一种热泵系统及其除霜方法与流程

本发明涉及热泵技术领域，具体是一种热泵系统及其除霜方法。

背景技术：

热泵又称冷机，是在热力学第二定律基础上产生的一种高效加热装置，可将能量由低温处(低温热库)传送到高温处(高温热库)。它能提供给高温处的能量总和要大于它自身运行所需要的能量，多出的这部分热量是在运行能量的作用下从较低温处所取得的。

热泵利用低沸点液体经过节流阀减压之后蒸发时，从较低温处吸热，然后经压缩机将蒸汽压缩，使温度升高，在经过冷凝器时放出吸收的热量而液化后，再回到节流阀处。如此循环工作能不断地把热量从温度较低的地方转移给温度较高(需要热量)的地方。

现有技术中的热泵系统由于管路中阀门对冷媒流量的限制，导致热泵系统除霜时冷媒流量较小，影响除霜效果。因此，针对以上现状，迫切需要开发一种热泵系统，以克服当前实际应用中的不足。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种热泵系统及其除霜方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种热泵系统，包括通过管路连接成冷媒回路的压缩机、四通阀、换热器、翅片换热器和气液分离器，热泵系统制热时，换热器用作冷凝器，翅片换热器用作蒸发器；所述换热器和翅片换热器之间的管路上并联设置有旁通电磁阀和膨胀阀。

作为本发明进一步的方案：所述四通阀包括a、b、c和d四个接口，热泵系统制热时，a口和b口连通，c口和d口连通，热泵系统除霜时，a口和d口连通，b口和c口连通。

作为本发明进一步的方案：所述压缩机上安装有电流传感器、高压压力传感器和排气探头。

作为本发明进一步的方案：所述换热器上安装有出水探头、进水探头和冷进探头。

作为本发明进一步的方案：所述翅片换热器的内部安装有盘管探头。

作为本发明进一步的方案：所述气液分离器上安装有回气探头和低压压力传感器。

作为本发明进一步的方案：所述热泵系统还包括有用于对环境温度进行检测的环境探头。

一种热泵系统的除霜方法，包括以下步骤：

s1、机组压缩机累积运行时间≥t1，且环境温度≤s1，且盘管温度≤s2，系统进入除霜运行，关闭风机，启动四通阀，启动旁通电磁阀，机组进行除霜；

s2、当除霜运行时间≤t2且盘管温度≤s3时，排气温度≥温度s4或系统高压压力≥y1或压缩机电流≥额定电流*1.4，保持除霜运行，启动风机运行时间t3后：

1)如果除霜运行时间≥t2且盘管温度≥s3，则停止除霜运行，关闭四通阀，关闭旁通电磁阀，机组进行正常制热；

2)如果除霜运行时间≤t2且盘管温度≤s3时，排气温度≤(s4-30)且高压压力≤(y1-0.6)且压缩机电流≤额定电流，则关闭风机，继续除霜，直到满足除霜运行时间≥t2且盘管温度≥s3，停止除霜，关闭四通阀，关闭旁通电磁阀，启动风机，进入正常制热运行。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明通过在换热器和翅片换热器之间的管路上并联设置有旁通电磁阀和膨胀阀，热泵系统除霜时，同时打开膨胀阀和旁通电磁阀，打开膨胀阀和旁通电磁阀对流入的冷媒进行分流，增大管路中冷媒流动的总流量，从而加大进入翅片换热器的冷媒流量，达到加强除霜的作用；

2、还在压缩机上安装有电流传感器、高压压力传感器和排气探头，用于对压缩机的电流值进行检测，同时对排出的高温高压气体进行压力检测，通过检测排气、高压压力、电流值来控制室外风机的停启，达到降低冷凝压力的效果，起到保护压缩机、降低机组故障率和延长机组使用寿命的作用。

附图说明

图1为热泵系统中制热正常制热运行图。

图2为热泵系统中除霜状态运行图。

图中：1-压缩机、101-电流传感器、102-高压压力传感器、103-排气探头、2-四通阀、201-出水探头、202-进水探头、203-冷进探头、3-换热器、4-旁通电磁阀、5-膨胀阀、6-翅片换热器、601-盘管探头、7-风机、8-气液分离器、801-回气探头、802-低压压力传感器、9-环境探头。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。

下面详细描述本专利的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利，而不能理解为对本专利的限制。

在本专利的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利的限制。

在本专利的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“设置”应做广义理解，例如，可以是固定相连、设置，也可以是可拆卸连接、设置，或一体地连接、设置。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本专利中的具体含义。

实施例1

请参阅图1-2，本发明实施例中，一种热泵系统，包括通过管路连接成冷媒回路的压缩机1、四通阀2、换热器3、翅片换热器6和气液分离器8，其中热泵系统制热时，换热器3用作冷凝器，翅片换热器6用作蒸发器；

