機50的吸氣口，蓄熱器在正常制熱時進行蓄熱，與常規制熱模式無異；
[0052]三、供熱除霜模式:四通閥不換向，第一二通閥310開啟，三通閥130指向右位，使低壓冷媒流向蓄熱支路100，在蓄熱器內進行吸熱，然後進入壓縮機。蓄熱器內儲存的熱量通過壓縮機搬運至室內機供熱或室外機除霜。實現除霜的同時進行室內供熱。冷媒狀態變化:高溫排氣通過室內放熱變成中溫液體，然後快速通入室外換熱器快速化霜。室外換熱器出口的低溫液態冷媒經三通閥130流向蓄熱支路100，通過毛細管節流，進入蓄熱器中蓄熱，變成低壓氣體進入壓縮機，完成循環。
[0053]四、快速除霜模式:室內不進行供熱。壓縮機做功產生的熱量、蓄熱器熱量以及壓縮機本體熱量全部用於室外機化霜，化霜非常快速。室內風機不運轉，壓縮機排出的熱量全部進入室外換熱器，完成化霜。
[0054]五、蓄熱供熱模式:當空調器在室外溫度較高的環境下運行時比如室外溫度在7?20°C之間，此時正常制熱運行時，可以適當地在制熱運行一段時間後將三通閥指向右位，冷媒流向蓄熱支路100，將蓄熱器內的熱量搬運至室內，從而徹底實現壓縮機廢熱綜合利用，提升了樣機的節能效果。
[0055]圖2是根據本發明第二實施例的空調器系統的示意圖。如圖2所示，本實施例與第一實施例區別在於，壓縮機50為雙級壓縮機，為此設置了與之配套的閃蒸器60、補氣閥70、節流用第二毛細管80以及相應的連接管路，以為雙級壓縮機進行補氣。
[0056]圖3是根據本發明第三實施例的空調器系統的示意圖。如圖3所示，與第一實施例不同之處在於，熱液管路300與電磁膨脹閥20所在的管路為同一條管路，其中，電磁膨脹閥20具有使冷媒不節流地以熱液形式進入室外換熱器30的工作狀態。當電磁膨脹閥開至最大時基本沒有節流效果，用來在化霜時將高溫液態冷媒迅速輸送至室外換熱器進行融霜。
[0057]另外，第一實施例的三通閥130由位於蓄熱管路100上的第二二通閥131和位於吸氣管路200上的第三二通閥132代替。
[0058]當需要化霜時，電子膨脹閥開至最大，讓室內熱的冷媒迅速流向室外換熱器；同時，第三二通閥132關閉，第二二通閥131開啟，室外換熱器流出的低溫冷媒經第二二通閥131到蓄熱器吸熱再進入壓縮機，實現了迅速化霜的同時，提高了壓縮機效率，提升了壓縮機的可靠性。
[0059]在實施例中，電磁膨脹閥20可由具有使冷媒不節流地進入室外換熱器30的工作狀態的其他節流裝置來代替。
[0060]以上所述僅為本發明的優選實施例而已，並不用於限制本發明，對於本領域的技術人員來說，本發明可以有各種更改和變化。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。
【權利要求】
1.一種空調器系統，包括在冷媒循環路徑上設置的室內換熱器(10)、第一節流裝置、室外換熱器(30)、四通換向閥(40)、與所述室內換熱器(10)和室外換熱器(30)通過四通換向閥(40 )連接的壓縮機(50 )，其特徵在於，還包括: 熱液管路(300)，連接在所述室內換熱器(10)和所述室外換熱器(30)之間，用於在除霜時冷媒以熱液形式進入所述室外換熱器(30)以實現熱液除霜。
2.根據權利要求1所述的空調器系統，其特徵在於，所述熱液管路(300)為所述第一節流裝置的旁通管路，所述熱液管路(300 )上設有第一二通閥(310 )。
3.根據權利要求1所述的空調器系統，其特徵在於，所述熱液管路(300)與所述第一節流裝置所在的管路為同一條管路，其中，所述第一節流裝置在除霜時具有使冷媒以熱液形式進入所述室外換熱器(30)的工作狀態。
4.根據權利要求1至3任一項所述的空調器系統，其特徵在於，還包括: 蓄熱管路(100)，與所述壓縮機的吸氣口一側的吸氣管路(200)並聯連接，所述蓄熱支路(100)上依次設有第二節流裝置和吸收所述壓縮機(50)熱能的蓄熱器(120)，以及 第一控制閥(130)，控制冷媒經由所述蓄熱支路(100)或吸氣管路(200)回流至所述壓縮機(50)的吸氣口。
5.根據權利要求4所述的空調器系統，其特徵在於，所述第一控制閥(130)為三通閥。
6.根據權利要求4所述的空調器系統，其特徵在於，所述第一控制閥(130)由位於所述蓄熱管路的第二二通閥(131)和位於所述吸氣管路(200)的第三二通閥(132)代替。
7.根據權利要求1所述的空調器系統，其特徵在於，所述壓縮機(50)為單級壓縮機或雙級壓縮機。
8.根據權利要求1所述的空調器系統，其特徵在於，所述第一節流裝置為電磁膨脹閥。
9.一種空調器系統的除霜方法，其特徵在於，包括: 在室外換熱器(30)除霜時，使室內換熱器(10)流出的冷媒以熱液形式進入所述室外換熱器(30)以實現熱液除霜。
10.根據權利要求9所述的空調器系統的除霜方法，其特徵在於，還包括:使所述室外換熱器(30)出口的冷媒通過第二節流裝置節流後，進入蓄熱器(120)中蓄熱，最後變成低壓氣體後進入壓縮機(50)。
【文檔編號】F24F1/00GK103574758SQ201210260497
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2012年7月25日 優先權日:2012年7月25日
【發明者】段亮, 孟琪林, 熊軍, 陳紹林, 張輝 申請人:珠海格力電器股份有限公司