一種精確除霜熱泵系統的製作方法
2024-03-28 09:01:05
本發明涉及熱泵空調機的除霜技術，更為具體的是涉及一種精確除霜熱泵系統。
背景技術：
在製冷系統中，結霜是系統運行中最常見的現象之一。處於制熱運行的熱泵空調，當蒸發器表面溫度低於零度時，換熱器表面會出現結霜現象，換熱表面上的積霜如不及時清除，將堵塞空氣通道和減少傳熱面積，空氣的流動阻力明顯增大，換熱效率降低，使機組總體性能下降。
目前，逆循環除霜是應用最廣泛的除霜方法之一。逆循環除霜過程中，室外換熱器變為冷凝器，室內換熱器變為蒸發器。機組從室內環境取熱融化霜層，造成了室內水系統的溫度降低。另一方面，為了保證除霜效率，除霜過程中室外風機關閉，以保證壓縮機做功及製冷劑相變過程產生的熱量都用於除霜，但這樣的結果是溫度變化急劇，可能會因為傳感器反應的滯後性而引發高壓問題。另外，由於現有除霜模式的控制邏輯是以加熱時間、環境溫度、盤管溫度為輸入變量，作出是否化霜及是否化霜結束的輸出指令。當出現蒸發器未結霜或輕微結霜等頻繁化霜現象時，根據盤管溫度達到退出化霜設置溫度時就退出除霜的控制邏輯，會導致化霜退出時間長、報高壓故障等缺點，導致熱水溫度下降快，影響機組制熱效率，尤其在高冷低溼氣候地區嚴重。
因此，亟需一種精確除霜熱泵系統及其控制方法，能通過物理方法判定化霜動作退出時間，避免因為傳感器的靈敏度以及其他非常規故障引發的誤判動作而引發的長時間除霜、高壓故障等影響熱水制熱速度及效率。
技術實現要素：
本發明的目的在於克服現有技術之缺陷，提供了一種精確除霜熱泵系統，對化霜退出時間進行優化，避免高壓故障以及影響制熱效果。
本發明的技術方案為：
一種精確除霜熱泵系統，包括室外機、四通換向閥、壓縮機、室內機、膨脹閥以及控制中心，其中，室外機內部設置有蒸發器，蒸發器一端與四通換向閥連接，另一端通過膨脹閥與室內機連接，蒸發器管道上設置有溫度傳感器，溫度傳感器通過信號線與控制中心連接，室內機內部設置有冷凝器，冷凝器一端與膨脹閥連接，另一端與四通換向閥連接，壓縮機一端與四通換向閥連接，另一端通過汽液分離器與四通換向閥連接，其中，汽液分離器與壓縮機連接的管道上設置有化霜開關，化霜開關通過信號線與控制中心連接。
室外機外部設置有風機，風機與室外機的進風口對應安裝。
一種除霜控制方法，其包括除霜退出步驟：
除霜模式開啟，壓縮機停止運行，換向四通閥由制熱模式轉化成製冷模式，壓縮機啟動，除霜開始，同時化霜開關開始檢測壓力信號，當壓力達到2.4MPa時，化霜開關斷開壓縮機供電電路，退出除霜，換向四通閥由製冷模式轉化成制熱模式，因壓縮機停機，系統壓縮重新平衡，當壓力值低於1.8Mpa時，壓縮機恢復通電，按照當前模式繼續運行。
本發明的有益效果：
本發明通過在壓縮機的排氣管道上設置化霜開關，當整個系統進行除霜時，除霜開始，壓縮機的高溫製冷劑氣體進入到蒸發器中，並向蒸發器外側的低溫霜層放熱，霜層吸熱後逐漸融化、直至脫落、最後蒸乾；而當壓力達到2.4MPa時，化霜開關斷開壓縮機供電電路，退出除霜，從而杜絕因為傳感器的反應靈 敏度以及傳感器接觸不良而導致的除霜長時間不退出，因除霜導致的系統高壓故障，從而提高了系統的安全性及穩定性，減少了系統無謂的熱量損失，提升了制熱效果。
附圖說明
圖1為本發明實施例提供的各裝置的連接示意圖。
