一种热泵系统及其防止空调外机底部结霜的控制方法与流程

1.本发明涉及热泵技术领域，尤其涉及一种热泵系统及其防止空调外机底部结霜的控制方法。


背景技术：

2.常规热泵空调在制热运行中，在安装或者外界各种因素下，会有底部积水并结霜的现象，会导致冷凝器与底板连接位置率先结霜并加剧室外机结霜进程，且在机组进入除霜模式下底部结霜不容易化干净，导致长时间运行过程中，化霜不干净的积累会加剧室外机结霜，使得霜越来越厚，且频繁的化霜,会不断的进行四通阀换向，增加四通阀损坏的概率，且会给用户带来不好的使用体验。
3.

技术实现要素：

4.为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种热泵系统及其防止空调外机底部结霜的控制方法，可以让用户在持续享受内机制热的状态下自动对外机底部进行不定时的加热，可以避免外机底部结霜和避免机组化霜不干净的问题，也能够有效减少外机整体结霜，对外机行使化霜动作有很大的优化，提升了用户在使用时的舒适性为了实现上述的目的，本发明采用了以下的技术方案：包括依次构成冷媒主回路的压缩机、四通阀、室内机、第一电子膨胀阀、毛细管及室外机；所述室内机出口端通过第一管道与室外机进口端连通，所述第一管道上连通设有第二管道，且第二管道两端连通于第一电子膨胀阀进口侧及毛细管出口侧，所述第二管道上设有第一单向阀，适于室内机出口端至第一单向阀的单向冷媒流动；所述室外机包括设置于底部的第一翅片管及相邻于所述第一翅片管的第二翅片管，所述第二翅片管上延伸设有第三管道，所述第三管道上设有第二电子膨胀阀，第二电子膨胀阀的两端连通设有第四管道，第四管道上设有与第二电子膨胀阀并联的第一电磁阀，所述第四管道与第二电子膨胀阀制热出口侧之间设有第二单向阀，适于第二电子膨胀阀制热出口侧至翅片管的单向冷媒流动。
5.作为优选，所述第二管道上且处于第一单向阀进口侧设有第二电磁阀。
6.作为优选，所述第四管道与第二电子膨胀阀进口侧之间设有第三电磁阀。
7.作为优选，所述室外机上端设有第一温度传感器，适于测取环境温度。
8.作为优选，所述第一翅片管外端设有第二温度传感器，适于测取第一翅片管上的第一盘管温度。
9.作为优选，所述第二翅片管的上方且处于室外机中部设有第三翅片管，所述第三翅片管外端设有第三温度传感器，适于测取第三翅片管上的第二盘管温度。
10.一种防止空调外机底部结霜的控制方法，应用于上述中任一项所述的一种热泵系
统，其特征在于：热泵系统处于正常制热模式下，关闭第二电磁阀和第三电磁阀，打开第一电磁阀，冷媒依次经过压缩机、四通阀、室内机、第一电子膨胀阀、毛细管、第一翅片管、第二翅片管、第一电磁阀、第三翅片管、室外机出口端，最后回到压缩机；所述防止空调外机底部结霜的控制方法包括如下步骤：步骤一：热泵系统处于正常制热模式下，获取环境温度x及第一翅片管上的第一盘管温度，并判断第一盘管温度是否小于x；步骤二：若第一盘管温度大于x，热泵系统处于正常制热模式下运行；若第一盘管温度小于x，关闭第一电磁阀，关死第一电子膨胀阀，打开第二电磁阀和第三电磁阀；冷媒依次经过压缩机、四通阀、第二电磁阀、第一单向阀、第一翅片管、第二翅片管、第三电磁阀、第二电子膨胀阀、第二单向阀、第三翅片管、室外机出口端，最后回到压缩机；步骤三：获取第二翅片管上的第二盘管温度，并判断第二盘管温度是否小于y，若第二盘管温度小于y，执行上述步骤二；步骤四：获取第一翅片管上的第一盘管温度和第二翅片管上的第二盘管温度，若第一盘管温度和第二盘管温度均大于z，关闭第二电磁阀和第三电磁阀，打开第一电磁阀，热泵系统处于正常制热模式下。
11.作为优选，所述y、z根据x的值来设定。
12.作为优选，在步骤四中，第二盘管温度大于z的执行优先级大于第一盘管温度大于z的执行优先级。
