一种制冷装置三级复合式快速融霜系统技术领域
本发明涉及一种快速融霜系统，具体说是一种制冷装置三级复合式快速融霜系
统。
背景技术
在空气源热泵与冷冻冷藏制冷装置的运行中，当湿空气流经等于或低于0℃蒸发
器时，蒸发器表面就会出现结霜现象，导致蒸发器空气侧的阻力增大，严重影响了热泵机组
或制冷装置的运行效率，因此，如何有效的融霜成了一个急需解决的问题，目前常用的传统
融霜方法很多种：人工融霜、热气融霜、电热融霜、淋水融霜、反向运行融霜、温度控制融霜
等，但采用这些传统方法进行融霜时，有的融霜速度较慢、融霜效果较差，有的融霜效果无
法得到有效控制、融霜不彻底，有的在融霜时给室内环境带来很强的不舒适感。因此快速高
效的融霜方法直接关系空气源热泵及相关制冷装置的普及应用。
发明内容
本发明的目的正是为了提供一种制冷装置三级复合式快速融霜系统，以解决目前
制冷装置融霜时融霜速度慢、融霜效果差、融霜效果无法得到有效控制、融霜不彻底、融霜
时给室内环境带来很强的不舒适感等技术难题。
本发明提出的“三级复合提温增热快速融霜技术”将室内侧换热器的一级提温增
热子系统、制冷装置压缩机的二级提温增热子系统、制冷装置室外侧换热器的三级提温增
热子系统三个提温增热技术进行同步复合。室内侧换热器的一次提温增热技术：通过室内
侧前置的PTC电加热器预热提升蒸发温度和换热器吸热量、通过室内侧后置PTC电加热器再
热提升送风温度消除送风冷风感；压缩机侧二次提温增热技术：通过变频式压缩机和补气
增热技术显著增加排气压力与质量流量，导致总排热量和冷凝温度的显著提升；制冷装置
室外侧换热器三次提温增热技术：通过室外侧电动调节格栅和室外调速风机调节融霜换热
器的进风量，导致冷凝温度和冷凝放热量的进一步提升。经实验验证，该“三级提温增热复
合快速融霜技术”与常用单一逆循环融霜技术相比，将室外空调换热器的融霜时间由8-
10min缩短至1.5-3min内完全融霜，并可有效解决融霜过程向室内吹冷风的突出问题。
本发明的目的可通过下述技术措施来实现：
本发明的制冷装置三级复合式快速融霜系统由制冷装置室内侧换热器的一级提温增
热子系统、制冷装置压缩机的二级提温增热子系统、制冷装置室外侧换热器的三级提温增
热子系统组合而成；所述制冷装置室内侧换热器的一级提温增热子系统由室内侧换热器、
室内调速风机、室内电动调节格栅、室内侧前置电加热器、室内侧后置电加热器以及相应连
接管道和阀门组成；所述制冷装置压缩机的二级提温增热子系统由变频式压缩机、四通换
向阀、室外侧换热器、第一单向阀、第二单向阀、第三单向阀、第四单向阀、第五单向阀、室内
侧换热器、储液干燥器、第一控制阀、第二控制阀、第三控制阀、辅路膨胀阀、经济器、主路膨
胀阀、气液分离器以及管路组成；所述制冷装置室外侧换热器的三级提温增热子系统由室
外侧换热器、室外调速风机、室外电动调节格栅、室外侧前置电加热器以及连接管道和阀门
组成；其中所述的室内空气通过室内侧电动调节格栅调节风量后，先后通过室内侧前置电
加热器、室内侧换热器、室内侧后置电加热器、室内调速风机重新送入室内，用于满足室内
无冷感的快速融霜；其中所述的变频式压缩机排气口通过四通换向阀以及相应连接管路分
别与室外侧换热器、室内侧换热器、气液分离器相应接口连接；所述气液分离器出口接入变
频式压缩机吸气口；所述室外侧换热器的另一接口与第一单向阀出口和第二单向阀入口相
连接，第二单向阀出口与储液干燥器和第四单向阀出口相连接，储液干燥器出口分别与第
一控制阀的入口、第二控制阀的入口、第三控制阀的入口相连接，第一控制阀的出口与辅路
