带除霜功能的空调系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种带除霜功能的空调系统，包括压缩机、四通换向阀、室外换热器、第一节流装置和室内换热器，还包括旁通管路、蓄热器和控制阀，所述旁通管路连接在所述室外换热器的第一端与所述压缩机的吸气口之间，所述蓄热器具有第一换热管和第二换热管，所述第一换热管串联在所述压缩机的排气口与所述室内换热器的第一端之间的管路上，所述第二换热管串联在所述旁通管路上，所述控制阀用于控制冷媒经由所述室外换热器的第一端与所述压缩机的吸气口之间的管路或者所述旁通管路回流至所述压缩机的吸气口。本实用新型的带除霜功能的空调系统除霜速度快，除霜时间短，可以保证用户使用的舒适性，且可以避免除霜时对压缩机造成不利影响。
【专利说明】带除霜功能的空调系统
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及空调【技术领域】，特别是涉及一种带除霜功能的空调系统。
【背景技术】
[0002] 空调在冬季寒冷季节运行过程中，室外换热器的温度低于环境温度。如果室外环 境温度低于7°C以下，室外换热器的表面温度就有可能低于0°C ;如果同时室外环境湿度足 够大，这将会导致室外换热器结霜，甚至结冰，严重阻碍室外换热器换热，使空调系统制热 性能迅速大幅度衰减，显著影响空调的制热效果，甚至导致空调压缩机出现故障。为此，需 要及时对室外换热器进行除霜处理。
[0003] 传统的除霜方式如下：在空调制热运行过程，四通换向阀切换到制冷循环流程，让 压缩机排出的高温高压的冷媒经过四通换向阀排入到室外换热器中，进行除霜。然而，传统 的除霜方式除霜时室内换热器吸收房间热量，造成房间温度下降，严重影响了房间的舒适 性。而且，采用传统除霜模式，首先需要压缩机停机，内风机经过一段时间吹余热后，四通换 向阀才换向进行除霜，除霜完成后，压缩机再停滞一段时间，然后四通换向阀再次换向，进 行制热，这一个过程大约需要12?15min甚至更长，对房间的舒适性极为不利。此外，采用 传统除霜模式，主要利用压缩机对冷媒所做的功进行除霜。进入除霜时，压缩机的吸气温度 维持在_25°C以下甚至更低，吸气表压力维持在1?2bar，大量的液态冷媒积聚在压缩机入 口处，极容易造成液压缩，对压缩机的可靠运行不利，影响压缩机的实际寿命。
[0004] 为了解决传统除霜方式存在的上述问题，现有技术提出了一种蓄热除霜方法，该 除霜方法采用设置在压缩机壳体上的蓄热器作为除霜工况时的主要低温热源。制冷或制热 时，蓄热器吸收压缩机的废热，制热除霜时，四通换向阀不换向，冷媒在室内换热器流出后， 经过与电子膨胀阀并联的旁通管路进入到室外换热器进行除霜。虽然该除霜方法可以解决 传统除霜方式存在的上述问题，但是，由于该除霜方式是利用压缩机产生的热量来进行蓄 热，因此所使用的相变蓄热材料相变温度点必然会较低，蓄热材料吸热和放热速度会较慢， 从而使得除霜速度较慢，延长化霜时间，同样影响制热效果和舒适度。而且，在蓄热器蓄热 量不足时进行除霜，会导致大量蒸发不完的制冷剂进入压缩机，从而对压缩机的可靠性造 成致命的威胁。
【发明内容】
[0005] 针对上述现有技术现状，本实用新型所要解决的技术问题在于，提供一种。
[0006] 本实用新型所要解决的另一个技术问题在于，提供一种带除霜功能的空调系统， 其除霜速度快，除霜时间短，以保证用户使用的舒适性，且可以避免除霜时蒸发不完的制冷 剂进入压缩机对压缩机造成不利影响。
[0007] 为了解决上述技术问题，本实用新型所提供的一种带除霜功能的空调系统，包括 压缩机、四通换向阀、室外换热器、第一节流装置和室内换热器，所述压缩机的排气口和吸 气口通过所述四通换向阀与所述室外换热器的第一端和所述室内换热器的第一端连接，所 述室外换热器的第二端通过所述第一节流装置与所述室外换热器的第二端连接；
