CN104457070A

CN104457070A - 热泵高效运行控制方法及具有多重热互换增焓的热泵系统

Info

Publication number: CN104457070A
Application number: CN201410216865.1A
Authority: CN
Inventors: 林志辉
Original assignee: Individual
Current assignee: Foshan Detian Electrical Apparatus Co ltd
Priority date: 2014-05-21
Filing date: 2014-05-21
Publication date: 2015-03-25
Anticipated expiration: 2034-05-21
Also published as: CN104457070B

Abstract

本发明公开了一种热泵高效运行控制方法及具有多重热互换增焓的热泵系统，包括压缩机、冷凝器、多重热互换增焓加热器、增焓加热控制系统、节流器、蒸发器；增焓加热控制系统以压缩机高压排气侧实时温度或者压力值为参照，实时无级调节多重热互换增焓加热器的输出功率，使压缩机的排气温度、排气压力及吸气压力快速达到并维持在最佳工作范围，从而令压缩机快速达到并维持在最佳效率的工作区间，多重热互换增焓加热器具有内、外三层空腔，内层空腔紧贴安装有由增焓加热控制系统控制的加热器、中间空腔是增焓换热腔、外层是热交换腔，热交换腔内设有换热盘管。

Description

热泵高效运行控制方法及具有多重热互换增焓的热泵系统

技术领域

本发明涉及一种热泵高效运行控制方法及具有多重热互换增焓的热泵系统。

背景技术

热泵热水器或者热泵式空调热水两用装置利用水冷式热交换器来代替传统的风冷冷凝器，利用水冷式热交换器来制备热水，从而达到空调与热水两用的功能。但上述热泵装置或者空调热水两用装置对环境的适应性较差，在冬天使用时，蒸发温度低，极容易引起蒸发器结霜，影响设备的正常工作；此外，当环境温度低时，压缩机由于吸气温度、压力较低，无法保证在高效区间运行，即使较长时间也无法制备高温热水。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种可快速令压缩机在高效区间运行的、具有多重热互换及增焓功能的热泵系统。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种热泵高效运行控制方法，包括压缩机、冷凝器、多重热互换增焓加热器、增焓加热控制系统、节流器、蒸发器；所述增焓加热控制系统以压缩机高压排气侧实时温度或者压力值为参照，实时无级调节多重热互换增焓加热器的输出功率，使压缩机的排气温度、排气压力及吸气压力快速达到并维持在最佳工作范围，从而令压缩机快速达到并维持在最佳效率的工作区间。

本发明还提出了一种具有多重热互换增焓的热泵系统，包括压缩机、冷凝器、节流器、蒸发器，所述冷凝器与节流器之间还设置有由增焓加热控制系统控制的多重热互换增焓加热器，增焓加热控制系统采集压缩机排气侧的压力或排气温度。

优选的，增焓加热控制系统采集压缩机排气侧的排气温度。

进一步，所述多重热互换增焓加热器具有内、外三层空腔，内层空腔紧贴安装有由增焓加热控制系统控制的加热器、中间空腔是增焓换热腔、外层是热交换腔，热交换腔内设有换热盘管；所述热交换腔设置有出、入口，所述换热盘管设有第一、第二接口，所述增焓换热腔设有入口和出口；换热盘管第一接口与增焓换热腔入口并联连接热泵系统冷媒管道；热交换腔入口与热泵系统热交换器管道连接；热交换腔出口分别连接热泵系统节流器以及电磁阀，电磁阀另一侧连接有第二节流器，第二节流器另一侧连接换热盘管第二接口；増焓换热腔出口与压缩机吸气侧连接。

进一步，热泵系统还设置有四通阀，所述热泵系统通过冷媒管道进行以下结构连接：压缩机排气侧连接四通阀第一接口，四通阀第二接口连接冷凝器入口，冷凝器第二接口连接热交换腔入口，热交换腔出口分别连接节流器和电磁阀，节流器连接蒸发器，蒸发器第二接口连接四通阀第四接口，四通阀第三接口连接增焓换热腔入口；增焓换热腔出口连接压缩机吸气侧；所述电磁阀另一侧连接第二节流器，第二节流器另一侧连接换热盘管第二接口；换热盘管第一接口与进入增焓换热腔入口的管道并联。

进一步，热泵系统冷凝器出口与多重热互换增焓加热器的热交换腔入口连接，热交换腔入口与热泵系统的节流器连接，增焓换热腔入口与热泵系统蒸发器出口连接，增焓换热腔出口与压缩机吸气侧连接。

