一种高除霜性能的复叠式高温热泵及其控制方法
【专利摘要】本发明公开了一种高除霜性能的复叠式高温热泵及其控制方法，热泵包括：包括第一换热器、初级系统、次级系统、中间换热器和模式切换单元；方法包括制热模式和除霜模式。本发明在机组除霜时，只需要启动次级系统进行换向除霜，机组除霜时只用了第一换热器的第二/四排管用来散热，因此不会增加水或者冷媒的流动阻力，从而提升了机组除霜/制热效率；而且除霜时不需经过中间换热器，就不存在因为两个系统均开启时受水温影响而导致热量提供不足或过多而影响机组安全高效运行。本发明可广泛应用于热泵机组中。
【专利说明】
一种高除霜性能的复叠式高温热泵及其控制方法
技术领域
[0001]本发明涉及热栗技术领域，尤其涉及一种高除霜性能的复叠式高温热栗及其控制方法。
【背景技术】
[0002]现行的复叠式高温热栗通常采用以下两种方式除霜:
第一种是在初级系统四通阀与板式换热器之间增加水-冷媒换热器，当需要除霜时，次级系统停止工作，初级系统四通阀换向除霜，但是这样除霜方式因为水-冷媒换热器位于初级系统主回路上，不论制热和除霜都需要经过此换热器，从而增加了冷媒流动和水流动的阻力，影响了机组的除霜效率和制热效率；
第二种是对初级系统和次级系统同时开启换向除霜，但是这样的除霜方式容易受次级系统水温的影响，当次级系统水温高，提供的热量高于初级系统除霜所需要的热量，初级系统容易出现报高压的现象；当次级系统水温低，提供的热量低于初级系统除霜所需要的热量，初级系统容易出现报低压的现象;从而影响了机组安全高效运行。
【发明内容】
[0003]为了解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种能提高工作效率，且保证机组稳定运行的一种高除霜性能的复叠式高温热栗及其控制方法。
[0004]本发明所采取的技术方案是:
一种高除霜性能的复叠式高温热栗，包括第一换热器、初级系统、次级系统、中间换热器和模式切换单元，所述第一换热器的第一输出端与初级系统的第一输入端连接，所述第一换热器的第一输入端与第一换热器的第一输出端内部连通，所述第一换热器的第一输入端与初级系统的第一输出端连接，所述中间换热器连接在初级系统与次级系统之间，所述第一换热器的第二输入端与第一换热器的第二输出端内部连通，所述第一换热器的第二输入端连接至次级系统，所述第一换热器的第二输出端连接至模式切换单元的输入端，所述模式切换单元的输出端连接至中间换热器的第二输入端，所述模式切换单元与次级系统连接。
[0005]作为所述的一种高除霜性能的复叠式高温热栗的进一步改进，所述模式切换单元包括第一电磁二通阀和第二电磁二通阀，所述次级系统分别与第一电磁二通阀的输入端和第二电磁二通阀的输出端连接，所述第一电磁二通阀的输出端连接至中间换热器的第二输入端，所述第二电磁二通阀的输入端连接至第一换热器的第二输出端。
[0006]作为所述的一种高除霜性能的复叠式高温热栗的进一步改进，所述初级系统包括第一压缩机、第一四通阀、第一气液分离器和第一节流装置，所述第一压缩机的输出端连接至第一四通阀的D口，所述第一四通阀的C口连接至中间换热器的第一输入端，所述中间换热器的第一输出端通过第一节流装置进而连接至第一换热器的第一输入端，所述第一换热器的第一输出端连接至第一四通阀的E口，所述第一四通阀的S口通过第一气液分离器进而连接至第一压缩机的输入端。
[0007]作为所述的一种高除霜性能的复叠式高温热栗的进一步改进，所述次级系统包括第二压缩机、第二四通阀、第二气液分离器、第二换热器和第二节流装置，所述第二压缩机的输出端连接至第二四通阀的D口，所述第二四通阀的C口通过第二换热器进而连接至第二节流装置的第一端，所述第二节流装置的第二端分别与第一电磁二通阀的输入端和第二电磁二通阀的输出端连接，所述第二四通阀的E 口分别与中间换热器的第二输出端和第一换热器的第二输入端相连接，所述第二四通阀的S 口通过第二气液分离器进而连接至第二压缩机的输入端。
[0008]作为所述的一种高除霜性能的复叠式高温热栗的进一步改进，所述中间换热器为板式换热器。
[0009]作为所述的一种高除霜性能的复叠式高温热栗的进一步改进，所述第一换热器为翅片管式换热器。
