可提高除霜效率的燃气热泵系统及其控制方法与流程

1.本发明涉及一种空调及其控制方法，尤其是一种燃气热泵系统及其控制方法，具体的说是一种可提高除霜效率的燃气热泵系统及其控制方法。


背景技术：

2.燃气热泵相较于传统电空调多了一个发动机的热源，因此，不仅可在制热运行时回收发动机余热来提升制热效果，还可利用该发动机的余热来进行除霜。
3.目前，常规的燃气热泵中大都设置副蒸发器，并在四通阀上并联电子膨胀阀管路，可在除霜运行时将主蒸发器转变为冷凝器，使制冷剂通过副蒸发器吸收冷却水的热量，再用于室外冷凝器的除霜和室内冷凝器的制热。由此可见，其除霜的热量需经过两次热交换后方可获得，期间存在浪费和衰减，影响除霜的效率。
4.因此，需要加以改进，以便更加高效的进行除霜运行，提高资源的利用率，实现节能环保。


技术实现要素：

5.本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种可提高除霜效率的燃气热泵系统及其控制方法，可以使用燃气发动机的冷却水直接进行除霜，极大的提高了除霜效率，而且，结构简单，控制方便，可充分满足市场需求。
6.本发明的技术方案是：一种可提高除霜效率的燃气热泵系统，包括制冷剂循环回路和冷却水循环回路，所述制冷剂循环回路包括压缩机、四通阀、室内热交换器、室外热交换器和副蒸发器；所述压缩机的排气口连接所述四通阀的a口，其吸气口连接所述四通阀的c口；所述四通阀的b口连接所述室内热交换器的第一端；所述四通阀的d口连接所述室外热交换器的第一端；所述室外热交换器的第二端与所述室内热交换器的第二端汇集后与所述副蒸发器的第二端相连；该副蒸发器的第一端连接所述压缩机的吸气口；所述冷却水循环回路由燃气发动机、散热器、三通阀和水泵通过水管连接而成；所述三通阀的各端口分别连接所述燃气发动机的出水口、散热器的进水口和副蒸发器水路的进水口；所述水泵的出口连接所述燃气发动机的进水口，其进口同时连接所述散热器的出水口和副蒸发器水路的出水口；所述压缩机由燃气发动机驱动。
7.进一步的，所述室外热交换器的第二端设有第一电子膨胀阀。
8.进一步的，所述副蒸发器的第二端设有第二电子膨胀阀。
9.进一步的，所述室外热交换器和散热器并列紧邻设置，其旁边设有风机；该风机能够受控进行顺时针或逆时针旋转。
10.一种可提高除霜效率的燃气热泵系统的控制方法，包括以下步骤：1）制冷运行时，第一电子膨胀阀打开并起节流作用，第二电子膨胀阀关闭，使制冷
剂由压缩机排气口流出，依次通过四通阀d口、室外热交换器、第一电子膨胀阀、室内热交换器和四通阀bc口后，流回到压缩机吸气口，完成制冷循环；三通阀向散热器方向开度100%，使冷却水全部流经散热器进行降温；2）制热运行时，第一电子膨胀阀和第二电子膨胀阀均为打开且起节流作用，使制冷剂由压缩机排气口流出后，依次流经四通阀b口和室内热交换器后分为两路，一路经第一电子膨胀阀、室外热交换器和四通阀的dc口后，回流压缩机的吸气口，另一路经第二电子膨胀阀和副蒸发器后，回流压缩机的吸气口，完成制热循环；同时，风机顺时针旋转，使空气由外向内流动，促进空气与室外热交换器进行换热；三通阀向副蒸发器方向开度100%，使冷却水全部通过副蒸发器，与制冷剂进行换热而降温；3）除霜运行时，第一电子膨胀阀打开并起节流作用，第二电子膨胀阀关闭，使制冷剂由压缩机排气口流出后，依次流经四通阀b口、室内热交换器、第一电子膨胀阀、室外热交换器和四通阀的dc口后，回流压缩机的吸气口，完成制热循环；三通阀向散热器方向开度100%，使冷却水全部流经散热器进行降温；同时，风机逆时针旋转，使空气由内向外流动而先被散热器加热，再与室外热交换器换热而除去室外热交换器上的霜。
11.进一步的，所述制热运行时，当室外环境温度≥0℃时，第一电子膨胀阀开度≥第二电子膨胀阀开度；当室外环境温度＜0℃时，蒸发器的效率下降，第一电子膨胀阀开度＜第二电子膨胀阀开度。
12.本发明的有益效果：本发明设计合理，结构简单，控制方便，可以使用燃气发动机的冷却水直接进行除霜，减小了损耗和浪费，极大的提高了除霜效率，而且，还可实现机组除霜时正常制热运行，提高了机组的运行效率，改善了用户体验。
附图说明
13.图1是本发明的系统结构示意图。
14.图2是制冷模式时的制冷剂流向和冷却水流向示意图。
15.图3是制热模式时的制冷剂流向和冷却水流向示意图。
16.图4是除霜模式时的制冷剂流向和冷却水流向示意图。
17.图5是风机顺时针旋转示意图。
18.图6是风机逆时针旋转示意图。
