[发明专利]风冷式热泵空调器及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及空调器，特别涉及风冷式热泵空调器制热系统及其控制方法。

背景技术

风冷热泵空调器在低温制热运行过程中，随着室外盘管(换热器)温度的降低，水蒸气在盘管及翅片表面结霜。随着霜层厚度的增长，热交换率逐渐下降，将严重影响制热效果。在高湿低温(0℃＜T环＜6℃，RH＞60％；T环为环境温度，RH为相对湿度。)环境，空调器室外盘管温度极易降到零度以下，空气中的水蒸气在盘管表面凝固，形成霜层。霜层使空气与制冷剂之间的传热热阻增加，使传热的温差相应加大，制冷剂在盘管中的蒸发温度越来越低。逐渐加大的温差又促进霜层的生长，加剧热泵制热能力的衰减，盘管温度的降低促使系统更快的进入除霜模式。经实验发现，霜层的生长在盘管温度(T盘)高于0℃不会发生，在-3℃＜T盘＜0℃时，其生长速度较慢，当T盘＜-3℃时，其生长速度逐渐加快。经统计，在高湿低温地区，风冷热泵空调器的平均除霜周期为55分钟，一次除霜时间约为10分钟。

发明内容

本发明所要解决的技术问题，就是针对风冷式热泵空调器室外盘管容易结霜，影响制热效果的缺点，提供一种内置加热装置的空调器，在制热模式中对气液分离器进行加热，以延长除霜周期和缩短除霜时间，提高热泵空调器的制热效果。本发明还提供了这种空调器的运行控制方法。

本发明解决所述技术问题，采用的技术方案是，风冷式热泵空调器，包括气液分离器，其特征在于，还包括电加热装置，所述电加热装置用于对所述气液分离器加热。

风冷式热泵空调器控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

a.除霜模式下，开启电加热装置；

b.制冷模式下，关闭电加热装置；

c.制热模式下，根据盘管温度调节电加热装置功率。

本发明的有益效果是，延长了除霜周期，缩短了除霜时间，提高了热泵空调器的综合制热量和能效比。

附图说明

图1是实施例的结构示意图。

图中：1—压缩机，2—四通阀，3—室外换热器，4—节流装置(毛细管、热力膨胀阀、电子膨胀阀)，5—室内换热器，6—第一发热元件，7—第二发热元件，8—气液分离器。

具体实施方式

以下结合附图及实施例，详细描述本发明的技术方案。

要提高热泵空调器的制热效果，需要延长系统的正常运行时间，这就必须尽可能延长盘管温度高于0℃的运行时间，但如果环境温度降低，不可能再保证盘管温度高于0℃，就必须延长盘管温度在-3～0℃范围内的运行时间，从而有效地延长系统的除霜周期。经实验验证可知，提高蒸发压力及排气温度能够有效改变盘管的结霜状况。本发明正是基于此，采用电加热装置对气液分离器进行加热，并针对盘管温度不同而调节电加热装置的功率，使盘管温度降低速度能够得到有效控制，确保热泵的运行效果。

为了便于调节电加热装置的功率，并简化控制系统，电加热装置采用2组或2组以上可以分别开启/关闭的发热元件构成。选用不同功率的发热元件，可以组合成各种加热功率。发热元件既可以采用常用的电热丝，也可以选用发热效率更高的具有限流作用的正温度系数热敏电阻。为了充分利用热量，电加热装置最好安装在气液分离器内部，特别是气液分离器底部，液体集中的地方为最佳安装位置。

由于增加了电加热装置，本发明的风冷式热泵空调器控制方法，包括以下步骤：

a.除霜模式下，开启电加热装置；

b.制冷模式下，关闭电加热装置；

c.制热模式下，根据盘管温度调节电加热装置功率。

在步骤c中，如果盘管温度≥0℃，则不会产生结霜，应当关闭电加热装置；当环境温度太低，导致盘管温度≤-4℃，此时加热气液分离器对于减少盘管结霜已经没有实际意义，为了降低能耗，也需要关闭电加热装置。盘管温度在-4～0℃范围内时，加热气液分离器对于提高制热效率效果显著。盘管温度在-4～0℃范围内，电加热装置的功率控制方式是随着盘管温度的降低，逐步增加电加热装置的加热功率。

实施例

本例的风冷式热泵空调器，基本结构如图1所示，与现有技术最显著的区别是，在气液分离器中布置了两组电加热元件。根据盘管温度传感器检测到的盘管温度，控制两组电加热器的开启和关闭。

表1是某型风冷式热泵空调器的试验数据控制参数。在该系统的气液分离器中，布置了功率不同的两组电加热元件。实验过程中，总结出其控制规律如下：