[发明专利]带氟泵除霜功能的空气源热泵机组及其除霜方法

说明书

本发明提供一种带氟泵除霜功能的空气源热泵机组，包括水换热器和第一管路，水换热器通过第一管路依次连接液管二通阀、氟泵、储液器、风换热器和气管二通阀；水换热器的输出端和所述液管二通阀之间的第一管路上连接第二管道一端，第二管道另一端连接于氟泵和储液器之间，第二管道上串联有膨胀阀，水换热器的输入端和气管二通阀之间的第一管路上连接第三管道一端，第三管道另一端连接于气管二通阀和风换热器之间，第三管道上串联有压缩机。本发明的带氟泵除霜功能的空气源热泵机组及其除霜方法，氟泵除霜风换热器的表面温度远低于传统逆循环方案，热损失显著减小，而且氟泵功耗远低于压缩机，除霜能耗小，提高综合运行效率。

技术领域

本发明涉及制冷热泵技术领域，尤其涉及一种带氟泵除霜功能的空气源热泵机组及其除霜方法。

背景技术

空气源热泵冷热水机组在冬季制热时需要除霜，现有技术采用逆循环除霜方法，即切换到制冷模式，从水系统吸收热量，利用压缩机将热量传递到风换热器，使其表面温度升高，将霜融化除去。这种除霜方法简单可行，除霜速度快，效果有保障，但存在如下问题：

1）风换热器将加热到较高的温度，最高可达50℃以上，由于冬季气温低，将有大量热量散发到空气中，气温越低，散热损失越大。此外由于无霜误除霜现象大量存在，逆循环除霜造成的热损耗更大。

2）除霜过程阀门切换，流体换向，系统压力和温度剧烈变化，对系统各部件造成了冲击。也不利于压机正常回油，缩短机组的整体寿命。也产生了额外噪音，加剧空气源热泵的噪声问题。

3）空气源热泵冷热水机组可以制冷和制热，但目前大量存在单制热需求，例如热泵热水器，集中燃煤锅炉改造为空气源热泵的需求等。这些场景不需要制冷，原本可以去掉四通阀等切换部件，简化系统和控制。但由于逆循环除霜方法，必须保留这些机构。事实上四通阀作为易损部件，不仅降低了运行可靠性，也降低了系统运行能效。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的不足，提供一种带氟泵除霜功能的空气源热泵机组及其除霜方法，减小热损失，除霜能耗小，提高综合运行效率。本发明采用的技术方案是：

一种带氟泵除霜功能的空气源热泵机组，其特征在于，包括水换热器和第一管路，所述水换热器通过第一管路依次连接液管二通阀、氟泵、储液器、风换热器和气管二通阀；所述水换热器的输出端和所述液管二通阀之间的第一管路上连接第二管道一端，所述第二管道另一端连接于氟泵和储液器之间，所述第二管道上串联有膨胀阀，所述水换热器的输入端和所述气管二通阀之间的第一管路上连接第三管道一端，所述第三管道另一端连接于气管二通阀和风换热器之间，所述第三管道上串联有压缩机。

优选的是，所述的带氟泵除霜功能的空气源热泵机组，其中，还包括四通阀，所述四通阀的第一端和第二端连接压缩机的两端；所述四通阀的第三端通过第四管道连接于气管二通阀和风换热器之间，所述四通阀的第四端通过第五管道连接于气管二通阀和水换热器输入端之间。

一种带氟泵除霜功能的空气源热泵机组的除霜方法，其中，包括以下步骤：

1）制热状态时，液管二通阀、气管二通阀和氟泵均关闭，压缩机、膨胀阀和风换热器风扇开启，当热泵机组达到除霜状态，关闭CO₂压缩机和风换热器，保持t₁时间；

2）打开气管二通阀和液管二通阀，打开风换热器、水换热器和氟泵，关闭膨胀阀，开始氟泵除霜模式，并开始计算除霜时长；

3）当除霜时长达到t₂，检测风换热器进口冷媒温度T₁和出口冷媒温度T₂，及其水换热器进口水温T₃和出口水温T₄，当达到以下任一条件时，结束除霜：

除霜时长t_m；

T₂T_sf；

T₁-T₂T_df；