13.作为优选，在执行步骤二后，若第二盘管温度在一定时间内未达到步骤四中的z，四通阀换向使热泵系统处于化霜模式。
14.本发明采用上述技术方案，通过在热泵机组中设置第二管道、第三管道以及第四管道，以及在这些管道上设置各个阀，通过合理的开闭这些阀，不仅不会影响热泵机组的正常的制冷或制热运转，并且在热泵机组处于制热运转，且满足机组执行动作要求时，也就是存在结霜的风险或已经有小面积结霜时，通过第二管道可使室外机冷凝器的底部与内机直接连通，中间没有节流装置进行降压降温，可直接通过室内机中冷媒热量进行除霜，再通过第三管道上的第二膨胀电子阀进行节流。
15.此处需要说明的是，室内机在制热模式下向室内侧放出热量之后仍有较高的余温，此部分温度在正常的热泵系统中，会直接被节流装置散去然后再进入室内机中。本方案充分利用室内机在室内放热后的余热，通过风机的转动，对外机底部进行加热将可能存在的冰霜清除干净，也可以避免底部结霜。并且，该方案可以在低温工况下对其内侧排列的冷凝器进行加热，增加室外机的热量交换，更大程度的减少室外机整体结霜的可能性。
16.上述方案通过在制热模式下的各个阀门开闭执行除霜，能够有效减少四通阀的换向动作，避免阀体的损坏。
附图说明
17.图1为本案中热泵系统的结构示意图。
18.图2为本案中热泵系统处于制冷模式下的冷媒流向示意图。
19.图3为本案中热泵系统处于制热模式下的冷媒流向示意图。
20.图4为本案中热泵系统处于制热模式下进行除霜的冷媒流向示意图。
21.图5为本案中热泵系统处于制热模式下室外机底部的连接除霜结构示意图。
实施方式
22.下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
23.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
24.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确的限定。
25.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
26.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
实施例
27.如图1~5所示的一种热泵系统，包括依次构成冷媒主回路的压缩机1、四通阀2、室内机3、第一电子膨胀阀4、毛细管5及室外机6；所述室内机出口端通过第一管道7与室外机进口端连通，所述第一管道7上连通设有第二管道8，且第二管道8两端连通于第一电子膨胀阀4进口侧及毛细管5出口侧，所述第二管道8上设有第一单向阀9，适于室内机出口端至第一单向阀9的单向冷媒流动；所述室外机6包括设置于底部的第一翅片管10及相邻于所述第一翅片管10的第二翅片管11，所述第二翅片管11上延伸设有第三管道12，所述第三管道12上设有第二电子膨胀阀13，第二电子膨胀阀13的两端连通设有第四管道14，第四管道14上设有与第二电子膨胀阀13并联的第一电磁阀15，所述第四管道14与第二电子膨胀阀13制热出口侧之间设有第二单向阀16，适于第二电子膨胀阀13制热出口侧至翅片管的单向冷媒流动。
28.进一步地，所述第二管道8上且处于第一单向阀9进口侧设有第二电磁阀17。
29.进一步地，所述第四管道14与第二电子膨胀阀13进口侧之间设有第三电磁阀18。
30.进一步地，所述室外机6上端设有第一温度传感器19，适于测取环境温度。
31.进一步地，所述第一翅片管10外端设有第二温度传感器20，适于测取第一翅片管10上的第一盘管温度。
32.进一步地，第二翅片管11的上方且处于室外机6中部设有第三翅片管21，所述第三翅片管21外端设有第三温度传感器22，适于测取第三翅片管21上的第二盘管温度。
