一种低温热泵底盘融霜装置、系统及控制方法与流程

本发明涉及一种低温热泵底盘的融霜装置、系统及控制方法，更确切地说，本发明涉及一种利用从压缩机的排气口引出的外部融霜装置实现低温热泵底盘的融霜的系统及方法。

背景技术：

随着北方大面积推广热泵采暖替代普通锅炉燃煤取暖，低温空气源热泵机组应用越来越广泛，热泵机组在使用过程中，当环境温度较低，蒸发温度低于零度时，外机翅片换热器容易结霜，化霜后的冷凝水延翅片流入底盘排水孔。

由于机组安装位置及底盘排水影响，部分化霜冷凝水可能来不及排放至室外累积在底盘排水孔附近，甚至结冰直接堵塞排水孔，长时间累积导致整个底盘结冰，严重影响热泵机组化霜效率及运行可靠性。

目前普遍使用的底盘融冰装置主要是在底盘增加电加热带，通过底盘电加热带产生的热量融化冰层，但此种方式电加热带运行时间较长，比较耗能，融霜效果也并不理想，且电加热带长期热胀冷缩容易老化损坏，不利于整机可靠运行。

技术实现要素：

针对现有底盘融霜方式存在的上述问题，本发明提供一种低温热泵底盘的融霜装置、系统及控制方法，通过从压缩机的排气口引出的外部融霜装置防止底盘结霜。

为了解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

本发明提供一种低温热泵底盘融霜装置，所述低温热泵包括压缩机、底盘、翅片换热器和冷媒与水换热器，所述融霜装置包括设置于所述底盘上的融霜管路，所述融霜管路从压缩机的排气口引出，形成旁通管路，所述旁通管路上设置有融霜电子膨胀阀，所述融霜管路从翅片换热器与冷媒与水换热器之间的管路引回。

更进一步地，所述融霜管路由铜管铺设而成。

更进一步地，所述底盘上设置有排水孔，所述融霜管路延底盘排水孔呈s形弯曲盘放铺设。

更进一步地，所述融霜管路与底盘之间涂有界面导热材料。

更进一步地，所述界面导热材料为散热硅胶。

更进一步地，所述融霜管路上包裹有卡扣，通过自攻钉将融霜管路固定在底盘上。

本发明还提供一种低温热泵底盘融霜系统，包括压缩机、四通阀、冷媒与水换热器、翅片换热器、气液分离器、水泵，还包括上述的低温热泵底盘融霜装置，所述融霜系统包括：

系统正常制热回路：制冷剂经压缩机压缩成高温高压气态冷媒，流向四通阀进入冷媒与水换热器，高温高压制冷剂在冷媒与水换热器中与水换热，变成低温高压制冷剂流经系统电子膨胀阀，系统电子膨胀阀将低温高压制冷剂节流成低温低压制冷剂进入室外翅片换热器吸热，吸热后变成低压高温制冷剂流经四通阀，进入气液分离器重新被压缩机吸入压缩，实现系统制热；

系统化霜回路：制冷剂经压缩机压缩成高温高压气态冷媒，流向四通阀进入室外翅片换热器，高温高压制冷剂在换热器中冷媒放热，变成低温高压制冷剂流经系统电子膨胀阀，系统电子膨胀阀将低温高压制冷剂节流成低温低压制冷剂进入冷媒与水换热器，吸热后变成低压高温制冷剂流经四通阀，进入气液分离器重新被压缩机吸入压缩，实现系统化霜；

底盘化霜回路：融霜电子膨胀阀根据开启条件开启，经压缩机压缩成高温高压气态冷媒，一部分直接通过旁通管路流入底盘融霜管路，一部分按系统化霜回路流经四通阀继续完成系统化霜流程。

本发明还提供一种低温热泵底盘融霜方法，包括：

检测底盘融霜进入条件，当满足t4≥设定化霜温度且t2＜t时，融霜电子膨胀阀打开至满足融霜流量的开度a1，累计融霜电子膨胀阀的开启时间；当不满足t4≥设定化霜温度且t2＜t时，融霜电子膨胀阀维持关闭状态，重新检测底盘融霜进入条件；

