抑制热泵结霜的方法及抑制热泵结霜的装置与流程

本发明涉及热泵机组技术领域，尤其是涉及一种抑制热泵结霜的方法以及实施该方法的抑制热泵结霜的装置。

背景技术：

热泵是一种充分利用低品位热能的高效节能装置，热泵的工作原理就是以逆循环方式迫使热量从低温物体流向高温物体的机械装置。“空气源热泵热水器”把空气中的低温热量吸收进来，通过压缩机压缩增压升温后，再通过换热器转化给水加热。

空气源热泵热水器的热泵机组(室外部分的热泵机组)在低温高湿的环境下，不可避免的结霜。根据名为《冷表面霜晶生长过程的dla模拟》学术会议论文，结霜过程分为三个时期：霜晶生长(凝聚)期、霜层生长期、霜层充分生长期。结霜过程经历了水珠生成、长大、冻结、初始霜晶生成、长发以及霜层成长过程，霜晶在基体冰珠上呈枝状生长，随着霜晶的生长，其与周围空气的接触面积不断增大，通过霜晶表面的散热量是不断增大，则制冷量中用于水蒸气冷凝结霜的冷量不断减少，在此时期一定程度地抑制霜层生长。在霜层生长期，霜层不断加厚，热泵制热量不断衰减，而当霜层到了充分生长期，霜层达到最厚，制热量急剧衰减并达到最小值。

技术实现要素：

本发明提出了一种抑制热泵结霜的方法及抑制热泵结霜的装置，当空气源热泵热水器的热泵机组结霜时，旨在延长霜晶生长(凝聚)期。本发明提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。

为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：

本发明提供的一种抑制热泵结霜的方法，包括以下内容：判断热泵机组的结霜状态且当判断所述热泵机组处于霜晶生长期时，打开与热泵机组节流装置并联的控制阀。

优选地，当判断所述热泵机组处于霜层生长期时，关闭所述控制阀。

优选地，当满足检测的水箱温度t水小于预设温度值s3且检测的室外环境温度t环大于预设温度值h3时，再判断所述热泵机组上的结霜状态以控制所述控制阀的开、关状态。

优选地，当检测的盘管温度t管-检测的室外环境温度t环的差值小于等于预设温度值c与值a的和时，其中a>0，将关闭的所述控制阀打开。

优选地，当检测的盘管温度t管-检测的室外环境温度t环的差值小于预设温度值c时，将打开的所述控制阀关闭。

优选地，检查的室外环境温度t环值位于大于预设温度值h3且小于预设温度值h2的区间内，当检测的水箱温度t水小于预设温度值s3且大于预设温度值s2时，所述预设温度值c为c1。

优选地，检查的室外环境温度t环值位于大于预设温度值h3且小于预设温度值h2的区间内，当检测的水箱温度t水小于预设温度值s2且大于预设温度值s1时，所述预设温度值c为c2；其中，c1≠c2。

优选地，检查的室外环境温度t环值位于大于预设温度值h2且小于预设温度值h1的区间内，当检测的水箱温度t水小于预设温度值s3且大于预设温度值s2时，所述预设温度值c为c3。

优选地，检查的室外环境温度t环值位于大于预设温度值h2且小于预设温度值h1的区间内，当检测的水箱温度t水小于预设温度值s2且大于预设温度值s1时，所述预设温度值c为c4；其中，c3≠c4。

优选地，当检测的水箱温度t水大于预设温度值s3时，所述控制阀处于关闭状态。

优选地，当室外环境温度t环小于预设温度值h3时，所述控制阀处于关闭状态。

优选地，当所述热泵进行除霜模式时，所述控制阀处于关闭状态。

一种实施所述方法的抑制热泵结霜的装置，包括判断模块以及控制模块，其中：所述判断模块用于判断热泵机组的结霜状态且当判断所述热泵机组处于霜晶生长期时，对所述控制模块发出指令；所述控制模块用于收到指令时打开与热泵机组节流装置并联的控制阀。

本发明提出了一种抑制热泵结霜的方法，若控制阀处于打开状态，部分高温高压的冷媒会经过控制流向蒸发器；此时，经过节流装置的冷媒与未经过节流装置的冷媒混合，相对于所有的冷媒均经过节流装置，前者的情况能提高冷媒的温度，进而，进入蒸发器里面的冷媒的温度相对增高了，对蒸发器上的结霜具有一定的抑制作用，在一定程度上能延长霜晶生长(凝聚)期。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的热泵机组各部件连接关系的结构示意图。

图中1-节流装置；2-电磁阀；3-蒸发器；4-压缩机；5-水箱。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。

本发明提供了一种抑制热泵结霜的方法，包括以下内容：判断热泵机组的结霜状态且当判断热泵机组处于霜晶生长期时，打开与热泵机组节流装置1并联的控制阀2。空气源热泵热水器的热泵机组(室外部分的热泵机组)在低温高湿的环境下，容易出现结霜，随着霜晶在蒸发器3上生长，其与周围空气的接触面积不断增大，通过霜晶表面的散热量是不断增大，则制冷量中用于水蒸气冷凝结霜的冷量不断减少，在此时期一定程度地抑制霜层生长，所以，本发明意在延长霜晶生长(凝聚)期，在一定程度上能抑制霜层的生长。参见图1，节流装置1上并联有控制阀2，控制阀2可是电磁阀，当高温高压的液态冷媒经过节流装置1后，会成为低温低压的液体制冷剂，若控制阀2处于打开状态，部分高温高压的冷媒会经过控制流向蒸发器3；此时，经过节流装置1的冷媒与未经过节流装置1的冷媒混合，相对于所有的冷媒均经过节流装置1，前者的情况能提高冷媒的温度，进而，进入蒸发器3里面的冷媒的温度相对增高了，对蒸发器3上的结霜具有一定的抑制作用，能够在一定程度上减缓霜(放慢)晶生长(凝聚)期，换句话说，也可以说在一定程度上能抑制霜层的生长。