实施例
33.一种防止空调外机底部结霜的控制方法，应用于实施一中的一种热泵系统，热泵系统处于正常制热模式下，关闭第二电磁阀17和第三电磁阀18，打开第一电磁阀15，冷媒依次经过压缩机1、四通阀2、室内机3、第一电子膨胀阀4、毛细管5、第一翅片管10、第二翅片管11、第一电磁阀15、第三翅片管21、室外机6出口端，最后回到压缩机1；所述防止空调外机底部结霜的控制方法包括如下步骤：步骤一：热泵系统处于正常制热模式下，获取环境温度x及第一翅片管10上的第一盘管温度，并判断第一盘管温度是否小于x；步骤二：若第一盘管温度大于x，热泵系统处于正常制热模式下运行；若第一盘管温度小于x，关闭第一电磁阀15，关死第一电子膨胀阀4，打开第二电磁阀17和第三电磁阀18；冷媒依次经过压缩机1、四通阀2、第二电磁阀17、第一单向阀9、第一翅片管10、第二翅片管11、第三电磁阀18、第二电子膨胀阀13、第二单向阀16、第三翅片管21、室外机6出口端，最后回到压缩机1；步骤三：获取第二翅片管11上的第二盘管温度，并判断第二盘管温度是否小于y，若第二盘管温度小于y，执行上述步骤二；步骤四：获取第一翅片管10上的第一盘管温度和第二翅片管11上的第二盘管温度，若第一盘管温度和第二盘管温度均大于z，关闭第二电磁阀17和第三电磁阀18，打开第一电磁阀15，热泵系统处于正常制热模式下。
34.进一步地，所述y、z根据x的值来设定。
35.进一步地，在步骤四中，第二盘管温度大于z的执行优先级大于第一盘管温度大于z的执行优先级。
36.进一步地，在执行步骤二后，若第二盘管温度在一定时间内未达到步骤四中的z，四通阀2换向使热泵系统处于化霜模式。
37.本发明采用上述技术方案，通过在热泵机组中设置第二管道8、第三管道12以及第四管道14，以及在这些管道上设置各个阀，通过合理的开闭这些阀，不仅不会影响热泵机组的正常的制冷或制热运转，并且在热泵机组处于制热运转，且满足机组执行动作要求时，也就是存在结霜的风险或已经有小面积结霜时，通过第二管道8可使室外机冷凝器的底部与内机直接连通，中间没有节流装置进行降压降温，可直接通过室内机中冷媒热量进行除霜，再通过第三管道12上的第二膨胀电子阀13进行节流。
38.此处需要说明的是，室内机3在制热模式下向室内侧放出热量之后仍有较高的余温，此部分温度在正常的热泵系统中，会直接被节流装置散去然后再进入室内机3中。本方案充分利用室内机3在室内放热后的余热，通过风机的转动，对外机底部进行加热将可能存
在的冰霜清除干净，也可以避免底部结霜。并且，该方案可以在低温工况下对其内侧排列的冷凝器进行加热，增加室外机的热量交换，更大程度的减少室外机6整体结霜的可能性。
39.上述方案通过在制热模式下的各个阀门开闭执行除霜，可以很大程度地减少室外机6进行化霜动作的次数，提高用户的舒适性，避免四通阀2因为频繁换向而损坏。
40.此处需要说明的是，第一盘管温度与第二盘管温度的执行动作判定温度条件没有优先级，任一满足均可执行制热模式下的除霜工作。
41.如图5所示，各个阀的开合使得冷凝器上图中阴影部分与内机直接连通，此正常的热泵系统中，室内机在制热模式下向室内侧放出热量之后的余温会直接被节流装置散去然后再进入阴影部分。上述方案的执行动作可以将阴影部分放置在节流前，充分利用室内机在室内放热后的余热进行除霜，更为节能环保。
42.此处需要说明的是，现有有些电子膨胀阀是无法关死的，本案涉及的第一电子膨胀阀4是关到最小值没有流量的那种阀。
43.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
44.尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