19.其中，1-压缩机；2-四通阀；3-室内热交换器；4-第一电子膨胀阀；5-第二电子膨胀阀；6-室外热交换器；7-燃气发动机；8-三通阀；9-散热器；10-副蒸发器；11-水泵；12-风机。
具体实施方式
20.下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。
21.如图1所示。
22.一种可提高除霜效率的燃气热泵系统，包括制冷剂循环回路和冷却水循环回路。
23.所述制冷剂循环回路包括压缩机1、四通阀2、室内热交换器3、室外热交换器6和副蒸发器10等，其中，所述压缩机1的排气口连接所述四通阀2的a口，其吸气口连接所述四通阀2的c口；所述四通阀2的b口连接所述室内热交换器3的第一端；所述四通阀2的d口连接所
述室外热交换器6的第一端；该室外热交换器6的第二端与所述室内热交换器3的第二端汇集后与所述副蒸发器10的第二端相连；该副蒸发器10的第一端连接所述压缩机1的吸气口。
24.所述室外热交换器6的第二端设有第一电子膨胀阀4，可以对流经所述室外热交换器的制冷剂进行节流，或控制相应管路的通断。
25.所述副蒸发器10的第二端设有第二电子膨胀阀5，可以对流经所述副蒸发器10的制冷剂进行节流，或控制相应管路的通断。
26.所述冷却水循环回路包括燃气发动机7、散热器9、三通阀8和水泵11等，并通过水管相连。其中，所述三通阀8为可控换向，其三个端口分别连接所述燃气发动机7的出水口、散热器9的进水口和副蒸发器10水路的进水口，以便对来自燃气发动机的冷却水进行流量和流向的调节。所述水泵11的出口连接所述燃气发动机7的进水口，其进口同时连接所述散热器9的出水口和副蒸发器10水路的出水口，以便推动冷却水循环流动。
27.所述压缩机1由燃气发动机7驱动进行工作。
28.所述室外热交换器6和散热器9并列紧邻设置，间隔为3-5mm，可以使两者通过空气进行高效换热。同时，所述室外热交换器6和散热器9的旁边设有风机12，可促进该处的空气流动。该风机12为双向风机，可受控进行顺时针或逆时针旋转。优选的，所述室外热交换器6和散热器9均为u形结构，大小相互适应，可以相互套接安装，并使所述室外热交换器位于散热器的外侧，以便在风机变换转向时，改变空气流过所述室外热交换器和散热器的顺序。
29.本发明一种可提高除霜效率的燃气热泵系统的控制方法，包括以下步骤：1）制冷运行时，如图2所示，第一电子膨胀阀打开并起节流作用，第二电子膨胀阀关闭，使制冷剂由压缩机排气口流出，依次经过四通阀d口、室外热交换器、第一电子膨胀阀、室内热交换器和四通阀bc口后，流回到压缩机吸气口，完成制冷循环；三通阀向散热器方向开度100%，使冷却水全部流经散热器进行降温；2）制热运行时，如图3所示，第一电子膨胀阀和第二电子膨胀阀均为打开且起节流作用，使制冷剂由压缩机排气口流出后，依次流经四通阀b口和室内热交换器后分为两路，一路经第一电子膨胀阀、室外热交换器和四通阀的dc口后，回流压缩机的吸气口，另一路经第二电子膨胀阀和副蒸发器后，回流压缩机的吸气口，完成制热循环；同时，风机顺时针旋转，如图5所示，使空气由外向内流动，促进空气与室外热交换器进行换热。三通阀向副蒸发器方向开度100%，使冷却水全部通过副蒸发器，与制冷剂进行换热而降温。
30.优选的，当室外环境温度≥0℃时，第一电子膨胀阀开度≥第二电子膨胀阀开度，并且环境温度越高，两者开度差越大，使大部分制冷剂进入室外换热器与空气换热；当室外环境温度＜0℃时，蒸发器的效率下降，第一电子膨胀阀开度＜第二电子膨胀阀开度，并且环境温度越低，两者开度差越大，使大部分制冷剂进入副蒸发器，提升制热效果。
31.3）除霜运行时，如图4所示，第一电子膨胀阀打开并起节流作用，第二电子膨胀阀关闭，使制冷剂由压缩机排气口流出后，依次流经四通阀b口、室内热交换器、第一电子膨胀阀、室外热交换器和四通阀的dc口后，回流压缩机的吸气口，完成制热循环。三通阀向散热器方向开度100%，使冷却水全部流经散热器进行降温。同时，风机逆时针旋转，如图6所示，使空气由内向外流动而先被散热器加热，再与室外热交换器换热而除去室外热交换器上的霜。同时，多余的热量被室外热交换器吸收后提供给室内热交换器制热，实现除霜时制热不停机。
32.本发明可以使用燃气发动机的冷却水直接进行除霜，减小了能源的损耗和浪费，极大的提高了除霜效率，而且，还可实现机组除霜时正常制热运行，提高了机组的运行效率，改善了用户体验。
33.本发明未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。