一种风冷热泵***的除霜方法及其除霜装置
技术领域
本发明涉及一种用于制冷***的除霜方法,特别是一种风冷热泵***的除霜方法及其除霜装置。
技术背景
现有风冷热泵***装置一般如图1所示。风冷热泵机组在制热运行时,由于室外温度低,空气侧换热器3表面会逐渐结霜,随着霜层的加厚,机内换热器9的出风温度和制热能力逐渐降低,此时应进行除霜。除霜是否彻底是必须要关注的问题,如果除霜不彻底,进入制热后,未除掉的霜层和除霜水将会冻结成密度较大的霜或冰,很难再在下一次化掉,影响制热效果,造成低压保护,排气温度过高,甚至导致压缩机1损坏。
风冷热泵机组目前大多采用反循环除霜装置,即除霜时四通阀2动作,将空气侧换热器3作为冷凝器,向其输送能量进行除霜。这种除霜装置存在除霜能力不足,化霜时间比较长的缺点,根本原因在于除霜过程中***高低压在较长的时间内不能恢复正常,压缩机工作不正常,表现如下:
1)除霜开始后,制冷***中的高、低压偏低,制冷剂循环量小,压缩机吸气少,容易产生低压保护。***的高低压往往在除霜快要结束时才恢复正常,有效化霜时间较短。
2)除霜开始后一段较长时间内,由于制冷***中的高、低压偏低,压缩机输入功率和制冷量远远低于额定制冷工况相应值,压缩机能力不能发挥,除霜能力弱。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述技术的不足而提供一种能对制冷***中冷凝高低压在工作过程中能快速恢复正常状态,从而达到快速、彻底除霜目的的一种风冷热泵***的除霜方法及其除霜装置。
为了达到上述目的,本发明所设计的一种风冷热泵***的除霜方法,是在除霜过程中对冷凝压力进行控制,冷凝压力的控制既可以采用压差控制阀和冷凝压力调节阀联合作用,也可以单独采用冷凝压力控制阀进行控制。这种风冷热泵***的除霜方法其实现的除霜装置,它包括空气换热器和储液器,在空气换热器进出口与储液器进口之间设有压力控制装置。所述的压力控制装置包括压差控制器和冷凝压力控制阀,在空气换热器进口与储液器进口之间连接一个压差控制器,在空气侧换热器出口与储液器进口之间连接一个冷凝压力控制阀。所述的压力控制装置是冷凝压力控制阀,空气换热器的进出口为冷凝压力控制阀的两个输入口,冷凝压力控制阀的输出口通过单向阀与储液器连接。其特征是在空气侧换热器出口、冷凝压力调节阀与储液器进口的通路上还设有单向阀,压差控制阀的出口位置既可以位于单向阀和储液器之间,也可以位于冷凝压力调节阀和单向阀之间,还可以是位于冷凝压力调节阀和储液器进口之间。
为了提高风冷热泵***的除霜能力,必须尽量缩短***高低压恢复正常状态的时间,提高除霜时的制冷剂循环量。现有的除霜装置往往只注重于提高除霜时的制冷剂循环量,却没有意识到提高除霜时的冷凝压力,使***的高低压维持正常才是解决除霜问题的根本所在。为此,本发明提供的一种风冷热泵高效除霜方法及其所得到的除霜装置,与一般的风冷热泵***相比,具有以下特点:
1)除霜开始后,在较短的时间内(半分钟左右),冷凝压力恢复正常(大于冷凝压力调节阀12的设定压力10bar),无效化霜时间短。
2)冷凝压力恢复正常后,制冷剂循环量和压缩机输入功率接近额定制冷工况相应值,除霜能力强,所需除霜时间短,除霜彻底。
3)必须在***中设置单独的储液器,并且要有足够的制冷剂充注量,以保证除霜过程储液器中仍有一定的液位;否则,高压气体旁通,制冷剂循环量不足,***会产生低压保护。
4)由于除霜能力很强,制冷剂液体需要从机内换热器吸收大量的热量。对于风冷冷热风热泵机组,为了防止“吹冷风”现象,需要的辅助电加热功率较大。对于风冷冷热水热泵机组,由于可以直接从循环水中吸收热量,可以关闭用户侧风扇,避免“吹冷风”;同时由于除霜时间短,对水温的波动影响较小。
