一种热泵热水系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种热泵热水系统及其控制方法，该系统包括：热水系统、热泵系统和控制装置；其中，热泵系统，包括：主制冷剂回路，两个以上串联设置在主制冷回路上的水‑制冷剂换热器，以及制冷剂旁通支路；热水系统，包括：主水管路，以及水路旁通支路；主水管路贯穿于两个以上所述水‑制冷剂换热器中，且与主制冷回路之间发生换热；控制装置，用于当所需的冷水与热水之间的温差小于或等于预设值时，控制两个以上的水‑制冷剂换热器中的至少两个之间形成并联，以使该至少两个水‑制冷剂换热器之间并联地各自换热。本发明专利技术的方案，可以克服现有技术中功耗大、能效低和用户体验差等缺陷，实现功耗小、能效低和用户体验好的有益效果。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于热泵换热
，具体涉及一种热泵热水系统及其控制方法。
技术介绍
热泵，可以从自然界的空气、水或土壤中获取低品位热能，经过电力做功，将低位热源的热能转移到高位热源的装置，向人们提供可被利用的高品位热能。目前，热泵热水系统，为一次换热或循环换热式热泵热水系统。对于一次换热式热泵热水系统而言，其系统及换热器设计多从测试标准出发，因此仅考虑了一次换热时大温升、小流量的情况，而没有考虑其可能出现的小温升、大流量的情形。例如：当在换热过程中出现小温升情况时，假定此时换热量不变，则必须通过加大水流量来保证出水温度，由于水-制冷剂换热器是小流量设计的，因此水流量的增加将导致水路压降过大，从而使循环水泵功耗升高、系统能效降低。现有技术中，存在功耗大、能效低和用户体验差等缺陷。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，针对上述缺陷，提供一种热泵热水系统及其控制方法，以解决现有技术中换热过程中出现小温升情况时需要增加水流量导致循环水泵功耗升高的问题，达到降低功耗的效果。本专利技术提供一种热泵热水系统，包括：热水系统、热泵系统和控制装置；其中，所述热泵系统，包括：主制冷剂回路，两个以上串联设置在所述主制冷回路上的水-制冷剂换热器；以及制冷剂旁通支路，以使两个以上所述水-制冷剂换热器中的制冷剂管路段形成并联；所述热水系统，包括：主水管路；以及水路旁通支路，以使两个以上所述水-制冷剂换热器中的水管路段形成并联；所述主水管路贯穿于两个以上所述水-制冷剂换热器中，且与所述主制冷回路之间发生换热；所述控制装置，通过控制所述制冷剂旁通支路和所述水路旁通支路，当所需的冷水与热水之间的温差小于或等于预设值时，实现两个以上的所述水-制冷剂换热器中的至少两个之间形成并联，以使该至少两个所述水-制冷剂换热器之间并联地各自换热。可选地，所述制冷剂旁通支路为两条以上，用于连接所述水-制冷剂换热器的制冷剂入口端或出口端至所述主制冷剂回路上；所述水路旁通支路为两条以上，用于连接所述水-制冷剂换热器的水入口端或出口端至所述主水管路上；使得至少两个所述水-制冷剂换热器之间形成并联。可选地，所述水-制冷剂换热器包括两个，分别为第一水-制冷剂换热器和第二水-制冷剂换热器；其中，所述第一水-制冷剂换热器的制冷剂出口端与所述第二水-制冷剂换热器的制冷剂入口端相连；且所述第一水-制冷剂换热器的水入口端与所述第二水-制冷剂换热器的水出口端相连。可选地，所述水路旁通支路包括两个，分别为第一水路旁通支路和第二水路旁通支路；其中：所述第一水路旁通支路的一端连至所述第一水-制冷剂换热器的水出口端、另一端连至所述第二水-制冷剂换热器的水出口端；所述第二水路旁通支路的一端连至所述第一水-制冷剂换热器的水入口端、另一端连至所述第二水-制冷剂换热器的水入口端。可选地，所述控制装置包括设置在所述第一水路旁通支路上的第一水路二通阀，和/或，还包括设置在所述第一水路旁通支路与所述主水管路相交两处中的至少一处的第一水路三通阀；和/或，所述控制装置还包括设置在所述第二水路旁通支路上的第二水路二通阀，和/或，还包括设置在所述第二水路旁通支路与所述主水管路相交两处中的至少一处的第二水路三通阀。可选地，所述制冷剂旁通支路包括两个，分别为第一制冷剂旁通支路和第二制冷剂旁通支路；其中：所述第一制冷剂旁通支路的一端连至所述第一水-制冷剂换热器的制冷剂出口端、另一端连至所述第二水-制冷剂换热器的制冷剂出口端；所述第二制冷剂旁通支路的一端连至所述第一水-制冷剂换热器的制冷剂入口端、另一端连至所述第二水-制冷剂换热器的制冷剂入口端。