一种自化霜连续供热的多蒸发器热泵及其控制方法与流程

本发明涉及热泵应用领域，特别是涉及一种自化霜连续供热的多蒸发器热泵及其控制方法。

背景技术：

目前市场上的热泵基本功能都可以实现制热和制冷，可用于冬季采暖与夏季制冷。在采暖过程中必须对蒸发器进行化霜，现有的热泵结构，在化霜时热泵需要停止制热，才能进行化霜。停止制热会影响采暖效果，对于采用风机盘管作为采暖末端的影响尤其大，同时热泵系统管路还要不断受到冷热冲击。影响管路的使用寿命。

技术实现要素：

本发明为了解决现有技术中存在的不足，提供了一种能够实现连续供热、自热化霜的多蒸发器热泵。

本发明还提供一种使用所述的自化霜连续供热的多蒸发器热泵进行化霜、制热和制冷的控制方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

本发明实施例提供一种自化霜连续供热的多蒸发器热泵，包括至少一个蒸发器、压缩机、冷凝器、第一膨胀阀和第二膨胀阀；

所述蒸发器为两个以上，两个以上的蒸发器为并联连接；

所述压缩机的出口连接第一阀门，所述第一阀门通过第一管道连接冷凝器的进口，所述冷凝器的出口通过第二管道连接第一膨胀阀，所述第一膨胀阀通过第三管道连接两个以上蒸发器第一进口阀门，每个所述蒸发器第一进口阀门连接相应的蒸发器的进口，所述蒸发器的出口连接相应的蒸发器第一出口阀门，两个以上所述蒸发器第一出口阀门通过第四管道、气液分离器连接所述压缩机的进口；

所述第四管道连接第五管道，所述第五管道通过第二阀门连接冷凝器的进口；

所述压缩机的出口连接第六管道，所述第六管道连接两个以上蒸发器第二进口阀门，每个所述蒸发器第二进口阀门连接相应的蒸发器的进口，所述蒸发器的出口连接相应的蒸发器第二出口阀门，两个以上所述蒸发器第二出口阀门通过第七管道连接第二膨胀阀，所述第二膨胀阀连接冷凝器的出口。

至少一个蒸发器上设有一进口管道和一出口管道；

至少一个所述进口管道连接有进口三通管，所述进口三通管的一个管口通过第一蒸发器第一进口阀门连接所述第三管道，另一个管口通过第一蒸发器第二进口阀门连接所述第六管道；

至少一个所述出口管道连接有出口三通管，所述出口三通管的一个管口通过第一蒸发器第一出口阀门连接所述第四管道，另一个管口通过另一个第一蒸发器第二出口阀门连接所述第七管道。

进一步地，每个所述蒸发器上均设有一个进口管道和一个出口管道，所述进口管道和出口管道上均连接有三通管，所述三通管的两个管口分别连接有阀门。

所述第五管道通过第二阀门连接所述第一管道。

所述第二膨胀阀连接所述第二管道。

所述第一阀门、第二阀门、第一蒸发器第一进口阀门、第一蒸发器第二进口阀门、第一蒸发器第一出口阀门和第一蒸发器第二出口阀门均为电磁阀。

本发明还提供一种使用上述的自化霜连续供热的多蒸发器热泵进行化霜、制热和制冷的控制方法，包括以下步骤：

在制热工作时，当所有蒸发器都不需要化霜时，打开第一阀门、蒸发器第一进口阀门、蒸发器第一出口阀门、第二膨胀阀和第一膨胀阀打开，其余阀门关闭，冷媒依次经压缩机出口、第一阀门、第一管道、冷凝器的进口、冷凝器的出口、第二管道、第一膨胀阀、第三管道、蒸发器第一进口阀门、蒸发器的进口、蒸发器、蒸发器的出口、蒸发器第一出口阀门、第四管道、气液分离器和压缩机的进口进入压缩机循环不断地进行吸热、压缩、放热，对外供热；

