本发明涉及空调技术领域，尤其涉及一种复合除霜的双级压缩空气源热泵循环系统及运行方法。
背景技术：
化霜问题是低温空气源热泵系统在应用过程中遇到的一大问题。
在常规技术中，空气源热泵大部分采用逆向除霜方式，需要从室内侧介质吸热，导致舒适性降低，或者带来室内侧换热器出现水介质冻结的风险。现有技术中也有利用热气旁通除霜方法，该方法主要是将压缩机排气直接引入室外换热器内，融化霜层后返回汽液分离器，这种方法需要汽液分离器具有较大的容量。
因此，如何解决上述问题，提出一种较好的融霜系统是业界亟待解决的技术问题。
技术实现要素：
本发明提出一种复合除霜的热泵循环系统及运行方法。本发明采用复合除霜模式，解决了现有技术中利用热气旁通除霜需要汽液分离器增容的问题，以及逆向除霜导致的舒适性降低的问题。
本发明提出一种复合除霜的热泵循环系统，包括：压缩机、四通阀、室内、室外换热器、闪蒸器和膨胀阀，所述闪蒸器与压缩腔之间设有一补气管道，其中，所述四通阀与室内换热器之间的管道上设有第一电磁阀，所述补气管道上引出一支路，该支路上设有第二电磁阀，该支路的另一端与压缩机进气管道汇合，所述压缩机排气管道引出一与闪蒸器连通的旁路，该旁路上设有第三膨胀阀。
所述压缩机与所述四通阀连通，所述室外换热器的一端与四通阀的一个接口连接，另一端通过第一膨胀阀与闪蒸器连通，所述闪蒸器通过第二膨胀阀与室内换热器的一个端口连通，所述室内换热器的另一个端口通过第一电磁阀与四通阀的一个接口连通，所述四通阀的一个接口与汽液分离器连通，所述汽液分离器与压缩机的进气管道连通。
本发明还提出上述复合除霜的热泵循环系统的运行方法，包括制冷、制热及除霜三种运行模式。
在除霜模式中进行以下操作：关闭第一电磁阀、第三电磁阀，开启第二电磁阀；将第一膨胀阀全开，第二膨胀阀全闭，开启第三膨胀阀；关闭室外换热器风机，将系统切换至制冷模式运行。
在制冷模式中进行以下操作：开启第一电磁阀、第三电磁阀，关闭第二电磁阀；开启第一膨胀阀，第二膨胀阀，关闭第三膨胀阀；将系统切换至制冷模式运行。
在制热模式中进行以下操作：开启第一电磁阀、第三电磁阀，关闭第二电磁阀；开启第一膨胀阀，第二膨胀阀，关闭第三膨胀阀；将系统切换至制热模式运行。
本发明采用逆向除霜与热气旁通除霜相结合的复合除霜方法，直接利用系统现有设备，不需要增大汽液分离器的体积，而且加快了除霜流程，缩短了除霜时间。
附图说明
图1为现有双级压缩空气源热泵循环系统的示意图；
图2为本发明双级压缩空气源热泵循环系统的示意图；
图3为本发明系统化霜流程的压焓图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行详细的说明。
图1为现有双级压缩空气源热泵循环系统的示意图。该系统包括：依次用管道连接的压缩机1、四通阀2，室外换热器3、第一膨胀阀4、闪蒸器5、第二膨胀阀6、室内换热器7和汽液分离器8。压缩机采用双级压缩机，闪蒸器有3个端口，一进两出，闪蒸器上端引出一条与压缩机高压腔连通的补气管道9并通过第三电磁阀10控制。该系统在除霜时采用制冷循环，系统需要从室内侧介质吸热，导致舒适性降低，室内侧换热器会出现水介质冻结的情况。