可选地，所述控制装置还包括设置在所述第一制冷剂旁通支路上的第一制冷剂二通阀；和/或，还包括设置在所述第一制冷剂旁通支路与所述主制冷剂回路相交两处中的至少一处的第一制冷剂三通阀；和/或，所述控制装置还包括设置在所述第二制冷剂路旁通支路上的第二制冷剂二通阀，和/或，还包括设置在所述第二制冷剂旁通支路与所述主制冷剂回路相交两处中的至少一处的第二制冷剂三通阀。可选地，所述热泵系统中的压缩机为双级压缩机，且所述热泵系统还包括设置于所述主制冷剂回路中位于所述热泵系统的节流装置上游端的闪发器，所述闪发器的气体出口端通过第一补气支路连接至所述双级压缩机的中压端，且在所述闪发器的上游端设置有第一增焓节流装置。可选地，所述控制装置还包括：在所述第一补气支路上设置的补气控制阀。可选地，所述热泵系统中的压缩机为双级压缩机，且所述热泵系统还包括设置在所述主制冷剂回路中的位于所述热泵系统的节流装置上游端的中间换热器，所述中间换热器的低压出口端通过第二补气支路连至所述双级压缩机的中压端、低压入口端通过低压支路连至所述中间换热器的上游端，且在所述低压支路上设置有第二增焓节流装置。可选地，所述双级压缩机，包括：带补气口的双级转子压缩机，或带补气口的涡旋压缩机。与上述热泵热水系统相匹配，本专利技术再一方面提供一种热泵热水系统的控制方法，包括：对以上所述的热泵热水系统，当所需的冷水与热水之间的温差小于或等于预设值时，控制两个以上的所述水-制冷剂换热器中的至少两个之间形成并联，以使该至少两个所述水-制冷剂换热器之间并联地各自换热。可选地，当所述系统包括第一水路三通阀、第二水路二通阀、第一制冷剂三通阀和第二制冷剂二通阀时：当所需冷水与热水之间的温差小于或等于预设值时，控制所述第一水路三通阀使得所述第一水路旁通支路接通，控制第二水路二通阀打开；控制第一制冷剂三通阀使得所述第一制冷剂旁通支路接通，控制第二制冷剂二通阀打开；使得第一水-制冷剂换热器和第二水-制冷剂换热器并联地各自换热。可选地，当所需冷水与热水之间的温差大于预设值时，控制所述第一水路三通阀使得所述第一水路旁通支路关闭，控制第二水路二通阀关闭；控制第一制冷剂三通阀使得所述第一制冷剂旁通支路关闭，控制第二制冷剂二通阀打开；使得第一水-制冷剂换热器和第二水-制冷剂换热器串联地同时进行换热。可选地，当所述系统还包括双级压缩机、闪发器、第一补气支路和补气控制阀时，控制所述补气控制阀打开，执行补气增焓的过程；或者，当所述系统还包括双级压缩机、中间换热器和第二补气支路时，控制所述中间换热器的支路打开，执行补气增焓的过程。可选地，当所述系统还包括双级压缩机、闪发器、第一补气支路和补气控制阀时，控制所述补气控制阀关闭，关闭补气增焓的过程；或者，当所述系统还包括双级压缩机、中间换热器和第二补气支路时，控制所述中间换热器的支路关闭，关闭补气增焓的过程。本专利技术的方案，通过在制冷侧和水路侧增加管路控制装置，可以解决一次换热式热泵热水系统在用于小温升、大流量换热时出现的功耗高、能效低的问题。进一步，本专利技术的方案，通过在制冷剂侧放热部分和水路侧增加管路切换三通阀和二通阀，实现换热过程中大温升、小流量换热和小温升、大流量换热的制冷剂循环流程和水循环流程的切换，从而降低小温升、大流量换热时的压降，降低功耗，提升能效。由此，本专利技术的方案，通过在制冷侧和水路侧增加管路控制装置，对换热过程中的制冷剂循环流程和水循环流程进行切换，解决现有技术中换热过程中出现小温升情况时需要增加水流量导致循环水泵功耗升高的问题，从而，克服现有技术中功耗大、能效低和用户体验差的缺陷，实现功耗小、能效低和用户本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种热泵热水系统，其特征在于，包括：热水系统(100)、热泵系统(200)和控制装置；其中，所述热泵系统(200)，包括：主制冷剂回路，两个以上串联设置在所述主制冷回路上的水‑制冷剂换热器；以及制冷剂旁通支路，以使两个以上所述水‑制冷剂换热器中的制冷剂管路段形成并联；所述热水系统(100)，包括：主水管路；以及水路旁通支路，以使两个以上所述水‑制冷剂换热器中的水管路段形成并联；所述主水管路贯穿于两个以上所述水‑制冷剂换热器中，且与所述主制冷回路之间发生换热；所述控制装置，通过控制所述制冷剂旁通支路和所述水路旁通支路，当所需的冷水与热水之间的温差小于或等于预设值时，实现两个以上的所述水‑制冷剂换热器中的至少两个之间形成并联，以使该至少两个所述水‑制冷剂换热器之间并联地各自换热。