当某个蒸发器需要化霜时，在制热工作正常运转的状态下，先关闭需要化霜的蒸发器一侧的蒸发器第一进口阀门和蒸发器第一出口阀门，打开需要化霜的蒸发器一侧的蒸发器第二进口阀门和蒸发器第二出口阀门，使化霜循环回路开通，经压缩机加压升温后的冷媒会有一部分分流到第六管道，依次经过蒸发器第二进口阀门、蒸发器的进口、需要化霜的蒸发器、蒸发器的出口、蒸发器第二出口阀门、第七管道和第二膨胀阀后，进入第二管道或冷凝器，之后再通过第一膨胀阀进入正在吸热的蒸发器吸热后回到压缩机；

在制冷工作时，打开第二阀门、蒸发器第二进口阀门、蒸发器第二出口阀门和第二膨胀阀打开，其余阀门关闭，冷媒依次经压缩机出口、第六管路、蒸发器第二进口阀门、蒸发器的进口、蒸发器、蒸发器的出口、蒸发器第二出口阀门、第七管道、第二膨胀阀、冷凝器出口、冷凝器和冷凝器的进口，然后进入第一管道后进入第二阀门或通过冷凝器的进口直接进入第二阀门，经第二阀门后依次进入第五管道、第四管道、气液分离器和压缩机的进口后进入压缩机循环，对外提供冷量。

本发明可以保证热泵系统在化霜的时候不间断的供热、实现制热的同时对需要化霜的蒸发器进行化霜、系统管路运行模式在整个采暖季都是相同的，系统运行更稳定。

附图说明

图1为本发明实施例提供的自化霜连续供热的多蒸发器热泵的原理图；

图2为本发明在制热同时为其中一个需要化霜蒸发器化霜的运行图；

图3为本发明在制冷时的系统运行图。

图中：1压缩机、2冷凝器、3第一蒸发器、4第二蒸发器、5第三蒸发器、6第一阀门、7第二阀门、8第二膨胀阀、9第一膨胀阀、10第一蒸发器第一出口阀门、11第一蒸发器第二出口阀门、12第一蒸发器第二进口阀门、13第一蒸发器第一进口阀门、14第二蒸发器第一出口阀门、15第二蒸发器第二出口阀门、16第二蒸发器第二进口阀门、17第二蒸发器第一进口阀门、18第三蒸发器第一出口阀门、19第三蒸发器第二出口阀门、20第三蒸发器第二进口阀门、21第三蒸发器第一进口阀门、22第一管道、23第二管道、24第三管道、25第四管道、26第五管道、27第六管道、28第七管道、29进口三通管、30出口三通管，31气液分离器。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明，但不作为对本发明的限定。

参见图1，一种自化霜连续供热的多蒸发器热泵，包括蒸发器、压缩机1、冷凝器2、第一膨胀阀9和第二膨胀阀8；

所述蒸发器为两个以上，两个以上的蒸发器为并联连接；

蒸发器包括第一蒸发器3、第二蒸发器4和第三蒸发器5；

压缩机1的出口连接第一阀门6，第一阀门6通过第一管道22连接冷凝器2的进口，冷凝器2的出口通过第二管道23连接第一膨胀阀9，第一膨胀阀9通过第三管道24连接第一蒸发器第一进口阀门13，第一蒸发器第一进口阀门13连接第一蒸发器3的进口，第一蒸发器3的出口连接第一蒸发器第一出口阀门10，第一蒸发器第一出口阀门10通过第四管道25、气液分离器31连接压缩机1的进口；

第三管道24还连接第二蒸发器第一进口阀门17，第二蒸发器第一进口阀门17连接第二蒸发器4的进口，第二蒸发器4的出口连接第二蒸发器第一出口阀门14，第二蒸发器第一出口阀门14连接第四管道25；

第三管道24还连接第三蒸发器第一进口阀门21，第三蒸发器第一进口阀门21连接第三蒸发器5的进口，第三蒸发器5的出口连接第三蒸发器第一出口阀门18，第一蒸发器第一出口阀门18连接第四管道25；