融霜电子膨胀阀的开度a1维持设定时间t1后，检测是否满足t1≥t2或t1≥t3，若满足，且低温热泵已退出融霜模式，则关闭融霜电子膨胀阀，融霜电子膨胀阀累计开启时间清零；若满足，但压缩机仍未退出融霜模式，则进一步调大电子膨胀阀的开度至a2，累计融霜电子膨胀阀的开启时间；

当不满足t1≥t2或t1≥t3时，进一步调大电子膨胀阀的开度至a2，检测融霜电子膨胀阀累计开启时间，若融霜电子膨胀阀开启时间累计超过设定的底盘融霜时间t2，则关闭融霜电子膨胀阀，融霜电子膨胀阀累计开启时间清零；若融霜电子膨胀阀开启时间累计小于设定的底盘融霜时间t2，则在融霜电子膨胀阀的开度a2维持设定时间t1后，重新检测是否满足t1≥t2或t1≥t3，如此反复循环检测，直至满足条件，退出底盘融霜流程。

其中，所述t是环境温度，所述t1是底盘融霜后的管路温度，所述t2是底盘温度，所述t3是压缩机的排气温度，所述t4是翅片换热器管路上的除霜温度。

更进一步地，所述设定化霜温度为1℃。

更进一步地，所述设定时间t1为1min；所述设定的底盘融霜时间t2为4min；所述融霜电子膨胀阀的所述融霜电子膨胀阀的开度a1为100步；所述融霜电子膨胀阀的开度a2为150步。

本发明的有益效果如下：

本发明利用压缩机排气旁通的方式将旁通管路铺设于底盘上，防止底盘结霜；通过底盘管路几个感温包及旁通管路上的电子膨胀阀控制排气融霜流路的启闭及其冷媒流量，达到融霜节能的最佳控制。

附图说明

图1是底盘融霜管路铺设局部图。

图2是低温热泵系统流程图。

图3是底盘融霜装置判定控制流程图。

图中标记：1、融霜电子膨胀阀；2、底盘；3、融霜管路；4、温度传感器t1；5、温度传感器t2；6、排水孔；7、水泵；8、冷媒与水换热器；9、气液分离器；10、压缩机；11、四通阀；12、翅片换热器；13、系统电子膨胀阀；14、环境温度传感器t；15、排气温度传感器t3；16、化霜温度传感器t4。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细说明。

本发明针对现有在底盘增加电加热带，通过底盘电加热带产生的热量融化冰层的融霜方式存在的电加热带运行时间较长，比较耗能，融霜效果不理想，且电加热带长期热胀冷缩容易老化损坏，不利于整机可靠运行的技术问题，提出一种低温热泵底盘融霜装置、系统及方法。本发明利用压缩机排气旁通的方式将旁通管路铺设于底盘上，防止底盘结霜；通过底盘管路几个感温包及旁通管路上的电子膨胀阀控制排气融霜流路的启闭及其冷媒流量，达到融霜节能的最佳控制。

实施例一

本实施例提供一种如图1所示的低温热泵底盘融霜装置。该装置包括设置于底盘2上的融霜管路3。融霜管路3从压缩机10的排气口引出，形成旁通管路，该旁通管路上设置有融霜电子膨胀阀1。融霜管路3从翅片换热器12与冷媒与水换热器8之间的管路引回。

优选地，本发明对融霜管路的孔径大小和材质没有特殊限制，融霜管路3可根据底盘孔径大小选用不同管径的管路，管路材质优选铜管。

优选地，本发明对融霜管路的铺设方式没有特殊限制，考虑底盘上设置有排水孔6，本实施例将融霜管路3延底盘2上的排水孔6呈s形弯曲盘放铺设。

可选地，融霜管路3与底盘2之间可涂抹散热硅胶等利于导热的界面导热材料，使底盘2与融霜管路3充分接触固定，一方面利于融霜导热加热底盘，另一方面利于融霜管路与底盘之间的固定。

优选地，本发明对融霜管路的固定方式没有特殊限制，可以使用若干数量卡扣包裹铜管，使用自攻钉将融霜管路固定在底盘上。

实施例二

本实施例提供一种如图2所示的低温热泵底盘融霜系统。该系统包括压缩机10、四通阀11、翅片换热器12、融霜电子膨胀阀1、系统电子膨胀阀13、冷媒与水换热器8、气液分离器9、水泵7、底盘融霜管路等。该系统包括系统正常制热流程、系统化霜流程、底盘化霜流程，具体如下：