[0008] 还包括旁通管路、蓄热器和控制阀，所述旁通管路连接在所述室外换热器的第一 端与所述压缩机的吸气口之间，所述蓄热器具有第一换热管和第二换热管，所述第一换热 管串联在所述压缩机的排气口与所述室内换热器的第一端之间的管路上，所述第二换热管 串联在所述旁通管路上，所述控制阀用于控制冷媒经由所述室外换热器的第一端与所述压 缩机的吸气口之间的管路或者所述旁通管路回流至所述压缩机的吸气口。
[0009] 在其中一个实施例中，所述的带除霜功能的空调系统还包括第二节流装置，所述 第二节流装置串联在所述蓄热器的所述第二换热管入口侧的所述旁通管路上。
[0010] 在其中一个实施例中，所述第二节流装置为毛细管。
[0011] 在其中一个实施例中，所述控制阀的通道孔径小于冷媒管的孔径，使经过所述控 制阀的冷媒节流后流入所述蓄热器的所述第二换热管。
[0012] 在其中一个实施例中，所述控制阀为三通阀。
[0013] 在其中一个实施例中，所述控制阀包括位于所述室外换热器的第一端与所述压缩 机的吸气口之间的管路上的第一二通阀和位于所述旁通管路上的第二二通阀。
[0014] 在其中一个实施例中，所述旁通管路的一端连接在所述四通换向阀与所述室外换 热器的第一端之间的管路上，另一端连接在所述四通换向阀与所述压缩机的吸气口之间的 管路上。
[0015] 在其中一个实施例中，所述旁通管路的两端均连接在所述四通换向阀与所述压缩 机的吸气口之间的管路上。
[0016] 在其中一个实施例中，所述压缩机为单级压缩机。
[0017] 与现有技术相比，本实用新型的带除霜功能的空调系统利用压缩机直接排出的高 温制冷剂进行蓄热，因此可以采用相变温度点较高的相变蓄热材料，这样，在除霜时，相变 蓄热材料与制冷剂的温差加大，相变蓄热材料的放热速度快，相应除霜速度也会加快，保证 了用户使用的舒适性。而且，除霜时蓄热器蓄热量充足，避免了蒸发不完的制冷剂进入压缩 机造成液击，从而对压缩机的可靠性造成致命的威胁。
[0018] 本实用新型附加技术特征所具有的有益效果将在本说明书【具体实施方式】部分进 行说明。
【专利附图】
【附图说明】
[0019] 图1、图2和图3为本实用新型实施例一中的带除霜功能的空调系统的流程示意 图，其中，图1为制冷时的流程示意图，图2为制热时的流程示意图，图3为除霜时的流程示 意图；
[0020] 图4为本实用新型实施例二中的带除霜功能的空调系统除霜时的系统图。
[0021] 附图标记说明：1、压缩机；2、四通换向阀；3、室外换热器；4、第一节流装置；5、室 内换热器；6、旁通管路；7、蓄热器；7a、第一换热管；7b、第二换热管；8、三通阀；9、第二节 流装置。
【具体实施方式】
[0022] 下面参考附图并结合实施例对本实用新型进行详细说明。需要说明的是，在不冲 突的情况下，以下各实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0023] 本实用新型的带除霜功能的空调系统在现有的空调器系统增加旁通管路、蓄热器 和控制阀，旁通管路连接在室外换热器的第一端与压缩机的吸气口之间，蓄热器具有第一 换热管和第二换热管，第一换热管串联在压缩机的排气口与室内换热器的第一端之间的管 路上，第二换热管串联在旁通管路上，控制阀用于控制冷媒经由室外换热器的第一端和压 缩机的吸气口之间的管路或者旁通管路回流至所述压缩机的吸气口。制冷或制热时，压缩 机排出的高温高压冷媒进入蓄热器的第一换热管内与相变蓄热材料进行热交换，相变蓄热 材料吸热并发生相变，将热量储存起来；除霜时，冷媒在室外换热器内冷凝换热后，进入蓄 热器的第二换热管内与相变蓄热材料进行热交换，吸收蓄热器内积蓄的热量，进行蒸发，然 后进入压缩机吸气口，完成除霜循环。
[0024] 相对于传统的利用压缩机废热蓄热，本实用新型的带除霜功能的空调系统利用压 缩机直接排出的高温制冷剂进行蓄热，因此可以采用相变温度点较高的相变蓄热材料，这 样，在除霜时，相变蓄热材料与制冷剂的温差加大，相变蓄热材料的放热速度快，相应除霜 速度也会加快，保证了用户使用的舒适性。而且，除霜时蓄热器蓄热量充足，避免了蒸发不 完的制冷剂进入压缩机造成液击，从而对压缩机的可靠性造成致命的威胁。
