空氣源熱泵化霜裝置及其方法
2023-06-15 23:00:06
空氣源熱泵化霜裝置及其方法
【專利摘要】一種空氣源熱泵化霜裝置，其包括壓縮機、換向閥、冷凝器、膨脹閥、蒸發器、第一壓力傳感器、第二壓力傳感器和控制模塊，換向閥第一進口與壓縮機的出口相連，第二進口與蒸發器相連，第一出口與冷凝器相連，第四出口與壓縮機的進口相連，第一壓力傳感器與壓縮機的出口相連，第二壓力傳感器與壓縮機的進口相連。在化霜模式下，控制模塊依靠壓縮機進口和出口的壓力差，對換向閥進行一系列控制，該控制方式有效地解決了由液壓衝擊產生的破壞閥體結構和洩漏的問題，同時由於控制模塊對系統高低壓側壓差的精確檢測，避免了換向閥高壓換向和無法換向的問題。
【專利說明】空氣源熱泵化霜裝置及其方法
【技術領域】
[0001 ] 本發明涉及一種化霜裝置及其方法，特別是涉及一種應用於空氣源熱泵中的化霜裝置及其方法。
【背景技術】
[0002]空氣源熱泵又稱熱泵熱水器，其利用逆卡諾原理，通過介質，把熱量從低溫傳遞到高溫的水裡的設備，熱泵熱水器的結構包括壓縮機、水箱、冷凝器、節流裝置、蒸發器控制模塊和相應管路。此種結構的熱泵熱水器工作原理是，傳熱媒介(製冷劑)經過壓縮機壓縮成高溫高壓的氣體通過管路進入到冷凝器中，於此同時低溫的水吸取冷凝器內部製冷劑的熱量，從而水的溫度提升，冷凝器內部製冷劑的轉換成高壓的液體，形成的高壓液體經過節流裝置降壓、降溫成低溫製冷劑，低溫製冷劑經過蒸發器吸熱氣化，回到壓縮機，再經壓縮機壓縮成高溫高壓的氣體重新進入到冷凝器，如此循環，直到水箱裡面的水的溫度加熱到控制模塊設定的溫度。此類熱泵熱水器避免了傳統的太陽能產品在陰雨天氣或者夜晚不能工作，引起電熱水器耗電量大的缺陷。
[0003]但是，空氣源熱泵在冬天室外溫度較低的情況下，容易結霜，化霜不盡，特別是室外換熱器底部最易霜層累計，並結成霜冰，如果不及時除霜，會影響生活採暖、熱水的產量並且還會對熱泵系統的性能造成不利影響，增加能源損耗；情況嚴重時會發生停機現象。
[0004]有鑑於此，實有必要提供一種空氣源熱泵化霜裝置及其方法，該空氣源熱泵化霜裝置及其方法能夠解決空氣源熱泵結霜的問題。
【發明內容】
[0005]為解決上述技術問題，本發明的目的在於提供一種空氣源熱泵化霜裝置及其方法，該空氣源熱泵化霜裝置及其方法能夠解決上述空氣源熱泵結霜的問題。
[0006]為達到上述目的，本發明的技術方案如下:
[0007]本發明的空氣源熱泵化霜裝置，其包括一壓縮機和一冷凝器，該冷凝器與一膨脹閥相連，該膨脹閥與一蒸發器相連，該空氣源熱泵化霜裝置還包括:
[0008]換向閥，該換向閥包括第一進口，第二進口，第一出口和第二出口，該第一進口與所述壓縮機的出口相連，該第二進口與所述蒸發器相連，該第一出口與所述冷凝器相連，該第四出口與所述壓縮機的進口相連；
[0009]控制模塊，該控制模塊與所述壓縮機電性連接，且該控制模塊與所述換向閥電性連接；
[0010]第一壓力傳感器，該第一壓力傳感器與所述壓縮機的出口相連，且該第一壓力傳感器與所述控制模塊電性連接；以及
[0011]第二壓力傳感器，該第二壓力傳感器與所述壓縮機的進口相連，且該第二壓力傳感器與所述控制模塊電性連接。
[0012]較佳的，所述換向閥為四通換向閥。
[0013]較佳的，所述第一進口為高壓側進口，第一出口為高壓側出口，第二進口為低壓側進口，第二出口為低壓側出口。
[0014]較佳的，所述第一壓力傳感器為高壓側壓力傳感器，所述第二壓力傳感器為低壓側壓力傳感器。
[0015]一種空氣源熱泵化霜方法，包括步驟:
[0016]S1:一控制模塊檢測一壓縮機的出口壓力值和該壓縮機的進口壓力值之間的壓差絕對值；
[0017]S2:所述控制模塊判斷上述壓差絕對值是否大於一換向壓力值，是，進入步驟S3，否，進入步驟S4 ；