所述换热器3和翅片换热器6之间的管路上并联设置有旁通电磁阀4和膨胀阀5，热泵系统制热时，打开膨胀阀5，冷媒通过膨胀阀5从换热器3流向翅片换热器6，热泵系统除霜时，同时打开膨胀阀5和旁通电磁阀4，打开膨胀阀5和旁通电磁阀4对流入的冷媒进行分流，增大管路中冷媒流动的总流量，从而加大进入翅片换热器6的冷媒流量，达到加强除霜的作用；

所述四通阀2包括a、b、c和d四个接口，热泵系统制热时，a口和b口连通，c口和d口连通，气态冷媒通过压缩机1压缩后变为高温高压气体，高温高压气体进入换热器3后液化放热，随后进入翅片换热器6中吸热变为气体，最后流入气液分离器8中，气液分离器8气态出口将气体排入压缩机1中循环利用；

热泵系统除霜时，a口和d口连通，b口和c口连通，气态冷媒通过压缩机1压缩后变为高温高压气体，高温高压气体经过a口和d口流入翅片散热器6的内部进行除霜；

所述压缩机1上安装有电流传感器101、高压压力传感器102和排气探头103，用于对压缩机1的电流值进行检测，同时对排出的高温高压气体进行压力检测；

所述换热器3上安装有出水探头201、进水探头202和冷进探头203；

所述翅片换热器6的内部安装有盘管探头601，用于对翅片换热器6内部的盘管温度进行检测，翅片换热器6的外部安装有风机7；

所述气液分离器8上安装有回气探头801和低压压力传感器802；

所述热泵系统还包括有用于对环境温度进行检测的环境探头9；

在除霜过程中，如果机组翅片换热器6处于无霜或部分少量霜的状态，则会导致压缩机排气温度、高压值、电流值快速上升，因此通过检测排气、高压压力、电流值来控制室外风机的停启，达到降低冷凝压力的效果，起到保护压缩机、降低机组故障率和延长机组使用寿命的作用。

实施例2

请参阅图1-2，所述热泵系统的除霜方法，包括以下步骤：

s1、机组压缩机1累积运行时间≥t1，且环境温度≤s1，且盘管温度≤s2，系统进入除霜运行，关闭风机7，启动四通阀2，启动旁通电磁阀4，机组进行除霜；

s2、当除霜运行时间≤t2且盘管温度≤s3时，排气温度≥温度s4或系统高压压力≥y1或压缩机电流≥额定电流*1.4，保持除霜运行，启动风机运行时间t3后：

1)如果除霜运行时间≥t2且盘管温度≥s3，则停止除霜运行，关闭四通阀2，关闭旁通电磁阀4，机组进行正常制热；

2)如果除霜运行时间≤t2且盘管温度≤s3时，排气温度≤(s4-30)且高压压力≤(y1-0.6)且压缩机电流≤额定电流，则关闭风机7，继续除霜，直到满足除霜运行时间≥t2且盘管温度≥s3，停止除霜，关闭四通阀2，关闭旁通电磁阀4，启动风机7，进入正常制热运行。

实施例3

所述热泵系统的除霜方法，包括以下步骤：

s1、机组压缩机1累积运行时间≥40min，且环境温度≤7℃，且盘管温度≤-3℃，系统进入除霜运行，关闭风机7，启动四通阀2，启动旁通电磁阀4，机组进行除霜；

s2、当除霜运行时间≤10min且盘管温度≤18℃时，排气温度≥115℃或系统高压压力≥2.8mpa或压缩机电流≥额定电流*1.4a，保持除霜运行，启动风机运行时间1min后：

1)如果除霜运行时间≥10min且盘管温度≥18℃，则停止除霜运行，关闭四通阀2，关闭旁通电磁阀4，机组进行正常制热；

2)如果除霜运行时间≤10min且盘管温度≤18℃时，排气温度≤85℃且高压压力≤2.2mpa且压缩机电流≤额定电流，则关闭风机7，继续除霜，直到满足除霜运行时间≥10min且盘管温度≥18℃，停止除霜，关闭四通阀2，关闭旁通电磁阀4，启动风机7，进入正常制热运行。

本发明通过在换热器和翅片换热器之间的管路上并联设置有旁通电磁阀和膨胀阀，热泵系统除霜时，同时打开膨胀阀和旁通电磁阀，打开膨胀阀和旁通电磁阀对流入的冷媒进行分流，增大管路中冷媒流动的总流量，从而加大进入翅片换热器的冷媒流量，达到加强除霜的作用；还在压缩机上安装有电流传感器、高压压力传感器和排气探头，用于对压缩机的电流值进行检测，同时对排出的高温高压气体进行压力检测，通过检测排气、高压压力、电流值来控制室外风机的停启，达到降低冷凝压力的效果，起到保护压缩机、降低机组故障率和延长机组使用寿命的作用。

以上的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。