附图说明
图1是现有技术的风冷热泵机组结构示意图;
图2是本发明采用冷凝压力控制的风冷热泵机组实施例结构示意图;
图3是单阀件冷凝压力控制风冷热泵机组实施例结构示意图;
图4是实施例3的风冷热泵机组结构示意图;
具体实施方式
下面通过实施例结合附图对本发明作进一步的描述,但下述实施例并不限制本发明的内容。
实施例1:
如图2所示。本实施例描述的一种风冷热泵高效除霜方法,是在除霜过程中对冷凝压力进行控制,冷凝压力的控制采用压差控制阀和冷凝压力调节阀联合作用,其实施的除霜装置它包括空气侧换热器3和储液器4,在空气侧换热器3进出口与储液器4进口之间设有压力控制装置,所述的压力控制装置包括压差控制器11和冷凝压力控制阀12,在空气侧换热器3进口与储液器4进口之间连接一个压差控制器11,在空气侧换热器3出口与储液器4进口之间连接一个冷凝压力控制阀12。与一般的风冷热泵***相比,该***增加了两个阀件用于控制冷凝压力——压差控制阀11和冷凝压力调节阀12(目前市场上都可以买到)。当冷凝压力调节阀12的进口压力大于设定压力(一般可设定为10bar)时全开,低于设定值则部分开启。压差控制阀11的开启压力差一般设定为1.4bar,全开压力差为3bar。冷凝压力调节阀12和压差控制阀11联合作用,可以保证***除霜循环时有足够高的冷凝压力。
在进行正常的制热循环时,制冷剂不经过压差控制阀11和冷凝压力调节阀12。夏季制冷运行时,冷凝压力调节阀12完全开启、压差控制阀11全关,对正常的制冷循环影响很小,只是稍微增加了液体管路的压降(冷凝压力调节阀12压降很小)。
当***需要除霜时,四通阀2动作,制冷剂气体经压缩机1流过四通阀2,进入空气侧换热器3。除霜刚开始时由于空气侧换热器3内压力较低,因而冷凝压力调节阀12全关,压差控制阀11开启。随着制冷剂液体在空气侧换热器3内越积越多,冷凝压力逐渐升高;同时,因为热蒸汽的不断进入,储液器4中的温度、压力上升。在这个过程中,冷凝压力调节阀12逐渐开启、压差控制阀11逐渐关小。随着除霜过程的持续进行,霜层不断减少,到除霜结束时,冷凝压力调节阀12完全开启、压差控制阀11全关,随后机组再进入下一个制热循环。
实施例2:
根据控制冷凝压力的阀件结构和性能的不同,采用冷凝压力控制的风冷热泵***可单独采用冷凝压力控制阀进行控制,如图3所示,本实施例所述的压力控制装置是冷凝压力控制阀13,空气侧换热器3的进出口为冷凝压力控制阀13的两个输入口,冷凝压力控制阀13的输出口通过单向阀5与储液器4连接。它的特点是采用单一的阀件冷凝压力控制阀13代替压差控制阀11和冷凝压力调节阀12。冷凝压力控制阀13只对出口压力的变化起反应,并在出口压力上升时打开。除了控制出口压力外,冷凝压力控制阀13的工作方式与采用压差控制阀11和冷凝压力调节阀12的***完全相同,同样可以达到控制除霜过程中冷凝压力的目的。为了防止制热循环时制冷剂液体不经过储液器4和空气侧换热器3而直接回到压缩机1造成液击,冷凝压力控制阀13置于单向阀1的前面。
实施例3:
本实施例描述的一种风冷热泵***的除霜方法及其除霜装置,是在空气侧换热器3出口、冷凝压力调节阀12与储液器4进口的通路上还设有单向阀5,单向阀5可以如图2所示,设在冷凝压力调节阀12的进口,也可以如图4所示,设在冷凝压力调节阀12的出口,压差控制阀11的出口位置既可以位于单向阀5和储液器4之间,也可以位于冷凝压力调节阀12和单向阀5之间,还可以是位于冷凝压力调节阀12和储液器4进口之间。