[0018]S3:所述壓縮機、蒸發器和一換向閥都關閉，所述壓差絕對值逐漸降低；
[0019]S4:所述換向閥立即通電換向，接著，所述壓縮機啟動，進入化霜模式。
[0020]較佳的，所述SI之前包括步驟:第一壓力傳感器測量所述壓縮機的出口壓力值，第二壓力傳感器測量所述壓縮機的進口壓力值。
[0021]較佳的，所述第一壓力傳感器為高壓側壓力傳感器，所述第二壓力傳感器為低壓側壓力傳感器。
[0022]較佳的，所述步驟S2具體包括步驟:當所述壓差絕對值大於一換向閥的換向壓力值並且小於或者等於正常工作時的壓力值，進入步驟S3，當所述壓差絕對值小於或者等於所述換向壓力值並且大於推動所述換向閥的最小壓力值，進入步驟S4。
[0023]較佳的，所述步驟S4還包括步驟:
[0024]S40:所述第一壓力傳感器重新測量上述壓縮機的出口壓力值，所述第二壓力傳感器重新測量上述壓縮機的進口壓力值，兩者之間的差值為第二壓差絕對值；
[0025]S41:所述控制模塊判斷上述第二壓差絕對值，當所述第二壓差絕對值大於所述換向閥的換向壓力值且小於或者等於正常工作時的壓力值，進入步驟S42，當所述第二壓差絕對值小於或者等於所述換向壓力值並且大於推動所述換向閥的最小壓力值，進入步驟
S43；
[0026]S42:壓縮機、換向閥、蒸發器均不動作；
[0027]S43:所述換向閥斷電換向，退出化霜模式。
[0028]較佳的，所述換向閥為四通換向閥。
[0029]本發明的空氣源熱泵化霜裝置，通過在壓縮機出口連接一換向閥，且壓縮機出口連接有第一壓力傳感器，壓縮機進口連接有第二壓力傳感器，在化霜模式下，控制模塊依靠壓縮機進口和出口的壓力差，對換向閥進行一系列控制，該控制方式有效地解決了由液壓衝擊產生的破壞閥體結構和洩漏的問題，同時由於控制模塊對系統高低壓側壓差的精確檢測，避免了換向閥高壓換向和無法換向的問題。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0030]為了更清楚地說明本發明實施例技術中的技術方案，下面將對實施例技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0031]圖1為本實施例的結構示意圖。
[0032]圖2為本實施例的流程圖。
【具體實施方式】
[0033]下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中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作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。
[0034]於本實施例中，參閱圖1所示，本發明的空氣源熱泵化霜裝置，其包括:壓縮機1、四通換向閥2、冷凝器3、膨脹閥4、蒸發器5、第一壓力傳感器6、第二壓力傳感器7和控制模塊8，其中，第一壓力傳感器6為高壓側壓力傳感器，用於測量壓縮機I出口的壓力值，第二壓力傳感器7為低壓側壓力傳感器，用於測量壓縮機I進口的壓力值，控制器將根據壓縮機I進口和出口的壓力差開控制四通換向閥2的方向，四通換向閥2包括第一進口 D、第一出口 E、第二進口 C和第二出口 S，並且第一進口 D為高壓側進口，第一出口 E為高壓側出口，第二進口 C為低壓側進口，第二出口 S為低壓側出口。
[0035]於本實施例中，壓縮機I的出口與四通換向閥2的第一進口 D相連，四通換向閥2的第一出口 E與所述冷凝器3的進口相連，冷凝器3的出口與膨脹閥4的進口相連，膨脹閥4的出口與蒸發器5的進口相連，蒸發器5的出口與四通換向閥2的第二進口 C相連，四通換向閥2的第二出口 S與壓縮機I的進口相連，此外，第一壓力傳感器6與壓縮機I的出口相連，第二壓力傳感器7與壓縮機I的進口相連，控制模塊8通過信號線分別與高壓側壓力傳感器6和低壓側壓力傳感器7進行連接，且控制模塊8通過控制線分別與壓縮機I和四通換向閥2進行連接。