作为本发明实施例可选地实施方式，当判断热泵机组处于霜层生长期时，关闭控制阀2。当判断蒸发器3上为霜层生长期时，此时，在打开控制阀2，也没有明显的效果了；当热泵机组处于霜层生长期时，霜层不断加厚，热泵制热量不断衰减，而当霜层到了充分生长期，霜层达到最厚，制热量急剧衰减并达到最小值；所以，当判断热泵机组处于霜层生长期时，通常是启动自动除霜功能，避免霜层对热泵机组换热量的影响。

作为本发明实施例可选地实施方式，当满足检测的水箱温度t水小于预设温度值s3且检测的室外环境温度t环大于预设温度值h3时，再根据热泵机组上的结霜状态来控制控制阀2的开、关状态。水箱温度t水可以是水箱5内热水的温度，水箱温度t水影响经过其的冷媒的温度，冷媒的温度最终会影响到蒸发器3的温度(蒸发器3的温度及为盘管温度t管，蒸发器3的温度可以是蒸发器表面的温度)；通过试验证明，当水箱温度t水较高时，例如大于温度值s3时，此时流入蒸发器3内的冷媒，其温度相对较高，所以，无需再打开控制阀2。

当室外环境温度t环较低，例如低于温度值h3时，由于室外环境温度t环较低，换热器3从室外环境吸收的热量相对少一些，此时，若在打开控制阀2去增加流入蒸发器3内的温度，不利于换热器3换热，会影响到加热水箱5内热水的效率，因此，当室外环境温度t环低于某一温度值时，控制阀2也是一直处于关闭状态的。

仅当满足检测的水箱温度t水小于预设温度值s3且检测的室外环境温度t环大于预设温度值h3的前提下，再根据热泵机组上的结霜状态来控制控制阀2的开、关状态。

作为本发明实施例可选地实施方式，当检测的盘管温度t管-检测的室外环境温度t环的差值小于等于预设温度值c与值a的和时，其中a>0，将关闭的控制阀打开；当检测的盘管温度t管-检测的室外环境温度t环的差值小于预设温度值c时，将打开的控制阀关闭。c值可以理解为，当结霜处于霜晶生长期和霜层生长期的临界状态时，检测的盘管温度t管-检测的室外环境温度t环的差值。当检测的盘管温度t管-检测的室外环境温度t环的差值小于等于预设温度值c与值a的和并大于预设值c时，此时，判断热泵机组处于霜晶生产期；当检测的盘管温度t管-检测的室外环境温度t环的差值小于预设温度值c时，判断热泵机组为霜层生长期。

对于预设温度值c与值a，是系统内预存储的值，其中，当水箱温度t水以及室外环境温度t环不同时，也会影响到预设值c的大小。

作为本发明实施例可选地实施方式，检查的室外环境温度t环值位于大于预设温度值h3且小于预设温度值h2的区间内，当检测的水箱温度t水小于预设温度值s3且大于预设温度值s2时，预设温度值c为c1。也就是说，当检测的室外环境温度t环为h3～h2之间的任意值时、检测的水箱温度t水为s2～s3之间的任意值时，此时，预设温度值c1可以认为为上述环境下的结霜处于霜晶生长期和霜层生长期的临界状态值。

作为本发明实施例可选地实施方式，检查的室外环境温度t环值位于大于预设温度值h3且小于预设温度值h2的区间内，当检测的水箱温度t水小于预设温度值s2且大于预设温度值s1时，预设温度值c为c2；其中，c1≠c2。也就是说，当检测的室外环境温度t环为h3～h2之间的任意值时、检测的水箱温度t水为s1～s2之间的任意值时，此时，预设温度值c2可以认为为上述环境下的结霜处于霜晶生长期和霜层生长期的临界状态值。此外，关于c1与c2的大小情况，根据实验数据，通常c1>c2的。

作为本发明实施例可选地实施方式，检查的室外环境温度t环值位于大于预设温度值h2且小于预设温度值h1的区间内，当检测的水箱温度t水小于预设温度值s3且大于预设温度值s2时，预设温度值c为c3。也就是说，当检测的室外环境温度t环为h2～h1之间的任意值时、检测的水箱温度t水为s2～s3之间的任意值时，此时，预设温度值c3可以认为为上述环境下的结霜处于霜晶生长期和霜层生长期的临界状态值。

作为本发明实施例可选地实施方式，检查的室外环境温度t环值位于大于预设温度值h2且小于预设温度值h1的区间内，当检测的水箱温度t水小于预设温度值s2且大于预设温度值s1时，预设温度值c为c4；其中，c3≠c4。也就是说，当检测的室外环境温度t环为h2～h1之间的任意值时、检测的水箱温度t水为s1～s2之间的任意值时，此时，预设温度值c4可以认为为上述环境下的结霜处于霜晶生长期和霜层生长期的临界状态值；此外，关于c1与c2的大小情况，根据实验数据，通常c3>c4的。

一种实施本发明提供的抑制热泵结霜方法的装置，包括判断模块以及控制模块，其中：判断模块用于判断热泵机组的结霜状态且当判断热泵机组处于霜晶生长期时，对控制模块发出指令；控制模块用于收到指令时打开与热泵机组节流装置1并联的控制阀2。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。