[发明专利]一种过冷交替除霜的空气源热泵机组及其运行控制方法

说明书

本发明属于热泵机组技术领域，具体涉及一种过冷交替除霜的空气源热泵机组及其运行控制方法。其技术方案为：一种过冷交替除霜的空气源热泵机组，包括压缩管路，压缩管路形成回路，压缩管路上依次设置有压缩组件、第一换热器和室外换热机组，室外换热机组包括第二换热器和第三换热器，第二换热器和第三换热器并联于压缩管路上。本发明通过室外双换热器以及控制其通路的控制阀的设置，能够使机组在除霜过程中仍可持续向室内供暖，从而保持机组的高效运行，避免现有除霜技术带来的一系列问题。

技术领域

本发明属于热泵机组技术领域，具体涉及一种过冷交替除霜的空气源热泵机组及其运行控制方法。

背景技术

空气源热泵是我国清洁供暖的重要设备，北方“煤改电”的政策及碳中和大背景使得空气源热泵市场前景巨大。在冬季制热工况运行时，热泵的蒸发器表面温度低于空气露点温度时，肋片表面会逐渐结霜，随着霜层的加厚，肋片之间风道阻塞，降低风量，导致换热器的换热效率恶化，系统COP降低，能耗大大增加。如何高效除霜是热泵技术应用中亟待解决的关键问题。目前常用的除霜方式主要包括电热除霜、逆循环除霜、热气旁通除霜、蓄能除霜、超声波除霜等。电热除霜耗电量大，且仅有15％左右的能量被用于融霜；逆循环除霜需从用户侧吸热，影响室内的舒适性；热气旁通除霜时间较长；蓄能除霜虽能缩短除霜时间，但结霜时系统制热量衰减、除霜时不能同时供热。以上除霜方式的缺点，给热泵技术的应用带来了极大的挑战。

发明内容

为了解决现有技术存在的上述问题，本发明目的在于提供一种在除霜期间能够不间断向室内供热的交替除霜空气源热泵机组及其运行控制方法。

本发明所采用的技术方案为：

一种过冷交替除霜的空气源热泵机组，包括压缩管路，压缩管路形成回路，压缩管路上依次设置有压缩组件、第一换热器和室外换热机组，室外换热机组包括第二换热器和第三换热器，第二换热器和第三换热器并联于压缩管路上；所述第三换热器的进口管路上连接有第一三通阀，第三换热器的出口管路上连接有第二三通阀，第二换热器的进口管路上连接有第三三通阀，第二换热器的出口管路上连接有第四三通阀，第一换热器的出口管路上分别连接有第五三通阀和第六三通阀；所述第四三通阀和第五三通阀之间连接有第一支管，第三三通阀上连接有第二支管，第二支管的另一端连接于第五三通阀和第六三通阀之间的管路上，第二三通阀和第六三通阀之间连接有第三支管，第一三通阀上连接有第四支管，第四支管的另一端连接于第六三通阀远离第五三通阀的一侧的管路上。

通过调节各三通阀，压缩机吸入非除霜工况的一个室外换热器内产生的低压低温制冷剂气体，经绝热压缩，制冷剂变为高温高压气体，进入第一换热器，制冷剂在第一换热器中冷却，此时第一换热器为冷凝器，向室内放热；制冷剂再进入除霜工况的室外换热器进一步放热除霜后，进入膨胀阀节流降压，此时制冷剂处于低温低压状态；低温低压的制冷剂进入非除霜工况的室外换热器吸热后，通过四通阀再次进入压缩机，完成除霜工况后切换至正常供热工况。本发明通过室外双换热器以及控制其通路的控制阀的设置，能够使机组在除霜过程中仍可持续向室内供暖，从而保持机组的高效运行，避免现有除霜技术带来的一系列问题。

作为本发明的优选方案，所述压缩管路上还连接有膨胀阀，膨胀阀位于第一换热器和室外换热机组之间。膨胀阀能起到节流降压的作用，使制冷剂处于低温低压状态，从而制冷剂能在换热器中换热后再次进入压缩机。

作为本发明的优选方案，所述压缩组件包括四通阀，四通阀的其中两个端口连接于压缩管路上，四通阀的另外两个端口之间连接有循环管路，循环管路上连接有压缩机。压缩机连接于循环管路中，则压缩机能对气体进行循环压缩，使制冷剂变为高温高压气体，从而高温高压气体能在第一换热器中换热，则第一换热器向室内放热。

作为本发明的优选方案，所述第一换热器、第二换热器和第三换热器均设置有换热片。

作为本发明的优选方案，所述第一换热器安装于室内。

作为本发明的优选方案，所述第二换热器和第三换热器安装于室外。