CN209763568U - 一种适用于寒冷地区的空气源热泵极速除霜*** - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及空气源热泵技术领域，公开了一种适用于寒冷地区的空气源热泵极速除霜***，包括制热主回路和辅助回路，制热主回路包括压缩机、四通阀、风侧换热器、第一干燥过滤器、第一电子膨胀阀、经济器、第二干燥过滤器、水侧换热器和气液分离器，压缩机的排气口连接四通阀的D口，四通阀的S口与气液分离器的进口连接，气液分离器的出口与压缩机的吸气口连接，四通阀的E口与风侧换热器的气管连接，风侧换热器的液管与第一干燥过滤器的一端连接，第一干燥过滤器另一端与第一电子膨胀阀的右端相连接，第一电子膨胀阀的左端与经济器的A1口连接。本实用新型能够在寒冷地区实现高效除霜，除霜效率高、时间短，故障率低。

Description

一种适用于寒冷地区的空气源热泵极速除霜***

技术领域

本实用新型涉及空气源热泵技术领域，尤其涉及一种适用于寒冷地区的空气源热泵极速除霜***。

背景技术

近年来，随着“煤改电”的推行，空气源热泵逐渐进入人们的生活中。空气源热泵节能技术作为国家重点节能技术推广项目，在我国已得到了广泛的推广，近年来空气源热泵机组由于节能、安全等特点在我国有着越来越广泛的应用。

但目前的空气源热泵在低温环境下的供暖时，当外界气温过低时，空气源热泵热水机组蒸发器的表面便会结霜，降低换热效果，导致制热量减小，甚至机组无法正常启动。尤其在寒冷地区，低温采暖机的节流装置为适应低温采暖工况，节流装置通径较小，并且制热工况需要的制冷剂循环量远低于除霜工况需要的制冷剂循环量，因此采用常规四通阀换向融霜时，制冷剂很难短时间内充满风侧换热器，并且由于制冷剂循环量少除霜过程中会出现蒸发压力过低、排气温度过高、除霜有残留、除霜时间长、除霜效率低等问题。其他除霜方式如翅片电加热，除霜耗电量大，并且大部分能量会散失到空气中，容易在环境温度较低时出现化霜困难的现象；热气除霜方式在除霜过程中制冷剂没有进行蒸发，容易液体进入压缩机，行成液击，并且压缩机的回油也比较困难，容易烧坏压缩机。

由于现有技术中的低温空气源热泵在低温环境下很难兼顾制热工况与除霜工况并且除霜性能衰减严重、除霜时间长、除霜有残留、除霜过程中易发生故障，因此本实用新型研究设计出一种适用于寒冷地区的空气源热泵极速除霜***。

实用新型内容

为了克服现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种适用于寒冷地区的空气源热泵极速除霜***，能够在寒冷地区实现高效除霜，除霜效率高、时间短，故障率低。

本实用新型采用如下技术方案实现：一种适用于寒冷地区的空气源热泵极速除霜***，包括制热主回路和辅助回路，所述制热主回路包括压缩机、四通阀、风侧换热器、第一干燥过滤器、第一电子膨胀阀、经济器、第二干燥过滤器、水侧换热器、气液分离器，所述压缩机的排气口连接四通阀的D口，四通阀的S口与气液分离器的进口连接，气液分离器的出口与压缩机的吸气口连接，四通阀的E口与风侧换热器的气管连接，风侧换热器的液管与第一干燥过滤器的一端连接，第一干燥过滤器另一端与第一电子膨胀阀的右端相连接，第一电子膨胀阀的左端与经济器的A1口连接，经济器的A2口与第二干燥过滤器一端连通，第二干燥过滤器另一端口与水侧换热器的液管连接，水侧换热器的气管与四通阀的C口连接，所述辅助回路安装在第一干燥过滤器与经济器之间。

进一步地，所述辅助回路包括第二电子膨胀阀和第三电子膨胀阀，所述第二电子膨胀阀并联在第一电子膨胀阀的两端，第三电子膨胀阀串联在第一电子膨胀阀的左端与经济器的A3口之间，经济器的A4口与压缩机的补气口连通。