圖中，1-室外機、2-風機、3四通換向閥、4-壓縮機、5-室內機、6-膨脹閥、7-控制中心、8-化霜開關、9-汽液分離器。
具體實施方式
下面將結合實施例對本申請的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬於本發明保護的範圍。
如圖1，一種精確除霜熱泵系統，包括室外機1、四通換向閥3、壓縮機4、室內機5、膨脹閥6以及控制中心7，室外機內部設置有蒸發器，蒸發器的作用在於通過吸收周圍環境的熱量把壓縮、液化的製冷劑氣化，由液態變為氣態。蒸發器一端與換向四通閥連接，另一端通過膨脹閥與室內機連接，蒸發器管道上設置有溫度傳感器(附圖無顯示)，溫度傳感器通過信號線與控制中心連接，而室內機內部設置有冷凝器，冷凝器的作用剛好與蒸發器相反，即是將氣態的製冷劑轉變為液化同時放出熱量，在該位置上設置一個水箱，使水箱中的水與冷凝器產生熱交換，形成制熱過程。冷凝器一端與膨脹閥6連接，另一端與換向四通閥3連接，壓縮機一端與換向四通閥連接，另一端通過汽液分離器與換向四通閥連接，其中，汽液分離器9的作用是將製冷劑的氣相和液相分離，保 證壓縮機內不要進入液態冷媒，防止壓縮機因液擊而造成損壞。
在一般的制熱過程中，首先是蒸發器吸收周圍環境的熱量並把製冷劑氣化，氣化後的製冷劑通過換向四通閥3進入到汽液分離器9，此時的換向四通閥如圖實線所示，汽液分離器將製冷劑中未氣化的部分進行分離，避免其進入壓縮機，通過壓縮機後氣化的製冷劑進一步變成高溫高壓的氣化製冷劑，接著通過換向四通閥進入到冷凝器中，此時高溫高壓的氣化製冷劑變成常溫高壓液化製冷劑，該過程伴隨著大量熱量的釋放，可以對周圍的介質進行加熱，完成制熱過程，而常溫高壓液化製冷劑進一步通過膨脹閥轉變成常溫低壓的液化製冷劑，最終流回蒸發器，從而完成一次制熱過程。在這過程中，當蒸發器處於高冷低溼氣候環境時，蒸發器表面會慢慢形成霜層，此時通過設置於蒸發器盤管的溫度傳感器進行溫度檢測，當溫度低於一定值時，控制中心發出除霜警報，此時可以手動使換向四通閥換向，該處也可以將換向四通閥設置成自動型，並與控制中心連接，實現控制中心發出除霜警報後的自動換向。換向四通閥換向後，如圖1虛線所示方向切換，冷凝器轉變成蒸發器，而蒸發器則轉變成冷凝器，即系統由原來的制熱模式轉變成製冷模式，此時通過壓縮機釋放的高溫高壓的氣化製冷劑進入到轉變後的冷凝器(原蒸發器)並向周圍釋放熱量，其融霜熱流密度大、霜層由內而外融化，融霜速度快。
但是，由於高冷低溼氣候環境下，蒸發器結霜速度慢，導致蒸發器即使在可以滿足正常運行要求的情況下也會由於少量結霜而進入除霜模式，導致進入除霜後，盤管溫度變化幅度急劇上升，超過傳感器的響應靈敏度，從而導致到達了退出條件還未退出的現象，加長了除霜時間以及提高了系統壓力，從而引發高壓現象，因此設置化霜開關8，該化霜開關8在進入除霜模式、壓縮機啟動後進行檢測，當壓力值為2.4MPa時，此時可以看作是結霜已消除，則化霜開關 8將壓力信號發送至控制中心，控制中心對除霜進行強制退出，並且控制換向四通閥換向，化霜模式轉為制熱模式，化霜結束。當壓力值低於1.8MPa時，恢復壓縮機的供電，使系統正常運行，通過壓縮機壓力值的變化的物料特性，精確地控制化霜結束，避免因傳感器響應靈敏度及接觸不良等因素導致的系統除霜時間長以及系統高壓故障。