本发明在现有双级压缩热泵循环系统的基础上，提出了一种新的除霜循环方式，将压缩机排气的小部分通入闪蒸器，用于加热闪蒸器中存积的大量冷媒，增大压缩机吸气量，提高机组的制热量；将压缩机排气的大部分引入室外换热进行化霜。为此，本发明将闪蒸器的结构更改为二进二出，在化霜过程中，直接将闪蒸器充当汽液分离器使用。此外，在原有系统中增加了第一、第二电磁阀，增加了排气旁通管道及第三膨胀阀。
如图2所示，本发明提出的双级压缩空气源热泵循环系统包括：压缩机1、四通阀2、室外换热器3、室内换热器4、闪蒸器5。闪蒸器与压缩腔之间设有一补气管道9，该管道通过第三电磁阀10控制。四通阀与室内换热器之间的管道上设有第一电磁阀11。补气管道上引出一支路12，该支路上设有第二电磁阀13，该支路的另一端与汽液分离器8排出的气体汇合，进入压缩机吸气口。压缩机排气管道引出一与闪蒸器连通的旁路14，该旁路上设有第三膨胀阀15。
上述实施例中，所述室外机3采用翅片换热器，所述室内机4采用套管换热器，与采暖水系统进行换热。
图2中在第一电磁阀11开启，第二电磁阀13关闭，第三膨胀阀15关闭的情况下，制冷/制热流程与图1完全相同。
本发明提出的空气源热泵循环系统包括三种运行模式：制冷、制热和除霜。
制冷过程冷媒流向：压缩机1低压腔—与中间补气混合后进入高压腔—四通阀2—室外换热器3—第一膨胀阀4—闪蒸器5（中间补气通过第三电磁阀10—压缩机高压腔）—第二膨胀阀6—室内换热器7—四通阀2—汽液分离器8—压缩机1。
制热过程冷媒流向：压缩机1低压腔—与中间补气混合后进入压缩机高压腔—四通阀2—室内换热器7—第二膨胀阀6—闪蒸器5（中间补气通过第三电磁阀10—压缩机高压腔）—第一膨胀阀4—室外换热器3—四通阀2—汽液分离器8—压缩机1。
化霜过程：若满足化霜条件，则关闭第一电磁阀11、第三电磁阀10，开启第二电磁阀13，第一膨胀阀4全开，第二膨胀阀6全闭，第三膨胀阀15开启，系统切换至制冷模式。四通阀2换向为压缩机排气与室外换热器3相连，室外换热器的风机关机。
冷媒流向：制冷剂经过压缩机1压缩后状态为①，大部分排气经过四通阀2排向室外换热器3，与室外换热器中的两相制冷剂②混合成状态③，在压缩机的抽吸作用下，状态③的制冷剂沿室外换热器3的盘管进一步冷凝成状态④，然后进入闪蒸器5中，与通过旁通14过来，经过节流后的状态为⑥的另一部分压缩气体混合,形成状态为⑤的两相制冷剂，制冷剂蒸汽5”进入压缩机1进入下一轮循环。
制冷剂蒸汽主体：5”-①(②)-③-④(⑥)-5’-5”；排气旁通：5”-①-⑥(④)-5’-5”。
图3为本发明系统化霜流程的压焓图。
化霜完毕后：室外换热器3的风机开机吹走湿空气，此后关闭第三膨胀阀15、第二电磁阀13，开启第一电磁阀11、第二膨胀阀6，四通阀2切换至制热模式，第一膨胀阀11和第二膨胀阀13、第三电磁阀10根据制热模式运行。
相对于常规的逆向除霜过程，第一电磁阀11、第二膨胀阀13全闭可以避免从室内机3中的高压冷媒累积在汽液分离器8中，造成压缩机必须抽低压才能让制冷剂在其中闪发。
相对于常规的热气除霜过程，由于将一部分排气通入了闪蒸器，对闪蒸器中存在的大量的两相态进行加热，增大了压缩机吸气量，提高了蒸发温度，从而增大了压缩机制热量，可以加快化霜流程，缩短化霜时间。
上述实施例仅用于说明本发明的具体实施方式。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和变化，这些变形和变化都应属于本发明的保护范围。