进一步地，所述制热主回路还包括平衡罐，所述平衡罐连接在第二干燥过滤器与水侧换热器的液管之间，所述平衡罐的连接口位于平衡罐底部，平衡罐里面的制冷剂可利用重力迅速进入制热主回路中。

进一步地，所述第一电子膨胀阀为双向节流阀，第二电子膨胀阀为单向节流阀。

进一步地，所述第一干燥过滤器、第二干燥过滤器均为双向流通的过滤器。

相比现有技术，本实用新型的有益效果在于：

1.设计的适用于寒冷地区的空气源热泵极速除霜***，采用适应制热工况的双向的第一电子膨胀阀与单向的第二电子膨胀阀并联构成的节流装置，既满足了寒冷地区供暖工况的高压差需求，又满足了除霜工况低压差高质量流量的需求，实现了低温环境下高效供暖、极速高效融霜的需求。

2.设计的适用于寒冷地区的空气源热泵极速除霜***，通过在水侧换热器与第二干燥过滤器之间连接平衡罐的方式，解决了低温制热工况下制冷剂质量流量低，多余制冷剂储存的问题，可在低温环境下达到很好的制热效果，并且采用重力供液的平衡罐解决了风侧换热器与水侧换热器容积不一样的问题。

3.设计的适用于寒冷地区的空气源热泵极速除霜***，通过在水侧换热器与第二干燥过滤器之间连接平衡罐储存制热工况下的高温高压的气液混合物，通过重力供液的方式可使平衡罐内的制冷剂迅速进入循环***，大大提高了融霜的效率，实现了低温环境下极速高效融霜的需求，使水侧换热器的水温波动较小，提高了用户体验。

4.设计的适用于寒冷地区的空气源热泵极速除霜***，采用适应制热工况的第一电子膨胀阀与单向的第二电子膨胀阀并联构成的节流装置，与重力供液的平衡罐配合，可在低温融霜工况下，使高温高压的液体很快充满风侧换热器，达到高效极速除霜的效果，提高了除霜效率的同时，避免了除霜过程中出现的故障，提高了低温机组的寿命。

附图说明

图1是本实用新型的适用于寒冷地区的空气源热泵极速除霜***工作时制冷剂的流向图。

图中：1、压缩机；2、四通阀；3、风侧换热器；4、第一干燥过滤器；5、第一电子膨胀阀；6、第二电子膨胀阀；7、经济器；8、第三电子膨胀阀；9、第二干燥过滤器；10、平衡罐；11、水侧换热器；12、气液分离器。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本实用新型做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。

如图1所示，一种适用于寒冷地区的空气源热泵极速除霜***，包括制热主回路和辅助回路，所述制热主回路包括压缩机1、四通阀2、风侧换热器3、第一干燥过滤器4、第一电子膨胀阀5、经济器7、第二干燥过滤器9、平衡罐10、水侧换热器11、气液分离器12，所述压缩机1的排气口连接四通阀2的D口，四通阀2的S口与气液分离器12的进口连接，气液分离器12的出口与压缩机1的吸气口连接，四通阀2的E口与风侧换热器3的气管连接，风侧换热器3的液管与第一干燥过滤器4的一端连接，第一干燥过滤器4另一端与第一电子膨胀阀5的右端相连接，第一电子膨胀阀5的左端与经济器7的A1口连接，经济器7的A2口与第二干燥过滤器9一端连通，第二干燥过滤器9另一端口与水侧换热器11的液管连接，水侧换热器11的气管与四通阀2的C口连接，优选地，所述水侧换热器11为低温空气源热泵专用换热器，具有换热效率高、制造成本低等优点，所述平衡罐10连接在第二干燥过滤器9与水侧换热器11的液管之间，所述平衡罐10的连接口位于平衡罐10底部，平衡罐10里面的制冷剂可利用重力迅速进入制热主回路中，所述第一干燥过滤器4、第二干燥过滤器9均为双向流通的过滤器。