[0036]於本實施例中，請參閱圖2，空氣源熱泵化霜方法主要包括步驟:
[0037]S1:控制模塊8檢測壓縮機I的出口壓力值和該壓縮機I的進口壓力值之間的壓差絕對值；
[0038]S2:控制模塊8檢測並判斷上述壓差絕對值，當所述壓差絕對值大於四通換向閥
2的換向壓力值，進入步驟S3，當所述壓差絕對值小於或者等於所述換向壓力值，進入步驟S4；
[0039]S3:壓縮機1、蒸發器5和換向閥都關閉，所述壓差絕對值逐漸降低；
[0040]S4:四通換向閥2立即通電換向，接著，所述壓縮機I啟動，進入化霜模式。
[0041]在制熱模式下，壓縮機I和蒸發器5的風機啟動，工質經壓縮機I壓縮後變成高溫高壓的氣液混合態，從四通換向閥2的第一進口 D進入，經四通換向閥2的第一出口 E後進入冷凝器3進行換熱變成中溫高壓的液態，在經過節流閥4節流後變成低溫低壓的液態工質進入到蒸發器5中，自蒸發器5蒸發吸熱後，工質變成中低溫低壓的氣液混合工質，然後進入四通換向閥2的第二進口 C，再從四通換向閥2的第二出口 S進入到壓縮機I的進口，進而完成一個制熱循環。
[0042]當控制模塊8檢測需要化霜時，進入化霜模式，在該模式下，壓縮機I和蒸發器5的風機停轉，利用自平衡作用，降低高低壓側的壓差，以此為條件，控制模塊8根據高壓側壓力傳感器6測出的壓力值和低壓側壓力傳感器7測出的壓力值得出二者的壓差絕對值丨Λ P丨，將丨ΛΡ [與四通換向閥2設定的換向動作壓力Pmid進行比較，當丨ΛΡ丨大於設定的換向動作壓力Pmid且小於等於正常工作壓力Pmax時，壓縮機1、四通換向閥2、蒸發器5的風機均不動作，繼續利用自平衡作用，降低壓縮機I高低壓側的壓差。當丨ΛΡ丨大於推動四通換向閥2閥片滑動的最小壓力Pmin且小於等於設定的換向動作壓力Pmid時，四通換向閥2立即通電換向，壓縮機I隨即啟動，進入化霜模式。
[0043]化霜模式下，壓縮機I啟動,風機停轉,工質經壓縮機I壓縮後變成高溫高壓的氣液混合態，從四通換向閥2的第一進口 D進入，經四通換向閥2的第二進口 C後進入蒸發器5，利用高溫工質對蒸發器5進行除霜後變成中溫高壓的液態，在經過節流閥4節流後變成低溫低壓的液態工質進入到冷凝器3中，自冷凝器3蒸發吸熱後，工質變成中低溫低壓的氣液混合工質，然後進入四通換向閥2的第一出口 Ε，再從四通換向閥2的第二出口 S進入到壓縮機I的進口，進而完成一個化霜循環。
[0044]當檢測化霜完畢時，壓縮機I停轉，風機保持停轉狀態，繼續利用自平衡作用，降低壓縮機I高低壓側的壓差，以此為條件，控制模塊8根據高壓側壓力傳感器6測出的Pl和低壓側壓力傳感器7測出的Ρ2得出二者的壓差絕對值丨ΛΡ丨，將丨ΛΡ [與設定的換向動作壓力Pmid進行比較，當丨ΛΡ丨大於設定的換向動作壓力Pmid且小於等於正常工作壓力Pmax時，壓縮機1、四通換向閥2、蒸發器5的風機均不動作。當丨ΛΡ丨大於推動四通換向閥2閥片滑動的最小壓力Pmin且小於等於設定的換向動作壓力Pmid時，四通換向閥2立即斷電換向，正式退出化霜模式，壓縮機I隨即啟動，延時設定的時間後，風機啟動，繼續下一輪制熱模式。
[0045]本發明的空氣源熱泵化霜裝置，通過在壓縮機I出口連接一換向閥，且壓縮機I出口連接有第一壓力傳感器6，壓縮機I進口連接有第二壓力傳感器7，在化霜模式下，控制模塊8依靠壓縮機I進口和出口的壓力差，對換向閥進行一系列控制，該控制方式有效地解決了由液壓衝擊產生的破壞閥體結構和洩漏的問題，同時由於控制模塊8對高低壓側壓差的精確檢測，避免了換向閥高壓換向和無法換向的問題。