第四管道25连接第五管道26，第五管道26通过第二阀门7连接冷凝器2的进口；

压缩机1的出口连接第六管道27，第六管道27连接第一蒸发器第二进口阀门12，第一蒸发器第二进口阀门12连接第一蒸发器3的进口，第一蒸发器3的出口连接第一蒸发器第二出口阀门11，第一蒸发器第二出口阀门11通过第七管道28连接第二膨胀阀8，第二膨胀阀8连接冷凝器2的出口；

第六管道27还连接第二蒸发器第二进口阀门16，第二蒸发器第二进口阀门16连接第二蒸发器4的进口，第二蒸发器4的出口连接第二蒸发器第二出口阀门15，第二蒸发器第二出口阀门15连接第七管道28；

第六管道27还连接第三蒸发器第二进口阀门20，第三蒸发器第二进口阀门20连接第三蒸发器5的进口，第三蒸发器5的出口连接第三蒸发器第二出口阀门19，第三蒸发器第二出口阀门19连接第七管道28。

采用本发明的自化霜连续供热的多蒸发器热泵能够实现连续供热和自热化霜，确保供热系统的稳定运行。

优选地，蒸发器为两个以上，两个以上的蒸发器为并联连接；

至少一个蒸发器上设有一进口管道和一出口管道；

至少一个所述进口管道连接有进口三通管29，进口三通管29的一个管口通过第一蒸发器第一进口阀门13连接第三管道24，另一个管口通过第一蒸发器第二进口阀门12连接第六管道27；

至少一个所述出口管道连接有出口三通管30，出口三通管30的一个管口通过第一蒸发器第一出口阀门10连接第四管道25，另一个管口通过另一个第一蒸发器第二出口阀门11连接第七管道28。

采用三通管连接可以使蒸发器内的一套换热管路在多个蒸发器并联的情况下实现吸热和化霜两个功能。

进一步地，每个所述蒸发器上均设有一个进口管道和一个出口管道，所述进口管道和出口管道上均连接有三通管，所述三通管的两个管口分别连接有阀门。

第三蒸发器4和第四蒸发器5的进出口均设有三通管；

进口三通管29的一个管口通过第二蒸发器第一进口阀门17连接第三管道24，另一个管口通过第二蒸发器第二进口阀门16连接第六管道27；

出口三通管30的一个管口通过第二蒸发器第一出口阀门14连接第四管道25，另一个管口通过另一个第二蒸发器第二出口阀门15连接第七管道28。

进口三通管29的一个管口通过第三蒸发器第一进口阀门21连接第三管道24，另一个管口通过第三蒸发器第二进口阀门20连接第六管道27；

出口三通管30的一个管口通过第三蒸发器第一出口阀门18连接第四管道25，另一个管口通过另一个第三蒸发器第二出口阀门19连接第七管道28。

进一步地，第五管道26通过第二阀门7连接第一管道22。

进一步地，第二膨胀阀8连接第二管道23。

进一步地，为了实现自动控制，第一阀门6、第二阀门7、蒸发器第一进口阀门、蒸发器第二进口阀门、蒸发器第一出口阀门和蒸发器第二出口阀门均为电磁阀。

具体地，第一蒸发器第一出口阀门10、第一蒸发器第二出口阀门11、第一蒸发器第二进口阀门12、第一蒸发器第一进口阀门13、第二蒸发器第一出口阀门14、第二蒸发器第二出口阀门15、第二蒸发器第二进口阀门16、第二蒸发器第一进口阀门17、第三蒸发器第一出口阀门18、第三蒸发器第二出口阀门19、第三蒸发器第二进口阀门20和第三蒸发器第一进口阀门21均为电磁阀。

本发明还提供一种使用上述的自化霜连续供热的多蒸发器热泵进行化霜、制热和制冷的控制方法，包括以下步骤：

如图2所示，在制热工作时，当所有蒸发器都不需要化霜时，打开第一阀门6、第一蒸发器第一进口阀门13、第一蒸发器第一出口阀门10、第二蒸发器第一进口阀门17、第二蒸发器第一出口阀门14、第三蒸发器第一进口阀门21、第三蒸发器第一出口阀门18、第二膨胀阀8和第一膨胀阀9，其余阀门关闭，冷媒依次经压缩机1出口、第一阀门6、第一管道22、冷凝器2的进口、冷凝器2的出口、第二管道23、第一膨胀阀9和第三管道24、从第三管道24分别分三路最终汇入第四管道25；

