[发明专利]利用电子膨胀阀防止蒸发器结霜的热泵系统及其调节方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种热能工程领域的热泵系统，更具体的说，是涉及一种通过电子膨胀阀组控制蒸发器中制冷剂的温度，以防止蒸发器结霜的热泵系统及其调节方法。

背景技术

风冷式蒸发器在运行时会遇到结霜的问题，蒸发器结霜增大了制冷剂与空气之间的传热热阻，使得蒸发器的换热量减小，甚至会阻塞蒸发器，使通过蒸发器的风量减小，大大降低热泵的效率。

现阶段对于蒸发器结霜问题的研究主要为寻求合理的除霜方法，主要的除霜方法有电加热除霜、四通阀换向除霜、热气旁通法除霜、水力冲刷除霜、气体动力除霜等。目前应用比较广泛的是四通阀换向除霜和热气旁通法除霜。四通阀换向除霜运行时，首先平衡压缩器吸气端和排气端的压力，然后通过换向阀将蒸发器和冷凝器进行互换，从而加热室外机盘管来达到除霜的目的，这种方法造成供热的不连续，同时除霜结束后恢复供热还需要先加热室内表冷器；热气旁通法除霜时虽然不需要改变制冷剂流向，但是需要将产生的一部分热量旁通到室外蒸发器，过多的消耗高品位的电能。

上述提到的方法都是在蒸发器结霜达到一定程度时才开始除霜操作，是被动的除霜方法，并且蒸发器结霜的过程已经开始影响了蒸发器的换热效果。蒸发器结霜的根源在于蒸发器表面的温度低于当时环境下水蒸气的露点温度。为了达到更好的效果，并且保证蒸发器的换热效率，需要控制蒸发器表面的温度接近此露点温度，从而从根源防止蒸发器结霜。

发明内容

本发明意在通过控制蒸发器表面的温度接近当时环境下水蒸气的露点温度，从而从根源上解决冬季蒸发器结霜的技术问题，提供了一种利用电子膨胀阀防止蒸发器结霜的热泵系统及其调节方法。

为了使蒸发器表面温度接近水蒸汽的露点温度，该系统及其调节方法在第一换热器前接入电子膨胀阀组，通过改变电子膨胀阀组中各个电子膨胀阀的开度，控制第一换热器中流通通道的制冷剂进口温度，从而改变其翅片表面温度；并且采用喷射式方案，提高了系统的运行的效率。

本发明具体通过以下的技术方案予以实现：

一种利用电子膨胀阀防止蒸发器结霜的热泵系统，包括第一喷射器(1)、第二喷射器(2)，第一三通阀(3)，气液分离器(4)、压缩机(5)、电子膨胀阀组(6)、第一换热器(7)、第二三通阀(8)、节流阀(9)、四通换向阀(10)、第二换热器(11)、第三三通阀(12)、电子膨胀阀控制装置(13)、内部换热器(14)；

其中所述四通换向阀(10)左端口和下端口或上端口连通、右端口和上端口或下端口连通，其中所述第一三通阀(3)的右端口和左端口或下端口连通，其中所述第二三通阀(8)下端口和左端口或右端口连通，其中所述第三三通阀(12)右端口和左端口或下端口连通；

所述第一喷射器(1)的出口与所述第一三通阀(3)的左端口连接，所述第一三通阀(3)的右端口与所述气液分离器(4)的入口连接，所述气液分离器(4)的气体出口与所述内部换热器(14)的被加热流体侧入口连接，所述内部换热器(14)的被加热流体侧出口与所述压缩机(5)的入口连接，所述压缩机(5)的出口与所述四通换向阀(10)的左端口连接，所述四通换向阀(10)的下端口与所述电子膨胀阀组(6)的进口连接，所述电子膨胀阀组(6)的出口与所述第一换热器(7)的入口连接，所述第一换热器(7)的出口与所述第二三通阀(8)的下端口连接，所述第二三通阀(8)的右端口与所述第二喷射器(2)的高压入口连接，所述第二喷射器(2)的出口与所述第一三通阀(3)的下端口连接；所述第二三通阀(8)的左端口与所述第一喷射器(1)的低压入口连接；所述气液分离器(4)的液体出口与所述节流阀(9)的入口连接，所述节流阀(9)的出口与所述四通换向阀(10)的右端口连接，所述四通换向阀(10)的上端口与所述第二换热器(11)的入口连接，所述第二换热器(11)的出口所述第三三通阀(12)的右端口连接，所述第三三通阀(12)的下端口与所述内部换热器(14)的加热流体侧入口连接，所述内部换热器(14)的加热流体侧出口与所述第一喷射器(1)的高压入口连接；所述第三三通阀(12)的左端口与所述第二喷射器(2)的低压入口连接；