膨胀阀的入口相连接，辅路膨胀阀的出口与经济器的第二入口相连接，经济器的第一入口
与第三控制阀的出口相连接，经济器的第一出口分别与第二控制阀的出口、主路膨胀阀的
入口相连接，经济器的第二出口通过第五单向阀与变频式压缩机的混气口相接，主路膨胀
阀的出口接第一单向阀入口和第三单向阀入口，第三单向阀出口和第四单向阀的入口与室
内侧换热器另一接口相连接；所述室外空气经室外侧电动调节格栅调节风量后，先后通过
室外侧前置电加热器、室外侧换热器、室外调速风机重新排到室外,用于满足室外换热器的
快速融霜。
本发明所述的室外调速风机与室内调速风机为变频风机或调挡风机中的任意一
种；所述的室外侧前置电加热器、室内侧前置电加热器、室内侧后置电加热器为PTC电加热
器、电磁加热器、陶瓷纤维加热器或红外陶瓷加热器中的任意一种；所述的室外侧换热器、
室内侧换热器为管翅式、层叠式或平行流式换热器中的任意一种；所述的室外侧换热器、室
内侧换热器为多个并联换热器时，可采用上下并联、左右并联或前后并联中的任意一种；所
述辅路膨胀阀和主路膨胀阀为毛细管、热力膨胀阀或电子膨胀阀中的任意一种；所述经济
器为板式换热器或套管换热器的任意一种结构形式；所述控制阀为电动阀、电磁阀或手动
截止阀的任意一种。
本发明的有益效果如下：
本发明提供的一种制冷装置三级复合式快速融霜系统，通过在室内空调风道内设置室
内侧前置预热器、后置再热器和室内调速风机，在空调系统中增加动力设备二次增热系统
补气增能机构，在室外换热器安装室外侧电动调节格栅、热泵空调系统用室外侧换热器和
室外调速风机等设备，可显著提高该空调系统在执行除霜工作模式时室内的舒适性，提高
系统对室内的供热能力以及供热效率。同时在进行室外侧换热器快速融霜模式时将大大缩
短融霜时间，可较好地解决在超低温工况下室外侧换热器融霜时间长、融霜效果差以致空
调系统无法运行的问题。
附图说明
图1为本发明的结构原理图。
图2为室外侧快速融霜+室内无冷感工作模式流程图。
图3为反向运行快速融霜+室内无冷感工作模式流程图。
图4为反向运行快速融霜+补气+室内无冷感工作模式流程图。
图中：1是变频式压缩机、2是四通换向阀、3-1是室外侧换热器、3-2是室外调速风
机、3-3是室外电动调节格栅、3-4是室外侧前置电加热器、4-1是第一单向阀、4-2是第二单
向阀、4-3是第三单向阀、4-4是第四单向阀、5-1是室内侧换热器、5-2是室内调速风机、5-3
是室内电动调节格栅、5-4是室内侧前置电加热器、5-5是室内侧后置电加热器、6是储液干
燥器、7-1是第一控制阀、7-2是第二控制阀、7-3是第三控制阀、8是辅路膨胀阀、9是经济器、
10是主路膨胀阀、11是气液分离器。
具体实施方式
本发明以下将结合实施例（附图）作做进一步描述。
如图1所示，本发明的制冷装置三级复合式快速融霜系统由制冷装置室内侧换热
器的一级提温增热子系统、制冷装置压缩机的二级提温增热子系统、制冷装置室外侧换热
器的三级提温增热子系统组合而成。所述制冷装置室内侧换热器的一级提温增热子系统由
室内侧换热器5-1、室内调速风机5-2、室内电动调节格栅5-3、室内侧前置电加热器5-4、室
内侧后置电加热器5-5以及连接管道和阀门等组成；所述制冷装置压缩机的二级提温增热
子系统由变频式压缩机1、四通换向阀2、室外侧换热器3-1、第一单向阀4-1、第二单向阀4-
2、第三单向阀4-3、第四单向阀4-4、第五单向阀4-5、室内侧换热器5-1、储液干燥器6、第一
控制阀7-1、第二控制阀7-2、第三控制阀7-3、辅路膨胀阀8、经济器9、主路膨胀阀10、气液分
离器11以及管路组成；所述制冷装置室外侧换热器的三级提温增热子系统由室外侧换热器