[0046]對所公開的實施例的上述說明，使本領域專業技術人員能夠實現或使用本發明。對這些實施例的多種修改對本領域的專業技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發明的精神或範圍的情況下，在其它實施例中實現。因此，本發明將不會被限制於本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的範圍。
【權利要求】
1.一種空氣源熱泵化霜裝置，其包括一壓縮機和一冷凝器，該冷凝器與一膨脹閥相連，該膨脹閥與一蒸發器相連，其特徵在於，該空氣源熱泵化霜裝置還包括: 換向閥，該換向閥包括第一進口，第二進口，第一出口和第二出口，該第一進口與所述壓縮機的出口相連，該第二進口與所述蒸發器相連，該第一出口與所述冷凝器相連，該第四出口與所述壓縮機的進口相連； 控制模塊，該控制模塊與所述壓縮機電性連接，且該控制模塊與所述換向閥電性連接; 第一壓力傳感器，該第一壓力傳感器與所述壓縮機的出口相連，且該第一壓力傳感器與所述控制模塊電性連接；以及 第二壓力傳感器，該第二壓力傳感器與所述壓縮機的進口相連，且該第二壓力傳感器與所述控制模塊電性連接。
2.根據權利要求1所述的空氣源熱泵化霜裝置，其特徵在於，所述換向閥為四通換向閥。
3.根據權利要求1所述的空氣源熱泵化霜裝置，其特徵在於，所述第一進口為高壓側進口，第一出口為高壓側出口，第二進口為低壓側進口，第二出口為低壓側出口。
4.根據權利要求1所述的空氣源熱泵化霜裝置，其特徵在於，所述第一壓力傳感器為高壓側壓力傳感器，所述第二壓力傳感器為低壓側壓力傳感器。
5.一種空氣源熱泵化霜方法，其特徵在於，包括步驟: S1:一控制模塊檢測一壓縮機的出口壓力值和該壓縮機的進口壓力值之間的壓差絕對值； S2:所述控制模塊判斷上述壓差絕對值是否大於一換向壓力值，是，進入步驟S3，否，進入步驟S4 ； 53:所述壓縮機、蒸發器和一換向閥都關閉，所述壓差絕對值逐漸降低； 54:所述換向閥立即通電換向，接著，所述壓縮機啟動，進入化霜模式。
6.根據權利要求5所述的空氣源熱泵化霜方法，其特徵在於，所述SI之前包括步驟:第一壓力傳感器測量所述壓縮機的出口壓力值，第二壓力傳感器測量所述壓縮機的進口壓力值。
7.根據權利要求6所述的空氣源熱泵化霜方法，其特徵在於，所述第一壓力傳感器為高壓側壓力傳感器，所述第二壓力傳感器為低壓側壓力傳感器。
8.根據權利要求5所述的空氣源熱泵化霜方法，其特徵在於，所述步驟S2具體包括步驟:當所述壓差絕對值大於一換向閥的換向壓力值並且小於或者等於正常工作時的壓力值，進入步驟S3，當所述壓差絕對值小於或者等於所述換向壓力值並且大於推動所述換向閥的最小壓力值，進入步驟S4。
9.根據權利要求5所述的空氣源熱泵化霜方法，其特徵在於，所述步驟S4還包括步驟: 540:所述第一壓力傳感器重新測量上述壓縮機的出口壓力值，所述第二壓力傳感器重新測量上述壓縮機的進口壓力值，兩者之間的差值為第二壓差絕對值； 541:所述控制模塊判斷上述第二壓差絕對值，當所述第二壓差絕對值大於所述換向閥的換向壓力值且小於或者等於正常工作時的壓力值，進入步驟S42，當所述第二壓差絕對值小於或者等於所述換向壓力值並且大於推動所述換向閥的最小壓力值，進入步驟S43 ； 542:壓縮機、換向閥、蒸發器均不動作； 543:所述換向閥斷電換向，退出化霜模式。
10.根據權利要求5所述的空氣源熱泵化霜方法，其特徵在於，所述換向閥為四通換向閥。
【文檔編號】F25B49/02GK104132488SQ201410354258
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2014年7月24日 優先權日:2014年7月24日
【發明者】沈小兵 申請人:康特能源科技(蘇州)有限公司