技术特征：
1.一种热泵系统，其特征在于：包括依次构成冷媒主回路的压缩机（1）、四通阀（2）、室内机（3）、第一电子膨胀阀（4）、毛细管（5）及室外机（6）；所述室内机出口端通过第一管道（7）与室外机进口端连通，所述第一管道（7）上连通设有第二管道（8），且第二管道（8）两端连通于第一电子膨胀阀（4）进口侧及毛细管（5）出口侧，所述第二管道（8）上设有第一单向阀（9），适于室内机出口端至第一单向阀（9）的单向冷媒流动；所述室外机（6）包括设置于底部的第一翅片管（10）及相邻于所述第一翅片管（10）的第二翅片管（11），所述第二翅片管（11）上延伸设有第三管道（12），所述第三管道（12）上设有第二电子膨胀阀（13），第二电子膨胀阀（13）的两端连通设有第四管道（14），第四管道（14）上设有与第二电子膨胀阀（13）并联的第一电磁阀（15），所述第四管道（14）与第二电子膨胀阀（13）制热出口侧之间设有第二单向阀（16），适于第二电子膨胀阀（13）制热出口侧至翅片管的单向冷媒流动。2.根据权利要求1所述的一种热泵系统，其特征在于：所述第二管道（8）上且处于第一单向阀（9）进口侧设有第二电磁阀（17）。3.根据权利要求2所述的一种热泵系统，其特征在于：所述第四管道（14）与第二电子膨胀阀（13）进口侧之间设有第三电磁阀（18）。4.根据权利要求1所述的一种热泵系统，其特征在于：所述室外机（6）上端设有第一温度传感器（19），适于测取环境温度。5.根据权利要求4所述的一种热泵系统，其特征在于：所述第一翅片管（10）外端设有第二温度传感器（20），适于测取第一翅片管（10）上的第一盘管温度。6.根据权利要求5所述的一种热泵系统，其特征在于：所述第二翅片管（11）的上方且处于室外机（6）中部设有第三翅片管（21），所述第三翅片管（21）外端设有第三温度传感器（22），适于测取第三翅片管（21）上的第二盘管温度。7.一种防止空调外机底部结霜的控制方法，应用于上述权利要求1~6中任一项所述的一种热泵系统，其特征在于：热泵系统处于正常制热模式下，关闭第二电磁阀（17）和第三电磁阀（18），打开第一电磁阀（15），冷媒依次经过压缩机（1）、四通阀（2）、室内机（3）、第一电子膨胀阀（4）、毛细管（5）、第一翅片管（10）、第二翅片管（11）、第一电磁阀（15）、第三翅片管（21）、室外机（6）出口端，最后回到压缩机（1）；所述防止空调外机底部结霜的控制方法包括如下步骤：步骤一：热泵系统处于正常制热模式下，获取环境温度x及第一翅片管（10）上的第一盘管温度，并判断第一盘管温度是否小于x；步骤二：若第一盘管温度大于x，热泵系统处于正常制热模式下运行；若第一盘管温度小于x，关闭第一电磁阀（15），关死第一电子膨胀阀（4），打开第二电磁阀（17）和第三电磁阀（18）；冷媒依次经过压缩机（1）、四通阀（2）、第二电磁阀（17）、第一单向阀（9）、第一翅片管（10）、第二翅片管（11）、第三电磁阀（18）、第二电子膨胀阀（13）、第二单向阀（16）、第三翅片管（21）、室外机（6）出口端，最后回到压缩机（1）；步骤三：获取第二翅片管（11）上的第二盘管温度，并判断第二盘管温度是否小于y，若第二盘管温度小于y，执行上述步骤二；步骤四：获取第一翅片管（10）上的第一盘管温度和第二翅片管（11）上的第二盘管温
度，若第一盘管温度和第二盘管温度均大于z，关闭第二电磁阀（17）和第三电磁阀（18），打开第一电磁阀（15），热泵系统处于正常制热模式下。8.根据权利要求7所述的一种防止空调外机底部结霜的控制方法，其特征在于：所述y、z根据x的值来设定。9.根据权利要求7所述的一种防止空调外机底部结霜的控制方法，其特征在于：在步骤四中，第二盘管温度大于z的执行优先级大于第一盘管温度大于z的执行优先级。10.根据权利要求7所述的一种防止空调外机底部结霜的控制方法，其特征在于：在执行步骤二后，若第二盘管温度在一定时间内未达到步骤四中的z，四通阀（2）换向使热泵系统处于化霜模式。

技术总结
本发明涉及热泵技术领域，尤其涉及一种热泵系统及其防止空调外机底部结霜的控制方法。通过在热泵机组中设置第二管道、第三管道以及第四管道，以及在这些管道上设置各个阀，通过合理的开闭这些阀，不仅不会影响热泵机组的正常的制冷或制热运转，并且在热泵机组处于制热运转，且满足机组执行动作要求时，也就是存在结霜的风险或已经有小面积结霜时，通过第二管道可使室外机冷凝器的底部与内机直接连通，中间没有节流装置进行降压降温，可直接通过室内机中冷媒热量进行除霜，再通过第三管道上的第二膨胀电子阀进行节流。本方案充分利用室内机在室内放热后的余热，通过风机的转动，对外机底部进行加热将可能存在的冰霜清除干净，也可以避免底部结霜。以避免底部结霜。以避免底部结霜。


技术研发人员：宋凯 张金鹏 李宗攀 戴光军
受保护的技术使用者：浙江中广电器集团股份有限公司
技术研发日：2023.03.23
技术公布日：2023/7/20