[0010]本发明所采用的另一技术方案是:
一种应用于所述的高除霜性能的复叠式高温热栗的控制方法，包括制热模式和除霜模式，
所述制热模式为:对初级系统和次级系统同时开启，并打开第一电磁二通阀和关闭第二电磁二通阀，从而初级系统和次级系统同时进行制热氟路循环；
所述除霜模式为:关闭初级系统，开启次级系统，并关闭第一电磁二通阀和打开第二电磁二通阀，所述次级系统与第一换热器进行除霜氟路循环。
[0011]作为所述的控制方法的进一步改进，所述次级系统与第一换热器进行除霜氟路循环，其具体包括:
所述第二压缩机排出高温高压的制冷剂气体；
将高温高压的制冷剂气体从第二四通阀的D 口流进，并从第二四通阀的E 口流出，进入第一换热器的第二 /四排管进行冷凝后变成低温高压的制冷剂液体；
将所述的低温高压的制冷剂液体流入第二节流装置中节流降压后，进入中第二换热器蒸发，并将完成蒸发之后得到的低温低压制冷剂气体依次经过第二四通阀的C口和S口，然后进入第二气液分离器，再从第二气液分离器流出，从第二压缩机的输入端回到第二压缩机，完成了除霜氟路的循环。
[0012]本发明的有益效果是:
本发明在机组除霜时，只需要启动次级系统进行换向除霜，此时第二换热器为蒸发器，第一换热器为冷凝器，机组除霜时只用了第一换热器的第二 /四排管用来散热，因此不会增加水或者冷媒的流动阻力，从而提升了机组除霜/制热效率;而且除霜时不需经过中间换热器，就不存在因为两个系统均开启时受水温影响而导致热量提供不足或过多而影响机组安全高效运行。进一步，本发明中初级系统制热蒸发和次级系统除霜冷凝都是在第一换热器中进行，能提升机组的除霜性能。进一步，本发明中第一换热器第二 /四排管内制冷剂通过第二四通阀连接到第二压缩机，当机组转为制热模式时，留存在换热器第二 /四排管内部的制冷剂能够流回到第二压缩机，保证了机组的安全稳定运行。
【附图说明】
[0013]下面结合附图对本发明的【具体实施方式】作进一步说明:
图1是本发明一种高除霜性能的复叠式高温热栗的结构示意图；
图2是本发明控制方法的步骤流程图。
【具体实施方式】
[0014]参考图1，本发明一种高除霜性能的复叠式高温热栗，包括第一换热器1、初级系统
2、次级系统4、中间换热器3和模式切换单元5，所述第一换热器I的第一输出端与初级系统2的第一输入端连接，所述第一换热器I的第一输入端与第一换热器I的第一输出端内部连通，所述第一换热器I的第一输入端与初级系统2的第一输出端连接，所述中间换热器3连接在初级系统2与次级系统4之间，所述第一换热器I的第二输入端与第一换热器I的第二输出端内部连通，所述第一换热器I的第二输入端连接至次级系统4，所述第一换热器I的第二输出端连接至模式切换单元5的输入端，所述模式切换单元5的输出端连接至中间换热器3的第二输入端，所述模式切换单元5与次级系统4连接。
[0015]进一步作为优选的实施方式，所述模式切换单元5包括第一电磁二通阀51和第二电磁二通阀52，所述次级系统4分别与第一电磁二通阀51的输入端和第二电磁二通阀52的输出端连接，所述第一电磁二通阀51的输出端连接至中间换热器3的第二输入端，所述第二电磁二通阀52的输出端连接至第一换热器I的第二输出端。
[0016]进一步作为优选的实施方式，所述初级系统4包括第一压缩机21、第一四通阀22、第一气液分离器23和第一节流装置24，所述第一压缩机21的输出端连接至第一四通阀22的D口，所述第一四通阀22的C口连接至中间换热器3的第一输入端，所述中间换热器3的第一输出端通过第一节流装置24进而连接至第一换热器I的第一输入端，所述第一换热器I的第一输出端连接至第一四通阀22的E口，所述第一四通阀22的S口通过第一气液分离器23进而连接至第一压缩机21的输入端。
[0017]进一步作为优选的实施方式，所述次级系统4包括第二压缩机41、第二四通阀42、第二气液分离器43、第二换热器44和第二节流装置45，所述第二压缩机41的输出端连接至第二四通阀42的D口，所述第二四通阀42的C口通过第二换热器44进而连接至第二节流装置45的第一端，所述第二节流装置45的第二端分别与第一电磁二通阀51的输入端和第二电磁二通阀52的输出端连接，所述第二四通阀42的E 口分别与中间换热器3的第二输出端和第一换热器I的第二输入端相连接，所述第二四通阀42的S 口通过第二气液分离器43进而连接至第二压缩机41的输入端。