3-1、室外调速风机3-2、室外电动调节格栅3-3、室外侧前置电加热器3-4以及连接管道和阀
门等组成。其中所述的制冷装置室内侧换热器的一级提温增热子系统其特征在于：室内空
气通过室内侧电动调节格栅5-3调节风量后，先后通过室内侧前置电加热器5-4、室内侧换
热器5-1、室内侧后置电加热器5-5、室内调速风机5-2重新送入室内，用于满足室内无冷感
的快速融霜。其中所述的制冷装置压缩机的二级提温增热子系统其特征在于：所述变频式
压缩机1排气口通过四通换向阀2以及相应连接管路分别与室外侧换热器3-1、室内侧换热
器5-1、气液分离器11相应接口连接；所述气液分离器11出口接入变频式压缩机1吸气口；所
述室外侧换热器3-1的另一接口与第一单向阀4-1出口和第二单向阀4-2入口相连接，第二
单向阀4-2出口与储液干燥器6和第四单向阀4-4出口相连接，储液干燥器6出口分别与第一
控制阀7-1的入口、第二控制阀7-2的入口、第三控制阀7-3的入口相连接，第一控制阀7-1的
出口与辅路膨胀阀8的入口相连接，辅路膨胀阀8的出口与经济器9的第二入口相连接，经济
器9的第一入口与第三控制阀7-3的出口相连接，经济器9的第一出口分别与第二控制阀7-2
的出口、主路膨胀阀10的入口相连接，经济器9的第二出口通过第五单向阀4-5与变频式压
缩机1的混气口相接，主路膨胀阀10的出口接第一单向阀4-1入口和第三单向阀4-3入口，第
三单向阀4-3出口和第四单向阀4-4的入口与室内侧换热器5-1另一接口相连接。其中所述
制冷装置室外侧换热器的三级提温增热子系统其特征在于：室外空气经室外侧电动调节格
栅3-3调节风量后，先后通过室外侧前置电加热器3-4、室外侧换热器3-1、室外调速风机3-2
重新排到室外,用于满足室外换热器的快速融霜。
本发明所述的室外调速风机3-2与室内调速风机5-2为变频风机或调挡风机中的
任意一种形式。所述的室外侧前置电加热器3-4、室内侧前置电加热器5-4、室内侧后置电加
热器5-5为PTC电加热器、电磁加热器、陶瓷纤维加热器或红外陶瓷加热器的任意一种形式。
所述的室外侧换热器3-1、室内侧换热器5-1为管翅式、层叠式或平行流式换热器中的任意
一种结构形式。所述的室外侧换热器3-1、室内侧换热器5-1为多个并联换热器时，可采用上
下并联、左右并联、前后并联中的任意一种形式。所述辅路膨胀阀8和主路膨胀阀10为毛细
管、热力膨胀阀或电子膨胀阀的任意一种形式；所述经济器9为板式换热器或套管换热器的
任意一种结构形式。所述控制阀7-1、7-2、7-3为电动阀、电磁阀或手动截止阀的任意一种结
构形式。
根据上述3个子系统的切换组合，本发明的可实现三种工作模式：
（1）室外侧快速融霜+室内无冷感工作模式
如图2所示为室外侧快速融霜+室内无冷感工作模式流程图。当冬季室外侧换热器结霜
不严重时，可采用此工作模式。室内侧前置电加热器5-4、室内侧后置电加热器5-5、第一控
制阀7-1、第三控制阀7-3关闭，室外调速风机3-2、室外电动调节格栅3-3、室外侧前置电加
热器3-4、室内调速风机5-2、室内电动调节格栅5-3、第二控制阀7-2打开。压缩机侧二级提
温增热子系统流程：变频式压缩机1排出的高温高压气体制冷剂通过四通换向阀2切换，进
入进入室内侧换热器5-1冷凝放热后变为过冷或饱和液态制冷剂，通过第四单向阀4-4进入
储液干燥器6，然后通过第二控制器7-2进入主路膨胀阀10，节流变为低温低压的气液两相
制冷剂后，通过第一单向阀4-1进入室外侧换热器3-1吸热蒸发变为过热或饱和气态制冷