第一路：从第三管道24依次进入第一蒸发器第一进口阀门13、第一蒸发器3的进口、第一蒸发器3、第一蒸发器3的出口、第一蒸发器第一出口阀门10和第四管道25；

第二路：从第三管道24依次进入第二蒸发器第一进口阀门17、第二蒸发器4的进口、第二蒸发器4、第二蒸发器4的出口、第二蒸发器第一出口阀门14和第四管道25；

第三路：从第三管道24依次进入第三蒸发器第一进口阀门21，第三蒸发器5的进口、第三蒸发器5、第三蒸发器5的出口、第三蒸发器第一出口阀门18和第四管道25；

冷媒再经第四管道25依次进入压缩机1的进口进入压缩机循环，不断地进行吸热、压缩、放热，对外供热；

当某个蒸发器需要化霜时，以第一蒸发器3需要化霜为例，在制热工作正常运转的状态下，先关闭需要化霜的第一蒸发器3一侧的第一蒸发器第一进口阀门13和第一蒸发器第一出口阀门10，打开需要化霜的第一蒸发器3一侧的第一蒸发器第二进口阀门12和第一蒸发器第二出口阀门11，使化霜循环回路开通，经压缩机1加压升温后的冷媒会有一部分分流到第六管道27，依次经过第一蒸发器第二进口阀门12、第一蒸发器3的进口、需要化霜的第一蒸发器3、第一蒸发器3的出口、第一蒸发器第二出口阀门11、第七管道28和第二膨胀阀8后，进入第二管道23，也可以直接进入冷凝器2，之后再通过第一膨胀阀9进入正在吸热的蒸发器吸热后回到压缩机；

参见图2，双箭头表示制热循环，单箭头表示制冷循环。

如图3所示，双箭头表示制冷循环，在制冷工作时，打开第二阀门7、第一蒸发器第二进口阀门12、第一蒸发器第二出口阀门11、第二蒸发器第二进口阀门16、第二蒸发器第二出口阀门15、第三蒸发器第二进口阀门20、第三蒸发器第二出口阀门19和第二膨胀阀8打开，其余阀门关闭，冷媒依次经压缩机1的出口和第六管路27，从第六管路27分别分三路最终汇入第七管道28；

第一路：从第六管道27依次进入第一蒸发器第二进口阀门12、第一蒸发器3的进口、第一蒸发器3、第一蒸发器3的出口和第一蒸发器第二出口阀门11和第七管道28；

第二路：从第六管道27依次进入第二蒸发器第二进口阀门16、第二蒸发器4的进口、第二蒸发器4、第二蒸发器4的出口和第二蒸发器第二出口阀门15和第七管道28；

第三路：从第六管道27依次进入第三蒸发器第二进口阀门20、第三蒸发器5的进口、第三蒸发器5、第三蒸发器5的出口和第三蒸发器第二出口阀门19和第七管道28；

冷媒再经第七管道28依次进入第二膨胀阀8、冷凝器2的出口、冷凝器2和冷凝器2的进口，然后进入第一管道22后进入第二阀门7，也可以通过冷凝器2的进口直接进入第二阀门7，经第二阀门7后依次进入第五管道26、第四管道23、气液分离器31和压缩机1的进口后进入压缩机循环，对外提供冷量。

本发明采用两个以上独立蒸发器单元并联工作，在正常制热工况下，可以对其中一个或多个蒸发器单元进项化霜，本发明的化霜不需要四通阀的切换，可以保证热泵系统在化霜的时候不间断的供热、实现制热的同时对需要化霜的蒸发器进行化霜、系统管路运行模式无需切换，在整个采暖季都是相同的，系统运行更稳定。

以上所述的实施例，只是本发明较优选的具体实施方式的一种，本领域的技术人员在本发明技术方案范围内进行的通常变化和替换都应包含在本发明的保护范围内。