[0025] 下面结合具体实施例对本实用新型的带除霜功能的空调系统进行详细描述。
[0026] 实施例一
[0027] 如图1?3所示，本实施例中的带除霜功能的空调系统与现有的带除霜功能的空 调系统相同的是：均包括单级压缩机1、四通换向阀2、室外换热器3、第一节流装置4和室 内换热器5,其中，所述压缩机1的排气口和吸气口通过所述四通换向阀2与所述室外换热 器3的第一端和所述室内换热器5的第一端连接，所述室外换热器3的第二端经第一节流 装置4与所述室内换热器5的第二端连接。第一节流装置4优选为电子膨胀阀。
[0028] 与现有的带除霜功能的空调系统不同的是，本实施例中的带除霜功能的空调系统 还包括旁通管路6、蓄热器7和控制阀，所述旁通管路6的两端均连接在所述四通换向阀2 与所述压缩机1的吸气口之间的管路上。所述蓄热器7具有第一换热管7a和第二换热管 7b，所述第一换热管7a串联在所述压缩机1的排气口与所述四通换向阀2之间的管路上， 所述第二换热管7b串联在所述旁通管路6上。所述控制阀用于控制冷媒经由所述室外换 热器3的第一端和所述压缩机1的吸气口之间的管路或者所述旁通管路6回流至所述压缩 机1的吸气口。优选地，所述控制阀为三通阀8,所述三通阀8的第一接口经冷媒管与所述 四通换向阀2连接，所述三通阀8的第二接口经冷媒管与所述双级压缩机1的吸气口连接， 所述三通阀8的第三接口经冷媒管与所述第一旁通管路9的一端连接，所述第一旁通管路 9的另一端连接在所述三通阀8的第二接口与所述双级压缩机1的吸气口之间的管路上。
[0029] 制冷或制热时，压缩机1排出的高温高压冷媒进入蓄热器7的第一换热管7a内 与相变蓄热材料进行热交换，相变蓄热材料吸热并发生相变，将热量储存起来；除霜时，冷 媒在室外换热器3内冷凝换热后，进入蓄热器7的第二换热管7b内与相变蓄热材料进行 热交换，吸收蓄热器7内积蓄的热量，进行蒸发，然后进入压缩机1吸气口，完成除霜循环。 由此可见，本实施例的带除霜功能的空调系统利用压缩机1直接排出的高温制冷剂进行蓄 热，因此可以采用相变温度点较高的相变蓄热材料，这样，在除霜时，相变蓄热材料与制冷 剂的温差加大，相变蓄热材料的放热速度快，相应除霜速度也会加快，保证了用户使用的舒 适性。而且，除霜时蓄热器7蓄热量充足，避免了蒸发不完的制冷剂进入压缩机1造成液击， 从而对压缩机1的可靠性造成致命的威胁。
[0030] 优选地，所述三通阀8的通道孔径小于冷媒管的孔径，使经过所述三通阀8的冷媒 节流后流入所述蓄热器7的所述第二换热管7b。这样，室外换热器3出口的冷媒通过三通 阀8节流后，再进入蓄热器7吸热蒸发，有利于液体冷媒完全蒸发，避免了蒸发不完的制冷 剂进入压缩机1造成液击。
[0031] 本实施例中的带除霜功能的空调系统的工作原理如下：
[0032] 制冷过程中，如图1所示，压缩机1排气口的高温冷媒进入蓄热器7的第一换热管 7a内与相变蓄热材料进行热交换，相变蓄热材料吸热并发生相变，将热量储存起来，然后冷 媒经四通换向阀2进入室外换热器3,并与室外环境换热，释放热量，再经第一节流装置4节 流降温后进入室内换热器5,与室内环境进行换热，吸收室内热量环境热量，最后经过三通 阀8进入压缩机1吸气口，完成一次制冷循环。
[0033] 制热过程中，如图2所示，压缩机1排气口的高温冷媒进入蓄热器7的第一换热管 7a内与相变蓄热材料进行热交换，相变蓄热材料吸热并发生相变，将热量储存起来，然后冷 媒经四通换向阀2进入室内换热器5,在室内换热器5冷凝放热，然后再经第一节流装置4 节流后进入室外换热器3,在室外换热器3进行蒸发，吸收热量，最后经过三通阀8进入压缩 机1吸气口，完成一次制热循环。
[0034] 除霜时，如图3所示，压缩机1排气口的高温冷媒进入蓄热器7的第一换热管7a 内与相变蓄热材料进行热交换，相变蓄热材料吸热并发生相变，将热量储存起来，然后冷媒 经四通换向阀2进入室内换热器5,此时室内风机（图中未示出）关闭，冷媒在室内换热器 5基本不与内部环境进行热交换；冷媒在室内换热器5流出后进入第一节流装置4,此时第 一节流装置4的开度调至最大，然后热的冷媒进入到室外换热器3进行除霜，此时室外风机 (图中未示出）为关闭状态；在室外换热器3内冷凝换热后，再通过三通阀8换向进入蓄热 器7的第二换热管7b，吸收蓄热器7内积蓄的热量，进行蒸发，然后进入压缩机1吸气口，完 成除霜循环。