本发明的有益效果是：本设计在压机排气出口高温高压管道上设定温度目标点，增焓加热控制系统利用该目标点的实时温度作参照对多重热互换增焓加热器进行无级控制，增焓加热控制系统根据实时检测到的温度值及时调节变功率输出；当压缩机排气温度与目标值（即压缩机高效率工作的温度区间）温度差越大，增焓加热控制系统实时增大输出电流，使多重热互换增焓加热器输出的功率越大，从而令进入压缩机吸气侧的吸气压力提升，使压缩机快速工作于高效率区间；反之，排气温度与目标值温度差越小，多重热互换增焓加热器输出功率越小；排气温度大于或等于目标温度值时，则关闭增焓系统；由于快速提升了冬天环境下压缩机的排气温度，从而解决了即使在恶劣的低温环境条件下也能快速制备热水或制暖气的技术难题；此外，本设计同时还解决了冬天使用时蒸发器结霜问题，使系统可持续有效工作。

为了令系统的换热效果更好，本发明提出了具有多重热互换及增焓功能的热泵系统，多重热互换增焓加热器具有内外三层空腔结构，并且在外层还内设有换热盘管。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1是本发明的结构示意图；

图2是多重热互换增焓加热器的结构示意图。

具体实施方式

参照图1、图2所示，本发明优选方案结构及工作原理如下：

热泵系统包括压缩机1、冷凝器3、节流器9、蒸发器10，冷凝器3与节流器9之间还设置有由增焓加热控制系统12控制的多重热互换增焓加热器13，增焓加热控制系统12采集压缩机排气侧的压力或排气温度；热泵系统还设置有四通阀2、电磁阀7、第二节流器8，所述多重热互换增焓加热器13具有内外三层空腔，内层空腔紧贴安装有由增焓加热控制系统控制的加热器11、中间空腔是增焓换热腔6、外层是热交换腔4，热交换腔内设有换热盘管5，热泵系统通过冷媒管道按以下结构连接：压缩机1排气侧连接四通阀第一接口21，四通阀第二接口22连接冷凝器3入口，冷凝器3第二接口连接热交换腔入口41，热交换腔出口42分别连接节流器9和电磁阀7，节流器9连接蒸发器10，蒸发器10第二接口连接四通阀第四接口24，四通阀第三接口23连接增焓换热腔入口61；增焓换热腔出口62连接压缩机吸气侧；所述电磁阀7另一侧连接第二节流器8，第二节流器8另一侧连接换热盘管第二接口52；换热盘管第一接口51与进入増焓腔61管道并连。

热泵系统的工作原理：

当需要制热水而环境温度较低时，先将电磁阀7关闭，通过增焓加热控制系统12开启加热器11进行加热，系统冷媒工作时流动方向为：压缩机1 →四通阀2→冷凝器3→热交换腔4→节流器9→蒸发器10→四通阀2→增焓换热腔6→回压缩机1。

当需要制冷时，先将电磁阀7打开，通过增焓加热控制系统12关闭加热器11，系统冷媒工作时流动方向为：压缩机1 →四通阀2→冷凝器3→热交换腔4，冷媒从热交换腔出42出来后分两路：

第一路：冷媒经节流器9→蒸发器10→四通阀2→增焓换热腔入口61流入增焓换热腔6进行热交换后从增焓换热腔出口62流出；

第二路：冷媒经电磁阀7 →第二节流器8 →从换热盘管第二接口52进入换热盘管5 →经热交换后从换热盘管第一接口51流出与第一路冷媒混合进入增焓换热腔入口61→从增焓换热腔出口62流出→回压缩机1。

当需要制暖气时，先将电磁阀7关闭，通过增焓加热控制系统开启加热器11进行加热，系统冷媒工作时流动方向为：压缩机1→四通阀2→蒸发器10（此时相当于冷凝器，制热供暖）→节流器9→热交换腔4→冷凝器3（此时相当于蒸发器）→四通阀2→增焓换热腔61流入进行热交换→从增焓换热腔62流出→压缩机1。