系统正常制热流程：制冷剂经压缩机10压缩成高温高压气态冷媒，流向四通阀11进入冷媒与水换热器8，冷媒与水换热器8与水泵7相连，高温高压制冷剂在冷媒与水换热器8中与水换热，变成低温高压制冷剂流经系统电子膨胀阀13，系统电子膨胀阀13将低温高压制冷剂节流成低温低压制冷剂进入室外翅片换热器12吸热，吸热后变成低压高温制冷剂流经四通阀11，进入气液分离器9重新被压缩机10吸入压缩，完成制热循环。(如图2中较粗箭头标示)

系统化霜流程：制冷剂经压缩机10压缩成高温高压气态冷媒，流向四通阀11进入室外翅片换热器12，高温高压制冷剂在冷媒与水换热器8中冷媒放热，变成低温高压制冷剂流经系统电子膨胀阀13，系统电子膨胀阀13将低温高压制冷剂节流成低温低压制冷剂进入冷媒与水换热器8，吸热后变成低压高温制冷剂流经四通阀11，进入气液分离器9重新被压缩机10吸入压缩，完成化霜流程。(如图2中较细箭头标示)

底盘化霜流程：在系统进入化霜流程后检测融霜电子膨胀阀1开启条件，满足开启条件后开启融霜电子膨胀阀1，经压缩机10压缩成高温高压气态冷媒一部分直接通过旁通管路流入底盘2内的融霜管路3，一部分按系统化霜流程流经四通阀11继续完成系统化霜流程，流入融霜电子膨胀阀1的高温高压冷媒经底盘2内的融霜管路3冷凝放热，融化凝结在底盘2上的霜层，冷凝后的高压低温制冷剂流入翅片换热器12与系统电子膨胀阀13之间的管路，按系统化霜流程返回压缩机吸气口，完成底盘化霜循环。(如图1箭头标示)

实施例三

本实施例提供一种如图3所示的低温热泵底盘融霜方法。

感温包设置如图1、2所示，环境感温包t用于检测环境温度，温度传感器t1用于检测底盘融霜后管路温度，温度传感器t2用于检测底盘温度，排气温度传感器t3用于检测排气温度传感器，除霜温度传感器t4用于检测翅片换热器管路上温度。

如图3底盘融霜装置判定控制流程图，在热泵主机进入化霜流程后开始检测底盘融冰进入条件，当满足t4≥设定化霜温度(本实施例以1℃为例进行说明)且t2＜t时，即检测外机翅片霜层融化，冷凝水流入底盘开始有结霜趋势时，融霜电子膨胀阀从关闭状态(本实施例以0步为例进行说明)开至初始开度(即满足融霜流量的开度，本实施例以100步为例进行说明)，使高温高压制冷剂流经管路加热底盘，防止冷凝水冻结凝固，使其通过底盘排水孔顺利排出，同时累计融霜电子膨胀阀开启时间。

融霜电子膨胀阀开启设定时间(本实施例以1min为例进行说明)后，检测是否满足t1≥t2或t1≥t3，若满足，且低温热泵机组已退出化霜模式，则关闭融霜电子膨胀阀至0步，切断融霜回路，退出底盘融霜模式，同时融霜电子膨胀阀累计开启时间清零；若满足，但压缩机仍未退出融霜模式，则调大电子膨胀阀的开度(本实施例以调大至150步为例进行说明)，加快冷媒流量(即加快底盘融霜速率)，同时检测融霜电子膨胀阀累计开启时间，检测流程与下述相同。

当不满足t1≥t2或t1≥t3时，调大融霜电子膨胀阀开度至150步，加快冷媒流量(即加快底盘融霜速率)，同时检测融霜电子膨胀阀累计开启时间，若融霜电子膨胀阀开启时间累计超过设定的底盘融霜时间(本实施例以4min为例进行说明)，则关闭膨胀阀退出底盘融霜流程，防止长时间底盘融霜影响整机化霜效率，同时融霜电子膨胀阀累计开启时间清零；若融霜电子膨胀阀开启时间累计小于4min，则返回以上流程，维持融霜电子膨胀阀开度150步1min后，再次检测是否满足t1≥t2或t1≥t3条件，如此反复循环检测，直至满足条件，退出底盘融霜流程。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。