进一步地，所述辅助回路包括第二电子膨胀阀6和第三电子膨胀阀8，与第一电子膨胀阀5、压缩机1的补气口一起形成空气源热泵极速除霜系的辅助回路，所述第二电子膨胀阀6并联在第一电子膨胀阀5的两端，第三电子膨胀阀8串联在第一电子膨胀阀5的左端与经济器7的A3口之间，优选地，所述第三电子膨胀阀8在制热工况中打开，通过经济器7换热进行补气，在除霜工况中关闭，不进行补气，使热量充分利用到风侧换热器3处，进行融霜。经济器7的A4口与压缩机1的补气口连通，所述第一电子膨胀阀5为双向节流阀，第二电子膨胀阀6为单向节流阀，第一电子膨胀阀5与第二电子膨胀阀6并联组成大通径节流装置，优选地，所述第二电子膨胀阀6在制热工况中为反向，因此不打开，在融霜工况中为正向，打开至一定开度，使***中制冷剂流入，与第一电子膨胀阀5一起增加节流装置的通径，减小压差，增大质量流量，可使平衡罐10中的高温高压液体很快进入***中，当然，本领域技术人员应当理解的是，其他的节流装置如可锁死的双向电子膨胀阀、单向阀连接毛细管也适用于本实用新型。

使用本实用新型的适用于寒冷地区的空气源热泵极速除霜***，可以实现高效极速除霜和高效供暖两种工作模式。

如图1所示，作为本设计的一种具体实施方式，图中黑色实心箭头为除霜工况下制冷剂的流向，在高效极速除霜模式时，制冷剂通过压缩机1的排气口进入四通阀2的D口中，四通阀2此时通电，四通阀2的D口与E口连通，高温高压的制冷剂进入风侧换热器3，风侧换热器3冷凝放热，融化掉其上面的霜，然后制冷剂从风侧换热器3流出经过第一干燥过滤器4，接着经过第一电子膨胀阀5与第二电子膨胀阀6并联而成的大通径节流装置，此时第二电子膨胀阀6为正向开启状态，节流后的制冷剂为低压低温的液体，依次通过经济器7的A1口、A2口(高效极速除霜模式下第三电子膨胀阀8为锁死状态，没有制冷剂流过，没有补气过程)，第二干燥过滤器9，而后进入水侧换热器11中，水侧换热器11气管连接四通阀2的C口，此时四通阀2的C口与S口连通，制冷剂通过气液分离器12连接压缩机1的吸气口，完成高效极速除霜过程。

作为本设计的另一种具体实施方式，如图1所示，空心箭头为制热工况下制冷剂的流向，在高效供暖模式时，制冷剂通过压缩机1的排气口进入四通阀2的D口，四通阀2此时不通电，四通阀2的D口与C口连通，C口连接水侧换热器11的气管，此时水侧换热器11里为高温高压的气体，通过冷凝放热给水，给用户供暖，水侧换热器11的液管连接第二干燥过滤器9，平衡罐10连接在水侧换热器11液管与第二干燥过滤器9之间，用来储存多余的制冷剂，第二干燥过滤器9连接经济器7的A2口，A2口与A1口连通，A1口连接第三电子膨胀阀8与第一电子膨胀阀5，第一电子膨胀阀5与第三电子膨胀阀8为并联连接，第三电子膨胀阀8节流后的液体为中温中压的液体，从经济器7的A3口进入，A4口流出，与A2口流进的高温高压气体进行换热，换热得到的中温中压的气体通过压缩机1的补气口进入压缩机1中；在制热工况下，第二电子膨胀阀6为反向状态，不打开，第一电子膨胀阀5将A1口流出的高温高压液体节流成为低压低温的液体，通过第一干燥过滤器4进入风侧换热器3，通过吸收环境的热量，蒸发成低温低压的气体进入四通阀2的E口，从S口出来经过气液分离器12，通过压缩机1的补气口进入压缩机1，完成整个高效制热过程。高效制热工况下蒸发温度较低，冷凝温度较高，所需压差大，需要较小通径的膨胀阀作为节流装置进行节流，并且***内制冷剂循环流量小，所需制冷剂少，多余的制冷剂储存在平衡罐10里。