由于多重热互换增焓加热器13具有内、外三层空腔，内层空腔紧贴安装有由增焓加热控制系统控制的加热器11、中间空腔是增焓换热腔6、外层是热交换腔4，热交换腔内设有换热盘管5；热交换腔设置有出、入口42、41，换热盘管设有第一、第二接口51、52，增焓换热腔设有入口、出口61、62；换热盘管第一接口51与增焓换热腔入口61并联连接热泵系统冷媒管道；热交换腔入口41与热泵系统冷凝器出口管道连接；热交换腔出口42分别连接热泵系统节流器以及电磁阀7，电磁阀7另一侧连接有第二节流器8，第二节流器8另一侧连接换热盘管第二接口52；增焓换热腔入口61与四通阀第三接口23连接，增焓换热腔出口与压缩机入口连接。本设计利用多重热互换增焓加热器13与电磁阀7、第二节流器8共同组成了独立的的多重热互换增焓加热装置，其适应范围十分广泛，根据需要，本设计的上述多重热互换系统除可适用本实施例的热泵系统之外，也可适用其它基本的制冷或者热系统，如系统除了采用四通阀外，也可采用多个三通阀的复杂连接，对于单一制热水功能的系统也可以简单连接。热泵系统冷凝器3出口与多重热互换增焓加热器13的热交换腔入口41连接，热交换腔入口42与热泵系统的节流器连接，增焓换热腔入口61与热泵系统蒸发器出口连接，增焓换热腔出口62与压缩机入口连接。此外，也适用多个换热器的多功能制冷系统。

以上所述仅为本发明的优选实施方式，只要以基本相同手段实现本发明目的的技术方案都属于本发明的保护范围之内。

Claims

1.热泵高效运行控制方法，其特征在于：包括压缩机、冷凝器、多重热互换增焓加热器、增焓加热控制系统、节流器、蒸发器；所述增焓加热控制系统以压缩机高压排气侧实时温度或者压力值为参照，实时无级调节多重热互换增焓加热器的输出功率，使压缩机的排气温度、排气压力及吸气压力快速达到并维持在最佳工作范围，从而令压缩机快速达到并维持在最佳效率的工作区间。

2.具有多重热互换增焓的热泵系统，包括压缩机（1）、冷凝器（3）、节流器（9）、蒸发器（10），其特征在于：所述冷凝器（3）与节流器（9）之间还设置有由增焓加热控制系统（12）控制的多重热互换增焓加热器（13），增焓加热控制系统（12）采集压缩机排气侧的压力或排气温度。

3.根据权利要求2所述的具有多重热互换增焓的热泵系统，其特征在于：增焓加热控制系统（12）采集压缩机排气侧的排气温度。

4.根据权利要求2或者3所述的具有多重热互换增焓的热泵系统，其特征在于：所述多重热互换增焓加热器（13）具有内、外三层空腔，内层空腔紧贴安装有由增焓加热控制系统控制的加热器（11）、中间空腔是增焓换热腔（6）、外层是热交换腔（4），热交换腔内设有换热盘管（5）；所述热交换腔设置有出、入口（42、41），所述换热盘管设有第一、第二接口（51、52），所述增焓换热腔设有入口、出口（61、62）；换热盘管第一接口（51）与增焓换热腔入口（61）并联连接热泵系统冷媒管道；热交换腔入口（41）与热泵系统热交换器管道连接；热交换腔出口（42）分别连接热泵系统节流器以及电磁阀（7），电磁阀（7）另一侧连接有第二节流器（8），第二节流器（8）另一侧连接换热盘管第二接口（52）；増焓换热腔出口（62）与压缩机吸气侧连接。

5.根据权利要求4所述的具有多重热互换增焓的热泵系统，其特征在于：热泵系统还设置有四通阀（2），所述热泵系统通过冷媒管道进行以下结构连接：压缩机（1）排气侧连接四通阀第一接口（21），四通阀第二接口（22）连接冷凝器（3）入口，冷凝器（3）第二接口连接热交换腔入口（41），热交换腔出口（42）分别连接节流器（9）和电磁阀（7），节流器（9）连接蒸发器（10），蒸发器（10）第二接口连接四通阀第四接口（24），四通阀第三接口（23）连接增焓换热腔入口（61）；增焓换热腔出口（62）连接压缩机吸气侧；所述电磁阀（7）另一侧连接第二节流器（8），第二节流器（8）另一侧连接换热盘管第二接口（52）；换热盘管第一接口（51）与进入增焓换热腔入口61的管道并联。

6.根据权利要求4所述具有多重热互换増焓的热泵系统，其特征在于：热泵系统冷凝器（3）出口与多重热互换增焓加热器（13）的热交换腔入口（41）连接，热交换腔入口（42）与热泵系统的节流器连接，增焓换热腔入口（61）与热泵系统蒸发器出口连接，增焓换热腔出口（62）与压缩机（1）吸气侧连接。