剂，再通过四通换向阀2切换进入气液分离器11，然后进入变频式压缩机1的吸气口进入下
一循环。制冷装置室内侧换热器的一级提温增热子系统流程：由室内侧空气通过室内电动
调节格栅5-3、室内侧前置电加热器5-4，进入室内侧换热器5-1吸收热量温度升高，然后再
通过室内侧后置电加热器5-5后，经室内调速风机5-2送入室内，满足室内人体的舒适性。制
冷装置室外侧换热器的三级提温增热子系统流程：由室外侧空气通过室外电动调节格栅3-
3，进入室外侧前置电加热器3-4吸收热量升温后，再进入室外侧换热器3-1放出热量用于换
热器表面的融霜，最后经室外调速风机3-2重新排到室外。
（2）反向运行快速融霜+室内无冷感工作模式
如图3所示为室外侧快速融霜+室内无冷感工作模式流程图。当冬季室外侧换热器结霜
严重时，可采用此工作模式。室外调速风机3-2、室外电动调节格栅3-3、室外侧前置电加热
器3-4、第一控制阀7-1、第三控制阀7-3关闭，室内调速风机5-2、室内电动调节格栅5-3、室
内侧前置电加热器5-4、室内侧后置电加热器5-5、第二控制阀7-2打开。压缩机侧二级提温
增热子系统流程：变频式压缩机1排出的高温高压气体制冷剂通过四通换向阀2切换，进入
室外侧换热器3-1冷凝放热用于换热器表面的融霜，然后变为过冷或饱和液态制冷剂，通过
第二单向阀4-2进入储液干燥器6，然后通过第二控制器7-2进入主路膨胀阀10，节流变为低
温低压的气液两相制冷剂后，通过第三单向阀4-3进入室内侧换热器5-1吸热蒸发变为过热
或饱和气态制冷剂，再通过四通换向阀2切换进入气液分离器11，然后进入变频式压缩机1
的吸气口进入下一循环。制冷装置室内侧换热器的一级提温增热子系统流程：由室内侧空
气通过室内电动调节格栅5-3、进入室内侧前置电加热器5-4吸收热量升温后，进入室内侧
换热器5-1放出热量温度降低，然后再通过室内侧后置电加热器5-5重新吸收热量升温后，
经室内调速风机5-2送入室内，满足室内人体的舒适性。
（3）反向运行快速融霜+补气+室内无冷感工作模式
如图4所示为室外侧快速融霜+室内无冷感工作模式流程图。当冬季室外侧换热器结霜
非常严重时，可采用此工作模式。室外调速风机3-2、室外电动调节格栅3-3、室外侧前置电
加热器3-4、第二控制阀7-2关闭，室内调速风机5-2、室内电动调节格栅5-3、室内侧前置电
加热器5-4、室内侧后置电加热器5-5、第一控制阀7-1、第三控制阀7-3打开。压缩机侧二级
提温增热子系统流程：变频式压缩机1排出的高温高压气体制冷剂通过四通换向阀2切换，
进入室外侧换热器3-1冷凝放热用于换热器表面的融霜，然后变为过冷或饱和液态制冷剂，
通过第二单向阀4-2进入储液干燥器6分为两路，一路制冷剂通过第三控制阀7-3进入经济
器9放出热量过冷后，再进入主路膨胀阀10节流变为低温低压的气液两相制冷剂后，通过第
三单向阀4-3进入室内侧换热器5-1吸热蒸发变为过热或饱和气态制冷剂，再通过四通换向
阀2切换进入气液分离器11，然后进入变频式压缩机1的吸气口进入下一循环；另一路制冷
剂通过第一控制阀7-1进入辅路膨胀阀6节流变为低温低压的气液两相制冷剂后，再进入经
济器7吸收热量变为饱和或过热的气体制冷剂，经第五单向阀4-5进入变频式压缩机1的混
气口进入下一循环。制冷装置室内侧换热器的一级提温增热子系统流程：由室内侧空气通
过室内电动调节格栅5-3、进入室内侧前置电加热器5-4吸收热量升温后，进入室内侧换热
器5-1放出热量温度降低，然后再通过室内侧后置电加热器5-5重新吸收热量升温后，经室
内调速风机5-2送入室内，满足室内人体的舒适性。