由高效供暖模式转入高效极速除霜模式时，平衡罐10内储存的高温高压液体可通过重力迅速进入***中，并且需要大通径节流装置，增加***质量流量，使风侧换热器3迅速充满高温制冷剂，达到极速高效除霜的效果。

本实用新型的一种适用于寒冷地区的空气源热泵极速除霜***，采用两个电子膨胀阀并联的连接方式与重力供液的平衡罐10结合，创造性地将大通径节流装置与重力供液的平衡罐10引入低温空气源热泵的高效极速除霜***中，可以实现寒冷地区低温热泵的制热模式与除霜模式的兼容与迅速切换两种工况的功能，在高效极速除霜模式下，极大限度增加了节流装置的通径，增加***循环质量流量，突破传统低温空气源热泵低温工况下除霜性能衰减严重、除霜时间长、除霜有残留、除霜过程中易发生故障的弊端，极大限度的提高整体运行效率，提高了客户端体验。

当然，上述实施例只为说明本申请的技术构思及特点，其目的在于让人们能够了解本申请的内容并据以实施，并不能以此限制本申请的保护范围。凡根据本申请主要技术方案的精神实质所做的等效变换或修饰，都应涵盖在本申请的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种适用于寒冷地区的空气源热泵极速除霜***，其特征在于：包括制热主回路和辅助回路，所述制热主回路包括压缩机(1)、四通阀(2)、风侧换热器(3)、第一干燥过滤器(4)、第一电子膨胀阀(5)、经济器(7)、第二干燥过滤器(9)、水侧换热器(11)、气液分离器(12)，所述压缩机(1)的排气口连接四通阀(2)的D口，四通阀(2)的S口与气液分离器(12)的进口连接，气液分离器(12)的出口与压缩机(1)的吸气口连接，四通阀(2)的E口与风侧换热器(3)的气管连接，风侧换热器(3)的液管与第一干燥过滤器(4)的一端连接，第一干燥过滤器(4)另一端与第一电子膨胀阀(5)的右端相连接，第一电子膨胀阀(5)的左端与经济器(7)的A1口连接，经济器(7)的A2口与第二干燥过滤器(9)一端连通，第二干燥过滤器(9)另一端口与水侧换热器(11)的液管连接，水侧换热器(11)的气管与四通阀(2)的C口连接，所述辅助回路安装在第一干燥过滤器(4)与经济器(7)之间。

2.根据权利要求1所述的适用于寒冷地区的空气源热泵极速除霜***，其特征在于：所述辅助回路包括第二电子膨胀阀(6)和第三电子膨胀阀(8)，所述第二电子膨胀阀(6)并联在第一电子膨胀阀(5)的两端，第三电子膨胀阀(8)串联在第一电子膨胀阀(5)的左端与经济器(7)的A3口之间，经济器(7)的A4口与压缩机(1)的补气口连通。

3.根据权利要求1或2所述的适用于寒冷地区的空气源热泵极速除霜***，其特征在于：所述制热主回路还包括平衡罐(10)，所述平衡罐(10)连接在第二干燥过滤器(9)与水侧换热器(11)的液管之间，所述平衡罐(10)的连接口位于平衡罐(10)底部，平衡罐(10)里面的制冷剂可利用重力迅速进入制热主回路中。

4.根据权利要求2所述的适用于寒冷地区的空气源热泵极速除霜***，其特征在于：所述第一电子膨胀阀(5)为双向节流阀，第二电子膨胀阀(6)为单向节流阀。

5.根据权利要求1或2所述的适用于寒冷地区的空气源热泵极速除霜***，其特征在于：所述第一干燥过滤器(4)、第二干燥过滤器(9)均为双向流通的过滤器。