【技术特征摘要】
1.一种热泵热水系统，其特征在于，包括：热水系统(100)、热泵系统(200)和控制装置；其中，所述热泵系统(200)，包括：主制冷剂回路，两个以上串联设置在所述主制冷回路上的水-制冷剂换热器；以及制冷剂旁通支路，以使两个以上所述水-制冷剂换热器中的制冷剂管路段形成并联；所述热水系统(100)，包括：主水管路；以及水路旁通支路，以使两个以上所述水-制冷剂换热器中的水管路段形成并联；所述主水管路贯穿于两个以上所述水-制冷剂换热器中，且与所述主制冷回路之间发生换热；所述控制装置，通过控制所述制冷剂旁通支路和所述水路旁通支路，当所需的冷水与热水之间的温差小于或等于预设值时，实现两个以上的所述水-制冷剂换热器中的至少两个之间形成并联，以使该至少两个所述水-制冷剂换热器之间并联地各自换热。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述制冷剂旁通支路为两条以上，用于连接所述水-制冷剂换热器的制冷剂入口端或出口端至所述主制冷剂回路上；所述水路旁通支路为两条以上，用于连接所述水-制冷剂换热器的水入口端或出口端至所述主水管路上；使得至少两个所述水-制冷剂换热器之间形成并联。3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述水-制冷剂换热器包括两个，分别为第一水-制冷剂换热器(102)和第二水-制冷剂换热器(103)；其中，所述第一水-制冷剂换热器(102)的制冷剂出口端与所述第二水-制冷剂换热器(103)的制冷剂入口端相连；且所述第一水-制冷剂换热器(102)的水入口端与所述第二水-制冷剂换热器(103)的水出口端相连。4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述水路旁通支路包括两个，分别为第一水路旁通支路(110)和第二水路旁通支路(111)；其中：所述第一水路旁通支路(110)的一端连至所述第一水-制冷剂换热器(102)的水出口端、另一端连至所述第二水-制冷剂换热器(103)的水出口端；所述第二水路旁通支路(111)的一端连至所述第一水-制冷剂换热器(102)的水入口端、另一端连至所述第二水-制冷剂换热器(103)的水入口端。5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述控制装置包括设置在所述第一水路旁通支路(110)上的第一水路二通阀，和/或，还包括设置在所述第一水路旁通支路(110)与所述主水管路相交两处中的至少一处的第一水路三通阀(107)；和/或，所述控制装置还包括设置在所述第二水路旁通支路(111)上的第二水路二通阀(106)，和/或，还包括设置在所述第二水路旁通支路(111)与所述主水管路相交两处中的至少一处的第二水路三通阀。6.根据权利要求3-5之一所述的系统，其特征在于，所述制冷剂旁通支路包括两个，分别为第一制冷剂旁通支路(112)和第二制冷剂旁通支路(113)；其中：所述第一制冷剂旁通支路(112)的一端连至所述第一水-制冷剂换热器(102)的制冷剂出口端、另一端连至所述第二水-制冷剂换热器(103)的制冷剂出口端；所述第二制冷剂旁通支路(113)的一端连至所述第一水-制冷剂换热器(102)的制冷剂入口端、另一端连至所述第二水-制冷剂换热器(103)的制冷剂入口端。7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述控制装置还包括设置在所述第一制冷剂旁通支路(112)上的第一制冷剂二通阀；和/或，还包括设置在所述第一制冷剂旁通支路(112)与所述主制冷剂回路相交两处中的至少一处的第一制冷剂三通阀(108)；和/或，所述控制装置还包括设置在所述第二制冷剂路旁通支路(113)上的第二制冷剂二通阀(109)，和/或，还包括设置在所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑波，梁祥飞，潘俊，黄柏良，
申请(专利权)人：珠海格力电器股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44