[0018]进一步作为优选的实施方式，所述中间换热器3为板式换热器。
[0019]进一步作为优选的实施方式，所述第一换热器I为翅片管式换热器。
[0020]参考图2，本发明一种应用于所述的高除霜性能的复叠式高温热栗的控制方法，包括制热模式和除霜模式，
所述制热模式为:对初级系统2和次级系统4同时开启，并打开第一电磁二通阀51和关闭第二电磁二通阀52，从而初级系统2和次级系统4同时进行制热氟路循环；
所述除霜模式为:关闭初级系统2，开启次级系统4，并关闭第一电磁二通阀51和打开第二电磁二通阀52，所述次级系统4与第一换热器I进行除霜氟路循环。
[0021]进一步作为优选的实施方式，所述次级系统2与第一换热器I进行除霜氟路循环，其具体包括:
所述第二压缩机排出高温高压的制冷剂气体；
将高温高压的制冷剂气体从第二四通阀42的D 口流进，并从第二四通阀42的E 口流出，进入第一换热器I的第二 /四排管进行冷凝后变成低温高压的制冷剂液体；
将所述的低温高压的制冷剂液体流入第二节流装置45中节流降压后，进入中第二换热器44蒸发，并将完成蒸发之后得到的低温低压制冷剂气体依次经过第二四通阀42的C 口和S口，然后进入第二气液分离器43，再从第二气液分离器43流出，从第二压缩机41的输入端回到第二压缩机41，完成了除霜氟路的循环。
[0022]本发明实施例中，第一换热器I更换为五排的翅片管式换热器，其中第一/三/五排管用于初级系统2换热，与第一四通阀22的E 口和第一节流装置24相通;第二 /四排管用于次级系统4除霜换热，与第二电磁二通阀52和第二四通阀42的E 口相连。
[0023]当处于制热模式时，机组在制热模式下，初级系统2和次级系统4都需要同时开启，第一电磁二通阀51开启，第二电磁二通阀52关闭，其具体制热工作原理如下:
初级系统:第一压缩机21排出高温高压的制冷剂气体，高温高压制冷剂气体从第一四通阀22的D口流进，从第一四通阀22的C口流出，进入中间换热器3进行冷凝后变成低温高压的制冷剂液体，此时，冷凝后制冷剂所散发的热量用于次级系统4蒸发所需的热量，而从中间换热器3流出的低温高压制冷剂液体流入第一节流装置24中节流降压后，进入第一换热器I的第一/三/五排管中进行蒸发。完成蒸发之后的低温低压制冷剂气体依次经过第一四通阀22的E 口、S口，进入第一气液分离器23，再从第一气液分离器23流出，从第一压缩机21的回气口回到第一压缩机21，完成了制热氟路的循环。
[0024]次级系统:第二压缩机41排出高温高压的制冷剂气体，高温高压制冷剂气体从第二四通阀42的D口流进，从第二四通阀42的C口流出，进入第二换热器44进行冷凝后变成低温高压的制冷剂液体，从第二换热器44流出的低温高压制冷剂液体流入第二节流装置45中节流降压后，进入中间换热器3中通过吸收初级系统2所散发的热量用来蒸发，完成蒸发之后的低温低压制冷剂气体依次经过第二四通阀42的E口 4口，进入第二气液分离器43，再从第二气液分离器43流出，从第二压缩机41的回气口回到第二压缩机41，完成了制热氟路的循环。
[0025]当处于除霜模式时，机组在除霜模式下，初级系统2关闭，次级系统4开启，第二电磁二通阀52开启，第一电磁二通阀51关闭，其具体除霜工作原理如下:
次级系统:第二压缩机41排出高温高压的制冷剂气体，高温高压制冷剂气体从第二四通阀42的D口流进，从第二四通阀42的E口流出，进入第一换热器I的第二/四排管进行冷凝后变成低温高压的制冷剂液体，从第一换热器I流出的低温高压制冷剂液体流入第二节流装置45中节流降压后，进入第二换热器44中蒸发，完成蒸发之后的低温低压制冷剂气体依次经过第二四通阀42的C口、S口，进入第二气液分离器43，再从第二气液分离器43流出，从第二压缩机41的回气口回到第二压缩机41，完成了除霜氟路的循环。