[0035] 实施例二
[0036] 图4所示为本实用新型实施例二中的带除霜功能的空调系统的示意图。与实施例 一不同的是：所述第一旁通管路6的一端连接在所述四通换向阀2与所述室外换热器3的 第一端之间的管路上，另一端连接在所述四通换向阀2与所述双级压缩机1的吸气口之间 的管路上。另外，还包括第二节流装置9,所述第二节流装置9串联在所述第二换热管7b入 口侧的所述旁通管路6上。进一步优选地，所述第二节流装置9为毛细管。这样，室外换热 器3出口的冷媒通过毛细管节流后，再进入蓄热器7吸热蒸发，有利于液体冷媒完全蒸发， 避免了蒸发不完的制冷剂进入压缩机1造成液击。
[0037] 上述实施例中的控制阀采用的是三通阀8,还可以采用两个二通阀代替三通阀8， 即一个二通阀位于所述室外换热器3的第一端与所述压缩机1的吸气口之间的管路上，另 一个二通阀位于所述旁通管路6上。
[0038] 以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细， 但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通 技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属 于本实用新型的保护范围。
【权利要求】
1. 一种带除霜功能的空调系统，包括压缩机、四通换向阀、室外换热器、第一节流装置 和室内换热器，所述压缩机的排气口和吸气口通过所述四通换向阀与所述室外换热器的第 一端和所述室内换热器的第一端连接，所述室外换热器的第二端通过所述第一节流装置与 所述室外换热器的第二端连接； 其特征在于，还包括旁通管路、蓄热器和控制阀，所述旁通管路连接在所述室外换热器 的第一端与所述压缩机的吸气口之间，所述蓄热器具有第一换热管和第二换热管，所述第 一换热管串联在所述压缩机的排气口与所述室内换热器的第一端之间的管路上，所述第二 换热管串联在所述旁通管路上，所述控制阀用于控制冷媒经由所述室外换热器的第一端与 所述压缩机的吸气口之间的管路或者所述旁通管路回流至所述压缩机的吸气口。
2. 根据权利要求1所述的带除霜功能的空调系统，其特征在于，还包括第二节流装置， 所述第二节流装置串联在所述蓄热器的所述第二换热管入口侧的所述旁通管路上。
3. 根据权利要求2所述的带除霜功能的空调系统，其特征在于，所述第二节流装置为 毛细管。
4. 根据权利要求1所述的带除霜功能的空调系统，其特征在于，所述控制阀的通道孔 径小于冷媒管的孔径，使经过所述控制阀的冷媒节流后流入所述蓄热器的所述第二换热 管。
5. 根据权利要求1所述的带除霜功能的空调系统，其特征在于，所述控制阀为三通阀。
6. 根据权利要求1所述的带除霜功能的空调系统，其特征在于，所述控制阀包括位于 所述室外换热器的第一端与所述压缩机的吸气口之间的管路上的第一二通阀和位于所述 旁通管路上的第二二通阀。
7. 根据权利要求1至6中任意一项所述的带除霜功能的空调系统，其特征在于，所述旁 通管路的一端连接在所述四通换向阀与所述室外换热器的第一端之间的管路上，另一端连 接在所述四通换向阀与所述压缩机的吸气口之间的管路上。
8. 根据权利要求1至6中任意一项所述的带除霜功能的空调系统，其特征在于，所述旁 通管路的两端均连接在所述四通换向阀与所述压缩机的吸气口之间的管路上。
9. 根据权利要求1所述的带除霜功能的空调系统，其特征在于，所述压缩机为单级压 缩机。
【文档编号】F25B47/00GK203907772SQ201420199157
【公开日】2014年10月29日 申请日期:2014年4月22日 优先权日:2014年4月22日
【发明者】李大伟, 熊军, 粱志滔, 罗永前 申请人:珠海格力电器股份有限公司