[0026]从上述内容可知，本发明在机组除霜时，只需要启动次级系统4进行换向除霜，此时第二换热器44为蒸发器，第一换热器I为冷凝器，机组除霜时只用了第一换热器I的第二 /四排管用来散热，因此不会增加水或者冷媒的流动阻力，从而提升了机组除霜/制热效率；而且除霜时不需经过中间换热器3，就不存在因为两个系统均开启时受水温影响而导致热量提供不足或过多而影响机组安全高效运行。
[0027]以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。
【主权项】
1.一种高除霜性能的复叠式高温热栗，其特征在于:包括第一换热器、初级系统、次级系统、中间换热器和模式切换单元，所述第一换热器的第一输出端与初级系统的第一输入端连接，所述第一换热器的第一输入端与第一换热器的第一输出端内部连通，所述第一换热器的第一输入端与初级系统的第一输出端连接，所述中间换热器连接在初级系统与次级系统之间，所述第一换热器的第二输入端与第一换热器的第二输出端内部连通，所述第一换热器的第二输入端连接至次级系统，所述第一换热器的第二输出端连接至模式切换单元的输入端，所述模式切换单元的输出端连接至中间换热器的第二输入端，所述模式切换单元与次级系统连接。2.根据权利要求1所述的一种高除霜性能的复叠式高温热栗，其特征在于:所述模式切换单元包括第一电磁二通阀和第二电磁二通阀，所述次级系统分别与第一电磁二通阀的输入端和第二电磁二通阀的输出端连接，所述第一电磁二通阀的输出端连接至中间换热器的第二输入端，所述第二电磁二通阀的输入端连接至第一换热器的第二输出端。3.根据权利要求1所述的一种高除霜性能的复叠式高温热栗，其特征在于:所述初级系统包括第一压缩机、第一四通阀、第一气液分离器和第一节流装置，所述第一压缩机的输出端连接至第一四通阀的D口，所述第一四通阀的C口连接至中间换热器的第一输入端，所述中间换热器的第一输出端通过第一节流装置进而连接至第一换热器的第一输入端，所述第一换热器的第一输出端连接至第一四通阀的E口，所述第一四通阀的S口通过第一气液分离器进而连接至第一压缩机的输入端。4.根据权利要求2所述的一种高除霜性能的复叠式高温热栗，其特征在于:所述次级系统包括第二压缩机、第二四通阀、第二气液分离器、第二换热器和第二节流装置，所述第二压缩机的输出端连接至第二四通阀的D口，所述第二四通阀的C口通过第二换热器进而连接至第二节流装置的第一端，所述第二节流装置的第二端分别与第一电磁二通阀的输入端和第二电磁二通阀的输出端连接，所述第二四通阀的E 口分别与中间换热器的第二输出端和第一换热器的第二输入端相连接，所述第二四通阀的S 口通过第二气液分离器进而连接至第二压缩机的输入端。5.根据权利要求1所述的一种高除霜性能的复叠式高温热栗，其特征在于:所述中间换热器为板式换热器。6.根据权利要求1?5任一项所述的一种高除霜性能的复叠式高温热栗，其特征在于:所述第一换热器为翅片管式换热器。7.—种应用于权利要求1?5任一项所述的高除霜性能的复叠式高温热栗的控制方法，其特征在于，包括制热模式和除霜模式， 所述制热模式为:对初级系统和次级系统同时开启，并打开第一电磁二通阀和关闭第二电磁二通阀，从而初级系统和次级系统同时进行制热氟路循环； 所述除霜模式为:关闭初级系统，开启次级系统，并关闭第一电磁二通阀和打开第二电磁二通阀，所述次级系统与第一换热器进行除霜氟路循环。8.根据权利要求7所述的控制方法，其特征在于:所述次级系统与第一换热器进行除霜氟路循环，其具体包括: 所述第二压缩机排出高温高压的制冷剂气体； 将高温高压的制冷剂气体从第二四通阀的D 口流进，并从第二四通阀的E 口流出，进入第一换热器的第二 /四排管进行冷凝后变成低温高压的制冷剂液体； 将所述的低温高压的制冷剂液体流入第二节流装置中节流降压后，进入中第二换热器蒸发，并将完成蒸发之后得到的低温低压制冷剂气体依次经过第二四通阀的C口和S口，然后进入第二气液分离器，再从第二气液分离器流出，从第二压缩机的输入端回到第二压缩机，完成了除霜氟路的循环。
【文档编号】F25B41/06GK105937822SQ201610459418
【公开日】2016年9月14日
【申请日】2016年6月21日
【发明人】杜泽波, 刘远辉, 唐文晖, 高翔
【申请人】广东芬尼克兹节能设备有限公司